CN105623636B - 防膨缩膨剂、其制备方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防膨缩膨剂、其制备方法及其应用。本发明的防膨缩膨剂在每50重量份的水中包含以下重量份的原料：季铵类阳离子聚合物4～12份；氨基磺酸8～22份；无机盐8～22份。本发明的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。

Description

防膨缩膨剂、其制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及油气藏储层保护领域，具体而言，涉及一种防膨缩膨剂、其制备方法及其应用。

背景技术

油田注水是油田实现长期稳产高产的基础，也是提高油田采收率的有效途径。大多数注水井注入量随时间呈下降趋势，渐渐达不到配注要求。一般情况下，对于中低渗水敏注水开发油藏来讲，通过粘土稳定剂的添加，可以在一定程度上抑制粘土矿物的膨胀，防止因粘土膨胀、运移而导致地层渗透率的下降，但该方法对已发生的粘土膨胀的地层作用不大。

缩膨技术是一种新型的粘土稳定技术，利用具有防膨缩膨作用的化学助剂，能够有效地使已发生了水化膨胀的粘土矿物产生收缩，对已发生了伤害的储层的储集性具有明显改善作用，而且具有优良的抑制粘土矿物膨胀、稳定粘土矿物、防止储层伤害的功能。是降压注水、改造低渗储层的有效技术。

国内大专院校、科研单位以及油田自身的研究院都在不断研究更合理的工艺和药剂：胡灵芝，吕剑锋等根据老君庙油田M油藏低渗难动用的东低产区开发中存在注不进、采不出的状况，以K286取心井M1.M2岩样为研究对象，对储层的水敏伤害进行了评价。通过对M油藏东低产区储层特征深化研究，对现场应用的防膨和缩膨化学助剂进行了优选评价，开发出以水井缩膨增注、油井防膨增产为主要内容的一体化技术。

崔新栋针对注水开发过程中粘土矿物含量高，储层粘土矿物发生水敏易膨胀、运移从而造成油层伤害的特点，开展了缩膨技术的研究。研发了一种化学合成的阳离子高分子聚合物缩膨剂XSP-1。通过大量室内试验，评价了缩膨剂的缩膨、防膨性能以及岩心颗粒稳定性和腐蚀性等理化指标，并有针对性地选择了两口水井进行现场施工。

张学锋、崔朝轩、兌爱民等、范春、陈红伟等研制了一种不仅能防止粘土水化膨胀，还能使已水化膨胀粘土颗粒体积收缩的阳离子聚合物即缩膨剂HDS-01，用于中原卫城、马寨油田水敏储层注水井的减压增注处理。袁林、曹全芳等开展了缩膨剂的室内实验研究，通过大量的实验发现：缩膨剂在防膨和缩膨性能上都优于常规的粘土稳定剂，它在油田注水中，特别是水敏油藏具有很好的应用前景。

从现有缩膨剂的研究来看，现有的生产厂家生产的缩膨剂的缩膨率最高也只有25％；且当前缩膨剂都是分子量在数百万以上的高聚物，且功能单一，因此，不适用于新疆油田储层和注水开发工艺，也不能满足多样化发展的需要。为此，仍需要对现有的缩膨剂进行改进，以提供一种适用于新疆油田储层和注水开发工艺的防膨缩膨剂。

发明内容

本发明旨在提供一种防膨缩膨剂、其制备方法及其应用，以提供一种适用于新疆油田储层和注水开发工艺的防膨缩膨剂。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种防膨缩膨剂，每50重量份的水中包含以下重量份的原料：季铵类阳离子聚合物4～12份；氨基磺酸8～22份；以及无机盐8～22份。

进一步地，每50重量份的水中包含以下重量份的原料：聚二甲基二烯丙基氯化铵4～12份；氨基磺酸8～22份；以及氯化铵8～22份。

进一步地，每50重量份的水中包含以下原料：聚二甲基二烯丙基氯化铵5～10份；氨基磺酸10～20份；以及氯化铵10～20份。

进一步地，聚二甲基二烯丙基氯化铵与氨基磺酸的重量比为1：1.8～1：4。

进一步地，每50重量份的水中还包含0.5～6份十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐，优选1～5份；进一步优选，十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐与聚二甲基二烯丙基氯化铵的重量比不大于1。

进一步地，聚二甲基二烯丙基氯化铵的分子量为1×10⁴～1×10⁵。

根据本发明的另一方面，还提供了一种防膨缩膨剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：向反应容器中加入8～22重量份的氨基磺酸以及8～22重量份的无机盐；然后加入50重量份的水搅拌均匀，得到第一溶液；向第一溶液中加入3～12重量份的季铵类阳离子聚合物，得到第二溶液；以及对第二溶液熟化反应18～30h，得到防膨缩膨剂。

进一步地，制备方法包括以下步骤：向反应容器中加入8～22重量份的氨基磺酸以及8～22重量份的氯化铵；然后加入50重量份的水搅拌均匀，得到第一溶液；向第一溶液中加入3～12重量份的聚二甲基二烯丙基氯化铵，得到第二溶液；以及对第二溶液熟化反应18～30h，得到防膨缩膨剂。

进一步地，制备方法包括以下步骤：向反应容器中加入10～20重量份的氨基磺酸以及10～20重量份的氯化铵；然后加入50重量份的水搅拌均匀，得到第一溶液；向第一溶液中加入5～10重量份的聚二甲基二烯丙基氯化铵，得到第二溶液；以及对第二溶液熟化反应20～28h，得到防膨缩膨剂。

进一步地，制备方法包括以下步骤：聚二甲基二烯丙基氯化铵与氨基磺酸的重量比为1：1.8～1：4。

进一步地，在得到第二溶液并对第二溶液进行熟化反应之前，还包括向第二溶液中加入十七烯基案乙基咪唑啉季铵盐的步骤，其中十七烯基案乙基咪唑啉季铵盐的加入量以重量份计为0.5～6份，优选1～5份；进一步优选，十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐与聚二甲基二烯丙基氯化铵的重量比不大于1。

进一步地，聚二甲基二烯丙基氯化铵的分子量为1×10⁴～1×10⁵。

根据本发明的又一方面，还提供了一种上述任一种防膨缩膨剂在油田储层注水工艺中的应用。

进一步地，防膨缩膨剂质量为M1，然后向所述防膨缩膨剂中加水，制得的溶液总质量为M2，M1为M2的0.3％～1％；优选0.4～0.8％。

应用本发明的技术方案，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。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将并结合实施例来详细说明本发明。

正如背景技术部分所提到的，现有的缩膨剂存在分子量大，功能单一，不能满足新疆油田储层和注水开发发展的需要的缺陷。本发明的发明人针对上述问题，根据新疆油田的油藏粘土具有高岭土含量高、粘土矿物质含量高达78％、伊利石与蒙脱石混存达10％以上，水敏性相比中原地区的油藏储层强的水化膨胀结构特点与离子交换规律，以中小分子阳离子聚合物为主，使用离心机法、离子粒径分析法、粒子结构显微观察等方法，通过测定表面活性各项性能与缩膨剂组成单体的缩膨性能，从而确定了本发明的防膨缩膨剂的复配材料及其配方。

在本发明一种典型的实施方式中，提供了一种防膨缩膨剂，其中，每50重量份的水中包含以下重量份的原料：季铵类阳离子聚合物4～12份；氨基磺酸8～22份；以及无机盐8～22份。本发明的上述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。

在本发明的上述复配配方的基础上，在实际应用中，本领域技术人员可以根据各油田储层粘土状况的不同，在选择合适的季铵类阳离子聚合物和合适的无机盐进行复配的基础上，选择相应的适合的氨基磺酸。在本发明中，发明人经过上述大量的研究和实验，发现聚二甲基二烯丙基氯化铵与氯化铵复配的基础上，再与氨基磺酸进行复配所制得的防膨缩膨剂的效果更好。

在本发明一种优选的实施例中，上述防膨缩膨剂中，每50重量份的水中包含以下原料：聚二甲基二烯丙基氯化铵3～12份；氨基磺酸8～22份；以及氯化铵8～22份。该防膨缩膨剂通过将氨基磺酸与氯化钠以及阳离子聚合物类进行复配聚二甲基二烯丙基氯化铵按上述重量份进行复配，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。

上述防膨缩膨剂的配方中，氨基磺酸起到促进粘土缩膨的效果，若其用量过低，对新疆油田各油藏储层的缩膨效果不好；但若用量过高，又容易腐蚀储层粘土，造成对保护储层的作用削弱。本发明的上述复配材料及其用量比例是本发明的发明人经过大量的研究和实验所优化的结果，无论从对粘土矿物的缩膨效果来看还是对环境保护的角度来看，都是符合油田开发的经济利益和环境利益的。

根据新疆油田各油藏粘土结构上的不同差异，本发明的防膨缩膨剂可以在上述配方的基础上进行适当调整。在本发明一种优选的实施例中，防膨缩膨剂的配方为：每50重量份的水中包含以下原料：聚二甲基二烯丙基氯化铵5～10份；氨基磺酸10～20份；以及氯化铵10～20份。

在上述配方中，氨基磺酸的作用是根据新疆油田的油藏储层粘土的特点所增加的一种原料，通过将氨基磺酸与其他原料之间的比例用量比例进一步优化，使得各组分间的协同增效性更强，进而使所获得的防膨缩膨不仅提高了防膨缩膨率，同时还能改变储层粘土的孔隙表皮系数，减弱或消除粘土矿物的阳离子交换能力，从而使膨胀性粘土矿物表现出非膨胀性。

在本发明上述防膨缩膨剂中，由于氨基磺酸具有一定的酸化能力，而聚二甲基二烯丙基氯化铵阳离子的产生及其发挥作用需要维持PH值在2～5范围内，如果PH值过低会显著抑制阳离子的产生及其对粘土矿物的缩膨性能。因此，氨基磺酸与聚二甲基二烯丙基氯化铵在本发明所配制的防膨缩膨剂中最好维持在一定的重量比例范围内。

在本发明又一种优选的实施例中，上述聚二甲基二烯丙基氯化铵与氨基磺酸的重量比为1：1.8～1：4，将两者的重量比例控制在上述范围内，能够使氨基磺酸为聚二甲基二烯丙基氯化铵提供适合的PH值范围内，能够发挥较佳的防膨缩膨功效；同时，又不容易对注水网管造成腐蚀。

相比现有的缩膨剂，本发明的上述防膨缩膨剂在防膨缩膨效果方面已经能够满足新疆油田储层保护的需求，基于油田注水可能会导致微生物发酵所引起生物堵塞考虑，在本发明又一种优选的实施例中，提供了一种添加了十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐的复配配方，且每50重量份的水中含十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐0.5～6份。

上述实施例中通过添加十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐能够有效抑制注水储层中的腐生菌、铁细菌、硫酸盐还原菌等微生物的活性，从而有效防止了生物堵塞，使得本发明的防膨缩膨剂还具有了解堵的功效。发明人还发现，将十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐的用量控制在1～5重量份范围内时，所制得的防膨缩膨剂的杀菌除菌效果相对更好；当十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐与聚二甲基二烯丙基氯化铵的重量比为不大于1时，杀菌率可以高达90％以上。

在本发明的上述防膨缩膨剂中，对聚二甲基二烯丙基氯化铵的来源及分子量大小并无特殊要求，只要能够起到对储层的粘土矿物提供阳离子的作用即可。在本发明中，发明人发现中小分子量的阳离子聚合物比大分子量的阳离子聚合物对粘土矿物的稳定作用更强，且中小阳离子聚合物更利于后续的废水处理。因此，本发明优选聚二甲基二烯丙基氯化铵的分子量为1×10⁴～1×10⁵，选择分子量在该范围内的聚二甲基二烯丙基氯化铵对新疆含泥岩的油藏储层的防膨缩膨效果更好，有利于提高油田的采收率。

本发明的上述防膨缩膨剂，经过在注水油井中的试验，发现使用本发明的防膨缩膨剂，使用质量浓度仅为0.5％的时，对储层的防膨率可达到90％以上，缩膨率达到大于等于30％的效果。与现有技术中使用较高浓度的防膨缩膨剂相比，本发明的这种具有高防膨率和强缩膨率的注水储层保护药剂，在使用较低质量浓度时即可起到防止油田注水开发过程中粘土膨胀，阻止粘土运移，达到预防油层损伤和改善油层渗透性的目的，提高了注水过程中储层保护效果，具有很好的发展和应用前景。

在本发明另一种典型的实施方式中，提供了一种防膨缩膨剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：向反应容器中加入氨基磺酸和无机盐，然后加水搅拌，得到第一溶液；向第一溶液中加入季铵类阳离子聚合物，得到第二溶液；对第二溶液进行熟化反应18～30h，得到防膨缩膨剂。本发明的上述制备方法通过在现有的季铵盐类阳离子聚合物与无机盐复配的制备方法的基础上，在无机盐溶于水的步骤中同时加入氨基磺酸，使得所制备的防膨缩膨剂具有较好的防膨缩膨、助排等效果。

在本发明的上述制备方法中，在实际应用中，可以根据各油藏储层粘土性质的不同，选择合适的季铵类阳离子聚合物与合适的无机盐进行复配，并选择相应的适合的氨基磺酸。在本发明中，发明人经过上述大量的研究和实验，发现选择在聚二甲基二烯丙基氯化铵与氯化铵复配的制备方法的基础上，再与氨基磺酸进行复配所制得的防膨缩膨剂的效果更好。

在本发明一种优选实施例中，上述制备方法包括以下步骤：向反应容器中加入氨基磺酸和氯化铵，然后加水搅拌，得到第一溶液；向第一溶液中加入聚二甲基二烯丙基氯化铵，得到第二溶液；对第二溶液进行熟化反应18～30h，得到防膨缩膨剂。本发明的上述制备方法通过将各原料按照特定的加料顺序形成混合溶液，然后经过特定时间的熟化反应，使各组分之间的反应充分发生，从而使制备的防膨缩膨剂具有防膨缩膨、助排以及解除水锁伤害等多重功效。

在本发明的上述制备方法，在实际配制时，本领域技术人员可以在本发明所提供的上述原料的基础上，根据各油田储层情况的不同合理调整各原料的用量范围。在本发明一种优选的实施例中，上述制备方法包括以下步骤：向反应容器中加入8～22重量份的氨基磺酸以及8～22重量份的氯化铵；然后加入50重量份的水搅拌均匀，得到第一溶液；向第一溶液中加入3～12重量份的聚二甲基二烯丙基氯化铵，得到第二溶液；对第二溶液进行熟化反应18～30h，得到防膨缩膨剂。

在本发明的上述优选实施例中，通过将各原料的用量比例控制在上述范围内，并按照上述特定的加料顺序所制备的防膨缩膨剂对储层具有更好的保护效果，更有利于油藏采收率的提高。

在本发明一种更优选的实施例中，上述制备方法包括以下步骤：向反应容器中加入10～20重量份的氨基磺酸以及10～20重量份的氯化铵；然后加入50重量份的水搅拌均匀，得到第一溶液；向第一溶液中加入5～10重量份的聚二甲基二烯丙基氯化铵，得到第二溶液；对第二溶液进行熟化反应20～28h，得到防膨缩膨剂。上述制备方法中各原料的用量配比使所制得的防膨缩膨剂中各原料之间的协同增效作用更强，在储层保护中的效果更好。

在本发明又一种优选的实施例中，上述制备方法中，聚二甲基二烯丙基氯化铵与氨基磺酸的重量比为1：1.8～1：4，将两者的重量比例控制在上述范围内，能够使氨基磺酸为聚二甲基二烯丙基氯化铵提供适合的pH值范围内，能够发挥较佳的防膨缩膨功效；同时，又不容易对注水网管造成腐蚀。

基于对储层保护以及采收率提高等各方面因素的考虑，在本发明的上述制备方法基础上，可以根据各油藏储层的具体情况进行适当添加其他所需的原料。在本发明一种优选的实施例中，上述制备方法中，在得到第二溶液并对第二溶液进行熟化反应之前，还包括向第二溶液中加入十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐的步骤，其中，十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐的加入量以重量份计为0.5～6份。

本发明的上述实施例中，通过添加十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐能够使所制备的防膨缩膨剂除具有根本的防膨缩膨、助排、解除水锁等作用外，还具有杀菌除菌，防止生物堵塞的功能。并且通过控制十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐的用量在50重量份的水中保持1～5份，更优选十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐与聚二甲基二烯丙基氯化铵的重量比不大于1时，既能实现很好的杀菌效果，同时又不会对环境造成污染，便于废水处理及排放。

在本发明的上述各制备方法中，对所使用的聚二甲基二烯丙基氯化铵并无其他特殊要求，只要能够起到提供阳离子的作用即可。在本发明另一种优选的实施例中，上述聚二甲基二烯丙基氯化铵的分子量为1×10⁴～1×10⁵。将聚二甲基二烯丙基氯化铵的分子量控制在上述中小分子量范围内，使所制得的防膨缩膨剂为低聚物粘土稳定剂，对储层的稳定效果更好，且有利于后续废水处理，降低处理成本。

在本发明又一种典型的实施例中，提供了一种防膨缩膨剂在油田储层注水工艺中的应用。在应用时，防膨缩膨剂质量为M1，然后向所述防膨缩膨剂中加水，制得的溶液总质量为M2，M1为M2的0.3％～1％；优选0.4～0.8％。由于按照本发明的原料和配方所制备得到的防膨缩膨剂的防膨缩膨效果相比现有技术的防膨缩膨剂的防膨率和缩膨率更好，在起到同样的防膨缩膨效果的情况下，本发明的防膨缩膨剂的用量大大减少，使得单位体积的储层的处理成本不超过30元，从而降低油藏的开采成本。

下面将结合具体的实施例来进一步说明本发明的有益效果。

以下实施例中，试验样品均采自新疆油田某区块的岩心和地层注入水，采用室内物膜评价技术。其中，缩膨率的评价方法采用《SY/T 5971-1994注水用粘土稳定剂性能评价方法》；防膨率的评价方法采用《SY/T 5971-1994注水用粘土稳定剂性能评价方法》；渗透率损失率采用《SY/T 5358-2010储层敏感性流动实验评价方法》进行检测；渗透率恢复率采用《SY/T5358-2010储层敏感性流动实验评价方法》进行检测；腐蚀率采用《SY/T5329-2012碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》进行检测；杀菌率采用《SY/T5329-2012碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》方法检测。

实施例1：

向反应容器中加入20重量份的氨基磺酸以及15重量份的氯化铵；然后加入50重量份的水，搅拌均匀，得到第一溶液；

向第一溶液中加入5重量份的聚二甲基二烯丙基氯化铵，得到第二溶液；

向第二溶液中加入5重量份的十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐，搅拌均匀后，进行熟化反应24h，得到防膨缩膨剂。

将上述防膨缩膨剂配制成质量浓度为25％的液体溶液后，进一步稀释成0.1％、0.2％、0.3％和0.5％的浓度备用。

以下实施例2～11以及比较例1、2和3采用与实施例1相同的制备步骤，按照表1所示的原料以及表2所示的各原料的重量份配方比例进行制备，并在室内对防膨缩膨剂的防膨率、缩膨率、渗透率损失率、渗透率恢复率、腐蚀率以及杀菌率等各项性能进行了评价。其中，表2是对各实施例所制备的防膨缩膨剂的防膨率和缩膨率的检测结果。表2中的原料分别以下列符号标记：氨基磺酸(A)、无机盐(B)、水(C)、季铵类阳离子聚合物(D)、十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐(E)，且表2中的原料重量配方比例中的原料按投料顺序依次为A：B：C：D：E。

表1

表2

从上表2可以看出，在室内的静态评价中，采用本发明的实施例1～11所制备的防膨缩膨剂在一定时间段内的性能发挥的速度相对比较例1、2和3所制备的防膨缩膨剂的缩膨率和防膨率的性能发挥的速度要快；且最终达到稳定状态的性能值也较比较例1～3要高。其中，除实施例9外，在投加浓度为0.5％，处理时间为24h时，其余实施例的缩膨率都在30％以上，防膨率都在88％以上。

上述实施例1～7和10中对各原料的配比关系都是最优范围内的且成分A:D的比例也是最优的，因而所制备的防膨缩膨剂的防膨缩膨效果也最好；实施例8、9和11中成分A:D的比例是最佳范围2：1～2.5：1内的，各原料的配比关系也是优选范围内的，因此，所制备的防膨缩膨剂的防膨缩膨效果也比较好，其中实施例8和9原料和配比也是本发明所优选的，因而，所制备的防膨缩膨剂的效果好于实施例11中原料所制备的防膨缩膨剂；但实施例11所制备的防膨缩膨剂的防膨缩膨效果也好于比较例1、2和3。

为了评价本发明的防膨缩膨剂的其他功效，发明人进一步挑取了实施例4～6所制备的防膨缩膨剂，通过防膨缩膨剂的流动效果来模拟防膨缩膨剂在动态使用中的性能，检测结果见表3；并且对各防膨缩膨剂的平均腐蚀率和杀菌性能进行检测，检测结果见表4。其中，表3中显示的实施例4～6所使用的试验样品为油田地层水；表4中对试验样品的静态评价腐蚀率为0.0489mm/a；试验样品中的细菌含量分别为：硫酸盐还原菌(SRB)2.5×102、腐生菌(TGB)6×103、铁细菌(FB)2.5×103。

表3

表4

从上表3中可以看出，本发明所制备的防膨缩膨剂能够延缓储层渗透率的降低速度，提高注水量，延长油田开发时间，不仅提高了油田开采储量，而且因减少油田废水的外排量而给当地的生态环境将带来积极的影响。

而且，从上表4中的数据可以看出，本发明所制备的防膨缩膨剂对油田中常见的三菌具有90％以上杀菌率的杀菌效果，且静态平均腐蚀率都相对较低。可见本发明的防膨缩膨剂在油田储层注水工艺中应用时，除具有更高的防膨率和缩膨率，提高油田的采收率外，还能够杀菌防止生物堵塞且不易对注水网管造成腐蚀，延长注水设备的使用寿命，减少人工疏堵的工作量。

为了检测本发明的上述防膨缩膨剂在实际应用中的效果，发明人对上述实施例所制备的防膨缩膨剂进行了现场试验。

试验一

利用实施例1所制备的防膨缩膨剂，对如下表5所示的储层粘土矿物中水敏性矿物伊蒙混层和伊利石相对含量较高的强-极强水敏油藏进行试验，各浓度药剂处理24h后，对储层的缩膨率和防膨率进行检测，检测结果见表5。

表5

从上表5中可以看出，本发明的防膨缩膨剂对新疆油田具有高水敏性的油藏储层在投加浓度仅为0.3％时，缩膨率便达到38.4％。可见，本发明的防膨缩膨剂能够明显改善储层的水敏性，能很好地保护油田储层。

试验二

利用实施例2所制备的防膨缩膨剂，对如表6所示的低孔隙、低渗透、非均质程度较高的储集层，粘土矿物表现出中等偏强水敏、速敏等特性的油藏进行试验，各浓度药剂处理24h后，对储层的缩膨率和防膨率进行检测，检测结果见表6。

表6

从上表6中可以看出，本发明的防膨缩膨剂对新疆油田具有中等偏强水敏、速敏性的油藏储层在投加浓度仅为0.3％时，缩膨率便达到39.1％,可以大大减少单位注水成本。

试验三

利用实施例3所制备的防膨缩膨剂，对如表7所示的低孔隙、低渗透、非均质程度较高的储集层，水敏性粘土矿物含量低、存在微粒运移现象的油藏进行试验，各浓度药剂处理24h后，对储层的缩膨率和防膨率进行检测，检测结果见表7。

表7

从上表7中可以看出，本发明的防膨缩膨剂对新疆油田具有低孔隙、低渗透、非均质程度较高的储集层，水敏性粘土矿物含量低、存在微粒运移现象的油藏在投加浓度仅为0.3％时，缩膨率便达到41.3％,因而，不仅能提高缩膨性能，而且可以减少防膨缩膨剂的使用量，降低油田开发成本。

从上述试验一至试验三的试验结果可以看出，本发明的防膨缩膨剂使用浓度仅需在0.3％时便能起到很好的防膨缩膨效果，根据储层状况的不同，可以适当增加或降低防膨缩膨剂的投加浓度。投加浓度越高，防膨缩膨效果会更好，但相应地成本也会增加。因此，本发明推荐投加浓度为0.3％～1％，进一步可以优选0.4％～0.8％，在该范围内能够兼具成本低且防膨缩膨效果好的优势。

从上述各实施例以及各方面性能检测可以看出，本发明的用于注水储层保护的防膨缩膨剂具有以下优势：

(1)不仅具有良好的抑制粘土膨胀的作用，而且还具有压缩水化层的功效，属于一剂多效的产品，该药剂应用具有普适性，几乎可用于所有常规油田化学油水井改造工艺中。

(2)在改善油藏水敏方面，在一定程度上可降低注水压力、提高注水量，延缓储层渗透率的降低速度，延长油田开发时间，不仅提高了油田开采储量，而且因减少油田废水的外排量(因注水压力上升，无法回注水)而给当地的生态环境将带来积极的影响。

(3)本发明的配方不仅对粘土矿物具有良好的防膨、缩膨性能，而且还克服了常规的防膨缩膨产品给注水管网设备带来的腐蚀性，不增加注水水质的腐蚀性，另外，还在一定程度上能有效杀灭和抑制水中三菌的生长，体现出一剂多效的性能。

(4)本发明的防膨缩膨剂的防膨缩膨效果的增强使得使用量显著降低，大大减少单位注水成本和人员工作量。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种防膨缩膨剂，其特征在于，每50重量份的水中包含以下重量份的原料：

聚二甲基二烯丙基氯化铵4～12份；

氨基磺酸8～22份；以及

氯化铵8～22份，

其中所述聚二甲基二烯丙基氯化铵的分子量为1×10⁴～1×10⁵。

2.根据权利要求1所述的防膨缩膨剂，其特征在于，每50重量份的水中包含以下重量份的原料：

聚二甲基二烯丙基氯化铵5～10份；

氨基磺酸10～20份；以及

氯化铵10～20份。

3.根据权利要求1或2所述的防膨缩膨剂，其特征在于，所述聚二甲基二烯丙基氯化铵与所述氨基磺酸的重量比为1：1.8～1：4。

4.根据权利要求3所述的防膨缩膨剂，其特征在于，所述每50重量份的水中还包含0.5～6份十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐。

5.根据权利要求3所述的防膨缩膨剂，其特征在于，所述每50重量份的水中还包含1～5份十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐。

6.根据权利要求4所述的防膨缩膨剂，其特征在于，所述十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐与所述聚二甲基二烯丙基氯化铵的重量比不大于1。

7.一种防膨缩膨剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

向反应容器中加入8～22重量份的氨基磺酸以及8～22重量份的氯化铵；然后加入50重量份的水搅拌均匀，得到第一溶液；

向所述第一溶液中加入3～12重量份的聚二甲基二烯丙基氯化铵，得到第二溶液；以及

对所述第二溶液熟化反应18～30h，得到所述防膨缩膨剂；

其中所述聚二甲基二烯丙基氯化铵的分子量为1×10⁴～1×10⁵。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，

向反应容器中加入10～20重量份的氨基磺酸以及10～20重量份的氯化铵；然后加入50重量份的水搅拌均匀，得到第一溶液；

向所述第一溶液中加入5～10重量份的聚二甲基二烯丙基氯化铵，得到第二溶液；以及

对所述第二溶液熟化反应20～28h，得到所述防膨缩膨剂。

9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，聚二甲基二烯丙基氯化铵与所述氨基磺酸的重量比为1：1.8～1：4。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在得到所述第二溶液并对所述第二溶液进行熟化反应之前，还包括向所述第二溶液中加入十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐的步骤，其中所述十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐的加入量以重量份计为0.5～6份。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐的加入量以重量份计为1～5份。

12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐与所述聚二甲基二烯丙基氯化铵的重量比不大于1。

13.一种权利要求1至6中任一项所述的防膨缩膨剂在油田储层注水工艺中的应用。

14.根据权利要求13所述的应用，其特征在于，所述防膨缩膨剂质量为M1，然后向所述防膨缩膨剂中加水，制得的溶液总质量为M2，M1为M2的0.3％～1％。

15.根据权利要求14所述的应用，其特征在于，M1为M2的0.4～0.8％。