[发明专利]一种粘土防膨稳定剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田用粘土防膨稳定剂及其制备方法。

背景技术

随着经济的快速发展，中国对原油的需求量越来越大，净进口量约占总消耗量的30%，原油已经成为制约中国经济发展的重要因素。为了减少国际原油价格对中国经济发展的影响，保持经济的持续增长，采用新技术，提高现有油田原油的采收率，增加原油产量，成为了中国当务之急。

在石油开采过程中，在对储层损害的众多因素之中，粘土矿物对其损害是主要因素之一。油层中存在有许多的粘土矿物，据资料显示全世界97%的油层中都不同程度的含有粘土矿物。而几乎所有的沉积岩中都含有一定量的粘土矿物，我国大多数油藏属于砂岩油藏，因此也普遍含有粘土矿物。通常认为含粘土1%～5%的油藏是粘土含量较好的油层；当油藏含量为5%～20%时，则认为它是粘土含量较高的油层，同时也是比较差的油气层。因此对于粘土含量高的油层，会对储层造成严重损害，导致油井产量大幅度降低，甚至停产。

由于储层粘土矿物的高度水敏性，如果在石油勘探与开发过程中处理措施不当，则会对储层造成严重损害。在石油开采过程中，为了保持地层压力，通常采用注水开发。油气层注水后，水与地层中的粘土矿物接触，导致粘土矿物水化膨胀、分散和运移，从而堵塞地层空隙结构的喉部，导致地层渗透率降低，产生地层损害。在膨胀过程中，粘土把水吸收进入到晶体结构中，导致其体积增加，从而堵塞地层孔道；粘土矿物在运移过程中会被外来液体分散，或被产出液体携带，以致在空隙喉道处形成桥阻或节流点，从而降低了地层的渗透率。地层渗透率降低后，注水压力升高较快，注水困难，甚至导致无法注水，从而降低水驱效果，进而影响到原油产量及油田的采收率。对于这类型粘土矿物含量高、水敏性强的储层，在钻井、完井、射孔、酸化、压裂、注水、采油、提高采收率等工艺措施中，只要有水基工作液的注入，都有可能会引起水敏伤害。现有的防止粘土膨胀或粘土稳定剂主要是小分子季铵盐类或聚季铵盐类阳离子表面活性剂或它们与KCl、CaCl₂或NH₄Cl等复配而制成，虽然起到一定的防膨稳定作用，但这些防膨剂抗冲刷能力差，对地层伤害较大，容易造成因水井套变。套损严重而无法实施有效分层注水的后果，最终导致层间矛盾突出等一系列油田开发问题。大庆浩拓化工有限公司发明的BH-2018表面活性剂在强水敏层注水开采和三次采油中应用效果显著，但在寒地低温地带应用效果不是很理想。因此有必要研发一种耐寒、抗冲刷的防膨稳定剂来解决在寒地低温地带注水开采的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种价格低廉、使用范围广、既能抑制粘土膨胀又能抗低温的新型耐寒防膨稳定剂及其制备方法。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

提供一种粘土防膨稳定剂，它由以下重量百分比的原料制成：

所述的新型耐寒防膨稳定剂，优选的原料及其重量百分比如下：

所述的新型耐寒防膨稳定剂，最优选的原料及其重量百分比如下：

本发明还提供所述的粘土防膨稳定剂的制备方法，包括以下步骤：按上述的重量百分数称取BH-2018表面活性剂、褐藻酸钠、乙二醇、KCl和丙三醇，将BH-2018表面活性剂、褐藻酸钠、乙二醇于常温、常压下加入密闭压力反应釜中，启动搅拌，逐渐升温至60～100℃，反应0.5～20小时，反应得到的混合物降温至15～30℃，加入KCl、丙三醇，继续搅拌反应0.5～1小时。

步骤②所述的降温优选通过向容纳反应混合物的反应釜通冷凝水的方式实现。

本发明还提供所述的粘土防膨稳定剂在油田作业中的应用。

所述的应用包括本发明所述的粘土防膨稳定剂在制备钻井液或完井液中的应用，或者在油田的各项勘探开发作业中的应用。

所述的勘探开发作业包括各类修井、作业压井、射孔完井、试油过程中的压井、酸化过程保护等。

本发明的粘土防膨稳定剂是保护油气层的理想工作液，应用前景广阔，与现有技术相比，有益效果主要在于：

①抗冲刷性能强，持效长