一种具有防腐作用的注水用黏土防膨剂的制备制造技术

本发明专利技术提供一种具有防腐作用的注水用黏土防膨剂的制备，揭示了自主合成的阳离子表面活性剂具有较好的防止黏土膨胀、黏土颗粒的运移，有优秀的抗冲刷能力；与自主合成的缓蚀剂复配后具有良好的防腐作用；与磷酸氢二铵、氯化铵、氯化钾和十二烷基二甲基苄基氯化铵复配后得到具有防腐和杀菌作用的黏土防膨剂。本发明专利技术所研制的用于注水作业的黏土防膨剂，具有良好的抑制黏土水化膨胀的能力以及抗冲刷能力，优异的防止金属腐蚀的能力，可有效的对硫酸盐还原菌(SRB)、腐生菌(TGB)和铁细菌(FB)杀菌，该剂在保持黏土防膨主功能的同时，还具有防腐和杀菌作用，为开发一剂多功能的注水用黏土防膨剂做出了创新的示范作用。

Preparation of a clay swelling inhibitor for water injection

The present invention provides a kind of clay anti-swelling agent for water injection with antiseptic effect, and reveals that the cationic surfactant synthesized by ourselves has better anti-swelling ability, anti-erosion ability, good anti-corrosion effect after compounding with the self-synthesized inhibitor, and hydrogen phosphate. Ammonium chloride, ammonium chloride, potassium chloride and dodecyl dimethyl benzyl ammonium chloride were combined to obtain clay anti-swelling agent with antiseptic and bactericidal effects. The clay anti-swelling agent developed by the invention for water injection operation has good ability of inhibiting clay hydration expansion and erosion resistance, excellent ability of preventing metal corrosion, and can effectively sterilize sulfate-reducing bacteria (SRB), saprophytic bacteria (TGB) and iron bacteria (FB). The agent maintains the main function of clay anti-swelling while maintaining the main function of clay anti-swelling. It also has the function of antisepsis and bactericide, and has made an innovative demonstration for the development of a multi-functional clay anti-swelling agent for water injection.

【技术实现步骤摘要】
一种具有防腐作用的注水用黏土防膨剂的制备
本专利技术涉及适用于油田注水作业时一种具有防腐作用的黏土防膨剂的制备。
技术介绍
油田注水开发是油田二次开采的主要方式。据统计我国目前约有86.3%的油田正在采用注水增采，油田注水的主要水源是油田污水，注水采油是目前油田最有效和最经济的开发方式。但随着油田注水开发的不断进行，由于外来流体与储层岩石矿物的不配伍性以及外来流体与储层流体的不配伍性，常引起地层的堵塞，使储层渗透率降低，注水压力不断升高，特别是对于低渗透储层，更容易受到损害，导致注水井注水困难，严重影响了注水采油效果。注入水与储层不配伍造成的损害主要表现为：敏感性损害；固相颗粒的侵入与堵塞；化学吸附和润湿性改变引起的水锁伤害等。注入水与储层流体不配伍造成的损害主要表现为：微生物引起的堵塞和腐蚀；腐蚀引起的堵塞；无机垢造成的储层损害；有机沉淀造成的储层损害；乳化堵塞和游离气的影响等，为了防止这些伤害，在注水作业中就需要加入各种处理剂，以保证注水的正常进行。注入水与地层中的黏土矿物接触，导致黏土矿物水化膨胀、分散和运移，从而堵塞地层空隙结构的喉部，导致地层渗透率降低，储层被伤害，注水压力上升，这个伤害最为严重，为此就需要连续加入黏土防膨剂。油田污水矿化度高，含有大量钙、镁、钡和银等成垢盐类，和溶解氧、CO2和H2S等腐蚀性气体，存在着微生物、细菌的繁殖问题，会引起注水系统设备管道的严重腐蚀，进一步加剧了注水系统的腐蚀，而这些腐蚀产物会沉积在储层中，导致流体通道被堵塞，储层渗透率降低。防腐缓蚀剂是解决油田注水开采所带来的管线被堵塞,注入层被破坏及系统被严重腐蚀的最可行途径。注入水中含有的一定量硫酸盐还原菌(SRB)，腐生菌(TGB)和铁细菌(FB)等细菌，它们在地面设备、注水管线、油管、井下注入设备及储层中生长和繁殖，硫酸盐还原菌可以把水中的硫酸根离子还原成二价硫离子，同时也产生了副产物H2S，因此比其他细菌引起更严重的腐蚀。硫酸盐还原菌的繁殖还会产生粘稠的物质，而造成堵塞，这也是引起储层伤害、注水压力上升的一个原因，所以在注水时就常常加入杀菌剂。为了减少黏土矿物水化膨胀、细菌引起的伤害和腐蚀引起的伤害，目前最有效的方法是在注入水中连续加入黏土防膨剂、杀菌剂和防止腐蚀的缓蚀剂。黏土防膨剂根据化学组成的不同可以分为无机盐类，有机胺类，阳离子表面活性剂类和有机阳离子小分子量聚合物类。无极盐类和有机胺类价格便宜，有很好的防止黏土膨胀的能力，但防止黏土颗粒的运移、抗冲刷、长效性差；有机阳离子表面活性剂和有机阳离子聚合物是分子链上带有叔胺或者季铵基团的分子，它与黏土矿物之间存在很强的作用力，不但有良好的防止黏土矿物的水化膨胀，而且有优异的防止黏土颗粒的运移，抗冲刷能力，具有长效性。注水用缓蚀剂按照组成分为有机缓蚀剂和无机缓蚀剂。有机缓蚀剂通常由胺类、醛类、炔醇类、季铵盐、有机硫、有机磷、咪唑啉类、杂环化合物和一些表面活性剂等组成。无机缓蚀剂有亚硝酸盐、硝酸盐、铬酸盐、重铬酸盐、磷酸盐、硅酸盐、钼酸盐和多磷酸盐等，无机缓蚀剂单独使用效果较差，目前多数是与有机缓蚀剂复配使用。杀菌剂按化学成分的不同分为无机杀菌剂和有机杀菌剂两大类。无机杀菌剂有氯、二氧化氯、次氯酸钠等。有机杀菌剂的有季铵盐类、氯酚类、有机硫类和氯胺类等。按杀菌剂的杀菌机制分为氧化型和非氧化型杀菌剂。例如氯、次氯酸钠、氯胺等是氧化型杀菌剂；季铵盐类、氯酚类、二硫氰基甲烷等是非氧化型杀菌剂。目前使用的注水黏土防膨剂可有效的减少黏土膨胀和运移，而为了克服注水中的腐蚀、细菌问题，则要单独使用缓蚀剂和杀菌剂。如果黏土防膨剂不但具有防止黏土膨胀和运移的能力，而且也具有杀菌、防腐作用，将减少施工工序、节约药剂使用量、降低成本，提高注水效果，充分保持水驱采油的长效性。本专利技术正是将防止黏土颗粒水化膨胀、运移、防止腐蚀和杀菌相结合开发的一种除具有黏土防膨作用外，还具有防腐和杀菌功能的黏土防膨剂。不但防止了黏土的膨胀、防止了注水对设备的腐蚀及腐蚀产物引起的储层堵塞、也防止了由于细菌的繁殖引起的注水通道的堵塞和腐蚀，很好的保护储层，达到一剂多效的效果。本专利技术具有以下创新点:1.该黏土防膨剂具有防止黏土膨胀、防腐和杀菌的三重效果；2.合成的阳离子表面活性剂具有很好的防止黏土膨胀的能力，同时也具有防止黏土颗粒的运移，有优秀的抗冲刷能力，具有长效性；3.与十二烷基二甲基苄基氯化铵混合使用，具有良好的杀菌效果；4.合成的缓蚀剂混入黏土防膨剂中有良好的防止金属腐蚀的能力，省去了单独加入缓蚀剂作业；5.复合混入的磷酸氢二铵既有防止黏土膨胀的能力，也具有一定的缓蚀作用，并且价格低廉；6.省去了油田注水中单独加入杀菌剂作业，减少了施工强度、节约了杀菌剂药剂；7.起到一剂多效的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:所提供的黏土防膨剂，可起到防止黏土膨胀、运移、防止金属腐蚀、杀菌的综合作用，减少注水对储层的伤害的综合生产效果，为采油企业注水中的节能、降耗、降低成本、提高注水效果提供有力的科技支撑。本专利技术的目的是这样实现的：一种具有防腐作用的注水用黏土防膨剂的制备；原料由A：自制的阳离子表面活性剂、B：自制的缓蚀剂、C：十二烷基二甲基苄基氯化铵、D：磷酸氢二铵、E：氯化铵和F：氯化钾组成；混合后得到具有防腐和杀菌作用的黏土防膨剂G；其中A阳离子表面活性剂的合成：其特征在于：原料有：H：三甲胺、I：环氧氯丙烷；A的制备方法，分步骤实施；1)在恒温水浴锅中放置装有冷凝器、玻璃活塞恒压滴液漏斗和搅拌器的1000mL三口烧瓶，加入179.1gH，以300转/分的转速匀速搅拌，升温至20-30℃；2）在玻璃活塞恒压滴液漏斗中加入92.5gI，滴加到载有H的三口烧瓶中,时间30-50min，滴加完毕；在300转/分搅拌下升温至50-60℃，反应30-60min，得到反应物；3)将2）的反应物冷却后放入不锈钢盘中，然后放入烘箱，在90℃下烘干12小时，冷却后用济南亿健医疗设备有限公司生产的YJ-400A中药材粉碎机粉碎成能够过40筛网的粉末，即得到固体阳离子表面活性剂A。其中B防腐缓蚀剂合成：其特征在于：原料有：J：乙二胺、K：氯化苄、L：氢氧化钠；B的制备方法，分步骤实施；1)取10g的L溶解于250mL的蒸馏水中，配成质量浓度为1mol的氢氧化钠溶液，放置于容量瓶中；2）在恒温水浴锅中放置装有冷凝器、玻璃活塞恒压滴液漏斗和搅拌器的500mL三口烧瓶，加入蒸馏水或者去离子水60g，然后加入84.1g的J，以300转/分的转速匀速搅拌，升温至20-30℃；3）在玻璃活塞恒压滴液漏斗中加入84.4g的K，滴加到载有J水溶液的三口烧瓶中,时间20-30min，滴加完毕后用滴管取1）的溶液滴加到三口烧瓶中，调节pH为12为止；在300转/分搅拌下升温至55℃，反应6h，得到反应物；4)将3）的反应物放入不锈钢盘中，然后放入烘箱，在90℃下烘干12小时，冷却后用济南亿健医疗设备有限公司生产的YJ-400A中药材粉碎机粉碎成能够过40筛网的粉末，即得固体缓蚀剂B。其中H具有防止腐蚀作用的黏土防膨剂配制：将自制的原料A和原料B与C、D、E和F相混，混合均匀，制得所述的G具有防腐缓蚀和杀菌作用的黏土防膨剂。本专利技术的机理与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术的技术方案为一种具有防腐作用的注水用黏土防膨剂的制备，其特征在于：原料由A：阳离子表面活性剂、B：防腐缓蚀剂、C：十二烷基二甲基苄基氯化铵、D：磷酸氢二铵、E：氯化铵和F：氯化钾组成；同时包含具有防止腐蚀作用的黏土防膨剂G的配制；其中A阳离子表面活性剂的合成：其特征在于：原料有：H：三甲胺、I：环氧氯丙烷；A的制备方法，分步骤实施；1)在恒温水浴锅中放置装有冷凝器、玻璃活塞恒压滴液漏斗和搅拌器的1000mL三口烧瓶，加入179.1gH，以300转/分的转速匀速搅拌，升温至20‑30℃；2）在玻璃活塞恒压滴液漏斗中加入92.5g I，滴加到载有H的三口烧瓶中,时间30‑50min，滴加完毕；在300转/分搅拌下升温至50‑60℃，反应30‑60min，得到反应物；3) 将2）的反应物冷却后放入不锈钢盘中，然后放入烘箱，在90℃下烘干12小时，冷却后粉碎成能够过40目筛网的粉末，即得到固体阳离子表面活性剂A；其中B防腐缓蚀剂合成：其特征在于：原料有：J：乙二胺、K：氯化苄、L：氢氧化钠；B的制备方法，分步骤实施；1)取10g的L溶解于250mL的蒸馏水中，配成质量浓度为1mol的氢氧化钠溶液，放置与容量瓶中；2）在恒温水浴锅中放置装有冷凝器、玻璃活塞恒压滴液漏斗和搅拌器的500mL三口烧瓶，加入蒸馏水或者去离子水60g，然后加入84.1g的J，以300转/分的转速匀速搅拌，升温至20‑30℃；3）在玻璃活塞恒压滴液漏斗中加入84.4g的K，滴加到载有J水溶液的三口烧瓶中,时间20‑30min，滴加完毕后用滴管取1）的溶液滴加到三口烧瓶中，调节pH为12为止；在300转/分搅拌下升温至55℃，反应6h，得到反应物；4) 将3）的反应物放入不锈钢盘中，然后放入烘箱，在90℃下烘干12小时，冷却后粉碎成能够过40目筛网的粉末，即得固体缓蚀剂B；其中G具有防止腐蚀作用的黏土防膨剂配制：将自制的原料A和原料B与C、D、E和F相混，各原料质量比为：A:B:C:D:E:F=20%~30%:10%~15%:15%~20%:10%~20%:10%~15%:15%~2%，在该质量比下，分别将A、B、C、D、E 和F混合均匀，制得所述的G具有防止腐蚀作用的黏土防膨剂。...

【技术特征摘要】
1.本发明的技术方案为一种具有防腐作用的注水用黏土防膨剂的制备，其特征在于：原料由A：阳离子表面活性剂、B：防腐缓蚀剂、C：十二烷基二甲基苄基氯化铵、D：磷酸氢二铵、E：氯化铵和F：氯化钾组成；同时包含具有防止腐蚀作用的黏土防膨剂G的配制；其中A阳离子表面活性剂的合成：其特征在于：原料有：H：三甲胺、I：环氧氯丙烷；A的制备方法，分步骤实施；1)在恒温水浴锅中放置装有冷凝器、玻璃活塞恒压滴液漏斗和搅拌器的1000mL三口烧瓶，加入179.1gH，以300转/分的转速匀速搅拌，升温至20-30℃；2）在玻璃活塞恒压滴液漏斗中加入92.5gI，滴加到载有H的三口烧瓶中,时间30-50min，滴加完毕；在300转/分搅拌下升温至50-60℃，反应30-60min，得到反应物；3)将2）的反应物冷却后放入不锈钢盘中，然后放入烘箱，在90℃下烘干12小时，冷却后粉碎成能够过40目筛网的粉末，即得到固体阳离子表面活性剂A；其中B防腐缓蚀剂合成：其特征在于：原料有：J：乙二胺、K：氯化苄、L：氢氧化钠；B的制备方法，分步骤实施；1)取10...

【专利技术属性】
技术研发人员：马喜平，廖明飞，杨苗，李俊辰，黄莉，卿大咏，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51