季铵盐型粘土稳定剂的合成研究及防膨性能评价
粘土稳定，是低渗透油田开发所面临的一个重要课题，大多数低渗透的油、气层都含有粘土矿物质。通过对这些矿物质在油、气生产中的重要性和它们对渗透率危害的广泛调查，一般认为膨胀和运移是这些矿物质损害渗透率的两个重要因素。在膨胀过程中，粘土把水吸入到晶体结构中，导致粘土体积的增加，从而堵塞地层孔道；在运移过程中，粘土物质被外来液体分散，或为产出液所携带，在毛细管的孔隙喉道处形成桥阻或节流点，然后导致地层渗透率的下降。防止发生伤害的常用方法是使用粘土稳定剂。低渗透油层一般粘土含量高、孔喉半径小、渗透率低，大相对分子质量的阳离子聚合物类粘土稳定剂往往会加重对低渗透油层渗透率的伤害，因此中小相对分子质量粘土稳定剂的使用在低渗透油田开发过程中起了关键作用。本论文合成两种季铵盐型粘土稳定剂，并在室内实验中进行了粘土防膨效果评价及粘土稳定剂优选实验。具体研究内容和结果如下：
1．针对低渗透强水敏性油田储层特征，有目的的合成了中相对分子质量的聚环氧氯丙烷-二甲胺阳离子聚合物粘土稳定剂。并从反应聚合时间、单体摩尔比、交联剂加入量、交联剂种类以及反应温度等方面对聚合物的合成条件进行了优化。经过提纯后的产品，进行IR和NMR表征分析。
2．比较了不同交联剂合成的聚合物IR谱图，结果表明不同交联剂的加入，合成的聚合物具有不同的结构，而且聚合物的粘度和阳离子度也不同。含胺基较多的多乙烯多胺为交联剂的聚合物在交联剂量增加到一定程度后，阳离子度有降低的趋势。在相同的交联剂加入量条件下，交联剂分子结构中含有的胺基越多粘度越大，而阳离子度越小。
3．以三甲基叔胺及其盐酸盐与环氧氯丙烷反应，合成了小相对分子质量的三甲基羟丙基季铵盐粘土稳定剂。并从反应温度、投料比、溶剂及溶剂占反应体系总质量、反应时间等方面对合成条件进行了优化，得到优化的反应条件。
4．针对低渗透强水敏性油田储层特征和需要选择了8种不同类型的粘土稳定剂，开展了粘土稳定剂对比优选实验。通过室内实验对合成的两种季铵盐粘土稳定剂的防膨性能进行分析评价，测试了两种粘土稳定剂的防膨性能以及对岩芯的伤害率，并确定了粘土稳定剂的注入浓度。
5．在室内进行了粘土稳定剂注入工艺岩芯模拟实验与复合油层保护剂处理实验，证明储层酸化措施是提高岩芯渗透率的重要手段，对酸液的使用浓度及合理反应时间进行了优选和确定。
粘土稳定剂;聚环氧氯丙烷-二甲胺;季铵盐;防膨性能
中国海洋大学
硕士
海洋化学
韩力挥
2009
中文
TE39;TE256
71
2009-10-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）