一种长效保护储层和提高储层渗透率的方法技术

本发明专利技术公开了一种长效保护储层和提高储层渗透性的方法。本发明专利技术首先以聚醚二醇和卤化剂制备二卤代聚醚，然后用卤代烷烃和咪唑制备长链烷基咪唑，最后用二卤代聚醚与长链烷基咪唑发生季铵化反应，制备新型聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐。本发明专利技术所制备的聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐可作为添加剂，用于长效保护储层和提高储层渗透率。渗透率。渗透率。

【技术实现步骤摘要】
一种长效保护储层和提高储层渗透率的方法


[0001]本专利技术涉及油田储层保护及提高采收率
，具体涉及一种长效保护储层和提高储层渗透率的方法。

技术介绍

[0002]由于粘土矿物的膨胀和迁移，油气储层的水敏感一直是关注的重点。随着对油气储层认识的发展，专家们已经开发了许多粘土稳定剂。Himes等指出粘土稳定剂应该含有合适的阳离子电荷、适当的分子量和不改变储层润湿性的特点。目前，最常用的粘土稳定剂是无机和有机氯化物盐，包括KCl、NH4Cl、四甲基氯化铵(TMAC)和氯化胆碱，这些产品既便宜又丰富，对大多数油气储层都有效，并已经使用多年。但这些粘土稳定剂都具有高水溶性和相对较小的阳离子，意味着这些粘土稳定剂具有很高的流动性，在工作液回流或后部水冲刷过程中，容易被快速洗掉而失效。
[0003]近些年来，阳离子聚合物(COP)具有多个可与粘土矿物作用的阳离子中心，被逐渐用做油气工业中的长效性粘土稳定剂；但对于低渗透率或特低渗透率的地层，有封堵孔隙的风险，因此使用受到限制。此外，Patel研究表明，常用长效粘土稳定剂，例如COP、低聚阳离子、聚合季铵盐和单阳离子铵，都存在环境问题。聚醚胺类粘土稳定剂是中间为聚乙二醇(PEG)或聚丙二醇(PPG)的多胺化合物(非离子型)，其通过氢键和静电吸引力协同作用，表现出优异的防膨效果，且对环境友好；但是大多数聚醚胺在高温和高pH时，容易反应而产生有气味的氨气，限制了其使用。离子液体是一种具有优异的热稳定性的化合物，且具有高效的粘土稳定性能，因此被很多专家认为是一种具有潜力的粘土稳定剂；然而已报道的离子液体中，仅有3
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烷基
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甲基咪唑鎓盐类少量种类被用于稳定粘土矿物。此外，现有的几类离子液体中，虽然因为烷基链的引入可以在粘土矿物上形成防水层，适当提高粘土稳定剂的耐水洗性能，然而由于每个粘土稳定剂分子仅有一个阳离子正电荷中心，在注水、酸化、压裂等施工中，仍然容易被高速流体冲刷掉，失去长效稳定性。因此，结合COP(多个吸附位点，防水洗)、聚醚胺(氢键和静电作用协同)和离子液(高温稳定性好)的特点，将有可能获得性能良好的粘土稳定剂。
[0004]此外，在储层保护领域已应用或尚在研究的粘土稳定剂的主要作用功效在于减少粘土矿物的膨胀和增强粘土矿物耐冲刷性能，而没有研究关注将保护储层和改造储层的结合(即：仅关注如何减小储层伤害，却无增强储层的渗透率的报道)。因此，同时具有减小储层伤害和提高储层渗透率的一剂多效产品将具有广阔的应用空间。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种长效保护储层和提高储层渗透性的方法，为达到上述目的，本专利技术提供以下技术方案。
[0006]本专利技术提供了一类聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐及其制备方法；该类化合物可作为稳定粘土矿物添加剂，解决现有粘土稳定剂防膨效果和耐冲刷效果不佳的问题，达到长效保
护储层的效果；同时，该类化合物也可作增加储层渗透率的添加剂，提高油
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水相对渗透率比和气
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水相对渗透率比，进而提高油气采收率；该类化合物具有一剂多效的效益。
[0007]本专利技术所提供的一类聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐，其结构通式如式(1)所示：
[0008][0009]式(1)中，n为0～17的整数，m为1～99的正整数，X为Cl、Br中的一种，R为H、CH3中的一种，R
’
为H、CH3中的一种。
[0010]本专利技术所提供的上述聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐的制备，具有以下步骤，包括：
[0011]S1.采用卤化试剂将聚醚二醇两端的羟基卤化，制备二卤代聚醚，其合成路线如式(2)所示：
[0012][0013]式(2)中，所涉及的聚醚二醇是羟基封端的聚乙二醇、聚丙二醇、聚(乙二醇
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丙二醇)共聚物中的一种，其聚合度为2～100，所涉及的卤化试剂包含氯气、液溴、二氯亚砜、N
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溴代丁二酰亚胺、N
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氯代异丙胺、N
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氯代丁二酰亚胺、三氯化磷、五氯化磷中的一种；
[0014]S2.采用卤代烷烃和咪唑为原料，制备烷基咪唑，其合成路线如式(3)所示：
[0015][0016]式(3)中，n为0
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17的整数，X为Cl、Br、I中的一种；
[0017]S3.采用以上二卤代聚醚对烷基咪唑进行季铵化，纯化后制备得到聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐，其合成路线如式(4)所示：
[0018][0019]式(4)中，所涉及的n为0～17的整数，m为1～99的正整数，X为Cl、Br中的一种。
[0020]步骤S3中所述季铵化反应在100～120℃下进行，步骤S3中所述纯化的方法是先减压蒸馏除去溶剂，再依次利用甲基叔丁基醚和乙酸乙酯洗涤。
[0021]本专利技术所提供的聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐可作为一种稳定粘土矿物添加剂(即粘土稳定剂、页岩抑制剂、防膨剂)，用于酸化、压裂、酸压、注水等石油增产工艺。当所述聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐作为粘土稳定剂时，表现出比油田常用粘土稳定剂更好的防膨效果；所述油田常用粘土稳定剂为KCl、NH4Cl、四甲基氯化铵、氯化胆碱等一种或多种复合。
[0022]本专利技术所提供的聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐作为长效储层保护添加剂，用于酸化、压裂、酸压、注水等石油增产工艺。通过尾链的疏水作用、咪唑鎓盐与粘土矿物的静电吸引作用、桥连基团与粘土表面的氢键作用协同，使得后续的施工流体难以将聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐从黏土矿物表面冲刷掉，表现出优异的耐水洗性能和长效性能。
[0023]同时，本专利技术所提供的聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐作为提高储层渗透率添加剂，用于酸化、压裂、酸压、注水等石油增产工艺。(1)当所述聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐吸附在岩石孔吼表面后，可以削弱岩石孔吼表面水化能力，降低水化膜的厚度，增大岩心的对水、油、气的有效空隙半径；表现为岩石的水、油、气测渗透率增加，提高有效渗透能力。(2)当所述聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐吸附在岩石孔吼表面后，疏水尾链朝向外部，使得岩石孔吼的亲水性减弱，但岩石的对气的有效空隙半径增加，表现为岩心的气渗透率增强比水渗透率增加更明显，即为岩心的气
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水渗透率比值增加。(3)当所述聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐吸附在岩石孔吼表面后，疏水尾链朝向外部，使得岩石孔吼的亲水性减弱、亲油性增加，表现为岩心的油渗透率增强比水渗透率增加更明显，即为岩心的油
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水渗透率比值增加。
[0024]本专利技术所提供的聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐能够提高岩石的气
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水渗透率比值和油
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水渗透率比值，将适当降低体积压裂后压裂液返排量，为地层提供能量，增加石油和天然气的产量，提高油气采收率。
[0025]对于常规的水力压裂体系，如滑溜水压裂液，需要加入含有阴离子的水溶性线性聚合物提高携砂能力。当本专利技术所提供的聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐加入后，可以使线性聚合物分子间形成可逆的三维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一类聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐，其特征在于其结构通式为：式(1)中，n为0～17的整数，m为1～99的正整数，X为Cl、Br中的一种，R为H、CH3中的一种，R
’
为H、CH3中的一种。2.一种如权利要求1所述的聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐的制备方法，其特征在于包括以下步骤：S1.采用卤化试剂将聚醚二醇两端的羟基卤化，制备二卤代聚醚；S2.采用卤代烷烃和咪唑为原料，制备烷基咪唑；S3.采用上述二卤代聚醚对烷基咪唑进行季铵化，纯化后制备得到聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐。3.根据权利要求2所述的一种聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述聚醚二醇为羟基封端的聚乙二醇、聚丙二醇、聚(乙二醇
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丙二醇)共聚物中的一种，其聚合度为2～100。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：周利华，武元鹏，何杨，苟绍华，王犁，李振宇，向东，赵春霞，李辉，王斌，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：