CN112852400A - 一种压裂液及其制备方法 - Google Patents
一种压裂液及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112852400A CN112852400A CN201911180138.3A CN201911180138A CN112852400A CN 112852400 A CN112852400 A CN 112852400A CN 201911180138 A CN201911180138 A CN 201911180138A CN 112852400 A CN112852400 A CN 112852400A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fracturing fluid
- surfactant
- fracturing
- reaction
- ion salt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 15
- -1 allyl halide Chemical class 0.000 claims abstract description 65
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 56
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000005956 quaternization reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-M benzenesulfonate Chemical group [O-]S(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 22
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 15
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 14
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 8
- 229940077386 sodium benzenesulfonate Drugs 0.000 claims description 8
- MZSDGDXXBZSFTG-UHFFFAOYSA-M sodium;benzenesulfonate Chemical group [Na+].[O-]S(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 MZSDGDXXBZSFTG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 claims description 7
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 7
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 7
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical group CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 6
- XFTALRAZSCGSKN-UHFFFAOYSA-M sodium;4-ethenylbenzenesulfonate Chemical compound [Na+].[O-]S(=O)(=O)C1=CC=C(C=C)C=C1 XFTALRAZSCGSKN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- KVCGISUBCHHTDD-UHFFFAOYSA-M sodium;4-methylbenzenesulfonate Chemical compound [Na+].CC1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 KVCGISUBCHHTDD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229940077388 benzenesulfonate Drugs 0.000 claims description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- MAGFQRLKWCCTQJ-UHFFFAOYSA-N 4-ethenylbenzenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC=C(C=C)C=C1 MAGFQRLKWCCTQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical group [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 claims description 3
- HCFPRFJJTHMING-UHFFFAOYSA-N ethane-1,2-diamine;hydron;chloride Chemical compound [Cl-].NCC[NH3+] HCFPRFJJTHMING-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 3
- BYMHXIQVEAYSJD-UHFFFAOYSA-M sodium;4-sulfophenolate Chemical compound [Na+].OC1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 BYMHXIQVEAYSJD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ILWRPSCZWQJDMK-UHFFFAOYSA-N triethylazanium;chloride Chemical compound Cl.CCN(CC)CC ILWRPSCZWQJDMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FEPBITJSIHRMRT-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxybenzenesulfonic acid Chemical compound OC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 FEPBITJSIHRMRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- OSDWBNJEKMUWAV-UHFFFAOYSA-N Allyl chloride Chemical compound ClCC=C OSDWBNJEKMUWAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BHELZAPQIKSEDF-UHFFFAOYSA-N allyl bromide Chemical compound BrCC=C BHELZAPQIKSEDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N glycine betaine Chemical compound C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- UAUDZVJPLUQNMU-UHFFFAOYSA-N Erucasaeureamid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCCCCCC(N)=O UAUDZVJPLUQNMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960003237 betaine Drugs 0.000 description 2
- UAUDZVJPLUQNMU-KTKRTIGZSA-N erucamide Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCCCCC(N)=O UAUDZVJPLUQNMU-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- NAPSCFZYZVSQHF-UHFFFAOYSA-N dimantine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCN(C)C NAPSCFZYZVSQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229950010007 dimantine Drugs 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- MLGWTHRHHANFCC-UHFFFAOYSA-N prop-2-en-1-amine;hydrochloride Chemical compound Cl.NCC=C MLGWTHRHHANFCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IAGIRAMRPKZOQT-UHFFFAOYSA-N prop-2-enylazanium;bromide Chemical compound [Br-].[NH3+]CC=C IAGIRAMRPKZOQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000003871 sulfonates Chemical class 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
- C09K8/62—Compositions for forming crevices or fractures
- C09K8/66—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/68—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C209/00—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C209/04—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of functional groups by amino groups
- C07C209/06—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of functional groups by amino groups by substitution of halogen atoms
- C07C209/12—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of functional groups by amino groups by substitution of halogen atoms with formation of quaternary ammonium compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
- C09K8/602—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation containing surfactants
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
Abstract
本发明公开了一种压裂液及其制备方法，属于压裂技术领域。该压裂液包括以下质量百分数的组分：表面活性剂0.5％～4％、反离子盐0.15％～2.5％、粘土稳定剂0.01％‑2％、余量为水；表面活性剂由烯丙基卤化物和烷基二甲基叔胺进行季铵化反应制备得到；反离子盐为苯基磺酸盐。该压裂液使用的表面活性剂由烯丙基卤化物和烷基二甲基叔胺进行季铵化反应制备得到，反应原料价廉易得，反应条件温和，反应过程简单易操作。所形成的表面活性剂与反离子盐进行简单复配，即能够形成具有高降阻率的粘弹性流体，其与粘土稳定剂和水的协同作用，所形成的压裂液体系能够用来对油气井进行压裂，达到优良的压裂增产效果。
Description
技术领域
本发明涉及压裂技术领域，特别涉及一种压裂液及其制备方法。
背景技术
水力压裂是油气井增产的重要措施，其利用高压设备将携带有陶粒等支撑剂的压裂液注入地层中，沟通油气层，扩大泄流面积，以达到油气井增产和提高采收率的目的。流体在管道中高速流动进入湍流状态，将产生较大的摩阻，地面高压设备提供的部分能量损耗在管路中，浪费泵的功率，宏观上表现为摩阻高。为了尽可能将地面设备提供的能量传递到井底，要求压裂液具有较好的降低摩阻性能。
目前，表面活性剂或聚合物均可作为压裂液的原料，具有较好的降摩阻性能。文献报道中常见的基于表面活性剂的压裂液体系有阳离子型以及两性离子型芥酸酰胺甜菜碱等作为主剂，该类基于表面活性剂的压裂液具有良好的粘弹性，且易于降解；改性聚丙烯酰胺等聚合物具有加量少，降阻率高等优点。
在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：
上述表面活性剂的合成过程较繁杂，且某些表面活性剂如芥酸酰胺甜菜碱合成条件比较苛刻。聚合物的溶解速度较慢，且在地层中降解困难，有可能造成储层伤害。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种压裂液及其制备方法，可以解决上述技术问题。具体而言，包括以下的技术方案：
一方面，提供了一种压裂液，所述压裂液包括以下质量百分数的组分：表面活性剂0.5％～4％、反离子盐0.15％～2.5％、粘土稳定剂0.01％-2％、余量为水；
所述表面活性剂由烯丙基卤化物和烷基二甲基叔胺进行季铵化反应制备得到；
所述反离子盐为苯基磺酸盐。
在一种可能的实现方式中，所述表面活性剂的化学结构式如下所示：
其中，R为具有12-22个碳原子的直链烷基，X为氯原子或者溴原子。
在一种可能的实现方式中，所述反离子盐为苯磺酸盐、对甲苯磺酸盐、对羟基苯磺酸盐、或者对苯乙烯磺酸盐。
在一种可能的实现方式中，所述反离子盐为苯磺酸钠、对甲苯磺酸钠、对羟基苯磺酸钠、或者对苯乙烯磺酸钠。
在一种可能的实现方式中，所述粘土稳定剂选自氯化钾、氯化铵、乙二胺盐酸盐、三乙胺盐酸盐、低聚季铵盐中的至少一种。
另一方面，提供了上述压裂液的制备方法，所述制备方法包括：
制备表面活性剂，包括：使烯丙基卤化物和烷基二甲基叔胺进行季铵化反应，得到所述表面活性剂；
按照各组分的质量百分数，将所述表面活性剂、反离子盐、粘土稳定剂加入水中，搅拌均匀，得到所述压裂液。
在一种可能的实现方式中，所述制备表面活性剂包括：将所述烯丙基卤化物和所述烷基二甲基叔胺溶解于溶剂中，搅拌以进行季铵化反应，反应完毕进行后处理，得到所述表面活性剂。
在一种可能的实现方式中，所述溶剂为乙醇或者丙酮。
在一种可能的实现方式中，所述后处理包括：对反应产物进行抽滤或过滤，取滤饼进行真空干燥。
在一种可能的实现方式中，所述季铵化反应在氮气保护下进行。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：
本发明实施例提供的压裂液，使用的表面活性剂由烯丙基卤化物和烷基二甲基叔胺进行季铵化反应制备得到，反应原料价廉易得，反应条件温和，反应过程简单易操作。所形成的表面活性剂具有粘弹性，其与苯基磺酸盐类反离子盐进行简单复配，即能够形成具有高降阻率的粘弹性流体，该粘弹性流体与粘土稳定剂和水的协同作用，所形成压裂液体系能够用来对油气藏进行压裂，达到优良的压裂效果，并且，该压裂液容易降解，不会对储层造成伤害。
此外，本发明实施例通过采用上述具有粘弹性的表面活性剂用于压裂液的主原料，还进一步扩宽了粘弹性表面活性剂的种类及其应用范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1提供的压裂液在不同流速下的降阻率；
图2为实施例2提供的压裂液在不同流速下的降阻率；
图3为实施例3提供的压裂液在不同流速下的降阻率；
图4为实施例4提供的压裂液在不同流速下的降阻率。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
一方面，本发明实施例提供了一种压裂液，该压裂液包括以下质量百分数的组分：表面活性剂0.5％～4％、反离子盐0.15％～2.5％、粘土稳定剂0.01％-2％、余量为水；
该表面活性剂由烯丙基卤化物和烷基二甲基叔胺进行季铵化反应制备得到；
反离子盐为苯基磺酸盐。
本发明实施例提供的压裂液，使用的表面活性剂由烯丙基卤化物和烷基二甲基叔胺进行季铵化反应制备得到，反应原料价廉易得，反应条件温和，反应过程简单易操作。所形成的表面活性剂具有粘弹性，其与苯基磺酸盐类反离子盐进行简单复配，即能够形成具有高降阻率的粘弹性流体，该粘弹性流体与粘土稳定剂和水的协同作用，所形成压裂液体系能够用来对油气藏进行压裂，达到优良的压裂效果，并且，该压裂液容易降解，不会对储层造成伤害。
此外，本发明实施例通过采用上述具有粘弹性的表面活性剂用于压裂液的主原料，还进一步扩宽了粘弹性表面活性剂的种类及其应用范围。
其中，为了使压裂液的粘弹性达到更佳，在应用时，可以使表面活性剂与反离子盐的质量比保持在2:0.5-1.5，例如2:0.6-1.2之间。
本发明实施例中提及的具有粘弹性的表面活性剂的化学结构式如下所示：
其中，R为具有12-22个碳原子的直链烷基，X为氯原子或者溴原子。
举例来说，R可以为具有12个、14个、16个、18个、20个或者22个碳原子的直链烷基，如此对直链烷基的长度进行限定，能够确保该表面活性剂与反离子盐复配后形成的流体具有良好的粘弹性，适于作为压裂液使用。
基于表面活性剂的上述化学结构，其可称之为烷基烯丙基卤化铵。
本发明实施例使用的反离子盐均为苯基磺酸盐，本发明人经过大量研究发现，针对上述结构特征的表面活性剂，只有苯基磺酸盐与其配合才能够形成粘弹性流体，而其他类型的苯基羧酸盐，例如苯甲酸盐、邻羟基苯甲酸盐等并不能与该表面活性剂配合形成粘弹性流体。
本发明实施例所适用的反离子盐可以为苯磺酸盐、对甲苯磺酸盐、对羟基苯磺酸盐、或者对苯乙烯磺酸盐，该类反离子盐的结构特点为：苯环上仅连接有一个磺酸根阴离子基团，对位上要么无取代基、或者取代基为羟基、或者为不超过两个碳原子的烷基，并且邻位和间位均无取代基团。该种结构的反离子盐与上述化学结构的具有粘弹性的表面活性剂在水中进行简单的复配，即可获得粘弹性良好的流体。
其中，上述各类磺酸盐可以是钠盐、钾盐等。示例地，上述反离子盐可以为苯磺酸钠(化学结构式参见式一)、对甲苯磺酸钠(化学结构式参见式二)、对羟基苯磺酸钠(化学结构式参见式三)、或者对苯乙烯磺酸钠(化学结构式参见式四)。
式一：
式二：
式三：
式四：
粘土稳定剂用于压裂液中能抑制地层黏土膨胀和黏土微粒运移，有利于注水井的注水以及油井的产油量。基于上述使用的粘弹性表面活性剂和反离子盐，发明人研究发现，与它们协同作用能够达到更佳效果的粘土稳定剂可以选自氯化钾、氯化铵、乙二胺盐酸盐、三乙胺盐酸盐、低聚季铵盐中的至少一种。
另一方面，本发明实施例还提供了压裂液的制备方法，该制备方法包括：
制备表面活性剂，包括：使烯丙基卤化物和烷基二甲基叔胺进行季铵化反应，得到表面活性剂。
按照各组分的质量百分数，将表面活性剂、反离子盐、粘土稳定剂加入水中，搅拌均匀，得到压裂液。
本发明实施例提供的压裂液制备方法，首先通过使烯丙基卤化物和烷基二甲基叔胺进行季铵化反应来制备得到具有粘弹性的表面活性剂，季铵化反应温和且简单，使得该粘弹性表面活性剂的制备简单易行，便于规模化推广应用。
并且，将该粘弹性表面活性剂、反离子盐、粘土稳定剂加入水中溶解，搅拌均匀即可得到粘弹性良好的压裂液，配制流程简单。可以先将粘弹性表面活性剂、反离子盐加入水中，溶解后再向其中加入粘土稳定剂，以确保所形成的压裂液体系的粘弹性良好。
其中，对于烷基二甲基叔胺，其中的烷基可以为具有12个、14个、16个、18个、20个或者22个碳原子的直链烷基。举例来说，可以为N,N-二甲基十四烷基叔胺、N,N-二甲基十六烷基叔胺(又称十六烷基二甲基叔胺)、N,N-二甲基十八烷基叔胺(又称十八烷基二甲基叔胺)等。
上述烯丙基卤化物可以为烯丙基溴或者烯丙基氯。
具体地，上述制备表面活性剂包括：将烯丙基卤化物和烷基二甲基叔胺溶解于溶剂中，搅拌以进行季铵化反应，反应完毕进行后处理，得到表面活性剂。
可见，本发明实施例通过使烯丙基卤化物和烷基二甲基叔胺溶解于溶剂中进行搅拌即可反应，不需要加热和加压，反应结束后经过后处理去除溶剂，即可得到纯净的产物，即粘弹性表面活性剂。其制备过程简单，且原料价格低廉，使得制备成本显著降低。
本发明实施例中，进行上述季铵化反应时所使用的溶剂为乙醇或者丙酮，作为一种示例，该溶剂可以为丙酮。
对于上述后处理，其可以包括：对反应产物进行抽滤或过滤，取滤饼进行真空干燥。
为了使上述季铵化反应充分且彻底的进行，其可以在氮气保护下进行。
以下将通过具体实施例进一步描述本发明：
以下实施例中所涉及的原料的生产厂家与型号如下：
其中，烯丙基溴，烯丙基氯，N,N-二甲基十六烷基叔胺，N,N-二甲基十八烷基叔胺，丙酮，苯磺酸钠，对苯乙烯磺酸钠，对甲苯磺酸钠均购自阿拉丁试剂(上海)有限公司。
下述实施例中针对所制备的压裂液体系进行的降阻率测定，其测定方法可以按照已公开的中国专利(申请号为201320092441X)《一种压裂液管路摩阻测定装置》。
实施例1
本实施例提供了一种压裂液，其包括：N,N-二甲基十六烷基烯丙基溴化铵320g、苯磺酸钠147g、氯化铵200g、水20000g。
其中，N,N-二甲基十六烷基烯丙基溴化铵通过如下方法制备得到：
取烯丙基溴和N,N-二甲基十六烷基叔胺分别为162g(1.34mol)和400g(1.48mol)，溶于1500mL丙酮中，搅拌12h后，得到大量白色沉淀物，抽滤，取滤饼，真空干燥，得到N,N-二甲基十六烷基烯丙基溴化铵。
该压裂液通过如下方法制备得到：
取N,N-二甲基十六烷基烯丙基溴化铵360g和苯磺酸钠147g同时溶解于20000g水中，再加入200g氯化铵，搅拌，溶解均匀后，即可得到粘弹性良好的压裂液。
对该滑溜水在不同流速下的降阻率进行测试，测试结果可参见图1，由图1可知，该压裂液的降阻率最高可达63.7％。
实施例2
本实施例提供了一种压裂液体系，其包括：N,N-二甲基十六烷基烯丙基溴化铵400g、对甲苯磺酸钠200g、氯化钾200g、水20000g。
其中，N,N-二甲基十六烷基烯丙基溴化铵通过如下方法制备得到：
取烯丙基溴和N,N-二甲基十八烷基叔胺分别为160g(1.32mol)和416g(1.2mol)，溶于1500mL丙酮中，搅拌12h后，得到大量白色沉淀物，抽滤，取滤饼，真空干燥，得到N,N-二甲基十六烷基烯丙基溴化铵。
该压裂液通过如下方法制备得到：
取N,N-二甲基十六烷基烯丙基溴化铵400g和对甲苯磺酸钠200g同时溶解于20000g水中，再加入200g氯化钾，搅拌，溶解均匀后，即可得到粘弹性滑溜水。
对该压裂液在不同流速下的降阻率进行测试，测试结果可参见图2，由图2可知，该压裂液的降阻率最高可达72.4％。
实施例3
本实施例提供了一种压裂液，其包括：N,N-二甲基十六烷基烯丙基氯化铵360g、对苯乙烯磺酸钠214g、氯化铵200g、水20000g。
其中，N,N-二甲基十六烷基烯丙基溴化铵通过如下方法制备得到：
取烯丙基氯和N,N-二甲基十六烷基叔胺分别102g(1.34mol)和376g(1.4mol)，溶于1500mL丙酮中，搅拌12h后，得到大量白色沉淀物，抽滤，取滤饼，真空干燥，得到N,N-二甲基十八烷基烯丙基氯化铵。
该压裂液通过如下方法制备得到：
取N,N-二甲基十六烷基烯丙基氯化铵360g(1.04mol)和对苯乙烯磺酸钠214g(1.04mol)，同时溶解于20000g水中，加入氯化铵200g搅拌均匀，即可得到粘弹性滑溜水。
对该压裂液在不同流速下的降阻率进行测试，测试结果可参见图3，由图3可知，该压裂液的降阻率最高可达72％。
实施例4
本实施例提供了一种压裂液，其包括：N,N-二甲基十八烷基烯丙基氯化铵400g、苯磺酸钠190g、氯化钾200g、水20000g。
其中，N,N-二甲基十八烷基烯丙基氯化铵通过如下方法制备得到：
取烯丙基氯和N,N-二甲基十八烷基叔胺分别102g(1.34mol)和396g(1.32mol)，溶于1500mL丙酮中，搅拌12h后，得到大量白色沉淀物，抽滤，取滤饼，真空干燥，得到N,N-二甲基十八烷基烯丙基氯化铵。
该压裂液通过如下方法制备得到：
取N,N-二甲基十八烷基烯丙基氯化铵400g和苯磺酸钠190g同时溶解于20000g水中，再加入200g氯化钾，搅拌，溶解均匀后，即可得到粘弹性滑溜水。
对该压裂液在不同流速下的降阻率进行测试，测试结果可参见图4，由图4可知，该压裂液的降阻率最高可达75.2％。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种压裂液，其特征在于，所述压裂液包括以下质量百分数的组分：表面活性剂0.5％～4％、反离子盐0.15％～2.5％、粘土稳定剂0.01％-2％、余量为水；
所述表面活性剂由烯丙基卤化物和烷基二甲基叔胺进行季铵化反应得到；
所述反离子盐为苯基磺酸盐。
2.根据权利要求1所述的压裂用滑溜水，其特征在于，所述表面活性剂的化学结构式如下所示：
其中，R为具有12-22个碳原子的直链烷基，X为氯原子或者溴原子。
3.根据权利要求1所述的压裂液，其特征在于，所述反离子盐为苯磺酸盐、对甲苯磺酸盐、对羟基苯磺酸盐、或者对苯乙烯磺酸盐。
4.根据权利要求3所述的压裂液，其特征在于，所述反离子盐为苯磺酸钠、对甲苯磺酸钠、对羟基苯磺酸钠、或者对苯乙烯磺酸钠。
5.根据权利要求1所述的压裂液，其特征在于，所述粘土稳定剂选自氯化钾、氯化铵、乙二胺盐酸盐、三乙胺盐酸盐、低聚季铵盐中的至少一种。
6.权利要求1-5任一项所述的压裂液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
制备表面活性剂，包括：使烯丙基卤化物和烷基二甲基叔胺进行季铵化反应，得到所述表面活性剂；
按照各组分的质量百分数，将所述表面活性剂、反离子盐、粘土稳定剂加入水中，搅拌均匀，得到所述压裂液。
7.根据权利要求6所述的压裂液的制备方法，其特征在于，所述制备表面活性剂包括：将所述烯丙基卤化物和所述烷基二甲基叔胺溶解于溶剂中，搅拌以进行季铵化反应，反应完毕进行后处理，即可得到所述表面活性剂。
8.根据权利要求7所述的压裂液的制备方法，其特征在于，所述溶剂为乙醇或者丙酮。
9.根据权利要求7所述的压裂液的制备方法，其特征在于，所述后处理包括：对反应产物进行过滤或抽滤，取滤饼进行真空干燥。
10.根据权利要求7所述的压裂液的制备方法，其特征在于，所述季铵化反应在氮气保护下进行。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911180138.3A CN112852400B (zh) | 2019-11-27 | 2019-11-27 | 一种压裂液及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911180138.3A CN112852400B (zh) | 2019-11-27 | 2019-11-27 | 一种压裂液及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112852400A true CN112852400A (zh) | 2021-05-28 |
| CN112852400B CN112852400B (zh) | 2022-06-03 |
Family
ID=75985436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911180138.3A Active CN112852400B (zh) | 2019-11-27 | 2019-11-27 | 一种压裂液及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112852400B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116410729A (zh) * | 2023-04-07 | 2023-07-11 | 西安石油大学 | 一种高效低伤害清洁压裂液及制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105985764A (zh) * | 2015-02-16 | 2016-10-05 | 中国石油天然气股份有限公司 | 压裂液及其制备方法和应用 |
| CN107794026A (zh) * | 2016-09-06 | 2018-03-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 压裂液降阻剂及应用 |
| CN107794027A (zh) * | 2016-09-06 | 2018-03-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 压裂液降阻剂及其应用和制备方法 |
-
2019
- 2019-11-27 CN CN201911180138.3A patent/CN112852400B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105985764A (zh) * | 2015-02-16 | 2016-10-05 | 中国石油天然气股份有限公司 | 压裂液及其制备方法和应用 |
| CN107794026A (zh) * | 2016-09-06 | 2018-03-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 压裂液降阻剂及应用 |
| CN107794027A (zh) * | 2016-09-06 | 2018-03-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 压裂液降阻剂及其应用和制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116410729A (zh) * | 2023-04-07 | 2023-07-11 | 西安石油大学 | 一种高效低伤害清洁压裂液及制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112852400B (zh) | 2022-06-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106268496B (zh) | 一种双子两性粘弹性表面活性剂及其制备方法和以其为稠化剂的清洁压裂液 | |
| CN102181279B (zh) | 一种季铵盐型表面活性剂压裂液 | |
| CN104710974B (zh) | 一种低聚表面活性剂清洁压裂液及其制备方法 | |
| CN110257043B (zh) | 一种刺激响应型清洁压裂液及其制备方法 | |
| CN110527503B (zh) | 中低渗透油藏驱油用阴阳离子对纳米乳液驱油剂 | |
| CN109486476B (zh) | 一种用于高温自转向酸的黏弹性表面活性剂、制备方法及应用 | |
| CN104927832B (zh) | 一种用于非均质储层酸化改造的自转向酸 | |
| CN105441058A (zh) | 一种耐高温的低浓度瓜胶加重压裂液及其应用 | |
| US8439115B2 (en) | Methods of chemical diversion of scale inhibitors | |
| CN109652048B (zh) | 一种复合驱油剂及其制备方法和应用 | |
| WO2008020388A2 (en) | Friction reduction fluids | |
| CN113652222B (zh) | 一种耐温耐盐阴离子表面活性剂清洁压裂液及其制备方法 | |
| CN112852400B (zh) | 一种压裂液及其制备方法 | |
| CN106008255B (zh) | 一种季铵盐型Gemini表面活性剂及其制备、产品和应用 | |
| CN110665431A (zh) | 一种磺酸两性双子黏弹性表面活性剂的制备及其在压裂液中的应用 | |
| CN112812076A (zh) | 一种双磺酸基表面活性剂、清洁压裂液及其制备方法 | |
| CN110172031B (zh) | 一种阴离子型n-取代苯胺离子液体及其制备方法 | |
| CN113956863B (zh) | 一种压裂用粘弹性表面活性剂及其制备方法与应用 | |
| CN117185940B (zh) | 非对称两性Gemini表面活性剂及制备、压裂驱油剂制备及应用 | |
| CN102676149A (zh) | 粘弹性流体及其制备方法和处理地下地层的方法 | |
| CN104371697A (zh) | 一种阴离子型清洁压裂液 | |
| CN106590572B (zh) | 高矿化度油藏驱油用复合型表面活性剂组合物 | |
| CN102181278A (zh) | 一种复合驱油剂 | |
| CN115044360A (zh) | 一种提高采收率用驱油体系及其制备方法和应用 | |
| CN107794027B (zh) | 压裂液降阻剂及其应用和制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |