本申請涉及粘彈性表面活性劑，尤其涉及一種二聚酸型粘彈性表面活性劑的制備方法及其應用。

背景技術：

1、我國原油開采以頁巖油為主，一次采油利用油氣儲層自身壓力開采，二次采油是利用注水置換采油，而利用注入化學劑對剩余油進行開采，稱為三次采油。三次采油可以進一步提高儲層開采率，主要方法是利用物理壓力使儲層產生裂縫，注入壓裂液攜帶砂粒等支撐劑使裂縫避免閉合，以此增加致密儲層的原油導流能力，利于后續(xù)水驅采油。因此壓裂是整個壓裂作業(yè)中的關鍵環(huán)節(jié)，一般要求壓裂液粘度高、耐溫高，而粘彈性表面活性劑是其中重要的一類壓裂液，具有施工簡單、成本低、操作方便等優(yōu)點，被廣泛應用于三次采油。

2、粘彈性表面活性劑在水中形成獨特的蠕蟲狀膠束，膠束相互纏繞使其水溶液粘度增加，形成粘彈性水凝膠，進而具有增加注入水粘度、攜砂和增大水驅波及率等功能。但是粘彈性表面活性劑在應用中存在其水溶液隨溫度升溫而粘度呈現(xiàn)斷層式下滑以及由于耐鹽性能較差導致在礦化度較高時易形成不溶絮狀物等缺點。

3、因此，提供一種耐溫耐鹽性能優(yōu)異的粘彈性表活劑，對于提高三次采油壓裂效率、降低采油成本，助力油氣田進一步高質量、高效益開發(fā)具有重要意義。

技術實現(xiàn)思路

1、本申請的目的在于針對雙子粘彈性表活性劑耐溫耐鹽性能弱的缺點，提供了一種二聚酸型粘彈性表面活性劑及其制備方法與應用，本申請的實施例是這樣實現(xiàn)的。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本申請第一方面一種二聚酸型粘彈性表面活性劑，其具有以下結構：

3、

4、本申請第二方面提供了一種二聚酸型粘彈性表面活性劑的制備方法，所述方法包括：

5、二聚酸與n,n-二甲基-1,3-丙二胺在催化劑催化下進行反應生成二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺；

6、所述二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺和氯乙酸鈉進行反應生成二聚酸型粘彈性表面活性劑，所述二聚酸型粘彈性表面活性劑即為二聚酸型粘彈性表面活性劑；

7、所述二聚酸的結構為

8、在一些實施例中，所述二聚酸、n,n-二甲基-1,3-丙二胺和所述氯乙酸鈉的摩爾之比為1：2～4：2～2.5。

9、在一些實施例中，所述催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀或對甲基苯磺酸，所述催化劑的質量為所述二聚酸和n,n-二甲基-1,3-丙二胺質量之和的0.1％～0.2％。

10、在一些實施例中，所述二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺和氯乙酸鈉進行反應包括所述二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺中間體和氯乙酸鈉在醇/水混合溶劑中進行反應。

11、在一些實施例中，所述醇/水混合溶劑包括甲醇/水混合溶劑、乙醇/水混合溶劑或異丙醇/水混合溶劑，醇與水的質量比為1:1～3，所述醇/水混合溶劑的質量為二聚酸、n,n-二甲基-1,3-丙二胺和氯乙酸鈉的質量之和的55％～60％。

12、在一些實施例中，二聚酸與n,n-二甲基-1,3-丙二胺在催化劑催化下進行反應的反應溫度為130℃～160℃，反應時間為6h～10h；

13、二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺中間體和氯乙酸鈉進行反應的反應溫度為70℃～80℃，反應時間為6h～10h。

14、在一些實施例中，二聚酸與n,n-二甲基-1,3-丙二胺在催化劑催化下進行反應生成二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺中間體，還包括：

15、二聚酸與n,n-二甲基-1,3-丙二胺在催化劑催化下進行反應之后，加入去離子水，充分攪拌，分離并除去水相，重復至少三次，得到所述二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺中間體。

16、本申請第三方面提供一種二聚酸型粘彈性表面活性劑的應用，所述應用包括：

17、將所述二聚酸型粘彈性表面活性劑與氯化銨、水互溶配制成滑溜水；

18、將所述滑溜水與砂進行混合制成壓裂攜砂液；

19、將壓裂攜砂液注入壓裂井中進行三次采油。

20、在一些實施例中，所述二聚酸型粘彈性表面活性劑、氯化銨和水的質量之比為0.5～1：1～2：97～98；所述滑溜水與砂的質量之比為60～70：30～40。

21、本申請的有益效果：本申請的二聚酸型粘彈性表面活性劑具有的疏水長鏈以碳碳共價鍵連接，將兩個疏水長鏈羧酸結構連接形成二聚體結構，使得分子在水中形成的蠕蟲狀膠束因分子量增大而排列更加緊密。溫度升高時，分子擴散運動因分子量增加且分子間排列緊密而受到限制，因而可以繼續(xù)保持蠕蟲裝膠束結構。宏觀表現(xiàn)為粘度隨溫度升高而下降緩慢，得以在較高溫條件下仍保持一定粘度。進一步地，每個二聚酸型粘彈性表面活性劑分子均存在兩個陰離子親水基團和兩個陽離子的兩性親水基團，兩性親水基團密度大使得在高礦化度條件下膠束仍保持穩(wěn)定性。

22、本申請?zhí)峁┑亩鬯嵝驼硰椥员砻婊钚詣┑闹苽錂C理明確，簡單易行，易于擴大生產。

技術特征：

1.一種二聚酸型粘彈性表面活性劑，其特征在于，其具有以下結構：

2.一種二聚酸型粘彈性表面活性劑的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

3.如權利要求2所述的二聚酸型粘彈性表面活性劑的制備方法，其特征在于，所述二聚酸、n,n-二甲基-1,3-丙二胺和所述氯乙酸鈉的摩爾之比為1：2～4：2～2.5。

4.如權利要求2所述的二聚酸型粘彈性表面活性劑的制備方法，其特征在于，所述催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀或對甲基苯磺酸，所述催化劑的質量為所述二聚酸和n,n-二甲基-1,3-丙二胺質量之和的0.1％～0.2％。

5.如權利要求2所述的二聚酸型粘彈性表面活性劑的制備方法，其特征在于，所述二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺中間體和氯乙酸鈉進行反應包括以所述二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺中間體和氯乙酸鈉在醇/水混合溶劑中進行反應。

6.如權利要求5所述的二聚酸型粘彈性表面活性劑的制備方法，其特征在于，所述醇/水混合溶劑包括甲醇/水混合溶劑、乙醇/水混合溶劑或異丙醇/水混合溶劑，醇與水的質量比為1:1～3，所述醇/水混合溶劑的質量為二聚酸、n,n-二甲基-1,3-丙二胺和氯乙酸鈉的質量之和的55％～60％。

7.如權利要求2所述的二聚酸型粘彈性表面活性劑的制備方法，其特征在于，二聚酸與n,n-二甲基-1,3-丙二胺在催化劑催化下進行反應的反應溫度為130℃～160℃，反應時間為6h～10h；

8.如權利要求2所述的二聚酸型粘彈性表面活性劑的制備方法，其特征在于，二聚酸與n,n-二甲基-1,3-丙二胺在催化劑催化下進行反應生成二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺，包括：

9.一種二聚酸型粘彈性表面活性劑的應用，其特征在于，所述應用包括：

10.如權利要求9所述的二聚酸型粘彈性表面活性劑的應用，其特征在于，所述二聚酸型粘彈性表面活性劑、氯化銨和水的質量之比為0.5～1：1～2：97～98；所述滑溜水與砂的質量之比為60～70：30～40。

技術總結
本申請涉及表面活性劑技術領域，具體涉及一種二聚酸型粘彈性表面活性劑及其制備方法與應用。本申請二聚酸型粘彈性表面活性劑的制備方法包括：二聚酸與N,N?二甲基?1,3?丙二胺在催化劑催化下進行反應生成二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺中間體；所述二聚酸酰胺丙基二甲基叔胺中間體和氯乙酸鈉進行反應生成二聚酸型粘彈性表面活性劑；所述二聚酸的結構為本申請方法所制備得到的二聚酸型粘彈性表面活性劑耐溫性能和耐鹽性能均得到顯著提高。

技術研發(fā)人員：王瑛瑛
受保護的技術使用者：甘肅科銳諾新材料科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/30