耐高温高盐泡沫排水剂和制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及耐高温高盐泡沫排水剂和制备方法及应用，主要解决现有泡沫排水剂在含H2S、CO2酸性环境下耐高温高盐性能差，无法解决高温高盐超深气井因积液而导致的减产甚至停喷的问题。本发明专利技术通过采用以质量份数计包括以下组分：1份多胺表面活性剂、0.01～100份助表面活性剂；其中多胺表面活性剂具有式(1)所示分子通式：所述助表面活性剂具有式(2)所示分子通式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的技术方案，较好的解决了该问题，可用于酸性高温高盐超深气井排水采气中。

High temperature and high salt foam drainage agent and preparation method and application thereof

The invention relates to a high temperature and high salt foam drainage agent and a preparation method and application thereof, which mainly solves the problem that the existing foam drainage agent has poor performance of high temperature and salt resistance in the acidic environment containing H2S and CO2, and can not solve the problem of reducing production or even stopping spraying due to accumulated liquid in high temperature, high salt and ultra deep gas wells. The invention adopts the following components in mass fraction: 1 polyamine surfactant and 0.01-100 copies of cosurfactant, in which the polyamine surfactant has the molecular formula shown in formula (1). The cosurfactant has at least one of the amphoteric ion or cationic surfactant or anionic surfactant of the molecular formula shown in formula (2) and formula (3). The technical scheme can solve the problem well and can be used for drainage and gas production in acid, high temperature, high salinity and ultra-deep gas wells.

【技术实现步骤摘要】
耐高温高盐泡沫排水剂和制备方法及应用
本专利技术涉及一种泡沫排水剂和制备方法及应用，特别是一种耐高温高盐泡沫排水剂和制备方法及应用。
技术介绍
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。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400ppm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18万，泡沫剂用量5000ppm，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。上述结果表明，酸性条件下耐高温高盐性能差是制约高温超深气井泡沫排水技术发展的主要因素。
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泡沫排水剂在酸性环境下耐高温性能差，无法解决高温超深气井因积液而导致的减产甚至停喷的问题，提供一种耐高温高盐泡沫排水剂，应用于高温深井，在酸性条件下具有非常优良的耐温性能，具有强携液、起泡和稳泡性能。本专利技术所要解决的技术问题之二为提供一种与解决上述技术问题之一相对应的耐高温高盐泡沫排水剂的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题之三为提供一种与解决上述技术问题之一相对应的耐高温高盐泡沫排水剂的应用。为解决上述技术问题之一，本专利技术采用的技术方案如下：泡沫排水剂，以质量份数计，包括以下组分：1)1份多胺表面活性剂；2)0.01～100份助表面活性剂；其中，所述多胺表面活性剂分子通式为式(1)所示：式(1)；式(1)中，R1选自C4～C32烃基或取代烃基中的一种，R2、R3、R4独立选自C1～C5烃基或取代烃基，R5、R6独立选自(CH2)c或(CH2)c(CHOH)d(CH2)e中的一种，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；Y1、Y2为独立选自COO-、SO3-、OSO3-中的一种；m为乙烯胺基片段个数，m＝1～10中的任一整数；t1、t2为正电荷数，s1、s2分别为R5Y1-、R6Y2-取代基个数，t1＝s1＝0或1、t2＝s2＝0或1。上述技术方案中，所述助表面活性剂优选自两性离子或阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂中的至少一种；所述两性离子或阳离子表面活性剂优选具有式(2)所示分子通式：式(2)；式(2)中，R7为选自C4～C32烃基或取代烃基中的一种，R8、R9独立选自(CH2)aOH、(CH2)bCH3或C6H5CH2中的一种，R10选自(CH2)aOH、(CH2)bCH3、C6H5CH2、(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；所述阴离子表面活性剂具有式(3)所示分子通式：式(3)；式(3)中，R11与R12之和为选自C3～C31烃基或取代烃基中的一种，M选自氢、碱金属或者由式NR13(R14)(R15)(R16)所示基团中的至少一种，R13、R14、R15、R16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。上述技术方案中，R1、R7独立优选为C8～C24烃基或取代烃基。上述技术方案中，R2、R3、R4独立优选为(CH2)aOH或(CH2)bCH3中的一种。上述技术方案中，优选a＝2～4、b＝0～5，进一步优选b＝0～2。上述技术方案中，R5、R6独立优选为(CH2)c或(CH2)c(CHOH)d(CH2)e中的一种。上述技术方案中，优选c＝1或2、d＝0或1、e＝1或2。上述技术方案中，R8、R9独立优选为CH3、C2H5、(CH2)2OH或C6H5CH2中的一种。上述技术方案中，R10优选为CH3、C2H5、(CH2)2OH或C6H5CH2中的一种；或R8X-优选为CH2COO-、(CH2)3SO3-、CH2(CHOH)CH2SO3-中的一种。上述技术方案中，R11与R12之和优选为C7～C23烃基或取代烃基。上述技术方案中，M独立优选为氢、碱金属或者由式NR13(R14)(R15)(R16)所示基团中的至少一种。上述技术方案中，R13、R14、R15、R16独立优选为H、(CH2)aOH或(CH2)bCH3中的一种。上述技术方案中，Y1、Y2优选为COO-或SO3-中的一种。上述技术方案中，优选m＝1～5。上述技术方案中，优选n＝0～5；p＝0～5。上述技术方案中，泡沫排水剂中多胺表面活性剂与助表面活性剂的质量比优选为1∶(0.1～10)本专利技术耐高温高盐泡沫排水剂组合物关键有效成分是(1)和(2)，本领域技术人员知道，为了便于运输和贮存或现场使用等方面考虑，可以采用各种供应形式，例如不含水的固态形式，或者含水的固态形式，或者含水的膏状形式，或者水溶液形式；水溶液形式包括用水配成浓缩液的形式，直接配成现场排水所需浓度的溶液形式；其中，对水没有特殊要求，可以是去离子水，还可以是含无机矿物质的水，而含无机矿物质的水可以是自来水、气田地层水。本专利技术耐高温高盐泡沫排水剂，可以将所述多胺表面活性剂和所述助表面活性剂按所需的比例混合而得，优选以下述用于解决技术问题之二的技术方案获得。为解决上述技术问题之二，本专利技术采用的技术方案如下：一种上述解决技术问题之一所述的耐高温高盐泡沫排水剂的制备方法，包括以下步骤：(1)多胺表面活性剂的制备：a、酰胺化反应：将R0COOR’与H(NHCH2CH2)mNH2、催化剂以摩尔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.泡沫排水剂，以质量份数计，包括以下组分：1)1份多胺表面活性剂；2)0.01～100份助表面活性剂；其中，所述多胺表面活性剂选自式(1)所示分子通式中的至少一种：

【技术特征摘要】
1.泡沫排水剂，以质量份数计，包括以下组分：1)1份多胺表面活性剂；2)0.01～100份助表面活性剂；其中，所述多胺表面活性剂选自式(1)所示分子通式中的至少一种：式(1)中，R1选自C4～C32烃基或取代烃基中的一种，R2、R3、R4独立选自C1～C5烃基或取代烃基，R5、R6独立选自(CH2)c或(CH2)c(CHOH)d(CH2)e中的一种，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；Y1、Y2独立选自COO-、SO3-、OSO3-中的一种；m为乙烯胺基片段个数，m＝1～10中的任一整数；t1、t2为正电荷数，s1、s2分别为R5Y1、R6Y2取代基个数，t1＝s1＝0或1、t2＝s2＝0或1。2.根据权利要求1所述的泡沫排水剂，其特征在于所述助表面活性剂选自两性离子或阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂中的至少一种；所述两性离子或阳离子表面活性剂具有式(2)所示分子通式：式(2)中，R7为选自C4～C32烃基或取代烃基中的一种，R8、R9独立选自(CH2)aOH、(CH2)bCH3或C6H5CH2中的一种，R10选自(CH2)aOH、(CH2)bCH3、C6H5CH2、(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；所述阴离子表面活性剂具有式(3)所示分子通式：式(3)中，R11与R12之和为选自C3～C31烃基或取代烃基中的一种，M选自氢、碱金属或者由式NR13(R14)(R15)(R16)所示基团中的至少一种，R13、R14、R15、R16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所述的泡沫排水剂，其特征在于所述R1、R7为独立选自C8～C24烃基或取代烃基；R11与R12之和为C7～C23烃基或取代烃基；R2、R3、R4为独立选自(CH2)aOH或(CH2)bCH3中的一种，a＝2～4中的任一整数，b＝0～5中的任一整数；R5、R6独立选自(CH2)c或(CH2)c(CHOH)d(CH2)e中的一种，c＝1～2中的任一整数，d＝0～1中的任一整数，e＝1～2中的任一整数；R8、R9为独立选自CH3、C2H5、(CH2)2OH或C6H5CH2中的一种；R10为CH3、C2H5、(CH2)2OH、C6H5CH2中的一种或R10X-为CH2COO-、(CH2)3SO3-、CH2(CHOH)CH2SO3-中的一种；Y1、Y2为独立选自COO-、SO3-中的一种；m＝1～5，n＝0～5，p＝0～5。4.根据权利要求1所述泡沫排水剂，其特征在于所述多胺表面活性剂、助表面活性剂的质量比为1∶(0.1～10)。5.权利要求1～4任一所述泡沫排水剂的制备方法，包括以下步骤:(1)多胺表面活性剂的制备：a、酰胺化反应：将R0COOR’与H(NHCH2CH2)mNH2、催化剂以摩尔比1...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈之芹，李应成，何秀娟，马俊伟，
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