[发明专利]一种耐高温清洁压裂液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温清洁压裂液及其制备方法，属石油行业采油工程技术领域。本发明以有机酸与N,N‑二甲氨基类化合物为原料反应合成酰胺中间体，以氨水、环氧氯丙烷为原料反应合成氯胺中间体，将以上两步合成的中间体再反应合成三子表面活性剂，然后将三子表面活性剂的水溶液与氯化铵溶液按一定比例搅拌即可得到耐高温清洁压裂液。与传统的压裂液相比，该清洁压裂液耐温性能好，携砂性能好，无需加入破胶剂，无需返排，便于使用。

技术领域

本发明涉及一种耐高温清洁压裂液及其制备方法，属石油行业采油工程技术领域。

背景技术

与传统的水基植物胶压裂液相比，清洁压裂液在破胶、携砂和保护油气层等性能上更具优势，解决了传统水基植物胶压裂液给地层带来的累计损害等问题，实现了长期开采的目的，是新一代压裂液发展重点。但随着油田逐渐向深层、高温、低渗透油气藏的转移，清洁压裂液逐渐表现出两大问题：①产品的耐温性无法满足高温油气藏的使用要求，②合成方法苛刻，生产成本高。因此，开发出既能保持易破胶、对地层伤害小等优点，同时又能显著提高耐温性，且生产成本低的清洁压裂液对我国经济的增长和油气层的保护有重要意义。

目前关于清洁压裂液的研究已有一些报道，例如文献(“精细化工”，2014，31卷，12期，66-70)公开了一种清洁压裂液及其制备方法，它是以十八叔胺与1,6-二溴正己烷为原料合成一种阳离子双子表面活性剂，将所合成的阳离子双子表面活性剂再与水杨酸钠、氯化钾形成清洁压裂液；但是该清洁压裂液的耐温性能不高，仅适用于110℃左右地层，无法满足高温油气田的使用要求。CN 103525391 A用两性双子表面活性剂、磺酸盐或硫酸盐助表面活性剂、低碳小分子醇助排剂配制了一种清洁压裂液。虽然该清洁压裂液的耐温性能好，但是其制备过程繁琐，成本较高，因此，难以在油田进行大规模的推广应用。

发明内容

本发明目的是提供一种耐高温的清洁压裂液；另一目的在于提供其制备方法。

为实现本发明目的，本发明技术方案如下：

所述耐高温清洁压裂液通过如下方法制备而成：

1)将三种有机酸与N,N-二甲氨基类化合物混合均匀后，加入固体超强碱催化剂，加热至90-130℃，反应得到酰胺中间体；

2)将氨水和环氧氯丙烷混合均匀后，加入三氟胺催化剂，在20℃-25℃反应，然后升温30℃-35℃反应得到氯胺中间体；

3)将得到的酰胺中间体与氯胺中间体在无水乙醇中混合均匀，升温至回流，反应，得到三子表面活性剂；

4)将三子表面活性剂配成质量浓度为1-5％的水溶液，与质量浓度为10-25％的氯化铵溶液按10-25:1质量比进行搅拌得到耐高温清洁压裂液；

所述有机酸选：甲酸、乙酸、丙酸、草酸、苯磺酸、苯甲酸、环己甲酸或C14-22的饱和脂肪酸或C14-22不饱和脂肪酸。

所述的N,N-二甲氨基类化合物的结构式为：

所述的固体超强碱催化剂选KF/Al₂O₃、K/MgO、Na/MgO、K/γ-Al₂O₃、KNO₃/Al₂O₃、KNO₃/ZrO₂、Na/NaOH/γ-Al₂O₃、KCO₃/γ-Al₂O₃或KCO₃/ZrO₂；

所述有机酸:N,N-二甲氨基类化合物的投料摩尔比选1:1；所述有机酸:固体超强碱催化剂的投料摩尔比选10-50:1；