化合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及油田开发技术领域，公开了一种化合物及其制备方法与应用

【技术实现步骤摘要】
化合物及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及油田开发
，具体涉及一种化合物及其制备方法以及该化合物在粘土稳定剂中的应用
。

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]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]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的粘土稳定剂高温下防膨
、
缩膨效果差的问题，提供一种化合物及其制备方法与应用，该化合物的结构中同时包含多个季铵阳离子和多个环氧烷烃疏水链段，使得该化合物具有吸附性强
、
疏水作用明显
、
抗温性好等优点，能够直接用作高温条件下的粘土稳定剂，不但具有较佳的防膨和缩膨效果，而且该化合物是单一物质，不会发生色谱分离现象
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种化合物，其特征在于，所述化合物具有式
I
所示的结构：
[0006][0007]其中，
A1、A2、A3、A4各自独立地选自式
II
所示的结构：
[0008][0009]其中，
R1为
C2
‑
C4
的烷基，
R2为
C2
‑
C4
的烷基，
m
为1‑8的整数；
[0010]n
为1‑3的整数，
P
‑
为卤素离子；
[0011]R3为
C1
‑
C4
的烷基，
R4为
C3
‑
C6
的烷基，
x+y+z
为6‑
30
的整数，且
x、y、z
均不为
0。
[0012]本专利技术第二方面提供了一种本专利技术第一方面所述的化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0013]式
III
所示的化合物和式
V
所示的化合物接触，发生第一反应，得到式
I
所示的化合物；
[0014][0015]其中，
E1、E2、E3、E4各自独立地选自式
IV
所示的结构：
[0016][0017]其中，
R1为
C2
‑
C4
的烷基，
R2为
C2
‑
C4
的烷基，
m
为1‑8的整数；
[0018]n
为1‑3的整数，
P
为卤素；
[0019]R3为
C1
‑
C4
的烷基，
R4为
C3
‑
C6
的烷基，
x+y+z
为6‑
30
的整数，且
x、y、z
均不为
0。
[0020]本专利技术第三方面提供了一种第一方面所述的化合物或第二方面所述的方法制得的化合物在粘土稳定剂中的应用
。
[0021]通过上述技术方案，本专利技术提供的化合物及其制备方法与该化合物在粘土稳定剂中的应用获得以下有益的效果：
[0022]本专利技术提供的化合物的结构中同时包含多个铵根离子和多条环氧烷烃疏水链段，使得该化合物具有吸附性强
、
疏水作用明显
、
抗温性好等优点，能够直接用作高温条件下的粘土稳定剂，不但具有较佳的防膨和缩膨效果，而且其是单一物质，不会发生色谱分离现象
。
具体地，引入化合物结构中的季铵阳离子与地层的吸附力远强于胺基氮上孤对电子的作用，与地层吸附力牢，且多个季铵阳离子的存在能够与粘土形成多个吸附作用，有利于增强其吸附性，使该化合物在高温条件下仍能吸附在粘土内部，起到防膨作用；其次，引入化合物结构中的疏水的环氧烷烃链段，当其在粘土内部吸附后，环氧烷烃链的疏水性不但能够赶走已经进入粘土片层内部的水分子，而且能防止外部的水分子再次进入粘土内部，有利于提高防膨性能；第三，作为一种具有多种性能的单一化合物，在注入到储层以后，不会发生色谱分离现象，有利于保持性能的稳定，能够达到长效
、
深度防膨的效果，第四，由于化合物的结构中含有多个季铵阳离子，能够在已经水化分散的粘土片层上吸附，能将已经水化分散的片层拉近
、
拉紧，具有缩膨作用
。
具体实施方式
[0023]在本文中所披露的范围的端点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
。
[0024]本专利技术第一方面提供了一种化合物，其特征在于，所述化合物具有式
I
所示的结构：
[0025][0026]其中，
A1、A2、A3、A4各自独立地选自式
II
所示的结构：
[0027][0028]其中，
R1为
C2
‑
C4
的烷基，
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种化合物，其特征在于，所述化合物具有式
I
所示的结构：其中，
A1、A2、A3、A4各自独立地选自式
II
所示的结构：其中，
R1为
C2
‑
C4
的烷基，
R2为
C2
‑
C4
的烷基，
m
为1‑8的整数；
n
为1‑3的整数，
P
‑
为卤素离子；
R3为
C1
‑
C4
的烷基，
R4为
C3
‑
C6
的烷基，
x+y+z
为6‑
30
的整数，且
x、y、z
均不为
0。2.
根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，
x、y、z
各自独立地选自5‑8的整数
。3.
一种权利要求1或2所述的化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将式
III
所示的化合物和式
V
所示的化合物接触，发生第一反应，得到式
I
所示的化合物；其中，
E1、E2、E3、E4各自独立地选自式
IV
所示的结构：其中，
R1为
C2
‑
C4
的烷基，
R2为
C2
‑
C4
的烷基，
m
为1‑8的整数；
n
为1‑3的整数，
P
为卤素原子；
R3为
C1
‑
C4
的烷基，
R4为
C3
‑
C6
的烷基，
x+y+z
为6‑
30
的整数，且
x、y、z
均不为
0。4.
根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
x、y、z
各自独立地选自5‑8的整数
。5.
根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述第一反应的条件包括：反应温度为
60
‑
100℃
，优选为
80
‑
90℃
；反应时间为1‑
8h
，优选为2‑
6h
；优选地，所述式
III
所示的化合物和式
V
所示的化合物的物质的量比为
1:4
‑6，优选为
1:4
‑
4.5。6.
根据权利要求3‑5中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：江洋洋，王康，魏开轩，逯贵广，曾志强，
申请(专利权)人：中石化南京化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：