[发明专利]一种表面活性剂及其制备方法

说明书

本发明属于石油开采技术领域，具体提供了一种表面活性剂，由如下组分按照如下质量百分数组成：甲基丙烯酸羟乙酯1～8％，芥酸酰胺丙基三甲基氯化铵3～18％，溴酸钾1～2％，其余为水，解决了现有技术中压裂施工中疏水性聚合物使用浓度较低，溶解后虽然表现出一定的粘度，可以在压裂过程中携带低浓度的支撑剂，但不能远远满足目前油田压裂改造过程中对高温、对支撑剂浓度700Kg/m³以上的较高要求，因此，需要考虑研发一种材料，来改善在疏水性聚合物在低浓度使用条件下的携砂和流变性能的问题，具有制备工艺简单，材料易得，成本较低，应用广泛，对油田压裂增产具有重要意义。

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，具体涉及一种表面活性剂及其制备方法。

背景技术

压裂液包括水基压裂液、油基压裂液、泡沫压裂液和乳化压裂液等类型。国内外最常用的是以天然植物胶、纤维素和合成聚合物为增稠剂的水基压裂液，与植物胶、纤维素的衍生物相比，合成聚合物压裂液具有更好的粘温特性和高温稳定性，且增稠能力强、对细菌不敏感、冻胶稳定性好、悬砂能力强等特点。于此同时，向聚合物中引入疏水基团，通过疏水缔合作用，在大分子之间形成三维网状结构。在稀溶液中，大分子主要以分子内缔合的形式存在，分子链发生卷曲，流体力学体积减小，但聚合物浓度高于临界缔合浓度后，大分子链通过疏水缔合作用，形成以分子间缔合为主的超分子动态网络结构，流体力学体积增大，溶液黏度明显提高，基于此特性的疏水性聚合物压裂液体系配制简单，性能良好，因而被广泛应用。

目前，由于国际油价持续低迷，同时低渗透油田对伤害率的更高要求，因此，压裂施工中疏水性聚合物使用浓度较低，溶解后虽然表现出一定的粘度，可以在压裂过程中携带低浓度的支撑剂，但不能远远满足目前油田压裂改造过程中对高温、对支撑剂浓度700Kg/m³以上的较高要求，因此，需要考虑研发一种材料，来改善在疏水性聚合物在低浓度使用条件下的携砂和流变性能。

发明内容

本发明提供的一种表面活性剂及其制备方法目的是克服现有技术中由于国际油价持续低迷和低渗透油田对伤害率的更高要求，压裂施工中疏水性聚合物使用浓度较低，溶解后虽然表现出一定的粘度，可以在压裂过程中携带低浓度的支撑剂，但不能远远满足目前油田压裂改造过程中对高温、对支撑剂浓度700Kg/m³以上的较高要求，因此，需要考虑研发一种材料，来改善在疏水性聚合物在低浓度使用条件下的携砂和流变性能的问题。

为此，本发明提供了一种表面活性剂，由如下组分按照如下质量百分数组成：甲基丙烯酸羟乙酯1～8％，芥酸酰胺丙基三甲基氯化铵3～18％，溴酸钾1～2％，其余为水。

所述甲基丙烯酸羟乙酯的制备方法包括如下步骤：首先，向2-甲基丙烯酸中加入催化剂并搅拌加热至85℃，在氮气保护下向加热后的溶液通入环氧乙烷气体反应，接着向上述溶液加入阻聚剂并保持80℃充分反应至完全；然后，将反应完全的产物冷至60℃后加对苯二酚并搅拌溶解，滤去溶解后溶液中的不溶物后对溶解液减压蒸馏，在0.60-0.68KPa条件下收集86-89℃的馏分，最后提纯收集的馏分即得甲基丙烯酸羟乙酯的成品；所述2-甲基丙烯酸、催化剂、阻聚剂、对苯二酚的质量比为30～60：0.05～0.15:0.1～0.3:3～6。

所述甲基丙烯酸羟乙酯的成品可先用氢氧化钠水溶液洗涤后静止，静止分层后对上部溶液首先采用饱和氯化钠水液洗涤，然后对洗涤后的溶液采用正己烷萃取，将萃取后的溶液减压蒸馏2-3次至-0.2KPa；最后采用无水硫酸钠对蒸馏后的溶液进行干燥。

所述催化剂为氯化铬。

所述阻聚剂为叔丁基对苯二酚。

所述环氧乙烷气体的通入速率为60～80g/h。

所述表面活性剂在压裂液的使用浓度为0.01％wt～5％wt。

表面活性剂用于提高疏水性聚合物的流变性能的应用。