CN100532494C - 高温酸化用粘土防膨剂 - Google Patents
高温酸化用粘土防膨剂 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100532494C CN100532494C CNB2005100449261A CN200510044926A CN100532494C CN 100532494 C CN100532494 C CN 100532494C CN B2005100449261 A CNB2005100449261 A CN B2005100449261A CN 200510044926 A CN200510044926 A CN 200510044926A CN 100532494 C CN100532494 C CN 100532494C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- clay
- high temperature
- temperature acidification
- expansion agent
- acidification
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明提供了一种高温酸化用粘土防膨剂，它由2，3-环氧丙基三甲基氯化铵、γ-氨丙基三乙氧基甲硅烷、盐酸胍和水4种组分构成，各组分的质量含量分别为2，3-环氧丙基三甲基氯化铵：27%～50%、γ-氨丙基三乙氧基甲硅烷：3%～5%、盐酸胍：1%-3%、水：43%-66%，高温酸化用粘土防膨剂中各成分之和为100%。本发明提供的高温酸化用粘土防膨剂通过中和粘土表面电性和使粘土表面弱亲水的机理实现防膨目的，最佳使用浓度时的粘土防膨率大于50%。该防膨剂不造成微粒聚结，对酸化无副作用。
Description
技术领域：
本发明涉及一种用于油田酸化的化学剂，尤其是高温酸化用粘土防膨剂。
背景技术：
地层中含有一定量的粘土矿物如高岭石、蒙脱石、伊利石和绿泥石等。这些粘土矿物主要由硅氧四面体和铝氧八面体组成层状结构。其中蒙脱石由两层硅氧四面体夹一层铝氧八面体构成，层间表面均为氧层，层间结合力弱，阳离子交换容量大，当与水接触时，水可进入晶层之间，晶层表面的可交换阳离子在水中解离扩散，形成扩散双电层，使表面带电，晶层之间相互排斥，产生体积膨胀。钠含量高的蒙脱石，其膨胀率可达600％～1000％(相对原始体积)。酸化过程可加剧粘土膨胀。首先，酸流经粘土矿物时，会溶解矿物的胶结物，加剧了粘土矿物的膨胀和分散；其次，酸可将粘土转变为氢土，其膨胀性能大于钙土。粘土膨胀会造成油层孔隙堵塞，同时由于膨胀而分散的粘土颗粒和碎屑运移至裂缝的弯曲处时会发生沉积、桥接等作用，将进一步引起孔隙的减少和渗透率的降低。粘土膨胀对酸化效果也有很大的负面影响。原因是粘土膨胀会使地层孔隙有效半径减小，粘土的运移、桥接、架桥堵塞原有孔道，这样就不利于乏酸的排出，掩盖了酸化提高地层渗透率的目的，而且还会缩短酸化有效期。
1965年Mungan.N研究结果表明盐类可以控制粘土的膨胀。盐是通过减小粘土表面扩散双电层厚度和zeta电位而起作用的。1969年Carl D.Veley，dowell Div.提出了带有多个电荷的无机阳离子用作粘土防膨剂，1972年，Reed，M.G.对羟基铝的防膨作用作了研究，进一步证明了带有多个电荷的无机阳离子的防止粘土膨胀作用。同年Young对氯代硅烷的防膨性能作了研究，证明氯代硅烷可以有效地固化砂岩地层，抑制砂岩疏松，防止粘土膨胀。1979年Robert W.Anderson对氧化聚胺的防膨作用作了研究，聚胺可通过多个附着点强烈吸附在粘土表面。吸附后，聚胺将有效中和粘土的负电荷，从而减弱了粘土的膨胀性。1980年以后酸化用粘土防膨剂的研究主要集中在对阳离子聚合物的合成与复配，形成了系列分子量和阳离子度的聚胺或聚季铵。
阳离子聚合物可有效抑制粘土膨胀和运移，在酸化防膨和注入水防膨中起了重要作用，但由于阳离子聚合物具有明显的桥接作用和导致粘土或岩屑聚集，使残酸不易将微粒携带出油层，对酸化效果有较大影响。
发明内容：
本发明的目的是要开发一种抗高温、对酸化不造成二次污染的高效粘土防膨剂。
本发明的目的是由以下配方实现。高温酸化用粘土防膨剂由2，3—环氧丙基三甲基氯化铵、γ-氨丙基三乙氧基甲硅烷、盐酸胍和水4种组分构成，各组分的质量含量分别为2，3—环氧丙基三甲基氯化铵：27％～50％、γ-氨丙基三乙氧基甲硅烷：3％～5％、盐酸胍：1％-3％、水：43％-66％，高温酸化用粘土防膨剂中各成分之和为100％。
高温酸化用粘土防膨剂中主要成分的作用为：
(1)2，3—环氧丙基三甲基氯化铵
2，3—环氧丙基三甲基氯化铵是高温酸化用粘土防膨剂的主要成分，结构式为：
2，3—环氧丙基三甲基氯化铵在酸中解离成有机阳离子，该阳离子可中和粘土颗粒表面的负电荷，通过减小粘土晶片之间的静电斥力实现防止粘土膨胀的目的。同时，吸附在粘土表面的有机阳离子可使强亲水的岩石表面转化为接近中性润湿，岩石亲水性的减弱可增大水进入粘土晶片间的阻力，进一步起到防止粘土膨胀的作用。
(2)γ-氨丙基三乙氧基甲硅烷
γ-氨丙基三乙氧基甲硅烷是高温酸化用粘土防膨剂的另一主要成分。结构式为：
γ-氨丙基三乙氧基甲硅烷在酸液中与地层粘土接触时可发生如下反应：
①水解反应
②醚化反应
γ-氨丙基三羟基甲硅烷可与粘土矿物晶面的羟基发生缩水醚化反应，其分子本身也发生同样反应而聚合，在粘土矿物晶面形成如下结构的聚合物分子膜。
聚合物分子膜的形成一方面将粘土晶片胶结在一起，另一方面也使强亲水的粘土表面转化为弱亲水，从而起到防止粘土膨胀的目的。由于γ-氨丙基三羟基甲硅烷在酸液中的浓度低，分子间的缩水聚合反应很慢，只有在粘土表面吸附浓集时分子间的缩水聚合反应才可快速发生，因此该聚合物分子膜仅在单一的粘土颗粒表面形成，而不能在二个或多个粘土颗粒之间产生，避免了阳离子聚合物导致粘土颗粒聚结对酸化的不利影响。
(3)盐酸胍
盐酸胍是高温酸化用粘土防膨剂的辅助成分。主要利用盐酸胍对有机胺的变性和增溶作用增加γ-氨丙基三羟基甲硅烷在水中的溶解度，同时由于盐酸胍本身具有防膨作用，在高温酸化用粘土防膨剂中有辅助的防膨作用。
具体实施方式：
下面结合实施例来详细描述本发明的组成、制备过程和性能参数。
(1)原材料性能要求
2，3—环氧丙基三甲基氯化铵有效含量大于96％；
γ-氨丙基三羟基甲硅烷有效含量大于98％；
盐酸胍有效含量大于93％。
(2)高温酸化用粘土防膨剂制备实例与性能参数
向已启动的1m3乳化器内加入650kg水，升温至45℃，低速搅拌，缓慢加入15kg盐酸胍和300kg 2，3—环氧丙基三甲基氯化铵，搅拌至完全溶解。将搅拌机调至高速，边搅拌边加入35kgγ-氨丙基三羟基甲硅烷，搅拌至形成均匀透明溶液，就是本发明所述的高温酸化用粘土防膨剂。实施例产品的性能参数见表1～表3。
表1 实施例产品在20％盐酸中的性能参数*
表2 实施例产品在不同酸液中的性能参数1)
表3 实施例产品在不同酸液中的性能参数*
(3)高温酸化用粘土防膨剂的使用条件
本发明所提供的高温酸化用粘土防膨剂使用条件为：
油层温度：0℃-210℃；
酸液类型：盐酸、土酸、硝酸；
酸液总浓度：小于等于30％；
高温酸化用粘土防膨剂使用浓度：0.5％～2％。
(4)高温酸化用粘土防膨剂使用方法
高温酸化用粘土防膨剂是溶解到酸液中使用，高温酸化用粘土防膨剂与酸液互溶。
Claims (1)
1.一种高温酸化用粘土防膨剂，其特征是，由2，3—环氧丙基三甲基氯化铵、γ-氨丙基三乙氧基甲硅烷、盐酸胍和水4种组分构成，各组分的质量含量分别为2，3—环氧丙基三甲基氯化铵：27％～50％、γ-氨丙基三乙氧基甲硅烷：3％～5％、盐酸胍：1％-3％、水：43％-66％，高温酸化用粘土防膨剂中各成分之和为100％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2005100449261A CN100532494C (zh) | 2005-10-18 | 2005-10-18 | 高温酸化用粘土防膨剂 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2005100449261A CN100532494C (zh) | 2005-10-18 | 2005-10-18 | 高温酸化用粘土防膨剂 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1786103A CN1786103A (zh) | 2006-06-14 |
| CN100532494C true CN100532494C (zh) | 2009-08-26 |
Family
ID=36783717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2005100449261A Expired - Fee Related CN100532494C (zh) | 2005-10-18 | 2005-10-18 | 高温酸化用粘土防膨剂 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100532494C (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105275438B (zh) * | 2014-12-28 | 2017-12-19 | 新疆科力新技术发展股份有限公司 | 敏感性储层膨胀防消技术 |
| CN106608949B (zh) * | 2015-10-26 | 2019-02-22 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种粘土稳定剂及其制备方法 |
| CN105754576A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-07-13 | 重庆地质矿产研究院 | 页岩气滑溜水压裂液用防膨剂及其制备方法 |
| CN108659804B (zh) * | 2018-06-13 | 2020-06-30 | 西南石油大学 | 一种具有洗油和杀菌作用的注水用黏土防膨剂 |
-
2005
- 2005-10-18 CN CNB2005100449261A patent/CN100532494C/zh not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 阳离子聚合物AEE用作防膨抑砂剂的研究. 张利平等.油田化学，第19卷第3期. 2002 |
| 阳离子聚合物AEE用作防膨抑砂剂的研究. 张利平等.油田化学，第19卷第3期. 2002 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1786103A (zh) | 2006-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102533193B (zh) | 一种双组分环氧树脂建筑胶及其制备方法 | |
| CN100532494C (zh) | 高温酸化用粘土防膨剂 | |
| CN101831283B (zh) | 一种水基纳米聚硅微粒及其制备方法和应用 | |
| CN102485830A (zh) | 一种核壳型无机/有机聚合物复合微球调剖驱油剂 | |
| Jingyuan et al. | Advanced developments in low-toxic and environmentally friendly shale inhibitor: A review | |
| CN101712583B (zh) | 层状粘土改性氨化木质素肥料的制备 | |
| CN103464123B (zh) | Ctmab/cpam/膨润土复合插层材料制备方法 | |
| CN102153305A (zh) | 用于再生混凝土骨料的纳米改性剂的制备方法 | |
| CN101805459A (zh) | 一种塑料改性用纳米膨润土及其制备方法 | |
| CN104927816A (zh) | 一种环保有机调剖剂及其制备方法与用途 | |
| CN113150765A (zh) | 一种酸化压裂用缩膨剂及其配置方法 | |
| CN102464849A (zh) | 新型驱油用无机纳米复合聚丙烯酰胺及其制备方法 | |
| CN103409118A (zh) | 一种水基钻井液超高温稳定剂的合成方法 | |
| CN105368423A (zh) | 一种采油用无铬复合树脂凝胶类调剖剂及制备方法与用途 | |
| CN105754579A (zh) | 粘土防膨缩膨剂及其制备方法 | |
| CN104804719B (zh) | 一种利用压裂返排液配制压裂液的方法 | |
| CN109294595B (zh) | 一种飞灰基土壤固化剂及其制备方法及应用 | |
| Huang et al. | One-step cross-linking of amino-rich chitosan aerogels for efficient and selective adsorption of uranium from radioactive nuclear wastewater | |
| CN113831055B (zh) | 一种响应性混凝土氯离子靶向吸附剂及其制备方法与应用 | |
| CN103540307B (zh) | 用于提高高温油藏采收率的组合物及其制备方法 | |
| CN113025301B (zh) | 压裂液及其制备方法与应用 | |
| CN1243075C (zh) | 油田修井作业用负压井压井液及其制备方法 | |
| CN103193242B (zh) | 蒙脱土负载聚乙烯亚胺水处理剂、制备方法以及应用 | |
| CN103541701B (zh) | 用于提高高温油藏三次采油采收率的驱油方法 | |
| CN107446562A (zh) | 一种有机改性粉煤灰驱油剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: PetroKMS Co., Ltd. Assignor: China Petroleum University (East China) Contract record no.: 2011990000545 Denomination of invention: Clay anti expansion agent for high temperature acidification Granted publication date: 20090826 License type: Exclusive License Open date: 20060614 Record date: 20110705 |
|
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090826 Termination date: 20111018 |