技术摘要：
本发明公开了一种压裂酸化长效强缩膨型粘土稳定剂配方，以重量百分比计，其组分为：稳定剂：30‑40％；交联剂：5‑10％；缩膨剂：20‑30％；螯合稳定剂：20‑30％；吸附剂：5‑8％；引发剂：5‑10％；润湿反转剂：5‑10％。采用本发明克服了粘土稳定剂经抽吸或注水推移  全部
背景技术：
低渗砂岩储层具有微喉、微孔、粘土矿物含量高等特征，层内非均质性强，在油田 开发中面临储层经措施改造进行增产和注水补充能量进行稳产。在低渗砂岩储层油井改造 措施中主要为压裂和酸化，水井主要通过强化注水措施，以上两种方式均通过将外来入井 液注入地层水，由于低渗砂岩储层粘土矿物含量较高，尤其是易膨胀的蒙脱石、易运移的伊 利石和易水化高岭石矿物在地层水矿化度环境发生变化时，粘土矿物中易受到水敏感的矿 物成分将会加剧膨胀、运移和水化，堵塞储层的微喉、微孔，从而引起油井产量下降和注水 井的压力上升现象。油田常用的粘土稳定剂主要为无机盐及小分子阳离子化合物组成，主 要通过矿化度离子平衡、氧化性破坏氢键或静电吸力吸附原理使粘土矿物成分到达防膨效 果。但是面临油田配液水和注入水水质标准不统一、对入井液防膨性能要求越来越高、成本 要求越来越低、粘土稳定剂时效性越来越强，入井液和注入水等液体在地层内滞留的时间 也越来越长，如压裂酸化入井液返排时间从原来1-3天延长到闷井压裂的15天以上，注入水 中粘土稳定剂总用量比例降低，防膨指标提高，注水压力年上升空间幅度降低，因此对低渗 砂岩储层用粘土稳定剂性能要求也越来越高，随着技术的发展，需要开发一种在储层内可 长期滞留、低用量、强缩膨型的粘土稳定剂满足油田压裂酸化储层保护和注水井降压增注 技术发展的需求。 中国专利号“CN201510700012.X”，2017年5月3日公开了一种粘土稳定剂及其制备 方法，该粘土稳定剂是由环氧氯丙烷、二甲胺、烯丙基三甲基氯化铵，γ(甲基丙烯酰氧)丙 基三甲氧基硅烷在一定条件下通过引发剂的引发反应，并在反应过程中加入水解抑制剂抑 制水解，反应完毕得到粘土稳定剂，该粘土稳定剂注入地层后经水解形成的硅羟基能够与 地层粘土发生缩合反应，控制粘土的水化膨胀与分散运移、防膨效果好，且分子量低，适用 于低渗透储层。中国专利号“CN105950130A”，2016年9月21日公开了一种长效粘土稳定剂及 其制备方法，本发明公开了一种长效粘土稳定剂及其制备方法，属于油田化工技术领域；该 长效稳定剂由以下质量百分比的组分组成：二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物0.5％ ～1.5％、氯化铵1％～2％，余量为水。该长效粘土稳定剂，各组分相互配合，协同作用，大幅 降低了储层的水敏、水锁伤害，保护储层免受外来工作液侵入伤害，满足了低孔低渗储层、 强水敏储层在施工作业过程中油层保护的要求，解决了不配伍的外来流体进入储层后造成 储层的粘土膨胀、运移和堵塞的问题；该长效粘土稳定剂防膨性、耐冲刷性等性能指标高， 用量少，性能好，对岩心伤害小，成本较低，具有良好的应用性能及经济效益。 以上述专利为代表的粘土稳定剂，主要聚合物与无机盐进行复合，无机盐主要起 离子平衡，利用聚合物分子量大小及分子间氢键或静电吸力吸附相近的粘土颗粒，达到降 低粘土矿物遇水膨胀和运移。当粘土稳定剂通过抽吸或注水推移离开粘土矿物后，粘土矿 4 CN 111574993 A 说　明　书 2/7 页 物依然会膨胀、运移和水化，均不具有长久性，同时聚合物类型粘土稳定剂的在采出液中会 使原油乳化加大油水分离难度。为了提高粘土稳定剂对粘土矿物的强吸附、强滞留和强缩 膨性，使其对粘土矿物具有粘土防膨的高效、长效性能，增强粘土矿物与原地层矿物牢固结 合，有必要研发一种能较好的解决以上问题的粘土稳定剂产品，满足油田压裂酸化储层保 护和注水井降压增注技术发展的需求，特别是在低渗透砂岩油藏储层中应用。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服常规粘土稳定剂在经抽吸或注水推移离开粘土矿物后，粘 土矿物依然会膨胀、运移和水化问题，导致粘土稳定失效。针对上述问题，本专利提供一种 压裂酸化长效强缩膨型粘土稳定剂配方及制备方法，在注水井降压增注和压裂酸化等入井 液加入，粘土稳定剂通过强吸附和鳌合作用在岩石表面形成一层单分子膜，延长其在储层 内对粘土矿物的滞留时间，当粘土稳定剂液体在离开粘土矿物后仍然能其对矿物成分强缩 膨和强吸附，抑制蒙脱石膨胀、伊利石运移和高岭石水化，保持低渗储层水驱孔喉畅通，减 少油井产量下降和注水井的压力上升现象，延长措施有效期，降低低渗油田开发综合成本。 本发明通过以下技术方案实现： 一种压裂酸化长效强缩膨型粘土稳定剂配方，其特征在于:以重量百分比计，其组 分为：稳定剂：30-40％；交联剂：5-10％；缩膨剂：20-30％；螯合稳定剂：20-30％；吸附剂：5- 8％；引发剂：5-10％；润湿反转剂：5-10％。 所述的稳定剂为苄基三甲基氯化铵，苄基三乙基氯化铵中的一种或几种，四甲基 氯化铵组成，重量百分比计为30-40％。其中，苄基三甲基氯化铵，苄基三乙基氯化铵中的一 种或几种重量百分比计为15-20％，四甲基氯化铵重量百分比计为15-20％。 所述的交联剂为N-羟基苯并三氮唑，重量百分比计为5-10％。 所述的缩膨剂为二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵，二甲基十六烷 基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵中的一种或几种，聚(甲基(γ-(2-羟基-3-N,N-二甲基- N-苄基氯化铵))-丙基)硅氧烷组成，重量百分比计为20-30％。其中，二甲基十八烷基[3- (三甲氧基硅基)丙基]氯化铵，二甲基十六烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵中的一种 或几种重量百分比计为15-20％，聚(甲基(γ-(2-羟基-3-N,N-二甲基-N-苄基氯化铵))-丙 基)硅氧烷重量百分比计为5-10％。 所述的螯合稳定剂为牦牛儿基焦磷酸铵盐、香叶基焦磷酸铵盐中的一种或几种， 焦磷酸铵、三聚磷酸铵或四聚磷酸铵中的一种或几种组成，重量百分比计为20-30％。其中， 牦牛儿基焦磷酸铵盐、香叶基焦磷酸铵盐中的一种或几种重量百分比计为15-20％，焦磷酸 铵、三聚磷酸铵或四聚磷酸铵中的一种或几种重量百分比计为5-10％。 所述的吸附剂为氧氯化锆和氧化锆中的一种或几种，乙酰丙酮组成，重量百分比 计为5-8％。其中，氧氯化锆和氧化锆中的一种或几种重量百分比计为2-4％，乙酰丙酮重量 百分比计为3-4％。 所述的引发剂为环氧氯丙烷，三甲胺和甲醇组成，重量百分比计为5-10％。其中环 氧氯丙烷重量百分比计为2-4％，三甲胺重量百分比计为1-2％，甲醇重量百分比计为2- 4％。 所述的润湿反转剂为甲基三烷基氯化铵(R＝C8-C10)和烷基糖苷(R＝C8-C10)组 5 CN 111574993 A 说　明　书 3/7 页 成，重量百分比计为5-10％。其中，甲基三烷基氯化铵(R＝C8-C10)重量百分比计为3-6％， 烷基糖苷(R＝C8-C10)重量百分比计为2-4％。 一种低渗砂岩储层用长效强缩膨型粘土稳定剂的制备方法，其特征在于步骤如 下： 第一步：备料，按照占长效强缩膨型粘土稳定剂中重量百分比计，稳定剂：30-40％ (苄基三甲基氯化铵，苄基三乙基氯化铵中的一种或几种重量百分比计为15-20％，四甲基 氯化铵重量百分比计为15-20％)；交联剂：5-10％(N-羟基苯并三氮唑)；缩膨剂：20-30％ (二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵，二甲基十六烷基[3-(三甲氧基硅基)丙 基]氯化铵中的一种或几种重量百分比计为15-20％，聚(甲基(γ-(2-羟基-3-N,N-二甲基- N-苄基氯化铵))-丙基)硅氧烷重量百分比计为5-10％)；螯合稳定剂：20-30％(牦牛儿基焦 磷酸铵盐、香叶基焦磷酸铵盐中的一种或几种重量百分比计为15-20％，焦磷酸铵、三聚磷 酸铵或四聚磷酸铵中的一种或几种重量百分比计为5-10％)；吸附剂：5-8％(氧氯化锆和氧 化锆中的一种或几种重量百分比计为2-4％，乙酰丙酮重量百分比计为3-4％)；引发剂：5- 10％(环氧氯丙烷重量百分比计为2-4％，三甲胺重量百分比计为1-2％，甲醇重量百分比计 为2-4％)；润湿反转剂：5-10％。(甲基三烷基氯化铵(R＝C8-C10)重量百分比计为3-6％，烷 基糖苷(R＝C8-C10)重量百分比计为2-4％)。 第二步：在液氮保护的条件下，在反应釜中加入全部的二甲基十八烷基[3-(三甲 氧基硅基)丙基]氯化铵，二甲基十六烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵中的一种或几 种，聚(甲基(γ-(2-羟基-3-N,N-二甲基-N-苄基氯化铵))-丙基)硅氧烷，升温至80℃，搅拌 10-20min；再加入全部的乙酰丙酮，升温至130℃，搅拌5-10min；在保持反应釜搅拌状态，迅 速加入氧氯化锆和氧化锆中的一种或几种，反应20-30min；降温至90℃后，加入全部的N-羟 基苯并三氮唑，反应30-40min，待用，命名为A中间体。 第三步：反应釜中加入全部苄基三甲基氯化铵，苄基三乙基氯化铵中的一种或几 种，四甲基氯化铵，升温并保持在60℃，搅拌10-20min；在搅拌状态下先加入全部甲醇，然后 一次快速的加入环氧氯丙烷与三甲胺的混合物，迅速升温至90℃，并保持反应60-90min，待 用，命名为B中间体。 第四步：在装有A中间体的反应釜中，控制反应釜温度90℃，搅拌速率不低于300r/ min条件下，分别同时滴加螯合稳定剂(全部的牦牛儿基焦磷酸铵盐、香叶基焦磷酸铵盐中 的一种或几种，焦磷酸铵、三聚磷酸铵或四聚磷酸铵中的一种或几种)和B中间体，滴加时间 为60-90min；加入全部的甲基三烷基氯化铵(R＝C8-C10)，烷基糖苷(R＝C8-C10)，搅拌10- 20min，降温至常温，即生产出长效强缩膨型粘土稳定剂产品。 综上所述，本发明的以下有益效果： 1、本发明一种压裂酸化长效强缩膨型粘土稳定剂配方及制备方法，提高了粘土稳 定剂在低渗砂岩储层岩石吸附性能和缩膨性能。本发明中通过乙酰丙酮与氧氯化锆或氧化 锆通过多个配位键交联形成，小分子交联络合体；在高温反应作用下，小分子交联络合体分 散于二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵、二甲基十六烷基[3-(三甲氧基硅 基)丙基]氯化铵和聚(甲基(γ-(2-羟基-3-N,N-二甲基-N-苄基氯化铵))-丙基)硅氧烷，在 N-羟基苯并三氮唑催化作用下，形成纳微米颗粒预交联体。由于岩石矿物显电负性，纳微米 颗粒预交联体中锆离子呈纳米级状态，能强烈吸附在岩石表面、并嵌入粘土矿物晶格，抑制 6 CN 111574993 A 说　明　书 4/7 页 粘土稳定剂对蒙脱石的膨胀和运移，当流体离开粘土矿物后镶嵌在粘土矿物晶格纳米级锆 离子仍然能其对矿物成分强吸附，增强了粘土稳定剂对粘土矿物防膨的长久性。同时纳微 米颗粒预交联体中锆离子会根据pH值变化，能缓慢多次电离出纳米级的锆离子，纳米级锆 离子具有纳米材料纳米效应，在与聚(甲基(γ-(2-羟基-3-N,N-二甲基-N-苄基氯化铵))- 丙基)硅氧烷协同作用下，可在粘土矿物成分中形成永久的多点吸附，与粘土矿物中化学物 质发生反应，释放出粘土矿物水分子，使粘土矿物缩膨，加固了粘土矿物与岩石的牢固性， 减少粘土矿物运移，增大了岩石孔喉，提高了水驱流动通道，利于压裂酸化液快速返排和降 低注水驱替压力。 2、本发明一种压裂酸化长效强缩膨型粘土稳定剂配方及制备方法，增大了粘土稳 定剂在低渗砂岩储层岩石表面铺置，提高粘土稳定剂处理面积。本发明中在苄基三甲基氯 化铵，苄基三乙基氯化铵，四甲基氯化铵分子链上通过环氧氯丙烷，三甲胺甲醇溶液在高温 条件下发生开环反应，使稳定剂分子链加长，形成网络状小分子化合物，小分子化合物，具 有多种阳离子特性，可多点吸附于岩石表面。在螯合稳定剂水解后作用条件下，使A中间体 和B中间体两种高分子胶团因静电或氢键吸附均匀分散在溶液中，因电荷排斥作用，使其尽 量在在岩石表面形成单分子铺置，扩大粘土稳定剂在岩石表面处理面积。同时螯合稳定剂 还有螯合金属离子作用，减少地层水中金属离子对粘土稳定剂的干扰。润湿反转剂(甲基三 烷基氯化铵(R＝C8-C10)，烷基糖苷(R＝C8-C10))在本发明中主要目的是清洗入井液水流 通道壁面的油污，改变岩石的润湿性，使粘土稳定剂更快、更便捷渗透并接触到岩石中粘土 矿物成分，也利于粘土稳定剂在岩石表面吸附，延长了粘土稳定剂对蒙脱石膨胀、伊利石运 移和高岭石水化抑制有效期。 附图说明 此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部 分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中： 图1为本发明粘土稳定剂对膨润土的防膨率测试图。 图2为本发明粘土稳定剂对粘土矿物的缩膨率测试图。