采用pH值响应的泡沫排水剂排液采气的方法技术

本发明专利技术涉及一种采用pH值响应的泡沫排水剂排液采气的方法，主要解决现有技术采用的泡沫排水剂在含H2S、CO2酸性环境下耐高温高盐性能差，无法排除高温高盐超深气井中的积液问题。本发明专利技术通过采用一种泡沫排水剂排液采气的方法，包括以下步骤：1)将泡沫排水剂与水混合得到泡沫排水剂溶液；2)将泡沫排水剂溶液或泡沫排水剂溶液与油的混合溶液与气体充分接触，形成泡沫流体，将所述泡沫排水剂溶液中的水或油水混合物驱替出来；其中，所述泡沫排水剂为式(1)所示的表面活性剂；所述气体为空气、氮气、甲烷或天然气；所述油为煤油、原油或凝析油中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。

Drainage method for gas recovery using pH value response foam drainage agent

The invention relates to a method for discharging liquid and gas by using pH value response foam drainage agent. It mainly solves the problem that the foam drainage agent used in the existing technology has poor performance of resisting high temperature and high salinity in acidic environment containing H2S and CO2, and can not exclude liquid accumulation in high temperature, high salt and ultra deep gas well. The method comprises the following steps: 1) mixing the foam drainage agent with water to obtain the foam drainage agent solution; 2) fully contacting the foam drainage agent solution or the foam drainage agent solution with the oil mixture to form a foam fluid, and displacing the water or oil and water mixture in the foam drainage agent solution; and The foam drainage agent is a surface active agent shown in Formula 1. The gas is air, nitrogen, methane or natural gas, and the oil is a technical proposal of at least one of kerosene, crude oil or condensate, which solves the problem better, and can be used for the drainage and gas recovery of sour high temperature, high salt and ultra deep gas well.

【技术实现步骤摘要】
采用pH值响应的泡沫排水剂排液采气的方法
本专利技术涉及一种采用泡沫排水剂排液采气的方法，特别是一种采用pH值响应的泡沫排水剂除液体的方法。
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，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是现有技术采用的泡沫排水剂在含H2S、CO2酸性环境下耐高温高盐性能差，无法排除高温高盐超深气井中的积液问题，提供一种采用pH值响应的泡沫排水剂排液采气的方法。该方法将采用pH值响应的泡沫排水剂水溶液，用于泡沫排液过程中，具有在酸性高温高盐条件下发泡能力强、泡沫稳定时间长、携液率高的优点。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种采用pH值响应的泡沫排水剂排液采气的方法，包括以下步骤：1)将泡沫排水剂与水混合得到泡沫排水剂溶液；2)将泡沫排水剂溶液或泡沫排水剂溶液与油的混合溶液与气体充分接触，形成泡沫流体，将所述泡沫排水剂溶液中的水或油水混合物驱替出来；其中，所述泡沫排水剂分子通式为式(1)所示：R1选自C4～C32烃基或取代烃基中的一种，R2、R3、R4独立选自H、C1～C5烃基羧酸盐或取代烃基羧酸盐、C1～C5烃基磺酸盐或取代烃基磺酸盐、C1～C5烃基磷酸盐或取代烃基磷酸盐或C1～C5烃基硫酸酯盐或取代烃基硫酸酯盐中的至少一种，且不同时为H；m为-N(A)CH2CH2-片段的个数，m＝1～10；A为式(2)所示的取代基；s1、s2、s3为丙氧基团PO的加合数，s1＝0～30、s2＝0～30、s3＝0～30；r1、r2、r3为乙氧基团EO的加合数，r1＝0～30，r2＝0～30、r3＝0～30，且s1+s2+m×s3和r1+r2+m×r3不同时为零。所述气体为空气、氮气、甲烷或天然气中的至少一种，可以含有或不含有H2S或CO2酸性气体；所述油为煤油、原油或凝析油中至少一种。上述技术方案中，R1优选为C8～C24烃基或取代烃基。上述技术方案中，R2、R3、R4优选为H、CH2COOM、(CH2)3SO3M或CH2(CHOH)CH2SO3M中的一种，且不同时为H。上述技术方案中，M优选为氢、碱金属或者由式NR5(R6(R7)(R8)所示基团中的一种。上述技术方案中，R5、R6、R7、R8优选为H、(CH2)aOH或(CH2)bCH3中的一种，上述技术方案中，优选a＝2～4、b＝0～5。上述技术方案中，优选m＝1～5。上述技术方案中，优选s1+s2+m×s3＝0～5，r1+r2+m×r3＝0～10，且不同时为零；进一步优选s1+s2+m×s3＝1～5，r1+r2+m×r3＝1～10。上述技术方案中，气体优选自氮气、甲烷或天然气中的至少一种。上述技术方案中，气体中的H2S和CO2的含量优选为15～35％。上述技术方案中，油优选自煤油或凝析油中至少一种。本专利技术pH值响应的泡沫排水剂关键有效成分是(1)，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。上述技术方案中，所述泡沫排水剂的制备方法，优选方案之一包括以下步骤：a、酰胺化反应：将R0COOR’与H(NHCH2CH2)mNH2、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，得到酰胺化合物R0CO(NHCH2CH2)mNH2；其中，R0选自C3～C31烃基或取代烃基中的一种，R’选自H、选自C1～C8的烷基，c＝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)mNH2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)mNH2与金属氢化物H-Y+在非质子型溶剂中进行还原反应，得到R0CH2(NHCH2CH2)mNH2；其中，Y+为金属化合物、金属烷基化合物、金属氨基化合物；c、聚醚化反应：在碱性催化剂存在下，将步骤b合成的R0CH2(NHCH2CH2)cNH2依次与所需量环氧丙烷、环氧乙烷反应得到长链多胺聚醚中间产物R0CH2{N[(CHCH3CH2O)s3(CH2CH2O)r3H][CH2CH2]}mN[(CHCH3CH2O)s1(CH2CH2O)r1H][CHCH3CH2O)s2(CH2CH2O)r2)H]；d、羧化或磺化反应：将步骤c得到的长链多胺聚醚中间产物与离子化试剂和碱以摩尔比1：(1～5)：(1～10)在溶剂中，于反应温度50～120℃反应3～20小时生成具有结构式(1)所示的多胺聚醚羧酸盐或多胺聚醚磺酸盐；得到所述的泡沫排水剂；其中，所述的离子化试剂选自XR9Y1；所述的碱选自碱金属氢氧化物或碱金属醇盐；R9为C1～C6亚烃基或取代亚烃基；Y1为SO3M1或COON1，M1和N1为碱金属，X为氯、溴或碘；f、按所述质量份数计，将步骤d得到的泡沫排水剂与水混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用泡沫排水剂排液采气的方法，包括以下步骤：1)将泡沫排水剂与水混合得到泡沫排水剂溶液；2)将泡沫排水剂溶液或泡沫排水剂溶液与油的混合溶液与气体充分接触，形成泡沫流体，将所述泡沫排水剂溶液中的水或油水混合物驱替出来；其中，所述泡沫排水剂分子通式为式(1)所示：

【技术特征摘要】
1.一种采用泡沫排水剂排液采气的方法，包括以下步骤：1)将泡沫排水剂与水混合得到泡沫排水剂溶液；2)将泡沫排水剂溶液或泡沫排水剂溶液与油的混合溶液与气体充分接触，形成泡沫流体，将所述泡沫排水剂溶液中的水或油水混合物驱替出来；其中，所述泡沫排水剂分子通式为式(1)所示：R1选自C4～C32烃基或取代烃基中的一种，R2、R3、R4独立选自H、C1～C5烃基羧酸盐或取代烃基羧酸盐、C1～C5烃基磺酸盐或取代烃基磺酸盐、C1～C5烃基磷酸盐或取代烃基磷酸盐或C1～C5烃基硫酸酯盐或取代烃基硫酸酯盐中的至少一种，且不同时为H；m为-N(A)CH2CH2-片段的个数，m＝1～10；A为式(2)所示的取代基；s1、s2、s3为丙氧基团PO的加合数，s1＝0～30、s2＝0～30、s3＝0～30；r1、r2、r3为乙氧基团EO的加合数，r1＝0～30，r2＝0～30、r3＝0～30，且s1+s2+m×s3和r1+r2+m×r3不同时为零；所述气体为空气、氮气、甲烷或天然气中的至少一种，可以含有或不含有H2S或CO2酸性气体；所述油为煤油、原油或凝析油中至少一种。2.根据权利要求1所述的采用泡沫排水剂排液采气的方法，其特征在于所述R1为C8～C24烃基或取代烃基；R2、R3、R4独立选自H、CH2COOM、(CH2)3SO3M或CH2(CHOH)CH2SO3M中的一种，且不同时为H。3.根据权利要求2所述的采用泡沫排水剂排液采气的方法，其特征在于所述M为氢、碱金属或者由式NR5(R6(R7)(R8)所示基团中的一种，R5、R6、R7、R8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。4.根据权利要求1所述的采用泡沫排水剂排液采气的方法，其特征在于所述m＝1～5；s1+s2+m×s3＝0～5，r1+r2+m×r3＝0～10，且不同时为零。5.根据权利要求1所述的采用泡沫排水剂排液采气的方法，其特征在于所述气体为氮气、甲烷或天然气中的至少一种，H2S和CO2的含量为15～35％。6.根据权利要求1所述的采用泡沫排水剂排液采气的方法，其特征在于所述油为煤油或凝析油中至少一种。7.根据权利要求1～6任一所述的采用泡沫排水剂排液采气的方法，其特征在于所述泡沫排水剂的制备方法,，包括以下步骤：a、酰胺化反应：将R0COOR’与H(NHCH2CH2)mNH2、催化剂以摩尔比1:(1～2):(0～0.5)混合，搅拌下于反应温度50～...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈之芹，陈安猛，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