CN108531145A - 一种防膨粘土稳定剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于油田开发技术领域，具体涉及一种防膨粘土稳定剂及其制备方法，该防膨粘土稳定剂是由生物表面活性剂、硬脂酸钾、硝酸铵和水复配而成；其中，生物表面活性剂为槐糖脂和鼠李糖脂中的一种。本发明的粘土稳定剂具有耐温抗盐性能好、具有适用范围广、长久有效、用法简单、用量少、价格低廉和工艺简单的优点。因此，本发明可广泛地应用于油田开采技术领域。

Description

一种防膨粘土稳定剂及其制备方法

技术领域

本发明属于油田开采技术领域，具体涉及一种防膨粘土稳定剂及其制备方法。

背景技术

目前我国石油开采多为注水开发，地层中粘土矿物在油田开采过程中碰到水基物质就会产生膨胀和分散，从而导致储层渗透率降低，损害油气储层。为了保护油气层的渗透性，在各种水基工作液中添加粘土稳定剂，可以有效的抑制粘土对油气层的损害。粘土稳定剂在水基物中电解出的阳离子可以通过静电作用吸附在粘土颗粒的表面上，减少粘土颗粒负电性，亦可包裹在粘土颗粒表面，抑制粘土膨胀。

大多数低渗透的油、气层都含有粘土矿物质，它们有的是碎屑粘土在沉积作用下沉积下来的，也有矿石在热力、压力的长期作用下形成的，还有在水流流过基岩时，自生的粘土沉积形成的。通过对这些矿物质在油、气生产中的重要性和它们对渗透率危害的广泛调查，一般认为粘土膨胀和粘土运移是这些矿物质损害储层渗透率的两个重要因素。在膨胀过程中，粘土把水吸入到晶体结构中，导致粘土体积的增加，从而堵塞地层孔道；在运移过程中，粘土物质被外来液体分散，或为产出液所携带，在毛细管的孔隙喉道处形成桥阻或节流点，然后导致储层渗透率的下降。

随着油田的开发，粘土稳定剂的应用越来越广泛，种类越来越多，根据不同的结构及所使用的化学药品不同，在这方面的研制大致可以可分为三个阶段：50年代到60年代后期，主要用无机盐类粘土稳定剂来防膨；70年代主要用无机多核聚合物和阳离子表面活性剂粘土稳定剂来防膨；80年代以后，主要开展了用阳离子有机聚合物粘土稳定剂来防膨。

根据粘土矿物的水敏性损害机理，若在注入水中加入一些助剂，使注入水成为带阳离子的溶液，利用阳离子与粘土晶层表面的负离子作用，两者结合形成防膨体系，从而在粘土表面形成一层憎水的保护膜，隔离粘土晶层氧键或氨氧键的偶极对水分子的吸引，这样就起到了防止粘止水化膨胀的作用。同时，在水化粘土体系中产生了离子间排斥力，起到聚合凝缩作用，使粘止微粒聚结为粘土颗粒，最终达到防止粘土分散运移的作用，这种助剂就是粘土稳定剂。通常情况下，注水用的粘土稳定剂不仅要求具有防膨胀效果高、有效使用浓度低的特点，还要求带有一定量的正电荷，与地层水配伍性良好，对地层中巧土的膨胀抑制效果稳定持久、耐各种流体冲刷。随着油田的开发，粘土稳定剂的应用越来越广泛，种类越来越多，而且还在不断发展。

有机阳离子聚合物防膨粘土的能力超过无机盐类和无机多核聚合物与阳离子表面活性剂类粘土稳定剂，且具有用量少、效能高、吸附能力强、受PH值影响小、对地层适应性强等优点，是近几年来国内外重点研究和应用的对象。该类粘土稳定剂正电荷密度高，当它加入水中后，电离出的有机阳离子可以通过静电作用吸附在粘土颗粒的表面上，由于有机阳离子聚合物所带的正电荷较多，可以同时与多个粘土颗粒，形成多点吸附，吸附之后，在粘土颗粒的表面形成一层有机阳离子聚合物的吸附保护膜，将粘土颗粒保护起来，防止粘土颗粒的水化、膨胀、分散、运移。而大多数粘土稳定剂已无法满足高温、高矿化度、非均质油藏开发的需要，因此，发满足油气开采领域需要的新型耐温抗盐粘土稳定剂已经成为该领域亟待解决的任务。

发明内容

本发明针对目前现有技术的不足而提供一种防膨粘土稳定剂，本发明的粘土稳定剂具有耐温抗盐性能好、具有适用范围广、长久有效、用法简单、用量少、价格低廉和工艺简单的优点。

本发明公开了一种防膨粘土稳定剂，是由生物表面活性剂、硬脂酸钾、硝酸铵和水复配而成。所述的防膨粘土稳定剂各组成的组份如下：

优选地，所述的防膨粘土稳定剂各组成的组份如下：

所述的生物表面活性剂为槐糖脂和鼠李糖脂中的一种。

本发明另一个目的在于提供一种防膨粘土稳定剂的制备方法，其具体步骤如下：

(1)将水和硬脂酸钾置于烧杯中，并在40～50℃的恒温水浴锅内加热；在搅拌速率为100～200rpm条件下搅拌30～40min，得到混合溶液；

(2)然后缓慢加入硝酸铵，完全加入后，在搅拌速率为200～300rpm条件下搅拌20～30min；随后升温至50～55℃，恒温50～60min，得到透明溶液；

(3)最后加入生物表面活性剂，在搅拌速率为500～600rpm和温度为55～60℃条件下搅拌30～50min，然后自然降温至室温得到最终产物，即本发明的防膨粘土稳定剂。

本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果：

(1)本发明的防膨粘土稳定剂具有适用范围广、用法简单、用量少、价格低廉和工艺简单的优点；

(2)本发明的防膨粘土稳定剂不易分解，粘土稳定剂永久有效，防膨率高，防膨率达到99％以上。

具体实施方式

下面结合具体的实施例，并参照数据进一步详细描述本发明。

实施例1

(1)将90份水和0.8份硬脂酸钾置于烧杯中，并在40℃的恒温水浴锅内加热；在搅拌速率为100rpm条件下搅拌30min，得到混合溶液；

(2)然后缓慢加入0.06份硝酸铵，完全加入后，在搅拌速率为200rpm条件下搅拌20min；随后升温至50℃，恒温50min，得到透明溶液；

(3)最后加入10份生物表面活性剂，在搅拌速率为500rpm和温度为55℃条件下搅拌30min，然后自然降温至室温得到最终产物，即本发明的防膨粘土稳定剂。

实施例2

(1)将95份水和1.0份硬脂酸钾置于烧杯中，并在45℃的恒温水浴锅内加热；在搅拌速率为120rpm条件下搅拌35min，得到混合溶液；

(2)然后缓慢加入0.1份硝酸铵，完全加入后，在搅拌速率为300rpm条件下搅拌26min；随后升温至52℃，恒温55min，得到透明溶液；

(3)最后加入10份生物表面活性剂，在搅拌速率为550rpm和温度为58℃条件下搅拌40min，然后自然降温至室温得到最终产物，即本发明的防膨粘土稳定剂。

实施例3

(1)将100份水和0.5份硬脂酸钾置于烧杯中，并在50℃的恒温水浴锅内加热；在搅拌速率为200rpm条件下搅拌40min，得到混合溶液；

(2)然后缓慢加入0.05份硝酸铵，完全加入后，在搅拌速率为250rpm条件下搅拌30min；随后升温至55℃，恒温60min，得到透明溶液；

(3)最后加入10份生物表面活性剂，在搅拌速率为600rpm和温度为60℃条件下搅拌50min，然后自然降温至室温得到最终产物，即本发明的防膨粘土稳定剂。

Claims (4)

1.一种防膨粘土稳定剂，其特征在于，该稳定剂是由生物表面活性剂、硬脂酸钾、硝酸铵和水复配而成，所述的防膨粘土稳定剂各组成的组份如下：

2.根据权利要求1所述的防膨粘土稳定剂，其特征在于，所述的防膨粘土稳定剂各组成的组份如下：

3.根据权利要求1或2所述的防膨粘土稳定剂，其特征在于，所述的生物表面活性剂为槐糖脂和鼠李糖脂中的一种。

4.一种防膨粘土稳定剂的制备方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：

(1)将水和硬脂酸钾置于烧杯中，并在40～50℃的恒温水浴锅内加热；在搅拌速率为100～200rpm条件下搅拌30～40min，得到混合溶液；

(2)然后缓慢加入硝酸铵，完全加入后，在搅拌速率为200～300rpm条件下搅拌20～30min；随后升温至50～55℃，恒温50～60min，得到透明溶液；

(3)最后加入生物表面活性剂，在搅拌速率为500～600rpm和温度为55～60℃条件下搅拌30～50min，然后自然降温至室温得到最终产物，即本发明的防膨粘土稳定剂。