含双子表面活性剂酸性清洁压裂液的合成与性能.pdf

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1、2011年10月朱红军等．含双子表面活性剂酸性清洁压裂液的合成与性能5含双子表面活性剂酸性清洁压裂液的合成与性能朱红军，牛华，娄平均，丁徽，张华威(1．河南省表面活性剂工程技术研究中心，郑州450002；2．河南省道纯化工技术有限公司，郑州450002)[摘要]以Ⅳ，N一二甲氨基丙胺、硬脂酸和l，3一二氯一2一丙醇为原料，合成了一种黏弹性阳离子双子表面活性剂，并以其作为酸液稠化剂制备了一种酸性清洁压裂液。对该压裂液的相关性能进行了室内评价，结果表明该压裂液具有良好的热稳定性以及抗剪切、缓速、抗盐、破

2、胶性能，用于酸化压裂作业可有效改善压裂效果，提高压裂效率，是一种理想的清洁压裂液。【关键词]阳离子双子表面活性剂黏弹性酸性压裂液性能合成酸化压裂是目前国内外油田碳酸盐油藏开发并以其为酸液稠化剂配制了一种新型酸性清洁压中所广泛采用的一项增产增注措施和重要的完井裂液，测定了其相关性能，以期为酸性清洁压裂液手段。用酸液作为压裂液实施不加支撑剂的压裂的研究提供一些参考。称为酸化压裂“J。酸化压裂作业中提高酸液黏1酸性清洁压裂液稠化剂的合成度，可以降低滤失，减缓氢离子的活动，是提高酸1．1试剂化效果最有效的手

3、段，因此酸化压裂中需加入酸硬脂酸，工业级，质量分数98％，山东博兴华液稠化剂一j。但是目前国内的酸液稠化剂普遍润油脂化学有限公司；Ⅳ，Ⅳ一二甲基一1，3一丙二存在易水解、抗剪切性能差、用量大等缺点，限制胺，工业级，质量分数99％，浙江希尔化工有限公了酸化压裂的推广应用。黏弹性表砥活性剂溶液司；l，3一二氯一2一丙醇，工业级，质量分数具有独特的流变性，达到一定浓度时可以形成空99％，苏州亿翔化工有限公司。间交联网络结构，甚至可以变为海绵状网络结构，1．2合成方法具有良好的黏弹性和高剪切黏度，并具有良好

4、的1．2。1硬脂酰胺丙基二甲基叔胺的合成悬沙效果，因此黏弹性表面活性剂作为酸化压裂将硬脂酸与Ⅳ，Ⅳ一二甲氨基丙胺按一定比中的酸液稠化剂具有一定的应用前景，值得进一例加入反应器中，并以乙醇钠作催化剂，调节体系步深入研究。pH为8—9，加热搅拌回流，升温至130—140℃笔者结合酸化与压裂的增产机理，合成了一后反应6～8h，停止搅拌，冷却得到中间产物硬种具有良好黏弹性的阳离子双子表面活性剂，脂酰胺丙基二甲基叔胺。反应式如下：H3C2HsONaCvI-I3sCOOH+H2NCH2CH2CI-I2N—CH—

5、—~c⋯1．2．2黏弹性阳离子双子表面活性剂的合成异丙醇与水的混合溶剂，加热搅拌回流，待反应物将中间产物硬脂酰胺丙基二甲基叔胺和1，3一完全溶解，升温至70—80℃并反应6h，停止搅二氯一2一丙醇按一定比例加入反应器，并加入拌，经处理后得到淡黄色固体，即为具有良好黏弹性的阳离子双子表面活性剂。反应式如下：OH~H3OHq7∞㈣㈣b!c一N+-c皋洲q7—一¨—5㈣b乜删2Ld'l3C}LH3收稿日期：201l—o4—27。作者简介：朱红军，助理工程师，主要从事表面活性剂的合成与应用方面的研究。基金项

6、目：河南省重点科技攻关项层(102102210076)。精细石油化工进展第12卷第l0期6ADVANCESINFINEPETROCHEMICAlS2酸性清洁压裂液的配制3．2抗剪切性能该酸性清洁压裂液由黏弹性阳离子双子表面在现场施工中，一般将80～100m的盐酸泵活性剂和盐酸组成。基本配方为：质量分数为人井下大约需要2h，在此过程中，压裂液受到剪2．5％的阳离子双子表面活性剂，质量分数为切作用。过去使用的聚合物酸性压裂液，在剪切15％的盐酸(或复合酸)，其余为水。将试剂按比作用下黏度会急剧下降，而且

7、其黏度不会回复，影例混合后高速搅拌2min，即得酸性清洁压裂液。响其应用性能。为考察该压裂液的抗剪切性能，在温度为25℃、剪切速率为170S的条件下，该用Haake流变仪对其在常压、80℃时不同剪切速压裂液的表观黏度为145mPa·s，增加阳离子双率下的流变性及在常压、80℃、170s下的剪切子表面活性剂用量，可使表观黏度进一步增大。稳定性进行了评价，结果如图2和图3所示。3酸性清洁压裂液的性能评价3．1热稳定性通常酸化压裂过程中使用的酸液稠化剂为聚合物，而高分子聚合物在热作用下，尤其是在热酸作用下

8、常发生化学降解，使聚合物的一些性能发生改变，影响其应用性能。笔者配制的酸性压裂液采用的稠化剂为阳离子双子表面活性剂，在常压及剪切速率为170s的条件下，考察温度对压裂液黏度的影响，结果见图1。图2黏度与剪切速率的关系帕●越图1温度对压裂液黏度的影响图3黏度与剪切时间的关系由图1可知，该压裂液的黏度起初随温度的升高而不断增大，温度大约为55℃时黏度达到最由图2和图3可知，该体系在不同剪切速率大，之后随着温度继续上升，黏度不断下降，在和剪切时间条件下，均保持了较好的剪切黏