用于低渗透油藏注水防膨粘土稳定剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于油田开发技术领域，具体涉及用于低渗透油藏注水防膨粘土稳定剂及其制备方法，该防膨粘土稳定剂是由大豆油改性表面活性剂、酒石酸、氢氧化钾和水复配而成；其中，大豆油改性表面活性剂是具有长碳链烷基和季铵阳离子的季铵盐表面活性剂。本发明专利技术的防膨粘土稳定剂的原料来源广泛、合成工艺简单、用量少、油藏适应性强的特点；同时具有耐温耐盐性能好，能耐温达到290℃，耐矿化度达到220000mg/L，且与地层水具有良好的配伍性，防膨率高，防膨率达到98.0％以上。因此，本发明专利技术可广泛地应用于油田开采技术领域。

Anti swelling clay stabilizer for water injection in low permeable reservoir and preparation method thereof

The invention belongs to the field of oilfield development technology, particularly for water injection in low permeability reservoir of bentonite clay stabilizer and preparation method thereof, the anti swelling clay stabilizer is made from soybean oil modified surfactants, tartaric acid, potassium hydroxide and water compounded; the soybean oil modified surfactant is a quaternary ammonium surfactant with long carbon chain alkyl and quaternary ammonium cations. The invention has the characteristics of anti swelling clay stabilizer of wide raw material sources, simple synthesis technology, less dosage, reservoir adaptability; at the same time with temperature and salt resistance performance is good, the maximum temperature reached 290 degrees, resistance to salinity reached 220000mg/L, and has good compatibility with formation water, anti swelling rate, swelling rate more than 98%. Therefore, the invention can be widely applied in the technical field of oil field exploitation.

【技术实现步骤摘要】
用于低渗透油藏注水防膨粘土稳定剂及其制备方法
本专利技术属于油田开采
，具体涉及一种用于低渗透油藏注水防膨粘土稳定剂及其制备方法。
技术介绍
改善注水开发效果是提高低渗透油藏采收率的关键技术之一。低渗透水敏储层中的粘土矿物易水化膨胀，分散运移，堵塞喉道。在低渗透油藏中，由于水敏性造成的储层伤害，会使渗透率大幅度降低，导致注入困难。与中、高渗透油藏相比，低、特低渗透油藏的水敏性对开发过程的影响更加突出。因此，在低、特低渗透水敏性油藏的注水开发过程中，尤其要注意预防粘土膨胀。目前，防止粘土膨胀普遍采用的方法是在注入水中加入粘土稳定剂。由于不同类型的油藏中粘土矿物的组成和含量不同，因此，对于特定的油藏须选择性地使用不同种类的粘土稳定剂。目前常用的评价粘土稳定剂方法有：根据粘土在水中膨胀体积变化的静态评价方法和通过物理模拟实验过程中渗透率的变化值进行的动态评价方法。静态评价方法由于方法简单、容易操作而被广泛采用。根据粘土矿物的水敏机理，如果在注入水中添加一些注剂，让注入水成为带正电离子的溶液，利用正电离子与粘土晶片表面负离子作用，结合成一个防膨的体系，在粘土表面形成一个憎水面，隔离粘土晶面硅氧键或氢氧键的偶极对水分子的吸引，从而起到防止粘土水化膨胀作用；其次利用这种溶液在水化的粘土体系中产生离子间排斥和聚合凝缩作用，使粘土矿物在这种分子间力作用下聚结，起到防止粘土分散运移的作用，这种能消除粘土矿物水敏性的助剂就是粘土稳定剂。阳离子表面活性剂由于在水中可以解离出有表面活性的阳离子，能吸附在粘土颗粒的表面上中和粘土表面的负电荷，所以可作为防膨剂。但阳离子活性剂作粘土防膨剂时易与几种阴离子化学药剂反应产生沉淀，如石油磺酸盐或为提高采收率使用的部分水解聚丙稀酰胺及一些生物聚合物。尽管在粘土稳定剂应用中选择聚合物所取得的效果较为明显，但需注意其本身具有较大的相对分子质量，一旦注水井储层处于低渗透状态，这样在防膨处理中将使注水井渗透率受到严重影响。以BY-14稳定剂的应用为例，假若在油井转注前，完成防膨处理过程，若压力保持为30MPa，可发现很难向地层注入。这就要求在筛选粘土稳定剂中，做好评定粘土稳定剂与地层适应性分析。例如，对于低渗透率储层，在进行空气渗透率测定的基础上，将BF-901、J-1稳定剂分别注入，二者都保持为20g/L质量浓度，此时可进行溶液渗透率的测定，并测定蒸馏水转注后的渗透率情况。这样便可发现，在分子质量较高时，稳定剂的应用很可能堵塞岩心，而相对分子质量较低的稳定剂，防膨处理中可保证岩心的稳定性。因此，实际筛选粘土稳定剂中，为避免低渗透储层在防膨处理时受到伤害，应保证粘土稳定剂相对分子质量较低。专利ZL201310118314.7“一种低分子量粘土稳定剂制备方法”以含有碳碳的铵盐和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为原料在水溶液中聚合制备而成，聚合物数均分子量低于5万。该聚合物稳定剂中引入磺酸基团，增加了聚合物的水溶性和抗温性能。它在水中可以同时与多个粘土颗粒形成多点吸附，吸附后，在粘土颗粒的表面形成一层吸附保护膜，防止粘土颗粒的膨胀与运移。但是该稳定剂难以用于低渗透油田。彭玉洁等人的“酯交换季胺型阳离子大豆油表面活性剂的合成及物化性能研究”提出一种低成本和工艺简单的表面活性剂，该表面活性剂属于季铵盐型，根据室内试验研究，该表面活性剂具有优异的防膨效果、耐温性以及无任何腐蚀性，同时该表面活性剂属于小分子阳离子表面活性剂，适用于低渗透油藏。因此，该大豆油改性表面活性剂可以用于低渗透油田的防膨粘土稳定剂。
技术实现思路
本专利技术针对目前现有技术的不足而提供一种具有保护储层作用的粘土稳定剂，本专利技术的粘土稳定剂可用于低渗透油藏，具有耐温抗盐性能好、价格低廉和工艺简单的粘土稳定剂。本专利技术公开了用于低渗透油藏注水防膨粘土稳定剂，是由大豆油改性表面活性剂、酒石酸、氢氧化钾和水复配而成，所述的大豆油改性表面活性剂是具有长碳链烷基和季铵阳离子的季铵盐表面活性剂，其分子通式如下：其中：R″为CnH2n+1，0≤n≤15；R′为CmH2m+1，0≤m≤15。所述的用于低渗透油藏注水防膨粘土稳定剂各组成的组份如下：优选地，所述的用于低渗透油藏注水防膨粘土稳定剂各组成的组份如下：本专利技术另一个目的在于提供用于低渗透油藏注水防膨粘土稳定剂的制备方法，其具体步骤如下：(1)将上述比例的水置于烧杯中，并在40～65℃的恒温水浴锅内加热；在搅拌速率为300～350rpm条件下，加入上述比例的酒石酸，完全加入后，继续搅拌10～20min，得到混合溶液；(2)将上述混合溶液的温度调至25～30℃，在搅拌速率为200～300rpm下，缓慢加入上述比例的氢氧化钾，完全加入后，继续搅拌30～50min；随后升温至60～75℃，恒温10～15min，得到透明溶液；(3)将上述透明溶液的温度调至45～50℃，搅拌速率为350～500rpm，加入上述比例的大豆油改性表面活性剂，恒温搅拌10～30min，然后自然降温至室温得到最终产物，即本专利技术的防膨粘土稳定剂。根据已有文献，所述的大豆油改性表面活性剂的合成路线如下：其中：R″为CnH2n+1，0≤n≤15；R′为CmH2m+1，0≤m≤15。本专利技术提供的防膨粘土稳定剂，稳定剂中的大豆油表面活性剂属于小分子季铵盐阳离子型表面活性剂，其在水中解离产生高正电价的阳离子，可以与粘土颗粒形成多点吸附，可以取代粘土晶层表面的K+、Na+、Ca2+等金属阳离子。在吸附到粘土后会在粘土颗粒的表面形成一层有机阳离子的吸附保护膜，将粘土颗粒保护起来，防止粘土颗粒的水化、膨胀、分散和运移。酒石酸作为一种螯合剂，可以捕获和分离出特定的二价和三价金属离子，具有固定阳离子的作用，同时，其形成的盐还可用于改变岩石的润湿性，使岩石由油润湿变为水润湿；无机盐氢氧化钾易于进入粘土空穴中，与粘土结合较为牢固，起到固定粘土的作用。同时，大豆油表面活性剂由于分子适中，碳链不易断裂，具有很好的耐温性能，而且分子不需要卷曲即可与粘土紧密结合，抗盐性能优异，有效的提高了使用效率。本专利技术与现有技术相比具有如下优点和有益效果：(1)本专利技术的防膨粘土稳定剂原料来源广泛，合成工艺简单，成本低廉；(2)本专利技术的防膨粘土稳定剂用量少，可用于低渗透油藏注水粘土防膨，满足油田发展的需要；(3)本专利技术的防膨粘土稳定剂耐温耐盐性能好，能耐温达到290℃，耐矿化度达到220000mg/L，且与地层水具有良好的配伍性；(4)本专利技术的防膨粘土稳定剂可强烈的吸附到粘土表面，不易分解，粘土稳定剂永久有效，防膨率高，防膨率达到98％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专利技术。应理解，这些实施例只是为了举例说明本专利技术，而非以任何方式限制本专利技术的范围。实施例1：防膨粘土稳定剂E1及其制备方法(1)防膨粘土稳定剂E1的组成及组份如下：根据已有文献，所述的大豆油改性表面活性剂的合成路线如下：其中：R″为CnH2n+1，0≤n≤15；R′为CmH2m+1，0≤m≤15。(2)防膨粘土稳定剂E1的制备方法如下：①将50份的水置于烧杯中，并在40℃的恒温水浴锅内加热；在搅拌速率为300rpm条件下，加入0.1份的酒石酸，完全加入后，继续搅拌10min，得到混合溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于低渗透油藏注水防膨粘土稳定剂，其特征在于，所述的防膨粘土稳定剂是大豆油改性表面活性剂、酒石酸、氢氧化钾和水复配而成，所述的大豆油改性表面活性剂是具有长碳链烷基和季铵阳离子的季铵盐表面活性剂，其分子通式如下：

【技术特征摘要】
1.用于低渗透油藏注水防膨粘土稳定剂，其特征在于，所述的防膨粘土稳定剂是大豆油改性表面活性剂、酒石酸、氢氧化钾和水复配而成，所述的大豆油改性表面活性剂是具有长碳链烷基和季铵阳离子的季铵盐表面活性剂，其分子通式如下：其中：R″为CnH2n+1，0≤n≤15；R′为CmH2m+1，0≤m≤15。2.根据权利要求1所述的用于低渗透油藏注水防膨粘土稳定剂，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2所述的用于低渗透油藏注水防膨粘土稳定剂，其特征在于，所述的防膨粘土稳定剂各组成的组份如下：4.用于低渗透油藏注水防膨粘土稳定剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法的具体步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：张静，
申请(专利权)人：青岛华蓝普环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37