CN110818567A - 一种提高天然气采收率方法及其产品生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及天然气开发技术领域，具体地说，涉及一种提高天然气采收率方法及其产品生产工艺。其包括乙二醇全氟丙酸酯气湿剂，乙二醇全氟丙酸酯气湿剂包括以下原料试剂：乙二醇HOCH2CH2OH，五氟丙酸CF3CF2COOH，对甲苯磺酸，乙醇重结晶和碳酸钠溶液；乙二醇HOCH2CH2OH，五氟丙酸CF3CF2COOH和对甲苯磺酸均为分析纯级别。该发明的设计消除了液锁、消除了毛管阻力，减小了天然气产出的阻力；二是提高了气相渗透率，增大了气相流动通道的体积，使天然气产出量增大，提高低效井生产产量，使间歇并转变为常开井，提高了天然气单井产量最终提高了天然气采收率。
Description
技术领域
本发明涉及天然气开发技术领域，具体地说，涉及一种提高天然气采收率方法及其产品生产工艺。
背景技术
21世纪是天然气世纪，天然气作为一种更清洁、更优质、更经济的能源和化工原料，在国民经济中的地位越来越重要。由于绝大部分气藏属低渗透和水驱气藏，采收率低，此外我国天然气消费量又逐年上升，因此提高气藏采收率有重要的经济和社会价值。提高气藏采收率(EGR)，指在现有经济技术条件下，在水驱或气驱等天然能量开采的气藏采收率基础上，实现提高气藏采收率的新技术、新方法或新工艺过程。理想中的气驱气藏是气藏圈闭中没有任何地层水、没有凝析油，依靠气藏本身的弹性膨胀产生驱气动力，天然气从气藏基质毛管内通过微裂缝顺利到达井筒实现天然气有效采出，一直达到最终采收率。
真实的气驱气藏圈闭中不但含有天然水，而且由于储层高压会产生一些凝析油。水、凝析油的存在，在储层基质储气毛管内产生水锁和油锁，统称为液锁。由于液锁的存在，毛管表面的润湿性不一致，毛管表面出现气湿、水湿、油湿的混乱现象，在水湿、油湿的毛管段内产生毛管力，这个毛管力的方向与天然气产出方向相反，即这个毛管力是天然气从基质储气毛孔内流向井筒的阻力。由于毛管力的存在，使天然气井产量降低，长期下去，一些生产井慢慢变为不能连续生产、只有间歇生产或停产，最终降低天然气采收率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高天然气采收率方法及其产品生产工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，一方面，本发明提供一种提高天然气采收率的产品，包括乙二醇全氟丙酸酯气湿剂，乙二醇全氟丙酸酯气湿剂包括以下原料试剂：乙二醇HOCH2CH2OH，五氟丙酸CF3CF2COOH，对甲苯磺酸，乙醇重结晶和碳酸钠溶液；乙二醇HOCH2CH2OH，五氟丙酸CF3CF2COOH和对甲苯磺酸均为分析纯级别。
另一方面，本发明提供一种提高天然气采收率的产品生产工艺，其生产工艺步骤如下：
S1、在安装了温度计、分水器、冷凝管的四口瓶中，在氮气保护下，通过磁力搅拌器搅拌，依次加入乙二醇、甲苯、五氟丙酸、对甲苯磺酸；
S2、在油浴锅中常压加热到110℃恒温回流反应7小时，至分水器中不再有水生成，反应结束；
S3、降压蒸馏除去甲苯，冷却至室温；
S4、用饱和碳酸钠水溶液洗涤至PH值到中性；
S5、再用饱和食盐水洗涤除去未反应原料和对甲苯磺酸；
S6、真空干燥箱干燥，得到黄色透明液体，即乙二醇全氟丙酸酯气湿剂，记作FQ。
作为优选，所述乙二醇全氟丙酸酯气湿剂FQ合成机理为：
五氟丙酸CF3CF2COOH使用摩尔数n1；
乙二醇HOCH2CH2OH使用摩尔数n2；
若，n1≤n2，则合成反应式为：
CF3CF2COOH+HOCH2CH2OH→CF3CF2COOH2CH2OH+H2O；
若，n1＞n2，则合成反应式为：
2CF3CF2COOH+HOCH2CH2OH→CF3CF2COO2CH2CH2OH+H2O。
另一方面，本发明提供一种提高天然气采收率方法，其方法为：在气驱气藏内注入乙二醇全氟丙酸酯气湿剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果：给气驱气藏内注入一种本发明化学品乙二醇全氟丙酸酯气湿剂，使气驱气藏基质内储气毛管表面润湿性变为气湿：一是消除了液锁、消除了毛管阻力，减小了天然气产出的阻力；二是提高了气相渗透率，增大了气相流动通道的体积，使天然气产出量增大，提高低效井生产产量，使间歇并转变为常开井，提高了天然气单井产量最终提高了天然气采收率。
附图说明
图1为本发明的产品生产工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一方面，本发明提供一种提高天然气采收率的产品，包括乙二醇全氟丙酸酯气湿剂，乙二醇全氟丙酸酯气湿剂包括以下原料试剂：乙二醇HOCH2CH2OH，五氟丙酸CF3CF2COOH，对甲苯磺酸，乙醇重结晶和碳酸钠溶液。
本实施例中，乙二醇HOCH2CH2OH，五氟丙酸CF3CF2COOH和对甲苯磺酸均为分析纯级别，使得乙二醇HOCH2CH2OH，五氟丙酸CF3CF2COOH和对甲苯磺酸杂质少，不妨碍分析测定。
进一步的，碳酸钠溶液为饱和碳酸钠溶液，避免碳酸钠溶液内含有杂质。
实施例2
另一方面，本发明提供一种提高天然气采收率的产品生产工艺，如图1所示，其生产工艺步骤如下：
S1、在安装了温度计、分水器、冷凝管的四口瓶中，在氮气保护下，通过磁力搅拌器搅拌，依次加入乙二醇、甲苯、五氟丙酸、对甲苯磺酸；
S2、在油浴锅中常压加热到110℃恒温回流反应7小时，至分水器中不再有水生成，反应结束；
S3、降压蒸馏除去甲苯，冷却至室温；
S4、用饱和碳酸钠水溶液洗涤至PH值到中性；
S5、再用饱和食盐水洗涤除去未反应原料和对甲苯磺酸；
S6、真空干燥箱干燥，得到黄色透明液体，即乙二醇全氟丙酸酯气湿剂，记作FQ。
进一步的，乙二醇全氟丙酸酯气湿剂FQ合成机理为：
五氟丙酸CF3CF2COOH使用摩尔数n1；
乙二醇HOCH2CH2OH使用摩尔数n2；
若，n1≤n2，则合成反应式为：
CF3CF2COOH+HOCH2CH2OH→CF3CF2COOH2CH2OH+H2O；
若，n1＞n2，则合成反应式为：
2CF3CF2COOH+HOCH2CH2OH→CF3CF2COO2CH2CH2OH+H2O。
具体的，此反应根据反应物比例不同可生成单酯或双酯，一以下实施例进行了4组不同比例反应物的合成。
实施例2.1
n1和n2的比例为0.9∶1.0时，合成步骤如下：
S2.1.1、在安装了温度计、分水器、冷凝管(安装在分水器上面)的四口瓶中，在氮气保护下，通过磁力搅拌器搅拌，依次加入乙二醇63g、甲苯50mL、五氟丙酸148.5g、对甲苯磺酸5g；
S2.1.2、在油浴锅中常压加热到110℃恒温回流反应7小时，至分水器中不再有水生成，反应结束；
S2.1.3、降压蒸馏除去甲苯，冷却至室温；
S2.1.4、用饱和碳酸钠水溶液洗涤至PH值到中性；
S2.1.5、再用饱和食盐水洗涤除去未反应原料和对甲苯磺酸；
S2.1.6、真空干燥箱干燥，得到黄色透明液体，即是乙二醇全氟丙酸酯气湿剂，记作FQ1。
实施例2.2
n1和n2的比例为1.0∶1.0时，合成步骤如下：
S2.2.1、在安装了温度计、分水器、冷凝管(安装在分水器上面)的四口瓶中，在氮气保护下，通过磁力搅拌器搅拌，依次加入乙二醇63g、甲苯50mL、五氟丙酸165g、对甲苯磺酸5g；
S2.2.2、在油浴锅中常压加热到110℃恒温回流反应7小时，至分水器中不再有水生成，反应结束；
S2.2.3、降压蒸馏除去甲苯，冷却至室温；
S2.2.4、用饱和碳酸钠水溶液洗涤至PH值到中性；
S2.2.5、再用饱和食盐水洗涤除去未反应原料和对甲苯磺酸；
S2.2.6、真空干燥箱干燥，得到黄色透明液体，即是乙二醇全氟丙酸酯气湿剂，记作FQ2。
实施例2.3
n1和n2的比例为1.5∶1.0时，合成步骤如下：
S2.3.1、在安装了温度计、分水器、冷凝管(安装在分水器上面)的四口瓶中，在氮气保护下，通过磁力搅拌器搅拌，依次加入乙二醇63g、甲苯50mL、五氟丙酸247.5g、对甲苯磺酸5g；
S2.3.2、在油浴锅中常压加热到110℃恒温回流反应7小时，至分水器中不再有水生成，反应结束；
S2.3.3、降压蒸馏除去甲苯，冷却至室温；
S2.3.4、用饱和碳酸钠水溶液洗涤至PH值到中性；
S2.3.5、再用饱和食盐水洗涤除去未反应原料和对甲苯磺酸；
S2.3.6、真空干燥箱干燥，得到黄色透明液体，即是乙二醇全氟丙酸酯气湿剂，记作FQ3。
实施例2.4
n1和n2的比例为2.0∶1.0时，合成步骤如下：
S2.4.1、在安装了温度计、分水器、冷凝管(安装在分水器上面)的四口瓶中，在氮气保护下，通过磁力搅拌器搅拌，依次加入乙二醇63g、甲苯50mL、五氟丙酸330.0g、对甲苯磺酸5g；
S2.4.2、在油浴锅中常压加热到110℃恒温回流反应7小时，至分水器中不再有水生成，反应结束；
S2.4.3、降压蒸馏除去甲苯，冷却至室温；
S2.4.4、用饱和碳酸钠水溶液洗涤至PH值到中性；
S2.4.5、再用饱和食盐水洗涤除去未反应原料和对甲苯磺酸；
S2.4.6、真空干燥箱干燥，得到黄色透明液体，即是乙二醇全氟丙酸酯气湿剂，记作FQ4。
此外，采用接触角法乙二醇全氟丙酸酯气湿剂FQ进行气湿性检测评价，通过接触角法，采用JC2000D接触角测定仪来测量气-液-岩石体系的接触角，接触角θ＜90°时为液湿，接触角θ≈90°时为中性气湿，当接触角θ＞90°时为气体润湿。
具体的，接触角法乙二醇全氟丙酸酯气湿剂FQ气湿性检测原料包括岩心、气湿检测用水和油。
其中，岩心采用中石化西南局采气厂提供，把岩心切成厚5mm、边长为30mm的正方形岩心样品10片，用细砂纸将岩石表面打磨光滑，烘干，然后编号：岩心11、岩心22、岩心1、岩心2、岩心3、岩心4、岩心5、岩心6、岩心7、岩心8。
其中，气湿检测用水为蒸馏水，油为十二烷。
值得说明的是，接触角法乙二醇全氟丙酸酯气湿剂FQ气湿性检方法为：
A、岩心11作水的倾角θ11，岩心22作油的倾角θ22；
B、配制1％本发明的乙二醇全氟丙酸酯气湿剂FQ1水溶液，将岩心1、岩心2漫入1％本发明的乙二醇全氟丙酸酯气湿剂FQ1水溶液中，70℃下老化48小时后，取出烘干，岩心1作气湿剂FQ1处理后的水的倾角θ1，岩心2作气湿剂FQ1处理后油的倾角θ2；
C、配制1％本发明的乙二醇全氟丙酸酯气湿剂FQ2水溶液，将岩心3、岩心4浸入1％本发明乙二醇全氟丙酸酯气湿剂FQ2水溶液中，70℃下老化48小时后，取出烘干，岩心3作气湿剂FQ2处理后的水的倾角θ3，岩心4作气湿剂FQ2处理后油的倾角θ4；
D、配制1％本发明乙二醇全氟丙酸酯气湿剂FQ3水溶液，将岩心5、岩心6浸入1％本发明乙二醇全氟丙酸酯气湿剂FQ3水溶液中，70℃下老化48小时后，取出烘干，岩心5作气湿剂FQ3处理后的水的倾角θ5，岩心6作气湿剂FQ3处理后油的倾角θ6；
E、配制1％本发明乙二醇全氟丙酸酯气湿剂FQ4水溶液，将岩心7、岩心8浸入1％本发明乙二醇全氟丙酸酯气湿剂FQ4水溶液中，70℃下老化48小时后，取出烘干，岩心7作气湿剂FQ4处理后的水的倾角θ7，岩心8作气湿剂FQ4处理后油的倾角θ8。
测量结果入下表所示：
FQ气湿性检测结果表
测量结果表明:经过本发明气湿剂处理过的岩心表面气湿性明显改变，润湿性由液湿反转为气湿，形成气湿表面。
其中，n1和n2的比例为1.5∶1.0时合成产品效果最好：岩心对水的接触角由34°增加到147°，对油的接触角由7°增加到97°，形成较强气湿表面。
实施例3
另一方面，本发明提供一种提高天然气采收率方法，其方法为：在气驱气藏内注入乙二醇全氟丙酸酯气湿剂，使气驱气藏基质内储气毛管表面润湿性变为气湿：一是消除了液锁、消除了毛管阻力，减小了天然气产出的阻力；二是提高了气相渗透率，增大了气相流动通道的体积，使天然气产出量增大，提高低效井生产产量，使间歇井转变为常开井，提高了天然气单井产量，最终提高了天然气采收率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种提高天然气采收率的产品，包括乙二醇全氟丙酸酯气湿剂，其特征在于：乙二醇全氟丙酸酯气湿剂包括以下原料试剂：乙二醇HOCH2CH2OH，五氟丙酸CF3CF2COOH，对甲苯磺酸，乙醇重结晶和碳酸钠溶液；乙二醇HOCH2CH2OH，五氟丙酸CF3CF2COOH和对甲苯磺酸均为分析纯级别。
2.一种提高天然气采收率的产品生产工艺，包括权利要求1所述的提高天然气采收率的产品，其生产工艺步骤如下：
S1、在安装了温度计、分水器、冷凝管的四口瓶中，在氮气保护下，通过磁力搅拌器搅拌，依次加入乙二醇、甲苯、五氟丙酸、对甲苯磺酸；
S2、在油浴锅中常压加热到110℃恒温回流反应7小时，至分水器中不再有水生成，反应结束；
S3、降压蒸馏除去甲苯，冷却至室温；
S4、用饱和碳酸钠水溶液洗涤至PH值到中性；
S5、再用饱和食盐水洗涤除去未反应原料和对甲苯磺酸；
S6、真空干燥箱干燥，得到黄色透明液体，即乙二醇全氟丙酸酯气湿剂，记作FQ。
3.根据权利要求2所述的提高天然气采收率的产品生产工艺，其特征在于：所述乙二醇全氟丙酸酯气湿剂FQ合成机理为：
五氟丙酸CF3CF2COOH使用摩尔数n1；
乙二醇HOCH2CH2OH使用摩尔数n2；
若，n1≤n2，则合成反应式为：
CF3CF2COOH+HOCH2CH2OH→CF3CF2COOH2CH2OH+H2O；
若，n1＞n2，则合成反应式为：
2CF3CF2COOH+HOCH2CH2OH→(CF3CF2COO)2CH2CH2OH+H2O。
4.一种提高天然气采收率方法，包括权利要求1所述的提高天然气采收率的产品，其方法为：在气驱气藏内注入乙二醇全氟丙酸酯气湿剂。
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