环境友好型粘土稳定剂制造技术

本发明专利技术公开了一种环境友好型粘土稳定剂，包括以重量份计的5～30份的磺酰季铵盐I、10～30份的磺酰季铵盐II，35～40份苄基季铵盐、5～40份的氯化胆碱；其中，磺酰季铵盐I由N‑氨基乙基乙醇胺、甲醛和硫酸二乙酯反应制得；磺酰季铵盐II由三乙醇胺和硫酸二乙酯反应制得；苄基季铵盐由三乙醇胺和氯化苄反应制得；该粘土稳定剂为兼具宽pH应用环境、高耐温性及高防膨性能的环境友好型粘土稳定剂，其适用于pH值为1～14之间的各种井下工作液体，耐温高达150℃，防膨率>90％，防膨性能持续时间超过1个月，同时通过生物相容性实验验证，其半致死浓度LC50>10000mg/L，具有优良的环保性，适宜用作配制压裂液、酸液、射孔液及修井液等各类井下工作液的添加剂。

Environmental friendly clay stabilizer

The invention discloses an environment-friendly clay stabilizer, which comprises 5-30 phr of sulfonyl quaternary ammonium salt I by weight, 10-30 phr of sulfonyl quaternary ammonium salt II, 35-40 phr of benzyl quaternary ammonium salt and 5-40 phr of choline chloride; among them, sulfonyl quaternary ammonium salt I is prepared by the reaction of N-aminoethyl ethanolamine, formaldehyde and diethyl sulfate; sulfonyl quaternary ammonium salt II is prepared by trans-ethanolamine and diethyl sulfate. Benzyl quaternary ammonium salt is prepared by the reaction of triethanolamine and benzyl chloride. The clay stabilizer is an environmentally friendly clay stabilizer with wide pH application environment, high temperature resistance and high anti-swelling performance. It is suitable for all kinds of downhole working liquids with pH between 1 and 14. The temperature resistance is up to 150 C, the anti-swelling rate is over 90%, and the anti-swelling performance lasts for more than one month. At the same time, the clay stabilizer is biocompatible. The semi-lethal concentration LC50 > 10 000 mg/L is proved to be environmentally friendly and suitable for the preparation of fracturing fluid, acid fluid, perforating fluid, workover fluid and other downhole working fluids additives.

【技术实现步骤摘要】
环境友好型粘土稳定剂
本专利技术涉及油气田勘探开发井下作业
，特别涉及一种环境友好型粘土稳定剂。
技术介绍
在压裂酸化改造或修井作业过程中，针对泥页岩或粘土型地层的粘土膨胀等问题，使用抑制性的粘土稳定剂来缓解。目前KCL-聚铵盐或季铵盐体系的粘土稳定剂已进行广泛应用并取得良好防膨效果。但仍存在以下不足：(1)粘土暂稳剂KCl的加入导致了该体系含有较高浓度的氯离子，高浓度的氯离子会与环境中的有机物结合生成具有三致效应(致突变效应、致畸效应、致癌效应)的氯代化合物，严重影响生态环境；(2)现有的粘土长稳剂如聚铵盐或季铵盐具有较高的生物毒性。因此，这一非环保型体系的引入将带来环保压力，返排到地面后，必须进行无害化处理。由于其处理的成本昂贵，而提高了油气田开发的成本。开发具有强抑制性和优良环保性的粘土稳定剂，即可以减少返排液的处理成本，又减少对地层水的污染，因此环境友好型粘土稳定剂将成为今后的一个发展方向。目前国内外学者对环境友好型粘土稳定剂如聚乙烯多胺类、聚氨基酸类、淀粉改性类等进行了室内研究报道，但普遍存在如下问题：(1)成本较高，性能还比较单一，应用结果还不够理想；(2)大多环保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环境友好型粘土稳定剂，其特征在于，包括以重量份计的5～30份的磺酰季铵盐I、10～30份的磺酰季铵盐II，35～40份苄基季铵盐、5～40份的氯化胆碱；其中，磺酰季铵盐I由N‑氨基乙基乙醇胺、甲醛和硫酸二乙酯反应制得；磺酰季铵盐II由三乙醇胺和硫酸二乙酯反应制得；苄基季铵盐由三乙醇胺和氯化苄反应制得。

【技术特征摘要】
1.一种环境友好型粘土稳定剂，其特征在于，包括以重量份计的5～30份的磺酰季铵盐I、10～30份的磺酰季铵盐II，35～40份苄基季铵盐、5～40份的氯化胆碱；其中，磺酰季铵盐I由N-氨基乙基乙醇胺、甲醛和硫酸二乙酯反应制得；磺酰季铵盐II由三乙醇胺和硫酸二乙酯反应制得；苄基季铵盐由三乙醇胺和氯化苄反应制得。2.根据权利要求1所述的环境友好型粘土稳定剂，其特征在于，所述磺酰季铵盐I由80～140重量份的N-氨基乙基乙醇胺、55～75重量份的甲醛和160～200重量份的硫酸二乙酯反应制得。3.根据权利要求1所述的环境友好型粘土稳定剂，其特征在于，所述磺酰季铵盐I的制备方法为：将N-氨基乙基乙醇胺溶于1～4倍于N-氨基乙基乙醇胺重量的水中并混合均匀，升温至35～50℃，向反应液中滴加入甲醛溶液，滴加完毕后继续升温至53～68℃，反应30min，升温至到80～100℃，向反应液中滴加硫酸二乙酯，滴加完毕后继续反应4～8h。4.根据权利要求3所述的环境友好型粘土稳定剂，其特征在于，所述甲醛溶液为37～40wt.％％的甲醛水溶液，其滴加速度为2～8g/...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹鹏，刘林，王志明，张龙，杨津，李博，呼桂艳，刘泽宇，曹宁，周婷，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12