防膨縮膨劑、其制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油氣藏儲層保護(hù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種防膨縮膨劑、其制備方法及 其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 油田注水是油田實現(xiàn)長期穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的基礎(chǔ)，也是提高油田采收率的有效途徑。大 多數(shù)注水井注入量隨時間呈下降趨勢，漸漸達(dá)不到配注要求。一般情況下，對于中低滲水敏 注水開發(fā)油藏來講，通過粘土穩(wěn)定劑的添加，可以在一定程度上抑制粘土礦物的膨脹，防止 因粘土膨脹、運移而導(dǎo)致地層滲透率的下降，但該方法對已發(fā)生的粘土膨脹的地層作用不 大。
[0003] 縮膨技術(shù)是一種新型的粘土穩(wěn)定技術(shù)，利用具有防膨縮膨作用的化學(xué)助劑，能夠 有效地使已發(fā)生了水化膨脹的粘土礦物產(chǎn)生收縮，對已發(fā)生了傷害的儲層的儲集性具有明 顯改善作用，而且具有優(yōu)良的抑制粘土礦物膨脹、穩(wěn)定粘土礦物、防止儲層傷害的功能。是 降壓注水、改造低滲儲層的有效技術(shù)。
[0004] 國內(nèi)大專院校、科研單位以及油田自身的研究院都在不斷研究更合理的工藝和藥 劑：胡靈芝，呂劍鋒等根據(jù)老君廟油田Μ油藏低滲難動用的東低產(chǎn)區(qū)開發(fā)中存在注不進(jìn)、采 不出的狀況，以Κ286取心井Ml. M2巖樣為研究對象，對儲層的水敏傷害進(jìn)行了評價。通過對 Μ油藏東低產(chǎn)區(qū)儲層特征深化研究，對現(xiàn)場應(yīng)用的防膨和縮膨化學(xué)助劑進(jìn)行了優(yōu)選評價，開 發(fā)出以水井縮膨增注、油井防膨增產(chǎn)為主要內(nèi)容的一體化技術(shù)。
[0005] 崔新棟針對注水開發(fā)過程中粘土礦物含量高，儲層粘土礦物發(fā)生水敏易膨脹、運 移從而造成油層傷害的特點，開展了縮膨技術(shù)的研究。研發(fā)了一種化學(xué)合成的陽離子高分 子聚合物縮膨劑XSP-1。通過大量室內(nèi)試驗，評價了縮膨劑的縮膨、防膨性能以及巖心顆粒 穩(wěn)定性和腐蝕性等理化指標(biāo)，并有針對性地選擇了兩口水井進(jìn)行現(xiàn)場施工。
[0006] 張學(xué)鋒、崔朝軒、兌愛民等、范春、陳紅偉等研制了一種不僅能防止粘土水化膨脹， 還能使已水化膨脹粘土顆粒體積收縮的陽離子聚合物即縮膨劑HDS-01，用于中原衛(wèi)城、馬 寨油田水敏儲層注水井的減壓增注處理。袁林、曹全芳等開展了縮膨劑的室內(nèi)實驗研究，通 過大量的實驗發(fā)現(xiàn)：縮膨劑在防膨和縮膨性能上都優(yōu)于常規(guī)的粘土穩(wěn)定劑，它在油田注水 中，特別是水敏油藏具有很好的應(yīng)用前景。
[0007] 從現(xiàn)有縮膨劑的研究來看，現(xiàn)有的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的縮膨劑的縮膨率最高也只有 25% ;且當(dāng)前縮膨劑都是分子量在數(shù)百萬以上的高聚物，且功能單一，因此，不適用于新疆 油田儲層和注水開發(fā)工藝，也不能滿足多樣化發(fā)展的需要。為此，仍需要對現(xiàn)有的縮膨劑進(jìn) 行改進(jìn)，以提供一種適用于新疆油田儲層和注水開發(fā)工藝的防膨縮膨劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明旨在提供一種防膨縮膨劑、其制備方法及其應(yīng)用，以提供一種適用于新疆 油田儲層和注水開發(fā)工藝的防膨縮膨劑。
[0009] 為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種防膨縮膨劑，每50重量 份的水中包含以下重量份的原料：季銨類陽離子聚合物4~12份；氨基磺酸8~22份；以 及無機(jī)鹽8~22份。
[0010] 進(jìn)一步地，每50重量份的水中包含以下重量份的原料：聚二甲基二烯丙基氯化銨 4~12份；氨基磺酸8~22份；以及氯化銨8~22份。
[0011] 進(jìn)一步地，每50重量份的水中包含以下原料：聚二甲基二烯丙基氯化銨5~10 份；氨基磺酸10~20份；以及氯化銨10~20份。
[0012] 進(jìn)一步地，聚二甲基二烯丙基氯化銨與氨基磺酸的重量比為1 :1. 8~1 :4。
[0013] 進(jìn)一步地，每50重量份的水中還包含0. 5~6份十七烯基胺乙基咪唑啉季銨鹽， 優(yōu)選1~5份；進(jìn)一步優(yōu)選，十七烯基胺乙基咪唑啉季銨鹽與聚二甲基二稀丙基氯化銨的重 量比不大于1。
[0014] 進(jìn)一步地，聚二甲基二烯丙基氯化銨的分子量為IX 104~IX 10 5。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種防膨縮膨劑的制備方法，該制備方法包括 以下步驟：向反應(yīng)容器中加入8~22重量份的氨基磺酸以及8~22重量份的無機(jī)鹽；然后 加入50重量份的水?dāng)嚢杈鶆颍玫降谝蝗芤?；向第一溶液中加?~12重量份的季銨類陽 離子聚合物，得到第二溶液；以及對第二溶液熟化反應(yīng)18~30h，得到防膨縮膨劑。
[0016] 進(jìn)一步地，制備方法包括以下步驟：向反應(yīng)容器中加入8~22重量份的氨基磺酸 以及8~22重量份的氯化銨；然后加入50重量份的水?dāng)嚢杈鶆颍玫降谝蝗芤?；向第一?液中加入3~12重量份的聚二甲基二烯丙基氯化銨，得到第二溶液；以及對第二溶液熟化 反應(yīng)18~30h，得到防膨縮膨劑。
[0017] 進(jìn)一步地，制備方法包括以下步驟：向反應(yīng)容器中加入10~20重量份的氨基磺酸 以及10~20重量份的氯化銨；然后加入50重量份的水?dāng)嚢杈鶆?，得到第一溶液；向第一?液中加入5~10重量份的聚二甲基二烯丙基氯化銨，得到第二溶液；以及對第二溶液熟化 反應(yīng)20~28h，得到防膨縮膨劑。
[0018] 進(jìn)一步地，制備方法包括以下步驟：聚二甲基二烯丙基氯化銨與氨基磺酸的重量 比為1 :1· 8~1 :4。
[0019] 進(jìn)一步地，在得到第二溶液并對第二溶液進(jìn)行熟化反應(yīng)之前，還包括向第二溶液 中加入十七烯基案乙基咪唑啉季銨鹽的步驟，其中十七烯基案乙基咪唑啉季銨鹽的加入量 以重量份計為〇. 5~6份，優(yōu)選1~5份；進(jìn)一步優(yōu)選，十七烯基胺乙基咪唑啉季銨鹽與聚 二甲基二烯丙基氯化銨的重量比不大于1。
[0020] 進(jìn)一步地，聚二甲基二烯丙基氯化銨的分子量為IX 104~IX 10 5。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，還提供了一種上述任一種防膨縮膨劑在油田儲層注水工 藝中的應(yīng)用。
[0022] 進(jìn)一步地，防膨縮膨劑質(zhì)量為Ml，然后向所述防膨縮膨劑中加水，制得的溶液總質(zhì) 量為M2, Ml為M2的0.3%~1% ;優(yōu)選0.4~0.8%。
[0023] 應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，通過在現(xiàn)有的無機(jī)鹽與季銨類陽離子聚合物復(fù)配的基礎(chǔ) 上，通過進(jìn)一步與特定重量份的氨基磺酸進(jìn)行復(fù)配，利用各組分間的協(xié)同增效作用，提高了 單一組分對粘土的防膨縮膨率，使得本發(fā)明的防膨縮膨劑具有較強(qiáng)的防膨縮膨效果，能夠 壓縮粘土雙電層、釋放粘土部分晶格水和吸附水，從而防止水鎖對儲層的傷害。
【具體實施方式】
[0024] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相 互組合。下面將并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0025] 正如【背景技術(shù)】部分所提到的，現(xiàn)有的縮膨劑存在分子量大，功能單一，不能滿足新 疆油田儲層和注水開發(fā)發(fā)展的需要的缺陷。本發(fā)明的發(fā)明人針對上述問題，根據(jù)新疆油田 的油藏粘土具有高嶺土含量高、粘土礦物質(zhì)含量高達(dá)78%、伊利石與蒙脫石混存達(dá)10%以 上，水敏性相比中原地區(qū)的油藏儲層強(qiáng)的水化膨脹結(jié)構(gòu)特點與離子交換規(guī)律，以中小分子 陽離子聚合物為主，使用離心機(jī)法、離子粒徑分析法、粒子結(jié)構(gòu)顯微觀察等方法，通過測定 表面活性各項性能與縮膨劑組成單體的縮膨性能，從而確定了本發(fā)明的防膨縮膨劑的復(fù)配 材料及其配方。
[0026] 在本發(fā)明一種典型的實施方式中，提供了一種防膨縮膨劑，其中，每50重量份的 水中包含以下重量份的原料：季銨類陽離子聚合物4~12份；氨基磺酸8~22份；以及無 機(jī)鹽8~22份。本發(fā)明的上述防膨縮膨劑通過在現(xiàn)有的無機(jī)鹽與季銨類陽離子聚合物復(fù) 配的基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步與特定重量份的氨基磺酸進(jìn)行復(fù)配，利用各組分間的協(xié)同增效作 用，提高了單一組分對粘土的防膨縮膨率，使得本發(fā)明的防膨縮膨劑具有較強(qiáng)的防膨縮膨 效果，能夠壓縮粘土雙電層、釋放粘土部