气井泡排剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种适用于凝析气井的耐温、抗盐、抗酸型泡排剂及其制备方法和应用，主要解决现有技术中存在的高温、高盐、酸性、凝析气井，特别是酸性条件下的排水采气过程中泡沫稳定性差的技术问题，通过采用一种泡排剂，以质量份数计，包含下列组分：(1)0.01～1份阴离子表面活性剂；(2)0.01～1份两性离子表面活性剂；(3)0.01～0.5份泡沫稳定剂的技术方案，较好的解决了该问题，该泡排剂在高温、高盐、高凝析油、酸性地层水中发泡性能好，半衰期长，携液量大，能解决高温、高盐、酸性、凝析气井的排水采气问题。原料低毒、低刺激性、价格低廉、易于获得，可用于气井排水采气工业生产中。

Gas well foaming agent and its preparation method and Application

The invention relates to a temperature resistant, salt resistant and acid resistant foam discharging agent suitable for condensate gas wells and a preparation method and application thereof, which mainly solves the technical problems of high temperature, high salt, acid and condensate gas wells existing in the prior art, especially in the process of drainage and gas recovery under acidic conditions. The agent contains the following components: (1) 0.01 to 1 anionic surfactants; (2) 0.01 to 1 zwitterionic surfactants; (3) 0.01 to 0.5 foam stabilizers, which solves the problem better, and the foaming agent has good foaming properties in high temperature, high salt, high condensate and acidic formation water. The long decline period and large liquid carrying capacity can solve the problem of drainage and gas recovery in high temperature, high salinity, acid and condensate gas wells. The raw materials are low toxicity, low stimulation, low price and easy to obtain, which can be used in the industrial production of gas well drainage and gas recovery.

【技术实现步骤摘要】
气井泡排剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种适用于凝析气井的耐温、抗盐、抗酸型气井泡排剂及其制备方法和应用。
技术介绍
天然气井在开发过程中由于边水的推进、注水驱动以及压裂等作业措施，造成井筒内不断积水，从而导致产气量下降，甚至压死气井。目前，国内外油气田从天然气井中排除积液的常用方法有泡沫排水法和液氮法等。修复死井时，用液氮法效果较好，但液氮法需要专业的作业队伍，成本很高。泡沫排水法是近年来迅速发展起来的一种排水采气技术，在国内外采气工业中得到普遍应用。它是利用天然气和泡沫剂的作用，形成连续上升的泡沫柱，从井内携带出液体以及混在其中的固体颗粒，具有设备简单，施工方便，成本较低，产能高，适用井深范围广，不影响气井正常生产等优点。泡沫排水的工作原理是通过套管向气井内注入一定数量能起泡的表面活性剂(起泡剂)，使井底积液在天然气流的搅动下形成大量低密度含水泡沫。随着气泡界面的生成，液体被连续举升，带到地面。同时，泡沫柱底部的液体不断补充进来，直到井底水被替净。目前，用于泡沫排水采气的起泡剂主要有两大类：阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂。对于高温，高矿化度气井，阴离子表面活性剂与地层水的配伍性较差，容易与地层水中的钙，镁等高价离子形成沉淀；而非离子泡沫剂存在浊点，耐温性能差，当地层温度高于浊点时，表面活性剂即开始从水中析出。泡沫排水采气的核心问题是研制起泡能力强，稳定性好，与地层水配伍性能良好，抗温、耐盐的泡沫剂体系。两性离子表面活性剂阴阳一体的内盐结构决定了其具有良好的耐温、抗盐和抗酸特性。分子中多个活性基团使其具有较高的界面活性，起泡性能较好，泡沫稳定好。本专利技术将两性离子表面活性剂甜菜碱与阴离子表面活性剂烷基二芳基磺酸盐复配，研制了一种新型的抗温、耐盐、抗酸泡沫剂体系。但是，普通泡沫剂在凝析气井中的起泡能力和稳定性大大降低。在凝析油含量大于10％的气井中，许多泡沫剂产生的泡沫在1～2min内消失，甚至不产生泡沫。本专利技术提供一种抗温、耐盐、抗酸泡排剂，大大提高了泡沫在凝析气井的稳定性，解决了高温、高盐、酸性凝析气井的排水采气问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是现有技术中存在的高温、高盐、酸性、凝析气井，特别是酸性条件下的排水采气过程中泡沫稳定性差问题，提供一种适用于凝析气井的抗温、耐盐、抗酸泡排剂，特别是抗酸泡排剂，该泡排剂具有在总矿化度为5000～250000mg/L，Ca2+、Mg2+总含量为500～50000mg/L，pH＝3～7，凝析油含量为0％～15％(wt)的模拟水中澄清透明，75℃温度条件下起泡性好、半衰期长(即稳定性好)、携液量大的优点。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的泡排剂的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之一相对应的泡排剂在气井排水采气中的应用。为了解决上述技术问题之一，本专利技术采用的技术方案如下：一种适用于凝析气井的耐温、抗盐、抗酸型气井泡排剂，以质量份数计包括以下组分：(1)0.01～1份阴离子表面活性剂；(2)0.01～1份两性离子表面活性剂；(3)0.01～0.5份泡沫稳定剂；其中，所述阴离子表面活性剂具有式(I)所示分子通式式(I)中，R1为H或C1～C20的脂肪基；R2为H原子或C1～C20的烷基；A为O、S、-(CH2)x-、-O-(CH2CH2O)y-中的任意一种，其中x为1～5中的任意一个整数，y为1～5中的任意一个数；M1、M2均独立选自碱金属离子、碱土金属离子、铵根离子或氢离子中的至少一种；m、n为磺酸基团的个数，其取值范围为m+n＝1～5中的任意一个整数；a、b分别是M1、M2的个数，当M1、M2为碱金属离子、铵根离子或氢离子时，a＝m，b＝n，当M1、M2为碱土金属离子时，a＝m/2，b＝n/2；两性离子表面活性剂(II)所示分子通式：式(II)中R3为C1～C15的脂肪基，C3～C18脂肪酰胺基和/或R7O-(CH2-CH2-O)z-中的至少一种，R7为C1～C5的脂肪基，z为1～10中的任意一个数；R4、R5独立选自C1～C10的烷基或取代烷基；R6为C1～C4的亚烷基中的一种；B选自使式(II)所示分子呈电中性的阴离子基团；c为1～5中的任意一个整数。上述技术方案中，所述R1优选为C1～C20的烷烃基或烯烃基，进一步优选为C4～C15的烷基，更优选为C8～C15的烷基，最优选方案为C8～C12的烷基。上述技术方案中，所述R2优选为H原子或C4～C15的烷基，进一步优选为C8～C15的烷基。上述技术方案中，所述其中x优选为1～3中的任意一个整数；y优选为1～3中的任意一个数；m和n独立取值优选为m+n＝1～3中的任意一个整数。上述技术方案中，R3优选为C8～C18的脂肪酰胺基(如C8～C18的烷基酰胺基、C8～C18的烯基酰胺基等)、C6～C15的烷基、R7O-(CH2-CH2-O)z，其中R7优选为C5～C15的脂肪基，更优选为C5～C15的烷烃基或烯烃基，z优选为3～10中的任意一个数；c优选为1～4中的任意一个整数，进一步优选为1～3中的任意一个整数；R4、R5独立优选为C1～C3的烷基，进一步优选为甲基；R6优选为-CH2-或-CH2-CH2-；B优选为COO-或SO3-；更优选为COO-。上述技术方案中，作为优选方案之一：所述M1和M2独立选自任意一种碱金属离子或碱土金属离子，R1为C4～C15的烷基，R2为H原子或C4～C15的烷基，A为O原子或S原子，m和n独立取值为m+n＝1～3中的任意一个整数。上述技术方案中，作为优选方案之二：所述M1和M2独立选自铵根离子或氢原子，R1为C8～C15的烷基，R2为C8～C15的烷基，A为O原子或S原子，m和n独立取值为m+n＝1～3中的任意一个整数。上述技术方案中，作为优选方案之三：所述M1和M2独立选自碱金属或碱土金属中任意一种金属离子，R1为C8～C15的烷基，R2为C8～C15的烷基，A为-(CH2)x-或-O-(CH2CH2O)y-，其中为1～3中的任意一个整数，y为1～3中的任意一个数。上述技术方案中，所述泡沫稳定剂优选为羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、二乙醇胺或三乙醇胺中的一种或两种以上的混合物；所述聚丙烯酰胺可以是油田采油领域常用的各类聚丙烯酰胺类聚合物，包括聚丙烯酰胺均聚物、共聚物等，阴离子型、阳离子型均可。上述技术方案中，M1和M2相互独立，优选方案为碱金属离子，更优选方案为钠或钾；A优选方案为O原子或-O-(CH2CH2O)y-，y＝1～3；优选m+n＝1或2；R7优选自C5～C10的脂肪基，z＝3～8；所述聚丙烯酰胺优选由丙烯酰胺和抗温、耐盐单体共聚而成，两个单体的摩尔比优选方案为(1～30):1，更优选方案为(5～20):1。抗温、耐盐单体优选方案为N-烷基丙烯酰胺或丙烯酰胺基烷基磺酸。上述技术方案中，所述气井泡排剂，以质量份数计，还优选包括97.5～100份的水，所述水可以是淡水、盐水、油田采出水及地层模拟水；所述水的总矿化度优选为10000～200000mg/L，更优选方案为20000～180000mg/L，Ca2++Mg2+优选方案为500～40000mg/L，更优选方案为1000～2500本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气井泡排剂，以质量份数计，包括以下组分：(1)0.01～1份阴离子表面活性剂；(2)0.01～1份两性离子表面活性剂；(3)0.01～0.5份泡沫稳定剂；其中，所述阴离子表面活性剂具有式(I)所示分子通式：

【技术特征摘要】
1.一种气井泡排剂，以质量份数计，包括以下组分：(1)0.01～1份阴离子表面活性剂；(2)0.01～1份两性离子表面活性剂；(3)0.01～0.5份泡沫稳定剂；其中，所述阴离子表面活性剂具有式(I)所示分子通式：式(I)中，R1为H或C1～C20的脂肪基；R2为H或C1～C20的烷基；A为O、S、-(CH2)x-、-O-(CH2CH2O)y-中的任意一种，其中x为1～5中的任意一个整数，y为1～5中的任意一个数；M1、M2均独立选自碱金属离子、碱土金属离子、铵根离子或氢离子中的至少一种；m、n为磺酸基团的个数，其取值范围为m+n＝1～5中的任意一个整数；a、b分别是M1、M2的个数，当M1、M2为碱金属离子、铵根离子或氢离子时，a＝m，b＝n，当M1、M2为碱土金属离子时，a＝m/2，b＝n/2；所述两性离子表面活性剂具有式(II)所示分子通式：式(II)中，R3为C1～C15的脂肪基、C3～C18脂肪酰胺基和/或R7O-(CH2-CH2-O)z-中的至少一种，R7为C1～C15的脂肪基，z＝1～10；R4、R5独立选自C1～C10的烷基或取代烷基；R6为C1～C4的亚烷基中的一种；B选自使式(II)所示分子呈电中性的阴离子基团；c为1～5中的任意一个整数。2.根据权利要求1所述的气井泡排剂，其特征在于所述M1和M2独立选自任意一种碱金属离子或碱土金属离子，所述R1为C4～C15的烷基，所述R2为H原子或C4～C15的烷基，所述A为O原子或S原子，所述m和n独立取值为m+n＝1～3中的任意一个整数。3.根据权利要求1所述的气井泡排剂，其特征在于所述M1和M2独立选自铵根离子或...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴春芳，沈之芹，李应成，何秀娟，
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上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11