稠油热采深度防膨用抗高温粘土稳定剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种稠油热采深度防膨用抗高温粘土稳定剂及其制备方法，其结构中存在多个铵根离子、环氧丙烷疏水链段、抗温的苯环结构，具有吸附性强、疏水作用明显、抗温性好、不会发生色谱分离等优点。本发明专利技术提供的抗高温粘土稳定剂的防膨率达到90%以上，抗温达到300℃，耐水洗率达到100%，岩心渗透率保留值达到90%以上，可用于稠油热采深度防膨，既可油井膨胀治理也可用于油井的预防膨处理。理也可用于油井的预防膨处理。

【技术实现步骤摘要】
稠油热采深度防膨用抗高温粘土稳定剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种抗高温粘土稳定剂及制备方法及其在稠油热采用中的应用。

技术介绍

[0002]粘土矿物广泛存在于油层中，全世界97％的油层都不同程度地含有粘土矿物。通常当油藏含粘土5％～20％时，则认为它是粘土含量较高的油层。如果在开发过程中措施不当，就会造成粘土矿物膨胀、分散和运移，从而堵塞地层孔隙结构的喉部，降低地层的渗透性，产生地层损害。在膨胀过程中，粘土把水吸入到晶体结构中，导致粘土体积的增加，从而堵塞地层孔道；在运移过程中，粘土物质被外来液体分散，或为产出液所携带，在毛细管的孔隙喉道处形成桥阻或节流点，易导致地层渗透率的下降。因此，对粘土含量高、水敏性强的储层，在钻井、固井、注水、压裂、酸化、修井和压井等任何工艺措施中，只要有水基工作液的侵入，都有可能引起水敏伤害，解决水敏伤害最常用的方法是在注入水中加入粘土稳定剂，因此优质高效的防膨剂的研发和使用是保证油田稳产的重要措施。
[0003]中石化已探明稠油资源约102亿吨，占中石化石油资源量38%，主要分布在胜利、西北、河南等油田，是未来我国增储上产的主战场。在稠油热采过程中，需要注入高温蒸汽，温度达到300℃，这就对粘土稳定剂的抗温性能提出了更高的要求。目前常用粘土稳定剂普遍应用于浅层区域的地层渗透率的保护，耐温普遍在200℃以下，分析其抗温性能不足主要存在两种可能，一是处理剂本身的热稳定性不足，在高温状态下发生分解，不能起到防膨作用；二是处理剂在高温下与粘土的吸附性减弱，不能在粘土内部形成有效吸附，从而作用效果变差。而采用几种处理剂进行复配使用的方法虽然能提高抗温性能，但是也存在着在储层孔道中发生色谱分离现象，导致现场使用效果不尽如人意，不能达到深度防膨的效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种稠油热采深度防膨用抗高温粘土稳定剂及其制备方法，其结构中存在多个铵根离子、环氧丙烷疏水链段、抗温的苯环结构，具有吸附性强、疏水作用明显、抗温性好、不会发生色谱分离等优点。
[0005]本专利技术所采取的技术方案为：一种稠油热采深度防膨用抗高温粘土稳定剂，其特征在于：该抗高温粘土稳定剂分子结构中含有环氧丙烷疏水链、抗高温的苯环结构以及可在地层强吸附的铵根离子，其结构通式为：其中m为1
‑
10；R为甲基、乙基、丙基或丁基；X为卤素。
[0006]本专利技术还提供了稠油热采深度防膨用抗高温粘土稳定剂的制备方法，所述的该抗高温粘土稳定剂是由一种分子结构中含有环氧丙烷疏水链的叔胺与卤化苄反应制得，所述含有环氧丙烷疏水链的叔胺的分子结构通式为：其中m为1
‑
10；R为甲基、乙基、丙基或丁基。
[0007]所述的含有环氧丙烷疏水链的叔胺与卤化苄反应条件为：反应温度80
‑
90℃，反应时间为2
‑
6h，叔胺与卤化苄物质的量比为1:2
‑
1:3，优选1:2
‑
1:2.3，卤化苄优选氯化苄。
[0008]所述的含有环氧丙烷疏水链的叔胺是由聚醚醇在催化剂、氢气的存在下与二烷基胺直接反应制得，所述聚醚醇的分子结构通式为：其中m为1
‑
10。
[0009]所述的聚醚醇与二烷基胺反应条件为:在催化剂用量为0.1
‑
5%，优选0.5
‑
1%；反应温度为185
‑
245℃，氢气分压为2.5
‑
4.5MPa，反应时间为3
‑
6h。
[0010]所述的聚醚醇与二烷基胺反应所用催化剂为Ni/Al催化剂，其中Ni的含量为25
‑
40%。
[0011]所述的二烷基胺为二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺。
[0012]所述的抗高温粘土稳定剂抗温能力不低于300℃，可用于稠油热采防膨，既可油井膨胀治理也可用于预防膨处理。
[0013]本专利技术提供一种稠油热采深度防膨用抗高温粘土稳定剂，首先其结构中存在两个铵根离子，其与地层的吸附力远强于胺基氮上的孤对电子作用，与地层吸附力牢，两个铵根离子能够形成与粘土吸附的多个作用，有利于增强其吸附性，使其在高温条件下仍能吸附在粘土内部，起到防膨作用；其次其结构中含有疏水的环氧丙烷链段，当其在粘土内部吸附后，环氧丙烷链的疏水性能不但可以赶走粘土内部的水分子，而且能防止水分子在此进入粘土内部；第三在分子结构的侧链上引入苯环结构，既有利于提高结构的热稳定性，也增大了空间位阻效应，进一步削弱水分子进入的机会；第四，作为一种具有多种性能的单一物质，避免了注入过程中在储层内部的色谱分离现象，保持性能的稳定，能够达到深度防膨的效果。
[0014]本专利技术提供的抗温粘土稳定剂具有较好的防膨性、抗温性、耐水洗性，防膨率达到90%以上，抗温达到300℃，耐水洗率达到100%，岩心渗透率保留值达到90%以上。
具体实施方式
[0015]下面结合实施例对本专利技术加以详细描述。
[0016]实施例1（1）含有环氧丙烷疏水链的叔胺的制备选用聚醚醇的分子结构为：其中m为5。
[0017]选用Ni含量为30%的Ni/Al催化剂，用量为1%，二烷基胺选用二甲胺，胺化反应温度为245℃，氢气分压为2.5MPa，反应时间为4h，制得含有环氧丙烷疏水链的叔胺。
[0018]（2）抗高温粘土稳定剂的制备将步骤（1）中制得的含有环氧丙烷疏水链的叔胺与氯化苄进行反应，反应温度为90℃，叔胺与氯化苄物质的量为1:2，反应时间为4h，制得抗高温粘土稳定剂。
[0019]实施例2（1）含有环氧丙烷疏水链的叔胺的制备选用聚醚醇的分子结构为：其中m为1。
[0020]选用Ni含量为40%的Ni/Al催化剂，用量为0.1%，二烷基胺选用二乙胺，胺化反应温度为215℃，氢气分压为4.5MPa，反应时间为6h，制得含有环氧丙烷疏水链的叔胺。
[0021]（2）抗高温粘土稳定剂的制备将步骤（1）中制得的含有环氧丙烷疏水链的叔胺与溴化苄进行反应，反应温度为80℃，叔胺与氯化苄物质的量为1:3，反应时间为6h，制得抗高温粘土稳定剂。
[0022]实施例3（1）含有环氧丙烷疏水链的叔胺的制备选用聚醚醇的分子结构为：其中m为10。
[0023]选用Ni含量为25%的Ni/Al催化剂，用量为5%，二烷基胺选用二丙胺，胺化反应温度为185℃，氢气分压为3.0MPa，反应时间为3h，制得含有环氧丙烷疏水链的叔胺。
[0024]（2）抗高温粘土稳定剂的制备将步骤（1）中制得的含有环氧丙烷疏水链的叔胺与氯化苄进行反应，反应温度为85℃，叔胺与氯化苄物质的量为1:2.3，反应时间为3h，制得抗高温粘土稳定剂。
[0025]实施例4（1）含有环氧丙烷疏水链的叔胺的制备
选用聚醚醇的分子结构为：其中m为2。
[0026]选用Ni含量为35%的Ni/Al催化剂，用量为0.5%，二烷基胺选用二丁胺，胺化反应温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稠油热采深度防膨用抗高温粘土稳定剂，其特征在于：该抗高温粘土稳定剂分子结构中含有环氧丙烷疏水链、抗高温的苯环结构以及可在地层强吸附的铵根离子，其结构通式为：其中m为1
‑
10；R为甲基、乙基、丙基或丁基；X为卤素。2.根据权利要求1所述稠油热采深度防膨用抗高温粘土稳定剂的制备方法，其特征在于所述的该抗高温粘土稳定剂是由一种分子结构中含有环氧丙烷疏水链的叔胺与卤化苄反应制得，所述含有环氧丙烷疏水链的叔胺的分子结构通式为：其中m为1
‑
10；R为甲基、乙基、丙基或丁基。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述含有环氧丙烷疏水链的叔胺与卤化苄反应条件为：反应温度80
‑
90℃，反应时间为2
‑
6h，叔胺与卤化苄物质的量比为1:2
‑
1:3，优选1:2
‑
1:2.3。4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于卤化苄为氯化苄。5.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于所述含有环氧丙烷疏水...

【专利技术属性】
技术研发人员：江洋洋，王康，魏开轩，逯贵广，黄冬，杨阳，曾志强，王玉，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司中国石化集团南京化学工业有限公司，
类型：发明
国别省市：