羟胺基聚醚胺防膨剂的研制.pdf

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1、2012年3月西安石油大学学报(自然科学版)Mar．2O12第27卷第2期JoumMofXianShiyouUniversily(NaturalScienceEdition)V01．27No．2文章编号：1673-064X(2012)02-0073-03羟胺基聚醚胺防膨剂的研制刘祥，宋杨柳，陈叮啉(西安石油大学化学化工学院，陕西西安710065)摘要：以环氧氯丙烷和二乙醇胺为原料，采用水溶液聚合法制备了一种羟胺基聚醚胺(HAPEA)防膨剂，测试了其防膨性能．实验表明：当环氧氯丙烷与二乙醇胺物质的量比为1：1、反应温度为60℃、反应

2、时间为7h时，合成的防膨剂具有较好的防膨效果．当羟胺基聚醚胺(HAPEA)的质量分数为2．O％时，其防膨率为87．5％，与KC1复配使用时防膨效果明显提高．关键词：防膨剂；羟胺基聚醚胺；环氧氯丙烷；二乙醇胺中图分类号：TE258文献标识码：A黏土矿物广泛存在于油层中，全世界97％的油分析纯，西安化学试剂厂；膨润土，山东安丘．层都在不同程度上含有黏土矿物⋯．如果在开发过1．2HAPEA的合成程中措施不当，就会造成黏土矿物膨胀、分散和运将装有搅拌器、冷凝管、温度计和恒压滴液漏斗移，导致渗透率下降，产生地层伤害j．为此，在油的250mL

3、四口烧瓶置于水浴中，加入二乙醇胺与一气田开发过程中先后使用了各种抑制剂，包括无机定量的水，搅拌下缓慢滴加环氧氯丙烷，待环氧氯丙盐、无机聚合物、阳离子表面活性剂、非离子有机聚烷滴加完毕后，升高温度，回流反应一定时间，得淡合物和阳离子有机聚合物等J．近年来，油田科研黄色黏稠液体，即为HAPEA防膨剂．人员又开发出了新型胺基钻井液体系，其实质是应1．3HAPEA防膨性能评价用了一种新的阳离子胺基聚合物——聚醚胺J．1．3．1离心法按照石油天然气行业标准SY／用胺类物质抑制页岩水化膨胀、改善钻井液性T5971—94{油田注水用黏土稳定剂性

4、能评价》中的能已有很长的历史，其种类得到不断发展，功能也不规定，测定HAPEA溶液对膨润土的防膨率．断完善，从最初应用铵离子到目前的阳离子化聚1．3．2岩心静态失重实验实验选用陕北延长油胺页岩抑制剂，其抑制性能和环境可接受度不断提田长2油层天然岩心，经粉碎、过筛后，取18～45目高引．本文针对水敏性岩层的水化膨胀、分散等问之间的岩心颗粒，105oC烘干2h后称取10g放于题，以环氧氯丙烷和二乙醇胺为原料，合成了一种新锥形瓶中(每次实验3个平行样)，分别加入不同浓型羟胺基聚醚胺(HAPEA)防膨剂，采用离心法和静度的HAPEA溶液5

5、0mL，60oC下浸泡2h，取出岩态岩心失重法对其性能进行了评价．心颗粒烘干后过4O目筛，称筛上颗粒质量，计算失重率．1实验部分2结果与讨论1．1主要试剂环氧氯丙烷，分析纯，天津博迪化工有限公司；以环氧氯丙烷及二乙醇胺为原料合成的二乙醇胺，化学纯，天津市江岩化学试剂厂；氯化钾，HAPEA防膨剂，其特点是分子上除含有一个季氮原收稿日期：2011-08—30基金项目：陕西省科技厅“低渗透油藏低伤害压裂液体系研究”(编号：SJ08E．08)作者简介：刘祥(1963·)，男，博士，教授，从事高分子化学与物理和油田化学品的研究．E-mail

6、：Khx@xsyu．edu．cn．——74．-——西安石油大学学报(自然科学版)子外，在侧基上还有大量羟基．季氮原子的正电性基团与黏土的负电性中心产生强烈的静电作用，使合成的羟胺基聚醚胺牢固地吸附在黏土颗粒表面，形成一层单分子膜．侧基上的羟基则能与水分子竞争黏土矿物表面上的吸附位置，并优先吸附到黏土矿物表面，阻止水分子进入黏土矿物的晶层中，从而有效抑制黏土的水化膨胀．为了得到防膨效果较好的防膨剂，实验以环氧氯丙烷和二乙醇胺的物质的量比、反应温度、反应时间作为考察因素，以合成图2反应温度对HAPEA防膨率的影响HAPEA防膨剂的防膨

7、性能作为评价指标，考察了相Fig．2Efectofreactiontemperatureonanti-swellingr8te0fHAPEA关因素对所合成的HAPEA防膨性能的影响．2．1反应条件对HAPEA防膨率的影响由图2可知，随着反应温度的升高，HAPEA的2．1．1环氧氯丙烷与二乙醇胺配比的影响在加防膨率呈现出先升高后降低的变化趋势．其原因可料温度30℃、反应温度60℃、反应时间5h、单体质能是：当聚合反应的温度低于60c【=时，随着温度的量分数为60％的条件下，考察了环氧氯丙烷与二乙升高，有利于环氧氯丙烷与二乙醇胺的聚合

8、反应，生醇胺的物质的量比对HAPEA防膨性能的影响，结成含有大量季氮原子和羟基的聚合物．当反应温度果见图1．由图1可知，HAPEA的防膨率随着环氧较高时，聚合产物分子量较大且反应生成的体型产氯丙烷与二乙醇胺的物质的量比的增加呈现先增大物增多，不利于