[发明专利]一种螯合型驱油粘土稳定剂

说明书

技术领域

本发明涉及油田生产用驱油型粘土稳定剂，特别是涉及一种螯合型驱油粘土稳定剂。

背景技术

传统粘土稳定剂有两种：能防止粘土矿物膨胀的处理剂称为防粘土膨胀剂(防膨剂)，能防止粘土微粒运移的处理剂称为防粘土微粒运移剂(防运移剂)。

有机阳离子聚合物作为粘土稳定剂已在油田许多作业过程中获得了广泛使用，它对控制由于粘土颗粒的水比膨胀和分散运移而造成的地层伤害有十分明显的效果。有机阳离子聚合物的突出优点是适用范围广，是近些年来国外研究和发展最迅速的一类粘土稳定剂。

注入驱油一般采用高效超低界面张力的表面活性剂，是目前国内外提高采收率研究的主要方向。尤其对于低渗透油田，聚合物无法注入时，更需要一种高效表面活性剂来达到增产的目的。

发明内容

本发明旨在于克服现有技术的不足，研制了一种螯合型驱油粘土稳定剂。

本发明的一种螯合型驱油粘土稳定剂，是由粘土稳定剂、表面活性剂、螯合剂和水组成；其中各组份重量百分含量为：粘土稳定剂为0.1％～5％、表面活性剂为0.001％～1％、螯合剂为0.01％～1％、其余为水；

所述的粘土稳定剂是阳离子聚合物；

所述的表面活性剂是：脂肪酸单乙醇酰胺或脂肪酸二乙醇酰胺；

所述的螯合剂是：氨基三亚甲基膦酸(ATMP)；二乙烯三胺五亚甲基膦酸(DTPMP)；乙二胺四乙酸(EDTA)或羟基亚乙基二膦酸(HEDP)；

所述水为清水、油田地层或油田注入污水。

本发明的一种驱油型粘土稳定剂，通过在粘土稳定剂中驱油剂分子中引入另一基团形成一种新的结构形式，从而改变了亲油亲水平衡，使驱油剂分子更好地分布在油水界面上，达到10^-3mN/m的超低值。因此，本发明涉及的粘土稳定剂是一种兼具粘土稳定和驱油两种功能的产品。主要含有两种基团大分子有机物，其中一种基团为阳离子基团，具有吸附能力强，耐盐、耐酸和耐冲刷，具有长期稳定粘土矿物的作用；另一种基团为两性或非离子基团，具有驱油的特性，其特点是低吸附性、超低的界面活性、很强的耐温性、较强的耐酸碱能力。在地层条件下尤其是在冲刷力的作用下两个基团可分解，即一个大分子分解为两个部分，其一为阳离子大分子有机部，另一为具有驱油活性的表面活性剂部。

本发明涉及的粘土稳定剂由于具有两个功能基团，由于其中一个基团的强吸附性能，注入后会吸附在粘土颗粒表面，在地层温度及冲刷力作用下，原始大分子会分解出具有较高驱油活性的分子，这样就形成了一个阳离子大分子聚合物型的粘土稳定剂和一个小分子的两性或非离子性具有较强活性的表面活性剂。注入地层后，由于其分子所占的体积空间远大于水分子，并且与其它组分共同作用后包围粘土颗粒，在粘土颗粒表面形成吸附膜，此时在冲刷力作用下驱油活性部分解出去进入到水相中，阳离子大分子端仍吸附在颗粒表面。

阳离子极性端占据的空阻很大，可以深入到扩散双电层内部，直接与粘土颗粒表面的水合负电层产生静电吸附，造成少量的分子占据很大的表面积。同时由于分子远大于液相中的H⁺、Na⁺和Ca²⁺等，空间效应造成了吸附双电层的加厚，相当于延长了水分子与粘土矿物表面之间极性作用的距离，水分子在粘土颗粒表面的吸附大为降低。此阳离子层部为非极性的烃类，根据相似相容原理，其具有很强的憎水性，在吸附膜吸附的部位，基本不能吸附水分子。因此，通过阻止水分子与粘土颗粒的接触而抑制粘土膨胀。另外，通过主剂与其它添加剂的协同作用，也可阻止粘土微粒的运移，抑制二次堵塞，降低储层的速敏程度。进入水相的驱油活性部与地层油相接触，通过驱油活性部分子在油水界面上的自发吸附和排列，能够使界面张力达到10^-3mN/m的量级，大大降低了油水界面张力，使地层油变成微乳滴形式进入水相，达到强力驱油的效果，从而提高采收率。同时，由于阳离子部的吸附作用，对于驱油部起到牺牲剂的协同作用。

其优选组份含量为：粘土稳定剂1％～3％、表面活性剂0.02％～0.6％、螯合剂为0.1％～0.5％、余量为水。

其制备方法是：将水加热至30～80℃，加入粘土稳定剂，搅拌下加入表面活性剂和螯合剂，继续搅拌0.5～2小时，即制得螯合型驱油粘土稳定剂。

上述螯合型驱油粘土稳定剂的使用方法为：在注水系统中，当油层岩芯粘土含量小于5％时，每100千克注入水中加入上述驱油粘土稳定剂小于0.5千克；当油层岩芯粘土含量大于5％时，每100千克注入水中加入上述驱油粘土稳定剂0.5～1千克。