防膨缩膨剂、其制备方法及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及油气藏储层保护领域，具体而言，涉及一种防膨缩膨剂、其制备方法及 其应用。
【背景技术】
[0002] 油田注水是油田实现长期稳产高产的基础，也是提高油田采收率的有效途径。大 多数注水井注入量随时间呈下降趋势，渐渐达不到配注要求。一般情况下，对于中低渗水敏 注水开发油藏来讲，通过粘土稳定剂的添加，可以在一定程度上抑制粘土矿物的膨胀，防止 因粘土膨胀、运移而导致地层渗透率的下降，但该方法对已发生的粘土膨胀的地层作用不 大。
[0003] 缩膨技术是一种新型的粘土稳定技术，利用具有防膨缩膨作用的化学助剂，能够 有效地使已发生了水化膨胀的粘土矿物产生收缩，对已发生了伤害的储层的储集性具有明 显改善作用，而且具有优良的抑制粘土矿物膨胀、稳定粘土矿物、防止储层伤害的功能。是 降压注水、改造低渗储层的有效技术。
[0004] 国内大专院校、科研单位以及油田自身的研究院都在不断研究更合理的工艺和药 剂：胡灵芝，吕剑锋等根据老君庙油田Μ油藏低渗难动用的东低产区开发中存在注不进、采 不出的状况，以Κ286取心井Ml. M2岩样为研究对象，对储层的水敏伤害进行了评价。通过对 Μ油藏东低产区储层特征深化研究，对现场应用的防膨和缩膨化学助剂进行了优选评价，开 发出以水井缩膨增注、油井防膨增产为主要内容的一体化技术。
[0005] 崔新栋针对注水开发过程中粘土矿物含量高，储层粘土矿物发生水敏易膨胀、运 移从而造成油层伤害的特点，开展了缩膨技术的研究。研发了一种化学合成的阳离子高分 子聚合物缩膨剂XSP-1。通过大量室内试验，评价了缩膨剂的缩膨、防膨性能以及岩心颗粒 稳定性和腐蚀性等理化指标，并有针对性地选择了两口水井进行现场施工。
[0006] 张学锋、崔朝轩、兌爱民等、范春、陈红伟等研制了一种不仅能防止粘土水化膨胀， 还能使已水化膨胀粘土颗粒体积收缩的阳离子聚合物即缩膨剂HDS-01，用于中原卫城、马 寨油田水敏储层注水井的减压增注处理。袁林、曹全芳等开展了缩膨剂的室内实验研究，通 过大量的实验发现：缩膨剂在防膨和缩膨性能上都优于常规的粘土稳定剂，它在油田注水 中，特别是水敏油藏具有很好的应用前景。
[0007] 从现有缩膨剂的研究来看，现有的生产厂家生产的缩膨剂的缩膨率最高也只有 25% ;且当前缩膨剂都是分子量在数百万以上的高聚物，且功能单一，因此，不适用于新疆 油田储层和注水开发工艺，也不能满足多样化发展的需要。为此，仍需要对现有的缩膨剂进 行改进，以提供一种适用于新疆油田储层和注水开发工艺的防膨缩膨剂。
【发明内容】
[0008] 本发明旨在提供一种防膨缩膨剂、其制备方法及其应用，以提供一种适用于新疆 油田储层和注水开发工艺的防膨缩膨剂。
[0009] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种防膨缩膨剂，每50重量 份的水中包含以下重量份的原料：季铵类阳离子聚合物4~12份；氨基磺酸8~22份；以 及无机盐8~22份。
[0010] 进一步地，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铵 4~12份；氨基磺酸8~22份；以及氯化铵8~22份。
[0011] 进一步地，每50重量份的水中包含以下原料：聚二甲基二烯丙基氯化铵5~10 份；氨基磺酸10~20份；以及氯化铵10~20份。
[0012] 进一步地，聚二甲基二烯丙基氯化铵与氨基磺酸的重量比为1 :1. 8~1 :4。
[0013] 进一步地，每50重量份的水中还包含0. 5~6份十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐， 优选1~5份；进一步优选，十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐与聚二甲基二稀丙基氯化铵的重 量比不大于1。
[0014] 进一步地，聚二甲基二烯丙基氯化铵的分子量为IX 104~IX 10 5。
[0015] 根据本发明的另一方面，还提供了一种防膨缩膨剂的制备方法，该制备方法包括 以下步骤：向反应容器中加入8~22重量份的氨基磺酸以及8~22重量份的无机盐；然后 加入50重量份的水搅拌均匀，得到第一溶液；向第一溶液中加入3~12重量份的季铵类阳 离子聚合物，得到第二溶液；以及对第二溶液熟化反应18~30h，得到防膨缩膨剂。
[0016] 进一步地，制备方法包括以下步骤：向反应容器中加入8~22重量份的氨基磺酸 以及8~22重量份的氯化铵；然后加入50重量份的水搅拌均匀，得到第一溶液；向第一溶 液中加入3~12重量份的聚二甲基二烯丙基氯化铵，得到第二溶液；以及对第二溶液熟化 反应18~30h，得到防膨缩膨剂。
[0017] 进一步地，制备方法包括以下步骤：向反应容器中加入10~20重量份的氨基磺酸 以及10~20重量份的氯化铵；然后加入50重量份的水搅拌均匀，得到第一溶液；向第一溶 液中加入5~10重量份的聚二甲基二烯丙基氯化铵，得到第二溶液；以及对第二溶液熟化 反应20~28h，得到防膨缩膨剂。
[0018] 进一步地，制备方法包括以下步骤：聚二甲基二烯丙基氯化铵与氨基磺酸的重量 比为1 :1· 8~1 :4。
[0019] 进一步地，在得到第二溶液并对第二溶液进行熟化反应之前，还包括向第二溶液 中加入十七烯基案乙基咪唑啉季铵盐的步骤，其中十七烯基案乙基咪唑啉季铵盐的加入量 以重量份计为〇. 5~6份，优选1~5份；进一步优选，十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐与聚 二甲基二烯丙基氯化铵的重量比不大于1。
[0020] 进一步地，聚二甲基二烯丙基氯化铵的分子量为IX 104~IX 10 5。
[0021] 根据本发明的又一方面，还提供了一种上述任一种防膨缩膨剂在油田储层注水工 艺中的应用。
[0022] 进一步地，防膨缩膨剂质量为Ml，然后向所述防膨缩膨剂中加水，制得的溶液总质 量为M2, Ml为M2的0.3%~1% ;优选0.4~0.8%。
[0023] 应用本发明的技术方案，通过在现有的无机盐与季铵类阳离子聚合物复配的基础 上，通过进一步与特定重量份的氨基磺酸进行复配，利用各组分间的协同增效作用，提高了 单一组分对粘土的防膨缩膨率，使得本发明的防膨缩膨剂具有较强的防膨缩膨效果，能够 压缩粘土双电层、释放粘土部分晶格水和吸附水，从而防止水锁对储层的伤害。
【具体实施方式】
[0024] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将并结合实施例来详细说明本发明。
[0025] 正如【背景技术】部分所提到的，现有的缩膨剂存在分子量大，功能单一，不能满足新 疆油田储层和注水开发发展的需要的缺陷。本发明的发明人针对上述问题，根据新疆油田 的油藏粘土具有高岭土含量高、粘土矿物质含量高达78%、伊利石与蒙脱石混存达10%以 上，水敏性相比中原地区的油藏储层强的水化膨胀结构特点与离子交换规律，以中小分子 阳离子聚合物为主，使用离心机法、离子粒径分析法、粒子结构显微观察等方法，通过测定 表面活性各项性能与缩膨剂组成单体的缩膨性能，从而确定了本发明的防膨缩膨剂的复配 材料及其配方。
[0026] 在本发明一种典型的实施方式中，提供了一种防膨缩膨剂，其中，每50重量份的 水中包含以下重量份的原料：季铵类阳离子聚合物4~12份；氨基磺酸8~22份；以及无 机盐8~22份。本发明的上述防膨缩膨剂通过在现有的无机盐与季铵类阳离子聚合物复 配的基础上，通过进一步与特定重量份的氨基磺酸进行复配，利用各组分间的协同增效作 用，提高了单一组分对粘土的防膨缩膨率，使得本发明的防膨缩膨剂具有较强的防膨缩膨 效果，能够压缩粘土双电层、释放粘土部