[發明專利]采油用粘土防膨劑及其制備方法

有效

• 申請號: 200910086618.3
• 申請日: 2009-06-12
• 公開（公告）號: CN101921366A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 喬孟占
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C08F226/04
• 分類號: C08F226/04;C09K8/035
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明涉及一種石油天然氣采油作業施工中所使用的油田化學劑-粘土防膨劑及其制備方法，主要應用于注水、酸化和壓井液中。

背景技術

目前在石油天然氣開采施工中使用的粘土防膨劑(又稱為粘土穩定劑)，產品種類繁多，歸納起來有幾類：①無機鹽類包括氯化鉀、氯化銨、羥基鋁、羥基鐵等；②有機鹽類包括鹽酸胍、乙酸胍、吡啶鹽、咪唑啉鹽等；③有機陽離子型聚合物類包括聚-2-羥基丙基二甲基氯化銨、聚二烯丙基二甲基氯化銨、陽離子聚丙烯酰胺、環氧氯丙烯-多亞乙基多胺縮聚物、聚丙烯酰胺丙烯乙酯基三甲基氯化銨等。無機鹽類防膨劑耐水流沖刷性能差，有機鹽類防膨劑使巖石表面的親水性降低，使水驅油的能力下降。有機陽離子型聚合物耐溫、耐酸、耐油，有效期長，防膨效果好。目前使用的有機陽離子型防膨劑其分子結構主要為直鏈或網狀結構，當分子量小時防膨效果差，當分子量大時絮凝作用會造成地層滲透性傷害，尤其是在中低滲透儲層。

發明內容

本發明的目的在于提供一種三支鏈結構、防膨效果好、不傷害地層且成本低廉的粘土防膨劑及其制備方法。

本發明的采油用粘土防膨劑是由二烯丙基氯化銨和三烯丙基胺單體按以下組分的質量百分比構成：二烯丙基氯化銨∶三烯丙基胺＝50～90％∶10～50％。

二烯丙基氯化銨單體是二烯丙基氯化銨、二烯丙基-甲基氯化銨、二烯丙基二甲基氯化銨或二烯丙基二乙基氯化銨。

三烯丙基胺單體是三烯丙基胺、三烯丙基-甲基胺或三烯丙基乙。

本發明的采油用粘土防膨劑是由二烯丙基氯化銨和三烯丙基胺單體按以下比例的質量百分比構成：二烯丙基氯化銨∶三烯丙基胺＝50～90％∶10～50％。兩種單體溶解在蒸餾水中，總濃度在20～80％(質量百分比濃度)，最佳濃度是30～50％；反應溫度為10～100℃，最佳溫度是65～85℃；在氮氣保護下加入引發劑，引發劑是過氧化物，如過硫酸銨、過硫酸鉀或過氧化氫，引發劑加入質量是兩種單體總質量的0.01～0.1％。聚合反應1～20h，最佳反應時間是4～6h，聚合反應完畢后得到一種采油用粘土防膨劑，其分子結構為三支鏈含有機陽離子的聚合物。

本發明的采油用粘土防膨劑是一種三支鏈的陽離子型聚合物，克服了直鏈陽離子型聚合物防膨效果差的不足，克服了網狀陽離子型聚合物對儲層的滲透性傷害，是一種耐溫、耐酸、耐油、防膨效果持久的粘土防膨劑，用于石油天然氣開發過程中的不同措施作業，如注水井特別是新轉注井防膨處理，酸化解堵作業中的前置液，酸化液和后置液，以及新老井作業時用的壓井液中。

具體實施方式

實施例1：

用500ml玻璃反應燒瓶，安裝上攪拌器，溫度計和充氮氣管，加入200ml蒸餾水，84g二烯丙基二甲基氯化銨和14.5g三烯丙基胺。開啟攪拌，充分溶解完全，通入氮氣，加熱升溫，在75～80℃下加入引發劑引發劑為過硫酸銨，用量為0.03g，聚合反應4h，得到一種采油用粘土防膨劑。其分子結構式如下：

實施例2：

用500ml玻璃反應燒瓶，安裝上攪拌器，溫度計和充氮氣管，加入220ml蒸餾水，129g二烯丙基氯化銨和21.5g三烯丙基乙二胺，開啟攪拌，充分溶解完全，通入氮氣，加熱升溫，在70～80℃下加入引發劑，引發劑為過硫酸鉀，用量為0.05g，聚合反應6h，得到一種采油用粘土防膨劑。其分子結構式如下：

其中B的化學結構式為：

實施例3：

用500ml玻璃反應燒瓶，安裝上攪拌器，溫度計和充氮氣管，加入220ml蒸餾水，115g二烯丙基氯化銨和24g三烯丙基胺，開啟攪拌，充分溶解完全，通入氮氣，加熱升溫，在75～80℃下加入引發劑，引發劑為過氧化氫(其濃度為30％)，用量為0.4g，聚合反應5h，得到一種采油用粘土防膨劑。其分子結構式如實施例1所示。

實施例4：

用500ml玻璃反應燒瓶，安裝上攪拌器，溫度計和充氮氣管，加入210ml蒸餾水，135g二烯丙基二乙基氯化銨和20.5g三烯丙基胺，開啟攪拌，充分溶解完全，通入氮氣，加熱升溫，在65～75℃下加入引發劑，引發劑為過硫酸銨，用量為0.05g，聚合反應5h，得到一種采油用粘土防膨劑。其分子結構式如下：

用安丘膨潤土，按照SY/T5762-1995《壓裂酸化用粘土穩定劑性能測定方法》和SY/T6486-2000《注水井酸化中粘土防膨與微粒防運移工藝規范》，測定幾種防膨劑的防膨率和90℃散失率，測定結果見表1。

表1.幾種防膨劑的防膨率和90℃散失率

??防膨劑?例1試樣?例2試樣?例3試樣?例4試樣??AQ-504??JD-1??FB-1??防膨率，％??82.9??88.2??87.7??86.1??68.7??23.7??76.3??散失率，％??18.97??12.11??18.02??15.9??21.18??13.14??40.91