《油井清洁压裂成胶剂的研制及工业化应用》

该项目属于石油化学工程技术领域清洁压裂液研究方向。针对现有清洁压裂液存在的耐温性差(<120℃)、生产成本高等制约其推广应用的关键问题,项目组开展分子设计及合成设计的创新性研究。经过多年的科技攻关,该项目在清洁压裂液的分子结构设计、制备技术、施工工艺等方面取得了系列成果,开发出的清洁压裂液耐温性高达140℃、单方成本仅为现有产品的二分之一,且施工方便,实现了低成本、高性能清洁压裂液的重大突破,解决了制约其推广应用的难题。主要创新点如下:

1.创制了含两种季铵盐阳离子双子表面活性剂的成胶剂,研发了耐高温的清洁压裂液,实现了清洁压裂液的规模化应用:建立了含两种季铵盐阳离子双子表面活性剂的成胶剂优化分子结构模型,探明了成胶剂结构对清洁压裂液性能的影响规律,研发了可用于高温油气层的清洁压裂液,优化了清洁压裂液配方及施工工艺,降低了压裂施工成本,实现了清洁压裂液的规模化应用,提升了油井产能。

2.开发了脂肪酰胺N,N-二甲基叔胺的制备新工艺:引入固体超强碱作为缩合反应的催化剂,得到了温和条件下脂肪酰胺N,N-二甲基叔胺优化合成及工业化生产技术,降低了生产成本,提高了反应产率,实现了催化剂的循环使用。

3.解决了合成季铵盐阳离子双子表面活性剂反应不完全的技术难题:针对合成季铵盐阳离子双子表面活性剂的反应特征,研发出了高效稳定的离子液体催化剂,形成了季铵盐阳离子双子表面活性剂优化合成及工业化生产技术,实现了季铵化过程的完全反应,降低了生产成本,提高了产品性能。

该项目在关键技术领域申请国家发明专利7项、已获授权国家发明专利3项,发表学术论文5篇。2017年由河南省化学会组织专家进行了科技成果评价,专家一致认为该项目解决了现有清洁压裂液耐温性低的难题,提高了产品综合性能,在清洁压裂液制备方面有创新,居国内领先水平。

项目成功进行了工业化生产,在山东滨州昱诚化工科技有限公司建成2000吨/年的生产线,产品已在大庆油田、中原油田等单位规模化应用,近三年共计新增销售额15.3119亿元,新增利润2.4268亿元。

该项目技术的应用,有效提升了油井产能,降低了生产成本,对于缓解能源紧缺、促进行业技术进步以及保护油气层等方面具有重要意义。

成果说明

该项目的研究成果已在山东滨州昱诚化工科技有限公司建成了2000吨/年的生产线,2016-2018年累计销售2240吨,共计新增销售额5824万,新增利润1622万。产品已在大庆油田、中原油田推广应用,增产效果显著,2016-2018年共计新增销售额14.7295亿元,新增利润2.2649亿元。

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