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压裂酸化是碳酸盐岩油气藏开发过程中增产的有效技术措施之一,控制酸液滤失和地层的均匀酸化是酸压成功的关键。酸液分流转向技术是解决这一问题的重要方法,然而常用的转向技术均有各自的缺陷,粘弹性表面活性剂基自转向酸技术因其配制简单、破胶彻底而成为新的转向技术。目前,用于自转向酸的粘弹性表面活性剂主要为单子表面活性剂,关于两性离子型双子表面活性剂的研究和报道较少,更未进行大规模生产,而双子表面活性剂比单子表面活性剂具有更优异的性能,故本论文将探索双子表面活性剂在自转向酸中应用的可能性。本文以乙二胺、溴代十四烷、氯乙酸钠和碘甲烷为原料,经烷基取代、羧基取代、季铵化三步反应合成了十四烷基羧基甜菜碱型双子表面活性剂(SCB-14)。烷基取代反应条件为:n(乙二胺):n(溴代十四烷)=1:2,温度:70°℃,时间:6h,产率为83%;羧基取代反应条件为:n(二元仲胺):n(氯乙酸钠)=1:3.8,温度:90℃,时间:10h,产率80%;季铵化反应条件为:n(二元叔胺):n(碘甲烷)=1:8,温度:35℃,时间:8h,产率为73%。产物结构通过红外光谱和1HNMR谱图得到证实。常温下测得SCB-14的水溶液cmc为3.28×10-5mol/L,表面张力为29.46mN/m。考察残酸黏度的影响因素可以看出:SCB-14酸液体系黏度的变化明显受到了酸液pH的影响,在60℃,SCB-14加量5%的条件下,当残酸pH=0.26(即质量分数=2%)时,残酸表观黏度达到最大值171mPa·s;当SCB-14加量超过5%时,残酸明显增黏,继续增大用量对黏度贡献较小,考虑到使用成本故将SCB-14用量确定为5%;Ca2+、Mg2+、Fe3+对残酸黏度均有影响,在一定条件下Ca2+、Mg2+均能使酸液体系黏度增大但Ca2+使残酸黏度增大的能力比Mg2+更强,而残酸中的Fe3+在一定的浓度和pH条件下会产生沉淀,使残酸黏度降低;残酸黏度随温度的变化过程是先出现一个最大值再减小,当温度上升至50℃左右时,黏度达到最大值。环境扫描电镜微观分析残酸内部结构表明:一定条件下的残酸体系因形成的胶束相互缠绕、重叠、延伸从而形成更大的胶束,再加上体系中形成的三维网络结构从而使体系黏度剧增。利用旋转岩盘试验,分别对SCB-14酸液体系和盐酸体系的酸岩反应动力学参数进行测定,从而证实了 SCB-14酸液体系具有增黏性能从而降低了酸岩反应速率,具有缓速性能,有利于增长酸蚀作用距离。