乙二醇耐寒型粘土稳定剂的制备研究及防膨性能评价

陈大勇

中国海洋大学

摘要：

针对寒冷地区的油田注水开发，粘土稳定剂在水敏性油藏储层的使用过程中会有诸多不利影响。如大庆油田、长庆油田等地区由于冬天作业条件寒冷，粘土稳定剂在运输、储存和使用等过程中由于温度的改变会产生很多问题。本文以环氧氯丙烷和三乙胺为原料合成了一种双季铵盐类表面活性剂作为粘土稳定剂，通过实验确定了合成双子季铵盐的最佳实验条件，通过防膨性能评价实验、岩屑滚动回收实验、岩芯渗透率实验和岩芯溶失实验表明双季铵盐表面活性剂具有良好的抑制粘土水化膨胀的能力。而后通过设计其在低温下的防冻性实验，确定乙二醇对于改善粘土稳定剂在低温下的防冻性能具有明显效果。此外，通过无机盐与双季铵盐粘土稳定剂的复配研究来提高复配体系的防膨性能。　　本文通过实验主要得到以下结论:　　(1)在提高反应效率、节约反应能耗的前提下，反应物最佳摩尔配比为n（三乙胺）∶n（三乙胺盐酸盐）∶n（环氧氯丙烷）=1.2∶1∶1，反应体系最佳反应温度为55℃，最佳反应时间为7h，在该最佳反应条件下，双季铵盐粘土稳定剂能够达到最大产率，产率为78.2％;　　(2)与常见表面活性剂相比，本文合成的双季铵盐粘土稳定剂的临界胶束浓度降低了约1～2个数量级，显示出了较高的表面活性，因此，其具有良好的流变性、增溶性和协同性;　　(3)通过双季铵盐粘土稳定剂的防膨率实验可知，双季铵盐粘土稳定剂的最佳使用浓度为0.8％，在最佳使用浓度，其防膨率达到86.6％;　　(4)通过双季铵盐粘土稳定剂的防冻实验，验证了乙二醇型防冻化学药剂对于改善双季铵盐粘土稳定剂溶液在低温环境下的防冻性能是可行的;　　(5)通过复配无机盐型粘土稳定剂来提高双季铵盐粘土稳定剂的防膨率的方法是可行的，最佳复配方案为双季铵盐粘土稳定剂与氯化钾复配，最佳质量比为1∶0.4，最佳使用浓度为0.9％，在该质量比和使用浓度下，复配型双季铵盐粘土稳定剂的防膨率达到92.1％;　　(6)在-10℃～-20℃11组温度梯度下，将一定量的乙二醇加入0.9％浓度的复配型双季铵盐粘土稳定剂溶液中，复配型双季铵盐粘土稳定剂溶液全部未结冰且流动性好。

关键词：耐寒型粘土稳定剂;乙二醇;制备工艺;防膨性能

授予单位：中国海洋大学

授予学位：硕士

学科专业：化学工程

导师姓名：韩力挥

学位年度：2015

语种：中文

分类号：TQ423.121

页数：73

在线出版日期：2016-03-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）