一种粘土稳定剂及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种粘土稳定剂及其制备方法，属于稳定剂技术领域，所述粘土稳定剂的结构如下所示。其中，n=20

【技术实现步骤摘要】
一种粘土稳定剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及稳定剂
，具体涉及一种粘土稳定剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]地层中含有一定量的粘土矿物，主要有高岭石、蒙脱石、伊利石和绿泥石等，在油田开发过程（注水、酸化、压裂）当这些粘土遇到外来水或水基物质时就会发生膨胀、分散、运移、堵塞孔隙吼道，造成地层渗透率降低，对于低渗率油藏破坏更为严重。为了减轻对储层伤害，油田中常加入粘土稳定剂来改善粘土的水化膨胀、分散运移。
[0003]早期使用KCl、NH4Cl等简单无机盐作为粘土稳定剂，其缺点是使用量大，且对入井液性能造成一定影响，上世纪六七十年代使用羟基铝或羟基锆作为粘土稳定剂，存在耐温耐酸性等问题，今年来主要以有机阳离子聚合物类化合物作为粘土稳定剂，其优点是用量少、性能好、有效期长，但普遍存在耐温性较差问题。如专利CN102786924A，报道了一种以二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺共聚制备的一种粘土稳定剂，具有良好的防膨效果；专利CN103571449A，公开了一种以环氧氯丙烷与短链的聚季铵盐反应制备的一种粘土稳定剂，防膨效果良好；专利CN103396782A公开了一种酸化用粘土防膨剂，其由有机胺与环氧氯丙烷共聚，防膨效果较好；以上介绍的粘土稳定剂均具有良好的防膨效果，耐酸耐碱性好，防膨周期也比较长，但是均存在耐温性能达不到目前油气田开发的高深层的使用要求，需要开发耐温超过250℃以上的粘土稳定剂以满足生产的需要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提出一种粘土稳定剂及其制备方法，具有很好的防膨效果以及耐温性能，能够阻止和延缓水分子与粘土表面接触，起到防止粘土水化膨胀目的。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供一种粘土稳定剂，其结构如式I所示：
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式I；其中，n=20
‑
100。
[0006]本专利技术进一步保护一种上述粘土稳定剂的制备方法，包括以下步骤：S1.将2,2'
‑
氧双(乙胺)和1,4
‑
二氯
‑
2,3
‑
环氧丁烷在催化剂作用下反应，制得中间聚合物；S2.将步骤S1制得的中间聚合物在碱存在下，加热开环，制得粘土稳定剂。
[0007]作为本专利技术的进一步改进，步骤S1中所述催化剂选自三乙胺、三乙烯二胺、二乙胺、1,8
‑
二氮杂二环十一碳
‑7‑
烯、二苯基脲、乙二胺中的至少一种。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，步骤S1中所述2,2'
‑
氧双(乙胺)、1,4
‑
二氯
‑
2,3
‑
环氧
丁烷、催化剂的摩尔比为1:1:0.001
‑
0.01。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，步骤S1中所述反应的温度为70
‑
90℃，时间为2
‑
4h。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，步骤S2中所述中间聚合物和碱的质量比为10
‑
12:2
‑
3。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，步骤S2中所述碱选自三乙胺、二乙胺、乙二胺、NaOH、KOH、碳酸钾、碳酸钠中的至少一种。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，骤S2中所述加热开环的温度为50
‑
70℃，时间为0.5
‑
1h。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，具体包括以下步骤：S1.将1摩尔当量2,2'
‑
氧双(乙胺)和1摩尔当量1,4
‑
二氯
‑
2,3
‑
环氧丁烷溶于甲苯中，加入0.001
‑
0.01摩尔当量催化剂，加热至70
‑
90℃，反应2
‑
4h，降至室温，过滤，洗涤，干燥，制得中间聚合物；S2.将10
‑
12重量份步骤S1制得的中间聚合物和2
‑
3重量份碱加入水中，加热至50
‑
70℃，开环反应0.5
‑
1h，加入丙酮，沉淀，过滤，洗涤，干燥，制得粘土稳定剂。
[0014]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术粘土稳定剂具有很好的防膨效果以及耐温性能，其主链含有较多的季铵盐阳离子，正电荷较多，可以同时与多个粘土颗粒发生吸附，形成多点吸附，抑制粘土的水化膨胀，活动自由度大，对于粘土颗粒的分散运移有着强烈的控制作用，具有很强的耐水洗性，可以在粘土颗粒表面形成致密的水化膜，能够阻止和延缓水分子与粘土表面接触，起到防止粘土水化膨胀目的。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术粘土稳定剂的合成路线图。
具体实施方式
[0017]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]实施例1本实施例提供一种粘土稳定剂。
[0019]如图1，制备方法具体包括以下步骤：S1.将1mol 2,2'
‑
氧双(乙胺)和1mol 1,4
‑
二氯
‑
2,3
‑
环氧丁烷溶于100mL甲苯中，加入0.001mol三乙烯二胺，加热至70℃，反应2h，降至室温，过滤，洗涤，干燥，制得中间聚合物；S2.将10g步骤S1制得的中间聚合物和2g乙二胺加入100mL水中，加热至50℃，开环反应0.5h，加入100mL丙酮，沉淀1h，过滤，洗涤，干燥，制得粘土稳定剂。
[0020]实施例2本实施例提供一种粘土稳定剂。
[0021]如图1，制备方法具体包括以下步骤：S1.将1mol 2,2'
‑
氧双(乙胺)和1mol 1,4
‑
二氯
‑
2,3
‑
环氧丁烷溶于100mL甲苯中，加入0.01mol二苯基脲，加热至90℃，反应4h，降至室温，过滤，洗涤，干燥，制得中间聚合物；S2.将12g步骤S1制得的中间聚合物和3g二乙胺加入100mL水中，加热至70℃，开环反应1h，加入100mL丙酮，沉淀1h，过滤，洗涤，干燥，制得粘土稳定剂。
[0022]实施例3本实施例提供一种粘土稳定剂。
[0023]如图1，制备方法具体包括以下步骤：S1.将1mol 2,2'
‑
氧双(乙胺)和1mol 1,4<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粘土稳定剂，其特征在于，其结构如式I所示：式I；其中，n=20
‑
100。2.一种如权利要求1所述粘土稳定剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将2,2'
‑
氧双(乙胺)和1,4
‑
二氯
‑
2,3
‑
环氧丁烷在催化剂作用下反应，制得中间聚合物；S2.将步骤S1制得的中间聚合物在碱存在下，加热开环，制得粘土稳定剂。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述催化剂选自三乙胺、三乙烯二胺、二乙胺、1,8
‑
二氮杂二环十一碳
‑7‑
烯、二苯基脲、乙二胺中的至少一种。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述2,2'
‑
氧双(乙胺)、1,4
‑
二氯
‑
2,3
‑
环氧丁烷、催化剂的摩尔比为1:1:0.001
‑
0.01。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述反应的温度为70
‑
90℃，时间为2
‑
4h。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘志华，李继峰，刘晓东，李欣海，李旭光，
申请(专利权)人：山东海嘉石油化工有限公司，
类型：发明
国别省市：