CN110878201A - 一种抗高矿化度、耐凝析油的泡排剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油气田开发领域，具体涉及到用于天然气开采中的一种抗高矿化度、耐凝析油的泡排剂及其制备方法。本发明按质量百分比由下列成分组成：0.3‑1.2％的烷基磺酸盐甜菜碱，0.1‑0.8％的有机纳米颗粒，1‑35％的无机盐，余量为水。本发明的泡排剂体系在35％的超高矿化度和含凝析油的条件下，有较高的起泡体积和携液量，可用于超高矿化度和含凝析油气井的泡沫排水采气；泡排剂的制备工艺简单、成本低，有利于大面积推广。泡排剂组成绿色环保，制备方便，价格低廉，无毒低刺激性。
Description
技术领域：本发明属于油气田开发领域，具体涉及到用于天然气开采中的一种抗高矿化度、耐凝析油的泡排剂及其制备方法。
背景技术：泡沫排水采气是通过向天然气井中加入泡排剂，天然气生产过程中，在井筒内产生泡沫，泡沫减少井筒内气流上行举升过程中液体的“滑脱损失”，有利于排出井筒积液，实现排水采气的目的。泡排剂对气藏的适应性是泡沫排水采气是否成功的关键。
不同气藏的储层结构和性质不同，一些气藏的矿化度非常高，几乎接近饱和，矿化度可以达到30％以上。而且随着温度、压力的变化，天然气中的重组分会液化成液体，即凝析油。凝析油是对泡排剂的泡沫稳定性有很大的影响。目前，现有关于泡排剂的文献报道和工业产品难以适应超高矿化度和含凝析油气井的泡沫排水采气的应用。为了解决超高矿化度和含凝析油气井的泡沫排水采气问题，需要一种能够抗高矿化度和耐凝析油的泡排剂。
发明内容：本发明目的是为了解决天然气开采中超高矿化度和含凝析油气井的泡沫排水采气问题，提供了一种抗高矿化度、耐凝析油的泡排剂及其制备方法。
本发明的技术解决方案：一种抗高矿化度、耐凝析油的泡排剂，它按质量百分比由下列成分组成：
0.3-1.2％的烷基磺酸盐甜菜碱；
0.1-0.8％的有机纳米颗粒；
1-35％的无机盐；
余量为水；
所述烷基磺酸盐甜菜碱为椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱，所述椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱的结构通式为：
其中R为CnH2n+1，n＝12-16的自然数，M为钠离子或钾离子；
所述有机纳米颗粒为有机纳米蒙脱土和/或有机纳米陶粒；
所述的有机纳米蒙脱土和/或有机纳米陶粒的制备方法包括以下步骤：
(1)将纳米蒙脱土或纳米陶粒加入水中，在20-25℃下，超声分散3-4h；
(2)向所述分散后的纳米蒙脱土或纳米陶粒中，加入有机改性剂，所述有机改性剂与纳米蒙脱土或纳米陶粒的质量比为1:9-2:5；
(3)在20-80℃下，将所述纳米蒙脱土或纳米陶粒与有机改性剂混合物在超声分散2-12h；
(4)将所述超声分散后的纳米蒙脱土或纳米陶粒与有机改性剂混合物过滤、烘干、粉碎，得到有机纳米蒙脱土颗粒或有机纳米陶粒颗粒；
所述烷基磺酸盐甜菜碱的制备方法包括以下步骤：
(1)将椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺加入反应釜中，所述椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为3:2-2:3；
(2)在N2气保护条件下，所述椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺混合溶液在100-110℃反应釜中，搅拌、回流反应3-4h，在反应釜冷却到20-25℃后，得到羟内基酰胺基叔胺；
(3)在反应釜中加入1-氯-丙磺酸，在45-60℃下搅拌、回流反应1-2h，所述1-氯-丙磺酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为3:2-2:3；
(4)向反应釜中加入氢氧化钠或氢氧化钾，在45-60℃下搅拌、回流反应1-2h，所述氢氧化钠或氢氧化钾与椰油酸的摩尔比为3:1-2:1，在反应釜冷却到20-25℃后，得到椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱。
所述无机盐为氯化钙、氯化钠、氯化钾、氯化镁、硫酸钠、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或多种。
它按质量百分比还包括下列成分：
0.1-0.3％的助剂；
0.05-0.3％的稳定剂。
所述助剂为十二烷基二甲基氯化苄、烷基季铵盐和双烷基季铵盐中一种或几种任意比例的混合物。
所述稳定剂为2-硫醇基苯并咪唑盐、二甲基二硫代氨基甲酸盐和二乙基二硫代氨基甲酸盐中一种或几种任意比例的混合物。
一种抗高矿化度、耐凝析油的泡排剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱：将椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺加入反应釜中，所述椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为3:2-2:3；在N2气保护条件下，所述椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺混合溶液在100-110℃反应釜中，搅拌、回流反应3-4h，在反应釜冷却到20-25℃后，得到羟内基酰胺基叔胺；在反应釜中加入1-氯-丙磺酸，在45-60℃下搅拌、回流反应1-2h，所述1-氯-丙磺酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为3:2-2:3；向反应釜中加入氢氧化钠或氢氧化钾，在45-60℃下搅拌、回流反应1-2h，所述氢氧化钠或氢氧化钾与椰油酸的摩尔比为3:1-2:1，在反应釜冷却到20-25℃后，得到椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱；
(2)制备有机纳米蒙脱土颗粒或有机纳米陶粒颗粒：将纳米蒙脱土或纳米陶粒加入水中，在20-25℃下，超声分散3-4h；向所述分散后的纳米蒙脱土或纳米陶粒中，加入有机改性剂，所述有机改性剂与纳米蒙脱土或纳米陶粒的质量比为1:9-2:5；在20-80℃下，将所述纳米蒙脱土或纳米陶粒与有机改性剂混合物在超声分散2-12h；将所述超声分散后的纳米蒙脱土或纳米陶粒与有机改性剂混合物过滤、烘干、粉碎，得到有机纳米蒙脱土颗粒或有机纳米陶粒颗粒；
(3)称取质量比为0.3-1.2％的烷基磺酸盐甜菜碱加入水中，在20-30℃，用200-400转/分的机械搅拌桨搅拌10-20min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱溶液；称取质量比为0.1-0.8％的有机纳米颗粒加入所述烷基磺酸盐甜菜碱溶液中，在20-30℃，用200-400转/分的机械搅拌桨搅拌20-30min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米颗粒溶液；最后称取质量比为1-35％的无机盐加入所述烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米颗粒溶液中，在20-30℃，用200-300转/分的机械搅拌桨搅拌10-20min，制备成泡排剂。
包括助剂与稳定剂的一种抗高矿化度、耐凝析油的泡排剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱：将椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺加入反应釜中，所述椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为3:2-2:3；在N2气保护条件下，所述椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺混合溶液在100-110℃反应釜中，搅拌、回流反应3-4h，在反应釜冷却到20-25℃后，得到羟内基酰胺基叔胺；在反应釜中加入1-氯-丙磺酸，在45-60℃下搅拌、回流反应1-2h，所述1-氯-丙磺酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为3:2-2:3；向反应釜中加入氢氧化钠或氢氧化钾，在45-60℃下搅拌、回流反应1-2h，所述氢氧化钠或氢氧化钾与椰油酸的摩尔比为3:1-2:1，在反应釜冷却到20-25℃后，得到椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱；
(2)制备有机纳米蒙脱土颗粒或有机纳米陶粒颗粒：将纳米蒙脱土或纳米陶粒加入水中，在20-25℃下，超声分散3-4h；向所述分散后的纳米蒙脱土或纳米陶粒中，加入有机改性剂，所述有机改性剂与纳米蒙脱土或纳米陶粒的质量比为1:9-2:5；在20-80℃下，将所述纳米蒙脱土或纳米陶粒与有机改性剂混合物在超声分散2-12h；将所述超声分散后的纳米蒙脱土或纳米陶粒与有机改性剂混合物过滤、烘干、粉碎，得到有机纳米蒙脱土颗粒或有机纳米陶粒颗粒；
(3)称取质量比为0.3-1.2％的烷基磺酸盐甜菜碱加入水中，在20-30℃，用200-400转/分的机械搅拌桨搅拌10-20min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱溶液；称取质量比为0.1-0.8％的有机纳米颗粒加入所述烷基磺酸盐甜菜碱溶液中，在20-30℃，用200-400转/分的机械搅拌桨搅拌20-30min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米颗粒溶液；再称取质量比0.1-0.3％的助剂和0.05-0.3％的稳定剂加入所述烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米颗粒溶液中，在20-30℃，用200-300转/分的机械搅拌桨搅拌20-30min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米颗粒加助剂和稳定剂溶液最后称取质量比为1-35％的无机盐加入所述烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米颗粒加助剂和稳定剂溶液中，在20-30℃，用200-300转/分的机械搅拌桨搅拌10-20min，制备成泡排剂。
一种抗高矿化度、耐凝析油的泡排剂的制备方法，所述的有机改性剂为含氟两性离子表面活性剂、含氟季铵盐和烷基季铵盐中一种或几种任意比例的混合物。
所述的含氟两性离子表面活性剂为全氟烷基磺酸基季铵盐，所述全氟烷基磺酸基季铵盐的化学结构通式为：
其中，R—CnF2n+1，n＝3-8。
本发明的有益效果：本发明的泡排剂在35％的超高矿化度和含凝析油25％的条件下，具有较高的起泡体积、携液量；泡排剂的制备工艺简单、成本低，有利于推广；泡排剂组分绿色环保，制备方便，价格低廉，无毒低刺激性。
具体实施方式：下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：
泡排剂按质量百分比由下列成分组成：0.4％的烷基磺酸盐甜菜碱；0.1％的有机纳米蒙脱土颗粒；31.9％的无机盐；余量为水。
一种抗高矿化度、耐凝析油的泡排剂的制备方法包括以下步骤：
(1)制备椰油羟内基酰胺基甜菜碱：
(a)将椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺加入反应釜中，所述椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为1:1；
(b)在N2气保护条件下，椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺混合溶液在100℃反应釜中，搅拌、回流反应3h，在反应釜冷却到20℃后，得到羟内基酰胺基叔胺；
(c)在反应釜中加入1-氯-丙磺酸，在50℃下搅拌、回流反应1h，1-氯-丙磺酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为1:1；
(d)向反应釜中加入氢氧化钠或氢氧化钾，在50℃下搅拌、回流反应2h，氢氧化钠或氢氧化钾与椰油酸的摩尔比为2:1，在反应釜冷却到20℃后，得到椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱。
(2)制备有机纳米蒙脱土颗粒：
(a)将纳米蒙脱土加入水中，在20-25℃下，超声分散3-4h；
(b)向分散后的纳米蒙脱土中，加入有机改性剂，有机改性剂与纳米蒙脱土的质量比为1:9-2:5；
(c)在20-50℃下，将纳米蒙脱土与有机改性剂混合物在超声分散2-8h；
(d)将超声分散后的纳米蒙脱土与有机改性剂混合物过滤、烘干、粉碎，得到有机纳米颗粒。
有机改性剂为含氟两性离子表面活性剂，含氟两性离子表面活性剂化学结构通式为：
其中，R—CnF2n+1，n＝5-8。
无机盐由氯化钙、氯化钠、氯化钾、氯化镁、硫酸钠组成，其中氯化钙重量比为8.2％，氯化钠重量比为21.4％，氯化钾重量比为0.9％，氯化镁重量比为0.6％，硫酸钠重量比为0.8％。
(3)称取质量比为0.4％的烷基磺酸盐甜菜碱加入水中，在20℃，用200转/分的机械搅拌桨搅拌20min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱溶液；称取质量比为0.1％的有机纳米蒙脱土颗粒加入烷基磺酸盐甜菜碱溶液中，在20℃，用300转/分的机械搅拌桨搅拌30min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米颗粒溶液；最后称取质量比为31.9％的无机盐加入烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米颗粒溶液中，在20℃，用200转/分的机械搅拌桨搅拌20min，制备成泡排剂。
泡排剂起泡和携液性能测量在120℃下进行实验。配制泡排剂溶液与凝析油体积比为4:1的250mL溶液，摇晃30min，使泡排剂和凝析油混合均匀形成泡排剂凝析油混合溶液。泡排体系性能测试试验：参照SY-T6465-2000泡沫排水采气用起泡剂评价方法。泡排剂的起泡和携液性能如表1所示。
表1泡排剂起泡和携液性能结果
本实施例的泡排剂体系在矿化度31.9％、凝析油25％的条件下，发泡剂体系中加入不同有机纳米蒙脱土颗粒，发泡剂的初始起泡高度大于175mm，3min泡沫高度大于170mm，5min泡沫高度大于165mm，携液量大于190mL，携液率大于76％。可用于高矿化度、高凝析油气井的排水采气。
实施例2：
泡排剂按质量百分比由下列成分组成：0.8％的烷基磺酸盐甜菜碱；0.2％的有机纳米陶粒颗粒；30.2％的无机盐；余量为水。
一种抗高矿化度、耐凝析油的泡排剂，泡排剂的制备方法包括以下步骤：
(1)制备椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱：
(a)将椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺加入反应釜中，椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为1:1；
(b)在N2气保护条件下，椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺混合溶液在100℃反应釜中，搅拌、回流反应3h，在反应釜冷却到20℃后，得到羟内基酰胺基叔胺；
(c)在反应釜中加入1-氯-丙磺酸，在50℃下搅拌、回流反应1h，1-氯-丙磺酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为1:1；
(d)向反应釜中加入氢氧化钠或氢氧化钾，在50℃下搅拌、回流反应2h，氢氧化钠或氢氧化钾与椰油酸的摩尔比为2:1，在反应釜冷却到20℃后，得到椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱。
(2)制备有机纳米陶粒颗粒：
(a)将纳米陶粒加入水中，在20-25℃下，超声分散3-4h；
(b)向分散后的纳米陶粒中，加入有机改性剂，有机改性剂与纳米陶粒的质量比为1:9-2:5；
(c)在40-80℃下，将纳米陶粒与有机改性剂混合物在超声分散6-12h；
(d)将超声分散后的纳米陶粒与有机改性剂混合物过滤、烘干、粉碎，得到有机纳米颗粒。
有机改性剂为含氟两性离子表面活性剂，含氟两性离子表面活性剂化学结构通式为：
其中，R—CnF2n+1，n＝5-8。
无机盐由氯化钙、氯化钠、氯化钾、氯化镁、硫酸钠、碳酸氢钠组成，其中氯化钙重量比为5.6％，氯化钠重量比为22.7％，氯化钾重量比为0.7％，氯化镁重量比为0.5％，硫酸钠重量比为0.4％，碳酸氢钠重量比为0.3％。
(3)称取质量比为0.8％的烷基磺酸盐甜菜碱加入水中，在30℃，用400转/分的机械搅拌桨搅拌10min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱溶液；称取质量比为0.2％的有机纳米陶粒颗粒加入烷基磺酸盐甜菜碱溶液中，在30℃，用400转/分的机械搅拌桨搅拌20min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米陶粒颗粒溶液；最后称取质量比为30.2％的无机盐加入烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米陶粒颗粒溶液中，在30℃，用300转/分的机械搅拌桨搅拌10min，制备成泡排剂。
泡排剂起泡和携液性能测量在120℃下进行实验。配制泡排剂溶液与凝析油体积比为4:1的250mL溶液，摇晃30min，使泡排剂和凝析油混合均匀形成泡排剂凝析油混合溶液。泡排体系性能测试试验：参照SY-T6465-2000泡沫排水采气用起泡剂评价方法。泡排剂的起泡和携液性能如表2所示。
表2泡排剂起泡和携液性能结果
本实施例的泡排剂体系在矿化度30.2％、凝析油25％的条件下，发泡剂体系中加入不同有机纳米陶粒，发泡剂的初始起泡高度大于171mm，3min泡沫高度大于168mm，5min泡沫高度大于160mm，携液量大于195mL，携液率大于78％。可用于高矿化度、高凝析油气井的排水采气。
实施例3：
泡排剂按质量百分比由下列成分组成：0.6％的烷基磺酸盐甜菜碱；0.15％的有机纳米蒙脱土颗粒；33.9％的无机盐；余量为水。
一种抗高矿化度、耐凝析油的泡排剂，泡排剂的制备方法包括以下步骤：
(1)制备椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱：
(a)将椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺加入反应釜中，椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为3:2-2:3；
(b)在N2气保护条件下，椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺混合溶液在100-110℃反应釜中，搅拌、回流反应3-4h，在反应釜冷却到20-25℃后，得到羟内基酰胺基叔胺；
(c)在反应釜中加入1-氯-丙磺酸，在45-60℃下搅拌、回流反应1-2h，1-氯-丙磺酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为3:2-2:3；
(d)向反应釜中加入氢氧化钠或氢氧化钾，在45-60℃下搅拌、回流反应1-2h，氢氧化钠或氢氧化钾与椰油酸的摩尔比为3:1-2:1，在反应釜冷却到20-25℃后，得到椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱。
(2)制备有机纳米蒙脱土颗粒：
(a)将纳米蒙脱土加入水中，在25℃条件下，超声分散3h；
(b)向分散后的纳米蒙脱土中，加入有机改性剂，有机改性剂与纳米蒙脱土的质量比为1:9；
(c)在20℃下，将纳米蒙脱土与有机改性剂混合物在超声分散6h；
(d)将超声分散后的纳米蒙脱土与有机改性剂剂混合物过滤、烘干、粉碎，得到有机纳米颗粒。
有机改性剂为含氟两性离子表面活性剂，含氟两性离子表面活性剂化学结构通式为：
其中，R—CnF2n+1，n＝5-8。
无机盐由氯化钙、氯化钠、氯化钾、氯化镁、硫酸钠、碳酸氢钠组成，其中氯化钙重量比为7.6％，氯化钠重量比为22.7％，氯化钾重量比为0.7％，氯化镁重量比为0.5％，硫酸钠重量比为0.4％，碳酸氢钠重量比为0.3％。
(3)称取质量比为0.6％的烷基磺酸盐甜菜碱加入水中，在30℃，用300转/分的机械搅拌桨搅拌20min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱溶液；称取质量比为0.15％的有机纳米蒙脱土颗粒加入烷基磺酸盐甜菜碱溶液中，在30℃，用300转/分的机械搅拌桨搅拌30min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米蒙脱土颗粒溶液；最后称取质量比为33.9％的无机盐加入烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米蒙脱土颗粒溶液中，在30℃，用300转/分的机械搅拌桨搅拌20min，制备成泡排剂。
泡排剂起泡和携液性能测量在120℃下进行实验。配制泡排剂溶液与凝析油体积比为4:1的250mL溶液，摇晃30min，使泡排剂和凝析油混合均匀形成泡排剂凝析油混合溶液。泡排体系性能测试试验：参照SY-T6465-2000泡沫排水采气用起泡剂评价方法。泡排剂的起泡和携液性能如表3所示。
表3泡排剂起泡和携液性能结果
本实施例的泡排剂体系在矿化度33.9％、凝析油25％的条件下，发泡剂体系中加入不同制备烷基磺酸盐甜菜碱，发泡剂的初始起泡高度大于171mm，3min泡沫高度大于167mm，5min泡沫高度大于165mm，携液量大于203mL，携液率大于82％。可用于高矿化度、高凝析油气井的排水采气。
实施例4：
泡排剂按质量百分比由下列成分组成：0.4％的烷基磺酸盐甜菜碱；0.1％的有机纳米陶粒颗粒；29.9％的无机盐；余量为水。
一种抗高矿化度、耐凝析油的泡排剂，泡排剂的制备方法包括以下步骤：
(1)制备椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱：
(a)将椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺加入反应釜中，椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为3:2-2:3；
(b)在N2气保护条件下，椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺混合溶液在100-110℃反应釜中，搅拌、回流反应3-4h，在反应釜冷却到20-25℃后，得到羟内基酰胺基叔胺；
(c)在反应釜中加入1-氯-丙磺酸，在45-60℃下搅拌、回流反应1-2h，1-氯-丙磺酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为3:2-2:3；
(d)向反应釜中加入氢氧化钠或氢氧化钾，在45-60℃下搅拌、回流反应1-2h，氢氧化钠或氢氧化钾与椰油酸的摩尔比为3:1-2:1，在反应釜冷却到20-25℃后，得到椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱。
(2)制备有机纳米陶粒颗粒：
(a)将纳米陶粒加入水中，在25℃条件下，超声分散4h；
(b)向分散后的纳米陶粒中，加入有机改性剂，有机改性剂与纳米陶粒的质量比为1:5；
(c)在70℃下，将纳米陶粒与有机改性剂混合物在超声分散10h；
(d)将超声分散后的纳米陶粒与有机改性剂混合物过滤、烘干、粉碎，得到有机纳米颗粒。
有机改性剂为含氟两性离子表面活性剂，含氟两性离子表面活性剂为N-甲基，N-甲基，3-全氟辛基磺酰胺基丙基铵盐。
无机盐由氯化钙、氯化钠、氯化钾、氯化镁、硫酸钠组成，其中氯化钙重量比为5.6％，氯化钠重量比为22.7％，氯化钾重量比为0.7％，氯化镁重量比为0.5％，硫酸钠重量比为0.4％。
(3)称取质量比为0.4％的烷基磺酸盐甜菜碱加入水中，在20℃，用300转/分的机械搅拌桨搅拌20min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱溶液；称取质量比为0.1％的有机纳米陶粒颗粒加入烷基磺酸盐甜菜碱溶液中，在20℃，用300转/分的机械搅拌桨搅拌30min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米陶粒颗粒溶液；最后称取质量比为29.9％的无机盐加入烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米陶粒颗粒溶液中，在20℃，用300转/分的机械搅拌桨搅拌20min，制备成泡排剂。
泡排剂起泡和携液性能测量在120℃下进行实验。配制泡排剂溶液与凝析油体积比为4:1的250mL溶液，摇晃30min，使泡排剂和凝析油混合均匀形成泡排剂凝析油混合溶液。泡排体系性能测试试验：参照SY-T6465-2000泡沫排水采气用起泡剂评价方法。泡排剂的起泡和携液性能如表4所示。
表4泡排剂起泡和携液性能结果
本实施例的泡排剂体系在矿化度33.9％、凝析油25％的条件下，发泡剂体系中加入不同制备烷基磺酸盐甜菜碱，发泡剂的初始起泡高度大于178mm，3min泡沫高度大于175mm，5min泡沫高度大于172mm，携液量大于198mL，携液率大于79％。可用于高矿化度、高凝析油气井的排水采气。
实施例5：
泡排剂1按质量百分比由下列成分组成：0.3％的烷基磺酸盐甜菜碱；0.1％的有机纳米蒙脱土颗粒；0.1％的十二烷基二甲基氯化苄；0.05％的2-硫醇基苯并咪唑钠；13.2％的无机盐；余量为水；
泡排剂2按质量百分比由下列成分组成：0.6％的烷基磺酸盐甜菜碱；0.4％的有机纳米蒙脱土颗粒；0.2％的十二烷基三甲基氯化铵；0.1％二甲基二硫代氨基甲酸钠；13.2％的无机盐；余量为水；
泡排剂3按质量百分比由下列成分组成：0.8％的烷基磺酸盐甜菜碱；0.5％的有机纳米蒙脱土颗粒；0.3％的十二烷基二甲基氯化苄；0.2％的2-硫醇基苯并咪唑钠；13.2％的无机盐；余量为水；
泡排剂4按质量百分比由下列成分组成：1.2％的烷基磺酸盐甜菜碱；0.8％的有机纳米蒙脱土颗粒；0.1％的十二烷基二甲基氯化苄；0.3％的2-硫醇基苯并咪唑钠；13.2％的无机盐；余量为水。
一种抗高矿化度、耐凝析油的泡排剂，泡排剂的制备方法包括以下步骤：
(1)制备椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱：
(a)将椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺加入反应釜中，椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为1:1；
(b)在N2气保护条件下，椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺混合溶液在100℃反应釜中，搅拌、回流反应3h，在反应釜冷却到20℃后，得到羟内基酰胺基叔胺；
(c)在反应釜中加入1-氯-丙磺酸，在50℃下搅拌、回流反应1h，1-氯-丙磺酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为1:1；
(d)向反应釜中加入氢氧化钠或氢氧化钾，在50℃下搅拌、回流反应2h，氢氧化钠或氢氧化钾与椰油酸的摩尔比为2:1，在反应釜冷却到20℃后，得到椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱。
(2)制备有机纳米蒙脱土颗粒：
(a)将纳米蒙脱土加入水中，在25℃条件下，超声分散3h；
(b)向所述分散后的纳米蒙脱土中，加入有机改性剂，所述有机改性剂与纳米蒙脱土的质量比为1:9；
(c)在20℃下，将纳米蒙脱土与有机改性剂混合物在超声分散6h；
(d)将超声分散后的纳米蒙脱土有机改性剂混合物过滤、烘干、粉碎，得到有机纳米颗粒。
有机改性剂为烷基季铵盐，具体为十二烷基三甲基氯化铵。
助剂为十二烷基二甲基氯化苄、烷基季铵盐和双烷基季铵盐中一种或几种任意比例的混合物。
稳定剂为2-硫醇基苯并咪唑盐、二甲基二硫代氨基甲酸盐和二乙基二硫代氨基甲酸盐中一种或几种任意比例的混合物。
无机盐由氯化钙、氯化钠、氯化钾、氯化镁、硫酸钠组成，其中氯化钙重量比为2.8％，氯化钠重量比为9.7％，氯化钾重量比为0.4％，氯化镁重量比为0.2％，硫酸钠重量比为0.1％。
(3)称取质量比为0.3-1.2％的烷基磺酸盐甜菜碱加入水中，在25℃，用300转/分的机械搅拌桨搅拌15min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱溶液；称取质量比为0.1-0.8％的有机纳米蒙脱土颗粒加入烷基磺酸盐甜菜碱溶液中，在25℃，用300转/分的机械搅拌桨搅拌30min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米蒙脱土颗粒溶液；再称取质量比0.1-0.3％的助剂和0.05-0.3％的稳定剂加入烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米蒙脱土颗粒溶液中，在25℃，用300转/分的机械搅拌桨搅拌30min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米蒙脱土颗粒加助剂和稳定剂溶液最后称取质量比为13.2％的无机盐加入烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米蒙脱土颗粒加助剂和稳定剂溶液中，在25℃，用300转/分的机械搅拌桨搅拌15min，制备成泡排剂。
泡排剂起泡和携液性能测量在120℃下进行实验。配制泡排剂溶液与凝析油体积比为4:1的250mL溶液，摇晃30min，使泡排剂和凝析油混合均匀形成泡排剂凝析油混合溶液。泡排体系性能测试试验：参照SY-T6465-2000泡沫排水采气用起泡剂评价方法。泡排剂的起泡和携液性能如表5所示。
表5泡排剂起泡和携液性能结果
本实施例的泡排剂体系加入助剂和稳定剂后，发泡剂的初始起泡高度大于182mm，3min泡沫高度大于175mm，5min泡沫高度大于170mm，携液量大于214mL，携液率大于83％。可用于高矿化度、高凝析油气井的排水采气。
实施例6：
泡排剂1按质量百分比由下列成分组成：0.5％的烷基磺酸盐甜菜碱；0.2％的有机纳米陶粒颗粒；0.2％的十二烷基二甲基氯化苄；0.1％的2-硫醇基苯并咪唑钠；33.8％的无机盐；余量为水；
泡排剂2按质量百分比由下列成分组成：0.8％的烷基磺酸盐甜菜碱；0.4％的有机纳米陶粒颗粒；0.1％的十二烷基三甲基氯化铵；0.2％二甲基二硫代氨基甲酸钠；33.8％的无机盐；余量为水；
泡排剂3按质量百分比由下列成分组成：1.0％的烷基磺酸盐甜菜碱；0.3％的有机纳米陶粒颗粒；0.3％的十二烷基二甲基氯化苄；0.2％的2-硫醇基苯并咪唑钠；33.8％的无机盐；余量为水；
泡排剂4按质量百分比由下列成分组成：0.4％的烷基磺酸盐甜菜碱；0.1％的有机纳米陶粒颗粒；0.1％的双辛烷基二甲基氯化铵；0.1％的二乙基二硫代氨基甲酸钠；33.8％的无机盐；余量为水。
一种抗高矿化度、耐凝析油的泡排剂，泡排剂的制备方法包括以下步骤：
(1)制备椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱：
(a)将椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺加入反应釜中，椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为1:1；
(b)在N2气保护条件下，椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺混合溶液在100℃反应釜中，搅拌、回流反应3h，在反应釜冷却到20℃后，得到羟内基酰胺基叔胺；
(c)在反应釜中加入1-氯-丙磺酸，在50℃下搅拌、回流反应1h，1-氯-丙磺酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为1:1；
(d)向反应釜中加入氢氧化钠或氢氧化钾，在50℃下搅拌、回流反应2h，氢氧化钠或氢氧化钾与椰油酸的摩尔比为2:1，在反应釜冷却到20℃后，得到椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱。
(2)制备有机纳米陶粒颗粒：
(a)将纳米陶粒加入水中，在25℃条件下，超声分散4h；
(b)向所述分散后的纳米陶粒中，加入有机改性剂，有机改性剂与纳米陶粒的质量比为1:5；
(c)在70℃下，将所述纳米陶粒与有机改性剂混合物在超声分散10h；
(d)将超声分散后的纳米陶粒与有机改性剂混合物过滤、烘干、粉碎，得到有机纳米颗粒。
有机改性剂为含氟两性离子表面活性剂，含氟两性离子表面活性剂化学结构通式为：
其中，R—CnF2n+1，n＝5-8。
助剂为十二烷基二甲基氯化苄、烷基季铵盐和双烷基季铵盐中一种或几种任意比例的混合物。
稳定剂为2-硫醇基苯并咪唑盐、二甲基二硫代氨基甲酸盐和二乙基二硫代氨基甲酸盐中一种或几种任意比例的混合物。
无机盐由氯化钙、氯化钠组成，其中氯化钙重量比为15.2％，氯化钠重量比为18.6％。
(3)称取质量比为0.3-1.2％的烷基磺酸盐甜菜碱加入水中，在30℃，用200转/分的机械搅拌桨搅拌15min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱溶液；称取质量比为0.1-0.8％的有机纳米陶粒颗粒加入烷基磺酸盐甜菜碱溶液中，在30℃，用300转/分的机械搅拌桨搅拌30min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米陶粒颗粒溶液；再称取质量比0.1-0.3％的助剂和0.05-0.3％的稳定剂加入烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米蒙脱土颗粒溶液中，在30℃，用300转/分的机械搅拌桨搅拌30min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米陶粒颗粒加助剂和稳定剂溶液；最后称取质量比为33.8％的无机盐加入烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米陶粒颗粒加助剂和稳定剂溶液中，在30℃，用300转/分的机械搅拌桨搅拌15min，制备成泡排剂。
泡排剂起泡和携液性能测量在120℃下进行实验。配制泡排剂溶液与凝析油体积比为4:1的250mL溶液，摇晃30min，使泡排剂和凝析油混合均匀形成泡排剂凝析油混合溶液。泡排体系性能测试试验：参照SY-T6465-2000泡沫排水采气用起泡剂评价方法。泡排剂的起泡和携液性能如表6所示。
表6泡排剂起泡和携液性能结果
本实施例的泡排剂体系加入助剂和稳定剂后，发泡剂的初始起泡高度大于180mm，3min泡沫高度大于175mm，5min泡沫高度大于170mm，携液量大于198mL，携液率大于79％。可用于高矿化度、高凝析油气井的排水采气。
Claims (9)
1.一种抗高矿化度、耐凝析油的泡排剂，其特征在于：它按质量百分比由下列成分组成：
0.3-1.2％的烷基磺酸盐甜菜碱；
0.1-0.8％的有机纳米颗粒；
1-35％的无机盐；
余量为水；
所述烷基磺酸盐甜菜碱为椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱，所述椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱的结构通式为：
其中R为CnH2n+1，n＝12-16的自然数，M为钠离子或钾离子；
所述有机纳米颗粒为有机纳米蒙脱土和/或有机纳米陶粒；
所述的有机纳米蒙脱土和/或有机纳米陶粒的制备方法包括以下步骤：
(1)将纳米蒙脱土或纳米陶粒加入水中，在20-25℃下，超声分散3-4h；
(2)向所述分散后的纳米蒙脱土或纳米陶粒中，加入有机改性剂，所述有机改性剂与纳米蒙脱土或纳米陶粒的质量比为1:9-2:5；
(3)在20-80℃下，将所述纳米蒙脱土或纳米陶粒与有机改性剂混合物在超声分散2-12h；
(4)将所述超声分散后的纳米蒙脱土或纳米陶粒与有机改性剂混合物过滤、烘干、粉碎，得到有机纳米蒙脱土颗粒或有机纳米陶粒颗粒；
所述烷基磺酸盐甜菜碱的制备方法包括以下步骤：
(1)将椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺加入反应釜中，所述椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为3:2-2:3；
(2)在N2气保护条件下，所述椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺混合溶液在100-110℃反应釜中，搅拌、回流反应3-4h，在反应釜冷却到20-25℃后，得到羟内基酰胺基叔胺；
(3)在反应釜中加入1-氯-丙磺酸，在45-60℃下搅拌、回流反应1-2h，所述1-氯-丙磺酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为3:2-2:3；
(4)向反应釜中加入氢氧化钠或氢氧化钾，在45-60℃下搅拌、回流反应1-2h，所述氢氧化钠或氢氧化钾与椰油酸的摩尔比为3:1-2:1，在反应釜冷却到20-25℃后，得到椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱。
2.根据权利要求1所述的一种抗高矿化度、耐凝析油的泡排剂，其特征在于：所述无机盐为氯化钙、氯化钠、氯化钾、氯化镁、硫酸钠、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种抗高矿化度、耐凝析油的泡排剂，其特征在于：它按质量百分比还包括下列成分：
0.1-0.3％的助剂；
0.05-0.3％的稳定剂。
4.根据权利要求3所述的一种抗高矿化度、耐凝析油的泡排剂，其特征在于：所述助剂为十二烷基二甲基氯化苄、烷基季铵盐和双烷基季铵盐中一种或几种任意比例的混合物。
5.根据权利要求3所述的一种抗高矿化度、耐凝析油的泡排剂，其特征在于：所述稳定剂为2-硫醇基苯并咪唑盐、二甲基二硫代氨基甲酸盐和二乙基二硫代氨基甲酸盐中一种或几种任意比例的混合物。
6.一种抗高矿化度、耐凝析油的泡排剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)制备椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱：将椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺加入反应釜中，所述椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为3:2-2:3；在N2气保护条件下，所述椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺混合溶液在100-110℃反应釜中，搅拌、回流反应3-4h，在反应釜冷却到20-25℃后，得到羟内基酰胺基叔胺；在反应釜中加入1-氯-丙磺酸，在45-60℃下搅拌、回流反应1-2h，所述1-氯-丙磺酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为3:2-2:3；向反应釜中加入氢氧化钠或氢氧化钾，在45-60℃下搅拌、回流反应1-2h，所述氢氧化钠或氢氧化钾与椰油酸的摩尔比为3:1-2:1，在反应釜冷却到20-25℃后，得到椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱；
(2)制备有机纳米蒙脱土颗粒或有机纳米陶粒颗粒：将纳米蒙脱土或纳米陶粒加入水中，在20-25℃下，超声分散3-4h；向所述分散后的纳米蒙脱土或纳米陶粒中，加入有机改性剂，所述有机改性剂与纳米蒙脱土或纳米陶粒的质量比为1:9-2:5；在20-80℃下，将所述纳米蒙脱土或纳米陶粒与有机改性剂混合物在超声分散2-12h；将所述超声分散后的纳米蒙脱土或纳米陶粒与有机改性剂混合物过滤、烘干、粉碎，得到有机纳米蒙脱土颗粒或有机纳米陶粒颗粒；
(3)称取质量比为0.3-1.2％的烷基磺酸盐甜菜碱加入水中，在20-30℃，用200-400转/分的机械搅拌桨搅拌10-20min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱溶液；称取质量比为0.1-0.8％的有机纳米颗粒加入所述烷基磺酸盐甜菜碱溶液中，在20-30℃，用200-400转/分的机械搅拌桨搅拌20-30min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米颗粒溶液；最后称取质量比为1-35％的无机盐加入所述烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米颗粒溶液中，在20-30℃，用200-300转/分的机械搅拌桨搅拌10-20min，制备成泡排剂。
7.根据权利要求3所述的一种抗高矿化度、耐凝析油的泡排剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)制备椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱：将椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺加入反应釜中，所述椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为3:2-2:3；在N2气保护条件下，所述椰油酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺混合溶液在100-110℃反应釜中，搅拌、回流反应3-4h，在反应釜冷却到20-25℃后，得到羟内基酰胺基叔胺；在反应釜中加入1-氯-丙磺酸，在45-60℃下搅拌、回流反应1-2h，所述1-氯-丙磺酸与N,N-二乙醇基-1，3-羟内基丙二胺的摩尔比为3:2-2:3；向反应釜中加入氢氧化钠或氢氧化钾，在45-60℃下搅拌、回流反应1-2h，所述氢氧化钠或氢氧化钾与椰油酸的摩尔比为3:1-2:1，在反应釜冷却到20-25℃后，得到椰油羟内基酰胺基磺基甜菜碱；
(2)制备有机纳米蒙脱土颗粒或有机纳米陶粒颗粒：将纳米蒙脱土或纳米陶粒加入水中，在20-25℃下，超声分散3-4h；向所述分散后的纳米蒙脱土或纳米陶粒中，加入有机改性剂，所述有机改性剂与纳米蒙脱土或纳米陶粒的质量比为1:9-2:5；在20-80℃下，将所述纳米蒙脱土或纳米陶粒与有机改性剂混合物在超声分散2-12h；将所述超声分散后的纳米蒙脱土或纳米陶粒与有机改性剂混合物过滤、烘干、粉碎，得到有机纳米蒙脱土颗粒或有机纳米陶粒颗粒；
(3)称取质量比为0.3-1.2％的烷基磺酸盐甜菜碱加入水中，在20-30℃，用200-400转/分的机械搅拌桨搅拌10-20min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱溶液；称取质量比为0.1-0.8％的有机纳米颗粒加入所述烷基磺酸盐甜菜碱溶液中，在20-30℃，用200-400转/分的机械搅拌桨搅拌20-30min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米颗粒溶液；再称取质量比0.1-0.3％的助剂和0.05-0.3％的稳定剂加入所述烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米颗粒溶液中，在20-30℃，用200-300转/分的机械搅拌桨搅拌20-30min，制备成烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米颗粒加助剂和稳定剂溶液最后称取质量比为1-35％的无机盐加入所述烷基磺酸盐甜菜碱和有机纳米颗粒加助剂和稳定剂溶液中，在20-30℃，用200-300转/分的机械搅拌桨搅拌10-20min，制备成泡排剂。
8.根据权利要求6所述的一种抗高矿化度、耐凝析油的泡排剂的制备方法，其特征在于：该制备方法步骤(2)所述的有机改性剂为含氟两性离子表面活性剂、含氟季铵盐和烷基季铵盐中一种或几种任意比例的混合物。
9.根据权利要求8所述的一种抗高矿化度、耐凝析油的泡排剂的制备方法，其特征在于：所述的含氟两性离子表面活性剂为全氟烷基磺酸基季铵盐，所述全氟烷基磺酸基季铵盐的化学结构通式为：
其中，R—CnF2n+1，n＝3-8。
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