CN100471928C - 一种注水用多功能高效粘土防膨稳定剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种注水用多功能高效粘土防膨稳定剂，其特征是由BH-2018表面活性剂(大庆浩拓化工有限公司出品)、海藻酸钾、KOH和NH4Cl所组成，它们的重量百分数范围分别为70～85%、5～20%、1～5%和5～15%。制备时先将BH-2018表面活性剂、海藻酸钾和KOH于常温、常压下加入密闭压力反应釜中，启动搅拌，逐渐升温至60～100℃，反应0.5～20小时，然后冷却至15～30℃，加入NH4Cl，继续搅拌0.5～1小时。本稳定剂可应用于油田的各项勘探开发作业中，如钻井液、完井液及各类修井、作业压井、射孔完井、试油过程中的压井、酸化过程保护等，是保护油气层的理想工作液，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及一种可以提高石油采收率的注水用多功能高效粘土防膨稳定剂及其制备方法。
背景技术
目前，在石油注水开采作业中，水敏性或强水敏性储层油田中输送石油的通道或渗透石油的毛细管通道与注入水接触后，粘土矿物和岩层结构会吸收水分而膨胀，容易发生微粉颗粒运移，堵塞通道，使注水驱油无法进行，石油也无法进入输出井，导致地层中储藏的石油无法开采。因此在油田开发的整个过程中必须采取连续有效的防膨措施，尤其是强水敏储层的注水开发更应该高度重视粘土矿物水化膨胀作用对油层的伤害。现有的防止粘土膨胀或粘土稳定剂主要是小分子季铵盐类或聚季铵盐类阳离子表面活性剂或它们与KCl、CaCl2或NH4Cl等复配而制成，虽然起到一定的防膨稳定作用，但这些防膨剂抗冲刷能力差，对地层伤害较大，容易造成因水井套变、套损严重而无法实施有效分层注水的后果，最终导致层间矛盾突出等一系列油田开发问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种注水用多功能高效粘土防膨稳定剂及其制备方法，它能克服现有技术的上述缺点。
一种注水用多功能高效粘土防膨稳定剂，其特征是由BH-2018表面活性剂、海藻酸钾、KOH和NH4Cl所组成，它们的重量百分数范围分别为70～85％、5～20％、1～5％和5～15％。
上述的粘土防膨稳定剂的制备方法，其特征是按上述的重量百分数称取BH-2018表面活性剂、海藻酸钾、KOH和NH4Cl，先将BH-2018表面活性剂、海藻酸钾和KOH于常温、常压下加入密闭压力反应釜中，启动搅拌，逐渐升温至60～100℃，反应0.5～20小时，然后冷却至15～30℃，加入NH4Cl，继续搅拌0.5～1小时。
本发明的粘土防膨稳定剂的优点在于它与粘土矿物具有极强的结合力，配伍性好，其结合具有不可逆性，抗冲刷能力强，因此具有长效性，适用于水敏性地层，特别是强水敏性地层。在油田注水作业时将本发明的防膨稳定剂一同注入井中，其亲水基团与毛细管壁粘土矿物发生化学反应，结合力强的离子或基团取代结合能力弱的易膨胀分散的离子，以化学键牢固结合，从而在毛细管表面形成一层保护性吸附膜，把油层粘土矿物固定在原位。且几种组分协同作用后，相互间不仅把粘土颗粒包围，通过阻止水分子与粘土颗粒的接触而防止粘土吸水膨胀，防止了粘土矿物微粒运移导致的二次堵塞，而且也能打通已堵塞的毛细管，使毛细管畅通，最终达到降低注水压力，确保石油畅通流入生产井，保证石油正常稳定开采的作用，从而提高石油采收率。
本发明的防膨稳定剂具有较高的防膨率，可应用于油田的各项勘探开发作业中，如钻井液、完井液及各类修井、作业压井、射孔完井、试油过程中的压井、酸化过程保护等，是保护油气层的理想工作液，应用前景广阔。
本发明的防膨稳定剂经海拉尔盆地强水敏储层油田的生产试验证明，在高温、高压、高矿化度的复杂地下环境中仍能够保持优秀的防膨稳定性能，既能防止水湿润，也能防止油湿润，从而保证了地层中渗透输送石油的毛细管及通道永久畅通，提高了石油渗透率和稳定采收率，增加了石油的产量。
具体实施方式
实施例1
取商品牌号为BH-2018的表面活性剂(大庆浩拓化工有限公司出品)80kg、海藻酸钾5kg、KOH1kg，于常温、常压下加入密闭压力反应釜中，启动搅拌，逐渐升温至100℃，反应6小时，然后冷却至25℃，加入14kg NH4Cl，搅拌0.5小时，制得本发明的粘土防膨稳定剂100kg。
实施例2
取商品牌号为BH-2018的表面活性剂85kg，海藻酸钾5kg，KOH1.5kg，于常温、常压下加入密闭压力反应釜中，启动搅拌，逐渐升温至80℃，反应8小时，然后冷却至25℃，加入8.5kgNH4Cl，搅拌0.5小时，制得本发明的粘土防膨稳定剂100kg。
实施例3
上述粘土防膨稳定剂与油田储层配伍性实验(实施例3～实施例5的实验过程及结果均由大庆油田有限责任公司勘探开发研究院和大庆油田有限责任公司呼伦贝尔分公司提供)。实施例3-5的实验中还用了其它6种防膨稳定剂，该实验的目的是优选出能有效稳定储层的理想防膨稳定剂，评价本粘土防膨稳定剂与储层的配伍性。其实验程序如下：用地层水抽空饱和岩芯并浸泡24小时，然后测岩芯地层水渗透率；接着向岩芯中注入含本防膨稳定剂的注入水10倍孔隙体积(本次实验防膨稳定剂的重量百分含量是1.5％)，浸泡24小时；用该溶液测定岩芯的渗透率。
实验结果见表1，其中伤害率＝(1-岩芯的渗透率/岩芯地层水渗透率)×％。伤害率越小，防膨稳定剂与储层的配伍性越好。
表1.贝3-5井储层岩芯防膨稳定剂评价数据表
实施例4
本防膨稳定剂与地层水的配伍性实验：
将上述配制好的防膨稳定剂与地层水按1：1的重量比例混合，在50℃下作用72小时，结果见表2。
表2.防膨稳定剂溶液与地层水的配伍性实验结果
| 防膨剂 | 本发明的粘土防膨稳定剂 |
| 配伍性 | 清 |
从表2可以看出，本发明的粘土防膨稳定剂与地层水的配伍性好。
实施例5
防膨剂驱替实验：
实验目的是分析防膨剂长期驱替过程中的有效性。实验结果见表3。
表3.防膨稳定剂驱替评价实验数据表
| 岩样 | 地层水渗透率(10<sup>-3</sup>μm<sup>2</sup>) | 30倍渗透率(10<sup>-3</sup>μm<sup>2</sup>) | 50倍渗透率(10<sup>-3</sup>μm<sup>2</sup>) | 30倍伤害率(％) | 50倍伤害率(％) | |
| 本发明的粘土防膨稳定剂 | 8-3 | 1.80 | 1.61 | 1.42 | 10.56 | 21.11 |
从表3可以看出，本发明的粘土防膨稳定剂对地层的伤害率小，达到了保护储层的目的。
Claims (2)
1、一种注水用多功能高效粘土防膨稳定剂，其特征是由BH-2018表面活性剂、海藻酸钾、KOH和NH4Cl所组成，它们的重量百分数范围分别为70～85％、5～20％、1～5％和5～15％。
2、权利要求1所述的粘土防膨稳定剂的制备方法，其特征是按权利要求1所述的重量百分数称取BH-2018表面活性剂、海藻酸钾、KOH和NH4Cl，先将BH-2018表面活性剂、海藻酸钾和KOH于常温、常压下加入密闭压力反应釜中，启动搅拌，逐渐升温至60～100℃，反应0.5～20小时，然后冷却至15～30℃，加入NH4Cl，继续搅拌0.5～1小时。
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