专利名称：高温酸化用粘土防膨剂的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种用于油田酸化的化学剂，尤其是高温酸化用粘土防膨剂。
背景技术：
地层中含有一定量的粘土矿物如高岭石、蒙脱石、伊利石和绿泥石等。这些粘土矿物主要由硅氧四面体和铝氧八面体组成层状结构。其中蒙脱石由两层硅氧四面体夹一层铝氧八面体构成，层间表面均为氧层，层间结合力弱，阳离子交换容量大，当与水接触时，水可进入晶层之间，晶层表面的可交换阳离子在水中解离扩散，形成扩散双电层，使表面带电，晶层之间相互排斥，产生体积膨胀。钠含量高的蒙脱石，其膨胀率可达600％～1000％(相对原始体积)。酸化过程可加剧粘土膨胀。首先，酸流经粘土矿物时，会溶解矿物的胶结物，加剧了粘土矿物的膨胀和分散；其次，酸可将粘土转变为氢土，其膨胀性能大于钙土。粘土膨胀会造成油层孔隙堵塞，同时由于膨胀而分散的粘土颗粒和碎屑运移至裂缝的弯曲处时会发生沉积、桥接等作用，将进一步引起孔隙的减少和渗透率的降低。粘土膨胀对酸化效果也有很大的负面影响。原因是粘土膨胀会使地层孔隙有效半径减小，粘土的运移、桥接、架桥堵塞原有孔道，这样就不利于乏酸的排出，掩盖了酸化提高地层渗透率的目的，而且还会缩短酸化有效期。
1965年Mungan.N研究结果表明盐类可以控制粘土的膨胀。盐是通过减小粘土表面扩散双电层厚度和zeta电位而起作用的。1969年Carl D.Veley，dowell Div.提出了带有多个电荷的无机阳离子用作粘土防膨剂，1972年，Reed，M.G对羟基铝的防膨作用作了研究，进一步证明了带有多个电荷的无机阳离子的防止粘土膨胀作用。同年Young对氯代硅烷的防膨性能作了研究，证明氯代硅烷可以有效地固化砂岩地层，抑制砂岩疏松，防止粘土膨胀。1979年Robert W.Anderson对氧化聚胺的防膨作用作了研究，聚胺可通过多个附着点强烈吸附在粘土表面。吸附后，聚胺将有效中和粘土的负电荷，从而减弱了粘土的膨胀性。1980年以后酸化用粘土防膨剂的研究主要集中在对阳离子聚合物的合成与复配，形成了系列分子量和阳离子度的聚胺或聚季铵。
阳离子聚合物可有效抑制粘土膨胀和运移，在酸化防膨和注入水防膨中起了重要作用，但由于阳离子聚合物具有明显的桥接作用和导致粘土或岩屑聚集，使残酸不易将微粒携带出油层，对酸化效果有较大影响。
发明内容
本发明的目的是要开发一种抗高温、对酸化不造成二次污染的高效粘土防膨剂。
本发明的目的是由以下配方实现。高温酸化用粘土防膨剂由2，3环氧丙基三甲基氯化铵、γ-氨丙基三乙氧基甲硅烷、盐酸胍和水4种组分构成，各组分的质量含量分别为2，3环氧丙基三甲基氯化铵27％～50％、γ-氨丙基三乙氧基甲硅烷3％～5％、盐酸胍1％-3％、水43％-66％，高温酸化用粘土防膨剂中各成分之和为100％。
高温酸化用粘土防膨剂中主要成分的作用为(1)2，3环氧丙基三甲基氯化铵2，3环氧丙基三甲基氯化铵是高温酸化用粘土防膨剂的主要成分，结构式为 2，3环氧丙基三甲基氯化铵在酸中解离成有机阳离子，该阳离子可中和粘土颗粒表面的负电荷，通过减小粘土晶片之间的静电斥力实现防止粘土膨胀的目的。同时，吸附在粘土表面的有机阳离子可使强亲水的岩石表面转化为接近中性润湿，岩石亲水性的减弱可增大水进入粘土晶片间的阻力，进一步起到防止粘土膨胀的作用。
(2)γ-氨丙基三乙氧基甲硅烷γ-氨丙基三乙氧基甲硅烷是高温酸化用粘土防膨剂的另一主要成分。结构式为 γ-氨丙基三乙氧基甲硅烷在酸液中与地层粘土接触时可发生如下反应①水解反应
②醚化反应γ-氨丙基三羟基甲硅烷可与粘土矿物晶面的羟基发生缩水醚化反应，其分子本身也发生同样反应而聚合，在粘土矿物晶面形成如下结构的聚合物分子膜。
聚合物分子膜的形成一方面将粘土晶片胶结在一起，另一方面也使强亲水的粘土表面转化为弱亲水，从而起到防止粘土膨胀的目的。由于γ-氨丙基三羟基甲硅烷在酸液中的浓度低，分子间的缩水聚合反应很慢，只有在粘土表面吸附浓集时分子间的缩水聚合反应才可快速发生，因此该聚合物分子膜仅在单一的粘土颗粒表面形成，而不能在二个或多个粘土颗粒之间产生，避免了阳离子聚合物导致粘土颗粒聚结对酸化的不利影响。
(3)盐酸胍盐酸胍是高温酸化用粘土防膨剂的辅助成分。主要利用盐酸胍对有机胺的变性和增溶作用增加γ-氨丙基三羟基甲硅烷在水中的溶解度，同时由于盐酸胍本身具有防膨作用，在高温酸化用粘土防膨剂中有辅助的防膨作用。
具体实施例方式下面结合实施例来详细描述本发明的组成、制备过程和性能参数。
(1)原材料性能要求2，3环氧丙基三甲基氯化铵有效含量大于96％；
γ-氨丙基三羟基甲硅烷有效含量大于98％；盐酸胍有效含量大于93％。
(2)高温酸化用粘土防膨剂制备实例与性能参数向已启动的1m3乳化器内加入650kg水，升温至45℃，低速搅拌，缓慢加入15kg盐酸胍和300kg 2，3环氧丙基三甲基氯化铵，搅拌至完全溶解。将搅拌机调至高速，边搅拌边加入35kgγ-氨丙基三羟基甲硅烷，搅拌至形成均匀透明溶液，就是本发明所述的高温酸化用粘土防膨剂。实施例产品的性能参数见表1～表3。
表1 实施例产品在20％盐酸中的性能参数*
表2 实施例产品在不同酸液中的性能参数1)
表3实施例产品在不同酸液中的性能参数*
(3)高温酸化用粘土防膨剂的使用条件本发明所提供的高温酸化用粘土防膨剂使用条件为油层温度0℃-210℃；酸液类型盐酸、土酸、硝酸；酸液总浓度小于等于30％；高温酸化用粘土防膨剂使用浓度0.5％～2％。
(4)高温酸化用粘土防膨剂使用方法高温酸化用粘土防膨剂是溶解到酸液中使用，高温酸化用粘土防膨剂与酸液互溶。
权利要求
1.一种高温酸化用粘土防膨剂，其特征是，由2，3环氧丙基三甲基氯化铵、γ-氨丙基三乙氧基甲硅烷、盐酸胍和水4种组分构成，各组分的质量含量分别为2，3环氧丙基三甲基氯化铵27％～50％、γ-氨丙基三乙氧基甲硅烷3％～5％、盐酸胍1％-3％、水43％-66％，高温酸化用粘土防膨剂中各成分之和为100％。
全文摘要
本发明提供了一种高温酸化用粘土防膨剂，它由2，3环氧丙基三甲基氯化铵、γ－氨丙基三乙氧基甲硅烷、盐酸胍和水4种组分构成，各组分的质量含量分别为2，3环氧丙基三甲基氯化铵27％～50％、γ－氨丙基三乙氧基甲硅烷3％～5％、盐酸胍1％－3％、水43％－66％，高温酸化用粘土防膨剂中各成分之和为100％。本发明提供的高温酸化用粘土防膨剂通过中和粘土表面电性和使粘土表面弱亲水的机理实现防膨目的，最佳使用浓度时的粘土防膨率大于50％。该防膨剂不造成微粒聚结，对酸化无副作用。
文档编号C09K8/60GK1786103SQ20051004492
公开日2006年6月14日 申请日期2005年10月18日 优先权日2005年10月18日
发明者张贵才, 孙铭勤, 葛际江 申请人:中国石油大学(华东)