粘土防膨胀.pdfVIP

维普资讯 VotI3 No．I 19sgg- 第13卷 石油大学学植 (自然科学版) ． 第1期 loⅡr。f吖th}Uigersit~t Petr0111111竺 Feb． 1989 l， 、．．． 综 一～ 粘 土 防 膨 剂 v述 一 ． ． -__．，、， l 崔 桂 陵 (开 发 系) 提要 奉 文掠逮 了采_由中使用的两类粘土防脖荆，包括馥和盐、无机聚阳离子 聚合枷、阳离子活性 剂、有机聚阳离子聚合拍 、有机硅烷、有机硅烷酯等。在这些 粘土防膨 荆中，含 氮的有机聚阳离子聚台拍 ，特别是在每个链节中合有两个或多个 四价铵 的聚合物 ，对押制粘土膨胀特别有效-这种防脖剂还具有长效、耐酸 、耐盐 的特 点。有机和无机粘土 防膨剂复配使用，效果会更好。 关键词 粘土；抑制荆 采油；表 面活性荆 引 言 地层中常含有一定数量的粘土，主要有高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石。这些粘土在 注水、酸化、永力噩裂、砾石充填过程中碰到水或水基物质就会产生膨胀，然后进一步分散 (如蒙脱石、绿泥石)或直接分数 (如高岭石、伊利石)成 直径小于 10m的细小微粒 粘 土膨胀和微粒的移动会降低地层的渗透率或堵塞井服的通路，这都会减少油井的产量，严重 损害油管线和油泵。 粘土睇胀的原因是粘土中可交换的阳离子如钠离子在水 中解离形成扩散双 电层，使片状 结构表面带负电，由于静 电斥力，带负电的片状结构 自行分开而引起粘土膨胀。防止粘土睇 胀的方j去基本上有两类 。第一类主要用阳离子如氢、钾、钙、磷、硫等把粘土从可膨胀的钠 土形式变成相对不膨胀的粘土，或者是中和、减少粘土表面的负电性。第=类主要用有机硅 烷、有机硅烷酯、胶质沥青质与粘土表 面的羟基(由粘土表面的氧原子与水作用产生)作用， 使粘土表面变成亲油表面，抑制它在水中的睇胀 1 第一类粘士防膨剂 1．1 酸和盐 酸包括盐酸、氢氟酸、乙酸等。由于酸中的氢离子与牯土表面的钠离子交换，氢 比钠难 解离，使粘土膨胀受到抑制。 本 文收稿 时间：l087一 l2 肋 2 维普资讯 盐包括 KCI，Cat[，M[gCI等。通过减少粘土表面扩戡双电层厚度，减 少粘土表 面 的 Zeta电位而起 作用。也可与粘土表面的钠离子交换，使粘土变成相对不膨胀的粘土 。在 盐中以钾盐的防膨效果最好，这是 由于钾离子的直径是0，26nm与粘土表面由6个氧原子围成 的内切直径为0．28nm的六角空间相匹配，使它易于进入此空间而不易从此空间释出，有数 地中和表面负电性。 用 以上所述 几种离子通过对粘士中钠离子的交换而抑制粘土的膨胀仅仅是暂时的。在采 油过程中，地层水中的钠离子将重新取代这些离子，粘土重新转换 成 可 膨胀的或分散的形 式 。 1．2 无机聚阳离子聚合物 ． ． ． ． ． ． 。 。 ． ． ． ． J L 这种防膨剂是永久性的防膨剂，是三价和三价 以上的金属离子 (如 AI”，cr”，zr“ zrT，T ‘等)在一定条件下组成多核羟桥 络离子，带有很高 的正电价能紧密地吸附在粘 土表面上，有效地控制粘土膨胀和微粒的移动。最好 的无 机阳离子聚台物是羟基铝和羟基 锆 。 ～ 三价铝的多核羟桥培离子 (羟基铝)的通式如下 ： Ho H0 ●