[发明专利]一种超分子表面活性降阻剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种超分子表面活性降阻剂及其制备方法。该制备方法包括步骤：(1)12‑烯丙氧基十二烷基酸钠的合成；(2)超分子表面活性降阻剂的合成。相比现有技术，本发明制得的超分子表面活性降阻剂具有降阻率高、速溶耐盐、耐温耐剪切、无残渣、低伤害、低表界面张力和高防膨率的特点。经过实践测定，本发明制得的超分子表面活性降阻剂的降阻率可达70％以上，溶解时间少于5min，耐温高达130℃以上。

技术领域

本发明涉及油田化学品中的滑溜水压裂液用的降阻剂，属于压裂增产技术领域，具体地涉及一种超分子表面活性降阻剂及其制备方法。

背景技术

滑溜水压裂技术(Slickwater Fracture)，又被称为清水压裂技术。滑溜水主要由水构成，在大排量注入情况下，需要加入降阻剂，降低水的摩阻，使其成为摩阻较低的滑溜水，从而实现大排量泵注，弥补了水粘度低、携砂能力差等诸多缺陷。滑溜水压裂液系统较常规水基冻胶压裂液系统具有以下优点：易形成长裂缝提升导流能力；地层损害低，返排速度快；延伸地层天然裂缝进而形成裂缝网；支撑剂用量少，施工成本低廉。滑溜水压裂施工中，因泵入的支撑剂量和支撑剂浓度均较低，导致滑溜水压裂存在以下缺点：由于滑溜水是用活性水加入减阻剂等添加剂作为压裂液，其压裂液携砂能力差，因此压裂施工时不能用高砂比的携砂，否则会造成支撑剂沉降，过早砂堵；效率较低，需提高排量来补偿液体的滤失；施工设备需耐受较高摩阻；泵入地层的液体量大，应充分考虑储层保护措施。

滑溜水降阻剂可显著降低流体管道湍流阻力。流体在管道中，由于摩擦阻力的存在，限制了其流动性，增大了能量消耗。由于减阻剂所具有的长链高分子结构可以改变流体与管壁之间的相互作用，抑制横向流，其吸收的湍流能量可以转换，增强轴向流，减少流动能量损耗，从而降低摩阻。常用的滑溜水压裂液产品主要包括线性植物胶、粘弹性表面活性剂、聚丙烯酰胺等。植物胶类产品不溶物多，携砂能力低，对地层伤害大，降摩阻性能差；而聚丙烯酰胺类产品分子量高，溶解速度慢，耐盐耐温性差，难以实现连续配液。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种超分子表面活性降阻剂及其制备方法，以期解决上述现有技术中存在的至少部分技术问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种超分子表面活性降阻剂的制备方法，其包括如下步骤：

(1)12-烯丙氧基十二烷基酸钠的合成：

a)保持反应釜内温度5～10℃，向反应釜内加入10～12％的去离子水和45～52％的无水乙醇，搅拌形成混合溶剂体系，保持搅拌状态，向混合溶剂体系中加入8～10％的3-氯丙烯和26～28％的12-羟基十二酸钠，所述百分比均指占混合反应体系总质量的百分比；

b)将混合反应体系升温至60～70℃，反应8～12h，再加入4～5％的氢氧化钠中和反应1～2h，所述百分比指氢氧化钠占混合反应体系总质量的百分比；

c)维持混合反应体系的温度在60～70℃，先减压蒸馏去除体系中的乙醇，再减压干燥去除体系中的水，再用无水乙醇醇洗去除氯化钠，之后继续在60～70℃减压蒸馏去除乙醇，最后冷却得到12-烯丙氧基十二烷基酸钠，备用；

(2)超分子表面活性降阻剂的合成：

保持反应釜内温度32～38℃，向反应釜内加入去离子水60～70％，丙烯酰胺13～16％、丙烯酸钠3～4％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠4～6％、12-烯丙氧基十二烷基酸钠2～3％、四甲基氯化铵2～3％、氯化铵6～8％，搅拌至溶解，再向反应体系中加入0.5～1％的链转移剂，然后对反应体系进行除氧，之后向其中加入氧化还原体系引发剂进行引发，将反应体系升温至85～95℃，控制在此温度下反应6～8h，得到分子量为120～180万的聚合物，即为所述超分子表面活性降阻剂，其中所述百分比均指占反应体系总质量的百分比。

本发明的另一方面提供由上述制备方法制得的超分子表面活性降阻剂。