[发明专利]一种新型高效助排剂用氟碳表面活性剂制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种新型高效助排剂用氟碳表面活性剂制备方法及应用。包括如下步骤：（a）将全氟聚醚酰氟溶于极性有机溶剂中，与三乙烯二胺混合，加热后再加入苛性碱；（b）将所述步骤（a）得到的双全氟聚醚酰胺与三氯乙醇在醇溶剂中混合；（c）将所述步骤（b）得到的N‑N‑乙醇双全氟聚醚酰胺与氯酸混合，再加入苛性碱进行，得到所述新型高效助排剂用氟碳表面活性剂。本发明制得的氟碳表面活性剂表面活性高、耐温好、溶解性好、合成条件温和等优点，将其加入到助排剂中，只需加入极少量到压裂液或酸液中就能显著降低其表面张，降低毛细管力，提高注入流体的返排效率，且制备方法简单易行，易于工业化应用。

技术领域

本发明涉及表面活性剂技术领域，具体涉及一种新型高效助排剂用氟碳表面活性剂制备方法及应用。

背景技术

氟碳表面活性剂是特种表面活性剂中最重要的品种，在许多要求特殊的领域中，有很多碳氢表面活性剂不可替代的重要用途。

氟碳表面活性剂的独特性能常被概括为“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。

氟碳表面活性剂有很高的耐热性和很高的化学稳定性，它可抵抗强氧化剂、 强酸和强碱的作用，而且在这种溶液中仍能保持良好的表面活性。若将其制成油溶性表面活性剂还可降低有机溶剂的表面张力。氟表面活性剂达到与碳氢表面活性剂同一表面张力所需浓度为碳氢表面活性剂的0.1-0.01。

鉴于氟碳表面活性剂所具有的上述特性，在油气井酸化、压裂作业中得到广泛应用，通过在助排剂中加入氟碳表面活性剂可有效降低表面张力，降低毛细管阻力，达到提高返排率的功效。

但是目前的氟碳表活剂水溶性不足，在0.01％的加量下只能将水溶液表面张力降至20mN/m左右。

基于此，本发明提供了一种新型高效助排剂用氟碳表面活性剂及制备方法，以及其在油田酸化压裂助排剂中的应用，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型高效助排剂用氟碳表面活性剂制备方法，通过该方法制得的氟碳表面活性剂表面活性高、耐温好、溶解性好、合成条件温和等优点，将其加入到助排剂中，只需加入极少量到压裂液或酸液中就能显著降低其表面张，降低毛细管力，提高注入流体的返排效率，且制备方法简单易行，易于工业化应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种新型高效助排剂用氟碳表面活性剂制备方法，包括如下步骤：

（a）将全氟聚醚酰氟溶于极性有机溶剂中，与三乙烯二胺混合，加热后再加入苛性碱，反应完毕后得到双全氟聚醚酰胺；

（b）将所述步骤（a）得到的双全氟聚醚酰胺与三氯乙醇在醇溶剂中混合，再加入苛性碱进行反应，得到N-N-乙醇双全氟聚醚酰胺；

（c）将所述步骤（b）得到的N-N-乙醇双全氟聚醚酰胺与氯酸混合，再加入苛性碱进行，得到所述新型高效助排剂用氟碳表面活性剂。

在本发明进一步实施例中，所述步骤（a）中，苛性碱与全氟聚醚酰氟的摩尔比为0.05-0.1:0.8-2.0；

所述步骤（b）中，苛性碱与三氯乙醇的摩尔比为0.08-0.1:0.8-2.0；

所述步骤（c）中，苛性碱与氯酸的摩尔比为0.08-0.1-0.8-2.0；

所述步骤（a）-步骤（c）中，全氟聚醚酰氟、三乙烯二胺、三氯乙醇与氯酸的摩尔比为2-2.5:0.8-1:2-2.5:2-2.5。

在本发明进一步实施例中，所述步骤（a）中，加热步骤的终温为50-60℃，反应时间3-5h；