CN103059826A - 一种泡沫排水剂及其水溶液 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种泡沫排水剂及其水溶液，属于油田化工技术领域。该泡沫排水剂由以下重量份数的组分组成：无患子提取物50～80份，脂肪醇聚氧乙烯醚AEO1820～40份，聚丙烯酰胺1～5份，三乙醇胺5～10份。本发明泡沫排水剂遇水后发泡能力强，泡沫具有较好的稳定性，且泡沫的携液和抗矿化度能力高，适用于含凝析油的高矿化度、产水量大的天然气井使用；其泡沫稳定性可达到170mm，泡沫的含水量不高于2.0%，抗矿化度能力达250g/L，抗凝析油能力达30%，抗温能力高达90℃，无毒、易降解，不会对环境造成污染；可与甲醇、缓蚀剂、阻垢剂等药剂配伍，与气、液组分不发生化学反应，不增加气体和燃烧产物的毒性，不腐蚀设备和管道。

Description

一种泡沫排水剂及其水溶液
技术领域
本发明涉及一种泡沫排水剂，具体涉及一种气田泡沫排水剂及其水溶液，属于油田化工技术领域。
背景技术
天然气井在开采中后期，由于气井自身底层能量的下降，地层水也伴随天然气进入井筒，在井底或近井地带聚积，造成气井产气量下降或被水淹死。目前常用的排水采气方法有管柱排水、气举排水、泡沫排水、超声雾化排水、杆泵排水等，而泡沫排水采气法由于设备简单、施工方便、成本低、适用井深范围大、不影响气井正常生产等特点成为近年来发展迅速、在采气工业普遍应用的排水采气技术。
泡沫排水采气法的原理为通过油管或油套管环空向井内注入泡沫剂，在气流的搅动下，产生具有一定稳定性的泡沫，这种由水或水夹凝析油为非连续相的高质量泡沫，迅速改变井底及管柱内的气液分布结构，井筒积液变为气、液混合相的泡沫。管内滑脱沉积的液相变为泡沫，迅速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，逐步实现管内的气液结构的连续分布，从而排出井内积液。
中国专利（公布号：CN 102634327 A）公开了一种气田泡沫排水剂，由95～105份由无患子提取物、咪唑啉、十二烷基二甲基甜菜碱按照重量比(1～2):(1～2):(1～2)组成的表面活性剂、3～7份甲基纤维素和5～10份控泡剂组成，具有抗30%凝析油和抗90℃高温的能力，然而其抗矿化度能力仅为200g/L。由于底层水中含有大量的矿物质离子如钠、钙、镁、钡、氯等，而泡沫排水剂的表面活性成分在矿化水易出现“盐析”效应，从而失去起泡能力。因此，泡沫排水剂必须具备较高的抗矿化度能力，才能保证正常起泡，同时延长泡沫的稳定时间。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗矿化度能力高的泡沫排水剂。
同时，本发明还提供一种含有上述泡沫排水剂的水溶液。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：
一种泡沫排水剂，由以下重量份数的组分组成：
无患子提取物            50～80份，
脂肪醇聚氧乙烯醚AEO18 20～40份，
聚丙烯酰胺            1～5份，
三乙醇胺              5～10份。
优选的，一种泡沫排水剂，由以下重量份数的组分组成：
无患子提取物          70～80份，
脂肪醇聚氧乙烯醚AEO18 30～40份，
聚丙烯酰胺            3～5份，
三乙醇胺              8～10份。
所述无患子提取物可以采用常规方法提取。本发明提供一种煎煮法制备无患子提取物的方法如下：（1）准确称取无患子全果，粉碎，加水后在80～100℃下浸泡36～72小时；（2）在步骤（1）浸泡后的溶液中加入絮凝剂，絮凝后取上层清液浓缩至水分含量小于5%即得无患子提取物。
所述的絮凝剂为聚合硫酸铝。
一种含有上述泡沫排水剂的水溶液，由体积百分比为2～6%的泡沫排水剂和余量水组成。
优选的，一种含有上述泡沫排水剂的水溶液，由体积百分比为4～6%的泡沫排水剂和余量水组成。
本发明的有益效果：
本发明泡沫排水剂将无患子提取物和脂肪醇聚氧乙烯醚AEO18两种表面活性物质复配作为表面活性剂。其中无患子又名油患子，属无患子科植物，其厚肉质状的果皮中富含皂素，而皂素在水中简单搓揉便会产生泡沫，是一种天然的起泡剂；脂肪醇聚氧乙烯醚AEO18是一种阴性离子表面活性剂，具有很好的热稳定性和生物降解性，能与其他各种类型的表面活性剂混合使用。本发明将上述两种表面活性物质合用，能相互增强二者的表面活性性能，提高混合液发泡能力和泡沫的稳定性，同时起到乳化凝析油的作用，增强产品的抗凝析油能力，抵御外界不利环境的影响；二者合用还能提高表面活性剂的生物降解性，降低生物毒性，避免对环境产生污染；二者复配的优点还在于能够使泡沫排水剂具备高抗矿化度能力，在矿化度高的气井中正常发挥气泡能力。由于起泡剂产生的泡沫在上升过程中易破灭，本发明采用聚丙烯酰胺和三乙醇胺两种组分用于稳定泡沫，其中聚丙烯酰胺是一种高分子聚合物，分子量大，能提高泡沫的粘度，起稳泡作用，与无患子提取物和脂肪醇聚氧乙烯醚AEO18复配形成的表面活性剂具有较高的协同性；三乙醇胺是一种稳泡剂，它能减缓泡沫表面液体的流动速度，延长泡沫的生命周期。二者合用能够减少泡沫在井筒内滑脱现场，增强泡沫的带液能力，避免因泡沫破灭变水后在井壁上产生阻力。
本发明泡沫排水剂遇水后发泡能力强，泡沫具有较好的稳定性，且泡沫的携液和抗矿化度能力高，适用于含凝析油的高矿化度、产水量大的天然气井使用。本发明的气田泡沫排水剂泡沫稳定性可达到170mm，泡沫的含水量不高于2.0%，抗矿化度能力达250g/L，抗凝析油能力达30%，抗温能力高达90℃，现场试验泡排成功率达90%以上，该产品无毒、易降解，不会对环境造成污染。该泡沫排水剂可与甲醇、缓蚀剂、阻垢剂等药剂配伍，与气、液组分不发生化学反应，不增加气体和燃烧产物的毒性，不腐蚀设备和管道。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但不会对本发明产生任何限制。
实施例1
本实施例泡沫排水剂由以下重量份数的组分组成：无患子提取物50份，脂肪醇聚氧乙烯醚AEO18 20份，聚丙烯酰胺1份，三乙醇胺5份。
无患子提取物制备方法包括以下步骤：（1）准确称取无患子全果100重量份，粉碎，加入300重量份水后在80℃下浸泡36小时；（2）在步骤（1）浸泡后的溶液中加入2重量份的聚合硫酸铝絮凝12小时，絮凝后取上层清液浓缩至水分含量为3%即得无患子提取物。
本实施例泡沫排水剂的水溶液分别由体积百分比分别为2.0%、3.0%、4.0%、5.0%、6.0%的泡沫排水剂和余量水组成。
实施例2
本实施例泡沫排水剂由以下重量份数的组分组成：无患子提取物70份，脂肪醇聚氧乙烯醚AEO18 30份，聚丙烯酰胺3份，三乙醇胺8份。
无患子提取物制备方法包括以下步骤：（1）准确称取无患子全果100重量份，粉碎，加入300重量份水后在90℃下浸泡48小时；（2）在步骤（1）浸泡后的溶液中加入2重量份的聚合硫酸铝絮凝18小时，絮凝后取上层清液浓缩至水分含量为2.5%即得无患子提取物。
本实施例泡沫排水剂的水溶液分别由体积百分比分别为2.0%、3.0%、4.0%、5.0%、6.0%的泡沫排水剂和余量水组成。
实施例3
本实施例泡沫排水剂由以下重量份数的组分组成：无患子提取物80份，脂肪醇聚氧乙烯醚AEO18 40份，聚丙烯酰胺5份，三乙醇胺10份。
无患子提取物制备方法包括以下步骤：（1）准确称取无患子全果100重量份，粉碎，加入300重量份水后在100℃下浸泡72小时；（2）在步骤（1）浸泡后的溶液中加入2重量份的聚合硫酸铝絮凝24小时，絮凝后取上层清液浓缩至水分含量为4%即得无患子提取物。
本实施例泡沫排水剂的水溶液分别由体积百分比分别为为2.0%、3.0%、4.0%、5.0%、6.0%的泡沫排水剂和余量水组成。
对比例
本对比例的气田泡沫排水剂由以下重量份数的组分组成：表面活性剂100份，甲基纤维素5份，DC-7控泡剂（道康宁）7份，其中表面活性剂由无患子提取物、咪唑啉、十二烷基二甲基甜菜碱按照重量比2:1:2组成。其中无患子提取物的提取方法如下：取无患子将其粉碎成3cm的小块，加水在100℃下浸泡72小时，然后加入絮凝剂硫酸铝絮凝18小时，取上层澄清液将其减压浓缩至水分3wt%即得无患子提取物。
本对比例泡沫排水剂的水溶液由体积百分比为3.0%、5.0%的泡沫排水剂和余量水组成。
试验例1
本发明中涉及的两种表面活性物质在相同条件下单独使用和同时使用的发泡能力实验。以及聚丙烯酰胺与无患子提取物和脂肪醇聚氧乙烯醚AEO18复配形成的表面活性剂的具有协同作用的试验。试验方法：单独使用无患子提取物或脂肪醇聚氧乙烯醚AEO18配制药剂浓度为0.3%，以及将无患子提取物和脂肪醇聚氧乙烯醚AEO18按照一定重量份数配比后配制药剂浓度为0.3%，以及聚丙烯酰胺与无患子提取物和脂肪醇聚氧乙烯醚AEO18复配形成的表面活性剂按一定重量份数配比后配制药剂浓度为0.3%。将上述表面活性物质在温度为90℃，矿化度为总离子浓度20万ppm和25万ppm条件下，采用GB/T 13173-2008的Ross-Miles法测试溶液的发泡能力，具体实验结果见下表1。
表1 不同表面活性物质的发泡能力和泡沫稳定性
Figure BDA00002707792000041
Figure BDA00002707792000051
试验例2
将实施例1～3和对比例制备的气田泡沫排水剂水溶液进行模拟试验，模拟装置主要包括一个罗氏泡沫仪和恒温携液仪。试验考察不同浓度泡沫排水剂溶液在模拟地层温度90℃、模拟地层水250g/L的矿化水，抗30%凝析油时发泡能力和泡沫稳定性、携液率和泡沫含水率，以考察本发明泡沫排水剂水溶液满足实际需求的最有效、最经济的使用浓度范围。模拟地层水配制如下：分别称取20.00g(CaCl2)，12.00g(MgCl2)，33.00g(Na2SO4)，185.00g(NaCl)于1000mL烧杯中，用蒸馏水溶解稀释至总体积为1L，总矿化度为250.00g/L。具体的实验结果见下表2。
表2 实施例1～3中泡沫排水剂水溶液模拟实验结果
Figure BDA00002707792000052

Claims (6)

1.一种泡沫排水剂，其特征在于：由以下重量份数的组分组成：
无患子提取物           50～80份，
脂肪醇聚氧乙烯醚AEO18  20～40份，
聚丙烯酰胺             1～5份，
三乙醇胺               5～10份。
2.根据权利要求1所述的泡沫排水剂，其特征在于：由以下重量份数的组分组成：
无患子提取物           70～80份，
脂肪醇聚氧乙烯醚AEO18  30～40份，
聚丙烯酰胺             3～5份，
三乙醇胺               8～10份。
3.根据权利要求1或2所述的泡沫排水剂，其特征在于：所述的无患子提取物的制备方法如下：（1）准确称取无患子全果，粉碎，加水后在80～100℃下浸泡36～72小时；（2）在步骤（1）浸泡后的溶液中加入絮凝剂，絮凝后取上层清液浓缩至水分含量小于5%即得无患子提取物。
4.根据权利要求3所述的泡沫排水剂，其特征在于：所述的絮凝剂为聚合硫酸铝。
5.一种泡沫排水剂水溶液，其特征在于：由体积百分比为2～6%的泡沫排水剂和余量水组成。
6.根据权利要求5所述的泡沫排水剂水溶液，其特征在于：由体积百分比为4～6%的泡沫排水剂和余量水组成。
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