專利名稱：：一種適用于低滲透率油藏的粘土穩(wěn)定劑的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及含粘土的低滲透率油藏使用的一種粘土穩(wěn)定劑。
背景技術：
：油田開發(fā)過程中的低滲透率油藏，通常含有粘土礦物質(zhì)，具有水敏性。其中粘土礦物因膨脹、分散、運移、堵塞孔隙喉道，使原本較低的滲透率大幅度下降，這不僅影響油井的產(chǎn)能而且對油田后期的開發(fā)造成極壞的不可逆影響。注入粘土穩(wěn)定劑是保護水敏油藏的有效方法。近年來在油田廣泛使用的陽離子聚合物型粘土穩(wěn)定劑，其正電荷密度高，用量少，效果持久。但這類粘土穩(wěn)定劑分子量大，雖然能達到防膨穩(wěn)定的目的，卻對低滲油藏產(chǎn)生很大的傷害，堵塞孔隙喉道。另外，分子量較大的粘土穩(wěn)定劑和含HPAM(聚丙烯酰胺)的油田回注污水混合時，油田回注污水中的HPAM析出，造成注入水渾濁，使注入水質(zhì)下降，同樣會出現(xiàn)注水壓力升高、水井欠注等問題。因此對于注含HPAM油田回注污水開發(fā)的低滲透水敏油藏，需要一種能有效防止粘土膨脹和含HPAM油田污水配伍性好的粘土穩(wěn)定劑。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術中普遍存在的問題，提供一種能有效防止粘土膨脹，并和含HPAM油田回注污水配伍性好，適用于注含HPAM油田回注污水開發(fā)的低滲透率油藏的粘土穩(wěn)定劑。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術方案是—種適用于低滲透率油藏的粘土穩(wěn)定劑，按質(zhì)量百分比由以下組分原料制成2-羥乙基三甲基氯化銨0.898%含銨或鉀離子的無機鹽020%余量為自來水或油田回注污水其中的銨離子或鉀離子無機鹽是氯化鉀、氯化銨、甲酸鉀、甲酸銨、乙酸鉀、乙酸銨、硝酸鉀的一種。優(yōu)選其中的銨離子或鉀離子無機鹽是氯化鉀或甲酸鉀中的一種。優(yōu)選適用于低滲透率油藏的粘土穩(wěn)定劑，其組成及質(zhì)量百分比如下2-羥乙基三甲基氯化銨3040%含銨或鉀離子的無機鹽515%余量為自來水或油田回注污水更優(yōu)選該粘土穩(wěn)定劑的組成及質(zhì)量百分比如下2-羥乙基三甲基氯化銨30%氯化鉀10%自來水或油田回注污水60%本發(fā)明的粘土穩(wěn)定劑，應用于低滲透水敏油藏的水驅(qū)作業(yè)時，只需將本發(fā)明粘土穩(wěn)定劑和油田回注污水按一定比例混合，通常油田回注污水中的2-羥乙基三甲基氯化銨及鉀鹽或銨鹽的質(zhì)量百分比濃度為0.82.5%。本發(fā)明配方中的2-羥乙基三甲基氯化銨，其結構中含有強極性基團(羥基)，其使用特點是和水可以任意比例混溶，和含HPAM的油田回注污水的配伍性好，污水中的HPAM和2-羥乙基三甲基氯化銨電性中和后，仍能溶解在水中，水中不出現(xiàn)絮狀物；又由于2-羥乙基三甲基氯化銨的分子量(139.5)很小，單位質(zhì)量的2-羥乙基三甲基氯化銨含有較多的正電荷，單位質(zhì)量濃度下，其具有較好的電中和能力，因而具有較好的防止粘土膨脹能力，2-羥乙基三甲基氯化銨是帶正電荷、含有羥基的強極性分子，具有膠結粘土顆粒的作用，能夠防止粘土顆粒的運移。所以含有本發(fā)明粘土穩(wěn)定劑的油田回注污水進入含有粘土的油藏時，可以抑制粘土膨脹，保護油藏。本發(fā)明的技術效果是1、本發(fā)明所涉及的粘土穩(wěn)定劑防膨效果好，防膨率可達到90%以上。2、本發(fā)明所涉及的粘土穩(wěn)定劑和含HPAM油田回注污水配伍性好，不產(chǎn)生絮狀物。3、本發(fā)明所涉及的粘土穩(wěn)定劑對油藏的傷害率低，適用于低滲油藏。4、本發(fā)明所涉及的粘土穩(wěn)定劑無色無味，無毒無害，性質(zhì)穩(wěn)定。5、本發(fā)明所涉及的粘土穩(wěn)定劑耐候性好，耐酸堿，水溶性好，便于現(xiàn)場應用。具體實施例方式實施例1在10m3混合罐中加入5.7噸70%的液體2_羥乙基三甲基氯化銨，再加入4.3噸自來水，混合均勻，過濾得到固含量為40%的粘土穩(wěn)定劑產(chǎn)品10噸。其中2-羥乙基三甲基氯化銨俗稱為氯化膽堿，70%的液體2-羥乙基三甲基氯化銨為市售工業(yè)級產(chǎn)品即可。使用時，用含HPAM油田回注污水配制成含有上述粘土穩(wěn)定劑產(chǎn)品分別為2%、3%、4%、5%、6%(質(zhì)量百分比)的粘土穩(wěn)定劑溶液，其防膨率見表1。防膨率測定參照SY/T5971-94注水用粘土穩(wěn)定劑評價方法測定。表1實施例1粘土穩(wěn)定劑溶液防膨率質(zhì)量濃度/%23456防膨率/%63.775.184.988.790.3規(guī)定粘土穩(wěn)定劑的防膨率大于60%時視為達到要求，由表1可見，單獨使用2-羥乙基三甲基氯化銨即可滿足防膨要求。尤其是當上述粘土穩(wěn)定劑溶液為6%時，防膨率達到90.3%。實施例2在10m3混合罐中加入5噸20%的氯化鉀溶液；再加入4.3噸70%的液體2_羥乙基三甲基氯化銨，再加入0.7噸自來水，混合均勻，過濾得到固含量為40%的粘土穩(wěn)定劑10噸。20%氯化鉀溶液市售的工業(yè)級固體氯化鉀加入自來水配制而成。參照實施例1的使用方法，分別配制含有上述粘土穩(wěn)定劑分別為2%、3%、4%、5%、6%(質(zhì)量百分比)的粘土穩(wěn)定劑溶液，其防膨率見表2。表2實施例2粘土穩(wěn)定劑溶液防膨率<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由表2可以看出，復配了無機鹽氯化鉀的粘土穩(wěn)定劑溶液，其防膨率要好于實施例l產(chǎn)品。其原理是氯化鉀和2-羥乙基三甲基氯化銨有相互協(xié)同，互相補充的作用。鉀離子進入粘土層間起防膨作用，2-羥乙基三甲基氯化銨在粘土顆粒外圍，起到電荷中和的作用，從而達到防膨的目的，兩種成分協(xié)同作用下，產(chǎn)品具有較高的防膨率。實施例3在10m3混合罐中加入7.0噸27%的氯化銨溶液；再加入3.0噸70%的液體2_羥乙基三甲基氯化銨，混合均勻，過濾得到固含量為40%的粘土穩(wěn)定劑10噸。27%氯化銨溶液市售的工業(yè)級固體氯化銨加入自來水配制而成。參照實施例1的使用方法，分別配制含有上述粘土穩(wěn)定劑分別為2%、3%、4%、5%、6%(質(zhì)量百分比)的粘土穩(wěn)定劑溶液，其防膨率見表3。表3實施例3粘土穩(wěn)定劑溶液防膨率<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由表3可以看出，復配了氯化銨的實施例3產(chǎn)品，其防膨率也能滿足防膨要求。氯化銨和2-羥乙基三甲基氯化銨也存在協(xié)同作用。實施例4粘土穩(wěn)定劑組成及配比0.16噸50%的2-羥乙基三甲基氯化銨，9.84噸油田回注污水。將該粘土穩(wěn)定劑直接應用于低滲水敏油藏的水驅(qū)作業(yè)，測定防膨率為63.7%，滿足防膨的要求。實施例5粘土穩(wěn)定劑組成及配比質(zhì)量百分比濃度98%的固體2-羥乙基三甲基氯化銨。參照實施例1的使用方法，配制成含有上述粘土穩(wěn)定劑為0.8%(質(zhì)量百分比)的粘土穩(wěn)定劑溶液。測定防膨率為63.0%。實施例6表4不同水質(zhì)構成的粘土穩(wěn)定劑防膨率對比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>從上表可知，使用油田回注污水配制的粘土穩(wěn)定劑，由于油田回注污水的礦化度較高，對提高防膨效果有利。實施例7不同無機鹽構成的粘土穩(wěn)定劑，參照實施例1的使用方法，配制成含有下述粘土穩(wěn)定劑為5.0%(質(zhì)量百分比)的粘土穩(wěn)定劑溶液，其防膨率見表5。表5不同無機鹽構成的粘土穩(wěn)定劑的防膨率粘土穩(wěn)定劑30%的A10%的甲酸鉀；余量為自來水。30%的A;10%的甲酸銨；余量為自來水。30%A;10%的乙酸鉀；余量為自來水。30%的A;10%的乙酸銨；余量為自來水。30%的A;10%的硝酸鉀；余量為自來水。防膨率90.684.387.581.987.1注表5中的A代表2-羥乙基三甲基氯化銨。由表5可以看出，甲酸鉀、甲酸銨、乙酸鉀、乙酸銨、硝酸鉀均可以和2-羥乙基三甲基氯化銨復合使用。其中鉀鹽的效果好于銨鹽。實施例8P匿DAAC(聚二甲基二烯丙基氯化銨)是油田廣泛使用的一種聚季銨鹽型粘土穩(wěn)定劑。分別取PDMDAAC(固含量37%;特性粘數(shù)145mL/g)、實施例1和實施例2制得的粘土穩(wěn)定劑各10.Og，再取用大慶油田采油一廠中六深污水站含HPAM油田回注污水190g，配制成含粘土穩(wěn)定劑為5%(質(zhì)量百分比)的粘土穩(wěn)定劑溶液，這時的PDMDAAC粘土穩(wěn)定劑溶液的防膨率為84.7%;攪拌30min后，用0.45ym濾膜過濾，烘干恒重，其出現(xiàn)的懸浮物含量見表6。懸浮物含量參照SY/T5329-94測定。表6污水中加入粘土穩(wěn)定劑后懸浮物含量6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由表6可以看出，本發(fā)明的粘土穩(wěn)定劑和含HPAM油田回注污水有很好的配伍性。雖然電荷中和作用存在，但不會導致HPAM的析出。實施例9參照SY/T5358-2002儲層敏感性流動實驗評價方法考察本發(fā)明粘土穩(wěn)定劑對巖心傷害情況。將抽提、測空氣滲透率Kg的巖心裝入流動實驗裝置中，模擬地層溫度45t:，注入2PV精濾鹽水，待壓力穩(wěn)定后，測定流量，記錄壓差，計算滲透率K1Q改注質(zhì)量濃度5.0%粘土穩(wěn)定劑溶液，注入5PV后，改注注入水，注入5PV后，測流量和壓差，計算滲透率K2。巖心傷害率Dk計算公式Dk=(l-I^/igX100%選用PDMDAAC、實施例1產(chǎn)品和實施例2產(chǎn)品，分別用油田回注污水配成含有粘土穩(wěn)定劑質(zhì)量濃度為5%的溶液；使用大慶薩零組巖心，依次注入精濾鹽水、粘土穩(wěn)定劑溶液和油田回注污水，根據(jù)巖心滲透率的變化，考察3種粘土穩(wěn)定劑對低滲巖心適應性。試驗結果見表7。表73種粘土穩(wěn)定劑巖心流動試驗結果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由表7可以看出，不加粘土穩(wěn)定劑，直接注油田回注污水開發(fā)，巖心傷害率很大，達到82.63%;靜態(tài)防膨試驗效果較好的PDMDAAC，在巖心流動試驗中，對低滲巖心造成的傷害較大。這是因為PDMDAAC具有很大的流體力學體積，堵塞了孔喉；另一方面，PDMDAAC其分子擴散速度較慢，水分子優(yōu)先和粘土礦物接觸引起水化膨脹，造成巖心滲透率下降。而分子量較小的實施例1和實施例2產(chǎn)品對低滲巖心的傷害較小，傷害率僅為17.85%和16.45%，說明本發(fā)明粘土穩(wěn)定劑對于低滲油藏有較好的適應性。通過以上實施例和實驗說明了本發(fā)明的粘土穩(wěn)定劑有較好的防止粘土膨脹能力，對滲透率較低的大慶薩零組巖心的傷害率較小，和大慶含HPAM的油田污水有較好的配伍性。本發(fā)明為開發(fā)含粘土的低滲透油藏提供了一種性能優(yōu)良的粘土穩(wěn)定劑產(chǎn)品。權利要求一種適用于低滲透率油藏的粘土穩(wěn)定劑，按質(zhì)量百分比由以下組分原料制成2-羥乙基三甲基氯化銨0.8～98％含銨或鉀離子的無機鹽0～20％余量為自來水或油田回注污水其中含銨或鉀離子的無機鹽是氯化鉀、氯化銨、甲酸鉀、甲酸銨、乙酸鉀、乙酸銨或硝酸鉀的一種。2.按照權利要求1所述的適用于低滲透率油藏的粘土穩(wěn)定劑，其中的含銨或鉀離子的無機鹽是氯化鉀或甲酸鉀中的一種。3.按照權利要求1所述的適用于低滲透率油藏的粘土穩(wěn)定劑，其組成及質(zhì)量百分比如下2-羥乙基三甲基氯化銨3040%含銨或鉀離子的無機鹽515%余量為自來水或油田回注污水4.按照權利要求1所述的適用于低滲透率油藏的粘土穩(wěn)定劑，其組成及質(zhì)量百分比如下2-羥乙基三甲基氯化銨30%氯化鉀10%自來水或油田回注污水60%。全文摘要本發(fā)明公開了一種適用于低滲透率油藏的粘土穩(wěn)定劑，按質(zhì)量百分比由以下組分原料制成0.8～98％的2-羥乙基三甲基氯化銨，0～20％的含銨或鉀離子的無機鹽，余量為自來水或油田回注污水；該粘土穩(wěn)定劑能有效防止粘土膨脹，防膨率可達到90％以上，并和含HPAM油田回注污水配伍性好，不產(chǎn)生絮狀物，對油藏的傷害率低，適用于注含HPAM油田回注污水開發(fā)的低滲透率油藏。文檔編號C09K8/56GK101717625SQ20091022328公開日2010年6月2日申請日期2009年11月23日優(yōu)先權日2009年11月23日發(fā)明者李柏林,牛瑞霞,程杰成申請人:大慶石油學院