[发明专利]一种促进地层粘土改性的耐高温缩膨体系的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及石油开采中粘土防膨缩膨体系的制备方法，尤其涉及一种促进地层粘土改性的耐高温缩膨体系的制备方法。

背景技术：

在油气田开发过程中，部分敏感性油藏储层含粘土矿物（蒙脱石、伊利石），这些成分遇水发生膨胀、运移，地层渗透率下降，严重影响油气开发效果。且该类油水井随着注水的不断进行，底水的锥进及酸化、压裂、修井业用水的进入，含粘土成分地层的渗透率逐渐下降，直接影响油水井的正常生产。在注水开发的区块，这类井的矛盾更加突出。含粘土的油层直接注不进水，而不含粘土地层呈强吸水趋势，指进现象严重，注水波及系数变小使采收率下降。

稠油油藏的储层一般为胶结疏松或非固结的松散砂层，且敏感性粘土的含量高，因而操作不当会引起粘土膨胀、微粒运移等地层损害。加之热液反应、水岩作用等因素，导致注水、注汽等补充能量方式困难，矛盾突出，稠油油藏的开采难度不断加大。随着勘探研究工作的逐渐深入，新的稠油资源必将越来越多，强水敏感性油藏的规模也将越来越大。所以开发好这类油藏，对油田可持续发展、对进一步完善稠油开发技术都具有较为重要的意义。

使用粘土稳定剂可以防止和减轻粘土膨胀与分散对地层的伤害。目前开发使用的粘土稳定剂的种类很多，有无机盐类、无机碱类、无机聚合物类、非离子、阴离子、阳离子有机聚合物类等。但大多数的粘土稳定剂只能防止粘土的的膨胀和运移，且防膨有效期短，而不能对已水化膨胀的储层进行治理。因此需要开发一种既能防止粘土的膨胀和运移，又能使已水化膨胀的粘土矿物失水的防膨缩膨体系，达到恢复地层的渗透率，提高油气开发效果的目的。

发明内容：

本发明的目的旨在克服现有技术的不足，提供一种既能防止粘土的膨胀和运移，又能使已水化膨胀的粘土矿物失水，达到恢复地层渗透率的促进地层粘土改性的耐高温缩膨体系的制备方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：

该制备方法采用如下摩尔份配比的原料和步骤进行：

a.取二甲胺于反应釜中，控温至25-45℃，按照二甲胺：环氧氯丙烷＝3-4:1于搅拌下加入环氧氯丙烷，当加入环氧氯丙烷至40-60%量时，升温至65-70℃，然后再加入剩余环氧氯丙烷，反应2-3小时，得中间体A；

b.按照二甲胺：丙烯酸＝1：0.05-0.1，丙烯酸：氢氧化钾＝1：0.8-1.2，先将氢氧化钾用水溶解，再将丙烯酸加入到氢氧化钾的水溶液中；然后再按照丙烯酸：丙烯酰胺＝1：0.2-0.5，将丙烯酰胺加入，混溶，得混溶液；

c.在氮气保护下向b步骤的混溶液中加入引发剂，搅拌下反应2-3h，再将a步骤的中间体A加入，继续搅拌，反应2-3h，得产品。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

所述的引发剂为过硫酸铵或亚硫酸钠，过硫酸铵的加入量为过硫酸铵：二甲胺＝0.01-0.02：100摩尔份；亚硫酸钠的加入量为亚硫酸钠：二甲胺＝0.02-0.03：100摩尔份。

储层表现出水敏性，是由于储层中存在粘土矿物。粘土矿物是由简单的基本构造单元重复叠加组成的层状结构硅酸盐。两个基本构造单元是硅氧四面体晶片和铝氧八面体晶片。硅氧四面体晶片由硅原子和周围四个氧原子组成。铝氧八面体晶片由一个铝原子和周围六个羟基原子组成。硅氧四面体和铝氧八面体都存在不同程度的低价阳离子取代高价阳离子，从而使这些晶片带负电荷。平衡这些负电荷的无机阳离子如Na⁺、Ca²⁺的水化，以及晶面处硅氧键或氢氧键的偶极对水分子的吸引，使粘土矿物晶层间的引力减弱，导致膨胀分散，是储层产生水敏性的本质原因。

本发明提供的一种促进地层粘土改性的耐高温缩膨体系，属于水溶性的两性离子多元共聚物。该体系是在聚丙烯酰胺主链上接枝共聚含有季铵盐阳离子的支链，主链上含羧基阴离子（-COO^-）、酰胺基（-CONH₂）等官能团，支链上含季铵阳离子基团[-CH₂CHOHN⁺(CH₃)₃]。