CN107603585A - 高效无氟压裂用助排剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高效无氟压裂用助排剂及其制备方法，其助排剂包括以下组分，以质量百分比计为：主剂20‑40wt％，增强剂15‑30wt％，溶剂20‑40wt％，余量为水；所述主剂为烷基二甲基甜菜碱或十二烷基乙氧基磺基甜菜碱组成的一种或多种混合物；增强剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或双羟乙基十二烷基酰胺。制备方法如下：在搪瓷反应釜中先加入溶剂，再加入主剂并在40‑50℃条件下以40r/min的转速搅拌1‑2小时，之后加入增强剂，在40‑50℃条件下以40r/min的转速搅拌1‑2小时，然后加入水继续以20r/min的转速搅拌0.5小时，混合均匀后即可。本发明高效无氟助排剂配伍性好、稳定性强、耐温及耐酸碱性强，可适用于油气井压裂助排，可与植物胶及多种高分子聚合物稠化剂复合使用。本发明尤其适用于页岩气井压裂助排。
Description
技术领域
本发明涉及油田化学助剂技术领域，更具体地说，涉及一种高效无氟压裂用助排剂及制备方法。
背景技术
致密砂岩、页岩等低渗透储层具有孔隙度低、孔隙半径小、渗透性差等特征，使得这些储层油气井完井后一般无自然产能，必须经过大规模压裂沟通天然裂缝形成复杂的裂缝网络结构方可实现商业开发。然而，压裂施工中大量的入井流体由于无法及时返排而易导致流体与地层岩石孔隙、表面和地层流体发生物理化学作用，带来水锁等储层伤害，降低压裂作业的效果并最终影响储层的产能。因此，必须在压裂液中加入助排剂以提高压裂后破胶液的返排率。
目前国内外助排剂主要分为含氟和不含氟两大类，含氟助排剂主要由碳氢系表面活性剂与含氟表面活性剂复配而成，碳氢表面活性剂中C-H链上的H原子被F原子取代后,即成为C-F链,称为碳氟链,把含有碳氟链憎水基的表面活性剂称为含氟表面活性剂，如前已授权的中国专利有CN200510044934.6、CN200910083139.6、CN201010588476.3、CN104403657A，由于含氟表面活性剂的特殊结构，使其表现出其他表面活性剂所没有的一些特性，常被概括为“三高”、“两憎”，即高表面活性、高耐热稳定性及高化学稳定性，它的含氟烃基既憎水又憎油。但是含氟表面活性剂价格过高，且不易生物降解，从而引起环境污染，部分全氟表面活性剂已经被国际经济合作发展组织(OECD)禁止使用。
近年，越来越多的目光集中在无氟助排剂，如专利CN106281287A、CN102295919B等，其中CN102295919B采用烷基三甲基溴化铵或烷基溴化吡啶作为主剂，脂肪醇聚氧乙烯醚、双羟乙基十二烷基酰胺或椰油酰胺丙基二甲基甜菜碱为增强剂，加入助溶剂及水后形成无氟助排剂。但现有的无氟助排剂配伍性、稳定性、耐酸碱性、耐温性等均不及含氟助排剂，所以发明一种高效的环保无氟助排剂意义重大。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种高效无氟压裂用助排剂及制备方法，具有成本低、环保、配伍性良好、耐酸碱性强、稳定性好、经济效益高等优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种高效无氟压裂用助排剂，其特征在于，包括以下组分，以质量百分比计为：
主剂20-40wt％，增强剂15-30wt％，溶剂20-40wt％，余量为水；
所述主剂为烷基二甲基甜菜碱或十二烷基乙氧基磺基甜菜碱组成的一种或多种混合物；所述增强剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或双羟乙基十二烷基酰胺。
上述方案中，所述烷基二甲基甜菜碱为十六烷基二甲基甜菜碱或烷基二甲基丙基甜菜碱。
上述方案中，所述溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇其中一种或两种以上的混合物。
本发明还提供了一种所述高效无氟压裂用助排剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、在搪瓷反应釜中先加入溶剂，再加入主剂并在40-50℃条件下以40r/min的转速搅拌1-2小时；
S2、加入增强剂，在40-50℃条件下以40r/min的转速搅拌1-2小时；
S3、加入水继续以20r/min的转速搅拌0.5小时，混合均匀后即可得到本发明的高效无氟压裂用助排剂。
实施本发明的高效无氟压裂用助排剂及制备方法，具有以下有益效果：
1、本发明高效无氟助排剂配伍性好，可适用于油气井压裂助排，可与植物胶及多种高分子聚合物稠化剂复合使用；
2、本发明高效无氟助排剂稳定性强，耐温及耐酸碱性强；
3、本发明高效无氟助排剂有效成分含量高，可以根据施工需求与水任意比例稀释混配，可有效降低压裂成本；
4、本发明高效无氟助排剂原料均为常见市售，制备方法简单，环保性强。本发明专利尤其适用于页岩气井压裂助排。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现详细说明本发明的具体实施方式。
实施例1
在搪瓷反应釜中加入300kg异丙醇，再加入200kg十六烷基二甲基甜菜碱，在50℃条件下以40r/min的转速搅拌1.5小时，之后加入300kg双羟乙基十二烷基酰胺，在50℃条件下以40r/min的转速搅拌2小时，然后加入200kg水继续以20r/min的转速搅拌0.5小时，混合均匀后即可得到本发明的高效助排剂。
实施例2
在搪瓷反应釜中加入250kg甲醇，再加入250kg十六烷基二甲基甜菜碱，在50℃条件下以40r/min的转速搅拌1小时，之后加入200kg脂肪醇聚氧乙烯醚，在50℃条件下以40r/min的转速搅拌1.5小时，然后加入300kg水继续以20r/min的转速搅拌0.5小时，混合均匀后即可得到本发明的高效助排剂。
实施例3
在搪瓷反应釜中加入300kg乙醇，再加入250kg十六烷基二甲基甜菜碱，在50℃条件下以40r/min的转速搅拌2小时，之后加入200kg双羟乙基十二烷基酰胺，在50℃条件下以40r/min的转速搅拌1小时，然后加入250kg水继续以20r/min的转速搅拌0.5小时，混合均匀后即可得到本发明的高效助排剂。
实施例4
在搪瓷反应釜中加入300kg异丙醇，再加入250kg烷基二甲基丙基甜菜碱，在50℃条件下以40r/min的转速搅拌1.5小时，之后加入250kg脂肪醇聚氧乙烯醚，在50℃条件下以40r/min的转速搅拌1.5小时，然后加入200kg水继续以20r/min的转速搅拌0.5小时，混合均匀后即可得到本发明的高效助排剂。
实施例5
在搪瓷反应釜中加入300kg甲醇，再加入300kg烷基二甲基丙基甜菜碱，在50℃条件下以40r/min的转速搅拌1小时，之后加入200kg脂肪醇聚氧乙烯醚，在50℃条件下以40r/min的转速搅拌1小时，然后加入200kg水继续以20r/min的转速搅拌0.5小时，混合均匀后即可得到本发明的高效助排剂。
实施例6
在搪瓷反应釜中加入300kg甲醇，再加入350kg十二烷基乙氧基磺基甜菜碱，在40℃条件下以40r/min的转速搅拌1小时，之后加入200kg脂肪醇聚氧乙烯醚，在40℃条件下以40r/min的转速搅拌1小时，然后加入150kg水继续以20r/min的转速搅拌0.5小时，混合均匀后即可得到本发明的高效助排剂。
实施例7
在100ml水中加入1ml实施例1-11助排剂，混合均匀后，在25℃条件下，按照SY/T5755-1995，利用表界面张力仪测试液体的表面张力，所得具体数值如下表。
表1 1％各实施例水溶液表面张力数值表
上面本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (4)
1.一种高效无氟压裂用助排剂，其特征在于，包括以下组分，以质量百分比计为：
主剂20-40wt％，增强剂15-30wt％，溶剂20-40wt％，余量为水；
所述主剂为烷基二甲基甜菜碱或十二烷基乙氧基磺基甜菜碱组成的一种或多种混合物；所述增强剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或双羟乙基十二烷基酰胺。
2.根据权利要求1所述的高效无氟压裂用助排剂及制备方法，其特征在于，所述烷基二甲基甜菜碱为十六烷基二甲基甜菜碱或烷基二甲基丙基甜菜碱。
3.根据权利要求1所述的高效无氟压裂用助排剂及制备方法，其特征在于，所述溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇其中一种或两种以上的混合物。
4.一种权利要求1所述高效无氟压裂用助排剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在反应釜中先加入溶剂，再加入主剂并在40-50℃条件下以40r/min的转速搅拌1-2小时；
S2、加入增强剂，在40-50℃条件下以40r/min的转速搅拌1-2小时；
S3、加入水继续以20r/min的转速搅拌0.5小时，混合均匀后即可得到高效无氟压裂用助排剂。
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