一种聚合物型耐高温防膨缩膨剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及强水敏感性稠油油藏注蒸汽开采中粘土防膨缩膨剂，尤其涉及一种聚合物型耐高温防膨缩膨剂及其制备方法与应用。所述制备方法包括：在引发剂作用下，2

【技术实现步骤摘要】
一种聚合物型耐高温防膨缩膨剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及强水敏感性稠油油藏注蒸汽开采中粘土防膨缩膨剂，尤其涉及一种聚合物型耐高温防膨缩膨剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]稠油油藏的储层一般为胶结疏松或非固结的松散砂层，且敏感性粘土的含量高，因而注蒸汽热采过程中会引起粘土膨胀、微粒运移等地层损害。随着勘探开发工作的逐渐深入，新的稠油资源增多，强水敏感性油藏的规模也将增大。开发好这类油藏，对油田可持续发展、对进一步完善稠油开发技术都具有较为重要的意义。
[0003]在稠油注蒸汽热采过程中，石油储层中粘土矿物的水化膨胀、分散和运移，导致储层有效孔隙变小，乃至喉道被堵，造成油层渗透率降低，严重影响产量。目前在油田实际生产中多采用注汽前置添加粘土稳定剂的方法来减缓粘土类矿物对储层的伤害。对于粘土矿物已经水化膨胀的情况，传统粘土稳定剂即防膨剂对储层渗透能力的恢复作用很小，而且传统粘土稳定剂耐高温能力也较差。
[0004]油田开发中，不仅要对地层进行保护，许多情况下需要对已发生粘土膨胀的地层进行修复。无机盐防膨剂有效期短，高价金属离子在地层中易产生沉淀；阳离子表面活性剂能引起水湿性砂岩表面润湿反转。阳离子聚合物是目前应用最广泛的粘土防膨剂。通常的防膨剂对已发生粘土膨胀的地层是无效的或效果甚微。
[0005]专利CN103539902B，“一种促进地层粘土改性的耐高温缩膨体系的制备方法”，该专利专利技术的防膨缩膨剂既能防止粘土的膨胀和运移，又能使已水化膨胀的粘土矿物失水，达到恢复地层渗透率的促进地层粘土改性。属于水溶性的两性离子多元共聚物。但是该防膨缩膨剂耐温性和抗盐性能相比其他防膨缩膨剂均较低，无法满足某些油田苛刻的实施条件。
[0006]专利CN105623636B，“防膨缩膨剂、其制备方法及其应用”，该防膨缩膨剂通过在现有的无机盐与季铵类阳离子聚合物复配的基础上，通过进一步与特定重量份的氨基磺酸进行复配，利用各组分间的协同增效作用，提高了单一组分对粘土的防膨缩膨率，使得本专利技术的防膨缩膨剂具有较强的防膨缩膨效果，能够压缩粘土双电层、释放粘土部分晶格水和吸附水，从而防止水锁对储层的伤害。该专利技术的防膨缩膨剂是针对常温或者冷采条件下使用，不具体耐高温的性能。因此，并不适合于稠油热采开发技术。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种聚合物型防膨缩膨剂及其制备方法，用于解决强水敏感性稠油油藏注蒸汽开采中导致的粘土膨胀问题，解决了现有防膨缩膨剂效果不佳，且不耐高温的问题。本专利技术的防膨缩膨剂耐高温性能好，不仅能防止注入蒸汽导致地层粘土的水敏性膨胀，降低对地层的伤害，同时还能对已经水敏性膨胀的粘土进行缩膨处理，恢复储层原有的渗透率。
[0008]根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提供了一种聚合物型耐高温防膨缩膨剂的制备方法，该制备方法包括：
[0009](1)在引发剂作用下，2-烷基-4乙烯基苯磺酸钠单体、N,N-二甲基乙基丙烯酰胺氯化铵单体在溶剂中进行聚合反应，然后加入阻聚剂得到混合溶液。
[0010](2)将上述混合溶液进行提纯、洗涤、烘干、粉碎得到固体颗粒，即为防膨缩膨剂。
[0011]所述的2-烷基-4乙烯基苯磺酸钠的结构式如式(1)所示：
[0012][0013]其中：R为C1～C8的直链或支链烷基，优选为C5的直链烷基；
[0014]所述的N,N-二甲基乙基丙烯酰胺氯化铵的结构式如式(1)所示：
[0015][0016]根据本专利技术的第二个方面，本专利技术提供了由本专利技术第一个方面所述方法制得的防膨缩膨剂，该防膨缩膨剂的结构式如式(3)所示：
[0017][0018]其中，m＝100-10000；
[0019]n＝200-10000；
[0020]R为C1～C8的直链或支链烷基，优选为C5直链烷基。
[0021]根据本专利技术的第三个方面，本专利技术提供了本专利技术第二方面所述防膨缩膨剂在强水敏感性稠油油藏中的应用。
[0022]本专利技术与现有技术相比具有的有益效果和优点：
[0023](1)本专利技术的聚合物型耐高温防膨缩膨剂的原料来源广泛，合成工艺简单，过程清洁无污染，产物易于获得和运输保存；
[0024](2)本专利技术的聚合物型耐高温防膨缩膨剂耐温达300℃以上，耐矿化度达50000mg/L以上；
[0025](3)本专利技术的防膨缩膨剂使用浓度低，在使用浓度0.5％时，防膨率≥85％，缩膨率≥50％。
[0026]本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
[0027]在本专利技术中所批露的范围的端点值和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0028]根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提供了一种聚合物型耐高温防膨缩膨剂的制备方法，该制备方法包括：
[0029](1)在引发剂作用下，2-烷基-4乙烯基苯磺酸钠单体、N,N-二甲基乙基丙烯酰胺氯化铵单体在溶剂中进行聚合反应，然后加入阻聚剂得到混合溶液。
[0030](2)将上述混合溶液进行提纯、洗涤、烘干、粉碎得到固体颗粒，即为防膨缩膨剂。
[0031]所述的2-烷基-4乙烯基苯磺酸钠的结构式如式(1)所示：
[0032][0033]其中：R为C1～C8的直链或支链烷基，优选为C5的直链烷基；
[0034]所述的N,N-二甲基乙基丙烯酰胺氯化铵的结构式如式(1)所示：
[0035][0036]在本专利技术中，优选地，所述的2-烷基-4乙烯基苯磺酸钠、N,N-二甲基乙基丙烯酰胺氯化铵的摩尔比为1:0.5～6.0，更优选为1:2～3。
[0037]优选情况下，所述的聚合反应条件为温度30～80℃，反应时间1-5h，搅拌速率400-600rpm，更优选为温度40～60℃，反应时间2-3.5h，搅拌速率500-550rpm。
[0038]优选情况下，所述的引发剂为硫代硫酸铵、亚硫酸钠中的一种或其混合物，混合物比例为1:1～5。以1mol份的2-烷基-4乙烯基苯磺酸钠单体为基准，所述的引发剂用量为0.05-0.5mol，更优选为0.1-03mol。
[0039]优选地，所述的溶剂为水、乙醇、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种。以1mol份的2-烷基-4乙烯基苯磺酸钠单体为基准，所述的溶剂用量为50-200mol，更优选为80-120mol。
[0040]优选地，所述的阻聚剂为对苯二酚、对苯醌、2，5-二叔丁基对苯二酚中的一种，更优选为2，5-二叔丁基对苯二酚。以1mol份的2-烷基-4乙烯基苯磺酸钠单体为基准，所述的阻聚剂用量为0.5-5mol，更优选为1-3mol。
[0041]按照一种更具体的优选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚合物型耐高温防膨缩膨剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：(1)在引发剂作用下，2-烷基-4乙烯基苯磺酸钠单体、N,N-二甲基乙基丙烯酰胺氯化铵单体在溶剂中进行聚合反应，然后加入阻聚剂得到混合溶液；(2)将上述混合溶液进行提纯、洗涤、烘干、粉碎得到固体颗粒，即为防膨缩膨剂；所述的2-烷基-4乙烯基苯磺酸钠的结构式如式(1)所示：其中：R为C1～C8的直链或支链烷基，优选为C5的直链烷基；所述的N,N-二甲基乙基丙烯酰胺氯化铵的结构式如式(1)所示：2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的2-烷基-4乙烯基苯磺酸钠、N,N-二甲基乙基丙烯酰胺氯化铵的摩尔比为1:0.5～6.0。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的2-烷基-4乙烯基苯磺酸钠、N,N-二甲基乙基丙烯酰胺氯化铵的摩尔比为1:2～3。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的聚合反应条件为温度30～80℃，反应时间1-5h，搅拌速率400-600rpm。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的聚合反应条件为温度40～60℃，反应时间2-3.5h，搅拌速率500-550rpm。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的引发剂为硫代硫酸铵、亚硫酸钠中的一种。7.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，以1mol份的2-烷基-4乙烯基苯磺酸钠单体为基准，所述的引发剂用量为0.05-0.5mol。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为水、乙醇、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种。9.根据权利要求1或8所述的制备方法，其特征在于，以1mol份的2-烷基-4乙烯基...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾庆升，初伟，郑万刚，杨斌，邹斌，隋旭强，贺文媛，宋丹，冯海顺，李继勇，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：