[发明专利]一种耐温抗盐型的防膨粘土稳定剂及其制备方法

说明书

本发明属于油田开发技术领域，具体涉及一种耐温抗盐型的防膨粘土稳定剂及其制备方法，该防膨粘土稳定剂是由大豆油改性表面活性剂、胺基羧酸树脂、硫酸铵和水复配而成；其中，大豆油改性表面活性剂是具有长碳链烷基和季铵阳离子的季铵盐表面活性剂。本发明的防膨粘土稳定剂的原料来源广泛、合成工艺简单、用量少、油藏适应性强的特点；同时具有耐温耐盐性能好，能耐温达到280℃，耐矿化度达到230000mg/L，且与地层水具有良好的配伍性，防膨率高，防膨率达到98.0％以上。因此，本发明可广泛地应用于油田开采技术领域。

技术领域

本发明属于油田开采技术领域，具体涉及一种耐温抗盐型的防膨粘土稳定剂及其制备方法。

背景技术

大多数低渗透的油、气层都含有粘土矿物质，它们有的是碎屑粘土在沉积作用下沉积下来的，也有矿石在热力、压力的长期作用下形成的，还有在水流流过基岩时，自生的粘土沉积形成的。通过对这些矿物质在油、气生产中的重要性和它们对渗透率危害的广泛调查，一般认为粘土膨胀和粘土运移是这些矿物质损害储层渗透率的两个重要因素。在膨胀过程中，粘土把水吸入到晶体结构中，导致粘土体积的增加，从而堵塞地层孔道；在运移过程中，粘土物质被外来液体分散，或为产出液所携带，在毛细管的孔隙喉道处形成桥阻或节流点，然后导致储层渗透率的下降。

根据粘土矿物的水敏机理，如果在注入水中添加一些注剂，让注入水成为带正电离子的溶液，利用正电离子与粘土晶片表面负离子作用，结合成一个防膨的体系，在粘土表面形成一个憎水面，隔离粘土晶面硅氧键或氢氧键的偶极对水分子的吸引，从而起到防止粘土水化膨胀作用；其次利用这种溶液在水化的粘土体系中产生离子间排斥和聚合凝缩作用，使粘土矿物在这种分子间力作用下聚结，起到防止粘土分散运移的作用，这种能消除粘土矿物水敏性的助剂就是粘土稳定剂。

随着油田的开发，粘土稳定剂的应用越来越广泛，种类越来越多，根据不同的结构及所使用的化学药品不同，在这方面的研制大致可以可分为三个阶段：50年代到60年代后期，主要用无机盐类粘土稳定剂来防膨；70年代主要用无机多核聚合物和阳离子表面活性剂粘土稳定剂来防膨；80年代以后，主要开展了用阳离子有机聚合物粘土稳定剂来防膨。

阳离子表面活性剂由于在水中可以解离出有表面活性的阳离子，能吸附在粘土颗粒的表面上中和粘土表面的负电荷，所以可作为防膨剂。但阳离子活性剂作粘土防膨剂时易与几种阴离子化学药剂反应产生沉淀，如石油磺酸盐、聚丙稀酰胺及一些生物聚合物。其最大的缺点是能使储层的亲水性变为亲油性，可使水的相对渗透率下降。

专利ZL201310118314.7“一种低分子量粘土稳定剂制备方法”以含有碳碳的铵盐和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为原料在水溶液中聚合制备而成，聚合物数均分子量低于5万。该聚合物稳定剂中引入磺酸基团，增加了聚合物的水溶性和抗温性能。它在水中可以同时与多个粘土颗粒形成多点吸附，吸附后，在粘土颗粒的表面形成一层吸附保护膜，防止粘土颗粒的膨胀与运移。但是该稳定剂易于吸附到岩石表面，减少地层渗透率，或直接将地层堵住的缺点，同时该粘土稳定剂的温度耐盐性能差，限制了其应用范围。

彭玉洁等人的“酯交换季胺型阳离子大豆油表面活性剂的合成及物化性能研究”提出一种低成本和工艺简单的表面活性剂，该表面活性剂属于季铵盐型，根据室内试验研究，该表面活性剂具有优异的防膨效果、耐温性以及无任何腐蚀性。因此，该大豆油改性表面活性剂可以用于油田的防膨粘土稳定剂。

发明内容

本发明针对目前现有技术的不足而提供一种具有防止粘土膨胀保护储层的作用的粘土稳定剂，本发明的粘土稳定剂具有耐温抗盐性能好、价格低廉和工艺简单的优点。

本发明公开了一种耐温抗盐型的防膨粘土稳定剂，是由大豆油改性表面活性剂、胺基羧酸树脂、硫酸铵和水复配而成，所述的大豆油改性表面活性剂是具有长碳链烷基和季铵阳离子的季铵盐表面活性剂，其分子通式如下：