一种长效保护储层和提高储层渗透率的方法
阅读说明：本技术 一种长效保护储层和提高储层渗透率的方法 (Method for long-acting reservoir protection and reservoir permeability improvement ) 是由 周利华 武元鹏 何杨 苟绍华 王犁 李振宇 向东 赵春霞 李辉 王斌 于 2021-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种长效保护储层和提高储层渗透性的方法。本发明首先以聚醚二醇和卤化剂制备二卤代聚醚,然后用卤代烷烃和咪唑制备长链烷基咪唑,最后用二卤代聚醚与长链烷基咪唑发生季铵化反应,制备新型聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐。本发明所制备的聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐可作为添加剂,用于长效保护储层和提高储层渗透率。(The invention discloses a method for long-acting reservoir protection and reservoir permeability improvement. Polyether diol and halogenating agent are first used to prepare dihalogenated polyether, then alkyl halide and imidazole are used to prepare long-chain alkyl imidazole, and finally the dihalogenated polyether and the long-chain alkyl imidazole are used to perform quaternization reaction to prepare novel polyether bridged alkyl imidazolium salt. The polyether bridged alkyl imidazolium salt prepared by the method can be used as an additive for long-acting reservoir protection and reservoir permeability improvement.)
技术领域
本发明涉及油田储层保护及提高采收率技术领域，具体涉及一种长效保护储层和提高储层渗透率的方法。
背景技术
由于粘土矿物的膨胀和迁移，油气储层的水敏感一直是关注的重点。随着对油气储层认识的发展，专家们已经开发了许多粘土稳定剂。Himes等指出粘土稳定剂应该含有合适的阳离子电荷、适当的分子量和不改变储层润湿性的特点。目前，最常用的粘土稳定剂是无机和有机氯化物盐，包括KCl、NH4Cl、四甲基氯化铵(TMAC)和氯化胆碱，这些产品既便宜又丰富，对大多数油气储层都有效，并已经使用多年。但这些粘土稳定剂都具有高水溶性和相对较小的阳离子，意味着这些粘土稳定剂具有很高的流动性，在工作液回流或后部水冲刷过程中，容易被快速洗掉而失效。
近些年来，阳离子聚合物(COP)具有多个可与粘土矿物作用的阳离子中心，被逐渐用做油气工业中的长效性粘土稳定剂；但对于低渗透率或特低渗透率的地层，有封堵孔隙的风险，因此使用受到限制。此外，Patel研究表明，常用长效粘土稳定剂，例如COP、低聚阳离子、聚合季铵盐和单阳离子铵，都存在环境问题。聚醚胺类粘土稳定剂是中间为聚乙二醇(PEG)或聚丙二醇(PPG)的多胺化合物(非离子型)，其通过氢键和静电吸引力协同作用，表现出优异的防膨效果，且对环境友好；但是大多数聚醚胺在高温和高pH时，容易反应而产生有气味的氨气，限制了其使用。离子液体是一种具有优异的热稳定性的化合物，且具有高效的粘土稳定性能，因此被很多专家认为是一种具有潜力的粘土稳定剂；然而已报道的离子液体中，仅有3-烷基-1-甲基咪唑鎓盐类少量种类被用于稳定粘土矿物。此外，现有的几类离子液体中，虽然因为烷基链的引入可以在粘土矿物上形成防水层，适当提高粘土稳定剂的耐水洗性能，然而由于每个粘土稳定剂分子仅有一个阳离子正电荷中心，在注水、酸化、压裂等施工中，仍然容易被高速流体冲刷掉，失去长效稳定性。因此，结合COP(多个吸附位点，防水洗)、聚醚胺(氢键和静电作用协同)和离子液(高温稳定性好)的特点，将有可能获得性能良好的粘土稳定剂。
此外，在储层保护领域已应用或尚在研究的粘土稳定剂的主要作用功效在于减少粘土矿物的膨胀和增强粘土矿物耐冲刷性能，而没有研究关注将保护储层和改造储层的结合(即：仅关注如何减小储层伤害，却无增强储层的渗透率的报道)。因此，同时具有减小储层伤害和提高储层渗透率的一剂多效产品将具有广阔的应用空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种长效保护储层和提高储层渗透性的方法，为达到上述目的，本发明提供以下技术方案。
本发明提供了一类聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐及其制备方法；该类化合物可作为稳定粘土矿物添加剂，解决现有粘土稳定剂防膨效果和耐冲刷效果不佳的问题，达到长效保护储层的效果；同时，该类化合物也可作增加储层渗透率的添加剂，提高油-水相对渗透率比和气-水相对渗透率比，进而提高油气采收率；该类化合物具有一剂多效的效益。
本发明所提供的一类聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐，其结构通式如式(1)所示：
式(1)中，n为0～17的整数，m为1～99的正整数，X为Cl、Br中的一种，R为H、CH3中的一种，R’为H、CH3中的一种。
本发明所提供的上述聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐的制备，具有以下步骤，包括：
S1.采用卤化试剂将聚醚二醇两端的羟基卤化，制备二卤代聚醚，其合成路线如式(2)所示：
式(2)中，所涉及的聚醚二醇是羟基封端的聚乙二醇、聚丙二醇、聚(乙二醇-丙二醇)共聚物中的一种，其聚合度为2～100，所涉及的卤化试剂包含氯气、液溴、二氯亚砜、N-溴代丁二酰亚胺、N-氯代异丙胺、N-氯代丁二酰亚胺、三氯化磷、五氯化磷中的一种；
S2.采用卤代烷烃和咪唑为原料，制备烷基咪唑，其合成路线如式(3)所示：
式(3)中，n为0-17的整数，X为Cl、Br、I中的一种；
S3.采用以上二卤代聚醚对烷基咪唑进行季铵化，纯化后制备得到聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐，其合成路线如式(4)所示：
式(4)中，所涉及的n为0～17的整数，m为1～99的正整数，X为Cl、Br中的一种。
步骤S3中所述季铵化反应在100～120℃下进行，步骤S3中所述纯化的方法是先减压蒸馏除去溶剂，再依次利用甲基叔丁基醚和乙酸乙酯洗涤。
本发明所提供的聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐可作为一种稳定粘土矿物添加剂(即粘土稳定剂、页岩抑制剂、防膨剂)，用于酸化、压裂、酸压、注水等石油增产工艺。当所述聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐作为粘土稳定剂时，表现出比油田常用粘土稳定剂更好的防膨效果；所述油田常用粘土稳定剂为KCl、NH4Cl、四甲基氯化铵、氯化胆碱等一种或多种复合。
本发明所提供的聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐作为长效储层保护添加剂，用于酸化、压裂、酸压、注水等石油增产工艺。通过尾链的疏水作用、咪唑鎓盐与粘土矿物的静电吸引作用、桥连基团与粘土表面的氢键作用协同，使得后续的施工流体难以将聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐从黏土矿物表面冲刷掉，表现出优异的耐水洗性能和长效性能。
同时，本发明所提供的聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐作为提高储层渗透率添加剂，用于酸化、压裂、酸压、注水等石油增产工艺。(1)当所述聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐吸附在岩石孔吼表面后，可以削弱岩石孔吼表面水化能力，降低水化膜的厚度，增大岩心的对水、油、气的有效空隙半径；表现为岩石的水、油、气测渗透率增加，提高有效渗透能力。(2)当所述聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐吸附在岩石孔吼表面后，疏水尾链朝向外部，使得岩石孔吼的亲水性减弱，但岩石的对气的有效空隙半径增加，表现为岩心的气渗透率增强比水渗透率增加更明显，即为岩心的气-水渗透率比值增加。(3)当所述聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐吸附在岩石孔吼表面后，疏水尾链朝向外部，使得岩石孔吼的亲水性减弱、亲油性增加，表现为岩心的油渗透率增强比水渗透率增加更明显，即为岩心的油-水渗透率比值增加。
本发明所提供的聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐能够提高岩石的气-水渗透率比值和油-水渗透率比值，将适当降低体积压裂后压裂液返排量，为地层提供能量，增加石油和天然气的产量，提高油气采收率。
对于常规的水力压裂体系，如滑溜水压裂液，需要加入含有阴离子的水溶性线性聚合物提高携砂能力。当本发明所提供的聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐加入后，可以使线性聚合物分子间形成可逆的三维网络，提高压裂液提高携砂能力，降低压裂对泵设备排量的高要求。
与现有技术相比，本发明所提供的聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐作为油气储层改造用添加剂，具有如下有益之处：
(1)本发明所提供的聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐具有方法原理可靠，操作简便，产率较高，且绿色环保；(2)本发明所提供的聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐具有高效的稳定粘土矿物的效果；(3)本发明所提供的聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐具有长效的稳定粘土矿物效果；(4)本发明所提供的聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐能够提高地层有效孔隙半径，增强流体渗流能力；(5)本发明所提供的聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐能够增强含阴离子聚合物的压裂液的携砂能力。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐结构通式图；
图2为化合物PO4-DImC12的反应流程图；
图3为化合物PO4-DImC12的IR谱图；
图4为化合物PO4-DImC12的在砂岩上吸附量图；
图5为化合物PO4-DImC12处理后砂岩润湿性图；
图6为化合物PO4-DImC12处理前后岩心的驱替压力曲线图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1一种聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐的制备
本发明的聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐具有如图1所示。图1中，n为0～17的整数，m为1～99的正整数，X为Cl、Br中的一种，R为H、CH3中的一种，R’为H、CH3中的一种。
本实施例中，选取以n为11，m为3，X为Cl，R为CH3，R’为CH3对应的化合物为例，代号为PO4-DImC12，其化学结构如式(5)所示，详细介绍其合成方法、表征。
本实施例所涉及的化合物PO4-DImC12的反应流程如图2所示，具体制备方法如下。
PO4-Cl的制备
本实施例的PO4-Cl制备方法包括以下步骤：
(1)称取一定量的PO4-OH(以羟基封端且聚合度为4的聚丙二醇)和吡啶溶于三口烧瓶中，用甲苯溶解，其中PO4-OH与吡啶摩尔比为1：1.0～1.5，甲苯体积为PO4-OH和吡啶体积和的2.0～3.0倍。
(2)将三口烧瓶中的混合物在50～80℃下恒温10min。
(3)在50～80℃下，将用甲苯稀释后的SOCl2缓慢滴加到三口烧瓶中，其中PO4-OH与SOCl2摩尔比为1:1.0～1.5，甲苯体积为SOCl2体积的1.0～2.0倍，控制滴加速度为10～15秒/滴。
(4)滴加完成后，继续反应16～24h。
(5)反应完成后，冷却至室温，向反应液中加入用1.0mol/L的盐酸溶液，调节至中性或弱酸性。
(6)调节pH后，分液，取上层有机溶液，旋蒸除去甲苯溶剂，得到透明油状液体，即为PO4-Cl。
C12Im的制备
本实施例的C12Im制备方法包括以下步骤：
(1)称取咪唑，用超干溶剂四氢呋喃(THF)溶解于圆底烧瓶，咪唑质量(g)与THF体积(mL)比为1.0：2.0～5.0。
(2)称取溴代十二烷，缓慢滴加入上述烧瓶，并混合均匀，其中咪唑摩尔量与溴代十二烷摩尔量比为1.0：0.8～1.2。
(3)回流条件下，搅拌反应24h，即得到反应粗产物。
(4)粗产物经过旋蒸除去溶剂后，反复水洗除去过量的咪唑，再用甲基叔丁基醚除去二取代咪唑，最后旋蒸除去溶剂，即得到纯净的无色液体C12Im。
PO4-DImC12的制备
本实施例的PO4-DImC12制备方法包括以下步骤：
(1)称取一定量C12Im到三口烧瓶中，用甲苯溶解，其中C12Im质量与甲苯体积比为1:1～2。
(2)将三口瓶在100～120℃下恒温10min。
(3)在100～120℃下，将一定量PO4-Cl用甲苯稀释后，缓慢滴加到三口瓶中，其中PO4-Cl体积与甲苯体积比为1.0：1.0～1.5。
(4)滴加完成后，继续回流反应48h。
(5)加入甲基叔丁基醚洗涤，其中甲基叔丁基醚体积与甲苯体积比为0.8～1.5：1.0，重复操作3次。
(6)加入乙酸乙酯在50℃下洗涤，其中乙酸乙酯体积与甲苯体积比为0.8～1.5：1.0，用薄层色谱检测烷基咪唑残余量(展开剂为甲醇)。
(7)在50℃真空烘箱中干燥24h，得到黄色液体PO4-DImC12。
实施例2一种聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐的结构表征
对实施例1所制备的聚丙二醇桥连的烷基咪唑鎓盐代表物PO4-DImC12进行IR表征。
PO4-DImC12的IR表征
对上述实施例制得的PO4-DImC12进行IR表征。选取实施例1制备的样品，采用KBr压片法，通过WQF-510A傅立叶变换红外光谱仪对PO4-DImC12结构进行表征，IR谱图如图3所示。
从图3中可以看出，3539cm-1表明样品在制样过程中吸收了一定量的空气中水分，3132cm-1和3062cm-1为咪唑环上C—H伸缩振动，2924cm-1和2856cm-1为—CH2—和—CH3的C—H伸缩振动，1639和1562cm-1为咪唑环伸缩振动，1458cm-1和1356cm-1为—CH2和—CH3的C—H弯曲振动，1161cm-1为咪唑环C—N伸缩振动，1118cm-1为中间聚醚中C—O伸缩振动。基于此可以推断，PO4-DImC12与目标设计化学结构一致。
实施例3一种聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐的防膨性能测试
对上述实施例1制得的PO4-DImC12进行防膨性能测试。选取实施例1制备的样品，参考石油行业标准《SYT 5971-2016油气田压裂酸化及注水用粘土稳定剂性能评价方法》，对样品进行防膨性能评价，具体操作如下：
(1)分别配制0.45mol/L的KCl溶液、0.45mol/L的NH4Cl溶液、0.10mol/L的PO4-DImC12溶液作为粘土稳定剂溶液。
(2)称取0.50g钠膨润土，精确至0.01g，装入10mL离心管中，加入10mL粘土稳定剂溶液，充分摇匀，在室温下放置2h，装入离心机内，在转速为1500r/min下离心分离15min，读出钠膨润土膨胀后的体积V1。注：考虑离心后离心管内的钠膨润土上端面是倾斜的，取倾斜面的最大值和最小值的平均值作为钠膨润土膨胀后的体积V1。
(3)称取0.50g钠膨润土，精确至0.01g，装入10mL离心管中，加入10mL去离子水，充分摇匀，在室温下放置2h，装入离心机内，在转速为1500r/min下离心分离15min，读出钠膨润土膨胀后的体积V2。注：考虑离心后离心管内的钠膨润土上端面是倾斜的，取倾斜面的最大值和最小值的平均值作为钠膨润土膨胀后的体积V2。
(4)称取0.50g钠膨润土，精确至0.01g，装入10mL离心管中，加入10mL煤油去离子水，充分摇匀，在室温下放置2h，装入离心机内，在转速为1500r/min下离心分离15min，读出钠膨润土膨胀后的体积V0。注：考虑离心后离心管内的钠膨润土上端面是倾斜的，取倾斜面的最大值和最小值的平均值作为钠膨润土膨胀后的体积V0。
(5)按照如下公式(1)计算粘土稳定剂溶液的防膨率：
式中B——防膨剂对膨润土的防膨率(％)；
V0——膨润土在煤油中膨胀后体积(mL)；
V1——是膨润土的样品中膨胀后的量溶液(mL)；
V2——膨润土在蒸馏水中膨胀后体积(mL)。
经实验测得，0.5g膨润土在去离子水中的膨胀体积为5.50mL，在煤油中的膨胀体积为0.42mL。计算PO4-DImC12防膨率如表1所示。
表1不同类型化合物的防膨效果
从表1可以看出，0.10mol/L的PO4-DImC12溶液即可达到91.85％的防膨率。
实施例4一种聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐的耐水洗性能测试
对上述实施例1制得的PO4-DImC12进行耐冲刷性能测试。选取实施例1制备的样品，参考石油行业标准《SYT 5971-2016油气田压裂酸化及注水用粘土稳定剂性能评价方法》，对样品进行耐水洗性能评价，具体操作如下：
(1)配制粘土稳定剂溶液，其中粘土稳定剂溶液包括0.45mol/L的KCl溶液、0.45mol/L的NH4Cl溶液、0.10mol/L的PO4-DImC12溶液。
(2)称取0.50g钠膨润土，精确至0.01g，装入10mL离心管中，加入10mL煤油去离子水，充分摇匀，在室温下放置2h，装入离心机内，在转速为1500r/min下离心分离15min，读出钠膨润土膨胀后的体积V0。注：考虑离心后离心管内的钠膨润土上端面是倾斜的，取倾斜面的最大值和最小值的平均值作为钠膨润土膨胀后的体积V0。
(3)称取0.50g钠膨润土，精确至0.01g，装入10mL离心管中，加入10mL粘土稳定剂溶液，充分摇匀，在室温下放置2h，装入离心机内，在转速为1500r/min下离心分离15min，倒出上层水，读出钠膨润土膨胀后的体积V1。注：考虑离心后离心管内的钠膨润土上端面是倾斜的，取倾斜面的最大值和最小值的平均值作为钠膨润土膨胀后的体积V1。
(4)称取0.50g钠膨润土，精确至0.01g，装入10mL离心管中，加入10mL去离子水，充分摇匀，在室温下放置2h，装入离心机内，在转速为1500r/min下离心分离15min，读出钠膨润土膨胀后的体积V2。注：考虑离心后离心管内的钠膨润土上端面是倾斜的，取倾斜面的最大值和最小值的平均值作为钠膨润土膨胀后的体积V2。
(5)向第(3)步骤后的离心管中，再加入10mL去离子水，充分摇匀，在室温下放置2h，装入离心机内，在转速为1500r/min下离心分离15min，倒出上层水，读出钠膨润土膨胀后的体积V3。注：考虑离心后离心管内的钠膨润土上端面是倾斜的，取倾斜面的最大值和最小值的平均值作为钠膨润土膨胀后的体积V3。
(6)重复步骤(5)4次，分别记录钠膨润土膨胀后的体积V4、V5、V6、V7。
(7)按照如下公式(2)计算水洗后的防膨率：
式中Bn——第n次水洗后，防膨剂对膨润土的防膨率(％)；
V0——膨润土在煤油中膨胀后体积(mL)；
V2——膨润土在蒸馏水中膨胀后体积(mL)；
Vn+2——第n次水洗后，膨润土在蒸馏水中膨胀后体积(mL)。
经实验测得，0.5g膨润土在去离子水中的膨胀体积为5.50mL，在煤油中的膨胀体积为0.42mL。计算PO4-DImC12耐水洗效果如表2所示。
从表2可以看出，0.45mol/L的KCl溶液和0.45mol/L的NH4Cl溶液耐水洗性能很差，经过5次水洗后，防膨率仅有60％左右，然而0.10mol/L的PO4-DImC12溶液耐水洗性能很强，经过5次水洗后，防膨率仍然维持90.0％以上。
表2不同类型化合物的防膨效果
实施例5一种聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐在砂岩的吸附性能测试
选取实施例1所制备的聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐代表物PO4-DImC12，考察其在砂岩上吸附能力，具体操作如下：
(1)用研钵将砂岩磨细至粒度小于200目的岩粉，在105℃下干燥12h，采用X射线衍射仪(DX-2700，丹东浩元仪器有限公司)，记录岩粉样品X光衍射谱，确定该岩心中含有MMT。X射线衍射仪采用CuKα辐射(λ＝0.15406nm)，管电压40KV，步进角度为0.01°，采样时间0.04s，扫描范围为5～80°。
(2)参考标准SY/T 5153-2017《油藏岩石润湿性测定方法》，配制标准盐水(配方为NaCl：CaCl2：MgCl2·6H2O：水＝7：0.6：0.4：92)。
(3)用上述标准盐水配制不同粘土稳定剂浓度的处理液。
(4)将砂岩切割成直径2.54cm，长5.0cm的岩心，采用测定岩心气体渗透率孔隙度测定仪(HKGP-3型，海安县石油科研仪器有限公司)，以N2为测试介质，在围压2.0MPa下，测定岩心孔隙度(各岩心有差异，约15％)。
(5)将岩心切割成厚度约5mm的岩片，在60℃下干燥24h，准确称量岩片干重。
(6)将岩片与10PV(孔隙体积，Pore Volume)的处理液混合，抽真空、加压饱和24h。
(7)取出饱和后的岩片，在60℃下干燥24h，准确称量岩片干重，计算单位质量岩片吸附的质量增量。
上述实验结果如图4所示。从图4可以看出，随着PO4DImC12浓度的增加，砂岩吸附量呈现出先快速增加，再缓慢增加的趋势，推测是在高PO4DImC12浓度下，砂岩处于吸附饱和状态。当初始浓度为40mmol/L时，砂岩的质量增量为12.76mg/(g砂岩)，比标准盐水组多5.86mg/(g砂岩)，表明砂岩的饱和吸附量为6.90mg/(g砂岩)。
实施例6一种聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐对砂岩润湿性影响的测定
选取实施例1所制备的聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐代表物PO4-DImC12，考察其对砂岩润湿性影响。选取含有一定MMT的砂岩岩心，用标准盐水配制不同浓度的PO4-DImC12溶液，抽真空、加压饱和处理砂岩岩片，考察岩片润湿性的变化，具体操作如下：
(1)用研钵将砂岩磨细至粒度小于200目的岩粉，在105℃下干燥12h，采用X射线衍射仪(DX-2700，丹东浩元仪器有限公司)，记录岩粉样品X光衍射谱，确定该岩心中含有MMT。X射线衍射仪采用CuKα辐射(λ＝0.15406nm)，管电压40KV，步进角度为0.01°，采样时间0.04s，扫描范围为5～80°。
(2)参考标准SY/T 5153-2017《油藏岩石润湿性测定方法》，配制标准盐水(配方为NaCl：CaCl2：MgCl2·6H2O：水＝7：0.6：0.4：92)；用上述标准盐水配制不同粘土稳定剂浓度的处理液。
(3)将砂岩切割成直径2.54cm，长5cm的岩心，采用测定岩心气体渗透率孔隙度测定仪(HKGP-3型，海安县石油科研仪器有限公司)，以N2为测试介质，在围压2.0MPa下，测定岩心孔隙度(各岩心有差异，约15％)。
(4)将岩心切割成厚度约5mm的岩片，在60℃下干燥24h；将岩片与10PV的处理液混合，抽真空、加压饱和24h；取出饱和后的岩片，在60℃下干燥24h。
(5)将干燥的处理后岩片装入测量室，加入煤油浸没岩片，抽真空至-0.1MPa下维持5min，使得煤油充分润湿岩片表面。
(6)采用界面参数一体测量系统(Kruss DSA30型，德国KRUSS公司)，记录0.35uL标准盐水在砂岩片(浸没在煤油中)上的变化，选取液滴滴下后3s时对应的接触角，定义为该岩片的润湿角。
上述实验结果如图5所示。从图5可以看出，岩心的初始水接触角为48.21°，这表明标准盐水对实验用砂岩比煤油具有更好的润湿性。随着PO4-DImC12浓度增加，砂岩的标准水接触角先快速增加，当初始PO4-DImC12浓度为30mmol/L时，砂岩的接触角为73.32°；进一步增加初始PO4-DImC12浓度，砂岩接触角增长幅度较小；当初始PO4-DImC12浓度为40mmol/L时，砂岩的接触角为73.71°，此时砂岩仍表现为对标准盐水比煤油更好的亲和性。
实施例7一种聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐对砂岩渗透率影响测试
选取实施例1所制备的聚醚桥连的烷基咪唑鎓盐代表物PO4-DImC12，考察其与阴离子聚合物复合性能，及其对岩心渗透率影响评价。
参考标准SY/T 5971-2016《油气田压裂酸化及注水用粘土稳定剂性能评价方法》，选取含有一定MMT的砂岩，将其切割为岩心，分别用标准盐水饱和、粘土稳定剂溶液驱替、标准盐水驱替和煤油驱替，测定各阶段的渗透率，作为处理液对岩心渗透率影响的评价。具体操作如下：
(1)将砂岩切割成直径2.54cm，长5cm的岩心，在60℃下干燥48h，准确记录岩心的直径、长度、干重，采用测定岩心气体渗透率孔隙度测定仪，以N2为测试介质，在围压2.0MPa下，测定岩心孔隙度(约15％，各岩心有少量差异)。
(2)配制标准盐水，将上述岩心淹没在标准盐水中，抽真空30min，加压20MPa饱和48h。
(3)用标准盐水，在围压2.5MPa、恒定流速0.5mL/min、25℃下，正向注入标准盐水，记录不同时间的驱替压力和驱替平衡压力。
(4)用标准盐水配制不同粘度稳定剂浓度的处理液，在围压2.5MPa、恒定流速0.5mL/min、25℃下，反向注入5PV处理液，记录不同时间的驱替压力和驱替平衡压力。取出岩心，在对应的处理溶液中静置6小时以上。
(5)再次用标准盐水，在围压2.5MPa、恒定流速0.5mL/min、25℃下，正向注入标准盐水，记录不同时间的驱替压力和驱替平衡压力。采用高温高压核磁共振岩心驱替装置测定岩心的空隙度及空隙分布。
(6)用甲醇，在围压2.5MPa、恒定流速0.5mL/min、25℃下，正向注入2PV甲醇，移除空隙中的标准盐水。
(7)将岩心在60℃下干燥48h，用煤油淹没，抽真空30min，加压20MPa饱和48h。
(8)用煤油，在围压2.5MPa、恒定流速0.5mL/min、25℃下，正向注入煤油，记录不同时间的驱替压力和驱替平衡压力。
上述实验结果如图6所示。根据达西定律(Darcy's law)，将图6各组处理液在Phase 1和Phase 3阶段的平衡压力代入公式(3)计算各阶段对应的渗透率，结果如表3所示。
式中K—为驱替岩心渗透率(mD)；Q—为驱替液注入流速(mL/s)；L—为驱替岩心长度(cm)；A—为驱替岩心横截面积(cm2)；△P—为驱替岩心进出口端压差(MPa)；μ—为驱替液表观粘度(mPa.s)，25℃下，煤油粘度为2.210mPa.s，标准盐水粘度为1.05mPa.s。
从表3可以看出，对比同一块岩心处理液处理前后渗透率(水测渗透率和后水渗透率)，去离子水处理后的岩心(a组)，渗透率下降了10.30％。而PO4-DImC12溶液处理的岩心(b组)的渗透率则提高了25.61％，推测PO4-DImC12溶液优秀的防膨能力，使得部分在水测渗透率阶段已经膨胀的粘土矿物收缩，岩心空隙体积更有利于液体渗流。同时，结合图6b中PO4-DImC12溶液处理前后平衡驱替压力的降低(Phase I和Phase III)，这表明PO4-DImC12溶液有一定降压增注的功效，推测原因为PO4-DImC12分子在砂岩空隙表面吸附，削弱了砂岩表面水化膜的厚度，使得微孔的有效渗流能力增加。同时，PO4-DImC12分子在砂岩空隙表面吸附，增加了岩石对煤油的亲和力(图5)，使得煤油渗透率与标准盐水渗透率的比值升高，推测这将有利于压裂改造后油气的产量，提高经济效益。
表3空白组和PO4-DImC12对砂岩渗透率的影响
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
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