[發(fā)明專利]粘土穩(wěn)定劑及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910083933.0
• 申請日: 2009-05-11
• 公開（公告）號: CN101585775A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊光;向問陶;檀國榮;趙文森
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋石油總公司;中海石油研究中心
• 主分類號: C07C211/63
• 分類號: C07C211/63;C07C209/12;C09K8/035;C08F26/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 關(guān) 暢;任鳳華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及粘土穩(wěn)定劑及其制備方法，特別是涉及適用于不同滲透率儲層的粘 土穩(wěn)定劑及其中間體與它們的制備方法。

背景技術(shù)

油田開發(fā)過程，從鉆井、完井、酸化、壓裂直至注水開發(fā)，每個過程都會有外 來流體與地層粘土礦物接觸，地層中都含有一定量的如高嶺石、蒙脫石、伊利石和 綠泥石等粘土礦物，這些粘土礦物多由硅氧四面體和鋁氧八面體組成層狀結(jié)構(gòu)。當 粘土礦物與水接觸時，水可進入粘土礦物的晶層之間，晶層表面的可交換陽離子在 水中解離擴散，形成擴散雙電層，使表面帶電，晶層之間相互排斥，膨脹，粘土膨 脹可引起地層滲透率降低。據(jù)資料報道，粘土礦物對油氣層造成的損害可使產(chǎn)油量 下降70％。為了減輕對儲層的損害，必須使用化學處理劑穩(wěn)定地層中的粘土礦物。 粘土穩(wěn)定劑作為油層保護的主要技術(shù)，已在油田開發(fā)中得到廣泛應(yīng)用。

目前，國內(nèi)外生產(chǎn)和使用的粘土穩(wěn)定劑可分為有機和無機兩種類型(董雯，孫 銘勤，陳蘭.油田酸化用粘土防膨劑的發(fā)展及應(yīng)用研究.承德石油高等專科學校學 報.2007，4(9)：1-3)。其中，有機類粘土穩(wěn)定劑因其優(yōu)良的防止粘土水化膨脹性能而 使用較為廣泛。有機陽離子類粘土穩(wěn)定劑使用較多的為季銨鹽型粘度穩(wěn)定劑，室內(nèi) 和現(xiàn)場試驗結(jié)果均表明，季銨型陽離子聚合物穩(wěn)定粘土的效果比其它粘土穩(wěn)定劑都 要好得多(張黎明.穩(wěn)定粘土用季銨型陽離子聚合物.石油與天然氣化工，1995， 1(24)：34-37)。其中，對于低滲透率的油藏主要使用低分子量粘土穩(wěn)定劑；對于高滲 透率油藏，則高分子量的粘土穩(wěn)定劑抑制粘土水化膨脹的能力較強。但是就油藏條 件來說，所謂的高滲油藏，它的滲透率也有可能在幾十至幾千毫達西的范圍內(nèi)變化， 所以針對這類油藏假如使用高分子量的粘土穩(wěn)定劑則不可避免的造成儲層傷害，起 不到應(yīng)有的作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供粘土穩(wěn)定劑及其制備方法與應(yīng)用。

本發(fā)明的目的是提供一種具有良好抑制粘土水化膨脹的粘土穩(wěn)定劑及其制備方 法。

本發(fā)明提供的式I結(jié)構(gòu)式所示化合物：

(式I)。

式II結(jié)構(gòu)通式所示化合物：

(式II)

式II結(jié)構(gòu)通式中，n為2、3或4。

本發(fā)明提供的制備式I結(jié)構(gòu)式化合物的方法，是將三溴丁烯和二甲基十八叔胺 在溶劑中進行反應(yīng)，得到式I結(jié)構(gòu)式所示化合物。

該方法中，三溴丁烯和二甲基十八叔胺的摩爾比為1∶1；反應(yīng)溫度為50-60℃， 反應(yīng)時間為1-2小時；溶劑為無水乙醇、水、或丙酮中的任意一種或任意幾種以任 意比例混合的混合物。

本發(fā)明提供的制備式II結(jié)構(gòu)通式所示化合物的方法，是在催化劑及阻聚劑存在 的條件下，式I結(jié)構(gòu)式所示化合物發(fā)生聚合反應(yīng)，得到式II結(jié)構(gòu)通式所示化合物。

該方法中，催化劑為過硫酸銨和亞硫酸鈉；所述阻聚劑為對苯二酚；反應(yīng)溫度 為室溫。通過控制加入阻聚劑的時間，可實現(xiàn)對式II所示化合物的聚合度控制，即 得到適應(yīng)不同滲透率的油藏的不同分子量的粘土穩(wěn)定劑。

另外，以本發(fā)明提供的式I或式II所示化合物為活性成分的粘土穩(wěn)定劑，及上 述兩化合物在制備粘土穩(wěn)定劑中的應(yīng)用，也屬于本發(fā)明的保護范圍。

本發(fā)明提供的式I化合物，作為合成式II化合物的單體，可通過控制反應(yīng)條件， 對式II化合物進行分子量調(diào)控，從而得到不同分子量，如低分子量或高分子量的粘 土穩(wěn)定劑。以本發(fā)明提供的上述化合物為活性成分的粘土穩(wěn)定劑，不但具有良好的 抑制粘土水化膨脹的能力，而且適用于不同滲透率的油藏環(huán)境。

本發(fā)明提供的粘土穩(wěn)定劑是一種以叔胺和鹵代烷烴為主的合成反應(yīng)，二者的合 成產(chǎn)物是季銨鹽，這種季銨鹽本身可作為低分子量的粘土穩(wěn)定劑。同時這種帶有雙 鍵的季銨鹽又可作為聚合單體，通過控制反應(yīng)條件實現(xiàn)控制生成不同高分子量的粘 土穩(wěn)定劑。

本發(fā)明提供的粘土穩(wěn)定劑，應(yīng)用新的合成原料，除了具有較強的防止粘土膨脹 的作用外，還可通過控制反應(yīng)條件控制產(chǎn)物的分子量，在實際應(yīng)用過程中，可以根 據(jù)不同的油藏條件合成不同分子量的粘土穩(wěn)定劑，滿足不同滲透率油藏的需求。另 外，可以將不同分子量的粘土穩(wěn)定劑復(fù)配使用，因這些粘土穩(wěn)定劑是由相同的合成 單體制備而得，所以這些粘土穩(wěn)定劑之間的相互協(xié)調(diào)性較好。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明并不限于以下實施例。