【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及油田化學，是一種氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑及其制備方法和應用，以及一種酸化壓裂用助排劑。
技術介紹
1、酸化壓裂改造技術是油氣田高效開發的重要措施，是實現非常規油氣資源勘探開發、常規油氣田增產穩產，提高儲層改造效果的主要技術手段。在酸化壓裂過程中，通常需要依靠地層壓力將井內返排液快速排出地面。當地層壓力逐漸降低時，返排速率明顯降低，返排液中殘渣析出后會造成堵塞，導致地層二次污染，從而嚴重影響施工效率與酸化壓裂改造效果。為了解決油酸化壓裂后返排液返排困難的問題，使用助排劑是常規手段。
2、助排劑是壓裂液添加劑中的一種，表面活性劑是助排劑的主要成分，可以有效降低表面張力和界面張力，減小毛細管阻力，提高返排速率與返排率，從而減小地層傷害。目前國內外使用的助排劑種類較多，但大多時采用氟碳類表面活性劑與其他表面活性劑復配的方法制得。氟碳類表面活性劑表面活性較高，能夠將表面張力降低至23mn/m,然而其價格昂貴，且難以降解，具有很高的生物毒性，因此歐盟已于2008年6月禁止使用氟碳類表面活性劑。有鑒于此，開發綠色環保的適用于助排劑表面活性劑以及助排劑體系成為亟待解決的問題。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑及其制備方法和應用，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決現有助排劑用表面活性劑價格昂貴，且難以降解的問題。
2、本專利技術的技術方案之一是通過以下措施來實現的：一種氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑，化學結構式為
3
4、其中，r為c12至c16的脂肪烴基。
5、下面是對上述專利技術技術方案之一的進一步優化或/和改進：
6、上述氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑按下述步驟制備得到：
7、第一步，將所需量的n,n-二甲基烷基叔胺與環氧氯丙烷混合，攪拌均勻，在所需溫度下反應，得到中間產物2,3-環氧丙基-n,n-二甲基長鏈烷基氯化銨；
8、第二步，將所需量的中間產物2,3-環氧丙基-n,n-二甲基長鏈烷基氯化銨、?；撬?、氫氧化鈉溶于水中，攪拌均勻，在所需溫度下反應，即得到氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑。
9、上述第一步中，n,n-二甲基烷基叔胺與環氧氯丙烷摩爾比為1:4至1:10。
10、上述第一步中，反應溫度為50℃至80℃，反應時間1h至6h。
11、上述第二步中，中間產物2,3-環氧丙基-n,n-二甲基長鏈烷基氯化銨、?；撬岷蜌溲趸c的摩爾比為1:1:1。
12、上述第二步中，反應溫度為50℃至80℃，反應時間4h至12h。
13、本專利技術的技術方案之二是通過以下措施來實現的：一種氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑的制備方法，包括以下步驟：
14、第一步，將所需量的n,n-二甲基烷基叔胺與環氧氯丙烷混合，攪拌均勻，在所需溫度下反應，得到中間產物2,3-環氧丙基-n,n-二甲基長鏈烷基氯化銨；
15、第二步，將所需量的中間產物2,3-環氧丙基-n,n-二甲基長鏈烷基氯化銨、牛磺酸、氫氧化鈉溶于水中，攪拌均勻，在所需溫度下反應，即得到氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑。
16、本專利技術的技術方案之三是通過以下措施來實現的：一種氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑在壓裂液添加劑上的應用。
17、本專利技術的技術方案之四是通過以下措施來實現的：一種酸化壓裂用助排劑，原料按質量份數計每一百份中包括：陰離子表面活性劑9份至9.5份，氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑0.5份至1份，其余為水；將陰離子表面活性劑、氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑和水在室溫下攪拌混合均勻即得到酸化壓裂用助排劑。
18、下面是對上述專利技術技術方案之四的進一步優化或/和改進：
19、上述陰離子表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鈉，其化學結構式為：
20、
21、其中，r1為c12至c18的脂肪烴基，n為大于或等于3的整數。
22、本專利技術的氨基磺酸甜菜堿表面活性劑其制備方法操作簡單，產品綠色環?？缮锝到?，且產品不需分離提純，可直接使用，操作方便，成本低。以氨基磺酸甜菜堿表面活性劑為主要成分的酸化壓裂用助排劑能夠有效降低油氣田壓裂液表、界面張力，同時該酸化壓裂用助排劑中表面活性劑的用量低，降低了使用成本。
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1.一種氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑，其特征在于化學結構式為
2.根據權利要求1所述的氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑，其特征在于按下述步驟制備得到：
3.根據權利要求2所述的氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑，其特征在于第一步中，N,N-二甲基烷基叔胺與環氧氯丙烷摩爾比為1:4至1:10。
4.根據權利要求2或3所述的氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑，其特征在于第一步中，反應溫度為50℃至80℃，反應時間1h至6h。
5.根據權利要求2至4任一項所述的氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑，其特征在于第二步中，中間產物2,3-環氧丙基-N,N-二甲基長鏈烷基氯化銨、?；撬岷蜌溲趸c的摩爾比為1:1:1。
6.根據權利要求2至5任一項所述的氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑，其特征在于第二步中，反應溫度為50℃至80℃，反應時間4h至12h。
7.一種根據權利要求3至6中任一項所述的氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
8.一種根據權利要求1至6中任一項所述的氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑在在壓裂液添加劑上的應用。<...
【技術特征摘要】
1.一種氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑，其特征在于化學結構式為
2.根據權利要求1所述的氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑，其特征在于按下述步驟制備得到：
3.根據權利要求2所述的氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑，其特征在于第一步中，n,n-二甲基烷基叔胺與環氧氯丙烷摩爾比為1:4至1:10。
4.根據權利要求2或3所述的氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑，其特征在于第一步中，反應溫度為50℃至80℃，反應時間1h至6h。
5.根據權利要求2至4任一項所述的氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑，其特征在于第二步中，中間產物2,3-環氧丙基-n,n-二甲基長鏈烷基氯化銨、?；撬岷蜌溲趸c的摩爾比為1:1:1。
6.根據權利要求2至5任一項所述的氨基磺酸甜菜堿型表面活性劑，其特征在于第二步中，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孟磊峰，賈飛，白葉雷，劉磊，孟憲行，姜鑫淼，薛浩楠，
申請(專利權)人：中國石油天然氣集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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