CN102660239A - 抗冻泡排剂及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了抗冻泡排剂，由下述重量份含量的原料组成：油患子皂甙：40～60；聚乙二醇：10～30；三乙醇胺：2～8；甘油：5～15；乙二醇：5～15；水：2～8。本发明的有益效果是：不仅发泡效果优良，能够满足排水采气的工艺要求，而且能够适应低温环境，具有抗冻性能，发泡效果不受低温影响，相比于现有技术，在低温工况下，降低了泡排剂的加注成本，简化了加注工艺，而且加注本发明提供的泡排剂时为直接加注不需添加甲醇等助剂，泡排剂发泡效果更好，解决了低温环境下泡排剂难加注的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及油气田领域中一种排水采气用的化学助剂，特别是一种抗冻泡排剂及其制备工艺。
背景技术
天然气井在开采的中后期，由于气井自身地层能量下降，地层水也伴随天然气进入井筒，在井底或近井底带聚积，造成气井的产气量下降或气井被水淹死。目前，为了解决气井因地层水影响生产的问题，采用的方法是向含水气井中加注泡排剂，使地层水与泡排剂接触后，借助天然气流的搅动，生成大量低密度含水泡沫，泡沫携水随气流从井底到地面排出井筒，达到稳产、增产的目的。
目前，国内外所使用的泡排剂为了减少矿化度、温度对其排液效果的影响，基本上采用阴离子表面活性剂，但这类活性剂含量一般不高，水分含量占到30-40％。因此，在气温下降后，产品粘度也随着增大或变成膏状，失去流动性；如果气温达到零下时，产品就会成为坚硬的冰块状，无法使用。
为了解决这一问题，传统方式是将泡沫排水剂加热溶解后，再加入大量的甲醇稀释后再使用。但是甲醇是一种扩散能力很强的低分子量物质，它的存在将加快泡排剂泡沫表面排液速度，使得泡排剂产生的泡沫极不稳定，很容易破灭。特别是在甲醇含量高时，将导致泡排剂不起泡，影响气井泡沫排水。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种能够适应低温环境的抗冻泡排剂，其不仅发泡效果优良，能够满足排水采气的工艺要求，而且能够具有抗冻功能；另外本发明还提供了该抗冻泡排剂的制备工艺。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
抗冻泡排剂，由下述重量份含量的原料组成：
油患子皂甙 40～60；
聚乙二醇 10～30；
三乙醇胺 2～8；
甘油 5～15；
乙二醇 5～15；
水 2～8。
抗冻泡排剂的制备工艺，包括以下步骤：
(1)分别称取上述重量份的原料备用；
(2)将步骤(1)中称取的油患子皂甙和水加入搅拌缸内，加热至30～50℃；
(3)将步骤(1)中称取的聚乙二醇、甘油、三乙醇胺和乙二醇依次加入搅拌缸内，恒温并搅拌至所有物料溶解；
(4)将全部溶解的物料放出，包装，即得成品。
本发明具有以下优点：
本发明不仅发泡效果优良，能够满足排水采气的工艺要求，而且能够适应低温环境，具有抗冻性能，发泡效果不受低温影响，相比于现有技术，在低温工况下，降低了泡排剂的加注成本，简化了加注工艺，而且加注本发明提供的泡排剂时为直接加注不需添加甲醇等助剂，泡排剂发泡效果更好，解决了低温环境下泡排剂难加注的技术问题。
下面通过实验进一步说明本发明的效果：
1、实验水样
200g/L矿化水，其配制方法为：分别称取17.34g(CaCl2)、11.66g(MgCl2)、23.34g(Na2SO4)、147.66g(NaCl)于1000mL烧杯中，用蒸馏水溶解稀释至总体积为1L。
2、实验药剂
a.本发明所述的抗冻泡排剂
b.UT-1油气田用泡沫排水剂 (液体，以下简称UT-1)
c.UT-11C油气田用泡沫排水剂 (液体，以下简称UT-11C)
d.甲醇
e.煤油
3、实验项目及方法
3.1泡排剂抗冻实验
该实验主要测试：抗冻泡排剂、UT-1原液、UT-11C原液、抗冻泡排剂与水和甲醇按不同比例混合后的抗冻能力。
3.1.1实验仪器
a.锥形瓶，100ml 9个
b.温度计，±50℃ 1支
c.冰箱，最低温度-30℃ 1台
3.1.2抗冻泡排剂与水和甲醇混合液配制
称取抗冻泡排剂30.00g于100ml烧杯中，加入水30.00g、甲醇30.00g，得到泡排剂∶水∶甲醇为1∶1∶1的混合液，搅拌均匀备用。
用以上同样的方法配制：抗冻泡排剂∶水∶甲醇为1∶2∶1、1∶3∶1、1∶4∶1、1∶5∶1、1∶5∶2的混合液。
3.1.3实验方法
量取100ml抗冻泡排剂原液于洁净的烧杯，放入温度为-30℃的冰箱中，观察抗冻能力。
用以上方法分别测试：(1)UT-1原液、UT-11C原液抗冻能力；(2)抗冻泡排剂∶水∶甲醇为1∶1∶1、1∶2∶1、1∶3∶1、1∶4∶1、1∶5∶1、1∶5∶2的混合液的抗冻能力。
3.1.4实验结果
表1：泡排剂和抗冻泡排剂与水、甲醇按不同比例混合液抗冻能力测试结果
3.1.5实验结论
通过以上抗冻性能实验可以看出：
(1)抗冻泡排剂原液在-30℃条件下，无结冰现象，具有良好的流动性。UT-1原液、UT-11C原液在-1℃开始出现冰凌，-8℃时全部结冰，失去流动性。
(2)抗冻泡排剂与水、甲醇按不同比例混合后，抗冻泡排剂∶水∶甲醇为1∶3∶1、1∶4∶1、1∶5∶1、1∶5∶2时，在-30℃时均出现结冰现象，失去流动性能。
(3)由实验结果可以得出：为防止抗冻泡排剂稀释液在-30℃结冰，甲醇占抗冻泡排剂和水的稀释液比例不得低于30％，即：抗冻泡排剂∶水∶甲醇为1∶1∶1。
3.2泡排剂发泡能力实验
该实验主要测试：抗冻泡排剂原液、抗冻泡排剂与水和甲醇按不同比例混合后，纯泡排剂用量为3.00‰时的发泡能力。
3.2.1实验仪器
a.罗氏泡沫仪 1套
b.温度计，精度0.2℃ 1支
c.电子天平，精度0.01g 1台
d.超级恒温水浴 2台
e.玻棒 1支
f.烧杯，1000ml 7个
g.移液管200ml 1支
3.2.2实验方法
称取1.20g抗冻泡排剂于1000ml烧杯中，加入200g/l矿化水稀释至360ml，置待测样液于恒温水浴里加热至70±1℃，再加入40ml煤油搅拌均匀，得到药剂浓度为3.00‰，抗10％煤油的待测样液，备用。用超级恒温水浴预热罗氏泡沫仪并恒温在70±1℃，用200ml移液管移取50ml待测样液沿罗氏泡沫仪管壁放下冲洗管壁，待冲洗液流完后关闭罗氏泡沫仪下端阀门，然后移取待测样液50ml沿罗氏泡沫仪管壁放下，在底部形成液面，再用移液管吸取200ml待测样液置于罗氏泡沫仪上端中心位置，对准液面垂直放下，待样液放完后立即记下罗氏泡沫仪内泡沫上升的高度，即为该实验样品的发泡能力。
用以上方法分别测试：抗冻泡排剂∶水∶甲醇为1∶1∶1、1∶2∶1、1∶3∶1、1∶4∶1、1∶5∶1、1∶5∶2的混合液，纯泡排剂用量为3.00‰，抗10％煤油时的发泡能力。
3.2.3实验结果
表2：抗冻泡排剂原液和泡排剂与水、甲醇按不同比例混合液的发泡能力实验结果
| 实验药剂 | 发泡力 |
| 抗冻泡排剂原液 | 165mm |
| 抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶1∶1) | 162mm |
| 抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶2∶1) | 160mm |
| 抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶3∶1) | 159mm |
| 抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶4∶1) | 159mm |
| 抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶5∶1) | 162mm |
| 抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶5∶2) | 161mm |
3.2.4实验结论
通过发泡能力实验可以得出：
(1)抗冻泡排剂在200g/l的矿化水中，抗10％煤油条件下具有较好的发泡能力。
(2)抗冻泡排剂与水、甲醇按不同比例混合后，纯泡排剂用量相同的条件下(均为3.00‰)，发泡能力相差不大，说明甲醇对其发泡能力无影响。
3.3泡排剂携液能力实验
该实验主要测试：抗冻泡排剂原液、抗冻泡排剂与水、甲醇按不同比例混合后，纯泡排剂用量为3.00‰时的携液能力。
3.3.1实验仪器
a.恒温携液仪 1套
b.温度计，精度0.2℃ 1支
c.电子天平，精度0.01g 1台
d.超级恒温水浴 2台
e.充气泵 1台
f.烧杯，1000ml 2个
g.湿式气体流量计 1台
h.玻棒 1支
3.3.2实验方法
称取1.20g抗冻泡排剂于1000ml烧杯中，加入200g/l矿化水稀释至360ml，置待测样液于恒温水浴里加热至70±1℃，然后向待测样液中加入40ml的煤油搅拌均匀，得到药剂浓度为3.00‰、抗10％煤油的待测样液，备用。
用超级恒温水浴预热恒温携液仪并恒温在70±1℃，打开充气泵，充入每分钟8L气体，将已预热好的待测样液倒入恒温携液仪中，使溶液起泡，用集液器收集带出的液体，直到无泡沫带出为止，称量带出液体的体积(携液率＝带出液体体积/样液总体积×100％)，即为该实验样品的携液能力。
用以上方法分别测试：抗冻泡排剂∶水∶甲醇为1∶1∶1、1∶2∶1、1∶3∶1、1∶4∶1、1∶5∶1、1∶5∶2的混合液，在纯泡排剂用量为3.00‰时的携液能力。
3.3.3实验结果
表3：抗冻泡排剂原液和泡排剂与水、甲醇按不同比例混合液的携液能力实验结果
| 实验药剂 | 携液量 | 携液率 |
| 抗冻泡排剂原液 | 340ml | 85.00％ |
| 抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶1∶1) | 345ml | 86.25％ |
| 抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶2∶1) | 343ml | 85.75％ |
| 抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶3∶1) | 341ml | 85.25％ |
| 抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶4∶1) | 342ml | 85.50％ |
| 抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶5∶1) | 341ml | 85.25％ |
| 抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶5∶2) | 340ml | 85.00％ |
3.3.4实验结论
通过携液能力实验可以得出：
(1)抗冻泡排剂在200g/l的矿化水中，抗10％煤油条件下具有较好的携液能力。
(2)抗冻泡排剂与水、甲醇按不同比例混合后，纯泡排剂用量相同的条件下(均为3.00‰)，携液能力相差不大，说明甲醇对其携液能力无影响。
四、结论
通过以上抗冻性能实验可以看出：
(1)抗冻泡排剂原液在-30℃条件下，无结冰现象，具有良好的流动性。
(2)抗冻泡排剂与水、甲醇按不同比例混合后，泡排剂∶水∶甲醇为1∶3∶1、1∶4∶1、1∶5∶1时，在-30℃时均结冰，失去流动性能。
(3)为防止抗冻泡排剂稀释液在-30℃结冰，甲醇占抗冻泡排剂与水稀释液的比例不得低于30％，即：抗冻泡排剂∶水∶甲醇为1∶1∶1。
(4)综合以上实验结果，推荐抗冻泡排剂∶水∶甲醇最佳使用比例为1∶1∶1。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不限于以下所述：
实施例1：
抗冻泡排剂，由下述重量份含量的原料组成：
油患子皂甙 50；
聚乙二醇 20；
三乙醇胺 5；
甘油 10；
乙二醇 10；
水 5。
抗冻泡排剂的制备工艺，包括以下步骤：
(1)分别称取上述重量份的原料备用；
(2)将步骤(1)中称取的油患子皂甙和水加入搅拌缸内，加热至40℃；
(3)将步骤(1)中称取的聚乙二醇、甘油、三乙醇胺和乙二醇依次加入搅拌缸内，恒温并搅拌至所有物料溶解；
(4)将全部溶解的物料放出，包装，即得成品。
实施例2：
抗冻泡排剂，由下述重量份含量的原料组成：
油患子皂甙 40；
聚乙二醇 30；
三乙醇胺 8；
甘油 15；
乙二醇 5；
水 2。
抗冻泡排剂的制备工艺，包括以下步骤：
(1)分别称取上述重量份的原料备用；
(2)将步骤(1)中称取的油患子皂甙和水加入搅拌缸内，加热至30℃；
(3)将步骤(1)中称取的聚乙二醇、甘油、三乙醇胺和乙二醇依次加入搅拌缸内，恒温并搅拌至所有物料溶解；
(4)将全部溶解的物料放出，包装，即得成品。
实施例3：
抗冻泡排剂，由下述重量份含量的原料组成：
油患子皂甙60；
聚乙二醇10；
三乙醇胺2；
甘油5；
乙二醇15；
水8。
抗冻泡排剂的制备工艺，包括以下步骤：
(1)分别称取上述重量份的原料备用；
(2)将步骤(1)中称取的油患子皂甙和水加入搅拌缸内，加热至40℃；
(3)将步骤(1)中称取的聚乙二醇、甘油、三乙醇胺和乙二醇依次加入搅拌缸内，恒温并搅拌至所有物料溶解；
(4)将全部溶解的物料放出，包装，即得成品。
实施例4：
抗冻泡排剂，由下述重量份含量的原料组成：
油患子皂甙 55；
聚乙二醇 15；
三乙醇胺 5；
甘油 10；
乙二醇 12；
水 3。
抗冻泡排剂的制备工艺，包括以下步骤：
(1)分别称取上述重量份的原料备用；
(2)将步骤(1)中称取的油患子皂甙和水加入搅拌缸内，加热至50℃；
(3)将步骤(1)中称取的聚乙二醇、甘油、三乙醇胺和乙二醇依次加入搅拌缸内，恒温并搅拌至所有物料溶解；
(4)将全部溶解的物料放出，包装，即得成品。
Claims (2)
1.抗冻泡排剂，其特征在于：它由下述重量份含量的原料组成：
油患子皂甙 40～60；
聚乙二醇 10～30；
三乙醇胺 2～8；
甘油 5～15；
乙二醇 5～15；
水 2～8。
2.权利要求1所述的抗冻泡排剂的制备工艺，其特征在于：它包括以下步骤：
（1）分别称取上述重量份的原料备用；
（2）将步骤（1）中称取的油患子皂甙和水加入搅拌缸内，加热至30～50℃；
（3）将步骤（1）中称取的聚乙二醇、甘油、三乙醇胺和乙二醇依次加入搅拌缸内，恒温并搅拌至所有物料溶解；
（4）将全部溶解的物料放出，包装，即得成品。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |