CN109679632B - 采用泡沫排水剂组合物排液采气的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种采用泡沫排水剂组合物排液采气的方法。主要解决现有的酸性气井在开发过程中积液过多，导致气井减产甚至停喷的问题。本发明通过采用排液采气的方法，包括以下步骤：1)将泡排剂组合物或泡排剂组合物溶液注入含水气井；2)将泡排剂组合物或泡排剂组合物溶液与含水气井中的气体和水或油水混合物充分接触，形成泡沫流体，然后将泡沫流体举升到地面；所述泡排剂组合物以质量份数计包括以下组分：1份具有式(I)所示分子通式的烷基胺；0.1～50份具有式(II)所示分子通式的长链聚醚含氮化合物；0～10份的纳米颗粒的技术方案，较好的解决了该问题，可用于气井排水采气工艺中。
Figure DDA0001437193490000011

Description

采用泡沫排水剂组合物排液采气的方法
技术领域
本发明涉及一种采用泡沫排水剂组合物排液采气的方法，特别是一种酸性气井的采用泡排剂组合物排液采气的方法。
背景技术
随着气田开采力度的加强，气田出水成了制约气井正常生产的关键问题。泡沫排水采气是近年来国内外迅速发展的一种排水采气技术，具有设备简单、施工方便、成本低、适用井深范围大、不影响气井正常生产等优点。泡沫排水就是通过油管或油套管环空向井内注入泡排剂，在气流的搅动下，产生具有一定稳定性的泡沫。管内滑脱沉积的液相变为泡沫，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，从而排出井内积液，达到排水采气的目的。
国外自上个世纪六十年代开始泡排剂的研制，多选用磺酸盐、苯磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚等表面活性剂。到目前排水采气用泡排剂大多采用多元复配体系，为了增强单一泡沫的稳定性，配方中通常还加入碱、醇、聚合物、烷醇酰胺等助剂形成强化泡沫。US20120279715报道了一种气井中回收气体增加油产量的泡沫流体，是一类含酰胺基团季铵盐表面活性剂兼具泡排和杀菌功能，疏水链为取代萘环、苯环或天然油酯中的疏水片段，具有很强的耐氯和抗凝析油的性能，还具有很好的缓蚀性能。然而由于分子结构中含有对高温较为敏感的酰胺基团，因而酸性条件下容易水解。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的酸性气井在开发过程中积液过多，导致气井减产甚至停喷的问题，提供一种采用泡排剂组合物排液采气的方法，特别是一种酸性气井采用泡排剂组合物排液采气的方法，用于气井排水采气，可高效携液，具有很好的耐酸性能、起泡性能和携液能力。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种采用泡排剂组合物排液采气的方法，包括以下步骤：
(1)将泡排剂组合物或泡排剂组合物溶液注入含水气井；
(2)将泡排剂组合物或泡排剂组合物溶液与含水气井中的气体和水、或气体和油水混合物充分接触，形成泡沫流体，然后将泡沫流体举升到地面；
其中，所述泡排剂组合物，以质量份数计，包括以下组分：
(1)1份的烷基胺；
(2)0.1～50份的长链聚醚含氮化合物
(3)0～10份的纳米颗粒。
上述技术方案中，所述烷基胺的分子通式优选为：
Figure BDA0001437193470000021
其中，R1为C6～C16的烷基中的任意一种。
上述技术方案中，所述长链聚醚含氮化合物的分子通式优选为：
Figure BDA0001437193470000022
其中，R1为C10～C26的脂肪基或C10～C26的芳香基；y＝0～20，z＝0～60；R4、R5独立选自C1～C5的烷基、C1～C5的取代烷基中的任意一种；R6、R7独立选自C1～C5的亚烷基、取代亚烷基的任意一种；Y选自使式(II)所示分子呈电中性的阴离子基团；进一步，R1优选为C10～C20的烷基、C10～C20的烷基苯，R7优选为C2H4或C3H6，z优选大于0；
上述技术方案中，所述Y只要是使分子通式(II)呈电中性的阴离子基团即可，例如但不限定Y优选自-COO-、-SO3 -、-HPO4 -中的至少一种，进一步优选为-COO-、-SO3 -中的至少一种。
上述技术方案中，所述纳米颗粒优选为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米锂皂石中的至少一种，更优选为纳米二氧化硅。
本发明中的泡排剂组合物在配制时，对水没有特殊要求，可以是去离子水，还可以是含无机矿物质的水，而含无机矿物质的水可以是自来水、油田地层水或油田注入水。
上述技术方案中，所述的泡排剂组合物的制备方法，优选包括以下步骤：
将烷基胺、长链聚醚含氮化合物和纳米颗粒按照所需质量份数，与水混合均匀，得到所述排水采气用泡排剂组合物。
上述技术方案中，所述含水气井优选pH值＝3～7。
本发明方法的泡排剂组合物的关键有效成分烷基胺、长链聚醚含氮化合物，本领域技术人员知道，为了便于运输和贮存或现场使用等方面考虑，可以采用各种供应形式，例如不含水的固态形式，或者含水的固态形式，或者含水的膏状形式，或者水溶液形式；水溶液形式包括用水配成浓缩液的形式，直接配成现场驱油所需浓度的泡排剂形式；其中，对水没有特殊要求，可以是去离子水，还可以是含无机矿物质的水，而含无机矿物质的水可以是自来水、油气田地层水或油气田注入水。
本发明方法中的泡排剂组合物具有很好的配伍性，还可以含有本领域常用的其它处理剂，如表面活性剂、聚合物，碱等采油助剂。
本发明方法中的泡排剂组合物中烷基胺和长链聚醚含氮化合物，在pH酸性条件下质子化，增加泡沫液膜间的分离压，泡沫剂携带的结合水和束缚水的量增加，泡沫携液量增强，析液减慢，使得其可以应用于酸性排水采气过程中。
采用本发明的技术方案，根据SY/T 6465-2000《泡沫排水采气用起泡剂评价方法》对该泡排剂在pH 3，5，7条件下分别进行泡沫性能测试，起泡高度大于135mm，携液量大于140mL，具有良好的耐酸，起泡性能、和携液能力，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1是携液量测定装置，用于模拟排液采气携液量测定。
下面通过实施例对本发明作进一步阐述。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，以下结合实施例进一步阐述本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
【实施例1】
在常温常压下，称取烷基胺、长链聚醚含氮化合物，纳米二氧化硅按照质量比1:2:1分别在pH 3，5，7水溶液中溶解，配制成1.0wt％的溶液，即得泡排剂组合物HF-1。组分结构如表1所示。
【实施例2】
在常温常压下，称取烷基胺、长链聚醚含氮化合物，纳米二氧化硅按照质量比1:10:5分别在pH 3，5，7水溶液中溶解，配制成1.0wt％的溶液，即得泡排剂组合物HF-2。组分结构如表1所示。
【实施例3】
在常温常压下，称取烷基胺、长链聚醚含氮化合物，纳米二氧化硅按照质量比1:0.2:0.5分别在pH 3，5，7水溶液中溶解，配制成1.0wt％的溶液，即得泡排剂组合物HF-3。组分结构如表1所示。
【实施例4】
在常温常压下，称取烷基胺、长链聚醚含氮化合物，纳米二氧化硅按照质量比1:1:0.1分别在pH 3，5，7水溶液中溶解，配制成1.0wt％的溶液，即得泡排剂组合物HF-4。组分结构如表1所示。
【实施例5】
在常温常压下，称取烷基胺、长链聚醚含氮化合物，纳米二氧化硅按照质量比1:0.5:0.5分别在pH 3，5，7水溶液中溶解，配制成1.0wt％的溶液，即得泡排剂组合物HF-5。组分结构如表1所示。
【实施例6】
在常温常压下，称取烷基胺、长链聚醚含氮化合物，纳米二氧化硅按照质量比1:2:1分别在pH 3，5，7水溶液中溶解，配制成1.0wt％的溶液，即得泡排剂组合物HF-6。组分结构如表1所示。
【实施例7】
在常温常压下，称取烷基胺、长链聚醚含氮化合物，纳米二氧化硅按照质量比1:3:0.5分别在pH 3，5，7水溶液中溶解，配制成1.0wt％的溶液，即得泡排剂组合物HF-7。组分结构如表1所示。
【实施例8】
在常温常压下，称取烷基胺、长链聚醚含氮化合物，纳米二氧化硅按照质量比1:50:10分别在pH 3，5，7水溶液中溶解，配制成1.0wt％的溶液，即得泡排剂组合物HF-8。组分结构如表1所示。
【实施例9】
在常温常压下，称取烷基胺、长链聚醚含氮化合物，纳米二氧化硅按照质量比1:2:1分别在pH 3，5，7水溶液中溶解，配制成1.0wt％的溶液，即得泡排剂组合物HF-9。组分结构如表1所示。
【实施例10】
在常温常压下，称取烷基胺、长链聚醚含氮化合物，纳米二氧化硅按照质量比1:2:1分别在pH 3，5，7水溶液中溶解，配制成1.0wt％的溶液，即得泡排剂组合物HF-10。组分结构如表1所示。
【实施例11】
在常温常压下，称取烷基胺、长链聚醚含氮化合物，纳米二氧化硅按照质量比1:2:1分别在pH 3，5，7水溶液中溶解，配制成1.0wt％的溶液，即得泡排剂组合物HF-11。组分结构如表1所示。
【实施例12】
在常温常压下，称取烷基胺、长链聚醚含氮化合物，纳米碳酸钙按照质量比1:2:1在分别在pH 3，5，7水溶液中溶解，配制成1.0wt％的溶液，即得泡排剂组合物HF-12。组分结构如表1所示。
【实施例13】
在常温常压下，称取烷基胺、长链聚醚含氮化合物，纳米锂皂石按照质量比1:2:1在分别在pH 3，5，7水溶液中溶解，配制成1.0wt％的溶液，即得泡排剂组合物HF-13。组分结构如表1所示。
【实施例14】
在常温常压下，称取烷基胺、长链聚醚含氮化合物按照质量比1:2分别在pH 3，5，7水溶液中溶解，配制成1.0wt％的溶液，即得泡排剂组合物HF-14。组分结构如表1所示。【实施例15】
参照SY/T 6465-2000《泡沫排水采气用起泡剂评价方法》标准，测定泡排剂的起始发泡高度、5分钟后泡沫高度，结果见表2所示。
将4000mL/min的氮气连续通入泡排剂水溶液，测定15分钟时间内泡沫携液量，结果见表2所示。采用的携液量测定装置如图1所示。
由实施例6和11中泡排剂的结果数据可以看出，同比条件下，z不为零时，起泡力、泡沫稳定性、携液能力等技术效果显著提高。
【比较例1】
使用【实施例1-5】中的烷基胺和纳米二氧化硅，不加入长链聚醚含氮化合物制备成泡排剂组合物，同【实施例15】测定泡排剂的起始发泡高度、5分钟后泡沫高度、15分钟时间内泡沫携液量，结果见表3所示。
【比较例2】
使用【实施例1-6】中的长链聚醚含氮化合物和纳米二氧化硅，不加入烷基胺制备成泡排剂组合物，同【实施例15】测定泡排剂的起始发泡高度、5分钟后泡沫高度、15分钟时间内泡沫携液量，结果见表4所示。
【比较例3】
使用十四烷基二甲基甜菜碱与十二胺按照质量比1:2，制备成泡排剂组合物，同【实施例15】测定泡排剂的起始发泡高度、5分钟后泡沫高度、15分钟时间内泡沫携液量，结果见表5所示。
表1实施例中的组合物组分结构
Figure BDA0001437193470000071
表2实施例中的泡排剂组合物的泡沫性能
Figure BDA0001437193470000081
表3比较例1中的泡排剂组合物的泡沫性能
Figure BDA0001437193470000091
表4比较例2中的的泡排剂组合物的泡沫性能
Figure BDA0001437193470000092
表5比较例3中的的泡排剂组合物的泡沫性能
Figure BDA0001437193470000101

Claims (7)

1.一种采用泡排剂组合物排液采气的方法，包括以下步骤：
(1)将泡排剂组合物或泡排剂组合物溶液注入含水气井；
(2)将泡排剂组合物或泡排剂组合物溶液与含水气井中的气体和水、或气体和油水混合物充分接触，形成泡沫流体，然后将泡沫流体举升到地面；
其中，所述泡排剂组合物，以质量份数计，包括以下组分：
1)1份的烷基胺；
2)0.1～50份的长链聚醚含氮化合物；
3)0～10份的纳米颗粒；
所述烷基胺的分子通式为：
R1-NH2， 式(I)；
其中，R1为C6～C16的烷基中的任意一种；
所述长链聚醚含氮化合物的分子通式为：
Figure FDA0002883891670000011
其中，所述R1为C10～C26的脂肪基或C10～C26的芳香基；y＝0～20，z＝0～60，且y和z不同时为0；R4、R5独立选自C1～C5的烷基、C1～C5的取代烷基中的任意一种；R6、R7独立选自C1～C5的亚烷基、C1～C5的取代亚烷基的任意一种；Y选自使式(II)所示分子呈电中性的阴离子基团。
2.根据权利要求1所述采用泡排剂组合物排液采气的方法，其特征在于所述R1为C10～C20的烷基或C10～C20的烷基苯基，R7为C2H4或C3H6。
3.根据权利要求1所述采用泡排剂组合物排液采气的方法，其特征在于所述z大于0。
4.根据权利要求1所述的采用泡排剂组合物排液采气的方法，其特征在于所述纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米锂皂石中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的采用泡排剂组合物排液采气的方法，其特征在于所述纳米颗粒为纳米二氧化硅。
6.根据权利要求1～5任一所述的采用泡排剂组合物排液采气的方法，其特征在于所述泡排剂组合物的制备方法，包括以下步骤：将所述烷基胺、长链聚醚含氮化合物和纳米颗粒按照所需质量份数，与水混合均匀，得到所述泡排剂组合物。
7.根据权利要求1～5任一所述的采用泡排剂组合物排液采气的方法，其特征在于所述含水气井pH值＝3～7。
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