耐温抗盐型粘土稳定剂的研制与性能研究
粘土稳定，是低渗透油田开发所面临的一个重要课题，大多数的低渗透油气层中都含有粘土矿物，且具有强水敏性，粘土矿物的水化膨胀和分散运移是造成油气层损害的主要原因之一。研制优良的粘土稳定剂，对水敏低渗透油层的保护具有重要意义。
近年来，两性离子聚合物类粘土稳定剂越来越受到各大油气田开发者的广泛关注，该类稳定剂受pH值影响小，耐温抗盐性能好，抑制粘土水化膨胀能力强，具有优良的起泡能力，分散、润湿和乳化效果好，广泛应用于石油天然气开采行业中。
为了降低和抑制粘土矿物对油气层的损害，本文从提高粘土稳定剂的防膨性与耐温抗盐性等方面出发，合成了阳离子季铵盐型粘土稳定剂PAT和两性离子粘土稳定剂PATS，并在室内通过一系列实验对两种粘土稳定剂进行了性能评价。在粘土稳定剂合成及评价实验的基础上，取得了以下五点认识：
1、针对低渗透强水敏性油田储层特征，在过硫酸钾-亚硫酸氢钠引发剂的引发下，以丙烯酰胺和三甲基烯丙基氯化铵为原料合成阳离子聚合物粘土稳定剂PAT，最佳反应条件是：反应时间5h，引发剂用量为0.8％，单体摩尔配比为n(AM)：n(TMAAC)=1:1，反应温度60℃。经过提纯后的产品，进行了红外光谱、核磁共振和元素分析的表征，说明其结构与预想的一样。
2、以丙烯酰胺、三甲基烯丙基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为聚合单体，过硫酸钾.亚硫酸氢钠组成的氧化还原体系为引发剂，合成了两性离子粘土稳定剂PATS，最佳合成条件是：n(AM)：n(TMAAC)：(AMPS)=1:1:0.2，反应时间4h，反应温度40℃，引发剂用量为0.1％。通过红外光谱、核磁共振和元素分析等手段对其结构进行了表征。
3、通过室内实验对合成的两种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对岩心的伤害率，并确定了粘土稳定剂的注入浓度。PAT和PATS的最佳使用浓度分别为0.5％和0.3％。
4、对粘土稳定剂进行耐温、抗盐性评价，实验结果表明PATS的耐温抗盐性要好于PAT，可以在较高温度和高盐度环境中使用。
5、将合成的粘土稳定剂分别与无机盐进行了复配，并与目前油田应用的一些粘土稳定剂进行了室内优选实验，进一步表明两性离子粘土稳定剂具有良好的耐温抗盐性能。
粘土稳定剂;阳离子聚合物;两性离子聚合物;耐温抗盐性能;低渗透油田
中国海洋大学
硕士
化学工程
韩力挥
2012
中文
TE39
77
2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）