一种二聚酸型粘弹性表面活性剂及其制备方法与应用与流程

本申请涉及粘弹性表面活性剂，尤其涉及一种二聚酸型粘弹性表面活性剂的制备方法及其应用。

背景技术：

1、我国原油开采以页岩油为主，一次采油利用油气储层自身压力开采，二次采油是利用注水置换采油，而利用注入化学剂对剩余油进行开采，称为三次采油。三次采油可以进一步提高储层开采率，主要方法是利用物理压力使储层产生裂缝，注入压裂液携带砂粒等支撑剂使裂缝避免闭合，以此增加致密储层的原油导流能力，利于后续水驱采油。因此压裂是整个压裂作业中的关键环节，一般要求压裂液粘度高、耐温高，而粘弹性表面活性剂是其中重要的一类压裂液，具有施工简单、成本低、操作方便等优点，被广泛应用于三次采油。

2、粘弹性表面活性剂在水中形成独特的蠕虫状胶束，胶束相互缠绕使其水溶液粘度增加，形成粘弹性水凝胶，进而具有增加注入水粘度、携砂和增大水驱波及率等功能。但是粘弹性表面活性剂在应用中存在其水溶液随温度升温而粘度呈现断层式下滑以及由于耐盐性能较差导致在矿化度较高时易形成不溶絮状物等缺点。

3、因此，提供一种耐温耐盐性能优异的粘弹性表活剂，对于提高三次采油压裂效率、降低采油成本，助力油气田进一步高质量、高效益开发具有重要意义。

技术实现思路

1、本申请的目的在于针对双子粘弹性表活性剂耐温耐盐性能弱的缺点，提供了一种二聚酸型粘弹性表面活性剂及其制备方法与应用，本申请的实施例是这样实现的。

2、为了实现上述目的，本申请第一方面一种二聚酸型粘弹性表面活性剂，其具有以下结构：

3、

4、本申请第二方面提供了一种二聚酸型粘弹性表面活性剂的制备方法，所述方法包括：

5、二聚酸与n,n-二甲基-1,3-丙二胺在催化剂催化下进行反应生成二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺；

6、所述二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺和氯乙酸钠进行反应生成二聚酸型粘弹性表面活性剂，所述二聚酸型粘弹性表面活性剂即为二聚酸型粘弹性表面活性剂；

7、所述二聚酸的结构为

8、在一些实施例中，所述二聚酸、n,n-二甲基-1,3-丙二胺和所述氯乙酸钠的摩尔之比为1：2～4：2～2.5。

9、在一些实施例中，所述催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾或对甲基苯磺酸，所述催化剂的质量为所述二聚酸和n,n-二甲基-1,3-丙二胺质量之和的0.1％～0.2％。

10、在一些实施例中，所述二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺和氯乙酸钠进行反应包括所述二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺中间体和氯乙酸钠在醇/水混合溶剂中进行反应。

11、在一些实施例中，所述醇/水混合溶剂包括甲醇/水混合溶剂、乙醇/水混合溶剂或异丙醇/水混合溶剂，醇与水的质量比为1:1～3，所述醇/水混合溶剂的质量为二聚酸、n,n-二甲基-1,3-丙二胺和氯乙酸钠的质量之和的55％～60％。

12、在一些实施例中，二聚酸与n,n-二甲基-1,3-丙二胺在催化剂催化下进行反应的反应温度为130℃～160℃，反应时间为6h～10h；

13、二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺中间体和氯乙酸钠进行反应的反应温度为70℃～80℃，反应时间为6h～10h。

14、在一些实施例中，二聚酸与n,n-二甲基-1,3-丙二胺在催化剂催化下进行反应生成二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺中间体，还包括：

15、二聚酸与n,n-二甲基-1,3-丙二胺在催化剂催化下进行反应之后，加入去离子水，充分搅拌，分离并除去水相，重复至少三次，得到所述二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺中间体。

16、本申请第三方面提供一种二聚酸型粘弹性表面活性剂的应用，所述应用包括：

17、将所述二聚酸型粘弹性表面活性剂与氯化铵、水互溶配制成滑溜水；

18、将所述滑溜水与砂进行混合制成压裂携砂液；

19、将压裂携砂液注入压裂井中进行三次采油。

20、在一些实施例中，所述二聚酸型粘弹性表面活性剂、氯化铵和水的质量之比为0.5～1：1～2：97～98；所述滑溜水与砂的质量之比为60～70：30～40。

21、本申请的有益效果：本申请的二聚酸型粘弹性表面活性剂具有的疏水长链以碳碳共价键连接，将两个疏水长链羧酸结构连接形成二聚体结构，使得分子在水中形成的蠕虫状胶束因分子量增大而排列更加紧密。温度升高时，分子扩散运动因分子量增加且分子间排列紧密而受到限制，因而可以继续保持蠕虫装胶束结构。宏观表现为粘度随温度升高而下降缓慢，得以在较高温条件下仍保持一定粘度。进一步地，每个二聚酸型粘弹性表面活性剂分子均存在两个阴离子亲水基团和两个阳离子的两性亲水基团，两性亲水基团密度大使得在高矿化度条件下胶束仍保持稳定性。

22、本申请提供的二聚酸型粘弹性表面活性剂的制备机理明确，简单易行，易于扩大生产。

技术特征：

1.一种二聚酸型粘弹性表面活性剂，其特征在于，其具有以下结构：

2.一种二聚酸型粘弹性表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

3.如权利要求2所述的二聚酸型粘弹性表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述二聚酸、n,n-二甲基-1,3-丙二胺和所述氯乙酸钠的摩尔之比为1：2～4：2～2.5。

4.如权利要求2所述的二聚酸型粘弹性表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾或对甲基苯磺酸，所述催化剂的质量为所述二聚酸和n,n-二甲基-1,3-丙二胺质量之和的0.1％～0.2％。

5.如权利要求2所述的二聚酸型粘弹性表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺中间体和氯乙酸钠进行反应包括以所述二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺中间体和氯乙酸钠在醇/水混合溶剂中进行反应。

6.如权利要求5所述的二聚酸型粘弹性表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述醇/水混合溶剂包括甲醇/水混合溶剂、乙醇/水混合溶剂或异丙醇/水混合溶剂，醇与水的质量比为1:1～3，所述醇/水混合溶剂的质量为二聚酸、n,n-二甲基-1,3-丙二胺和氯乙酸钠的质量之和的55％～60％。

7.如权利要求2所述的二聚酸型粘弹性表面活性剂的制备方法，其特征在于，二聚酸与n,n-二甲基-1,3-丙二胺在催化剂催化下进行反应的反应温度为130℃～160℃，反应时间为6h～10h；

8.如权利要求2所述的二聚酸型粘弹性表面活性剂的制备方法，其特征在于，二聚酸与n,n-二甲基-1,3-丙二胺在催化剂催化下进行反应生成二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺，包括：

9.一种二聚酸型粘弹性表面活性剂的应用，其特征在于，所述应用包括：

10.如权利要求9所述的二聚酸型粘弹性表面活性剂的应用，其特征在于，所述二聚酸型粘弹性表面活性剂、氯化铵和水的质量之比为0.5～1：1～2：97～98；所述滑溜水与砂的质量之比为60～70：30～40。

技术总结
本申请涉及表面活性剂技术领域，具体涉及一种二聚酸型粘弹性表面活性剂及其制备方法与应用。本申请二聚酸型粘弹性表面活性剂的制备方法包括：二聚酸与N,N‑二甲基‑1,3‑丙二胺在催化剂催化下进行反应生成二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺中间体；所述二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺中间体和氯乙酸钠进行反应生成二聚酸型粘弹性表面活性剂；所述二聚酸的结构为本申请方法所制备得到的二聚酸型粘弹性表面活性剂耐温性能和耐盐性能均得到显著提高。

技术研发人员：王瑛瑛
受保护的技术使用者：甘肃科锐诺新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/30