一种防膨助排剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种防膨助排剂及其制备方法，属于油气开采技术领域。该防膨助排剂包括以下重量百分比的成分：氟碳类表面活性剂0.5-1％、磺基甜菜碱10-15％、季铵盐40-45％、烷基酚聚氧乙烯醚1-1.5％、余量为水。通过上述各成分间的协同作用，一方面，该防膨助排剂能强烈吸附在粘土颗粒表面，有效防止粘土膨胀，防膨率超过85％；另一方面，该防膨助排剂能显著降低压裂液的表面张力至22.1mN/m，并能有效提高压裂液与储层岩石的接触角，从而降低压裂液返排时的毛细管阻力，提高其返排率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油气开采
，特别涉及。
技术介绍
在石油开采过程中，尤其是非常规油气藏的开采过程中，由于石油储层具有岩心 致密、低孔、低渗、地层压力低等特点，通常根据大规模体积压裂的模式使用水基压裂液对 储层进行改造，以在储层中形成"人工复杂缝网+人工主缝"，来提高储层的渗透率，从而获 得工业油气流。但是，压裂过程中使用的水基压裂液进入储层，尤其是特低渗的非常规油气 藏储层后可引起粘土矿化物的水化膨胀，对储层造成一定伤害。而且，压裂过程结束后，需 要将上述压裂液的残液从储层中返排出来。但是，由于地层毛细管阻力的作用，压裂液将无 法完全返排至地面，部分压裂液将滞留在储层，降低其渗透率，对其造成进一步的伤害。为 了能够抑制粘土膨胀，且帮助压裂液返排，以降低压裂液对储层的伤害，目前通常在压裂液 中加入防膨剂和助排剂。 其中，常用的防膨剂主要有以下几类：1)无机盐类，如氯化钾、氯化铵、羟基铝、羟 基铁等；2)有机盐类，如盐酸胍、乙酸胍、吡啶盐、咪唑啉盐等；3)有机阳离子聚合物类，如 聚季铵盐等。举例来说，CN101921366A公开了将浓度为50%~90%二烯丙基氯化铵单体 和浓度为10%~50%的三烯丙基胺单体溶于蒸馏水，获取质量百分比浓度为20%~80% 的混合液体。在通氮气，以及65~85°C条件下，向该混合液体中加入引发剂过硫酸铵反应 4_6h，得到一种三支链含有机阳离子的聚合物防膨剂。CN101585775A公开了将三溴丁烯与 二甲基十八叔胺按摩尔比1:1混合，在50~60°C条件下，反应1~2h，得到一种带有双键 季铵盐聚合物。 常用的助排剂主要有低分子醇、表面活性剂等。举例来说，CN101538462A公开了 一种助排剂，包括：十二烷基二甲基苄基氯化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-4、聚氧乙烯烷基 醇醚-8、脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-6、氟碳表面活性剂FN-3以及水。 然而，在向压裂液中单独加入防膨剂和助排剂的过程中，两者之间常存在配伍性 不好的问题，导致防膨剂和助排剂均无法发挥其最佳效果。所以有必要提供一种防膨助 排剂，其同时具有抑制粘土膨胀，且能帮助压裂液返排的功能。CN103396785A提供了这样 一种配伍性良好的防膨助排剂，包括以下质量百分比的成分：氟碳类表面活性剂2-4%、 四甲基氯化铵35-45 %、助排剂1. 5-3 %、烷基酚聚氧乙烯醚0. 3-0. 8 %、十二烷基磺酸钠 0· 3-0. 8%、水 50-60%。 专利技术人发现现有技术至少存在以下问题： 现有技术提供的防膨助排剂防膨率可低至75%，其防膨效果较差，且该防膨助排 剂使压裂液的表面张力高达25mN/m，助排效果较差。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种兼具优良的防膨效果和助排 效果的防膨助排剂及其制备方法。具体技术方案如下： 第一方面，本专利技术实施例提供了一种防膨助排剂，包括以下重量百分比的成分： 氟碳类表面活性剂〇. 5-1 %、磺基甜菜碱10-15 %、季铵盐40-45 %、烷基酚聚氧乙烯醚 1-1. 5%、余量为水。 作为优选，所述防膨助排剂包括以下重量百分比的成分：氟碳类表面活性剂 0. 7-1 %、磺基甜菜碱10-15%、季铵盐42-45%、烷基酚聚氧乙烯醚1. 2-1. 5%、余量为水。 作为优选，所述防膨助排剂包括以下重量百分比的成分：氟碳类表面活性剂1%、 磺基甜菜碱10%、季铵盐45%、烷基酚聚氧乙烯醚1.5%、水42. 5%。 作为优选，所述防膨助排剂包括以下重量百分比的成分：氟碳类表面活性剂 0. 8%、磺基甜菜碱15%、季铵盐42%、烷基酚聚氧乙烯醚1. 3%、水40. 9%。 具体地，作为优选，所述氟碳类表面活性剂为阳离子类氟碳表面活性剂和/或非 离子型氟碳表面活性剂。 具体地，所述阳离子类氟碳表面活性剂为全氟烷基醚季铵盐阳离子类表面活性 剂。 所述氟碳类表面活性剂选自全氟烷基醚季铵盐阳离子类表面活性剂和/或非离 子型氟碳表面活性剂。 具体地，作为优选，所述非离子型氟碳表面活性剂为乙氧基类非离子型氟碳表面 活性剂。 具体地，作为优选，所述磺基甜菜碱选自十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱和/或 十四烷基二甲基磺丙基甜菜碱。 具体地，作为优选，所述季铵盐选自四甲基氯化铵、四乙基氯化铵、甲基三乙基氯 化铵中的至少一种。 具体地，作为优选，所述烷基酚聚氧乙烯醚选自烷基酚聚氧乙烯醚TX-9、烷基酚聚 氧乙烯醚TX-10、烷基酚聚氧乙烯醚0P-9、烷基酚聚氧乙烯醚0P-10中的至少一种。 第二方面，本专利技术实施例提供了防膨助排剂的制备方法，包括：根据防膨助排剂中 的各成分的配比，将水、磺基甜菜碱加入带搅拌器的反应釜中，升温至50_53°C ;然后，在不 断搅拌状态下，向所述反应釜中加入烷基酚聚氧乙烯醚，继续搅拌18_20min ;然后，在不断 搅拌下，向所述反应釜中加入氟碳类表面活性剂、季铵盐，继续搅拌60-65min，冷却至常温， 得到所述防膨助排剂； 所述防膨助排剂中的各成分的配比为：按重量百分比计，氟碳类表面活性剂 0. 5-1 %、磺基甜菜碱10-15%、季铵盐40-45%、烷基酚聚氧乙烯醚1-1. 5%、余量为水。 本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是： 本专利技术实施例提供的防膨助排剂，包括以下重量百分比的成分：氟碳类表面活性 剂0. 5-1%、磺基甜菜碱10-15%、季铵盐40-45%、烷基酚聚氧乙烯醚1-1. 5%、余量为水。 通过上述各成分间的协同作用，一方面，该防膨助排剂能强烈吸附在粘土颗粒表面，有效防 止粘土膨胀，防膨率超过85% ;另一方面，该防膨助排剂能显著降低压裂液的表面张力至 22. lmN/m，并能有效提高压裂液与储层岩石的接触角，从而降低压裂液返排时的毛细管阻 力，提高其返排率。可见，本专利技术实施例提供的防膨助排剂同时兼具优良的防膨助排效果， 对于降低石油开采过程中地层所受的伤害具有重要的意义。【具体实施方式】 为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施方式作进一 步地详细描述。 第一方面，本专利技术实施例提供了一种防膨助排剂，包括以下重量百分比的成分： 氟碳类表面活性剂〇. 5-1 %、磺基甜菜碱10-15 %、季铵盐40-45 %、烷基酚聚氧乙烯醚 1-1. 5%、余量为水。 通过上述各成分之间的协同作用，一方面，本专利技术实施例提供的防膨助排剂能强 烈吸附在粘土颗粒表面，有效防止粘土膨胀，防膨率超过85% ;另一方面，该防膨助排剂能 显著降低压裂液的表面张力至22. lMn/m，并能有效提高压裂液与储层岩石的接触角，从而 降低压裂液返排时的毛细管阻力，提高返排率。可见，本专利技术实施例提供的防膨助排剂不仅 安全无毒，且同时兼具优良的防膨助排效果，对于降低石油开采过程中地层所受的伤害具 有重要的意义。 作为优选，该防膨助排剂包括以下重量百分比的成分：氟碳类表面活性剂 0. 7-1 %、磺基甜菜碱10-15%、季铵盐42-45%、烷基酚聚氧乙烯醚1. 2-1. 5%、余量为水。 进一步地，作为优选，该防膨助排剂包括以下重量百分比的成分：氟碳类表面活性 剂1%、磺基甜菜碱10%、季铵盐45%、烷基酚聚氧乙烯醚1.当前第1页1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防膨助排剂，包括以下重量百分比的成分：氟碳类表面活性剂0.5‑1％、磺基甜菜碱10‑15％、季铵盐40‑45％、烷基酚聚氧乙烯醚1‑1.5％、余量为水。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘友权，孙川，熊颖，王小红，陈鹏飞，向超，陈娟，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11