【技術實現步驟摘要】
本申請屬于油氣儲層壓裂化學劑，特別涉及一種co2響應型清潔壓裂液及其制備方法和應用。
技術介紹
1、隨著油氣勘探工業的發展，低滲透的致密儲層逐漸成為開發重點。壓裂作為改善低滲透油藏油氣井產能的主要手段，已被極廣用于油氣增產的開采工程中。然而，傳統壓裂液破膠以后很可能發生分子結構的不可逆改變/破壞，使得壓裂返排液需要經過大量繁瑣的后處理才能重復利用，并且壓裂返排液中通常含有大量未降解殘渣，若不妥善處理則易污染環境。因此，設計制備可循環利用的清潔壓裂液具有很高的實用價值。
2、目前，為實現清潔壓裂液的可循環利用，相關領域設計制備了co2響應型表面活性劑壓裂液。例如，公布號為cn?107142099?a的專利技術利用叔胺類表面活性劑與助劑(水楊酸鈉、順丁烯二酸、鄰苯二甲酸、十二烷基磺酸鈉、對甲苯磺酸鈉、苯甲酸鈉)復合制備的co2響應型清潔壓裂液，可通過通入co2氣體調控成膠以及通入惰性氣體調控破膠，有效達成了返排液的循環利用。
3、然而，已有的co2響應型清潔壓裂液適用的溫度普遍局限為中高溫(85℃)及以下，高溫性能不佳，特別是很少見到耐高溫(90-120℃)的co2響應型清潔壓裂液的相關報道，不能有效滿足高溫壓裂的性能需求。
技術實現思路
1、本申請公開一種co2響應型清潔壓裂液及其制備方法和應用，旨在實現清潔壓裂液的循環利用的同時有效提升現有co2響應型清潔壓裂液的耐高溫性能。
2、為了達成上述目的，本申請采用的技術方案是：
3、本申請
4、其中，所述表面活性劑組合物能夠均勻分散于水性溶液并與co2作用引發交聯成超分子結構體。
5、優選的實施方案中，所述烷基酰胺丙基羧基甜菜堿、雙胺類小分子和苯二甲酸鈉的摩爾比為2:1:1。
6、優選的實施方案中，所述超分子結構體具備包括式[i]的結構式：
7、
8、其中，r1為c15-21鏈烷基；r2為c1-2烷基；n為2或3。
9、優選的實施方案中，所述烷基酰胺丙基羧基甜菜堿具備式[ii]的化學結構：
10、
11、優選的實施方案中，所述雙胺類小分子具備式[iii]的化學結構：
12、
13、優選的實施方案中，所述苯二甲酸鈉選自鄰苯二甲酸鈉、間苯二甲酸鈉、對苯二甲酸鈉中的任一。
14、本申請的第二方面提供了本申請co2響應型清潔壓裂液的制備方法，該制備方法包括：
15、將所述表面活性劑組合物所含的原料組分按配比分散于水介質制備水性溶液的步驟；
16、以及，向上一步所述水性溶液通入co2氣體制備超分子結構體的步驟。
17、優選的實施方案中，所述表面活性劑組合物分散于水介質的物質濃度為100-500mmol·ml-1。
18、優選的實施方案中，向所述水性溶液通入co2氣體的流速為0.3-3l·min-1。
19、本申請的第三方面提供了本申請co2響應型清潔壓裂液用于對低滲透油氣儲層進行壓裂施工中的應用。
20、與現有技術相比，本申請的優點或有益效果至少包括：
21、本申請提供的co2響應型清潔壓裂液通過設計組成為烷基酰胺丙基羧基甜菜堿、雙胺類小分子和苯二甲酸鈉的表面活性劑組合物，一方面可以使表面活性劑組合物能夠均勻分散于水介質并通過所含的雙胺類小分子與co2發生質子化作用以轉變為雙季銨鹽小分子，再由雙季銨鹽小分子通過靜電荷相互吸引效應與甜菜堿表面活性劑發生交聯絡合作用的同時，甜菜堿表面活性劑的季銨基團與苯二甲酸鈉也通過靜電荷相互吸引效應而產生交聯絡合作用，從而通過相互交聯作用形成超分子結構體，造成溶液粘度增加產生壓裂液體系，并且超分子結構體具備相對高的堆積密度和對稱性，有效限制了超分子結構體的解離變化，使得壓裂液體系具備更高的耐溫性能，有望用于高溫儲層的壓裂施工；另一方面，當清潔壓裂液體系中溶解的co2被通入的惰性氣體(n2)驅替后，形成的雙季銨鹽小分子則發生去質子化并恢復為雙胺類小分子，雙胺類小分子因不帶正電荷而無法與甜菜堿表面活性劑產生靜電荷相互吸引，使得超分子結構體的總體交聯絡合作用明顯降低，超分子結構體不再穩定并解體，造成溶液粘度降低而達到破膠效果，且所述成膠-破膠過程可以多次重復，具備可多次循環利用的特點；第三方面，表面活性劑組合物所使用的甜菜堿表面活性劑、小分子具備低成本、低污染以及高效可逆交聯絡合的特點，可有效降低環境污染的同時，保證了壓裂液體系的快速構建與破膠，有效提升壓裂的施工效果。
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1.一種CO2響應型清潔壓裂液，其特征在于，主要組成為表面活性劑組合物，且所述表面活性劑組合物包含烷基酰胺丙基羧基甜菜堿、雙胺類小分子和苯二甲酸鈉；
2.根據權利要求1所述的CO2響應型清潔壓裂液，其特征在于，所述烷基酰胺丙基羧基甜菜堿、雙胺類小分子和苯二甲酸鈉的摩爾比為2:1:1。
3.根據權利要求2所述的清潔壓裂液，其特征在于，所述超分子結構體具備包括式[i]的結構式：
4.根據權利要求3所述的CO2響應型清潔壓裂液，其特征在于，所述烷基酰胺丙基羧基甜菜堿具備式[ii]的化學結構：
5.根據權利要求3所述的CO2響應型清潔壓裂液，其特征在于，所述雙胺類小分子具備式[iii]的化學結構：
6.根據權利要求3所述的CO2響應型清潔壓裂液，其特征在于，所述苯二甲酸鈉選自鄰苯二甲酸鈉、間苯二甲酸鈉、對苯二甲酸鈉中的任一。
7.一種權利要求1-6任一所述CO2響應型清潔壓裂液的制備方法，其特征在于，主要包含：
8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述表面活性劑組合物分散于水介質的物質濃度為10
9.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，向所述水性溶液通入CO2氣體的流速為0.3-3L·min-1。
10.權利要求1-6任一所述CO2響應型清潔壓裂液用于對低滲透油氣儲層進行壓裂施工中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種co2響應型清潔壓裂液，其特征在于，主要組成為表面活性劑組合物，且所述表面活性劑組合物包含烷基酰胺丙基羧基甜菜堿、雙胺類小分子和苯二甲酸鈉；
2.根據權利要求1所述的co2響應型清潔壓裂液，其特征在于，所述烷基酰胺丙基羧基甜菜堿、雙胺類小分子和苯二甲酸鈉的摩爾比為2:1:1。
3.根據權利要求2所述的清潔壓裂液，其特征在于，所述超分子結構體具備包括式[i]的結構式：
4.根據權利要求3所述的co2響應型清潔壓裂液，其特征在于，所述烷基酰胺丙基羧基甜菜堿具備式[ii]的化學結構：
5.根據權利要求3所述的co2響應型清潔壓裂液，其特征在于，所述雙胺類小分子具備式[i...
【專利技術屬性】
技術研發人員：韓薇薇，史天宇，董三寶，王香增，田海蘭，趙金省，
申請(專利權)人：西安石油大學，
類型：發明
國別省市：
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