CN106479473A - 一种用于气井的起泡助排剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于气井的起泡助排剂，该起泡助排剂由表面活性剂、稳泡剂、助剂及水组成，其制备方法是按配方比例将表面活性剂、稳泡剂、助剂和水混合均匀，即得到起泡助排剂成品。本发明的起泡助排剂一方面具有优良的起泡性能，泡沫丰富稳定，抗盐能力适中；另一方面，该起泡助排剂其表面张力为21.11mN/m，助排性能好，有利于作业液体的返排。本发明产品可充分利用各原料成分间的协同作用，将起泡剂和助排剂结合在一起，实现了一剂两用，降低了成本，同时现场使用方便。

Description

一种用于气井的起泡助排剂
技术领域
本发明属于石油化工产品的制备技术领域，涉及一种用于气井的起泡助排剂及其制备方法。
背景技术
随着气田的大规模开发，气井压裂井次在不断增多，压裂规模也在不断增大。压裂液性能的好坏是影响压裂施工的成败及增产效果的一个重要因素。在压裂液体系中加入起泡剂有利于降低井筒内液柱的密度，使得压裂支撑剂可以均匀的随着井筒到达地层裂缝；另外起泡剂还可以降低压裂液的表界面张力，并具有一定的帮助返排液快速高效地返排出地层的作用。压裂过程结束后，需要将压裂液的残液从储层中返排出来。助排剂是影响压裂液返排效果成败的关键因素之一，特别是对于地层能量低、渗透性差的地层情况，压裂液难于迅速完全排出地层就会造成粘土膨胀、乳化堵塞、毛细管吸渗水锁及钙、铁、硅二次沉淀堵塞孔喉等地层伤害。为了降低井筒内液柱的密度，且帮助压裂液返排以降低压裂液对储层的伤害，通常在压裂液中需要加入起泡剂和助排剂。
现有技术中，常用的起泡剂为表面活性剂，可分为阴离子起泡剂、阳离子起泡剂、两性离子起泡剂和非离子起泡剂。由于单一的表面活性剂往往很难满足地层的各种技术指标，故将具有优良起泡剂性能的表面活性剂进行复配后可以得出具有增泡效应的体系。如申请号为201310212134.5的中国专利文本中公开的一种酸性CO2泡沫压裂体系高效起泡剂，该起泡剂是由两性离子表面活性剂A、两性离子表面活性剂B、两性双子表面活性剂、高分子聚合物和溶剂组成，能够满足气井CO2泡沫压裂起泡的需要。又如申请号为201410704531.9的中国专利文本中公开的一种抗油起泡剂及其制备方法，该起泡剂是由质量分数50％～70％的烷基丙基甜菜碱、5％～15％的阴离子表面活性剂、10％～20％的十六烷基三甲基溴化铵和10％～20％的水组成。
现有技术中，常用的助排剂主要有低分子醇、表面活性剂等。如申请号为200910083139.6的中国专利中公开的一种助排剂，该助排剂由十二烷基二甲基苄基氯化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基醇醚-8、脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-6、氟碳表面活性剂FN-3以及水组成。
以往在气井压裂过程中，都是需要单独向压裂液中加入起泡剂和助排剂，实际工作中起泡剂和助排剂之间常存在配伍性不好的问题，导致两个制剂均无法发挥其最佳效果，而且现场实施中还需添加多种其它的助剂，操作起来较为繁琐，也增加了成本。
发明内容
为解决现有技术存在的上述不足，本发明提供了一种兼具有优良起泡稳泡和助排效果的用于气井的起泡助排剂。
为实现以上发明目的而采用的技术解决方案如下所述。
一种用于气井的起泡助排剂，按质量百分含量计由下列成分组成：表面活性剂10％～25％，稳泡剂5％～15％，助剂10％～20％，水45％～65％；
该起泡助排剂的制备方法为：按配方比例将表面活性剂、稳泡剂、助剂和水混合均匀，即得成品。
优选地，所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、甜菜碱两性表面活性剂中的一种或多种的组合。
更优选地，所述的阴离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的中的一种或多种的组合。
更优选地，所述的非离子表面活性剂为烷基多糖苷APG0810、烷基多糖苷APG1214、醇醚糖苷AEG中的中的一种或多种的组合。
更优选地，所述的甜菜碱两性表面活性剂为十二烷基二甲基甜菜碱、月桂酰胺基甜菜碱、十二烷基磺丙基甜菜碱、十八烷基磺丙基甜菜碱中的中的一种或多种的组合。
优选地，所述的稳泡剂为氧化胺和/或烷醇酰胺。
更优选地，所述的氧化胺为十二烷基二甲基氧化胺、月桂酰胺丙基氧化胺中的中的一种或多种的组合。
更优选地，所述的烷醇酰胺为椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、月桂酸二乙醇酰胺、椰子油二乙醇酰胺中的中的一种或多种的组合。
优选地，所述的助剂为乙醇、乙二醇、丁二醇、异丙醇中的任意一种。
实际应用中，所述起泡助排剂按其占压裂液用量的质量百分比为0.3％～0.5％的添加量加入压裂液中使用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)该起泡助排剂具有优良的起泡性能，泡沫丰富稳定，抗盐能力适中；
(2)该起泡助排剂其表面张力为21.11mN/m，助排性能好，有利于作业液体的返排。
(3)本发明利用各成分间的协同作用，将起泡剂和助排剂结合在一起，同时兼具优良的起泡助排效果，对于降低气田开采过程中地层所受的伤害具有重要的意义。
(4)本发明实现了一剂两用，取代了传统的起泡剂与助排剂，减少了助剂的种类，降低了成本。
(5)实际应用中，该起泡助排剂剂按它占压裂液用量的质量百分比为0.3％～0.5％的加量直接加入压裂液中使用，与压裂液体系配伍性良好，现场使用方便。
具体实施方式
实施例1：
取15克脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)溶于15克乙醇，在室温下搅拌，并溶解均匀，然后加入5克十二烷基二甲基氧化胺，并搅拌均匀，最后加入65克的水搅拌均匀即制成100g的起泡助排剂。
实施例2：
取20克烷基多糖苷APG1214溶于20克乙醇，在室温下搅拌，并溶解均匀，然后加入10克月桂酸二乙醇酰胺，并搅拌均匀，最后加入50克的水搅拌均匀即制成100g的起泡助排剂。
实施例3：
取25克醇醚糖苷AEG溶于20克丁二醇，在室温下搅拌，并溶解均匀，然后加入10克椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，并搅拌均匀，最后加入45克的水搅拌均匀即制成100g的起泡助排剂。
实施例4：
取20克十二烷基磺丙基甜菜碱溶于20克异丙醇，在室温下搅拌，并溶解均匀，然后加入5克椰子油二乙醇酰胺，并搅拌均匀，最后加入55克的水搅拌均匀即制成100g的起泡助排剂。
实施例5：
取15克月桂酰胺基甜菜碱溶于15克乙二醇，在室温下搅拌，并溶解均匀，然后加入5克月桂酰胺丙基氧化胺，并搅拌均匀最后加入65克的水搅拌均匀即制成100g的起泡助排剂。
对实施例1-5制备的起泡助排剂的进行起泡效果性能测试。测试方法按“Q/SYCQ3200-2010 YFP-2起泡剂”企业标准进行测定：在25℃下，量取99.5ml蒸馏水转移至900ml的专用量杯，用移液管移取0.5ml的起泡助排剂至专用量杯中，混合均匀。用搅拌机在9000r/min转速下搅拌1分钟，倒入500ml量筒中，记录下泡沫总体积和量筒中排出50ml水溶液的时间。作为对比，选取其中市售的一种起泡剂作为比较，测试结果如表1所示：
表1实施例1-5的起泡助排剂和市售起泡剂的起泡性能测试数据
起泡助排剂 温度(℃) 浓度(％) 发泡率(％) 半衰期
实施例1 30 0.5 75.31 6＇58＂00
实施例2 30 0.5 75.82 7＇08＂00
实施例3 30 0.5 77.13 7＇53＂00
实施例4 30 0.5 77.02 7＇45＂00
实施例5 30 0.5 76.15 7＇22＂00
市售起泡剂 30 0.5 75.61 6＇36＂47
由表1可知，本发明实施例提供的起泡助排剂具有起泡能力强，泡沫稳定性好，良好的半衰期，满足于压裂对于起泡剂的要求。
对实施例1-5制备的起泡助排剂的进行助排性能测试。测试方法按“Q/SYCQ 3206-2010 CF-5E气井助排剂”企业标准进行测定：实验采用的助排剂浓度为0.50％，测定仪器为旋转滴超低界面张力仪(HAAKE-XZD-5)，作为对比，选取其中市售的一种助排剂作为比较，测试结果如表2所示：
表2实施例1-5的起泡助排剂和市售助排剂的表面张力数据
起泡助排剂 温度(℃) 表面张力(mN/m)
实施例1 30 22.32
实施例2 30 22.39
实施例3 30 23.15
实施例4 30 23.05
实施例5 30 22.11
市售助排剂 30 23.97
由表2可知，本发明实施例提供的起泡助排剂具有较低的表面张力，利于提高压裂液残液的返排率，降低压裂液对地层的伤害具有重要的意义。
综上所述，本发明实施例提供的起泡助排剂不仅具有起泡稳泡能力，且能降低表界面张力，帮助压裂液返排，进而取代传统的起泡剂与助排剂，减少助剂的种类，同时降低成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于气井的起泡助排剂，其特征在于：按质量百分含量计，所述起泡助排剂由下列成分组成：表面活性剂10％～25％，稳泡剂5％～15％，助剂10％～20％，水45％～65％；
该起泡助排剂的制备方法为：按配方比例将表面活性剂、稳泡剂、助剂和水混合均匀，即得成品。
2.根据权利要求1所述的用于气井的起泡助排剂，其特征在于：所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、甜菜碱两性表面活性剂中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求2所述的用于气井的起泡助排剂，其特征在于：所述的阴离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求2所述的用于气井的起泡助排剂，其特征在于：所述的非离子表面活性剂为烷基多糖苷APG0810、烷基多糖苷APG1214、醇醚糖苷AEG中的一种或多种的组合。
5.根据权利要求2所述的用于气井的起泡助排剂，其特征在于：所述的甜菜碱两性表面活性剂为十二烷基二甲基甜菜碱、月桂酰胺基甜菜碱、十二烷基磺丙基甜菜碱、十八烷基磺丙基甜菜碱中的一种或多种的组合。
6.根据权利要求1所述的用于气井的起泡助排剂，其特征在于：所述的稳泡剂为氧化胺和/或烷醇酰胺。
7.根据权利要求6所述的用于气井的起泡助排剂，其特征在于：所述的氧化胺为十二烷基二甲基氧化胺、月桂酰胺丙基氧化胺中的一种或多种的组合。
8.根据权利要求6所述的用于气井的起泡助排剂，其特征在于：所述的烷醇酰胺为椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、月桂酸二乙醇酰胺、椰子油二乙醇酰胺中的一种或多种的组合。
9.根据权利要求1所述的用于气井的起泡助排剂，其特征在于：所述的助剂为乙醇、乙二醇、丁二醇或异丙醇。
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