一種高溫粘土防膨劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高溫粘土防膨劑及其制備方法和應(yīng)用，所述高溫粘土防膨劑主要由如下重量比成分制備而成：四羥基合鋁酸鈉：四丁基氟化鈉：氨基磺酸：軟脂酸：十八烷酸為3.0-4.0：2.5-3：1-2.5：1.0-1.5：0.5-1.0。本發(fā)明的高溫粘土防膨劑，主要應(yīng)用于遼河油田稠油熱采過程中，解除油層粘土高溫傷害，提高單井產(chǎn)量，特別是在解除各輪次吞吐過程中所造成油層堵塞，改善蒸汽吞吐開采效果方面效果更加顯著。
【專利說明】一種高溫粘土防膨劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油領(lǐng)域，具體說，涉及一種高溫粘土防膨劑及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]遼河油田稠油產(chǎn)量占總產(chǎn)量的70%以上，目前遼河油田稠油開采的主要方式是蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)和SAGD (蒸汽輔助重力泄油)，隨著勘探開發(fā)的不斷發(fā)展，油田開采到中、后期，高含水、高采出程度，油層在高溫下粘土礦膨脹，油層傷害嚴(yán)重，油井產(chǎn)能下降，使得蒸汽吞吐效果越來越差，有近26%的油井(全油田稠油井6560 口)失去繼續(xù)采取蒸汽吞吐經(jīng)濟開采價值。為抑制油層高溫下粘土膨脹運移傷害，在稠油熱采過程中采取注汽添加劑預(yù)防粘土膨脹運移傷害。目前現(xiàn)場常用的注汽添加劑有氯化鉀、季銨鹽、羥基鋁，三種添加劑的耐溫性均達不到要求，防膨效果不理想。同時，高溫粘土防膨劑，僅僅預(yù)防粘土高溫下不膨脹問題，已經(jīng)難以滿足稠油熱采過程中保護油氣層的需要。為此需要研制開發(fā)出新型的高溫粘土防膨劑，既可以預(yù)防粘土在高溫下膨脹運移，也能對儲層孔隙、粒間粘土礦物具有分散溶解作用，最大限度改善儲層，提高滲透率，提高油井單井產(chǎn)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的一個目的在于提供一種高溫粘土防膨劑。本發(fā)明所述高溫粘土防膨劑能夠防止非膨脹粘土向膨脹型粘土轉(zhuǎn)化，解除油層堵塞，提高單井產(chǎn)量，最大限度提高稠油熱采開發(fā)效果。
[0004]本發(fā)明的另一目的在于提供一種制備本發(fā)明所述高溫粘土防膨劑的方法。
[0005]本發(fā)明的再一目的在于提供本發(fā)明所述高溫粘土防膨劑在防止油井非膨脹粘土向膨脹型粘土轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用。
`[0006]本發(fā)明的又一目的在于提供應(yīng)用本發(fā)明所述高溫粘土防膨劑處理油井的方法。
[0007]為達上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種高溫粘土防膨劑，所述高溫粘土防膨劑主要由如下重量比成分制備而成:四羥基合鋁酸鈉:四丁基氟化鈉:氨基磺酸:軟脂酸:十八烷酸為 3.0-4.0:2.5-3:1-2.5:1.0-1.5:0.5-1.0。
[0008]其中所述的四羥基合鋁酸鈉(Na〔 Al(OH)4〕):四丁基氟化鈉((C4H9)4NF):氨基磺酸(NH2SO3H):軟脂酸(C16H32O2):十八烷酸(C18H36O2)均為市售常規(guī)試劑，任何市售符合相應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的上述試劑均可用于本發(fā)明并實現(xiàn)本發(fā)明目的。
[0009]根據(jù)本發(fā)明所述的高溫粘土防膨劑，所述高溫粘土防膨劑包括如下重量百分比成分:四羥基合鋁酸鈉30-40%，四丁基氟化鈉25-30%，氨基磺酸10-25%，軟脂酸10_15%，十八烷酸5-10%。
[0010]發(fā)明的高溫粘土防膨劑是從分析稠油熱采中，油層在高溫條件下，粘土礦物對儲層造成的傷害原因機理、程度、類型特點入手，結(jié)合高溫粘土防膨劑構(gòu)成組份、技術(shù)特性，利用化學(xué)藥劑，通過室內(nèi)分析、評價、篩選，開發(fā)研制出新型的高溫粘土防膨劑。
[0011]根據(jù)本發(fā)明所述的高溫粘土防膨劑，所述高溫粘土防膨劑由包括如下步驟的方法制備而成:
[0012](1)藥劑A的制備:稱取四羥基合鋁酸鈉、四丁基氟化鈉加入第一反應(yīng)容器中，攪拌均勻，加熱至103-105.5°C，攪拌15-35min，冷卻至室溫，制得藥劑A ;
[0013]其中是優(yōu)選加熱至105°C，攪拌15min ;
[0014](2)藥劑B的制備:稱取氨基磺酸、軟脂酸加入第二反應(yīng)容器中，攪拌均勻，加熱至64.5-65.5°C，攪拌15-45min，冷卻至室溫，制得藥劑B ；
[0015]其中是優(yōu)選加熱至65°C,攪拌45min ；
[0016]本發(fā)明在實驗中發(fā)現(xiàn)，在步驟(2)加入藥劑順序必須先加氨基磺酸，后加軟脂酸，否則影響氨基磺酸分散溶解速度；
[0017](3)藥劑C的制備:稱取十八烷酸加入第三反應(yīng)容器中，攪拌下加熱至99.5-100.5°C，攪拌25-35min，冷卻至室溫，制得藥劑C ；
[0018]其中是優(yōu)選加熱至100°C，攪拌30min ；
[0019](4)高溫粘土防膨劑制備:室溫下，在攪拌下，依次將制備好的藥劑A、B加入第四反應(yīng)容器中，攪拌均勻，再將藥劑C加入第四反應(yīng)容器中，繼續(xù)攪拌制備成高溫粘土防膨劑。
[0020]本發(fā)明還在實驗中發(fā)現(xiàn)，步驟(4)配液時，一定是依次將制備好的藥劑A、B加入反應(yīng)容器中混合均勻后，再緩慢滴加入藥劑C，否則易造成混合不均勻，影響藥劑性能。
[0021]根據(jù)本發(fā)明所述的高溫粘土防膨劑，步驟(4)中藥劑C的加入速度為25-35g/min;優(yōu)選為30g/min。
[0022]根據(jù)本發(fā)明所述的高溫粘土防膨劑，步驟(1)稱取四羥基合鋁酸鈉、四丁基氟化鈉加入第一反應(yīng)容器中，攪拌30min ;步驟(2)稱取氨基磺酸、軟脂酸加入第二反應(yīng)容器中，攪拌20min ;步驟(4)將制備好的藥劑A、B加入第四反應(yīng)容器中，攪拌30min，再將藥劑C加入第四反應(yīng)容器中，繼續(xù)攪拌45min。
[0023]根據(jù)本發(fā)明所述的高溫粘土防膨劑，步驟(1)稱取四羥基合鋁酸鈉、四丁基氟化鈉加入第一反應(yīng)容器中，以轉(zhuǎn)速45轉(zhuǎn)/min攪拌；步驟(2)稱取氨基磺酸、軟脂酸加入第二反應(yīng)容器中，以轉(zhuǎn)速60轉(zhuǎn)/min攪拌；步驟(3)稱取十八烷酸加入第三反應(yīng)容器中，以轉(zhuǎn)速45轉(zhuǎn)/min攪拌；步驟(4)在轉(zhuǎn)速45轉(zhuǎn)/min攪拌下,依次將制備好的藥劑A、B加入第四反應(yīng)容器中。
[0024]另一方面，本發(fā)明還提供了制備本發(fā)明所述高溫粘土防膨劑的方法，所述方法包括如下步驟:
[0025](1)藥劑A的制備:稱取四羥基合鋁酸鈉、四丁基氟化鈉加入第一反應(yīng)容器中，攪拌均勻，加熱至103-105.5°C，攪拌15-35min，冷卻至室溫，制得藥劑A ;
[0026]其中是優(yōu)選加熱至105°C,攪拌15min ;
[0027](2)藥劑B的制備:稱取氨基磺酸、軟脂酸加入第二反應(yīng)容器中，攪拌均勻，加熱至64.5-65.5°C，攪拌15-45min，冷卻至室溫，制得藥劑B ；
[0028]其中是優(yōu)選加熱至65O,攪拌45min ；
[0029](3)藥劑C的制備:稱取十八烷酸加入第三反應(yīng)容器中，攪拌下加熱至99.5-100.5°C，攪拌25-35min，冷卻至室溫，制得藥劑C ；
[0030]其中是優(yōu)選加熱至100°C，攪拌30min ；[0031](4)高溫粘土防膨劑制備:室溫下，在攪拌下，依次將制備好的藥劑A、B加入第四反應(yīng)容器中，攪拌均勻，再將藥劑C加入第四反應(yīng)容器中，繼續(xù)攪拌制備成高溫粘土防膨劑。
[0032]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，步驟(4)中藥劑C的加入速度為25_35g/min ；
[0033]其中優(yōu)選為30g/min。
[0034]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，步驟(1)稱取四羥基合鋁酸鈉、四丁基氟化鈉加入第一反應(yīng)容器中，攪拌30min ;步驟(2)稱取氨基磺酸、軟脂酸加入第二反應(yīng)容器中，攪拌20min ;步驟(4)將制備好的藥劑A、B加入第四反應(yīng)容器中，攪拌30min，再將藥劑C加入第四反應(yīng)容器中，繼續(xù)攪拌45min。
[0035]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，步驟(1)稱取四羥基合鋁酸鈉、四丁基氟化鈉加入第一反應(yīng)容器中，以轉(zhuǎn)速45轉(zhuǎn)/min攪拌；步驟(2)稱取氨基磺酸、軟脂酸加入第二反應(yīng)容器中，以轉(zhuǎn)速60轉(zhuǎn)/min攪拌；步驟(3)稱取十八烷酸加入第三反應(yīng)容器中，以轉(zhuǎn)速45轉(zhuǎn)/min攪拌；步驟(4)在轉(zhuǎn)速45轉(zhuǎn)/min攪拌下，依次將制備好的藥劑A、B加入第四反應(yīng)容器中。
[0036]再一方面，本發(fā)明還提供了本發(fā)明所述高溫粘土防膨劑在防止油井非膨脹粘土向膨脹型粘土轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用。
[0037]本發(fā)明的油井非膨脹粘土向膨脹型粘土轉(zhuǎn)化通常發(fā)生在高溫油層中；所述高溫通常指 140-350°C。
[0038]其中所述油層通常是經(jīng)過熱采的油層；所述熱采譬如蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)或SAGD。 [0039]又一方面，本發(fā)明還提供了應(yīng)用本發(fā)明所述高溫粘土防膨劑處理油井的方法，所述方法包括如下步驟:利用生產(chǎn)管柱將所述高溫粘土防膨劑注入地層，然后頂替高溫粘土防膨劑，關(guān)井反應(yīng)24-30小時開井生產(chǎn)；其中，高溫粘土防膨劑用量為:用藥量:Q=3.14Ι?21ιΦ，
[0040]其中:Q-用藥總量(m3) R-處理半徑(m)
[0041]h-處理厚度(m)Φ-地層孔隙度(％)。
[0042]其中頂替液體積可以參照現(xiàn)有技術(shù)中頂替液的用量，本發(fā)明優(yōu)選為比管柱環(huán)空體積大1-2方。
[0043]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，所述高溫粘土防膨劑注入地層前，先按照質(zhì)量比I~1.5:8.5~9將高溫粘土防膨劑和水混合均勻，再注入地層；
[0044]或者按體積算，注入地層前是將所述高溫粘土防膨劑配制成10-15% (體積比)的水溶液。
[0045]綜上所述，本發(fā)明提供了一種高溫粘土防膨劑及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的高溫粘土防膨劑具有如下優(yōu)點:本發(fā)明的高溫粘土防膨劑，主要應(yīng)用于遼河油田稠油熱采過程中，解除油層粘土高溫傷害，提高單井產(chǎn)量，特別是在解除各輪次吞吐過程中所造成油層堵塞，改善蒸汽吞吐開采效果方面效果更加顯著。該發(fā)明藥劑自2010年6月應(yīng)用現(xiàn)場以來，先后遼河油田的錦州采油廠、曙光采油廠、錦州采油廠、歡喜嶺采油廠、冷家油田公司現(xiàn)場應(yīng)用，截止2013年2月底累計實施47井次，措施有效率85.8%，取得顯著的防膨增產(chǎn)效果，平均單井增油幅度提高63%，累計增油9750噸。
【具體實施方式】[0046]以下通過具體實施例詳細說明本發(fā)明的實施過程和產(chǎn)生的有益效果，旨在幫助閱讀者更好地理解本發(fā)明的實質(zhì)和特點，不作為對本案可實施范圍的限定。
[0047]實施例1 (泥質(zhì)含量較高≤5%，油層溫度≤85°C):
[0048]合成可配制13.3方15% (體積)水溶液的高溫粘土防膨劑實施例:
[0049]有關(guān)藥劑質(zhì)量配比:
[0050]四羥基合鋁酸鈉:四丁基氟化鈉:氨基磺酸:軟脂酸:十八烷酸=3:2.5:2.5:1:
I;
[0051]依據(jù)藥劑配比定量準(zhǔn)備各試劑；檢查反應(yīng)釜(2方)、藥劑混配池(20方)是否處于工作狀態(tài)，配液用水是否順；
[0052](I)藥劑A的制備:定量稱取的600kg四羥基合鋁酸鈉、500kg四丁基氟化鈉加入第一反應(yīng)釜中，室溫下均勻攪拌(45轉(zhuǎn)/min) 30分鐘，將反應(yīng)釜升溫至105°C，在均勻攪拌情況下混合15分鐘后冷卻至室溫，制備成藥劑A密封保存；
[0053](2)藥劑B的制備:定量稱取500kg氨基磺酸、200kg軟脂酸加入第二反應(yīng)釜中，室溫下均勻攪拌(60轉(zhuǎn)/min)20分鐘，將反應(yīng)釜升溫至65°C，在均勻攪拌情況下混合45分鐘后冷卻至室溫，制備成藥劑B密封保存；
[0054](3)藥劑C的制備:定量稱取200kg十八烷酸加入第三反應(yīng)釜中，在攪拌(45轉(zhuǎn)/min)條件下，將反應(yīng)釜溫度升高至100°C，均勻攪拌30分鐘后冷卻至室溫，制備成藥劑C ；
[0055](4)高溫粘土防膨劑溶液制備:室溫下，在攪拌(45轉(zhuǎn)/min)條件下，依次將制備好的定量藥劑A、B加入混配池(第四反應(yīng)容器)中，均勻攪拌30分鐘，再將制備好的藥劑C緩慢滴加入(加入速度30 g /min)混配池，繼續(xù)攪拌45分鐘，制備成2000kg高溫粘土防膨劑。
[0056]利用實施例1制備的高溫粘土防膨劑，現(xiàn)場實施時，首先制備的高溫粘土防膨劑配制成15% (體積比)水溶液，然后連接地面管線(采取從油套環(huán)空反注入方法)，利用泵車將配制好的高溫粘土防膨劑溶液注入地層，然后頂替液將有效藥劑頂入地層，關(guān)井反應(yīng)18小時開井直接生產(chǎn)。該實施例主要應(yīng)用于錦州采油廠錦7、8、45塊，截止2012年10月份累計實施19井次，措施有效率85%，平均單井增產(chǎn)幅度65%，平均單井日增油2.1噸，代表井措施效果統(tǒng)計見表1。
[0057]表1、高溫粘土防膨劑應(yīng)用效果統(tǒng)計
[0058]
【權(quán)利要求】
1.一種高溫粘土防膨劑，其特征在于，所述高溫粘土防膨劑主要由如下重量比成分制備而成:四羥基合鋁酸鈉:四丁基氟化鈉:氨基磺酸:軟脂酸:十八烷酸為3.0-4.0:2.5-3:1-2.5:1.0-1.5:0.5-1.0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫粘土防膨劑，其特征在于，所述高溫粘土防膨劑包括如下重量百分比成分:四羥基合鋁酸鈉30-40%，四丁基氟化鈉25-30%，氨基磺酸10-25%，軟脂酸10-15%，十八烷酸5-10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高溫粘土防膨劑，其特征在于，所述高溫粘土防膨劑由包括如下步驟的方法制備而成: (1)藥劑A的制備:稱取四羥基合鋁酸鈉、四丁基氟化鈉加入第一反應(yīng)容器中，攪拌均勻，加熱至103-105.5°C，攪拌15-35min ;優(yōu)選加熱至105°C，攪拌15min，冷卻至室溫，制得藥劑A; (2)藥劑B的制備:稱取氨基磺酸、軟脂酸加入第二反應(yīng)容器中，攪拌均勻，加熱至64.5-65.5°C，攪拌15-45min ;優(yōu)選加熱至65°C，攪拌45min，冷卻至室溫，制得藥劑B ； (3)藥劑C的制備:稱取十八烷酸加入第三反應(yīng)容器中，攪拌下加熱至99.5-100.5°C,攪拌25-35min ;優(yōu)選加熱至100°C，攪拌30min，冷卻至室溫，制得藥劑C ； (4)高溫粘土防膨劑制備:室溫下，在攪拌下，依次將制備好的藥劑A、B加入第四反應(yīng)容器中，攪拌均勻，再將藥劑C加入第四反應(yīng)容器中，繼續(xù)攪拌制備成高溫粘土防膨劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高溫粘土防膨劑，其特征在于，步驟(4)中藥劑C的加入速度為 25_35g/min ;優(yōu)選為 30g/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高溫粘土防膨劑，其特征在于，步驟(1)稱取四羥基合鋁酸鈉、四丁基氟化鈉加入第一反應(yīng)容器中，攪拌30min，再加熱；步驟(2)稱取氨基磺酸、軟脂酸加入第二反應(yīng)容器中，攪拌20min，再加熱；步驟(4)將制備好的藥劑A、B加入第四反應(yīng)容器中，攪拌30min，再將藥劑C加入第四反應(yīng)容器中，繼續(xù)攪拌45min。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高溫粘土防膨劑，其特征在于，步驟(1)稱取四羥基合鋁酸鈉、四丁基氟化鈉加入第一反應(yīng)容器中，以轉(zhuǎn)速45轉(zhuǎn)/min攪拌；步驟(2)稱取氨基磺酸、軟脂酸加入第二反應(yīng)容器中，以轉(zhuǎn)速60轉(zhuǎn)/min攪拌；步驟(3)稱取十八烷酸加入第三反應(yīng)容器中，以轉(zhuǎn)速45轉(zhuǎn)/min攪拌；步驟(4)在轉(zhuǎn)速45轉(zhuǎn)/min攪拌下,依次將制備好的藥劑A、B加入第四反應(yīng)容器中。
7.一種制備權(quán)利要求1~6任意一項所述高溫粘土防膨劑的方法，所述方法包括如下步驟: (1)藥劑A的制備:稱取四羥基合鋁酸鈉、四丁基氟化鈉加入第一反應(yīng)容器中，攪拌均勻，加熱至103-105.5°C，攪拌15-35min，冷卻至室溫，制得藥劑A ; (2)藥劑B的制備:稱取氨基磺酸、軟脂酸加入第二反應(yīng)容器中，攪拌均勻，加熱至64.5-65.5°C，攪拌15-45min，冷卻至室溫，制得藥劑B ； (3)藥劑C的制備:稱取十八烷酸加入第三反應(yīng)容器中，攪拌下加熱至99.5-100.5°C,攪拌25-35min，冷卻至室溫，制得藥劑C ； (4)高溫粘土防膨劑制備:室溫下，在攪拌下，依次將制備好的藥劑A、B加入第四反應(yīng)容器中，攪拌均勻，再將藥劑C加入第四反應(yīng)容器中，繼續(xù)攪拌制備成高溫粘土防膨劑。
8.權(quán)利要求1~6任意一項所述高溫粘土防膨劑在防止油井非膨脹粘土向膨脹型粘土轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用。
9.應(yīng)用權(quán)利要求1~6任意一項所述高溫粘土防膨劑處理油井的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟:利用生產(chǎn)管柱將所述高溫粘土防膨劑注入地層，然后頂替高溫粘土防膨劑，關(guān)井反應(yīng)24-30小時開井生產(chǎn)；其中，高溫粘土防膨劑用量為:用藥量:Q=3.14Ι?21ιΦ， 其中:Q-用藥總量R-處理半徑 h-處理厚度Φ-地層孔隙度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述高溫粘土防膨劑注入地層前，先按照質(zhì)量比I~1.5:8.5~9將高溫粘土`防膨劑和水混合均勻，再注入地層。
【文檔編號】C09K8/592GK103881682SQ201410103056
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月19日
【發(fā)明者】張玉濤, 張洪君, 袁鵬, 朱富林, 呂俊, 劉利, 王浩, 龍華, 何川, 王德偉, 楊曉莉, 韓松, 黃媛媛 申請人:中國石油天然氣股份有限公司