CN103059822B - 一种形成co2泡沫的起泡剂及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种形成CO2泡沫的起泡剂及制备方法，所述起泡剂包括以烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱为基本组分，100份计，其余组分为烷基磷酸酯3-20份；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1-15份，月桂基咪唑啉甜菜碱3-15份，水20-120份。本发明所述的形成CO2泡沫的起泡剂，可以形成稳定的CO2泡沫，满足油田开发的需要。

Description

一种形成CO2泡沫的起泡剂及制备方法
技术领域
本发明涉及化学领域，进一步地说，是涉及一种形成CO2泡沫的起泡剂及制备方法。 
背景技术
泡沫在油田开发中被广泛使用，如泡沫钻井液、泡沫压裂液、泡沫驱油、泡沫封窜等。从所用气体的不同又可分为空气泡沫、氮气泡沫、天然气泡沫、CO2泡沫等。随着今年来全世界对CO2减排的重视，越来越大多的CO2被注入到地下，在实现减排的同时提高原油采收率。注气带来的问题是气窜，国内外的实践证明，泡沫是延缓气窜的有效方法之一，因此国内外进行了大量的研究与实践，尤其是美国和加拿大，如USP4086964介绍的木质素磺酸盐、USP4393937介绍的α-烯烃磺酸盐、USP4113011介绍的脂肪醇聚氧乙烯硫酸盐、Stepan Chemical Co.的Lathanol LAL70、Chevrn的CD1045等，α-烯烃磺酸盐起泡量不是很高，脂肪醇聚氧乙烯硫酸盐、Lathanol LAL70、CD1045对钙、镁离子敏感，不能大剂量使用。 
由于CO2属酸性气体，因此对起泡剂提出了更高的要求，而且油田用的CO2起泡剂要求数量大、价格适中、性能可靠、使用条件苛刻，多数在高温高盐条件下使用，因此目前市场上的产品不能很好的满足油田生成CO2泡沫的需求。 
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种形成CO2泡沫的起泡剂及制备方法。可以形成稳定的CO2泡沫，满足油田开发的需要。 
本发明的目的之一是提供一种形成CO2泡沫的起泡剂。 
所述起泡剂以重量份数计，包括： 
烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱 100份； 
烷基磷酸酯             3-20份；优选3-10份； 
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 1-15份；优选1-8份； 
月桂基咪唑啉甜菜碱     3-15份；优选4-8份； 
水                     20-120份优选60-120份 
烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱分子式为：CnH2n+1N(CH3)2CH2CH(OH)CH2HPO4，其中，n＝10-18；优选n＝12-14；更优选n＝14； 
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的分子式为：CnH2n+1O(CH2CH2O)mSO3Na。其中，n＝6-18，优选n＝8-12，更优选n＝12；m＝1-12，优选m＝2-3，更优选m＝3； 
烷基磷酸酯分子式为： 
其中n＝4-20，优选n＝4-10，更优选n＝4；m＝7-19，优选m＝8-10，更优选m＝8。 
其中水可以是各种水，如自来水、蒸馏水等，也可用油田水或模拟盐水。 
烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱、烷基磷酸酯、烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱主要是起泡及稳泡作用，月桂基咪唑啉甜菜碱可增加泡沫稳定性。 
本发明的目的之二是提供一种形成CO2泡沫的起泡剂的制备方法。 
称取烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱、烷基磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂基咪唑啉甜菜碱，加入到所述用量的水中，缓慢搅拌溶解、分散，避免泡沫生成，制得所述起泡剂。 
本发明所述的起泡剂，通过罗氏泡沫仪测得2000mg/L-5000mg/L起泡剂体系在80℃、矿化度1000-20000mg/L条件下所形成的泡沫体积大于600mL，半衰期大于15分钟。 
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。 
实施例中所用原料均为市售。 
实施例1 
本实例用于起泡剂的制备与性能评价 
依次准确称取烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱(n＝14)100重量份、烷基磷酸酯(n＝4，m＝8)5重量份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(n＝12，m＝3)8重量份、月桂基咪唑啉甜菜碱7重量份，依次溶于120重量份模拟盐水(NaCl 1％，CaCl20.02％)中，用玻璃棒缓慢搅拌溶解，避免泡沫生成，即得起泡剂体系。将制得起泡剂用模拟盐水(NaCl 1％，CaCl20.02％)配制成3000mg/L、5000mg/L的起泡液。应用罗氏泡沫仪在80℃条件下测得起泡体积分别为620mL、640mL，半衰期分别为20min、22min。 
实施例2 
本实例用于起泡剂的制备与性能评价 
依次准确称取烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱(n＝14)100重量份、烷基磷酸酯(n＝4，m＝8)3.5重量份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(n＝12，m＝3)1重量份、月桂基咪唑啉甜菜碱8重量份，溶于60重量份模拟盐水(NaCl 1％，CaCl20.02％)中，用玻璃棒缓慢搅拌溶解，避免泡沫生成，即得起泡剂体系。将制得起泡剂用模拟盐水(NaCl 1％，CaCl20.02％)配制成2000mg/L、3000mg/L的起泡液。应用罗氏泡沫仪在80℃条件下测得起泡体积分别为640mL、650mL，半衰期分别为19min、24min。 
实施例3 
本实例用于起泡剂的制备与性能评价 
依次准确称取烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱(n＝14)100重量份、烷基磷酸酯(n＝4，m＝8)10重量份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(n＝12，m＝3)1重量份、月桂基咪唑啉甜菜碱4重量份，溶于90重量份模拟盐水(NaCl 1％，CaCl20.02％)中，缓慢加入烧杯中，用玻璃棒缓慢搅拌溶解，避免泡沫生成，即得起泡剂体系。将制得起泡剂用模拟盐水(NaCl 1％，CaCl20.02％)配制成2000mg/L、5000mg/L的起泡液。应用罗氏泡沫仪在80℃条件下测得起泡体积分别为600mL、620mL，半衰期分别为28min、23min。 

Claims (5)

1.一种形成CO2泡沫的起泡剂，其特征在于：
以重量份数计，所述起泡剂由以下组分组成，
烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱分子式为：CnH2n+1N(CH3)2CH2CH(OH)CH2HPO4，其中，n＝10-18；
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的分子式为：CnH2n+1O(CH2CH2O)mSO3Na，其中，n＝6-18，m＝1-12；
烷基磷酸酯分子式为：
其中n＝4-20，m＝7-19。
2.如权利要求1所述的起泡剂，其特征在于：
以重量份数计，所述起泡剂包括以下组分，
3.如权利要求1所述的起泡剂，其特征在于：
所述烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱的分子式中，n＝12-14；
所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的分子式中，n＝8-14,m＝2-3；
所述烷基磷酸酯的分子式中，n＝4-10；m＝8-10。
4.如权利要求3所述的起泡剂中，其特征在于：
所述烷基磷酸酯的分子式中，n＝4；m＝8；
所述烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱的分子式中，n＝14；
所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的分子式中，n＝12,m＝3。
5.如权利要求1～4之一所述的起泡剂的制备方法，包括：
按所述用量称取烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱、烷基磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂基咪唑啉甜菜碱，加入所述用量的水中缓慢搅拌溶解、分散，避免泡沫生成，制得所述起泡剂。
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