CN111732947B - 压裂用高效起泡剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及压裂用起泡剂技术领域，是一种压裂用高效起泡剂及其制备方法，该压裂用高效起泡剂原料包括两性表面活性剂、聚合物、非离子表面活性剂和水，按下述方法得到：第一步，在所需量的水中依次加入所需量的两性表面活性剂和非离子表面活性剂搅拌至溶解后，得到混合物料；第二步，将混合物料再加入所需量的聚合物搅拌至溶解后得到压裂用高效起泡剂。本发明压裂高效起泡剂发泡率高，泡沫细腻，同时，具有优良的抗盐能力和抗凝析油能力，能抵抗10万ppm（质量比）的矿化水和35%的凝析油，能有效配合液氮助排工艺，达到保护储层快速返排的效果，可广泛在气田领域推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及压裂用起泡剂技术领域，是一种压裂用高效起泡剂及其制备方法。
背景技术
水力压裂是目前各气田运用最为成熟的储层改造技术，在开发低渗及特低渗气藏过程中，因地层压力系数低，出现返排液难以返排的问题，致使压裂液对储层造成大量的污染，据此很多气田采用了液氮助排工艺，但是液氮助排工艺需要配套的起泡剂才能有效提高排液效率，起泡剂是压裂液的主要添加剂，而压裂液是压裂施工中最主要的液体体系，常规的起泡剂进入地层遇到地层水和凝析油后，起泡效果就会急剧下降甚至消失，因此，抗高矿化水、抗凝析油的高效起泡剂是目前重点研究的方向之一。
发明内容
本发明提供了一种压裂用高效起泡剂及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有的起泡剂发泡率低，无法抵抗凝析油和高矿化水的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种压裂用高效起泡剂，原料按重量百分比计包括两性表面活性剂15%至27%，聚合物0.05%至0.1%，非离子表面活性剂8%至10%，其余量为水，该压裂用高效起泡剂，按下述方法得到：第一步，在所需量的水中依次加入所需量的两性表面活性剂和非离子表面活性剂搅拌至溶解后，得到混合物料；第二步，将混合物料再加入所需量的聚合物搅拌至溶解后得到压裂用高效起泡剂。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述两性表面活性剂为咪唑啉磺酸盐和烷基酰胺丙基甜菜碱中的一种以上。
上述聚合物为部分水解聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺钾盐和聚丙烯酰胺钠盐中的一种以上。
上述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪酰胺聚氧乙烯醚中的一种以上。
上述第一步中，搅拌转速为30r/min至100r/min。
上述第二步中，搅拌转速为300r/min至600r/min。
上述第一步和第二步中，搅拌时温度为40℃至60℃。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种压裂用高效起泡剂的制备方法，原料按重量百分比计包括两性表面活性剂15%至27%，聚合物0.05%至0.1%，非离子表面活性剂8%至10%，其余量为水，该压裂用高效起泡剂的制备方法，按下述方法进行：第一步，在所需量的水中依次加入所需量的两性表面活性剂和非离子表面活性剂搅拌至溶解后，得到混合物料；第二步，将混合物料再加入所需量的聚合物搅拌至溶解后得到压裂用高效起泡剂。
下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：
上述两性表面活性剂为咪唑啉磺酸盐和烷基酰胺丙基甜菜碱中的一种以上。
上述聚合物为部分水解聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺钾盐和聚丙烯酰胺钠盐中的一种以上。
上述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪酰胺聚氧乙烯醚中的一种以上。
上述第一步中，搅拌转速为30r/min至100r/min。
上述第二步中，搅拌转速为300r/min至600r/min。
上述第一步和第二步中，搅拌时温度为40℃至60℃。
本发明压裂高效起泡剂发泡率高，泡沫细腻，同时，具有优良的抗盐能力和抗凝析油能力，能抵抗10万ppm（质量比）的矿化水和35%的凝析油，能有效配合液氮助排工艺，达到保护储层快速返排的效果，可广泛在气田领域推广应用。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品；本发明中的百分数如没有特殊说明，均为质量百分数；本发明中的溶液若没有特殊说明，均为溶剂为水的水溶液，例如，盐酸溶液即为盐酸水溶液；本发明中的常温、室温一般指15℃到25℃的温度，一般定义为25℃。
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：该压裂用高效起泡剂，原料按重量百分比计包括两性表面活性剂15%至27%，聚合物0.05%至0.1%，非离子表面活性剂8%至10%，其余量为水，该压裂用高效起泡剂，按下述方法得到：在所需量的水中依次加入所需量的两性表面活性剂和非离子表面活性剂搅拌至溶解后，得到混合物料；第二步，将混合物料再加入所需量的聚合物搅拌至溶解后得到压裂用高效起泡剂。
实施例2：该压裂用高效起泡剂，原料按重量百分比计包括两性表面活性剂15%或27%，聚合物0.05%或0.1%，非离子表面活性剂8%或10%，其余量为水，该压裂用高效起泡剂，按下述方法得到：在所需量的水中依次加入所需量的两性表面活性剂和非离子表面活性剂搅拌至溶解后，得到混合物料；第二步，将混合物料再加入所需量的聚合物搅拌至溶解后得到压裂用高效起泡剂。
实施例3：作为上述实施例的优化，两性表面活性剂为咪唑啉磺酸盐和烷基酰胺丙基甜菜碱中的一种以上。
实施例4：作为上述实施例的优化，聚合物为部分水解聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺钾盐和聚丙烯酰胺钠盐中的一种以上。
实施例5：作为上述实施例的优化，非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪酰胺聚氧乙烯醚中的一种以上。
实施例6：作为上述实施例的优化，第一步中，搅拌转速为30r/min至100r/min。
实施例7：作为上述实施例的优化，第二步中，搅拌转速为300r/min至600r/min。
实施例8：作为上述实施例的优化，第一步和第二步中，搅拌时温度为40℃至60℃。
实施例9：该压裂用高效起泡剂，原料按重量百分比计包括咪唑啉磺酸盐15%，部分水解聚丙烯酰胺0.05%，脂肪醇聚氧乙烯醚8%，其余量为水，该压裂用高效起泡剂按下述方法得到：在所需量的水中依次加入所需量的咪唑啉磺酸盐和脂肪醇聚氧乙烯醚搅拌至溶解后，得到混合物料，其中，搅拌时温度为40℃，搅拌转速为30r/min；第二步，将混合物料再加入所需量的部分水解聚丙烯酰胺搅拌至溶解后得到压裂用高效起泡剂，其中，搅拌时温度为40℃，搅拌转速为300r/min。
实施例10：该压裂用高效起泡剂，原料按重量百分比计包括咪唑啉磺酸盐27%，聚丙烯酰胺钾盐0.1%，脂肪醇聚氧乙烯醚10%，其余量为水，该压裂用高效起泡剂按下述方法得到：在所需量的水中依次加入所需量的咪唑啉磺酸盐和脂肪醇聚氧乙烯醚搅拌至溶解后，得到混合物料，其中，搅拌时温度为60℃，搅拌转速为100r/min；第二步，将混合物料再加入所需量的聚丙烯酰胺钾盐搅拌至溶解后得到压裂用高效起泡剂，其中，搅拌时温度为60℃，搅拌转速为600r/min。
实施例11：该压裂用高效起泡剂，原料按重量百分比计包括烷基酰胺丙基甜菜碱20%，聚丙烯酰胺钠盐0.08%，脂肪酰胺聚氧乙烯醚9%，其余量为水，该压裂用高效起泡剂按下述方法得到：在所需量的水中依次加入所需量的烷基酰胺丙基甜菜碱和脂肪酰胺聚氧乙烯醚搅拌至溶解后，得到混合物料，其中，搅拌时温度为50℃，搅拌转速为60r/min；第二步，将混合物料再加入所需量的聚丙烯酰胺钠盐搅拌至溶解后得到压裂用高效起泡剂，其中，搅拌时温度为50℃，搅拌转速为450r/min。
实施例12：该压裂用高效起泡剂，原料按重量百分比计包括咪唑啉磺酸盐20%，聚丙烯酰胺钾盐0.1%，脂肪醇聚氧乙烯醚10%，其余量为水，该压裂用高效起泡剂按下述方法得到：在所需量的水中依次加入所需量的咪唑啉磺酸盐和脂肪醇聚氧乙烯醚搅拌至溶解后，得到混合物料，其中，搅拌时水浴温度为50℃，搅拌转速为60r/min；第二步，将混合物料再加入所需量的聚丙烯酰胺钾盐搅拌至溶解后得到压裂用高效起泡剂，其中，搅拌时水浴温度为50℃，搅拌转速为450r/min。
与现有的起泡剂相比，本发明压裂用高效起泡剂的发泡率高，泡沫细腻，发泡率大于280%，半衰期大于600s，表面张力小于25mN/m；现有的起泡剂进入地层遇到矿化水和凝析油后，起泡效果会急剧下降甚至消失，而本发明压裂用高效起泡剂具有优良的抗盐能力，抗盐能力大于10万ppm（质量比），在10万ppm（质量比）的矿化水中，发泡率大于280%，同时，本发明压裂用高效起泡剂还具有优良的抗凝析油能力，抗凝析油能力大于35%的凝析油。
例如：将本发明实施例12得到的压裂用高效起泡剂与现有的起泡剂进行性能测试，现有的起泡剂可采用东营嘉颐有限公司或其他现有公知公用的起泡剂作为对比例，其结果如下：本发明实施例12得到的压裂用高效起泡剂的发泡率为290%，半衰期为620s，而现有的起泡剂的发泡率为230%，半衰期为240s；表面张力采用表面张力仪进行测试，本发明实施例12得到的压裂用高效起泡剂的表面张力为24mN/m，而现有的起泡剂的表面张力为32mN/m；由此可知，本发明实施例12得到的压裂用高效起泡剂相比现有的起泡剂发泡率高，半衰期长，表面张力小。
综上所述，本发明压裂高效起泡剂发泡率高，泡沫细腻，同时，具有优良的抗盐能力和抗凝析油能力，能抵抗10万ppm（质量比）的矿化水和35%的凝析油，能有效配合液氮助排工艺，达到保护储层快速返排的效果，可广泛在气田领域推广应用。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (4)
1.一种压裂用高效起泡剂，其特征在于原料按重量百分比计包括两性表面活性剂15%至27%，聚合物0.05%至0.1%，非离子表面活性剂8%至10%，其余量为水，该压裂用高效起泡剂，按下述方法得到：第一步，在所需量的水中依次加入所需量的两性表面活性剂和非离子表面活性剂搅拌至溶解后，得到混合物料；第二步，将混合物料再加入所需量的聚合物搅拌至溶解后得到压裂用高效起泡剂，其中，两性表面活性剂为咪唑啉磺酸盐，非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪酰胺聚氧乙烯醚中的一种以上，聚合物为部分水解聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺钾盐和聚丙烯酰胺钠盐中的一种以上。
2.根据权利要求1所述的压裂用高效起泡剂，其特征在于第一步中，搅拌转速为30r/min至100r/min。
3.根据权利要求1或2所述的压裂用高效起泡剂，其特征在于第二步中，搅拌转速为300r/min至600r/min，第一步和第二步中，搅拌时温度为40℃至60℃。
4.一种权利要求2至3任意一项所述的压裂用高效起泡剂的制备方法，其特征在于原料按重量百分比计包括两性表面活性剂15%至27%，聚合物0.05%至0.1%，非离子表面活性剂8%至10%，其余量为水，该压裂用高效起泡剂的制备方法，按下述方法进行：第一步，在所需量的水中依次加入所需量的两性表面活性剂和非离子表面活性剂搅拌至溶解后，得到混合物料；第二步，将混合物料再加入所需量的聚合物搅拌至溶解后得到压裂用高效起泡剂。
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