多烯多胺盐黏土稳定剂的合成及性能评价

2014年9月第29卷第5期

西安石油大学学报（自然科学版）

Journal of Xi＇an Shiyou University （Natural Science Edition ）

Sep.2014

Vol.29No.5

收稿日期：2014-05-31

基金项目：陕西省科技统筹创新工程计划项目“提高延长油田主力油层开发效果系统工程关键技术研究”（编号：2011KTZB 01-04）

作者简介：王思中（1981-），男，硕士，工程师，主要从事油气田开发方面的研究。E-mail ：wangsizhong@https://www.360docs.net/doc/cf10449467.html,

文章编号：1673-064X （2014）05-0085-04

多烯多胺盐黏土稳定剂的合成及性能评价

王思中1，廖乐军2，纪冬冬2，高燕2

（1.中国石油天然气集团公司办公厅，北京100007；

2.川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司，陕西西安710021）

摘要：通过多烯多胺类物质二乙胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺分别与盐酸、草酸、乙酸反应合成黏土稳定剂。对合成产物的性能进行评价，结果表明：采用盐酸合成的黏土稳定剂在0.5%（质量分数）投加量、140?、放置14d 条件下的防膨率达87%以上；耐水冲刷能力顺序为四乙烯五胺盐酸盐＞三乙烯二胺盐酸盐＞二乙烯三胺盐酸盐＞乙二胺盐酸盐。岩心流动实验表明，多烯多胺盐酸盐黏

土稳定剂防止黏土颗粒膨胀和运移的综合性能良好，对岩心的伤害率在20%以下。关键词：多烯多胺；黏土稳定剂；防膨率；岩心流动实验中图分类号：TE39 文献标识码：A

黏土矿物广泛存在于油层中，以高岭石、绿泥石、

蒙脱石、伊利石为主。全世界97%的油层都在不同

程度上含有黏土矿物［1］。黏土矿物的存在导致其在油气田开发中出现水化膨胀、分散、运移等问题

［2-3］

。黏土膨胀和运移是引起水敏性油藏储层渗透率伤害

的主要因素，影响油田开发效果［4］

。油气开发中加入

黏土稳定剂的目的在于防止由于黏土发生膨胀和运移而对储集层的渗透率造成伤害。现有的黏土稳定剂大致可分为无机盐类、无机多核聚合物、阳离子表面活性剂和有机阳离子聚合物4类。其中无机盐类黏土稳定剂价格低廉，短期防膨效果较好，缺点在于防膨有效期短，且对抑制微粒运移效果较差；无机多核聚合物主要有羟基铝、羟基铁、氯氧化锆等，其有效期比无机盐长，但耐酸性差，且不适用于碳酸盐含量高的砂岩地层；阳离子表面活性剂类的吸附作用和抗水洗能力强，但会使地层转变成亲油性从而降低了油气相的渗透率；有机阳离子聚合物类使用范围广，稳定效果好，有效时间长，既能抑制黏土的水化膨胀又

能控制微粒的分散运移。在黏土稳定剂中发展较快的是有机阳离子聚合物，以多烯多胺盐用作黏土稳定剂的研究鲜有报道。多烯多胺类物质包括乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺，因其在合成过程中均以乙烯与胺为原料而得名。多烯多胺类物质与酸反应所得产物属于季铵盐类。季铵型阳离子黏土稳定剂具有吸附作用力强、中和黏土矿物表面ζ电位能力强、离子交换能力强、吸附性能不受pH 值影响

等优势，因此能够长期保持其稳定黏土的作用［5-7］

。

本文拟将多烯多胺类物质用于黏土稳定剂合成，以防膨率为评价指标研究最合适的合成方法，并对合成黏土稳定剂的性能进行评价。为将来单独用作黏土稳定剂或替代无机盐类黏土稳定剂参与有机聚合物类黏土稳定剂的复配研究提供参考。

1 实验部分

1.1 仪器、试剂及药品

仪器：R V 10旋转蒸发仪、101-1A 电热鼓风干