CN105505341B - 一种粘土防膨剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种粘土防膨剂，该粘土防膨剂主要包含三类物质：铵盐、多元醇、甲酸钾。各组分以质量百分比为：铵盐：20～60.0%；多元醇：2.0～30.0%；甲酸钾：2.0～10%；余量为水。该粘土防膨剂具有优良的耐温性能，并且防膨性能良好，适用于低渗透储层。

Description

一种粘土防膨剂
技术领域
本专利属于石油工程技术领域，涉及一种粘土防膨剂。
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。通常当油藏含粘土5％～20％时，则认为它是粘土含量较高的油层。如果在开发过程中措施不当，就会造成粘土矿物膨胀、分散和运移，从而堵塞地层孔隙结构的喉部，降低地层的渗透性，产生地层损害，对于低渗率油藏破坏更为严重。为了减轻对储层伤害，油田中常加入粘土稳定剂来改善粘土的水化膨胀、分散运移。
根据化学结构的不同粘土稳定剂可以分为：无机盐类、无机多核聚合物类、有机聚合物类。
无机盐类粘土稳定剂具有价格低廉，短期防膨效果好；缺点是不能形成多点吸附，时效短。
无机多核聚合物类主要有羟基铝、羟基锆、羟基铁等。这类粘土稳定剂能有效防止粘土膨胀与运移，但是耐酸性能差，不能用于碳酸盐含量高的砂岩地层。
有机聚合物类是研究最为广泛的一类粘土稳定剂。目前，这类粘土稳定剂使用最多的为有机阳离子型聚合物。这类粘土稳定剂又以聚季铵盐型为主，如：聚二甲基二烯丙基氯化铵，聚三甲基烯丙基氯化铵，阳离子聚丙烯酰胺等。该类粘土稳定剂具有耐温、耐酸、有效期长等优点。目前使用的有机粘土稳定剂多数为直链型，分子量大时容易对中低渗地层孔隙吼道造成堵塞，分子量小时防膨效果差，有效期短。
现有的粘土稳定剂虽然在一定程度上都有耐温、粘土稳定的能力，但是在耐高温、抗盐、长效性以及在中低渗油藏使用方面存在不足。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种粘土防膨剂。
本发明的目的通过以下技术方案来实现的：
1）该粘土防膨剂主要包含三类物质：铵盐、多元醇、甲酸钾。各组分以质量百分比为：铵盐：20～60.0%；多元醇：2.0～30.0%；甲酸钾：2.0～10%；余量为水。
2）所述的铵盐为：柠檬酸铵、二乙基二烯丙基氯化铵、三甲基烯丙基氯化铵、三乙基烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基-丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、四甲基氯化铵、苄基三甲基氯化铵、四乙基氯化铵中的一种或者几种的混合物。
3）所述的多元醇为：丙三醇、乙二醇、丁二醇、丙二醇、新戊二醇中的一种或几种的混合物。
4）所述的粘土防膨剂的制备方法为：在带有搅拌的反应器中加入铵盐、多元醇、甲酸钾、水，在一定的搅拌速度下搅拌均匀后得到粘土防膨剂。
本发明所公开的粘土防膨剂制备方法简单、操作方便，粘土防膨剂由小分子铵盐、多元醇以及甲酸钾组成，防膨性能良好，对低渗透储层没有伤害。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明发明的内容，但本发明的内容不仅限于下面的实施例。
实施例1
称取40.0g二乙基二烯丙基氯化铵、5.0g丁二醇、5.0g甲酸钾、50.0g水加入到反应釜中搅拌均匀得到粘土防膨剂。
实施例2
称取35.0g三乙基烯丙基氯化铵、2.0g丙三醇、8.0g甲酸钾、55.0g水加入到反应釜中搅拌均匀得到粘土防膨剂。
实施例3
称取25.0g四甲基氯化铵、15g丙三醇、10.0g甲酸钾、50.0g水加入到反应釜中搅拌均匀得到粘土防膨剂。
实施例4
称取20.0g柠檬酸铵、20.0g乙二醇、10.0g甲酸钾、50.0g水加入到反应釜中搅拌均匀得到粘土防膨剂。
实施例5
称取40.0g丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、5.0g新戊二醇、5.0g甲酸钾、50.0g水加入到反应釜中搅拌均匀得到粘土防膨剂。
实施例6
称取30.0g甲基-丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、15.0g丙二醇、5.0g甲酸钾、50.0g水加入到反应釜中搅拌均匀得到粘土防膨剂。
实施例7
称取25.0g苄基三甲基氯化铵、20.0g丁二醇、5.0g甲酸钾、50.0g水加入到反应釜中搅拌均匀得到粘土防膨剂。
实施例8
称取35.0g四乙基氯化铵、5.0g新戊二醇、10.0g甲酸钾、50.0g水加入到反应釜中搅拌均匀得到粘土防膨剂。
将实施例1-8所制备的粘土防膨剂配成有效浓度为2%溶液，按照中国石油天然气行业标准《注水用粘土稳定剂性能评价方法SY/T5971-94》分别测试室温下以及经150℃热滚16h后的样品的防膨率，测试结果见表1。
表1 样品防膨率测试结果
样品 常温下防膨率/% 200℃下热滚16h后防膨率/%
实施例1 88.3 87.9
实施例2 87.5 86.9
实施例3 86.4 86.0
实施例4 85.3 84.8
实施例5 88.1 87.6
实施例6 86.8 85.4
实施例7 86.9 86.1
实施例8 87.3 87.1
将实施例1-8所制备的粘土防膨剂配成有效浓度为2%溶液，按照中国石油天然气行业标准《钻井液用页岩抑制剂评价方法SY/T6335-1997》进行样品的膨胀性试验。所用仪器为NP-3页岩膨胀测试仪，测试结果见表2。
表2 样品线性膨胀率测试结果
上述测试结果表明，本发明制备的粘土防膨剂具有良好的耐温以及抑制粘土膨胀的性能。

Claims (2)

1.一种粘土防膨剂，其特征在于所述的粘土防膨剂组成为：按质量百分比，铵盐：20～60.0%；多元醇：2.0～30.0%；甲酸钾：2.0～10%；余量为水；所述的铵盐为：柠檬酸铵、二乙基二烯丙基氯化铵、三甲基烯丙基氯化铵、三乙基烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基-丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、四甲基氯化胺、苄基三甲基氯化铵、四乙基氯化铵中的一种或者几种的混合物；所述的多元醇为：丙三醇、丙二醇、乙二醇、丁二醇、新戊二醇中的一种或几种的混合物。
2.根据权利要求1所述的粘土防膨制备方法，其特征在于，在带有搅拌的反应器中加入铵盐、多元醇、甲酸钾、水，搅拌均匀后得到粘土防膨剂。
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