[發明專利]一種多功能粘土穩定劑

有效

• 申請號: 201710067555.1
• 申請日: 2017-02-07
• 公開（公告）號: CN106753316B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 王滿學
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: C09K8/74
• 分類號: C09K8/74;C09K8/60
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

本發明提供了一種多功能粘土穩定劑，其通過以下步驟制備得到：一、將烯丙基氯和二甲胺水溶液在pH值為7～9，溫度為40～50℃的條件下攪拌反應3h～4h，得到混合液A；二、向混合液A中加入AMPS水溶液，滴加引發劑后，在溫度75℃～80℃的條件下進行反應，加水稀釋后得到溶液B；三、將活性助劑、異丙醇和水攪拌混合均勻，得到溶液C；四、將溶液B和溶液C按照質量比1∶1混合均勻，得到多功能粘土穩定劑。本發明粘土穩定劑不但具有高效的防膨作用外，同時兼有助排劑的作用，使性能由“單一型”(粘土防膨)向“多功能和高效率”(防膨和助排)轉化。

技術領域

本發明屬于石油化工技術領域，具體涉及一種多功能粘土穩定劑。

背景技術

鉆進完井的目的主要在于開發油氣層，形成油氣滲流通道，建立油氣良好的生產條件。任何阻礙油氣流入生產井底的附加因素均稱為油氣層的污染或傷害。在鉆井完井以及其它增產措施的每個過程中，都有可能對油氣儲層造成損害，從而大大降低油氣開采效率。

油氣藏中含有的粘土礦物主要有高嶺石、蒙脫石、伊利石和綠泥石等。這些粘土礦物在鉆井、注水、酸化和壓裂過程中遇到外來水或者水基物質就會產生膨脹，然后進一步分散或直接分散成直徑10μm的細小顆粒，堵塞油氣滲流通道，降低地層的滲透率,影響油氣井開發效果。

為了保護油氣儲層的滲透性，在進行增產措施時，要在使用的工作液中加入粘土穩定劑，以防止粘土礦物膨脹和微粒的分散運移。隨著油田的開發，粘土穩定劑的應用越來越廣泛，種類越來越多。根據不同結構及所使用的化學劑分子量大小，將粘土穩定劑化分為無機物型、小分子有機物、大分子有機聚合物以及無機物和有機物的復配物型,這些物質，主要以陽離子型化學物質為主，其作用是防止粘土膨脹，保護儲層。在常規的壓裂和酸化過程中，除了添加粘土防膨劑外，還需要加入助排劑和破乳劑等助劑。在現場使用前，一般要對不同化學劑之間配伍性實驗，然后在按照一定的比例，把粘土穩定劑和助排劑等分別加入工作液中。大量實驗表明：壓裂酸化使用的化學助劑性能單一，不但增加了現場配液工序，降低了施工效率，而且增加施工成本。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種多功能粘土穩定劑。該粘土穩定劑不但具有高效的防膨作用外，還兼有助排劑的作用，使性能由“單一型”(粘土防膨)向“多功能和高效率”(防膨和助排)轉化。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種多功能粘土穩定劑，其特征在于，該穩定劑通過以下步驟制備得到：

步驟一、將裝有攪拌器、回流冷凝管和溫度計的反應瓶置于恒溫水浴槽中，然后將盛裝在恒溫水浴槽中的水加熱至40℃～50℃，并向回流冷凝管內通入溫度不高于5℃的冷凝用水，之后向反應瓶中加入烯丙基氯和二甲胺水溶液，攪拌均勻后滴加KOH水溶液以使反應體系的pH值維持在7～9，攪拌反應3h～4h后得到混合液A；所述烯丙基氯和二甲胺水溶液的質量比為1∶0.7，所述KOH水溶液的滴加時間不大于10min；

步驟二、向步驟一中所述混合液A中加入AMPS水溶液，升溫至75℃～80℃后，向混合液A中滴加引發劑，引發劑的滴加時間為2h～3h，引發劑滴加完畢后繼續攪拌30min，之后加水配制成質量濃度為50％的聚合物水溶液，得到溶液B；所述引發劑的加入量為單體總質量的0.5％～0.8％，所述單體總質量是指烯丙基氯、二甲胺和AMPS的總質量；

步驟三、將活性助劑、異丙醇和水攪拌混合均勻，得到溶液C；所述溶液C中異丙醇的濃度為40wt％，所述活性助劑及助劑濃度為OP-10 40wt％，或者是SDSA 10wt％和FC-0022wt％，或者是CAB-35 20wt％和FC-002 2wt％，或者是AEO-3 10wt％和FC-002 2wt％，或者是CTAB 20wt％和FC-002 2wt％，或者是OP-10 10wt％和FC-002 2wt％；所述助劑濃度是指活性助劑在溶液C中的濃度；OP-10、SDSA、FC-002、CAB-35和AEO-3均為現有市售的表面活性劑。