【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石油开采，具体涉及一种防膨粘土稳定剂及其合成方法。
技术介绍
1、注水开采是油田开发后期常用的采油方法，具有成本低，收益高，见效快，方法简便等优点，注入地下的水有利于稳定储层压力。注水开采是油田保持长期稳定生产的重要措施。在注水开采过程中，要尽可能的降低注入水对储层的影响，不损害储层渗透率，储层渗透率的大小是油田能否稳产多产的关键。在油田注水开采的实际生产过程中，随着注水量的增多，油田的产能往往会很快下降，且油气储层的渗透率降低，大量的研究表明，储层中的粘土矿物遇水膨胀是主要原因。
2、油田因注水导致储层通透性改变的现象被称为储层水敏性，储层水敏性指储层与不匹配的外来注水发生作用后，储层中的物质会与注入水发生物理化学作用，储层的地质结构会受到影响，储层渗透性下降，影响油气在地层的流动，进而损害油气储层，导致产能下降。储层水敏性本质是开采过程中注入的水进入粘土矿物层间，导致粘土矿物发生水化膨胀和分散运移，水化膨胀的粘土矿物会堵塞储层中的孔隙吼道，导致储层渗透率下降。地层渗透率降低后，注水压力迅速升高，注水困难，甚至导致无法注水，降低水驱效果，进而影响到原油产量及油田的采收率。在各种提高采收率等工艺措施中，只要有水基工作液的注入，都有可能会引起水敏伤害。
3、根据粘土矿物的水敏性损害机理，若在注入水中加入一些助剂，使注入水成为带阳离子的溶液，利用阳离子与粘土晶层表面的负离子作用，两者结合形成防膨体系，从而在粘土表面形成一层憎水的保护膜，隔离粘土晶层氧键或氨氧键的偶极对水分子的吸引，这样就起到了防
4、随着油田的开发，粘土稳定剂的应用越来越广泛，种类越来越多，而且还在不断发展。
5、专利文献cn114106795a公开了一种粘土稳定剂及其制备方法与应用，属于粘土稳定剂
该粘土稳定剂，按重量份数计，包括：双吲哚甲烷类化合物2-8份、喹唑啉酮类化合物2-8份、甲醇5-15份和水80-85份。该粘土稳定剂的分子量较小，利于分散在粘土表面，防膨效率高，并且该粘土稳定剂易于排出，在压裂或开采作业之后能够降低残留，降低对地层的伤害。该专利技术属于非离子型有机物，对于带负电的粘土吸附较差，防止粘土水化、膨胀、运移的效果有限。
6、专利文献cn104098738a公开了一种低分子量聚合物粘土稳定剂制备方法，该粘土稳定剂是以含有碳碳的铵盐和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(amps)为原料，在引发剂存在的条件下，在水溶液中聚合制备而成，聚合物数均分子量低于5万。该聚合物稳定剂中引入了磺酸基团，增加了聚合物的水溶性和抗温性能。它在水中可以同时与多个粘土颗粒形成多点吸附，吸附后，在粘土颗粒的表面形成一层吸附保护膜，防止粘土颗粒的膨胀与运移。该专利技术的粘土稳定剂的温度耐盐性能差，限制了其应用范围。
技术实现思路
1、签于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种防膨粘土稳定剂及其合成方法。本专利技术的粘土稳定剂具有原料来源广泛，制备工艺简单，同时具有防膨率高、耐水洗、泥岩损失率低的优点；使用浓度为5000mg/l时，防膨率最高可以达到98.5％，水洗防膨率最高可以达到96％，泥岩损失率最小可以达到5％。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术第一个方面提供一种防膨粘土稳定剂，所述粘土稳定剂的分子结构式如下：
4、
5、其中，m＝500-5000；
6、n＝100-2000；
7、p＝100-2000。
8、所述粘土稳定剂的粘均分子量为500000-1000000。
9、本专利技术第二个方面提供上述粘土稳定剂及其合成方法，具体步骤如下：
10、(1)在反应器中加入2-(烯丙氧基甲基)-2-乙基-1,3-丙二醇(174)、氨基磺酸，用氮气吹扫反应器中5-10min，加热到100-110℃，维持30-50min，自然冷却到60℃以下，加入蒸馏水，搅拌溶解；
11、(2)在上述在反应器中加入[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]二甲基(3-硫代丙基)氢氧化铵内盐、烯丙基三丁基氯化鏻、磷酸二氢钾，用氮气再次吹扫烧瓶5-10min，搅拌均匀，用氢氧化钾溶液调节ph7-8；
12、(3)反应器加入10-12wt％过硫酸铵溶液，高位滴加槽加入5-6wt％亚硫酸氢钾溶液，向反应器滴加总重量的60-70％后，停止滴加，体系自动升温，同时溶液开始变得粘稠，温度不再升高后继续反应30-60min，继续升温到60-65℃，保温反应30-60min，高位滴加槽滴加剩余的亚硫酸氢钾溶液，得到粘稠液体，用氢氧化钾溶液调节ph7-8；
13、(4)将上述粘稠液体烘干造粒，粒径1-4mm，得到产品粘土稳定剂。
14、在本专利技术中，优选地，基于1摩尔份的2-(烯丙氧基甲基)-2-乙基-1,3-丙二醇(174)，所述的氨基磺酸、[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]二甲基(3-硫代丙基)氢氧化铵内盐、烯丙基三丁基氯化鏻的用量分别为1.5-2.5摩尔份、0.2-0.4摩尔份、0.2-0.4摩尔份。
15、更优选地，基于1摩尔份的2-(烯丙氧基甲基)-2-乙基-1,3-丙二醇(174)，所述的氨基磺酸、[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]二甲基(3-硫代丙基)氢氧化铵内盐、烯丙基三丁基氯化鏻的用量分别为1.5-2.0摩尔份、0.2-0.3摩尔份、0.2-0.3摩尔份。
16、优选地，基于1重量份的2-(烯丙氧基甲基)-2-乙基-1,3-丙二醇，所述的蒸馏水、磷酸二氢钾、过硫酸铵溶液、亚硫酸氢钾溶液的用量分别为20-30重量份、0.2-0.4重量份、0.2-0.5重量份、0.2-0.5重量份。
17、在本专利技术中，优选地，步骤(3)中所述的继续反应时间为30-50min。
18、在本专利技术中，优选地，步骤(3)中所述的保温反应时间为30-40min。
19、本专利技术的防膨粘土稳定剂合成的反应方程式如下：
20、
21、本专利技术与现有技术相比具有如下优点和有益效果：
22、(1)本专利技术的防膨粘土稳定剂为三元高分子聚合物。季铵、季鏻结构带有强烈的正电荷，可以吸附带负电荷的粘土，中和负电荷，使得粘土间的斥力减小，起到防膨作用；铵根、钾离子不但带有负电荷，而且大小非常接近粘土的构造孔穴，易进入孔穴空间不易释出，结合牢固；硫酸基、磺酸基可以与空穴内的水结合，外侧为憎水的聚合烷基链，可以阻止水分子与粘土接触而抑制膨胀；本专利技术带有大量的正电荷本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种防膨粘土稳定剂的合成方法，其特征在于，所述合成方法的具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述一种防膨粘土稳定剂的合成方法，其特征在于，基于1摩尔份的2-(烯丙氧基甲基)-2-乙基-1,3-丙二醇，所述的氨基磺酸、[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]二甲基(3-硫代丙基)氢氧化铵内盐、烯丙基三丁基氯化鏻的用量分别为1.5-2.5摩尔份、0.2-0.4摩尔份、0.2-0.4摩尔份。
3.根据权利要求2所述一种防膨粘土稳定剂的合成方法，其特征在于，基于1摩尔份的2-(烯丙氧基甲基)-2-乙基-1,3-丙二醇，所述的氨基磺酸、[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]二甲基(3-硫代丙基)氢氧化铵内盐、烯丙基三丁基氯化鏻的用量分别为1.5-2.0摩尔份、0.2-0.3摩尔份、0.2-0.3摩尔份。
4.根据权利要求1所述一种防膨粘土稳定剂的合成方法，其特征在于，基于1重量份的2-(烯丙氧基甲基)-2-乙基-1,3-丙二醇，所述的蒸馏水、磷酸二氢钾、过硫酸铵溶液、亚硫酸氢钾溶液的用量分别为20-30重量份、0.2-0.4重量份、0.2-0.5重量份、0.2-0.5重
5.根据权利要求1所述一种防膨粘土稳定剂的合成方法，其特征在于，步骤(3)中所述的继续反应时间为30-50min。
6.根据权利要求1所述一种防膨粘土稳定剂的合成方法，其特征在于，步骤(3)中所述的保温反应时间为30-40min。
7.一种防膨粘土稳定剂，其特征在于，所述粘土稳定剂的分子结构式如下：
8.根据权利要求7所述一种防膨粘土稳定剂，其特征在于，所述粘土稳定剂的粘均分子量为500000-1000000。
...【技术特征摘要】
1.一种防膨粘土稳定剂的合成方法，其特征在于，所述合成方法的具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述一种防膨粘土稳定剂的合成方法，其特征在于，基于1摩尔份的2-(烯丙氧基甲基)-2-乙基-1,3-丙二醇，所述的氨基磺酸、[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]二甲基(3-硫代丙基)氢氧化铵内盐、烯丙基三丁基氯化鏻的用量分别为1.5-2.5摩尔份、0.2-0.4摩尔份、0.2-0.4摩尔份。
3.根据权利要求2所述一种防膨粘土稳定剂的合成方法，其特征在于，基于1摩尔份的2-(烯丙氧基甲基)-2-乙基-1,3-丙二醇，所述的氨基磺酸、[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]二甲基(3-硫代丙基)氢氧化铵内盐、烯丙基三丁基氯化鏻的用量分别为1.5-2.0摩尔份、0.2-0.3摩尔份、0.2-0.3摩尔份。
4.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙立军，史海滨，王俊德，宋月晴，王鲁燕，
申请(专利权)人：山东滨州昱诚化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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