[发明专利]一种聚合物型耐高温防膨缩膨剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及强水敏感性稠油油藏注蒸汽开采中粘土防膨缩膨剂，尤其涉及一种聚合物型耐高温防膨缩膨剂及其制备方法与应用。所述制备方法包括：在引发剂作用下，2‑烷基‑4乙烯基苯磺酸钠单体、N,N‑二甲基乙基丙烯酰胺氯化铵单体在溶剂中进行聚合反应，然后加入阻聚剂得到混合溶液；将上述混合溶液进行提纯、洗涤、烘干、粉碎得到固体颗粒，即为防膨缩膨剂。本发明的聚合物型耐高温防膨缩膨剂的原料来源广泛，合成工艺简单，过程清洁无污染，产物易于获得和运输保存；耐高温防膨缩膨剂耐温达300℃以上，耐矿化度达50000mg/L以上；防膨缩膨剂使用浓度低，在使用浓度0.5％时，防膨率≥85％，缩膨率≥50％。

技术领域

本发明涉及强水敏感性稠油油藏注蒸汽开采中粘土防膨缩膨剂，尤其涉及一种聚合物型耐高温防膨缩膨剂及其制备方法与应用。

背景技术

稠油油藏的储层一般为胶结疏松或非固结的松散砂层，且敏感性粘土的含量高，因而注蒸汽热采过程中会引起粘土膨胀、微粒运移等地层损害。随着勘探开发工作的逐渐深入，新的稠油资源增多，强水敏感性油藏的规模也将增大。开发好这类油藏，对油田可持续发展、对进一步完善稠油开发技术都具有较为重要的意义。

在稠油注蒸汽热采过程中，石油储层中粘土矿物的水化膨胀、分散和运移，导致储层有效孔隙变小，乃至喉道被堵，造成油层渗透率降低，严重影响产量。目前在油田实际生产中多采用注汽前置添加粘土稳定剂的方法来减缓粘土类矿物对储层的伤害。对于粘土矿物已经水化膨胀的情况，传统粘土稳定剂即防膨剂对储层渗透能力的恢复作用很小，而且传统粘土稳定剂耐高温能力也较差。

油田开发中，不仅要对地层进行保护，许多情况下需要对已发生粘土膨胀的地层进行修复。无机盐防膨剂有效期短，高价金属离子在地层中易产生沉淀；阳离子表面活性剂能引起水湿性砂岩表面润湿反转。阳离子聚合物是目前应用最广泛的粘土防膨剂。通常的防膨剂对已发生粘土膨胀的地层是无效的或效果甚微。

专利CN103539902B，“一种促进地层粘土改性的耐高温缩膨体系的制备方法”，该专利发明的防膨缩膨剂既能防止粘土的膨胀和运移，又能使已水化膨胀的粘土矿物失水，达到恢复地层渗透率的促进地层粘土改性。属于水溶性的两性离子多元共聚物。但是该防膨缩膨剂耐温性和抗盐性能相比其他防膨缩膨剂均较低，无法满足某些油田苛刻的实施条件。

专利CN105623636B，“防膨缩膨剂、其制备方法及其应用”，该防膨缩膨剂通过在现有的无机盐与季铵类阳离子聚合物复配的基础上，通过进一步与特定重量份的氨基磺酸进行复配，利用各组分间的协同增效作用，提高了单一组分对粘土的防膨缩膨率，使得本发明的防膨缩膨剂具有较强的防膨缩膨效果，能够压缩粘土双电层、释放粘土部分晶格水和吸附水，从而防止水锁对储层的伤害。该发明的防膨缩膨剂是针对常温或者冷采条件下使用，不具体耐高温的性能。因此，并不适合于稠油热采开发技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚合物型防膨缩膨剂及其制备方法，用于解决强水敏感性稠油油藏注蒸汽开采中导致的粘土膨胀问题，解决了现有防膨缩膨剂效果不佳，且不耐高温的问题。本发明的防膨缩膨剂耐高温性能好，不仅能防止注入蒸汽导致地层粘土的水敏性膨胀，降低对地层的伤害，同时还能对已经水敏性膨胀的粘土进行缩膨处理，恢复储层原有的渗透率。

根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种聚合物型耐高温防膨缩膨剂的制备方法，该制备方法包括：

(1)在引发剂作用下，2-烷基-4乙烯基苯磺酸钠单体、N,N-二甲基乙基丙烯酰胺氯化铵单体在溶剂中进行聚合反应，然后加入阻聚剂得到混合溶液。

(2)将上述混合溶液进行提纯、洗涤、烘干、粉碎得到固体颗粒，即为防膨缩膨剂。

所述的2-烷基-4乙烯基苯磺酸钠的结构式如式(1)所示：

其中：R为C1～C8的直链或支链烷基，优选为C5的直链烷基；