一种防膨缩膨剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种防膨缩膨剂及其制备方法与应用，所述防膨缩膨剂原料包括短链季铵盐、引发剂、无机盐、丙烯酰胺、单体、交联剂和水。所述制备方法为将丙烯酰胺、单体、交联剂、引发剂、水、混合均匀后进行反应；然后进一步与短链季铵盐、无机盐、引发剂混合均匀后得到防膨缩膨剂。还提供上述缩膨剂在油田储层注水过程中的应用。可以克服高温环境对防膨缩膨使用效果的影响，在高温工况条件下具有良好的缩膨及防膨效果。及防膨效果。

【技术实现步骤摘要】
一种防膨缩膨剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于油田开发
，特别是涉及一种防膨缩膨剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]水敏低渗透油藏往往含有一定数量的粘土，主要有高岭石、蒙脱石等。由于它们自身的特性，使它们在一定外来因素如长期注水的作用下对地层产生损害。粘土膨胀和微粒的移动会导致地层的渗透率的降低或堵塞了油气流通通道，这都会减少油井的产量。缩膨剂作为一种黏土处理剂，不但具有一定防膨能力，还能够使已经水化膨胀的黏土，脱出水分，压缩体积，储存的渗透率得到一定程度的恢复。目前已有报道表明缩膨剂在降压增注方面效果显著，张建忠发表于《精细石油化工进展》上的“BSA
‑
102防膨缩膨剂作用机理及性能研究”中报道合成了一种低分子阳离子聚合物BSA
‑
102缩膨剂，并将其应用于青海油田采油二厂乌南试验区块，试验区块为低渗透砂岩油藏，储层属于伊蒙混合粘土类型，储层地质情况复杂，水敏情况严重。施工前注水压力为31MPa，施工后在注水量不变的情况下，注水压力下降了3MPa，并且在后期连续注水过程中注水压力始终维持在28MPa左右，应用效果显著。
[0003]CN105154034A公开了一种防膨缩膨剂，为乙二胺二乙酸盐溶液。乙二胺二乙酸盐溶液既避免了传统大阳离子抓捕桥堵的不利因素，也克服了小阳离子电荷密度小有效期短的不利因素，不但具有很好的粘土稳定作用，同时对已膨胀的粘土还有较好的收敛作用。加入氯化镁和/或氨基三亚甲基膦酸复配后的防膨缩膨剂的防膨缩膨效果更佳。本专利技术的防膨缩膨剂液体澄清透亮，防膨率可达95％以上，缩膨率可达35％以上，适用于预防和解决油田开发导致的粘土膨胀问题。
[0004]CN105647509 A公开了一种活性防膨缩膨剂及其制备方法和应用，在密闭的容器中加入水，依次加入阳离子改性淀粉、二甲基二烯丙基氯化铵和环氧氯丙烷，在100℃恒温条件下反应3h，待容器冷却至40℃后加入乙二胺、过硫酸钾和尿素，搅拌均匀得到原料；取原料，加入氯化钾或氯化铵，再加入1
‑
2份氟表面活性剂，余量为水，搅拌均匀得到产物；将产物释成质量浓度2
‑
5％的溶液，注入油层使用；本专利技术具有明显的防膨效果，提高了注水效率，日注水量达到配注需求。

技术实现思路

[0005]现有缩膨剂往往重视缩膨效果而忽视了防膨效果，针对防膨和缩膨往往需要两种试剂，并且鲜有缩膨剂在高温条件下的应用报道，针对现有技术中存在的问题，提供一种防膨缩膨剂及其制备方法与应用，在较高温条件下具有良好的缩膨及防膨效果。
[0006]本专利技术第一方面提供一种防膨缩膨剂，以重量份数计，所述防膨缩膨剂原料包括1～15份短链季铵盐、0.1～1份引发剂、0.1～15份无机盐、5～20份丙烯酰胺、1～5份单体、0.5～3份交联剂、50～400份水；优选为5～10份短链季铵盐、0.2～0.8份引发剂、5～10份无机盐、10～15份丙烯酰胺、3～5份单体、1～2份交联剂、50～200份水。
[0007]本专利技术第二方面提供一种防膨缩膨剂，以重量份数计，所述防膨缩膨剂原料包括
0.5～2份二烯丙基氨基甲基膦酸盐、1～15份短链季铵盐、0.1～1份引发剂、0.1～15份无机盐、5～20份丙烯酰胺、1～5份单体、0.5～3份交联剂、50～400份水，优选为0.5～1份二烯丙基氨基甲基膦酸盐、5～10份短链季铵盐、0.2～0.8份引发剂、5～10份无机盐、10～15份丙烯酰胺、3～5份单体、1～2份交联剂、50～200份水。
[0008]上述防膨缩膨剂中，所述短链季铵盐为C2
‑
C18的季铵盐，优选带有至少一个碳碳双键，优选含有一个或两个碳碳双键，还可以任选带有杂原子，杂原子为O和/或P，季铵盐的阴离子可以为Cl、Br、I、F、OH中的一种或几种。更进一步的，所述短链季铵盐具体可以选自于烯丙基三甲基化铵、烯丙基三甲基溴化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、(3
‑
丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵、三甲基乙烯基溴化铵、3
‑
[[2
‑
(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基铵]丙酸酯、2
‑
甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱、氢氧化三甲基乙烯基铵、二甲基苯甲基
‑2‑
甲基丙烯酸乙胺酯氯化物中的一种或几种，优选为烯丙基三甲基化铵、烯丙基三甲基溴化铵、二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或几种。
[0009]上述防膨缩膨剂中，所述引发剂为异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰、偶氮二异丁腈、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸钾
‑
亚硫酸氢钾、过硫酸铵中的一种或几种，优选为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸钾
‑
亚硫酸氢钾、过硫酸铵中的一种或几种。
[0010]上述防膨缩膨剂中，所述无机盐可以为钠盐、钾盐、铵盐、镁盐中的一种或几种，优选为钠盐、钾盐、铵盐、镁盐中的一种或几种，所述无机盐具体可以选自于硫酸钠、碳酸钠、氯化钠、硝酸钠、氯化钾、硝酸钾、碳酸钾、硫酸钾、氯化铵、硝酸铵、硫酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、碘化铵、氯化镁、硫酸镁、硝酸镁中的一种或几种。优选为硫酸钠、氯化钠、氯化钾、氯化镁、硫酸镁、氯化铵。
[0011]上述防膨缩膨剂中，所述单体可以为阳离子单体和/或两性离子单体中的一种或几种。所述阳离子单体可以为二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、烯丙基三甲基氯化铵、N
‑
甲基
‑
N,N,N
‑
三丙烯基氯化铵中的一种或几种，优选为二甲基二烯丙基氯化铵、烯丙基三甲基氯化铵中的一种或几种。所述两性离子单体可以为两性离子单体为N
‑
甲基二烯丙基胺丙磺酸盐、N，N
‑
二甲基烯丙基胺丙磺酸盐、4
‑
乙烯基吡啶丙磺酸盐、N
‑
甲基二烯丙基丁磺酸盐、甲基丙烯酰氧乙基
‑
N，N
‑
二甲基丙磺酸盐中的一种或几种，优选为N
‑
甲基二烯丙基胺丙磺酸盐、N，N
‑
二甲基烯丙基胺丙磺酸盐中的一种或几种。
[0012]上述防膨缩膨剂中，所述交联剂为乙二醇二烯丙基醚、丙二醇二烯丙基醚、丁二醇二烯丙基醚、乙二醇二烯丁基醚、丙二醇二烯丁基醚、丁二醇二烯丁基醚中的一种或几种，优选为乙二醇二烯丙基醚、丙二醇二烯丙基醚中的一种或几种。
[0013]上述防膨缩膨剂中，所述二烯丙基氨基甲基膦酸盐分子式为C7H
12
NO3PM2、C7H
12
NO3PL、(C7H
12
NO3P)3X2、(C7H
12
NO3P)2Y中的任一种，分子结构式如下式中至少一种：
[0014][0015]其中，M为一价金属中的一种或几种，具体可以为IA族金属中的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防膨缩膨剂，以重量份数计，所述防膨缩膨剂原料包括1～15份短链季铵盐、0.1～1份引发剂、0.1～15份无机盐、5～20份丙烯酰胺、1～5份单体、0.5～3份交联剂、50～400份水；优选为5～10份短链季铵盐、0.2～0.8份引发剂、5～10份无机盐、10～15份丙烯酰胺、3～5份单体、1～2份交联剂、50～200份水；单体为阳离子单体和/或两性离子单体中的一种或几种。2.一种防膨缩膨剂，以重量份数计，所述防膨缩膨剂原料包括0.5～2份二烯丙基氨基甲基膦酸盐、1～15份短链季铵盐、0.1～1份引发剂、0.1～15份无机盐、5～20份丙烯酰胺、1～5份单体、0.5～3份交联剂、50～400份水，优选为0.5～1份二烯丙基氨基甲基膦酸盐、5～10份短链季铵盐、0.2～0.8份引发剂、5～10份无机盐、10～15份丙烯酰胺、3～5份单体、1～2份交联剂、50～200份水；单体为阳离子单体和/或两性离子单体中的一种或几种。3.按照权利要求1或2所述防膨缩膨剂，其中，短链季铵盐为C2
‑
C18的季铵盐，带有至少一个碳碳双键，季铵盐的阴离子为Cl、Br、I、F、OH中的一种或几种。4.按照权利要求1或2所述防膨缩膨剂，其中，短链季铵盐选自于烯丙基三甲基化铵、烯丙基三甲基溴化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、(3
‑
丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵、三甲基乙烯基溴化铵、3
‑
[[2
‑
(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基铵]丙酸酯、2
‑
甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱、氢氧化三甲基乙烯基铵、二甲基苯甲基
‑2‑
甲基丙烯酸乙胺酯氯化物中的一种或几种，优选为烯丙基三甲基化铵、烯丙基三甲基溴化铵、二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或几种。5.按照权利要求1或2所述防膨缩膨剂，其中，引发剂为异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰、偶氮二异丁腈、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸钾
‑
亚硫酸氢钾、过硫酸铵中的一种或几种，优选为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸钾
‑
亚硫酸氢钾、过硫酸铵中的一种或几种。6.按照权利要求1或2所述防膨缩膨剂，其中，无机盐为钠盐、钾盐、铵盐、镁盐中的一种或几种，优选为钠盐、钾盐、铵盐、镁盐中的一种或几种。7.按照权利要求1或2所述防膨缩膨剂，其中，无机盐选自于硫酸钠、碳酸钠、氯化钠、硝酸钠、氯化钾、硝酸钾、碳酸钾、硫酸钾、氯化铵、硝酸铵、硫酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、碘化铵、氯化镁、硫酸镁、硝酸镁中的一种或几种；优选为硫酸钠、氯化钠、氯化钾、氯化镁、硫酸镁、氯化铵。8.按照权利要求1或2所述防膨缩膨剂，其中，阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、烯丙基三甲基氯化铵、N
‑
甲基
‑
N,N,N
‑
三丙烯基氯化铵中的一种或几种，优选为二甲基二烯丙基氯化铵、烯丙基三甲基氯化铵中的一种或几种。9.按照权利要求1或2所述防膨缩膨剂，其中，两性离子单体为N
‑
甲基二烯丙基胺丙磺酸盐、N，N
‑
二甲基烯丙基胺丙磺酸盐、4
‑
乙烯基吡啶丙磺酸盐、N
‑
甲基二烯丙基丁磺酸盐、甲基丙烯酰氧乙基
‑
N，N
‑
二甲基丙磺酸盐中的一种或几种，优选为N
‑
甲基二烯丙基胺丙磺酸盐、N，N
‑
二甲基烯丙基胺丙磺酸盐中的一种或几种。10.按照权利要求1或2所述防膨缩膨剂，其中，交联剂为乙二醇二烯丙基醚、丙二醇二烯丙基醚、丁二醇二烯丙基醚、乙二醇二烯丁基醚、丙二醇二烯丁基醚、丁二醇二烯丁基醚中的一种或几种，优选为乙二醇二烯丙基醚、丙二醇二烯丙基醚中的一种或几种。
11.按照权利要求2所述防膨缩膨剂，其中，二烯丙基氨基甲基膦酸盐分子式为C7H
12
NO3PM2、C7H
12
NO3PL、(C7H
12
NO3P)3X2、(C7H
12
NO3P)2Y中的任一种，其中，M为一价金属中的一种或几种，L为二价金属中的一种或几种，X为三价金属中的一种或几种，Y为四价金属中的一种或几种，分子结构式如下式中至少一种：。12.一种防膨缩膨剂的制备方法，步骤如下：（1）将丙烯酰胺、单体、交联剂、引发剂、水、任选的二烯丙基氨基甲基膦酸盐混合，混合均匀后进行反应；（2）将短链季铵盐、无机盐、引发剂、步骤（1）得到的反应料流混合，混合均匀后得到防膨缩膨剂。13.按照权利要求12所述防膨缩膨剂的制备方法，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵凯强，吴琼，杨超，孙振峰，李杰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：