一种基于阴阳离子对作用的防水锁剂及其应用的制作方法

10:1之间，利用阴离子表面活性剂和阳离子氟碳表面活性剂之间的这种阴阳离子对的作用，使得体系具有较低的表/界面张力性能的特性。
9.所述阴阳离子对表面活性剂组合物中的阴离子表面活性剂是为磺酸盐类阴离子表面活性剂或羧酸盐类阴离子表面活性剂，选自但不限于石油磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、脂肪醇醚羧酸盐、烷基苯聚醚羧酸盐。
10.所述阴阳离子对表面活性剂组合物中的阳离子氟碳表面活性剂是全氟烷基季铵盐或全氟烷基酰胺季铵盐，全氟烷基季铵盐的结构如下：c
nf2n+1
ch2ch2n
+
(ch3)2c2h5x
—
ꢀꢀꢀ
n=6-8；全氟烷基酰胺季铵盐的结构如下：c nf2n+1
conh(ch2)3n
+
(ch3)2x
—
ꢀꢀ
n=6-8。
11.阳离子氟碳表面活性剂除了利用其阳离子基团与阴离子表面活性剂的阴离子基团产生阴阳离子对的相互作用，使体系具有较低的表/界面张力性能的特性外，阳离子氟碳表面活性剂还起到改善地层润湿性能的特性，体系注入地层孔道后，由于阳离子氟碳表面活性剂带有正电，会在孔道表面吸附，其氟碳链具有憎水憎油的双憎特性，可有效降低油水两相在孔道中的流动阻力，促进反排，提高渗透率，起到降低储层的水锁伤害。
12.所述的两性离子表活剂为甜菜碱类两性离子表面活性剂，结构通式如下:rn
+
(ch3)2(ch2)nx-其中r为烷基链，n为0-6，x为羧酸根或磺酸根。
13.两性离子表活剂的引入，可以显著增强体系的稳定性，阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂之间阴阳离子对之间的具有较强的相互作用，当二者的比例接近时，二者会产生沉淀，两性离子表活剂结构中既具有阳离子基团又具有阴离子基团，将其引入到体系中会在阴阳离子对之间起到有效的缓冲，避免二者产生沉淀，从而提高体系的稳定性。
14.所述的短链醇为碳链数1-4的低碳醇的一种或多种的组合，优选但不局限于为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇。
15.所述的消泡剂为磷酸酯类物质选自但不限于磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三辛酯、磷酸三正丁酯、磷酸三异丁酯、磷酸丁基二苯酯、磷酸甲苯基二苯酯、磷酸二苯一辛酯的一种或多种的组合。
16.本发明提供的防水锁剂体系中具有较多的表面活性剂，在使用过程中会产生大量的泡沫，泡沫的产生会对现场施工及安全产生影响，通过磷酸酯类消泡剂的引入，能够抑制抗水锁剂的发泡性能，使其发泡性能低于10%，保证现场施工安全稳定进行。
17.本发明提供的防水锁剂可应用于油田钻井、完井、修井、注水及提高采收率等作业过程。
18.本发明利用阴离子表面活性剂和阳离子氟碳表面活性剂之间的阴阳离子对的作用，体系具有较低的表/界面张力性能的特性，界面张力达到10-3
mn/m，表面张力最低达到18mn/m，该防水锁剂还能将地层表面润湿性往憎水憎油的双憎方向改善，能够有效增大滤液返排，提高气/油相渗透率，显著降低储层的水锁伤害。该防水锁剂起泡率低，小于10%，能够满足油田钻井、完井、修井、注水及提高采收率等作业的使用要求。
具体实施方式
19.下面结合实施例对本发明加以详细描述。
20.实施例1本实施例提供一种基于阴阳离子对作用的防水锁剂，以质量百分比计，阴阳离子对表面活性剂组合物的质量百分数为10%，两性离子表面活性剂c8h
17n+
(ch3)2coo-的质量百分数为20%，正丁醇的质量百分数为10%，磷酸三正丁酯的质量百分数为15%，其余为水。阴阳离子对表面活性剂组合物为十二烷基苯磺酸钠和全氟烷基季铵盐c6f
13
ch2ch2n
+
(ch3)2c2h5cl
—
，二者物质的量比为1:2。
21.实施例2本实施例提供一种基于阴阳离子对作用的防水锁剂，以质量百分比计，阴阳离子对表面活性剂组合物的质量百分数为30%，两性离子表面活性剂c8h
17n+
(ch3)2(ch2)2so3的质量百分数为10%，异丙醇的质量百分数为15%，磷酸三异丁酯的质量百分数为5%，其余为水。阴阳离子对表面活性剂组合物为脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠和全氟烷基酰胺季铵盐c6f
13
conh (ch2)3n
+
(ch3)2cl
—
，二者物质的量比为4:1。
22.实施例3本实施例提供一种基于阴阳离子对作用的防水锁剂，以质量百分比计，阴阳离子对表面活性剂组合物的质量百分数为20%，两性离子表面活性剂c6h
13n+
(ch3)2(ch2)2so3的质量百分数为15%，乙醇的质量百分数为15%，磷酸三辛酯的质量百分数为10%，其余为水。阴阳离子对表面活性剂组合物为壬基酚聚氧乙烯醚羧酸钠和全氟烷基酰胺季铵盐c8f
17
conh (ch2)3n
+
(ch3)2cl
—
，二者物质的量比为10:1。
23.实施例4本实施例提供一种基于阴阳离子对作用的防水锁剂，以质量百分比计，阴阳离子对表面活性剂组合物的质量百分数为20%，两性离子表面活性剂c6h
13n+
(ch3)2(ch2)2so3的质量百分数为15%，甲醇的质量百分数为10%，磷酸丁基二苯酯的质量百分数为10%，其余为水。阴阳离子对表面活性剂组合物为石油磺酸盐和全氟烷基季铵盐c8f
17
ch2ch2n
+
(ch3)2c2h5cl
—
，二者物质的量比为1:10。
24.实施例5本实施例提供一种基于阴阳离子对作用的防水锁剂，以质量百分比计，阴阳离子对表面活性剂组合物的质量百分数为20%，两性离子表面活性剂c6h
13n+
(ch3)2(ch2)2so3的质量百分数为20%，正丁醇的质量百分数为10%，磷酸二苯一辛酯的质量百分数为15%，其余为水。阴阳离子对表面活性剂组合物为十二烷基磺酸盐和全氟烷基季铵盐c8f
17
ch2ch2n
+
(ch3)2c2h5cl
—
，二者物质的量比为1:4。
25.实施例6本实施例提供一种基于阴阳离子对作用的防水锁剂，以质量百分比计，阴阳离子对表面活性剂组合物的质量百分数为25%，两性离子表面活性剂c6h
13n+
(ch3)2(ch2)2so3的质量百分数为20%，乙醇的质量百分数为10%，磷酸三辛酯的质量百分数为15%，其余为水。阴阳离子对表面活性剂组合物为壬基酚聚氧乙烯醚羧酸钠和全氟烷基酰胺季铵盐c8f
17
conh (ch2)3n
+
(ch3)2cl
—
，二者物质的量比为1:1。
26.实施例7
本实施例提供一种基于阴阳离子对作用的防水锁剂，以质量百分比计，阴阳离子对表面活性剂组合物的质量百分数为10%，两性离子表面活性剂c8h
17n+
(ch3)2(ch2)2so3的质量百分数为15%，异丙醇的质量百分数为15%，磷酸三异丁酯的质量百分数为15%，其余为水。阴阳离子对表面活性剂组合物为脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠和全氟烷基酰胺季铵盐c6f
13
conh (ch2)3n
+
(ch3)2cl
—
，二者物质的量比为6:1。
27.实施例8本实施例提供一种基于阴阳离子对作用的防水锁剂，以质量百分比计，阴阳离子对表面活性剂组合物的质量百分数为30%，两性离子表面活性剂c8h
17n+
(ch3)2coo-的质量百分数为20%，正丁醇的质量百分数为15%，磷酸三正丁酯的质量百分数为15%，其余为水。阴阳离子对表面活性剂组合物为十二烷基苯磺酸钠和全氟烷基季铵盐c6f
13
ch2ch2n
+
(ch3)2c2h5cl
—
，二者物质的量比为1:6。
28.对比例1-4将实施例1-4中的氟碳表活剂组份去除即得到对比例1-4的样品。
29.对比例5-8将实施例5-8中的阴离子表活剂组份去除即得到对比例5-8的样品。
30.测试例1本测试例将上述实施例1-8制得的基于阴阳离子对作用的防水锁剂以及对比例1-8中的样品在清水和10% nacl模拟盐水中进行表面张力测试。
31.表面张力测试：采用tx500c旋转滴表界面张力仪测试，测试条件为：温度25℃，样品剂浓度0.1%和0.5%。
32.测试结果如表1所示。从结果可以看出：无论在清水还是10%的nacl模拟盐水中实施例样品的表面张力都明显低于对比例样品，实施例与对比例的区别在于实施例中存在阴阳离子对的相互作用，而对比例中只是单一的存在阴离子表活剂或阳离子氟碳表活剂，未形成离子对作用，说明实施例中基于阴阳离子对作用的样品具有较好的降低表面张力性能。
33.表1 实施例及对比例样品表面张力性能测试结果
测试例2本测试例将上述实施例1-8制得的基于阴阳离子对作用的防水锁剂以及对比例1-8中的样品在清水和10% nacl模拟盐水中进行降低模拟原油的界面张力的性能测试。
34.界面张力测试：采用tx500c旋转滴表界面张力仪测试，测试条件为：温度90℃，样品剂浓度0.5%。
35.测试结果如表2所示。从结果可以看出：由于具有阴阳离子对的相互作用，实施例样品在清水和10%的nacl模拟盐水中对模拟原油的界面张力都能达到10-3
mn/m，未形成离子对作用的对比例降低模拟原油的界面张力较差，最低只能达到10-1
mn/m。
36.表2 实施例及对比例样品降低模拟原油界面张力性能测试结果 清水中降低模拟原油界面张力，mn/m10%nacl模拟盐水中降低模拟原油界面张力，mn/m
实施例10.001560.00345实施例20.003180.00421实施例30.006240.00531实施例40.002590.00338实施例50.005210.00421实施例60.006630.00529实施例70.004630.00516实施例80.002650.00368对比例10.1261.062对比例20.0960.352对比例30.3510.982对比例41.2632.61对比例50.6241.023对比例60.3790.835对比例70.3160.821对比例80.8651.534
37.测试例3本测试例将上述实施例1-8制得的基于阴阳离子对作用的防水锁剂以及对比例1-8中的样品进行改善岩心润湿性能测试。
38.改善岩心润湿性能测试：采用接触角测试仪测定水滴和油滴在原始岩心上的接触角，然后将岩心在实施例和对比例的样品中浸泡24h，取出后重新测定水滴和油滴在原始岩心上的接触角。
39.测试结果如表3所示。从结果可以看出：岩心经本发明实施例提供的样品处理后具有较好的憎水憎油性能。
40.表3 实施例及对比例样品改善岩心润湿性能测试结果 水滴接触角
°
油滴接触角
°
工作液铺展铺展实施例173.223.3实施例278.224.6实施例380.523.1实施例476.228.5实施例574.625.1实施例681.320.9实施例772.426.1实施例875.321.6对比例113.2铺展对比例217.1铺展对比例320.2铺展对比例412.4铺展对比例561.811.3对比例659.413.5
对比例768.710.6对比例867.112.3
41.测试例4本测试例将上述实施例1-8制得的基于阴阳离子对作用的防水锁剂以及对比例1-8中的样品进行起泡性能测试。
42.起泡能力测试：采用高速搅拌机，具体测试条件为：转速为10000rpm，在室温下搅拌时间5min，样品浓度0.1%，溶液量100ml。
43.测试结果如表4所示。实施例和对比例的样品起泡率较低，都低于10%，说明本发明中采用的磷酸酯类消泡剂具有较好的消泡作用，样品的起泡性能得到有效抑制，起泡率都小于10%，符合油田现场作业要求。
44.表4 实施例及对比例样品起泡性能测试结果 起泡性能实施例18.6%实施例27.9%实施例35.6%实施例46.7%实施例59.1%实施例66.8%实施例72.2%实施例83.3%对比例18.6%对比例25.8%对比例36.8%对比例49.5%对比例58.5%对比例65.5%对比例77.6%对比例86.4%
45.测试例5本测试例将上述实施例1-8制得的基于阴阳离子对作用的防水锁剂以及对比例1-8中的样品进行岩心渗透率恢复性能测试。
46.岩心伤害性能评价：采用岩心流动试验对比测试工作液以及加入防水锁组合物后岩心渗透率恢复值。
47.测试结果如表5所示。从结果可以看出：本发明实施例提供的样品具有较好的恢复岩心渗透率的性能。
48.表5 实施例及对比例样品对岩心渗透率恢复性能测试结果