[发明专利]一种粘土稳定剂及其制备方法

说明书

本发明属于油田开采技术领域，具体涉及一种粘土稳定剂及其制备方法。所述制备方法如下：在反应器中加入三乙烯二胺、30wt％盐酸、乙醇，缓慢滴加环氧溴丙烷，滴加完毕，缓慢升温到50‑55℃，保温，减压蒸馏至干，得到粘稠中间体；在反应器中加入乙醇和叔丁基膦，加热回流，减压蒸馏至干，得到产品粗品；在粗品中加入正己烷，升温溶解，过滤，将滤液降温到10℃以下，析出晶体，100‑120℃烘箱烘干过夜，得到产品。该粘土稳定剂具有制备工艺简单，防膨率高，使用浓度为0.5wt％条件下，防膨率达到98％以上；以及具有耐高温、耐水洗的特点，最高耐温达到350℃以上，水洗后防膨率可以达到92％以上。

技术领域

本发明属于油田开采技术领域，涉及一种注水用粘土稳定剂及其制备方法，具体涉及一种粘土稳定剂及其制备方法。

背景技术

油田开采进入中后期，为了保持或提高油层压力，获得较高的采收率，必须对油田进行注水，进行二次采油，随着注水时间的延长，一部分注水井的注水压力越来越高，有的井甚至注不进水，从而降低水驱效果，影响原油产量及油田的采收率。引起这种现象的主要原因是地层中含有一定的粘土矿物，具有高度水敏性，在注水开发实施中，粘土矿物易遇水膨胀、分散运移，从而堵塞地层孔隙结构，降低地层渗透率，给油气储层造成极大危害导致渗透率下降。

为了保护油气地层的渗透性，必须使用化学处理剂稳定地层中的粘土矿物。在粘土表面形成一个憎水面，隔离粘土晶面硅氧键或氢氧键的偶极对水分子的吸引，从而起到防止粘土水化膨胀作用；其次利用这种溶液在水化的粘土体系中产生离子间排斥和聚合凝缩作用，使粘土矿物在这种分子间力作用下聚结，起到防止粘土分散运移的作用，这种能消除粘土矿物水敏性的助剂就是粘土稳定剂。

CN 114106795 A公开了一种粘土稳定剂及其制备方法与应用，属于粘土稳定剂技术领域。该粘土稳定剂，按重量份数计，包括：双吲哚甲烷类化合物2-8份、喹唑啉酮类化合物2-8份、甲醇5-15份和水80-85份。该粘土稳定剂的分子量较小，利于分散在粘土表面，防膨效率高，并且该粘土稳定剂易于排出，在压裂或开采作业之后能够降低残留，降低对地层的伤害。该专利的分子中尽管有氮元素，但是从分子结构来看，没有阳离子，此与带负电的粘土吸附效果有限，因此会影响防膨效果。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足而提供一种粘土稳定剂及其制备方法。该粘土稳定剂具有制备工艺简单，防膨率高，使用浓度为0.5wt％条件下，防膨率达到98％以上；以及具有耐高温、耐水洗的特点，最高耐温达到350℃以上，水洗后防膨率可以达到92％以上。

为了实现上述目的：

本发明的目的之一公开了一种粘土稳定剂的制备方法，具体步骤如下：

(1)在反应器中加入三乙烯二胺、30wt％盐酸、乙醇，缓慢滴加环氧溴丙烷，滴加完毕，缓慢升温到50-55℃，保温，减压蒸馏至干，得到粘稠中间体；

(2)在反应器中加入乙醇和叔丁基膦，加热回流，减压蒸馏至干，得到产品粗品；

(3)在粗品中加入正己烷，升温溶解，过滤，将滤液降温到10℃以下，析出晶体，100-120℃烘箱烘干过夜，得到产品。

优选地，基于1摩尔份的三乙烯二胺，所述的环氧溴丙烷、叔丁基膦的用量分别为2-2.6摩尔份、2-2.4摩尔份；更优选地，基于1摩尔份的三乙烯二胺，所述的环氧溴丙烷、叔丁基膦的用量分别为2.2-2.5摩尔份、2.1-2.3摩尔份。

优选地，步骤(1)中，所述30wt％盐酸与三乙烯二胺的摩尔比为2-2.6：1；更优选地，所述30wt％盐酸与三乙烯二胺的摩尔比为2.2-2.5：1。

优选地，步骤(1)中，所述乙醇与三乙烯二胺的质量比为5-20：1；更优选地，所述乙醇与三乙烯二胺的质量比为8-12：1。