【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于采油工程，具体涉及一种黏土防膨剂组合物及其制备方法和应用。
技术介绍
1、黏土是地层岩石中常见的一种矿物，由于黏土具有遇水膨胀的特性，所以在油田进行注水、酸化或压裂等储层开发过程中，富含黏土的储层中的空隙会因为黏土膨胀而减小，孔吼被大量堵塞，造成水敏伤害。为了减少这种储层伤害，黏土防膨剂被广泛使用，黏土防膨剂可有效的吸附在黏土表面，防止储层内水敏性矿物水化膨胀及分散运移而对油气层造成伤害、影响油田开发效果。
2、随着油田开采技术的提升，黏土防膨剂的应用越来越广泛，种类越来越多，根据化学成分与作用机理的不同主要三个阶段：(1)早期的无机盐黏土防膨剂阶段，主要利用无机盐离子如k+嵌入黏土晶体结构中以中和电负性；(2)70年代用无机多核聚合物和阳离子表面活性剂来稳定黏土，在黏土颗粒表面形成疏水层阻止黏土进一步水化；(3)80年代以后主要开展了用阳离子有机聚合物稳定黏土的研究和实验，代表产品有一定分子量的阳离子聚丙烯酰胺、聚胺类化合物以及超支化分子等。
3、cn105505341b公开了一种粘土防膨剂，该粘土防膨剂主要包含三类物质：铵盐、多元醇、甲酸钾。各组分以质量百分比为：铵盐：20～60.0％；多元醇：2.0～30.0％；甲酸钾：2.0～10％；余量为水。该粘土防膨剂具有优良的耐温性能，并且防膨性能良好，适用于低渗透储层。
4、cn113088265a公开了一种抗高温高效粘土稳定剂，主要含3种物质：有机胺、十六烷基三甲基氯化胺和氯化钾。本专利技术提供的粘土稳定剂抗温可达300℃，不仅
5、cn108977190b公开了一种小分子液体防膨剂、压裂用粘土防膨剂及制备方法。防膨剂包括按重量百分比计的以下组分：烷基羟丙基季铵盐10～65％，盐酸胍1～10％，非离子表面活性剂1～10％，余量为水。所述非离子表面活性剂为烃基碳原子个数在8～18、聚合度在8～20的烷基酚聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚。本专利技术的液体防膨剂由小分子组分组成，具有低相对分子量，不伤害油气层、方便现场配制的特点，低用量防膨率高，防膨剂水溶液防膨率可达71％，与无机盐复配后防膨率达79％，特别适用于低渗透、水敏性地层的压裂改造。
6、cn106947440a公开了一种耐温抗盐型的防膨粘土稳定剂及其制备方法，该防膨粘土稳定剂是由大豆油改性表面活性剂、胺基羧酸树脂、硫酸铵和水复配而成；其中，大豆油改性表面活性剂是具有长碳链烷基和季铵阳离子的季铵盐表面活性剂。本专利技术的防膨粘土稳定剂的原料来源广泛、合成工艺简单、用量少、油藏适应性强的特点；同时具有耐温耐盐性能好，能耐温达到280℃，耐矿化度达到230000mg/l，且与地层水具有良好的配伍性，防膨率高，防膨率达到98.0％以上。
7、上述黏土防膨剂虽然均具有良好的防膨效果，但上述配方中均使用了无机盐，无机盐一方面会增大地层水的矿化度，不利于后期调剖，另一方面无机盐仅仅是用其正电荷来中和黏土表面的负电荷，压缩扩散双电层，将黏土颗粒压实，并没有将黏土与地层结合在一起，起不到防止黏土运移以及固砂的效果。因此，在黏土防膨剂配方中需减少无机盐的用量，并通过引入小分子量的阳离子聚合物来增强黏土与地层的作用力，在起到防止黏土膨胀的同时又能防止黏土的运移，引入低分子量的聚醚胺类化合物，通过胺基进入黏土层间，将黏土片层拉紧，排挤层间水分子，减弱黏土的水化分散。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的上述问题，本专利技术提出了一种黏土防膨剂组合物及其制备方法和应用。
2、第一方面，本专利技术提出了一种黏土防膨剂组合物，以质量分数计，组合物组分包括：聚醚胺5～20wt％，有机铵盐15～30wt％，低分子量阳离子聚合物8～16wt％，多乙烯胺10～20wt％和有机酸5～10wt％，其余为水。
3、作为本专利技术的具体实施方式，所述聚醚胺为含有三个伯胺或四个伯胺的聚醚胺。
4、作为本专利技术的具体实施方式，所述聚醚胺具有如下结构式：
5、
6、其中，x、y、z、a、b、c、d为1-20的任意整数，优选为1-10的任意整数；
7、r1、r2各自独立地为氢或甲基。
8、作为本专利技术的具体实施方式，所述有机铵盐包括苄基三甲基氯化铵、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、环氧丙基三甲基氯化铵、四甲基氯化铵的一种或多种。
9、作为本专利技术的具体实施方式，所述低分子量阳离子聚合包括二甲基二烯丙基氯化铵均聚物、二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺的共聚物的一种或两种。
10、作为本专利技术的具体实施方式，所述低分子量阳离子聚合物的粘均分子量为0.5～30万，优选为2～20万，更优选为5～15万。
11、作为本专利技术的具体实施方式，所述二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺的共聚物的阳离子度为20～60wt％，优选为30～50wt％。
12、作为本专利技术的具体实施方式，所述多乙烯胺包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺和多乙烯多胺的一种或多种。
13、作为本专利技术的具体实施方式，所述有机酸包括甲酸、乙酸、柠檬酸和草酸的一种或多种。
14、第二方面，本专利技术提供了所述黏土防膨剂组合物的制备方法，包括以下步骤：
15、s1：将聚醚胺、有机铵盐溶液、低分子量阳离子聚合物溶液、多乙烯胺混合得到第一混合物；
16、s2：向步骤s1得到的第一混合物中加入有机酸，反应得到黏土防膨剂组合物。
17、作为本专利技术的具体实施方式，所述步骤s1混合的条件包括：温度为20～25℃，搅拌速度为200-500rpm搅拌时间10～40min；所述步骤s2中反应的条件包括：温度为30～50℃，搅拌速度为400-800rpm，搅拌时间30～60min，向第一混合物中加入有机酸的方式优选为滴加，滴加速率优选为10-100ml/h。
18、第三方面，本专利技术提供了所述黏土防膨剂组合物在采油工程领域中的应用。
19、本专利技术中的上述原料均可自制，也可商购获得，本专利技术对此不作特别限定。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
21、1、本专利技术的黏土防膨剂组合物中含有胺基，可进入黏土片层结构，拉紧片层，排挤层间水分子，防止黏土片层的剥离。
22、2、本专利技术的黏土防膨剂组合物电荷密度高，有效中和黏土表面负电荷，提高黏土颗粒的zeta电位，增强防膨性能，防膨率≥90％，350℃老化后防膨率≥92％。
23、3、本专利技术的黏土防膨剂组合物可与黏土之间的吸附性强，具有长效的防膨效果和防止黏土运移的效果，耐水洗率100％，岩芯渗透恢复率≥75％，岩芯渗透保留率≥85％。
24、4、本专利技术的黏土防膨剂组合物不含无机盐，不会增大地层水的矿化度，对后期堵水调剖剂无不良影响。
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1.一种黏土防膨剂组合物，其特征在于，以质量分数计，组合物组分包括：聚醚胺5～20wt％，低分子量阳离子聚合物8～16wt％，有机铵盐15～30wt％，多乙烯胺10～20wt％和有机酸5～10wt％，其余为水。
2.根据权利要求1所述的黏土防膨剂组合物，其特征在于，所述聚醚胺为含有三个伯胺或四个伯胺的聚醚胺。
3.根据权利要求1或2所述的黏土防膨剂组合物，其特征在于，所述聚醚胺具有如下结构式：
4.根据权利要求1-3任一项所述的黏土防膨剂组合物，其特征在于，所述有机铵盐包括苄基三甲基氯化铵、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、环氧丙基三甲基氯化铵、四甲基氯化铵的一种或多种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的黏土防膨剂组合物，其特征在于，所述低分子量阳离子聚合包括二甲基二烯丙基氯化铵均聚物、二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺的共聚物的一种或两种；
6.根据权利要求1-5任一项所述的黏土防膨剂组合物，其特征在于，所述多乙烯胺包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺和多乙烯多胺的一种或多种。
7.根据权利要求1
8.一种权利要求1-7任一项所述的黏土防膨剂组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中混合的条件包括：温度为20～25℃，搅拌速度为200-500rpm搅拌时间10～40min；和/或所述步骤S2中反应的条件包括：温度为30～50℃，搅拌速度为400-800rpm，搅拌时间30～60min，向第一混合物中加入有机酸的方式优选为滴加，滴加速率优选为10-100mL/h。
10.权利要求1-7任一项所述的黏土防膨剂组合物或权利要求8或9所述的制备方法制得的黏土防膨剂组合物在采油工程领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种黏土防膨剂组合物，其特征在于，以质量分数计，组合物组分包括：聚醚胺5～20wt％，低分子量阳离子聚合物8～16wt％，有机铵盐15～30wt％，多乙烯胺10～20wt％和有机酸5～10wt％，其余为水。
2.根据权利要求1所述的黏土防膨剂组合物，其特征在于，所述聚醚胺为含有三个伯胺或四个伯胺的聚醚胺。
3.根据权利要求1或2所述的黏土防膨剂组合物，其特征在于，所述聚醚胺具有如下结构式：
4.根据权利要求1-3任一项所述的黏土防膨剂组合物，其特征在于，所述有机铵盐包括苄基三甲基氯化铵、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、环氧丙基三甲基氯化铵、四甲基氯化铵的一种或多种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的黏土防膨剂组合物，其特征在于，所述低分子量阳离子聚合包括二甲基二烯丙基氯化铵均聚物、二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺的共聚物的一种或两种；
6.根据权利要求1-5任一项所述的黏...
【专利技术属性】
技术研发人员：逯贵广，魏开轩，王康，黄冬，曾志强，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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