一种抑砂防膨剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抑砂防膨剂及其制备方法，用于油水井酸化。所述的抑砂防膨剂由有机胺与HCl按1︰2的摩尔比反应产生的胺盐和三元共聚物混合而成，其中，胺盐占总重量的98％，三元共聚物占总重量的2％。所述的三元共聚物是由丙烯酰胺单体或2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸单体和二甲基二烯丙基氯化铵单体及有机硅烷偶联剂的三元共聚物。经试验表明，该抑砂防膨剂的防膨率高于85％，抑砂率高于90％。既能有效防止粘土膨胀，又能对细粉砂出砂进行有效的防治，适用于90℃以内中低等出砂强度下疏松砂岩油藏酸化作业。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，用于油水井酸化。所述的抑砂防膨剂由有机胺与HCl按1︰2的摩尔比反应产生的胺盐和三元共聚物混合而成，其中，胺盐占总重量的98％，三元共聚物占总重量的2％。所述的三元共聚物是由丙烯酰胺单体或2?丙烯酰胺基?2?甲基丙磺酸单体和二甲基二烯丙基氯化铵单体及有机硅烷偶联剂的三元共聚物。经试验表明，该抑砂防膨剂的防膨率高于85％，抑砂率高于90％。既能有效防止粘土膨胀，又能对细粉砂出砂进行有效的防治，适用于90℃以内中低等出砂强度下疏松砂岩油藏酸化作业。【专利说明】
本专利技术涉及一种油水井酸化用抑砂防膨剂及其制备方法，属于石油化工技术领 域。
技术介绍
砂岩油藏多轮次酸化后，岩石骨架砂粒间的胶结物被破坏，易在近井地带发生出 砂现象，尤其是对疏松砂岩油藏，所含细粉砂较多，出砂情况更为严重，防治也更加困难。油 水井出砂将会严重影响酸化效果，大幅降低酸化有效期。此外，酸化作业也会加剧粘土的水 化膨胀。酸液流经粘土矿物时，会溶解粘土矿物的胶结物，从而加大粘土矿物的膨胀和分 散，这在蒙脱石及伊/蒙混层矿物含量较高时尤为严重。粘土膨胀会造成孔隙堵塞，由于膨 胀而分散稀释的粘土颗粒和碎肩运移至裂缝的弯曲处而沉积或桥接、架桥，将进一步引起 孔隙度的减小和渗透率的降低。对于非膨胀性的粘土，酸液能促进其分解，且分散颗粒易和 其它微粒一起随流体流动而运移，从而堵塞了有效的流动通道，降低产油率。因此，如何在 不牺牲酸化效果的情况下，防止油层骨架的破坏、出砂以及粘土矿物的膨胀、运移，是目前 酸化中亟待解决的问题之一。 针对粘土含量高的地层，在稳定粘土的同时，对出砂进行有效抑制，形成一种兼具 粘土防膨与砂粒稳定的化学剂，可以有效解决这类油藏酸化效率低等问题。国内外关于防 膨剂或者抑砂剂的单独的报道有很多，它们通常只具备防止粘土膨胀或者砂粒运移中的一 个作用。有关抑砂防膨剂的研究较少，文献中提到的物质主要有阳离子季铵盐、多羟基阳离 子聚合物、阳离子聚丙稀酰胺等，这些化学剂防膨作用较好，但通常抑砂效果不佳。例如，专 利CN104861110A以丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸盐、苯乙烯或丙 烯睛以及丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或三甲基烯丙基氯化氯化铵等为原料制备了一种针 对高渗透油藏抑砂防膨用剂，该物质属聚季铵盐类物质，主要利用聚季铵盐的桥接作用以 及电性中和进行抑砂防膨。性能评价试验表明，该体系具有良好的防止粘土膨胀和抑制砂 粒运移的能力。然而该物质合成方法较为复杂，限制了其在油田的推广引用。 由于兼具防膨和抑砂功能的单一物质较少，因此复配体系是研制抑砂防膨剂的一 个主要方向。然而大多数复配体系中，防膨剂与抑砂剂协同性较差，二者间存在相互干扰， 导致相同有效浓度下，抑砂防膨复配体系的防膨率低于单独的防膨剂，抑砂率低于单独的 抑砂剂。因此筛选出具有良好协同效应、消除这种不利影响的复配体系成为了开发抑砂防 膨剂的关键。
技术实现思路
： 针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种油水井酸化用抑砂防膨剂及其制 备方法，用于解决砂岩地层酸化时产生的粘土膨胀和地层出砂问题。 本专利技术的技术方案如下： 一种油水井酸化用抑砂防膨剂，由胺盐和三元共聚物混合而成，其中，胺盐占总重 量的98%，三元共聚物占总重量的2%。 所述的胺盐是用有机胺与HC1按1: 2的摩尔比反应产生的。所述的有机胺，选自1， 2-乙二胺、N，N-二甲基乙二胺、N，N'_二甲基乙二胺、N，N-二乙基乙二胺、NN'-二乙基乙二 胺、N-乙基乙二胺、1，2-丙二胺、1,3-丙二胺、四甲基丙二胺、1,6-己二胺、N，N'_二甲基-1， 3_丙二胺、N，N，N'，N'_四甲基-1，6-己二胺中的一种或几种。 所述盐酸质量分数为37%，规格为分析纯或化学纯。 所述的三元共聚物，选自丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵与3-(甲基丙烯酰氧） 丙基三甲氧基硅烷(KH570、A-174)的共聚物，丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵与乙烯基三 甲氧基硅烷(A-171)的共聚物，丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵与乙烯基三(2-甲氧基乙 氧基)硅烷(A-172)的共聚物，丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵与乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)的共聚物中的一种或几种。 按照上面所述抑砂防膨剂的制备方法，其特征是按如下步骤实现： (1)向四口烧瓶中中加入100g的有机胺； (2)在恒压漏斗中加入质量浓度为37%的盐酸，其中HC1与有机胺的摩尔比为2:1; (3)打开恒压漏斗，向烧瓶中滴加盐酸，调节恒压漏斗的活塞开度来控制盐酸的滴 速，并且调节搅拌棒的转速，使得滴加过程中控制温度不超过50°C，滴加酸时会出现大量白 烟，酸的滴速要缓慢，以防大量放热发生迸溅； ⑷反应中通过实时测定PH来确定盐酸滴加终点，最终得到产品的pH在5~6; (5)到达滴定终点后，关闭恒压漏斗，继续反应0.5小时以使得反应进行的更加完 全； (6)调整水浴温度为40°C~60°C，按上一步产物总质量的2%加入丙烯酰胺-二甲 基二烯丙基氯化铵-有机硅烷的三元共聚物； (7)搅拌4~6h后，得到淡黄色或透明粘稠状液体，室温下粘度约为460mPa/s，即为 目标产物抑砂防膨剂。 本专利技术的有益效果是防膨率高于85%，在2mL/min~20mL/min冲砂流量下冲出砂 粒含量均低于0.1%，临界出砂流速大于20mL/min，地层伤害率低于15%，抑砂率高于90 %。 适用于90°C以内、粘土含量较高的中等或者弱出砂地层，可以满足酸化时防膨抑砂的需要。【具体实施方式】 为了更加清楚地理解本专利技术，现对本专利技术的具体实施方案进行详细的阐述，但本 专利技术所保护范围不仅限于此。 实施例1，称量23.32g的1，2-乙二胺，加入到四口烧瓶中。打开搅拌棒（中等转速） 以及冷凝水。水浴锅中装满清水，用来控制反应温度。称量76.68g盐酸(有效含量为37 % )， 加入到恒压漏斗中，控制活塞开度，使得盐酸缓慢滴入烧瓶中。该过程中注意控制盐酸的滴 加速度不要过快，保证反应温度始终在50°C以内。待pH在5~6之间时，结束滴加，继续反应 〇.5h。之后加入2g的丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵与3-(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基 硅烷的三元共聚物。调整水浴温度为40°C，反应6h后将产物取出，得到有效浓度为53.7%的 无色粘稠状抑砂防膨剂产品。实施例2，称量30.85g的N，N-二甲基乙二胺，加入到四口烧瓶中。打开搅拌棒（中等 转速）以及冷凝水。水浴锅中装满清水，用来控制反应温度。称量69.15g盐酸(有效含量为 37% )，加入到恒压漏斗中，控制活塞开度，使得盐酸缓慢滴入烧瓶中。该过程中注意控制盐 酸的滴加速度不要过快，保证反应温度始终在50°C以内。待pH在5~6之间时，结束滴加，继 续反应〇.5h。之后加入2g的丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵与乙烯基三甲氧基硅烷的三 元共聚物。调整水浴温度为45°C，反应5h后将产物取出，得到有效浓度为56.4%的淡黄色粘 稠状抑砂防膨剂产品。实施例3，称量27.28g的1，2-丙二胺，加入到四口烧瓶中。打开搅拌棒（中等转速） 以及冷凝水。水浴锅中装满清水，用来控制反应温度。称量72.72g盐酸(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抑砂防膨剂，其特征是由胺盐和三元共聚物混合而成，其中，胺盐占总重量的98％，三元共聚物占总重量的2％；所述的胺盐是由有机胺与HCl按1︰2的摩尔比反应产生的；所述的有机胺，选自1,2‑乙二胺、N,N‑二甲基乙二胺、N,N'‑二甲基乙二胺、N,N‑二乙基乙二胺、NN'‑二乙基乙二胺、N‑乙基乙二胺、1,2‑丙二胺、1,3‑丙二胺、四甲基丙二胺、1,6‑己二胺、N,N'‑二甲基‑1,3‑丙二胺、N,N,N',N'‑四甲基‑1,6‑己二胺中的一种或几种；所述的三元共聚物，选自丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵与硅烷偶联剂KH570的共聚物，丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵与硅烷偶联剂A171的共聚物，丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵与硅烷偶联剂A172的共聚物，丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵与硅烷偶联剂A151的共聚物中的一种或几种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：葛际江，李侠清，张贵才，蒋平，裴海华，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37