CN104371687A - 一种油田用粘土稳定剂 - Google Patents

Abstract

一种油田用粘土稳定剂，其组分含量质量百分配比为：小阳离子表面活性剂；氯化钾；异丙醇；去离子水；小阳离子表面活性剂的制备方法为：将三甲胺加入到有循环冷却水系统的反应釜中，降温至25℃以下；其次，通过加料口缓慢的加入环氧氯丙烷，加入期间反应釜的搅拌器缓慢工作，使得反应体系的温度不超过40℃；滴加完后升温至80℃，加入定量催化剂反应，得到淡黄色透明液体的半成品；最后，将半成品进行蒸馏，除去未反应的环氧氯丙烷及杂质，得到精制的小阳离子表面活性剂；具有使用方便、成本低廉的特点。

Description

一种油田用粘土稳定剂

技术领域

本发明属于稳定剂技术领域，具体涉及一种油田用粘土稳定剂。

背景技术

粘土矿物广泛存在于油层中，全世界97％的油层都不同程度地含有粘土矿物。粘土矿物主要有蒙脱石、高岭石、伊利石(水云母)、绿泥石、伊蒙混层、绿蒙混层六大类。这些粘土在注水、酸化、压裂过程中碰到水或水基物质就会产生膨胀。粘土稳定剂稳定粘土的机理一般通过离子交换,改变粘土的结合离子而改变其理化性质,或者破坏粘土表面的离子交换能力,或者破坏双电层离子氛之间的斥力,达到防止粘土水合膨胀或者分散运移的效果。

目前油田常用的粘土稳定剂品种很多,可分为无机化合物和有机化合物两大类,前者如氯化甲(KCl)、氧氯化锆(或称次氯酸锆,ZrOCl2·8H2O)、多羟基氯化铝[Al6(OH)12Cl6]等,后者如聚季铵、改性聚季铵、阳离子聚丙烯酰胺等。这两者防膨剂各有优缺点。无机化合物类粘土稳定剂的优点是耐温性较好,缺点是防膨效果较差,用量大,有效期短，且对抑制微粒运移效果较差，不适合于碳酸盐岩地层。现有的有机化合物粘土稳定剂优点是防膨效果较好,用量较少,有效期较长,缺点是耐温性较差且仅在弱酸环境下有效。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种油田用粘土稳定剂，具有使用方便、成本低廉的特点。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种油田用粘土稳定剂，其组分含量质量百分配比为：

小阳离子表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：

首先，将650千克三甲胺加入到有循环冷却水系统的反应釜中，降温至25℃以下；

其次，通过加料口缓慢的加入350千克环氧氯丙烷，加入期间反应釜的搅拌器缓慢工作，使得反应体系的温度不超过40℃；滴加完后升温至80℃，加入定量催化剂反应4h，反应温度为78-82℃，得到淡黄色透明液体的半成品；

最后，将半成品进行蒸馏，除去未反应的环氧氯丙烷及杂质，得到精制的小阳离子表面活性剂。

本发明的有益效果：在低渗透油层一般粘土含量高、孔喉半径小、渗透率低，大分子量的阳离子聚合物类粘土稳定剂往往会加重对低渗透油层渗透率的伤害。因此本申请研制了小分子量的有机季铵盐粘土稳定剂，测定了防粘土膨胀的性能。岩心流动实验和现场井的对比试验的结果表明，本发明的防膨效果及防膨持久性均优于同一区块使用的其他类型的粘土稳定剂，且特别适用于低渗透油气藏。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种油田用粘土稳定剂，其组分含量质量百分配比：

上述配方中先将700kg去离子水加入到反应釜中，升温到50℃，然后加入150kg氯化钾，搅拌至完全溶解，然后在加入50kg异丙醇搅拌，最后加入小阳离子表面活性剂100kg，恒温搅拌2h，等反应釜温度降低到室温出料灌装得到一种油田用粘土稳定剂，然后取适量上述粘土稳定剂用去离子水配制成2％的水溶液，称取0.5g膨润土粉，精确至0.01g，装入10ml离心管中，加入10ml上述配制好的水溶液，充分摇匀，在室温下存放2h，装入离心机中，在转速为1500r/min离心分离15min，读出膨润土膨胀后的体积V₁，重复以上操作，用10ml的去离子水取代粘土稳定剂溶液，测定膨润土在水中膨胀后的体积V₂，重复以上操作，用10ml的煤油取代粘土稳定剂溶液，测定膨润土在煤油中膨胀后的体积V₀，重复三次以上操作求得此粘土稳定剂的平均防膨率为83％。

实施例2

一种油田用粘土稳定剂，其组分含量质量百分配比：

上述配方中先将700kg去离子水加入到反应釜中，升温到50℃，然后加入100kg氯化钾，搅拌至完全溶解，然后在加入50kg异丙醇搅拌，最后加入小阳离子表面活性剂150kg，恒温搅拌2h，等反应釜温度降低到室温出料灌装得到一种油田用粘土稳定剂，然后取适量上述粘土稳定剂用去离子水配制成2％的水溶液，称取0.5g膨润土粉，精确至0.01g，装入10ml离心管中，加入10ml上述配制好的水溶液，充分摇匀，在室温下存放2h，装入离心机中，在转速为1500r/min离心分离15min，读出膨润土膨胀后的体积V₁，重复以上操作，用10ml的去离子水取代粘土稳定剂溶液，测定膨润土在水中膨胀后的体积V₂，重复以上操作，用10ml的煤油取代粘土稳定剂溶液，测定膨润土在煤油中膨胀后的体积V₀，重复三次以上操作求得此粘土稳定剂的平均防膨率为95％。

实施例3

一种油田用粘土稳定剂，其组分含量质量百分配比：

上述配方中先将730kg去离子水加入到反应釜中，升温到50℃，然后加入100kg氯化钾，搅拌至完全溶解，然后在加入20kg异丙醇搅拌，最后加入小阳离子表面活性剂150kg，恒温搅拌2h，等反应釜温度降低到室温出料灌装得到一种油田用粘土稳定剂。

延长油田南泥湾采油厂松700注水示范区属于低孔、特低渗、低产油田,孔隙度9.95％、渗透率0.6×10^-3μm²、粘土平均含量9.02％、含油饱和度38.3％。由于岩石致密,孔喉半径小,渗流阻力大,能量消耗快,导致油井自然产能低。注水示范区本来有注水井14口,均于2010年9月投注,每日一直按5m³左右注水,从转注之日起就没调整过配注,配注过低。如果按注采平衡计算,示范区日注水68.5m³。截止到2013年8月因为技术套管漏水和水窜长期关井6口,目前注水井开井8口,日注水37m³,每日少注水31.5m³。在示范区配注的几年里平均年注采比0.71,目前地下亏空体积2.8572×10⁴m³,2013年10月8口注水井分成两组，4口井每方水配注0.5％的上述粘土稳定剂，4口井还是按照原来的配注方式配注,调整方式后的两个月后，加入粘土稳定剂的4口注水井每天的配注量从平均的5m³上升到平均的8m³，同时注水的压力由原来的平均9.89mpa，下降到平均9.45mpa。按原配注方式配注的4口井每天平均配注量没有降低，但是其注水压力升高到了10.9mpa。说明本发明确实可以在低渗透油气藏起到防止粘土水化膨胀以及颗粒的运移的作用。

实施例4

小阳离子表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：

首先，将650千克三甲胺加入到有循环冷却水系统的反应釜中，降温至23℃；

其次，通过加料口缓慢的加入350千克环氧氯丙烷，加入期间反应釜的搅拌器缓慢工作，使得反应体系的温度38℃；滴加完后升温至80℃，加入定量催化剂反应4h，反应温度79℃，得到淡黄色透明液体的半成品；

最后，将半成品进行蒸馏，除去未反应的环氧氯丙烷及杂质，得到精制的小阳离子表面活性剂。

Claims (5)

1.一种油田用粘土稳定剂，其特征在于，其组分含量质量百分配比为：

小阳离子表面活性剂        10%-20%；

氯化钾                    7%-15%；

异丙醇                    2%-8%；

去离子水                  65%-80%。

2.根据权利要求1所述的一种油田用粘土稳定剂，其特征在于，其组分含量质量百分配比为：

小阳离子表面活性剂        10%；

氯化钾                    15%；

异丙醇                    5%；

去离子水                  70%。

3.根据权利要求1所述的一种油田用粘土稳定剂，其特征在于，其组分含量质量百分配比为：

    小阳离子表面活性剂        15%；

氯化钾                    10%；

异丙醇                    5%；

去离子水                  70%。

4.根据权利要求1所述的一种油田用粘土稳定剂，其特征在于，其组分含量质量百分配比为：

小阳离子表面活性剂        15%；

氯化钾                    10%；

异丙醇                    2%；

去离子水                  73%。

5.根据权利要求1所述的小阳离子表面活性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先，将650千克三甲胺加入到有循环冷却水系统的反应釜中，降温至25℃以下；

其次，通过加料口缓慢的加入350千克环氧氯丙烷，加入期间反应釜的搅拌器缓慢工作，使得反应体系的温度不超过40℃；滴加完后升温至80℃，加入定量催化剂反应4h，反应温度为78-82℃，得到淡黄色透明液体的半成品；

最后，将半成品进行蒸馏，除去未反应的环氧氯丙烷及杂质，得到精制的小阳离子表面活性剂。