CN108329902A - 一种油田出水配制压裂液用的耐盐粘土稳定剂及其制备方法 - Google Patents

一种油田出水配制压裂液用的耐盐粘土稳定剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种油田出水配制压裂液用的耐盐粘土稳定剂及其制备方法，属于石油开采领域。制备方法包括以下步骤：向反应容器中加入环氧烷基和短链多电荷酰胺磺酸盐，同时加入25‑30％的有机溶剂和6‑9％的引发剂，搅拌升温至80‑120℃，反应5‑10小时，制得无色透明液体即为粘土稳定剂。该制备方法简单，所用的原料易得。经制得的粘土稳定剂具有耐盐、耐油、耐一定悬浮物、对地层适应性强，能够适用于多种油田采出水配制压裂液，且与压裂液配伍性能良好。

Description

一种油田出水配制压裂液用的耐盐粘土稳定剂及其制备方法
技术领域
本发明属于石油开采领域，特别涉及一种油田出水配制压裂液用的耐盐粘土稳定剂及其制备方法。
背景技术
水力压裂技术是低渗储层改造的关键技术，水力压裂需要消耗大量淡水，对当地水资源造成影响，而在水资源匮乏地区，这种影响尤为严重。目前国内环保要求显著提高，油田随着开发的深入，综合含水率逐渐上升，大量的采出水无害化处理成本高效率低，如果能使用采出水配制压裂液，对于油田的绿色开发和降本增效意义重大。
油田采出水普遍具有高细菌含量、高矿化度、高机械杂质的特征，成分复杂，常规压裂液的粘土稳定剂耐盐、耐油等性能不能满足采出水配液需求，导致粘土抑制性下降，使粘土发生膨胀、分散及运移，进而降低储层渗透率或堵塞储层通道。因此有必要使用粘土稳定剂来提高作业液体的防膨率，降低粘土分散运移，提高储层渗透率。
常用的粘土稳定剂为带多个电荷的阳离子、季铵盐表面活性剂、聚胺和聚季铵等。以上粘土稳定剂均可抑制粘土膨胀和运移，但存在一些问题：多电荷阳离子在压裂施工中需要合适的前置液和后置液，容易引起堵塞；季铵盐表面活性剂会使硅酸盐变为油润湿，从而降低岩石中烃的相对渗透率；聚胺类粘土稳定剂的有效期短，费用高；聚季铵类相对分子量大会加重对低渗透油层渗透率的伤害。并且这几类粘土稳定及耐性性能不足，遇到高矿化度采出水，会大大降低表面活性剂活性，降低粘土稳定性能；部分粘土稳定剂为油溶性，遇到含油采出水，会失去活性，降低粘土抑制性，造成储层伤害。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种油田出水配制压裂液用的耐盐粘土稳定剂及其制备方法，该耐盐粘土稳定剂，能够适用于多种油田采出水配制压裂液，且能够防止粘土矿物水化膨胀、分散运移，降低对低渗透油层渗透率的伤害；该制备方法简单、原料易得。
本发明是通过以下技术方案来实现：
本发明公开的一种油田出水配制压裂液用的耐盐粘土稳定剂的制备方法，包括以下步骤：
1)按(1～6):1的摩尔比，向反应容器中加入环氧烷基和短链多电荷酰胺磺酸盐；
2)向反应容器中加入占环氧烷基和短链多电荷酰胺磺酸盐总质量25％～30％的有机溶剂和6％～9％的引发剂，搅拌升温至80～120℃，反应5～10小时，制得无色透明液体即为油田出水配制压裂液用的耐盐粘土稳定剂。
优选地，所述环氧烷基为烯丙基聚氧烷基环氧基醚、环氧乙烷或烯丙基聚氧烷基环氧基醚二甲胺。
优选地，所述短链多电荷酰胺磺酸盐为沙芬酰胺甲磺酸或对氨基苯磺酸。
优选地，所述有机溶剂为苯酚、偶氮二异丁腈或乙醚。
优选地，所述引发剂为过溴酸钠、过氧化苯甲酰或过氧化月桂酰。
本发明还公开了采用上述的方法制得的油田出水配制压裂液用的耐盐粘土稳定剂。
优选地，该耐盐粘土稳定剂为相对分子质量小、分子尺寸小的聚酰胺磺酸盐。
优选地，该耐盐粘土稳定剂具有环氧烷基，杀菌性能良好。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开的用于油田出水配制压裂液的粘土稳定剂的制备方法，该制备方法简单，所用的原料易得。
经本发明制得的耐盐粘土稳定剂：
1、具有较强的耐盐性能，同时兼顾一定耐油特性，使其能够适用于多种油田采出水配制压裂液，与压裂液配伍性能良好，可以防止粘土稳定剂堵塞致密储层微孔喉，减轻对低渗透油层渗透率的伤害。
2、本发明的油田采出水配液用粘土稳定剂相对分子量小，利于与粘土结合，并且能够进入小孔道发挥作用，提高了孔喉防膨性能。
3、本发明的粘土稳定剂与压裂液配伍性能良好，在压裂基液中加入体积浓度为0.05％的粘土稳定剂无沉淀生成，而且可以赋予油田采出水配制压裂液体系长效的粘土稳定性能。
4、本发明的油田采出水配液用粘土稳定剂单体中的环氧烷基使其产物具有良好的杀菌性能，引入的短链多电荷酰胺磺酸盐的磺酸基团，阴离子性强，水溶性好，对外界阳离子进攻不敏感，使其产物具有良好的耐盐性能。
具体实施方式
下面对本发明的实施方式做进一步详细描述：
本发明公开了一种用于油田出水配制压裂液的粘土稳定剂的制备方法，包括以下步骤：
向反应容器中加入摩尔比为(1～6):1的环氧烷基和短链多电荷酰胺磺酸盐反应，同时加入25-30％的有机溶剂和6～9％的引发剂，搅拌升温至80-120℃，反应5-10小时，制得无色透明液体即为粘土稳定剂。
所述环氧烷基为烯丙基聚氧烷基环氧基醚、环氧乙烷或烯丙基聚氧烷基环氧基醚二甲胺。
优选地，所述短链多电荷酰胺磺酸盐为沙芬酰胺甲磺酸或对氨基苯磺酸。
优选地，所述有机溶剂为苯酚、偶氮二异丁腈或乙醚。
优选地，所述引发剂为过溴酸钠、过氧化苯甲酰或过氧化月桂酰。
经上述方法制得粘土稳定剂是一种具有耐盐、耐油、耐一定悬浮物、对地层适应性强，能够适用于多种油田采出水配制压裂液，能防止粘土矿物水化膨胀、分散运移，降低对低渗透油层渗透率的伤害。
实施例1
将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入摩尔比为3：1的环氧乙烷和沙芬酰胺甲磺酸，同时加入25％的乙醚和6％的过溴酸钠，搅拌升温至85℃，持续搅拌6小时，得到无色透明液体即为用于油田出水配制压裂液用耐盐粘土稳定剂。
实施例2
将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入摩尔比为4：1的烯丙基聚氧烷基环氧基醚和沙芬酰胺甲磺酸，同时加入28％的苯酚和8％的过氧化苯甲酰，搅拌升温至95℃，持续搅拌8小时，得到无色透明液体即为用于油田出水配制压裂液用耐盐粘土稳定剂。
实施例3
将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入摩尔比为1：1的烯丙基聚氧烷基环氧基醚二甲胺和对氨基苯磺酸，同时加入30％的偶氮二异丁腈和6％的过氧化月桂酰，搅拌升温至100℃，持续搅拌6.5小时，得到无色透明液体即为用于油田出水配制压裂液用耐盐粘土稳定剂。
实施例4
将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入摩尔比为6：1的烯丙基聚氧烷基环氧基醚二甲胺和对氨基苯磺酸，同时加入25％的乙醚和9％的过氧化苯甲酰，搅拌升温至110℃，持续搅拌10小时，得到无色透明液体即为用于油田出水配制压裂液用耐盐粘土稳定剂。
实施例5
将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入摩尔比为2：1的烯丙基聚氧烷基环氧基醚和沙芬酰胺甲磺酸，同时加入26％的苯酚和7％的过氧化月桂酰，搅拌升温至80℃，持续搅拌5小时，得到无色透明液体即为粘土稳定剂。
实施例6
将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入摩尔比为1：1的环氧乙烷和沙芬酰胺甲磺酸，同时加入26％的过溴酸钠和7％的过氧化月桂酰，搅拌升温至90℃，持续搅拌5小时，得到无色透明液体即为粘土稳定剂。
实施例7
将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入摩尔比为5：1的环氧乙烷和对氨基苯磺酸，同时加入28％的苯酚和8％的过溴酸钠，搅拌升温至100℃，持续搅拌8小时，得到无色透明液体即为粘土稳定剂。
实施例8
将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入摩尔比为6：1的环氧乙烷和沙芬酰胺甲磺酸，同时加入28％的苯酚和8％的过氧化苯甲酰，搅拌升温至100℃，持续搅拌8小时，得到无色透明液体即为粘土稳定剂。
实施例9
将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入摩尔比为2：1的烯丙基聚氧烷基环氧基醚和沙芬酰胺甲磺酸，同时加入27％的乙醚和7.5％的过氧化苯甲酰，搅拌升温至120℃，持续搅拌7小时，得到无色透明液体即为粘土稳定剂。
实施例10
将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入摩尔比为3：1的烯丙基聚氧烷基环氧基醚和沙芬酰胺甲磺酸，同时加入25％的苯酚和9％的过氧化月桂酰，搅拌升温至95℃，持续搅拌8.5小时，得到无色透明液体即为耐盐粘土稳定剂。
实施例11
将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入摩尔比为5：1的烯丙基聚氧烷基环氧基醚和沙芬酰胺甲磺酸，同时加入28％的乙醚和7％的过氧化月桂酰，搅拌升温至105℃，持续搅拌9小时，得到无色透明液体即为粘土稳定剂。
实施例12
将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入摩尔比为2：1的烯丙基聚氧烷基环氧基醚二甲胺和对氨基苯磺酸，同时加入29％的偶氮二异丁腈和7％的过氧化苯甲酰，搅拌升温至85℃，持续搅拌7.5小时，得到无色透明液体即为粘土稳定剂。
实施例13
将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入摩尔比为4：1的烯丙基聚氧烷基环氧基醚二甲胺和对氨基苯磺酸，同时加入28％的偶氮二异丁腈和6％的过氧化苯甲酰，搅拌升温至95℃，持续搅拌7.5小时，得到无色透明液体即为粘土稳定剂。
实施例14
将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入摩尔比为1：1的环氧乙烷和对氨基苯磺酸，同时加入29％的苯酚和8％的过氧化月桂酰，搅拌升温至90℃，持续搅拌9小时，得到无色透明液体即为粘土稳定剂。
实施例15
将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入摩尔比为3：1的环氧乙烷和对氨基苯磺酸，同时加入25％的乙醚和6％的过溴酸钠，搅拌升温至95℃，持续搅拌8.5小时，得到无色透明液体即为粘土稳定剂。
实施例16
将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入摩尔比为5：1的环氧乙烷和对氨基苯磺酸，同时加入30％的偶氮二异丁腈和9％的过氧化苯甲酰，搅拌升温至120℃，持续搅拌10小时，得到无色透明液体即为粘土稳定剂。
实施例17
将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入摩尔比为2：1的烯丙基聚氧烷基环氧基醚和对氨基苯磺酸，同时加入29％的偶氮二异丁腈和8％的过氧化月桂酰，搅拌升温至100℃，持续搅拌7.5小时，得到无色透明液体即为粘土稳定剂。
实施例18
将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入摩尔比为4：1的烯丙基聚氧烷基环氧基醚和对氨基苯磺酸，同时加入30％的偶氮二异丁腈和8％的过溴酸钠，搅拌升温至90℃，持续搅拌9小时，得到无色透明液体即为粘土稳定剂。
实施例19
将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入摩尔比为6：1的烯丙基聚氧烷基环氧基醚和对氨基苯磺酸，同时加入27％的偶氮二异丁腈和6％的过氧化月桂酰，搅拌升温至95℃，持续搅拌6小时，得到无色透明液体即为粘土稳定剂。
实施例20
将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入摩尔比为1：1的烯丙基聚氧烷基环氧基醚二甲胺和沙芬酰胺甲磺酸，同时加入25％的苯酚和6％的过氧化月桂酰，搅拌升温至80℃，持续搅拌6小时，得到无色透明液体即为粘土稳定剂。
实施例21
将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入摩尔比为2：1的烯丙基聚氧烷基环氧基醚二甲胺和沙芬酰胺甲磺酸，同时加入26％的苯酚和7％的过溴酸钠，搅拌升温至120℃，持续搅拌10小时，得到无色透明液体即为粘土稳定剂。
本发明制得的粘土稳定剂，具有较强的耐盐性能，向压裂基液中加入体积百分浓度为0.05％经本发明制得的粘土稳定剂均无沉淀生成，能够适用于油田采出水配制压裂液，且与压裂液配伍性能良好，可以防止粘土稳定剂堵塞致密储层微孔喉，减轻对低渗透油层渗透率的伤害，兼顾一定的杀菌性能，能够适应含有一定细菌含量的油田采出水，且本发明制备工艺简单，材料易得，同时可以赋予油田采出水配制压裂液体系长效的粘土稳定性能。

Claims (8)

1.一种油田出水配制压裂液用的耐盐粘土稳定剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按(1～6):1的摩尔比，向反应容器中加入环氧烷基和短链多电荷酰胺磺酸盐；
2)向反应容器中加入占环氧烷基和短链多电荷酰胺磺酸盐总质量25％～30％的有机溶剂和6％～9％的引发剂，搅拌升温至80～120℃，反应5～10小时，制得无色透明液体，即油田出水配制压裂液用的耐盐粘土稳定剂。
2.根据权利要求1所述的油田出水配制压裂液用的耐盐粘土稳定剂的制备方法，其特征在于，所述环氧烷基为烯丙基聚氧烷基环氧基醚、环氧乙烷或烯丙基聚氧烷基环氧基醚二甲胺。
3.根据权利要求1所述的油田出水配制压裂液用的耐盐粘土稳定剂的制备方法，其特征在于，所述短链多电荷酰胺磺酸盐为沙芬酰胺甲磺酸或对氨基苯磺酸。
4.根据权利要求1所述的油田出水配制压裂液用的耐盐粘土稳定剂的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为苯酚、偶氮二异丁腈或乙醚。
5.根据权利要求1所述的油田出水配制压裂液用的耐盐粘土稳定剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过溴酸钠、过氧化苯甲酰或过氧化月桂酰。
6.采用权利要求1～5中任意一项所述的方法制得的油田出水配制压裂液用的耐盐粘土稳定剂。
7.根据权利要求6所述的油田出水配制压裂液用的耐盐粘土稳定剂，其特征在于，该耐盐粘土稳定剂为相对分子质量小、分子尺寸小的聚酰胺磺酸盐。
8.根据权利要求6所述的油田出水配制压裂液用的耐盐粘土稳定剂，其特征在于，该耐盐粘土稳定剂具有环氧烷基，具备杀菌性能。
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