黏土稳定剂
粘土稳定剂
粘土稳定剂粘土稳定剂是一种用于增强粘土性能并提高土壤稳定性的材料。
它在土壤工程中起到非常重要的作用，可以帮助减少土壤的沉降和渗透问题，并提供更强的土壤支撑力。
本文将介绍粘土稳定剂的原理、常见类型以及应用领域。
1. 原理粘土稳定剂能够改变粘土的物理和化学性质，从而提高土壤的稳定性。
它们通过以下几种方式发挥作用：•改变粘土颗粒间的相互关系：粘土稳定剂能够与粘土颗粒表面发生反应，并形成稳定的粘土-稳定剂复合物。
这些复合物能够增强粘土颗粒之间的相互吸附力和结合力，使得粘土成为一个更加坚固的结构体系。
•提供更多的结构支撑：粘土稳定剂能够填充土壤孔隙中的空隙，从而提供额外的结构支撑。
这些填料材料可以改变土壤的孔隙结构，减少土壤的沉降和渗透问题。
•改变土壤的水分特性：粘土稳定剂能够改变土壤的水分特性，使得土壤对水的吸附和保持能力增强。
这样一来，即使在潮湿的条件下，土壤也能够保持较好的稳定性。
2. 常见类型粘土稳定剂可分为有机稳定剂和无机稳定剂两种。
下面是它们的主要特点及应用场景：•有机稳定剂：有机稳定剂主要由有机化合物组成，具有较好的分散性和黏附性。
常见的有机稳定剂包括聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等。
它们适用于需要长期稳定效果的工程，如土壤固化、造景和道路建设等。
•无机稳定剂：无机稳定剂是由无机化合物构成的，具有较高的稳定性和抗腐蚀性。
常见的无机稳定剂包括水泥、石灰、硫酸和氯化钙等。
它们适用于需要快速稳定效果和较高强度要求的工程，如土壤灌浆、基础处理和地铁隧道施工等。
3. 应用领域粘土稳定剂在土壤工程中有广泛的应用。
下面介绍几个常见的应用领域：•道路建设：在道路建设中，粘土稳定剂通常用于增强路基和路面的稳定性。
它们能够提供额外的土壤支撑力，减少路基的沉降和路面的翘曲，降低维护成本和延长使用寿命。
•土壤固化：粘土稳定剂在土壤固化中发挥着重要的作用。
它们能够改善土壤的性质，提高土壤的强度和稳定性。
这在工业废弃物填埋场和污水处理厂等场所尤为重要。
粘土稳定剂1
1.1 粘土稳定剂的意义粘土矿物遇淡水膨胀与迁移导致的地层渗透性伤害，是石油生产中的一个严重问题。
许多产油地层含有蒙脱石、伊利石、混合层粘土（主要为伊利石-蒙脱石）和绿泥石，这类粘土及微粒吸水而发生膨胀、剥落和运移，在粘土颗粒重新排列和被扰乱时，一般不可能恢复地层原始渗透率。
所以，对于粘土造成的地层伤害，更主要的是预防而不是事后挽救，因此研究能够抑制地层中粘土矿物膨胀的长效防膨剂，对油田开发具有重要的意义。
注水地层和采油地层常常含有一定数量的可在水中膨胀的蒙脱石、伊利石等，这些粘土矿物在水中的膨胀性是它们的晶体结构所决定的。
例如蒙脱石的晶体结构是一个由两层硅氧四面体夹着一层铝氧八面体组成的片状结构，这种片状结构再通过分子间力堆叠在一起。
蒙脱石晶体常常由于晶格取代例如硅为铝取代、铝为镁取代而出现电价不平衡，要在表面上结合一定数量的阳离子以求得补偿。
当蒙脱石与水接触时，水进入蒙脱石的片状结构之间，使这些阳离子解离，片状结构的表面即带上负电。
带负电的片状结构由于静电斥力而自行分开，产生我们通常看到的粘土膨胀。
粘土颗粒随流体迁移，堵塞油层孔道，造成油层伤害[1]。
对此，就必须要使用粘土稳定剂。
粘土矿物广泛存在于油层中，全世界97%的油层都不同程度地含有粘土矿物。
我国大多数油藏属砂岩油藏，也普遍含有粘土矿物。
通常，当油藏含粘土5%～20%时，则认为是粘土含量较高的油层。
如果在开发过程中措施不当，就会造成粘土矿物膨胀、分散和运移，导致渗透率下降，产生地层损害。
在不含见水膨胀型粘土矿物的砂岩地层中，其它微粒也会造成地层损害，这些微粒是可运移的石英微粒和一些非膨胀型粘土矿物高岭石、伊利石、绿泥石及一些混合层粘土等。
因此，对于含粘土矿物和其它微粒的地层，在酸化等措施中合理地采取稳定粘土技术，对于实现油气田的高产稳产至关重要[2]。
大多数低渗透的油、气层都含有粘土矿物质，它们有的是碎屑粘土在沉积作用下沉积下来的，也有矿石在热力、压力的长期作用下形成的，还有在水流流过基岩时，自生的粘土沉积形成的。
一种新型粘土稳定剂的研究
（ ） Ｎ １ 土 稳 定 剂 不 会 造 成 岩 心 伤 １ Ｌ Ｗ一 粘 害 ，在 注 入 大 量 淡 水 后 仍 具 有 很 强 的 抑 制 粘 土 水 化 膨 胀 作 用 ，岩 心 的 渗 透 率 保 持 率 在 ９％ ５ 以 上 ，抗 冲刷 能 力 强 ， 具有 长 效 稳 定 性 能 。 （ ） Ｎ 一 适 应 性 强 ， 作 为 粘 土 稳 定 剂 在 ２ ＬＷ １ 酸 化 工 艺 中 ， 有 效 率 高 ， 有 效 期 长 ， 具 有 较
１ ０ Ｙ Ｐ １ 排 剂 ）， 各 取 １ ０ Ｌ ３ Ｏ Ｌ Ｗ １ ．％ Ｚ － 助 ０ ｍ 与 ． ％ Ｎ 一
文◎
引 言
南 红 Ｎ ｉ 林 木２ 杨 红 ２ 宋 岩 ２ （ 中 国石 化 胜 利 油 田公 司 东 辛 采 油 厂 山东 东 营 ｉ ２ 利 石 油 管 理 局 油 气 集 输 总 厂 山东 东 营 ） 胜
８． １６
７ ． ５１
４ ． ５４
土在水 中的膨胀体积 ，ｍ ：Ｖ为膨润土在煤油 Ｌ 中的 膨 胀 体 积 ，ｍ 。 Ｌ （） 胀 仪 法 ２膨 称 取ｌ ｇ Ｏ 粘土 装入测筒 ，用岩心 压力仪加 压 ４ Ｐ ， 稳 压 ｌｍ ｎ 出测 筒 备 用 ： 安 装 测 筒 Ｍａ Ｏ ｉ取 在 膨 胀 测 试 仪 器 主 机 上 ，调 零 ； 加 入 稳 定 剂 水溶 液浸 泡该岩 心 ，启动记 录仪 ， 当膨 胀 曲 线呈垂线时 ，纪录 岩心膨胀 高度Ｈ ，用 同样 的 方 法 测 得 岩 心 在 水 中 的膨 胀 高度 Ｈ及 在 煤 油 中 ２ 的膨 胀 高 度 Ｈ。 防膨 率 按 公 式 （） 算 。 ２计
防膨率（） ％ 离心法 膨胀仪法
８ ． ８３
８ ２ ２． ８ ４ ３． ８ ．８ ３
阴离子粘土稳定剂
阴离子粘土稳定剂通常是一种高效、无害的添加剂，其作用是保持粘土的稳定性，防止粘土膨胀和收缩，以维持其原有状态。
这种稳定剂通常用于石油、化工、陶瓷、玻璃等行业中，以改善产品的性能。
在石油化工领域，阴离子粘土稳定剂可以用于提高石油产品的质量和性能，同时还可以降低生产成本。
在陶瓷玻璃领域，这种稳定剂可以改善产品的透明度和强度，同时还可以提高产品的耐热性和耐候性。
总的来说，阴离子粘土稳定剂是一种重要的添加剂，其应用范围广泛，对改善产品质量和提高生产效率都具有重要意义。
高温粘土稳定剂QSH1020 1966-2013
Q/SH1020 1966-2013代替 Q/SH1020 1966-2008高温粘土稳定剂通用技术条件2013-07–05 发布 2013-07–15 实施Q/SH1020 1966-2013前 言本标准按照 GB/T 1.1—2009 给出的规则起草。
本标准代替 Q/SH1020 1966—2008《高温粘土稳定剂通用技术条件》。
本标准与 Q/SH1020 1966—2008 相比，除编辑性修改主要技术改变如下：——更换了实验用粘土；——修改防膨率、耐水洗率测试方法；——增加有机氯含量技术要求。
本标准由胜利石油管理局油气采输专业标准化委员会提出并归口。
本标准起草单位：胜利油田分公司采油工艺研究院。
本标准主要起草人：于田田、林吉生、张仲平、贺文媛、王志敏。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为：——Q/SH1020 1966—2008。
ⅠQ/SH1020 1966-2013高温粘土稳定剂通用技术条件1 范围本标准规定了高温粘土稳定剂的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存及 HSE 要求。
本标准适用于高温粘土稳定剂的采购和质量检验。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件， 仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 6368 表面活性剂水溶液 pH 值的测定 电位法SY/T 5490-1993 钻井液试验用钠膨润土SY/T 5358—2002 储层敏感性流动实验评价方法Q/SH1020 2093 油田化学剂中有机氯含量测定方法3 技术要求高温粘土稳定剂的产品质量应符合表 1的技术要求。
表 1 高温粘土稳定剂技术要求项 目 指 标外观 均匀液体，无机械杂质水溶性 溶于水pH(4%水溶液) 6.0～9.0固含量 ≥25%防膨率（300℃、24h） ≥80%耐水洗率 ≥95%渗透率保留率（250℃） ≥85%有机氯含量 0.0%4 试验方法4.1 外观在光线充足的条件下目测。
粘土稳定剂研究现况浅析
粘土稳定剂研究现况浅析摘要：本文综述了不同油田开发和应用的多种粘土稳定剂，即无机类粘土稳定剂、有机类粘土稳定剂、小阳离子类粘土稳定剂和复合型粘土稳定剂。
分析并介绍了它们的主要成分和实验评价性能，浅析今后的发展方向。
关键词：粘土粘土稳定剂防膨率持久性一、助剂研究背景在飞速发展的二十一世纪石油能源的合理开发利用已引起人们的极大重视，尤其在“十一五”规划建议中明确提出要加强国内石油天然气勘探开发，并且争取增强资源的地质储量，实行合理开采和综合利用。
在此期间必须保证我国石油天然气工业要大力提升自主创新能力，保持发明专利申请和获授权量稳定快速增长，争取主体技术达到国际先进水平，应突出科技创新，把增强企业自主研发能力作为科技进步的战略基点和调整产业结构。
由于常规的一、二次采油（POR和SOR）总采油率总不是很高，一般仅能达到20%～40%，最高达到50%，还有50%～80%的原油未能采出。
因此在能源日趋紧张的情况下，提高采油率已成为石油开采研究的重大课题，三次采油则是一种特别有效的提高采油率的方法。
对于三次采油利用到了诸多采油助剂，采油化学助剂在油气田开发的过程中也发挥着越来越大的作用。
因此化学助剂的作用好坏将直接影响到油田的后期开发，为此本文就粘土稳定剂的研究概况作相应综述。
二、粘土稳定剂发展概况粘土稳定剂是主要应用于油气井压裂，酸化、注水等作业中的添加剂，能防止油气层中粘土矿物水化膨胀和分散运移的一种试剂。
目前就国内外在水基压裂液中使用的粘土稳定剂主要有两种[1]：一类为无机盐，如KCl、NH4Cl等；另一类为有机阳离子聚合物。
除了此两种之外还有一种叫做小阳离子粘土稳定剂也备受研究人员的关注，甚至有人将有机阳离子聚合物与小阳离子粘土稳定剂复配进行研究。
1.无机盐类粘土稳定剂对于无机盐类粘土稳定剂，无机盐类的防膨机理是减少粘土表面扩散双电层厚度和Zeta电位。
其中钾盐、铵盐的防膨效果最好，使用最多，原因在于钾离子的直径（0.266 nm）与粘土表面由六个氧原子围成的空隙内切直径（0.280 nm）相匹配，它容易进入此空间而不易从此空间释出，可有效地减少粘土表面的负电性。
季铵盐粘土稳定剂(课堂PPT)
➢自由基聚合：是在氧化-还原体系引发下，环氧氯丙烷与二甲胺 发生聚合反应，反应按自由基聚合和开环聚合机理同时进行，此 类聚合产物具有链短、阳离子度较高的特点。
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四、应用
4.1 在保护油气层领域中的应用 在完井、修井、增产作业中, 各种工作液进入地层, 不可避免会引 起地层中的粘土矿物水化膨胀、分散运移损害地层。在上述各种 水基工作液中, 添加性能优良的有机阳离子聚合物稳定剂可以很好
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③ 杂环型 杂环型，即在聚合物的骨架上有一个环状结构，阳离子位于环 上。 例如以二甲基二烯丙基氯化按和丙烯酞胺合成的杂环型阳离 子聚合物，产品结构式如下：
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2.2 防膨机理 ①季铵盐聚合物链上的正电离子与粘土表面的低价阳离子发 生阳离子交换，并通过它们之间的范德华力使聚合物牢固地 吸附在粘土颗粒表面，形成一层保护膜，从而抑制粘土的分 散和微粒的运移。
阳离子基团与粘土矿物晶层，除了靠静电吸附外，还有分子间的 吸附力，或氢键吸附力。阳离子表面活性剂对粘土的防膨性具有 较长的持久性。
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三、两种典型季铵盐聚合物的合成工艺
3.1 聚环氧氯丙烷—二甲胺粘土稳定剂的合成 ① 聚环氧氯丙烷—二甲胺阳离子聚合物的常规合成方法： 一是通过两种反应物逐步聚合反应，二是通过硫酸钾、亚硫酸钠 为引发剂的自由基聚合反应。
季铵盐型粘土稳定剂的合成及应用
高志立
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一、研究背景
➢粘土稳定，是低渗透油田开发所面临的一个重要课题， 一般认为膨胀和运移是这些矿物质损害渗透率的两个重 要因素。
➢粘土把水吸入到晶体结构中可以堵塞地层孔道；粘土物质被 外来液体分散，在毛细管的孔隙喉道处形成桥阻或节流点，导 致地层渗透率的下降。
注水用粘土稳定剂标准
注水用粘土稳定剂标准
注水用粘土稳定剂的标准主要包括以下几个方面：
1. 外观要求：注水用粘土稳定剂的外观应为无色或微黄色的固体粉末状。
2. 化学成分：粘土稳定剂应主要由高岭土（Kaolin）等粘土矿物组成，不含有有害物质和重金属。
3. 粒度：粘土稳定剂的粒度应为细粉末状，通过筛网分析后，多数颗粒的粒径应在0.1-50微米范围内。
4. 水分含量：粘土稳定剂的水分含量应控制在一定范围内，通常应小于10%。
5. 吸水性：粘土稳定剂应具有一定的吸水性能，能够吸收注水过程中产生的水分，增加砂土的黏结性和稳定性。
6. 粘结性：粘土稳定剂应具有良好的粘结性能，能够与砂土颗粒发生化学反应或物理吸附作用，形成具有一定强度和可塑性的土壤体。
7. 稳定性：注水用粘土稳定剂应能够稳定土壤体的结构，减少水分对土壤的侵蚀和颗粒间的运动，提高土壤的抗冲刷能力。
总之，注水用粘土稳定剂的标准主要包括化学成分、外观、粒
度、水分含量、吸水性、粘结性和稳定性等指标。
具体的标准可以根据实际使用要求和地方标准来确定。
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粘土稳定剂HJZ-100
一、产品概述
该产品是由小分子量有机阳离子型聚合物和多种助剂复合而成。
所含高分子有机阳离子聚合物的分子链节中含有多个阳离子基团，能以网络形式强力吸附在粘土的交换点上, 并通过分子间力和氢键力等作用吸附在粘土表面上，具有明显防止低渗储层中水敏性矿物水化膨胀和分散运移对油气层造成的伤害。
该产品具有适用范围广、用法简单、用量少、抗酸、盐液和油水冲刷等特点，广泛适用于低渗水敏油藏注水防膨及活性水、射孔液、酸化液等入井工作液体防膨。
二、技术指标
三、产品用途
主要在注入水、活性水、射孔液、酸化液等入井工作液体中添加。
四、产品用量及使用方法
1、本产品用量1－2％，用户也可根据需要确定用量。
2、按设计粘土稳定剂用量，在搅拌的条件下，缓慢加入本产品，搅拌均匀后即可使用。
五、包装及贮运
用塑料桶包装，净重250㎏。
贮存于阴凉、干燥处，有效期二年。
本品为非危险品，运输中按一般液体对待。