超深气井用泡沫排水剂组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种超深气井用泡沫排水剂组合物及其制备方法和应用，属于石油化工技术领域。本发明专利技术的超深气井用泡沫排水剂组合物以质量份数计，包括以下组分：长链多胺化合物1份、助表面活性剂0～100份、固形填料0.05～1000份、黏合剂0～0.5份；其中，所述长链多胺化合物的分子通式如式(1)所示：

Foam drainage agent composition and its preparation methods and applications for ultra deep gas wells

The invention relates to a foam drainage agent composition used in ultra deep gas well, the preparation method and application, and belongs to the field of petrochemical technology. The invention of the ultra deep gas well foam drainage agent composition calculated by mass portion, comprises the following components: long chain amine compound 1, cosurfactant, 0~100 solid filler is 0.05 to 1000, 0 to 0.5 portions of the adhesive;, the molecular formula of long chain amine compounds such as type (1) shown:

【技术实现步骤摘要】
超深气井用泡沫排水剂组合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种超深气井用泡沫排水剂组合物及其制备方法和应用，属于石油化工

技术介绍
泡沫排水采气是近年来国内外迅速发展的一种排水采气技术，具有设备简单、施工方便、成本低、适用井深范围大、不影响气井正常生产等优点。泡沫排水就是通过油管或油套管环空向井内注入泡沫排水剂，在气流的搅动下，产生具有一定稳定性的泡沫。管内滑脱沉积的液相变为泡沫，改变管内低部位流体的相对密度，连续生产的气相驱替泡沫流出井筒，从而排出井内积液，达到排水采气的目的。国外自上个世纪六十年代开始泡沫排水剂的研制，多选用磺酸盐、苯磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚等表面活性剂。到目前排水采气用泡沫排水剂大多采用多元复配体系，为了增强单一泡沫的稳定性，配方中通常还加入碱、醇、聚合物、烷醇酰胺等助剂形成强化泡沫。US7122509报道了一种高温泡沫排水剂配方，采用阴离子表面活性剂加胺中和的研究思路，提高体系的耐温性能，专利中并未涉及排水效果和使用浓度。US20120279715报道了一种气井中回收气体增加油产量的泡沫流体，是一类含酰胺基团季铵盐表面活性剂兼具泡沫排水和杀菌功能，疏水链为取代萘环、苯环或天然油酯中的疏水片段，具有很强的耐氯和抗凝析油的性能，还具有很好的缓蚀性能，活性物浓度0.04％的该泡沫剂，自来水中泡沫排水率86.8％，矿化度为130000mg/L的模拟盐水中泡沫排水率79.1％，然而由于分子结构中含有对高温较为敏感的酰胺基团，因而对100℃以上的气井适应性较差。我国是从上世纪80年代年开始研究泡沫排水采气工艺技术，专利CN102212348A公开了一种耐盐、抗甲醇泡沫排水剂，各组分按重量百分比含量为：椰油酰胺丙基甜菜碱20～40％、氧化胺45～65％、α-烯烃磺酸盐5～20％、三乙醇胺5～15％、氟碳表面活性剂0.2～2％、甲醇0～5％，能够耐矿化度达180000mg/L，泡沫剂用量0.5％，但是该剂含有氟碳表面活性剂，不仅成本大大提高且对环境影响较大。以上泡沫排水剂主要为液态，具有运输、储存等很多因素的限制，且液体泡沫排水剂现场加注麻烦，特别是对于超深气井更是如此。CN105062453A公开了一种气田用固体泡沫排水剂及其制备方法，原料组成为十二烷基硫酸钠，烷基酚聚氧乙烯醚，聚丙烯酰胺，柠檬酸三钠，硫脲，具有良好的泡沫排水性能，然而十二烷基硫酸钠含有硫酸酯键，耐温性能不足。随着气田开采力度的加强，气田出水成了制约气井正常生产的关键问题，其中现有的泡沫排水剂耐高温性能差，无法解决高温超深气井因积液而导致的减产甚至停喷以及液体泡沫排水剂加注困难的问题，是制约高温超深气井泡沫排水技术发展的主要因素。因此开发耐高温泡沫排水剂对超深气井排水具有十分重要的意义
技术实现思路
本专利技术要解决的第一个技术问题是提供一种超深气井用泡沫排水剂组合物，该超深气井用泡沫排水剂组合物在在酸性条件下耐高温，具有非常优良的稳定性。为解决本专利技术的第一个技术问题，本专利技术的超深气井用泡沫排水剂组合物以质量份数计，包括以下组分：长链多胺化合物1份、助表面活性剂0～100份、固形填料0.05～1000份、黏合剂0～0.5份；优选长链多胺化合物1份、助表面活性剂0.1～10份、固形填料0.1～200份、黏合剂0.01～0.1份；其中，所述长链多胺化合物的分子通式如式(1)所示：式(1)中，R1选自C4～C32烃基或取代烃基中的一种，R2、R3独立选自H、C1～C5烃基或取代烃基中的一种；m为-N(A)CH2CH2-片段的个数，m＝1～10；A为-[CH(CH3)CH2O]s3[CH2CH2O]r3R4，R4选自H、C1～C5烃基或取代烃基；s1、s2、s3为丙氧基团PO的加合数，s1＝0～20、s2＝0～20、s3＝0～20；r1、r2、r3为乙氧基团EO的加合数，r1＝0～20，r2＝0～20、r3＝0～20。进一步地，所述助表面活性剂的分子通式为如式(2)所示的两性离子或阳离子表面活性剂或式(3)所示分子通式的阴离子表面活性剂中的至少一种；所述式(2)分子通式为：所述式(3)所示分子通式为：其中，式(2)中，R5为选自C4～C32烃基或取代烃基中的一种，R6、R7独立选自(CH2)aOH或(CH2)bCH3中的一种，R8选自(CH2)aOH、(CH2)bCH3、(CH2)c或(CH2)c(CHOH)d(CH2)e中的一种，a＝2～4中的任一整数，b＝0～5中的任一整数，c＝1～4中的任一整数，d＝0～3中的任一整数，e＝1～4中的任一整数；n为丙氧基团PO的加合数，n＝0～15；p为乙氧基团EO的加合数，p＝0～30；X-为选自OH-、卤素负离子、HCO3-、NO3-、CH3OSO3-、CH3COO-、COO-、SO3-或OSO3-中的一种；式(3)中，R9与R10之和为选自C4～C32烃基或取代烃基中的一种，M选自氢、碱金属或者由式NR11(R12)(R13)(R14)所示基团中的至少一种，R11、R12、R13、R14为独立选自H、(CH2)aOH或(CH2)bCH3中的一种，a＝2～4、b＝0～5中的任一整数。优选的，其特征在于所述R9与R10之和、R1、R5为C8～C24烃基或取代烃基；R2、R3、R4为H或CH3中的一种，更优选为H；R6、R7、R8为CH3、C2H5、(CH2)2OH或C6H5CH2中的一种或R8X-为CH2COO-、(CH2)3SO3-、CH2(CHOH)CH2SO3-中的一种。优选的，所述m＝1～5，s1+s2+ms3＝0～5，r1+r2+mr3＝0～10，n＝0～5，p＝0～5。进一步地，固体填料为碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、磷酸盐、硼酸盐、金属卤化物、甲酸盐、乙酸盐、酒石酸及盐、柠檬酸及盐、邻苯二甲酸及盐、没食子酸及盐、尿素、缩二脲等中的至少一种；优选为，碳酸钠、碳酸氢钠、硼酸钠、氯化钠、乙酸钠、酒石酸、酒石酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、邻苯二甲酸钾、尿素、缩二脲中的至少一种。进一步地，所述黏合剂为糊精、环氧树脂、聚丙烯酰胺、淀粉、纤维素、聚乙二醇等中的至少一种；优选聚丙烯酰胺、淀粉、聚乙二醇的至少一种。本专利技术要解决的第二个技术问题是提供一种与解决上述第一个技术问题相对应的超深气井用泡沫排水剂组合物的制备方法。为解决本专利技术的第二个技术问题，本专利技术的超深气井用泡沫排水剂组合物的制备方法，包括以下步骤：(1)长链多胺化合物的制备a、酰胺化反应：将R0COOR’与H(NHCH2CH2)fNH2、催化剂以摩尔比1：(1～2)：(0～0.5)混合，搅拌下于反应温度50～200℃反应3～15小时，在常压或减压条件下蒸除反应生成的醇或水，即可得到所需的酰胺化合物R0CO(NHCH2CH2)fNH2；其中，所述R0选自C3～C31烃基或取代烃基中的一种，R’选自H、C1～C8的烷基，f＝1～10，催化剂选自碱金属氢氧化物、碱金属醇盐、碱金属碳酸盐中的至少一种；b、还原反应：R0CO(NHCH2CH2)fNH2中酰胺的还原采用催化氢化的方法，在高温高压下发生非均相催化反应生成相应的胺，或采用：将步骤a合成的R0CO(NHCH2CH2)fNH2与金属氢化物H-Y+在非质子型溶剂中进行还原反应，得到R0本文档来自技高网...

【技术保护点】
超深气井用泡沫排水剂组合物，其特征在于，所述超深气井用泡沫排水剂组合物以质量份数计，包括以下组分：长链多胺化合物1份、助表面活性剂0～100份、固形填料0.05～1000份、黏合剂0～0.5份；优选长链多胺化合物1份、助表面活性剂0.1～10份、固形填料0.1～200份、黏合剂0.01～0.1份；其中，所述长链多胺化合物的分子通式如式(1)所示：

【技术特征摘要】
1.超深气井用泡沫排水剂组合物，其特征在于，所述超深气井用泡沫排水剂组合物以质量份数计，包括以下组分：长链多胺化合物1份、助表面活性剂0～100份、固形填料0.05～1000份、黏合剂0～0.5份；优选长链多胺化合物1份、助表面活性剂0.1～10份、固形填料0.1～200份、黏合剂0.01～0.1份；其中，所述长链多胺化合物的分子通式如式(1)所示：式(1)中，R1选自C4～C32烃基或取代烃基中的一种，R2、R3独立选自H、C1～C5烃基或取代烃基中的一种；m为-N(A)CH2CH2-片段的个数，m＝1～10；A为-[CH(CH3)CH2O]s3[CH2CH2O]r3R4，R4选自H、C1～C5烃基或取代烃基；s1、s2、s3为丙氧基团PO的加合数，s1＝0～20、s2＝0～20、s3＝0～20；r1、r2、r3为乙氧基团EO的加合数，r1＝0～20，r2＝0～20、r3＝0～20。2.根据权利要求1所述的超深气井用泡沫排水剂组合物，其特征在于，所述助表面活性剂的分子通式为如式(2)所示的两性离子或阳离子表面活性剂或式(3)所示分子通式的阴离子表面活性剂中的至少一种；所述式(2)分子通式为：所述式(3)所示分子通式为：其中，式(2)中，R5为选自C4～C32烃基或取代烃基中的一种，R6、R7独立选自(CH2)aOH或(CH2)bCH3中的一种，R8选自(CH2)aOH、(CH2)bCH3、(CH2)c或(CH2)c(CHOH)d(CH2)e中的一种，a＝2～4中的任一整数，b＝0～5中的任一整数，c＝1～4中的任一整数，d＝0～3中的任一整数，e＝1～4中的任一整数；n为丙氧基团PO的加合数，n＝0～15；p为乙氧基团EO的加合数，p＝0～30；X-为选自OH-、卤素负离子、HCO3-、NO3-、CH3OSO3-、CH3COO-、COO-、SO3-或OSO3-中的一种；式(3)中，R9与R10之和为选自C4～C32烃基或取代烃基中的一种，M选自氢、碱金属或者由式NR11(R12)(R13)(R14)所示基团中的至少一种，R11、R12、R13、R14为独立选自H、(CH2)aOH或(CH2)bCH3中的一种，a＝2～4、b＝0～5中的任一整数。3.根据权利要求2所述超深气井用泡沫排水剂组合物，其特征在于所述R9与R10之和、R1、R5为C8～C24烃基或取代烃基；R2、R3、R4为H或CH3中的一种，优选为H；R6、R7、R8为CH3、C2H5、(CH2)2OH或C6H5CH2中的一种或R8X-为CH2COO-、(CH2)3SO3-、CH2(CHOH)CH2SO3-中的一种。4.根据权利要求2或3所述超深气井用泡沫排水剂组合物，其特征在于，所述m＝1～5，s1+s2+ms3＝0～5，r1+r2+mr3＝0～10，n＝0～5，p＝0～5。5.根据权利要求1—4任一项所述超深气井用泡沫排水剂组合物，其特征在于，所述固体填料为碳酸盐、碳酸氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：申洪，李应成，陈海龙，沈之芹，刘通，何秀娟，张国东，何良好，姚麟昱，裘鋆，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司西南油气分公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11