一种AM/AA/HMDAAC/A-β-CD共聚物及其制备方法转让专利

申请号 : CN201310493152.5

文献号 : CN103497288A

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发明人 : 秦一别邹长军颜雪玲

申请人 : 西南石油大学

摘要 :

本发明涉及一种用于油田钻井和开发中抑制粘土膨胀的AM/AA/HMDAAC/A-β-CD共聚物及其制备方法。它能解决油井高温条件下因粘土膨胀、分散和运移而造成油气层伤害的问题。其技术方案是:该共聚物由烯丙基β-环糊精A-β-CD、丙烯酰胺AM、丙烯酸AA、十六烷基甲基二烯丙基氯化铵HMDAAC四种单体聚合而成;单体的摩尔比为A-β-CD:AM:AA:HMDAAC=10:30-40:20-25:30-35;螯合剂用乙二胺四乙酸二钠、氧化剂用过硫酸钾、还原剂用亚硫酸氢钠;先在容器中加入四种单体,再加螯合剂、氧化剂和还原剂,40-50℃下用气浴摇床培养3-4h,即得本共聚物。该共聚物防膨时效性好,防膨抗高温性佳,能有效抑制粘土在高温下膨胀、分散和运移。

权利要求 :

1.一种AM/AA/HMDAAC/A-β-CD共聚物,其特征在于:该共聚物由烯丙基β-环糊精代号A-β-CD、丙烯酰胺代号AM、丙烯酸代号AA、十六烷基甲基二烯丙基氯化铵代号HMDAAC四种单体聚合而成;所用单体的摩尔百分比为:A-β-CD的摩尔百分比为10%、AM的摩尔百分比为30%-40%、AA的摩尔百分比为20-25%、HMDAAC的摩尔百分比为30-35%;螯合剂用乙二胺四乙酸二钠代号EDTA,用量为反应单体总质量的0.15%-0.25%;氧化剂用过硫酸钾代号KPS,用量为反应单体总质量的0.15-0.25%;还原剂用亚硫酸氢钠代号NaHSO3,用量为反应单体总质量的0.35-0.60%。

2.一种如权利要求1所述共聚物的制备方法,其特征在于:先在反应容器中加入浓度为0.01g/ml的A-β-CD水溶液100ml,然后再往上述容器中加入浓度为0.1g/ml的AM溶液1.8-2.4ml、浓度为0.1g/ml的AA溶液1.2-1.5ml、浓度为0.2g/ml的HMDAAC溶液

4.7-5.5ml,四种单体的摩尔比为:A-β-CD:AM:AA:HMDAAC=10:30-40:20-25:30-

35,搅拌均匀;接着在不断搅拌下,往上述单体混合物中依次加入浓度为0.3g/ml的EDTA溶液1ml,浓度为0.3g/ml的KPS溶液1ml和浓度为1.0g/ml NaHSO3溶液0.7ml;最后将上述反应容器置于温度为40-50℃下气浴摇床上培养反应3-4h,得到AM/AA/HMDAAC/A-β-CD共聚物。

3.根据权利要求1所述的共聚物,其特征是:该共聚物的应用,将上述制得的共聚物配制成浓度为3000mg/L的水溶液,用智能页岩膨胀仪(WZ-2型)测定5g钠蒙脱土在不同时间内的膨胀高度,结果表明,随着时间的延长,防膨率有所降低,但该共聚物的防膨效果持久性好,8h内防膨率稳定维持在90.1%以上;在不同温度条件下,将浓度为3000mg/L的上述共聚物溶液,用智能页岩膨胀仪(WZ-2型)测定5g钠蒙脱土的膨胀高度,结果表明,随着温度的上升,防膨率有所下降,但在20-200℃温度内,防膨率仍维持在85.3%以上。

说明书 :

一种AM/AA/HMDAAC/A-β-CD共聚物及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种在油气田钻井和开发过程中抑制粘土水化膨胀,作为粘土稳定剂的AM/AA/HMDAAC/A-β-CD共聚物及其制备方法。技术背景
[0002] 在油气开采的过程中,粘土矿物的水化膨胀及分散运移会造成储层的堵塞,从而降低储层的渗透率,进而影响最终采收率。为了控制由于粘土矿物引起的储层损害,在过去的几十年里,国内外学者研发了许多粘土稳定剂(陈大均.油气田应用化学[M].北京:石油工业出版社,2006;Anderson et al.Clay swelling—A challenge in the oilfield.Earth-Science Reviews2010,98(3–4),201–216)。至今,粘土稳定剂已广泛地应用于酸化、压裂、防砂、修井以及提高采收率等技术中。但是在粘土稳定剂的使用过程,常用粘土稳定剂在高温储层温度条件下的存在防膨效果差、时效性低等问题。本发明提供了可在高温条件下使用的粘土稳定剂,解决其在高温储层条件下粘土稳定效果不佳,造成地层堵塞,储层渗透率降低等技术问题。

发明内容

[0003] 本发明的目的是:为了解决高温油气井条件一般粘土稳定剂在高温条件下防膨效果差、时效性短,不能有效地抑制粘土的水化膨胀和分散的问题,特提供一种AM/AA/HMDAAC/A-β-CD共聚物及其制备方法。
[0004] 为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案:一种AM/AA/HMDAAC/A-β-CD共聚物,是由烯丙基β-环糊精代号A-β-CD、丙烯酰胺代号AM、丙烯酸代号AA、十六烷基甲基二烯丙基氯化铵代号HMDAAC四种单体聚合而成;所用单体的摩尔百分比分别为:A-β-CD的摩尔百分比为10%、AM的摩尔百分比为30-40%、AA的摩尔百分比为20-25%、HMDAAC的摩尔百分比为30-35%;螯合剂用乙二胺四乙酸二钠代号EDTA,用量为反应单体总质量的0.15%-0.25%;氧化剂用过硫酸钾代号KPS,用量为反应单体总质量的0.15-0.25%;还原剂用亚硫酸氢钠代号NaHSO3,用量为反应单体总质量的0.35-0.60%。
[0005] 上述共聚物中由AM、AA、HMDAAC、A-β-CD四种单体聚合而得的AM/AA/HMDAAC/A-β-CD聚合物,其结构式为:
[0006]
[0007] 其中X的摩尔百分比为10%,Y的摩尔百分比为30—40%,Z的摩尔百分比为20—