CN104140802A - 一种气井排水采气用泡排剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气井排水采气用泡排剂，属于油气田化学剂技术领域。本发明是由双子表面活性剂、两性离子表面活性剂、高键能表面活性剂和高分子聚合物混合而成，即可得到气井排水采气用泡排剂。本发明的泡排剂耐高温环境（最高能耐180℃），宽pH值环境（pH值=1～10），耐高矿化度（≥320000mg/L），耐硫化氢和二氧化碳氛围（硫化氢分压≥25%，二氧化碳分压≥20%）；具有优异的起泡性能，泡沫稳定性好，携水效果好，较低表面张力，发泡体积大都高于8倍。

Description

一种气井排水采气用泡排剂
技术领域
本发明涉及一种气井排水采气用泡排剂，属油气田化学剂技术领域。
背景技术
泡沫排水采气是向气井里加入泡沫排水剂（简称泡排剂）的一种助排工艺，可以很容易地达到清除井底积液、提高开采效率的目的，并且不影响气井的生产，施工简易，因此得到广泛的应用。当使用工况的温度、矿化度升高，泡排剂的起泡能力和稳定性都大幅降低，从而出现失效的情况。随着新开发气田气井各种特殊情况的出现，要求适用泡排剂具备多方面的综合性能。如目前处于四川盆地新开发的普光气田、元坝气田等，都呈现出高温、高盐、高含硫化氢等特点。因此需要开发的泡排剂具备：高起泡效率、耐高温、高盐、耐硫化氢氛围和耐宽pH值环境的综合性能。
ZL201010142972.6公开了一种耐盐、抗甲醇泡排剂，其组分按质量百分比配比：椰油酰胺丙基甜菜碱20～40％、氧化胺45～65％、α-烯基磺酸盐5～20％、三乙醇胺5～15％、氟碳表面活性剂0.2～2％、甲醇0～5％、合计100％；解决了高矿化度（最高186644.1mg/L）、注甲醇气井排水采气的问题；但该泡排剂不具备耐高温、耐硫化氢氛围和耐宽pH值环境的性能。ZL201010177121.5公开了一种用于高温产水气井排水采气用的泡排剂，其组分按质量百分比配比：椰油酰基胺丙基甜菜碱25～40%，月桂酰肌氨酸20～30%，余量为水；最高能耐150℃；但该泡排剂不具备耐高盐、耐硫化氢氛围和耐宽pH值环境的性能。ZL201110088319.0公开了一种排水采气用高温泡排剂，其组分按质量百分比配比：十二烷基硫酸钠10-15%，烷基糖苷占2-5%，AES占15-18%，十二烷基磺酸钠占20-25%，生物表面活性剂占5-10%，水占27-48%；最高能耐350℃；但该泡排剂不具备耐高盐、耐硫化氢氛围和耐宽pH值环境的性能。期刊《天然气工业》1995年第15卷第2期文献“泡排剂CZP的泡沫性能研究”中介绍的泡排剂，在高盐（250000mg/L）和广泛的pH值范围（5-13）内有很好的泡沫性能，并且有良好的抗H2S性能，但是最高耐温为90℃；该泡排剂不具备耐低pH值、耐高温性能。期刊《精细石油化工进展》2007年第8卷第12期文献“一种高温泡排剂的实验室评价”中介绍的泡排剂，最高能耐130℃，耐盐17642.6mg/L、17238.6mg/L；但该泡排剂不具备耐高盐、耐硫化氢氛围和耐宽pH值环境的综合性能。
发明内容
本发明主要目的是为了克服许多现有泡排剂适用环境范围窄的弱点，进而提供一种新的排水采气用的泡排剂配方，具有很好的耐高温性能、起泡性、耐盐和硫化氢氛围性能，以及适用于宽pH值环境性能。
本发明的目的通过下列技术方案实现。
本发明由双子表面活性剂、两性离子表面活性剂、高键能表面活性剂和高分子聚合物混合而成，其组分按质量百分数为：双子表面活性剂10～40%，两性离子表面活性剂15～40%，高键能表面活性剂1～10%，高分子聚合物2～10%，余量为水。
所述的双子表面活性剂为季铵盐类双子表面活性剂，含有以下结构通式：
其中m值为10～17，n值为2～6。简称为季铵盐类双子表面活性剂m-n-m。
所述的两性离子表面活性剂为椰油酰基胺丙基甜菜碱或月桂酰酰基胺丙基甜菜碱，含有以下结构通式：
当其中R基团为椰油基（C11H23）时，称为椰油酰基胺丙基甜菜碱；当其中R基团为月桂酰基（C12H25）时，称为月桂酰基胺丙基甜菜碱。
所述的高键能表面活性剂为氟碳表面活性剂，含有以下结构通式：
其中m值为5或7，n值为2或3。根据m和n的数值，将氟碳表面活性剂简称为FS-mn。
所述的高分子聚合物为聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺分子结构式如下：
聚丙烯酰胺分子量大小从1×106至1.2×107g/mol。
本发明的有益效果是：本发明的泡排剂耐高温环境（最高能耐180℃），宽pH值环境（pH值=1～10），耐高矿化度（≥320000mg/L），耐硫化氢和二氧化碳氛围（硫化氢分压≥25%，二氧化碳分压≥20%）；具有优异的起泡性能，泡沫稳定性好，携水效果好，较低表面张力，发泡体积大都高于8倍。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。泡排剂的起泡能力、热稳定性、泡沫稳定性等性能参照SY/T6465-2000《泡沫排水采气用起泡剂评价方法》标准进行测试。
实施例1
在带有搅拌器的反应器中加入15%质量季铵盐类双子表面活性剂12-3-12、20%质量椰油酰基胺丙基甜菜碱、2%质量氟碳表面活性剂FS-73、5%质量聚丙烯酰胺（分子量为6×106g/mol）、58%质量水，搅拌30分钟至全溶解，即得排水采气用的耐宽pH值高温高盐泡排剂。经过24小时高温老化后，用发泡体积采用搅拌法进行测试。
实施例2
在带有搅拌器的反应器中加入20%质量季铵盐类双子表面活性剂16-4-16、15%质量月桂酰基胺丙基甜菜碱、1%质量氟碳表面活性剂FS-53、7%质量聚丙烯酰胺（分子量为1.2×107g/mol）、57%质量水，搅拌30分钟至全溶解，即得排水采气用的耐宽pH值高温高盐泡排剂。经过24小时高温老化后，用发泡体积采用搅拌法进行测试。
实施例3
在带有搅拌器的反应器中加入25%质量季铵盐类双子表面活性剂14-6-14、25%质量椰油酰基胺丙基甜菜碱、3%质量氟碳表面活性剂FS-73、3%质量聚丙烯酰胺（分子量为1×107g/mol）、44%质量水，搅拌30分钟至全溶解，即得排水采气用的耐宽pH值高温高盐泡排剂。经过24小时高温老化后，用发泡体积采用搅拌法进行测试。
实施例4～8按照实施例1、2、3的方法，配方见下表1所示，其性能测试结果如下表2所示。
表1泡排剂的实施例
表2实施例1～8的泡排剂的起泡能力、热稳定性、泡沫稳定性等性能测试结果
由表2的数据可知，本发明所述的气井排水采气用泡排剂，具有耐高温环境（最高能耐180℃），宽pH值环境(1～10)，耐高矿化度（≥320000mg/L），耐硫化氢和二氧化碳氛围（总压10MPa，H2S分压2.5MPa，CO2分压2.0MPa）；适用于高温高盐高硫化氢氛围等工况的气井排水作业。

Claims (5)

1.一种气井排水采气用泡排剂，其特征是：由双子表面活性剂、两性离子表面活性剂、高键能表面活性剂和高分子聚合物按以下质量百分数混合而成：
双子表面活性剂10～40%，两性离子表面活性剂15～40%，高键能表面活性剂1～10%，高分子聚合物2～10%，余量为水。
2.根据权利要求1所述的一种气井排水采气用泡排剂，其特征在于：所述的双子表面活性剂为季铵盐类双子表面活性剂m-n-m，其结构通式为：
式中：m值为10～17，n值为2～6。
3.根据权利要求1所述的一种气井排水采气用泡排剂，其特征在于：所述的两性离子表面活性剂为椰油酰基胺丙基甜菜碱、月桂酰酰基胺丙基甜菜碱中的一种，其结构通式为：
其中R基团为C11H23或C12H25。
4.根据权利要求1所述的一种气井排水采气用泡排剂，其特征在于：所述的高键能表面活性剂为氟碳表面活性剂，其结构通式为：
式中：m值为5或7，n值为2或3。
5.根据权利要求1所述的一种气井排水采气用泡排剂，其特征在于：所述的高分子聚合物为聚丙烯酰胺，聚合物的结构式为：
式中：聚合物的分子量大小在1×106g/mol至1.2×107g/mol之间。
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