申请/专利权人：西南石油大学;成都赛璐石油科技有限公司

申请日：2023-12-18

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN117756654A

主分类号：C07C227/08

分类号：C07C227/08;C07C227/18;C07C229/12;C07C229/16;C09K23/18;C09K23/28;C09K8/60;C09K8/68

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.12#实质审查的生效;2024.03.26#公开

摘要：本发明公开了甜菜碱Gemini型表面活性剂、清洁压裂液及其制备方法，属于油田化学技术领域，其中，通过长链烷基二甲基叔胺与丙烯酸酯加成反应得到烷基胺丙酸酯，再由烷基胺丙酸酯与二氯代烃反应并用碱中和制得羧酸盐Gemini型叔胺化合物，最后与一卤代烃反应制得甜菜碱甜型Gemini型表面活性剂；本发明的压裂液包括上述甜菜碱Gemini型表面活性剂3～5wt％，复合防膨剂1～3wt％，余量为高矿化度地层水，先加入地层水，再加入无机盐防膨剂，升温到40‑60℃加入有机防膨剂，最后加入甜菜碱Gemini型表面活性剂，得到清洁压裂液，本压裂液耐温﹑耐盐和耐剪切，弹性携砂和减阻效果好，对地层伤害低，可以很好地应用于低渗特低渗油气藏、致密油气藏和页岩油气藏大规模水力开发。

主权项：1.甜菜碱Gemini型表面活性剂、清洁压裂液及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：将长链的R烷基伯胺加入到乙醇中搅拌完全溶解，将其转移至冷凝回流装置中，在30℃恒温水浴搅拌条件下逐滴加丙烯酸酯放入滴液漏斗中，在15～30min之间滴加完成，之后在60～80℃条件下，反应4～8h，反应结束后冷却至在40～50℃下并旋转除去溶剂甲醇以及过量的丙烯酸甲酯，即得白色固体中间产物R烷基胺丙酸酯；反应方程式如下所示： R＝C18H37、C20H41、C22H45、C24H49；R’＝CH3、C2H5、C3H7、C4H8步骤S2：将R烷基胺丙酸酯加入到三颈瓶中，加入N,N-二甲基甲酰胺作为溶剂，再加入几滴二甲胺作为缚酸剂，然后加入二氯代烃，在40～60℃水浴搅拌下反应4～6小时。反应后用冰水洗涤后分液，利用旋转蒸发仪在80～90℃下减压蒸出溶剂，用配置好的的质量分数30％NaOH溶液对剩余物质进行皂化反应，再用无水乙醇进行洗涤，并将其烘干。随后，加入一定量的稀盐酸并搅拌分层，抽滤后使用去离子水洗涤产物至中性。最后，将产物溶于丙酮中进行重结晶，并将制得的产物放入冷冻干燥仪进行干燥，去除水分，得到羧酸盐Gemini型叔胺化合物双N-R烷基-N-丙酸钠R1烷基二胺；反应方程式如下所示： R1＝CH2、C2H4、C3H6、C4H8、C5H10、C6H12、R＝C18H37、C20H41、C22H45、C24H49步骤S3：将双N-R烷基-N-丙酸钠R1烷基二胺中间体和卤代烷加入溶有碳酸钠的无水乙醇中，在80～90℃下回流反应24～48小时，将其过滤除掉无机盐，然后用旋转蒸发仪去除溶剂和未反应的卤代烷；用丙酮与无水乙醇体积比为＝16～19:1混合溶液洗涤两次，并在30～40℃的真空烘箱中干燥，得到目标产物双N-R烷基-N-丙酸钠-N-R”烷基R1烷基二卤化铵盐甜菜碱Gemini型表面活性剂；反应方程式下所示： R1＝CH2、C2H4、C3H6、C4H8、C5H10、C6H12、R＝C18H37、C20H41、C22H45、C24H49；R”＝CH3、C2H5；X＝Cl、Br。

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