本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种多功能粘土稳定剂。
背景技术：
钻进完井的目的主要在于开发油气层，形成油气渗流通道，建立油气良好的生产条件。任何阻碍油气流入生产井底的附加因素均称为油气层的污染或伤害。在钻井完井以及其它增产措施的每个过程中，都有可能对油气储层造成损害，从而大大降低油气开采效率。
油气藏中含有的粘土矿物主要有高岭石、蒙脱石、伊利石和绿泥石等。这些粘土矿物在钻井、注水、酸化和压裂过程中遇到外来水或者水基物质就会产生膨胀，然后进一步分散或直接分散成直径10μm的细小颗粒，堵塞油气渗流通道，降低地层的渗透率,影响油气井开发效果。
为了保护油气储层的渗透性，在进行增产措施时，要在使用的工作液中加入粘土稳定剂，以防止粘土矿物膨胀和微粒的分散运移。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。根据不同结构及所使用的化学剂分子量大小，将粘土稳定剂化分为无机物型、小分子有机物、大分子有机聚合物以及无机物和有机物的复配物型,这些物质，主要以阳离子型化学物质为主，其作用是防止粘土膨胀，保护储层。在常规的压裂和酸化过程中，除了添加粘土防膨剂外，还需要加入助排剂和破乳剂等助剂。在现场使用前，一般要对不同化学剂之间配伍性实验，然后在按照一定的比例，把粘土稳定剂和助排剂等分别加入工作液中。大量实验表明：压裂酸化使用的化学助剂性能单一，不但增加了现场配液工序，降低了施工效率，而且增加施工成本。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种多功能粘土稳定剂。该粘土稳定剂不但具有高效的防膨作用外，还兼有助排剂的作用，使性能由“单一型”(粘土防膨)向“多功能和高效率”(防膨和助排)转化。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种多功能粘土稳定剂，其特征在于，该稳定剂通过以下步骤制备得到：
步骤一、将装有搅拌器、回流冷凝管和温度计的反应瓶置于恒温水浴槽中，然后将盛装在恒温水浴槽中的水加热至40℃～50℃，并向回流冷凝管内通入温度不高于5℃的冷凝用水，之后向反应瓶中加入烯丙基氯和二甲胺水溶液，搅拌均匀后滴加KOH水溶液以使反应体系的pH值维持在7～9，搅拌反应3h～4h后得到混合液A；所述烯丙基氯和二甲胺水溶液的质量比为1∶0.7，所述KOH水溶液的滴加时间不大于10min；
步骤二、向步骤一中所述混合液A中加入AMPS水溶液，升温至75℃～80℃后，向混合液A中滴加引发剂，引发剂的滴加时间为2h～3h，引发剂滴加完毕后继续搅拌30min，之后加水配制成质量浓度为50％的聚合物水溶液，得到溶液B；所述引发剂的加入量为单体总质量的0.5％～0.8％，所述单体总质量是指烯丙基氯、二甲胺和AMPS的总质量；
步骤三、将活性助剂、异丙醇和水搅拌混合均匀，得到溶液C；所述溶液C中异丙醇的浓度为40wt％，所述活性助剂及助剂浓度为OP-10 40wt％，或者是SDSA 10wt％和FC-002 2wt％，或者是CAB-35 20wt％和FC-002 2wt％，或者是AEO-3 10wt％和FC-002 2wt％，或者是CTAB 20wt％和FC-002 2wt％，或者是OP-10 10wt％和FC-002 2wt％；所述助剂浓度是指活性助剂在溶液C中的浓度；OP-10、SDSA、FC-002、CAB-35和AEO-3均为现有市售的表面活性剂。
步骤四、将步骤二中所述溶液B和步骤三中所述溶液C按质量比1∶1混合均匀，得到多功能粘土稳定剂。
上述的一种多功能粘土稳定剂，其特征在于，步骤一中所述烯丙基氯的质量纯度不低于94％。
上述的一种多功能粘土稳定剂，其特征在于，步骤一中所述二甲胺水溶液的质量浓度为40％。
上述的一种多功能粘土稳定剂，其特征在于，步骤一中所述KOH水溶液的质量浓度为25％～30％。
上述的一种多功能粘土稳定剂，其特征在于，步骤一中所述AMPS水溶液的质量浓度为50％。
上述的一种多功能粘土稳定剂，其特征在于，步骤二中所述引发剂为过硫酸铵。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明依据酸化压裂时工作的特点，在国内首次开发了一剂多用即多功能型粘土稳定剂，不但具有高效的防膨作用外，还兼有助排剂的作用，使粘土稳定剂的性能由“单一型”(粘土防膨)向“多功能和高效率”(防膨和助排)转化。
2、本发明粘土稳定剂的制备方法简单，该制备方法简化了配液工序，降低劳动强度，提高了配液准确性，同时减少了助剂的浪费，降低工作液制备成本低等。
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
实施例1
本实施例研发了一种多功能型的压裂用粘土稳定剂，该粘土稳定剂通过以下步骤制备得到：
步骤一、将装有搅拌器、回流冷凝管和温度计的反应瓶置于恒温水浴槽中，然后将盛装在恒温水浴槽中的水加热至45℃，并向回流冷凝管内通入温度不高于5℃的冷凝用水，之后向反应瓶中加入质量纯度不低于94％的烯丙基氯和浓度为40wt％的二甲胺水溶液，搅拌均匀后滴加浓度为30wt％的KOH水溶液以使反应体系的pH值维持在8，KOH水溶液的滴加时间控制在10min内，KOH水溶液滴加完毕后搅拌反应4h，得到混合液A；所述烯丙基氯和二甲胺水溶液的质量比为1∶0.7；
步骤二、向步骤一中所述混合液A中加入AMPS水溶液，升温至80℃后，向混合液A中滴加引发剂，引发剂的滴加时间为2.5h，引发剂滴加完毕后继续搅拌30min，之后加水配制成质量浓度为50％的聚合物水溶液，得到溶液B；所述引发剂的加入量为单体总质量的0.7％，所述单体总质量是指烯丙基氯、二甲胺和AMPS的总质量；
步骤三、将活性助剂、异丙醇和水搅拌混合均匀，得到溶液C；所述溶液C中异丙醇的浓度为40wt％，所述活性助剂为OP-10，助剂浓度(即该活性助剂在溶液C中的浓度)为40wt％；
步骤四、将步骤二中所述溶液B和步骤三中所述溶液C按质量比1∶1混合均匀，得到多功能粘土稳定剂。
本实施例制备的多功能型粘土稳定剂在室温条件下的性能为：0.5％粘土稳定剂的防膨率为：88％，溶液的表面张力为：26.76m/Nm，界面张力为：1.53m/Nm。以上数据能说明该产品不但具有高效的防膨作用，而且兼有助排剂的作用，由此证实本实施例制备的多功能型粘土稳定剂的综合性能优良。
实施例2
本实施例研发了一种多功能型的压裂用粘土稳定剂，该粘土稳定剂通过以下步骤制备得到：
步骤一、将装有搅拌器、回流冷凝管和温度计的反应瓶置于恒温水浴槽中，然后将盛装在恒温水浴槽中的水加热至43℃，并向回流冷凝管内通入温度不高于5℃的冷凝用水，之后向反应瓶中加入质量纯度不低于94％的烯丙基氯和浓度为40wt％的二甲胺水溶液，搅拌均匀后滴加浓度为25wt％的KOH水溶液使反应体系的pH值维持在9，KOH水溶液的滴加时间控制在10min内，KOH水溶液滴加完毕后搅拌反应3h，得到混合液A；所述烯丙基氯和二甲胺水溶液的质量比为1∶0.7；
步骤二、向步骤一中所述混合液A中加入AMPS水溶液，升温至78℃后，向混合液A中滴加引发剂，引发剂的滴加时间为2h，引发剂滴加完毕后继续搅拌30min，之后加水配制成质量浓度为50％的聚合物水溶液，得到溶液B；所述引发剂的加入量为单体总质量的0.6％，所述单体总质量是指烯丙基氯、二甲胺和AMPS的总质量；
步骤三、将活性助剂、异丙醇和水搅拌混合均匀，得到溶液B；所述溶液B中异丙醇的浓度为40wt％，所述活性助剂为SDSA和FC-002，SDSA的助剂浓度为10wt％，FC-002的助剂浓度为2wt％；
步骤四、将步骤二中所述溶液A和步骤三中所述溶液B按质量比1∶1混合均匀，得到多功能粘土稳定剂。
步骤三、将活性助剂、异丙醇和水搅拌混合均匀，得到溶液C；所述溶液C中异丙醇的浓度为40wt％，所述活性助剂为SDSA和FC-002，SDSA的助剂浓度为10wt％，FC-002的助剂浓度为2wt％；
步骤四、将步骤二中所述溶液B和步骤三中所述溶液C按质量比1∶1混合均匀，得到多功能粘土稳定剂。
本实施例制备的多功能型粘土稳定剂在室温条件下的性能为：0.5％粘土稳定剂的防膨率为：88％，溶液的表面张力为：25.8m/Nm，界面张力为：1.38m/Nm。由此证实本实施例制备的多功能型粘土稳定剂的综合性能优良。
实施例3
本实施例研发了一种多功能型的压裂用粘土稳定剂，该粘土稳定剂通过以下步骤制备得到：
步骤一、将装有搅拌器、回流冷凝管和温度计的反应瓶置于恒温水浴槽中，然后将盛装在恒温水浴槽中的水加热至47℃，并向回流冷凝管内通入温度不高于5℃的冷凝用水，之后向反应瓶中加入质量纯度不低于94％的烯丙基氯和浓度为40wt％的二甲胺水溶液，搅拌均匀后滴加浓度为30wt％的KOH水溶液使反应体系的pH值维持在7，KOH水溶液的滴加时间控制在10min内，KOH水溶液滴加完毕后搅拌反应4h，得到混合液A；所述烯丙基氯和二甲胺水溶液的质量比为1∶0.7；
步骤二、向步骤一中所述混合液A中加入AMPS水溶液，升温至80℃后，向混合液A中滴加引发剂，引发剂的滴加时间为2h，引发剂滴加完毕后继续搅拌30min，之后加水配制成质量浓度为50％的聚合物水溶液，得到溶液B；所述引发剂的加入量为单体总质量的0.5％，所述单体总质量是指烯丙基氯、二甲胺和AMPS的总质量；
步骤三、将活性助剂、异丙醇和水搅拌混合均匀，得到溶液C；所述溶液C中异丙醇的浓度为40wt％，所述活性助剂为CAB-35和FC-002，CAB-35的助剂浓度为20wt％，FC-002的助剂浓度为2wt％；
步骤四、将步骤二中所述溶液B和步骤三中所述溶液C按质量比1∶1混合均匀，得到多功能粘土稳定剂。
本实施例制备的多功能型粘土稳定剂在室温条件下的性能为：0.5％粘土稳定剂的防膨率为：88％，溶液的表面张力为：28.02m/Nm，界面张力为：2.35m/Nm。由此证实本实施例制备的多功能型粘土稳定剂的综合性能优良。
实施例4
本实施例研发了一种多功能型的压裂用粘土稳定剂，该粘土稳定剂通过以下步骤制备得到：
步骤一、将装有搅拌器、回流冷凝管和温度计的反应瓶置于恒温水浴槽中，然后将盛装在恒温水浴槽中的水加热至45℃，并向回流冷凝管内通入温度不高于5℃的冷凝用水，之后向反应瓶中加入质量纯度不低于94％的烯丙基氯和浓度为40wt％的二甲胺水溶液，搅拌均匀后滴加浓度为30wt％的KOH水溶液以使反应体系的pH值维持在8，KOH水溶液的滴加时间控制在10min内，KOH水溶液滴加完毕后搅拌反应4h，得到混合液A；所述烯丙基氯和二甲胺水溶液的质量比为1∶0.7；
步骤二、向步骤一中所述混合液A中加入AMPS水溶液，升温至75℃后，向混合液A中滴加引发剂，引发剂的滴加时间为3h，引发剂滴加完毕后继续搅拌30min，之后加水配制成质量浓度为50％的聚合物水溶液，得到溶液B；所述引发剂的加入量为单体总质量的0.8％，所述单体总质量是指烯丙基氯、二甲胺和AMPS的总质量；
步骤三、将活性助剂、异丙醇和水搅拌混合均匀，得到溶液C；所述溶液C中异丙醇的浓度为40wt％，所述活性助剂为AEO-3和FC-002，AEO-3的助剂浓度为10wt％，FC-002的助剂浓度为2wt％；
步骤四、将步骤二中所述溶液B和步骤三中所述溶液C按质量比1∶1混合均匀，得到多功能粘土稳定剂。
本实施例制备的多功能型粘土稳定剂在室温条件下的性能为：0.5％粘土稳定剂的防膨率为：88％，溶液的表面张力为：27.08m/Nm，界面张力为：2.25m/Nm。以上数据能说明该产品不但具有高效的防膨作用，而且兼有助排剂的作用，由此证实本实施例制备的多功能型粘土稳定剂的综合性能优良。
实施例5
本实施例研发了一种多功能型的压裂用粘土稳定剂，该粘土稳定剂通过以下步骤制备得到：
步骤一、将装有搅拌器、回流冷凝管和温度计的反应瓶置于恒温水浴槽中，然后将盛装在恒温水浴槽中的水加热至40℃，并向回流冷凝管内通入温度不高于5℃的冷凝用水，之后向反应瓶中加入质量纯度不低于94％的烯丙基氯和浓度为40wt％的二甲胺水溶液，搅拌均匀后滴加浓度为30wt％的KOH水溶液使反应体系的pH值维持在9，KOH水溶液的滴加时间控制在10min内，KOH水溶液滴加完毕后搅拌反应3h，得到混合液A；所述烯丙基氯和二甲胺水溶液的质量比为1∶0.7；
步骤二、向步骤一中所述混合液A中加入AMPS水溶液，升温至78℃后，向混合液A中滴加引发剂，引发剂的滴加时间为2.5h，引发剂滴加完毕后继续搅拌30min，之后加水配制成质量浓度为50％的聚合物水溶液，得到溶液B；所述引发剂的加入量为单体总质量的0.6％，所述单体总质量是指烯丙基氯、二甲胺和AMPS的总质量；
步骤三、将活性助剂、异丙醇和水搅拌混合均匀，得到溶液C；所述溶液C中异丙醇的浓度为40wt％，所述活性助剂为CTAB和FC-002，CTAB的助剂浓度为20wt％，FC-002的助剂浓度为2wt％；
步骤四、将步骤二中所述溶液B和步骤三中所述溶液C按质量比1∶1混合均匀，得到多功能粘土稳定剂。
本实施例制备的多功能型粘土稳定剂在室温条件下的性能为：0.5％粘土稳定剂的防膨率为：88％，溶液的表面张力为：26.80m/Nm，界面张力为：1.22m/Nm。由此证实本实施例制备的多功能型粘土稳定剂的综合性能优良。
实施例6
本实施例研发了一种多功能型的压裂用粘土稳定剂，该粘土稳定剂通过以下步骤制备得到：
步骤一、将装有搅拌器、回流冷凝管和温度计的反应瓶置于恒温水浴槽中，然后将盛装在恒温水浴槽中的水加热至50℃，并向回流冷凝管内通入温度不高于5℃的冷凝用水，之后向反应瓶中加入质量纯度不低于94％的烯丙基氯和浓度为40wt％的二甲胺水溶液，搅拌均匀后滴加浓度为30wt％的KOH水溶液使反应体系的pH值维持在7，KOH水溶液的滴加时间控制在10min内，KOH水溶液滴加完毕后搅拌反应4h，得到混合液A；所述烯丙基氯和二甲胺水溶液的质量比为1∶0.7；
步骤二、向步骤一中所述混合液A中加入AMPS水溶液，升温至76℃后，向混合液A中滴加引发剂，引发剂的滴加时间为2.5h，引发剂滴加完毕后继续搅拌30min，之后加水配制成质量浓度为50％的聚合物水溶液，得到溶液B；所述引发剂的加入量为单体总质量的0.7％，所述单体总质量是指烯丙基氯、二甲胺和AMPS的总质量；
步骤三、将活性助剂、异丙醇和水搅拌混合均匀，得到溶液C；所述溶液C中异丙醇的浓度为40wt％，所述活性助剂为OP-10和FC-002，OP-10的助剂浓度为10wt％，FC-002的助剂浓度为2wt％；
步骤四、将步骤二中所述溶液B和步骤三中所述溶液C按质量比1∶1混合均匀，得到多功能粘土稳定剂。
本实施例制备的多功能型粘土稳定剂在室温条件下的性能为：0.5％粘土稳定剂的防膨率为：88％，溶液的表面张力低：26.05m/Nm，界面张力为：0.58m/Nm。由此证实本实施例制备的多功能型粘土稳定剂的综合性能优良。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。