[发明专利]一种耐高温粘土稳定剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种耐高温粘土稳定剂及其制备方法，其制备方法包括如下步骤：（1）以对苯二酚、环氧氯丙烷为原料，在催化剂的作用下得到中间产物式1；（2）以中间产物1、氨气为原料，经胺化反应得到中间产物2，然后向中间产物2中加入酸调节pH值至7～9，得到耐高温粘土稳定剂。本发明制备的粘土稳定剂具有很好的防膨效果以及耐温性能。

技术领域

本发明属于采油工程技术领域，涉及到一种耐温型粘土稳定剂及其制备方法。

背景技术

地层中含有一定量的粘土矿物，主要有高岭石、蒙脱石、伊利石和绿泥石等，在油田开发过程（注水、酸化、压裂）当这些粘土遇到外来水或水基物质时就会发生膨胀、分散、运移、堵塞孔隙吼道，造成地层渗透率降低，对于低渗率油藏破坏更为严重。为了减轻对储层伤害，油田中常加入粘土稳定剂来改善粘土的水化膨胀、分散运移。

早期使用KCl、NH₄Cl等简单无机盐作为粘土稳定剂，其缺点是使用量大，且对入井液性能造成一定影响，上世纪六七十年代使用羟基铝或羟基锆作为粘土稳定剂，存在耐温耐酸性等问题，今年来主要以有机阳离子聚合物类化合物作为粘土稳定剂，其优点是用量少、性能好、有效期长，但普遍存在耐温性较差问题。如专利CN102786924A，报道了一种以二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺共聚制备的一种粘土稳定剂，具有良好的防膨效果；专利CN103571449A，公开了一种以环氧氯丙烷与短链的聚季铵盐反应制备的一种粘土稳定剂，防膨效果良好；专利CN103396782A公开了一种酸化用粘土防膨剂，其由有机胺与环氧氯丙烷共聚，防膨效果较好；以上介绍的粘土稳定剂均具有良好的防膨效果，耐酸耐碱性好，防膨周期也比较长，但是均纯在耐温性能达不到目前油气田开发的高深层的使用要求，需要开发耐温超过250℃以上的粘土稳定剂以满足生产的需要。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，目的之一提供一种在钻井、完井、生产、开发、压裂、注水、高温蒸汽中起到防止粘土膨胀保护储层的耐温性粘土稳定剂，可使用于250℃以内的高温储层开采用。目的之二提供耐温型粘土稳定的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现的：一种耐温型粘土稳定剂的结构式如下所示：

式中n为1～3，R为氢，或C₁～C₃烷基。

本发明还提供了耐高温粘土稳定剂的制备方法，其特征包括如下步骤：（1）以对苯二酚、环氧氯丙烷为原料，在催化剂的作用下得到中间产物式1；（2）以中间产物1、氨气为原料，经胺化反应得到中间产物2，然后向中间产物2中加入酸调节pH值至7～9，得到耐高温粘土稳定剂；

式1，式中n为1～3

式2，式中n为1～3。

所述的催化剂为甲醇钠。

所述的对苯二酚、环氧氯丙烷与甲醇钠物质的量比为1:2～6:1。

所述的步骤（1）具体为：向反应釜中依次加入对苯二酚、甲醇钠、有机溶剂，通入氮气保护，升温至回流温度，滴加环氧氯丙烷，滴加完毕后继续反应2～4小时，反应结束后，抽滤得到中间产物1。

所述的有机溶剂为：乙醇、丙醇、丙酮中的一种或两种混合。

有机溶剂质量占步骤（1）中总物质的重量的百分比为50～80%。

所述的步骤（2）具体为：向中间产物1加入去离子水，通入氨气，加热升温至130℃～170℃，反应3～6h后加入酸调节pH值至7～9，得到耐高温粘土稳定剂。

所述的中间产物1与去离子的质量比为1:1～9。

所述的酸为：甲酸、C₁～C₃脂肪酸中的一种。