小分子量粘土稳定剂的合成及油层粘土稳定剂的优选与应用研究

摘要

胜利油田的大部分油层都属于高粘土砂岩油层.粘土矿物遇水会发生膨胀、分散与运移,造成油层的破坏.由于粘土矿物的广泛存在,并对油田的开发至关重要,生产商们开发了少量无机盐类和种类繁多的大分子聚合物类粘土稳定剂并应用到了油井作业的各个方面.应用表明,粘土稳定剂在地层中有效地稳定了粘土,保护了油层.但国内在粘土稳定剂性能评价方面仍存在问题,使用上还缺泛针对性,特别是大分子量的阳离子聚合物粘土稳定剂应用于低渗油田时,渗透率下降高值可达到70﹪-80﹪,造成油层堵塞.在对国外小分子量阳离子聚合物粘土稳定剂研究进行了大量调研的基础上,利用三烷基胺、环氧氯丙烷以及氧化还原体系合成了DSW-5000型小分子量的阳离子聚合物粘土稳定剂.经室内实验和现场应用表明,DSW-5000能够有效稳定粘土,特别适用于低渗油田.针对胜利油田复杂多样的油层,为提高开发效果,该课题采用国际上先进的评价方法,对2种无机盐类、12种阳离子聚合物类和1种无机聚合物类粘土稳定剂进行了性能评价和应用优选,使粘土稳定剂的使用规范化和系统化.地层中的粘土矿物主要有高岭石、蒙脱石、伊利石和绿泥石等,其中蒙脱石遇水极易膨胀,是造成地层伤害的主要原因.实验使用了油层中最常见的Ca蒙脱石.在评价方法上,主要利用国际上常用的X射线衍射仪来精确测定各种状态下的Ca蒙脱石的晶面间距,以此来评价粘土稳定剂的稳定粘土的效果.实验表明,各种粘土稳定剂的最佳使用浓度在1.5﹪~4﹪之间,而不是生产商所提供的0.5﹪.通过乙二醇蒸汽饱和法、水洗法、水浸泡法对粘土稳定剂的防膨效果稳定性进行了评价;通过模拟地层高温条件,对粘土稳定剂的抗高温性能进行了评价;最后采用扫描电镜分析方法,对比粘土稳定剂处理前后岩心中粘土矿物的运移变化情况,从微观上观察粘土稳定剂的处理效果.通过

目录

文摘

英文文摘

前言

第一章文献综述

第二章仪器设备、试剂与实验

2.1实验仪器设备

2.2试剂

2.3实验

第三章粘土遇水膨胀及粘土稳定剂稳定粘土机理

3.1粘土矿物成分

3.2粘土矿物遇水膨胀的机理

3.3粘土稳定剂的稳定机理

3.4本章小结

第四章小分子量粘土稳定剂的合成

4.1研制背景

4.2小分子量阳离子聚合物DSW-5000粘土稳定剂的合成

4.3 DSW-5000粘土稳定剂的性能指标

4.4 DSW-5000粘土稳定剂的性能评价

4.5本章小结

第五章粘土稳定剂的应用效果评价

5.1粘土稳定剂的主要类型

5.2粘土稳定剂的优选及评价方法

5.3 Ca蒙脱石晶面间距d值上、下限对比值的选取

5.4粘土稳定剂最佳使用浓度实验

5.5粘土稳定剂的防膨效果稳定性评价

5.6粘土稳定剂缩膨作用试验

5.7扫描电镜分析

5.8本章小结

第六章粘土稳定剂的优选

6.1油层粘土矿物的划分

6.2岩心流动试验

第七章应用研究及现场实验

7.1最佳处理半径的选择

7.2处理液用量的确定

7.3粘土稳定剂的有效期预测

7.4低渗油田油井转注粘土稳定预处理工艺

7.5现场实验及应用

第八章结论

致谢

参考文献

附录1：几种粘土稳定剂可能的分子式

附录2：论文使用符号一览表