技术领域
[0001] 本
发明涉及油田化学应用领域，具体涉及一种压裂用环保减阻剂具有
生物降解性好、超低表界面张
力、适用于滑溜
水水力压裂、同时辅以杀菌功能的组成及制备方法。
背景技术
[0002] 油气资源品味逐渐降低，低渗透油藏、致密油，
页岩气和
煤层气的勘探开发力度不断加大，而压裂是打开油气通道的有效手段，是这些低渗透油藏增产常规措施。滑溜水压裂可提高剪切缝形成的概率，有利于形成网状缝，大幅度提高裂缝体积及压后效果，成本低，滑溜水压裂与常规冻胶压裂在相同规模的作业中可节省
费用40％—60％，降阻剂已成为体积压裂的重要组成部分。
[0003] 滑溜水压裂液已成为研究热点如
申请号为201310712341.7的发明
专利，
申请人：郑州三山石油技术有限公司，
发明人：王永政赵俊勇孙红玲魏志鹏等，其公开了一种页岩气滑溜水压裂用降阻剂及其制备方法。申请号为201010526794.7的发明专利，申请人：北京弘毅恩泽
能源技术有限公司，发明人：唐汝众、张烨、米强波、耿宇迪、赵文娜，其公开了一种压裂液降阻剂及其制备方法。然而上述专利的主要成分均以均丙烯酰胺为主，其有毒，还存在较大的现在危险，而且上述专利的降阻剂其表界面
张力不理想。因此，在
现有技术的
基础上进行进一步改进非常必要。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种压裂用环保减阻剂及其制备方法，以解决上述不足。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现。
[0006] 一种压裂用的环保减阻剂，所述环保减阻剂的成分以及各种成分的重量份数包括：双子季铵盐0.1-17份、脂肪醇聚
氧乙烯醚8-55份、聚氧乙烯
树脂0.4-0.7份、磺酸盐1.4-50份、
羧酸盐
表面活性剂1.4-5.0份、
浊点抑制剂0.2-2.5份、阴阳离子相转移剂0.5-2.4份、水5～90份。
[0007] 所述浊点抑制剂包括芥酸酰胺丙基甜菜
碱、椰油酰胺丙基羟磺甜菜碱、芥酸酰胺丙基羟磺甜菜碱中的一种或多种。
[0008] 进一步地，所述的双子季铵盐为 其中，R为十二烷基，R1为甲基，R2为十六烷基，X为卤
原子。
[0009] 进一步地，所述双子季铵盐为由两个叔胺或其衍生物与双卤化物反应所得，其中，两个叔胺或其衍生物为两个相同或不同的叔胺类化合物或含有两个叔胺基团的一个化合物。
[0010] 进一步地，所述脂肪醇聚氧乙烯醚为通式 中的一种或多种，其中n为6-20的正整数。
[0011] 进一步地，所述水占环保减阻剂总
质量的35-65％。
[0012] 进一步地，所述脂肪醇聚氧乙烯醚：RO(CH2CH2O)nH的分子量为80万、200万和400万中的一种或多种。
[0013] 进一步地，所述磺酸盐的结构式为：RO(CH2CH2O)nSO3Na，其中R＝C12-15烷基或C12-14烷基，n＝2-3。
[0014] 进一步地，所述阴阳离子相转移剂包括十二烷基三甲基苄基
氯化铵和/或双16二甲基氯化铵。
[0015] 所述羧酸盐表面活性剂为非离子型羧酸盐表面活性剂。
[0016] 一种压裂用环保减阻剂的制备方法，所述制备方法如下：
[0017] 步骤1：按比例称取环保减阻剂中的各个成分，然后将水、双子季铵盐和脂肪醇聚氧乙烯醚加入至反应釜中，开启搅拌，转速85～135转/min，并开始加热；
[0018] 步骤2：步骤1中的
温度升至50℃～75℃时，向所述的反应釜中加入聚氧乙烯树脂、
烷基磺酸盐和羧酸盐表面活性剂，然后在50℃～75℃下恒温搅拌1～6小时；
[0019] 步骤3：继续再加入浊点抑制和阴阳离子相转移剂，继续搅拌2小时，得到乳状液的液体，即得到终产品环保减阻剂。
[0020] 进一步地，在步骤1中，所述双子季铵盐为以下三种中的任意一种：
[0021] (1)设计一种适当的连接剂，然后将两个双亲体在头基处键合起来，该过程包括两个叔胺或其衍生物与双卤化物的反应；
[0022]
[0023] (2)选择连接着两个亲水基的分子结构作为原料，再引入两条疏水链即可，该过程包括长链的卤代烷
烃与四甲基乙二胺反应；
[0024]
[0025] (3)以羧酸盐表面活性剂为原料，通过活化反应或引入化学反应活性基团后，再与连接剂反应即可。
[0026] 本发明的有益效果为：
[0027] (1)本发明压裂用环保减阻剂，不含有聚丙烯酰胺、无毒、不易燃易爆、对环境和人无害、符合国家的环保政策；
[0028] (2)本发明压裂用环保减阻剂具有超低表界面张力、适用于滑溜水水力压裂、同时辅以杀菌功能，且具有高的降阻率；贮存稳定、使用方便等优点。
具体实施方式
[0029] 下面对本发明
实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的
选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通方法人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030] 实施例1
[0031] 一种压裂用环保减阻剂，其成分以及各个成分的质量百分比为：
[0032] 双子季铵盐 10％
[0033] 脂肪醇聚氧乙烯醚 15％
[0034] 聚氧乙烯树脂 0.5％
[0035] 烷基磺酸盐 15％
[0036] 非离子型羧酸盐表面活性剂 3％
[0037] 浊点抑制剂 1％
[0038] 阴阳离子相转移剂 1％
[0039] 其余为水。
[0040] 其中，双子季铵盐为 其中，R为十二烷基，R1为甲基，R2为十六烷基，X为氯原子；脂肪醇聚氧乙烯醚RO(CH2CH2O)nH分子量200万，烷基磺酸盐RO(CH2CH2O)nSO3Na(R＝C12烷基，n＝2)，羧酸盐表面活性剂为非离子天然羧酸盐表面活性剂，浊点抑制剂为芥酸酰胺丙基甜菜碱，阴阳离子相转移剂为十二烷基三甲基苄基氯化铵。
[0041] 压裂用环保减阻剂的制备方法：在反应釜中先加入545Kg水，先加水和双子季铵盐表面活性剂100Kg，脂肪醇聚氧乙烯醚150Kg，开动搅拌，转速85～135转/min，升温50℃～75℃，加入聚氧乙烯树脂5Kg，磺酸盐150Kg，非离子天然羧酸盐30Kg,并恒温75℃搅拌4小时后，继续再加入浊点抑制剂10Kg；阴阳离子相转移剂10Kg；继续搅拌2小时，得到得到产品。
[0042] 该产品的使用浓度为2‰时，降阻率72.3％；表面张力23.4mN/m；界面张力4.2×10-3；杀菌率99％。
[0043] 实施例2
[0044] 一种压裂用环保减阻剂，其成分以及各个成分的质量百分比为：
[0045] 双子季铵盐 10％
[0046] 脂肪醇聚氧乙烯醚 10％
[0047] 聚氧乙烯树脂 0.5％
[0048] 烷基磺酸盐 10％
[0049] 非离子型羧酸盐表面活性剂 3％
[0050] 浊点抑制剂 1％
[0051] 阴阳离子相转移剂 1％
[0052] 其余为水。
[0053] 其中，双子季铵盐为 其中，R为十二烷基，R1为甲基，R2为十六烷基，X为氯原子；
[0054] 脂肪醇聚氧乙烯醚的分子量200万，烷基磺酸盐RO(CH2CH2O)nSO3Na中，R＝C12烷基，n＝2，浊点抑制剂为椰油酰胺丙基羟磺甜菜碱，阴阳离子相转移剂为十二烷基三甲基苄基氯化铵。
[0055] 压裂用环保减阻剂的制备方法：在反应釜中先加入645Kg水，再加双子季铵盐表面活性剂100Kg，脂肪醇聚氧乙烯醚100Kg，开动搅拌，转速85～135转/min，升温50℃～75℃，加入聚氧乙烯树脂5Kg，烷基磺酸盐100Kg，非离子天然羧酸盐表面活性剂30Kg，并恒温75℃搅拌4小时后，继续再加入浊点抑制剂10Kg；阴阳离子相转移剂10Kg；继续搅拌2小时，得到产品。
[0056] 该产品的使用浓度为2‰时，降阻率73.5％；表面张力22.7mN/m；界面张力3.3×10-3；杀菌率99％。
[0057] 实施例3
[0058] 一种压裂用环保减阻剂，其成分以及各个成分的质量百分比为：
[0059] 双子季铵盐 10％
[0060] 脂肪醇聚氧乙烯醚 15％
[0061] 聚氧乙烯树脂 0.5％
[0062] 磺酸盐 15％
[0063] 非离子型羧酸盐表面活性剂 3％
[0064] 浊点抑制剂 1％
[0065] 阴阳离子相转移剂 1％
[0066] 其余为水。
[0067] 其中，双子季铵盐为 其中，R为十二烷基，R1为甲基，R2为十六烷基，X为氯原子；
[0068] 脂肪醇聚氧乙烯醚的分子量为400万，磺酸盐RO(CH2CH2O)nSO3Na，其中R＝C12烷基，n＝2，浊点抑制剂为芥酸酰胺丙基羟磺甜菜碱，阴阳离子相转移剂为十二烷基三甲基苄基氯化铵。
[0069] 压裂用环保减阻剂的制备方法：在反应釜中先加入545Kg水，先加水和双子季铵盐表面活性剂100Kg，脂肪醇聚氧乙烯醚150Kg，开动搅拌，转速85～135转/min，升温50℃～75℃，加入聚氧乙烯树脂5Kg，磺酸盐150Kg，非离子天然羧酸盐30Kg,并恒温75℃搅拌4小时后，继续再加入浊点抑制剂10Kg；阴阳离子相转移剂10Kg；继续搅拌2小时,得到清澈透亮的液体，即得到产品。
[0070] 该产品的使用浓度为2‰时，降阻率73.5％；表面张力22.7mN/m；界面张力3.3×10-3；杀菌率99％。
[0071] 实施例4
[0072] 一种压裂用环保减阻剂，其成分以及各个成分的质量百分比为：
[0073] 双子季铵盐 10％
[0074] 脂肪醇聚氧乙烯醚 20％
[0075] 聚氧乙烯树脂 0.5％
[0076] 磺酸盐 20％
[0077] 非离子天然羧酸盐 3％
[0078] 浊点抑制剂 1％
[0079] 阴阳离子相转移剂 1％
[0080] 其余为水。
[0081] 其中，双子季铵盐分子量8万；双子季铵盐是以表面活性剂为原料，通过活化反应或引入化学反应活性基团后，再与连接剂反应即可。
[0082] 脂肪醇聚氧乙烯醚的分子量为400万，烷基磺酸盐RO(CH2CH2O)nSO3Na，其中，R＝C12烷基，n＝2，浊点抑制剂为芥酸酰胺丙基羟磺甜菜碱，阴阳离子相转移剂为双十六三甲基氯化铵。
[0083] 压裂用环保减阻剂的制备方法：在反应釜中先加入445 Kg水，先加水和双子季铵盐表面活性剂100Kg，脂肪醇聚氧乙烯醚200Kg，开动搅拌，转速85～135转/min，升温50℃～75℃，加入聚氧乙烯树脂5Kg，磺酸盐200Kg，非离子天然羧酸盐30Kg，并恒温75℃搅拌4小时后，继续再加入浊点抑制剂10Kg；阴阳离子相转移剂10Kg；继续搅拌2小时，得到清澈透亮的液体，即得到产品。
[0084] 该产品的使用浓度为2‰时，降阻率74.7％；表面张力22.1mN/m；界面张力2.7×10-3；杀菌率99％。
[0085] 对比例1
[0086] 将实施例1中的双子季铵盐改成普通的季铵盐双十八烷基二甲基氯化铵，其通式如下所示，其余与实施例均一致。
[0087] 对比例2
[0088] 删除实施例1中的脂肪醇聚氧乙烯醚，其余均与实施例1完全一致。
[0089] 对比例3
[0090] 将实施例1中的浊点抑制剂改为甜菜碱(cas号：107-43-7)，其余均与实施例1完全一致。
[0091] 对比例4
[0092] 删除实施例1中的非离子天然羧酸盐表面活性剂，其余均与实施例1完全一致。
[0093] 对比例5
[0094] 将实施例1中的制备方法改为：所有物质同时加入反应釜中，在50℃～75℃下搅拌2-10小时。
[0095] 对比例6
[0096] 测定实施例1-4以及对比例1-5中的降阻率、表面张力、界面张力和杀菌率，结果如下所示。
[0097] 降阻率 表面张力 界面张力 杀菌率
实施例1 72.3％ 22.1mN/m 2.7×10-3mN/m 99％
实施例2 73.5％ 22.7mN/m 3.3×10-3mN/m 99％
实施例3 73.5％ 22.7mN/m 3.3×10-3mN/m 99％
-3
实施例4 74.7％ 22.1mN/m 2.7×10 mN/m 99％
对比例1 53.5％ 53.5mN/m 9.5×10-2mN/m 68％
对比例2 59.4％ 58.7mN/m 4.3×10-1mN/m 72％
对比例3 60.5％ 46.9mN/m 1.8×10-1mN/m 81％
-1
对比例4 58.8％ 38.5mN/m 4.3×10 mN/m 76％
对比例5 66.8％ 28.5mN/m 3.3×10-2mN/m 86％
[0098] 通过上述对比可知，对比例1-4中的效果均明显低于实施例中的数据，本发明人通过进行多年研究发现，本发明中的配方中的组分相互作用明显，通过相互作用实现了最终的降阻率高，超低表面张力和界面张力以及较高且稳定的杀菌率。而删除或改变配方中的主要组分，则打破了物质间的相互作用关系，从而大大影响其效果的实现。此外，制备过程中的加料顺序以及反应条件等都对物质间的相互作用具有明显影响。
[0099] 本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
