CN102277152A - 一种酸触发增稠剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种酸触发增稠剂及其制备方法。本发明提供的技术方案是：一种酸触发增稠剂，原料包含质量比为1：1～7的酸触媒和复合表面活性剂组分，其中酸触媒为浓盐酸、浓硫酸、磷酸、甲酸或乙酸中的一种；复合表面活性剂为叔胺型表面活性剂、甜菜碱型表面活性剂和醇的混合溶液，其中叔胺型表面活性剂与甜菜碱型表面活性剂的质量比为1:1～5，醇占复合表面活性剂混合溶液质量的40～70%。制备方法：先在复合表面活性剂中加入水，其中复合表面活性剂占水质量的2%-5%，搅拌形成乳液，加入酸触媒，即可增稠形成冻胶。本发明具有一般表面活性剂可以用原油破胶的特征，添加物少从而减少对地层的二次伤害，促进压裂施工效果。
Description
技术领域
本发明属于油田化学品制备工艺领域，特别涉及一种压裂增产技术，具体是一种酸触发增稠剂及其制备方法。
背景技术
油田开发中后期，地下层的水力压裂是一种在回收石油产品物质时提高地下层渗透性的已知方法，是最有效的增产措施之一。由于岩层的孔隙度和渗透率较低，如不进行压裂其生产效率将非常的低，这种方法将粘性液体压裂液通过油井注入地层，施加压力，引起压裂，流体中的支撑剂保持裂缝开口。现在最常用的压裂液稠化剂是胍胶，但是随着开采地层的渗透性越来越低，胍胶压裂液中的残渣问题越来越严重，所以渐渐改为小分子表面活性剂为稠化剂的清洁压裂液，
目前，投入实地使用的表面活性剂压裂液有阳离子型和阴离子型两类。它们在较低温度下都表现出良好的携砂性能和低残渣特点，但是当使用环境温度较高时，这两种压裂液粘度大幅降低，携砂能力下降而无法正常使用。还有一些特种表面活性剂形成的冻胶虽然能耐受超过100℃的高温，但是在室温下难以均匀分散到整个体系中，只能通过加热才能形成粘稠冻胶，配制比较困难导致难以进入实地应用阶段。
发明内容
本发明的目的在于提供一种酸触发增稠剂及其制备方法，以克服现有技术增稠剂不宜配置和不耐高温的问题。
为克服现有技术存在的问题，本发明提供的技术方案是：
一种酸触发增稠剂，其特殊之处在于：原料包含质量比为1：1～7的酸触媒和复合表面活性剂组分，其中酸触媒为浓盐酸、浓硫酸、磷酸、甲酸或乙酸中的一种；复合表面活性剂为叔胺型表面活性剂、甜菜碱型表面活性剂和醇的混合溶液，其中叔胺型表面活性剂与甜菜碱型表面活性剂的质量比为1:1～5，醇占复合表面活性剂混合溶液质量的40～70%。
上述叔胺型表面活性剂为十八烷基二甲基叔胺或N，N-二羟乙基胺基油酸乙酯；甜菜碱型表面活性剂为油酸酰胺丙基甜菜碱、芥酸酰胺丙基甜菜碱或月桂酸酰胺丙基羟基磺基甜菜碱；醇为甲醇，乙醇或异丙醇。
一种上述酸触发增稠剂的制备方法，其特征在于：先在复合表面活性剂中加入水，其中复合表面活性剂占水质量的2%-5%，搅拌形成乳液，加入酸触媒，即可增稠形成冻胶。
与现有技术相比，本发明的优点是：
本发明利用乳化剂和溶剂在室温下破坏主稠化剂增稠性能从而快速分散在水中，当乳化能力失去时，增稠性能恢复。从而实现快速增稠的目的，且具有耐受超过90℃高温的性能。本产品自身为液态，因此其制备方法简单，在常温下按配比将两者进行混合即可制成。由于其制备简单，因此为现场操作提供了可能，只要有最简单的容器，通过简单的操作即可制得。因为产品为液体取用也很方便。本发明具有一般表面活性剂可以用原油破胶的特征，也即是自破胶能力。添加物少从而减少对地层的二次伤害，促进压裂施工效果。
具体实施方式
本发明提供的一种酸触发增稠剂，包含主稠化剂、乳化剂、分散介质和酸触媒，稠化剂、乳化剂和分散介质共同组成复合表面活性剂。其中主稠化剂为甜菜碱类表面活性剂，乳化剂为叔胺类表面活性剂，分散介质为醇溶剂，酸触媒为各种较强的有机酸或无机酸。本发明的原理是通过在室温下利用溶剂将不同表面活性剂混合均匀，并以液态形式存在，使其加入到水中后能尽快分散。因为乳化剂的存在，主稠化剂能在低温下以乳液形式分散到水体系中。酸触媒则可在低温下改变乳化剂结构，使其失去乳化特性，在整个体系中均匀释放出主稠化剂。当主稠化剂在体系中均匀存在时，即可形成可耐高温冻胶。达到增稠的目的。当酸触触媒加入后，体系能在30秒内迅速增稠形成冻胶，所获得的冻胶进行耐温实验，可以在80℃依然保持30mPa.s的粘度。
下面将通过具体实施例对本发明做详细地说明。
实施例1，一种酸触发增稠剂，是在常温下，混合十八烷基二甲基叔胺1g、芥酸酰胺丙基甜菜碱1.2g和1.8g异丙醇组成复合表面活性剂，使用时添加到100g水中，形成乳液。在需要增稠时，加入4g浓盐酸，即可增稠形成冻胶。所形成的冻胶在80℃时，粘度为30mPa.s
实施例2，一种酸触发增稠剂，是在常温下，混合N，N-二羟乙基胺基油酸乙酯0.5酸酰胺丙基甜菜碱1.5g和3乙醇形成复合表面活性剂，使用时添加到100g水中形成乳液。增稠时加入0.8g硫酸，即可增稠形成冻胶。在80℃获得35mPa.s的粘度。
实施例3，一种酸触发增稠剂，是在常温下，混合N，N-二羟乙基胺基油酸乙酯1g、月桂酸酰胺丙基羟基磺基甜菜碱1g和甲醇3g形成复合表面活性剂，使用时添加到100g水中形成乳液。增稠时加入0.71g磷酸，即可增稠形成冻胶。在80℃可获得30Pa.s的粘度。
实施例4，一种酸触发增稠剂，是在常温下，混合十八烷基二甲基叔胺0.2g、月桂酸酰胺丙基羟基磺基甜菜碱1g和0.8g异丙醇组成复合表面活性剂，使用时添加到100g水中，形成乳液。在需要增稠时，加入2g甲酸，即可增稠形成冻胶。在80℃，可保持32mPa.s的粘度。
实施例5，一种酸触发增稠剂，是在常温下，混合十八烷基二甲基叔胺1g、芥酸酰胺丙基甜菜碱1.2g和2.2g乙醇组成复合表面活性剂，使用时添加到100g水中，形成乳液。在需要增稠时，加入2g乙酸，即可增稠形成冻胶。在80℃可获得30mPa.s的粘度。
Claims (3)
1.一种酸触发增稠剂，其特征在于：原料包含质量比为1：1～7的酸触媒和复合表面活性剂组分，其中酸触媒为浓盐酸、浓硫酸、磷酸、甲酸或乙酸中的一种；复合表面活性剂为叔胺型表面活性剂、甜菜碱型表面活性剂和醇的混合溶液，其中叔胺型表面活性剂与甜菜碱型表面活性剂的质量比为1:1～5，醇占复合表面活性剂混合溶液质量的40～70%。
2.如权利要求1所述的一种酸触发增稠剂，其特征在于：叔胺型表面活性剂为十八烷基二甲基叔胺或N，N-二羟乙基胺基油酸乙酯；甜菜碱型表面活性剂为油酸酰胺丙基甜菜碱、芥酸酰胺丙基甜菜碱或月桂酸酰胺丙基羟基磺基甜菜碱；醇为甲醇，乙醇或异丙醇。
3.如权利要求1所述的一种酸触发增稠剂的制备方法，其特征在于：先在复合表面活性剂中加入水，其中复合表面活性剂占水质量的2%-5%，搅拌形成乳液，加入酸触媒，即可增稠形成冻胶。
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