专利名称：：一种适用于低渗透率油藏的粘土稳定剂的制作方法
技术领域：
：本发明涉及含粘土的低渗透率油藏使用的一种粘土稳定剂。
背景技术：
：油田开发过程中的低渗透率油藏，通常含有粘土矿物质，具有水敏性。其中粘土矿物因膨胀、分散、运移、堵塞孔隙喉道，使原本较低的渗透率大幅度下降，这不仅影响油井的产能而且对油田后期的开发造成极坏的不可逆影响。注入粘土稳定剂是保护水敏油藏的有效方法。近年来在油田广泛使用的阳离子聚合物型粘土稳定剂，其正电荷密度高，用量少，效果持久。但这类粘土稳定剂分子量大，虽然能达到防膨稳定的目的，却对低渗油藏产生很大的伤害，堵塞孔隙喉道。另外，分子量较大的粘土稳定剂和含HPAM(聚丙烯酰胺)的油田回注污水混合时，油田回注污水中的HPAM析出，造成注入水浑浊，使注入水质下降，同样会出现注水压力升高、水井欠注等问题。因此对于注含HPAM油田回注污水开发的低渗透水敏油藏，需要一种能有效防止粘土膨胀和含HPAM油田污水配伍性好的粘土稳定剂。
发明内容本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中普遍存在的问题，提供一种能有效防止粘土膨胀，并和含HPAM油田回注污水配伍性好，适用于注含HPAM油田回注污水开发的低渗透率油藏的粘土稳定剂。为实现上述发明目的，本发明的技术方案是—种适用于低渗透率油藏的粘土稳定剂，按质量百分比由以下组分原料制成2-羟乙基三甲基氯化铵0.898%含铵或钾离子的无机盐020%余量为自来水或油田回注污水其中的铵离子或钾离子无机盐是氯化钾、氯化铵、甲酸钾、甲酸铵、乙酸钾、乙酸铵、硝酸钾的一种。优选其中的铵离子或钾离子无机盐是氯化钾或甲酸钾中的一种。优选适用于低渗透率油藏的粘土稳定剂，其组成及质量百分比如下2-羟乙基三甲基氯化铵3040%含铵或钾离子的无机盐515%余量为自来水或油田回注污水更优选该粘土稳定剂的组成及质量百分比如下2-羟乙基三甲基氯化铵30%氯化钾10%自来水或油田回注污水60%本发明的粘土稳定剂，应用于低渗透水敏油藏的水驱作业时，只需将本发明粘土稳定剂和油田回注污水按一定比例混合，通常油田回注污水中的2-羟乙基三甲基氯化铵及钾盐或铵盐的质量百分比浓度为0.82.5%。本发明配方中的2-羟乙基三甲基氯化铵，其结构中含有强极性基团(羟基)，其使用特点是和水可以任意比例混溶，和含HPAM的油田回注污水的配伍性好，污水中的HPAM和2-羟乙基三甲基氯化铵电性中和后，仍能溶解在水中，水中不出现絮状物；又由于2-羟乙基三甲基氯化铵的分子量(139.5)很小，单位质量的2-羟乙基三甲基氯化铵含有较多的正电荷，单位质量浓度下，其具有较好的电中和能力，因而具有较好的防止粘土膨胀能力，2-羟乙基三甲基氯化铵是带正电荷、含有羟基的强极性分子，具有胶结粘土颗粒的作用，能够防止粘土颗粒的运移。所以含有本发明粘土稳定剂的油田回注污水进入含有粘土的油藏时，可以抑制粘土膨胀，保护油藏。本发明的技术效果是1、本发明所涉及的粘土稳定剂防膨效果好，防膨率可达到90%以上。2、本发明所涉及的粘土稳定剂和含HPAM油田回注污水配伍性好，不产生絮状物。3、本发明所涉及的粘土稳定剂对油藏的伤害率低，适用于低渗油藏。4、本发明所涉及的粘土稳定剂无色无味，无毒无害，性质稳定。5、本发明所涉及的粘土稳定剂耐候性好，耐酸碱，水溶性好，便于现场应用。具体实施例方式实施例1在10m3混合罐中加入5.7吨70%的液体2_羟乙基三甲基氯化铵，再加入4.3吨自来水，混合均匀，过滤得到固含量为40%的粘土稳定剂产品10吨。其中2-羟乙基三甲基氯化铵俗称为氯化胆碱，70%的液体2-羟乙基三甲基氯化铵为市售工业级产品即可。使用时，用含HPAM油田回注污水配制成含有上述粘土稳定剂产品分别为2%、3%、4%、5%、6%(质量百分比)的粘土稳定剂溶液，其防膨率见表1。防膨率测定参照SY/T5971-94注水用粘土稳定剂评价方法测定。表1实施例1粘土稳定剂溶液防膨率质量浓度/%23456防膨率/%63.775.184.988.790.3规定粘土稳定剂的防膨率大于60%时视为达到要求，由表1可见，单独使用2-羟乙基三甲基氯化铵即可满足防膨要求。尤其是当上述粘土稳定剂溶液为6%时，防膨率达到90.3%。实施例2在10m3混合罐中加入5吨20%的氯化钾溶液；再加入4.3吨70%的液体2_羟乙基三甲基氯化铵，再加入0.7吨自来水，混合均匀，过滤得到固含量为40%的粘土稳定剂10吨。20%氯化钾溶液市售的工业级固体氯化钾加入自来水配制而成。参照实施例1的使用方法，分别配制含有上述粘土稳定剂分别为2%、3%、4%、5%、6%(质量百分比)的粘土稳定剂溶液，其防膨率见表2。表2实施例2粘土稳定剂溶液防膨率<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由表2可以看出，复配了无机盐氯化钾的粘土稳定剂溶液，其防膨率要好于实施例l产品。其原理是氯化钾和2-羟乙基三甲基氯化铵有相互协同，互相补充的作用。钾离子进入粘土层间起防膨作用，2-羟乙基三甲基氯化铵在粘土颗粒外围，起到电荷中和的作用，从而达到防膨的目的，两种成分协同作用下，产品具有较高的防膨率。实施例3在10m3混合罐中加入7.0吨27%的氯化铵溶液；再加入3.0吨70%的液体2_羟乙基三甲基氯化铵，混合均匀，过滤得到固含量为40%的粘土稳定剂10吨。27%氯化铵溶液市售的工业级固体氯化铵加入自来水配制而成。参照实施例1的使用方法，分别配制含有上述粘土稳定剂分别为2%、3%、4%、5%、6%(质量百分比)的粘土稳定剂溶液，其防膨率见表3。表3实施例3粘土稳定剂溶液防膨率<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由表3可以看出，复配了氯化铵的实施例3产品，其防膨率也能满足防膨要求。氯化铵和2-羟乙基三甲基氯化铵也存在协同作用。实施例4粘土稳定剂组成及配比0.16吨50%的2-羟乙基三甲基氯化铵，9.84吨油田回注污水。将该粘土稳定剂直接应用于低渗水敏油藏的水驱作业，测定防膨率为63.7%，满足防膨的要求。实施例5粘土稳定剂组成及配比质量百分比浓度98%的固体2-羟乙基三甲基氯化铵。参照实施例1的使用方法，配制成含有上述粘土稳定剂为0.8%(质量百分比)的粘土稳定剂溶液。测定防膨率为63.0%。实施例6表4不同水质构成的粘土稳定剂防膨率对比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>从上表可知，使用油田回注污水配制的粘土稳定剂，由于油田回注污水的矿化度较高，对提高防膨效果有利。实施例7不同无机盐构成的粘土稳定剂，参照实施例1的使用方法，配制成含有下述粘土稳定剂为5.0%(质量百分比)的粘土稳定剂溶液，其防膨率见表5。表5不同无机盐构成的粘土稳定剂的防膨率粘土稳定剂30%的A10%的甲酸钾；余量为自来水。30%的A;10%的甲酸铵；余量为自来水。30%A;10%的乙酸钾；余量为自来水。30%的A;10%的乙酸铵；余量为自来水。30%的A;10%的硝酸钾；余量为自来水。防膨率90.684.387.581.987.1注表5中的A代表2-羟乙基三甲基氯化铵。由表5可以看出，甲酸钾、甲酸铵、乙酸钾、乙酸铵、硝酸钾均可以和2-羟乙基三甲基氯化铵复合使用。其中钾盐的效果好于铵盐。实施例8P匿DAAC(聚二甲基二烯丙基氯化铵)是油田广泛使用的一种聚季铵盐型粘土稳定剂。分别取PDMDAAC(固含量37%;特性粘数145mL/g)、实施例1和实施例2制得的粘土稳定剂各10.Og，再取用大庆油田采油一厂中六深污水站含HPAM油田回注污水190g，配制成含粘土稳定剂为5%(质量百分比)的粘土稳定剂溶液，这时的PDMDAAC粘土稳定剂溶液的防膨率为84.7%;搅拌30min后，用0.45ym滤膜过滤，烘干恒重，其出现的悬浮物含量见表6。悬浮物含量参照SY/T5329-94测定。表6污水中加入粘土稳定剂后悬浮物含量6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由表6可以看出，本发明的粘土稳定剂和含HPAM油田回注污水有很好的配伍性。虽然电荷中和作用存在，但不会导致HPAM的析出。实施例9参照SY/T5358-2002储层敏感性流动实验评价方法考察本发明粘土稳定剂对岩心伤害情况。将抽提、测空气渗透率Kg的岩心装入流动实验装置中，模拟地层温度45t:，注入2PV精滤盐水，待压力稳定后，测定流量，记录压差，计算渗透率K1Q改注质量浓度5.0%粘土稳定剂溶液，注入5PV后，改注注入水，注入5PV后，测流量和压差，计算渗透率K2。岩心伤害率Dk计算公式Dk=(l-I^/igX100%选用PDMDAAC、实施例1产品和实施例2产品，分别用油田回注污水配成含有粘土稳定剂质量浓度为5%的溶液；使用大庆萨零组岩心，依次注入精滤盐水、粘土稳定剂溶液和油田回注污水，根据岩心渗透率的变化，考察3种粘土稳定剂对低渗岩心适应性。试验结果见表7。表73种粘土稳定剂岩心流动试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由表7可以看出，不加粘土稳定剂，直接注油田回注污水开发，岩心伤害率很大，达到82.63%;静态防膨试验效果较好的PDMDAAC，在岩心流动试验中，对低渗岩心造成的伤害较大。这是因为PDMDAAC具有很大的流体力学体积，堵塞了孔喉；另一方面，PDMDAAC其分子扩散速度较慢，水分子优先和粘土矿物接触引起水化膨胀，造成岩心渗透率下降。而分子量较小的实施例1和实施例2产品对低渗岩心的伤害较小，伤害率仅为17.85%和16.45%，说明本发明粘土稳定剂对于低渗油藏有较好的适应性。通过以上实施例和实验说明了本发明的粘土稳定剂有较好的防止粘土膨胀能力，对渗透率较低的大庆萨零组岩心的伤害率较小，和大庆含HPAM的油田污水有较好的配伍性。本发明为开发含粘土的低渗透油藏提供了一种性能优良的粘土稳定剂产品。权利要求一种适用于低渗透率油藏的粘土稳定剂，按质量百分比由以下组分原料制成2-羟乙基三甲基氯化铵0.8～98％含铵或钾离子的无机盐0～20％余量为自来水或油田回注污水其中含铵或钾离子的无机盐是氯化钾、氯化铵、甲酸钾、甲酸铵、乙酸钾、乙酸铵或硝酸钾的一种。2.按照权利要求1所述的适用于低渗透率油藏的粘土稳定剂，其中的含铵或钾离子的无机盐是氯化钾或甲酸钾中的一种。3.按照权利要求1所述的适用于低渗透率油藏的粘土稳定剂，其组成及质量百分比如下2-羟乙基三甲基氯化铵3040%含铵或钾离子的无机盐515%余量为自来水或油田回注污水4.按照权利要求1所述的适用于低渗透率油藏的粘土稳定剂，其组成及质量百分比如下2-羟乙基三甲基氯化铵30%氯化钾10%自来水或油田回注污水60%。全文摘要本发明公开了一种适用于低渗透率油藏的粘土稳定剂，按质量百分比由以下组分原料制成0.8～98％的2-羟乙基三甲基氯化铵，0～20％的含铵或钾离子的无机盐，余量为自来水或油田回注污水；该粘土稳定剂能有效防止粘土膨胀，防膨率可达到90％以上，并和含HPAM油田回注污水配伍性好，不产生絮状物，对油藏的伤害率低，适用于注含HPAM油田回注污水开发的低渗透率油藏。文档编号C09K8/56GK101717625SQ20091022328公开日2010年6月2日申请日期2009年11月23日优先权日2009年11月23日发明者李柏林,牛瑞霞,程杰成申请人:大庆石油学院