一種季銨鹽型陽離子聚合物的製作方法
2023-12-10 20:58:42 3
本發明涉及油田開發
技術領域：
，特別涉及一種由脂肪胺、酸、環氧氯丙烷以及端二胺反應製備而成的季銨鹽型陽離子聚合物。
背景技術：
：在鑽井、固井、注水、壓裂、酸化、修井等施工中，粘土含量高、水敏性強的儲層在水基工作液侵入時，都有可能堵塞地層孔隙結構的喉部、降低地層的滲透率，減少油井產量，造成油氣層傷害。而粘土防膨劑能抑制粘土的水化膨脹、防止其分散運移，是解決這一問題的有效途徑。目前應用的粘土防膨劑主要有無機鹽、無機多核聚合物、有機陽離子聚合物、陽離子表面活性劑和小分子有機陽離子化合物。無機鹽，如氯化鉀、氯化銨、氯化鎂和氯化鈣等，對地層的適應性強、價格低，但長期防膨脹效果差；無機多核聚合物有效性比無機鹽長，但耐酸性差；陽離子表面活性劑類，在粘土表面吸附能力強，會造成粘土潤溼性轉變，降低油相滲透率；有機陽離子聚合物是陽離子單體的聚合物或其與丙烯醯胺等的共聚物，如CN101921366由二烯丙基氯化銨和三烯丙基氯化銨合成三支鏈陽離子聚合物，用於採油過程中穩定粘土；小分子有機陽離子化合物一般是環氧氯丙烷與小分子胺類的反應物，如用環氧氯丙烷和甲胺為原料合成了小分子聚胺防膨劑EM(化學與生物工程，2010，27(12))。在大量專利及文獻中，往往注重用量在1％-2％的防膨效果，對用量0.3％-1％的防膨效果評價較少，在應用中也往往選擇較高用量，目前該類粘土防膨劑存在高用量時(1％-2％甚至以上)防膨效果優異，而在低用量(式中：B——防膨率，％；V1——膨潤土在粘土穩定劑溶液中的膨脹體積，單位為毫升(mL)；V2——膨潤土在粘土清水中的膨脹體積，單位為毫升(mL)；V0——膨潤土在煤油中的膨脹體積，單位為毫升(mL)。結果如表4所示。表4粘土防膨劑在清水中的防膨率樣品D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11防膨率65.3％61.1％70.2％64.3％77.2％71.7％67.0％60.9％60.2％70.0％73.1％用滑溜水壓裂液(即清水中含0.1％陰離子聚合物和0.1％表面活性劑)代替清水配成0.3％的溶液，按上述方法測定防膨率。結果如表5所示。表5防膨劑在滑溜水壓裂液中的防膨率樣品D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11防膨率57.0％55.8％59.5％55.8％69.5％65.2％63.2％55.3％53.2％56.5％67.3％從表4、表5可以看出，防膨劑加量為0.3％時，在清水中和在滑溜水中，實施例17的D5防膨率最高，在清水中達到77.2％、在滑溜水中達到69.5％，其餘配比的防膨劑防膨率均超過60％和53％。實施例25粘土防膨劑用量對防膨率影響按照實施例24中的方法，測試製備的粘土防膨劑D5在清水、滑溜水壓裂液中不同質量分數下的防膨率。結果如表6所示。表6粘土防膨劑用量對防膨率影響從表6可以看出，隨著防膨劑用量的增加，在清水中和在滑溜水中防膨率均呈增加趨勢， 用量低時增加趨勢非常顯著，當加量大於0.5％時防膨率增加的趨勢變緩。其中在加量為0.3％時已有較高的防膨率，表明在低用量下即具有很好的防膨能力。實施例26與其他防膨劑的對比實驗對本發明的粘土防膨劑與現有粘土防膨劑的防膨率進行對比分析，在滑溜水壓裂液中配製質量分數0.3％的防膨劑溶液，離心法測定防膨率，結果如表7所示。表7粘土防膨劑與其他防膨劑的防膨率對比防膨劑名稱防膨率DF45.0％CS54.1％AS-5532.3％實施例17中製備的D569.5％實施例21中製備的D953.2％實施例22中製備的D1056.5％實施例23中製備的D1167.3％從表7可以看出，在低用量0.3％條件下，本發明的粘土防膨劑具有更高的防膨率。實施例24配伍性實驗對本發明的粘土防膨劑D5與現有鑽井液、壓裂液常用處理劑進行配伍性觀察，結果如表8所示：表8粘土防膨劑的配伍性實驗結果從表8可以看出，本發明的粘土防膨劑與常用處理劑混合，無分層、沉澱和懸浮現象產生，配伍性良好。實施例25耐溫性評價實驗對本發明的粘土防膨劑D5進行150℃、200℃高溫滾動實驗評價其耐溫性，結果如表9所示：表9粘土防膨劑高溫滾動實驗結果從表9可以看出，本發明的粘土防膨劑在150℃、200℃高溫老化前後，防膨率變化不大，耐溫性能良好。當前第1頁1 2 3