CN114395386A - 一种有脱硫化氢功能的气井用固体泡沫排水剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有脱硫化氢功能的气井用固体泡沫排水剂及制备方法，包括脱硫剂成分10‑30％、泡沫排水有效成分30‑60％、固型填料2‑30％、黏合剂0‑2％，本发明在固体泡沫排水剂中加入脱硫剂成分，脱硫剂成分和泡排剂在井底积液中可以快速溶解，当气体通过时，产生大量致密起泡，脱硫剂成分存在于起泡的液膜中，可以快速将小气泡内的硫化氢气体吸收，从而达到脱除硫化氢的效果，脱硫反应生成的3,5‑二(2‑羟乙基)‑1,3,5‑噻二嗪等反应产物均可由泡沫排水剂的携液功能携带出井口，达到井内脱硫的目的；且三嗪类除硫剂可以增强泡沫强度和携液能力，增强泡沫排水剂的排水采气效果；不在井内单独投加脱硫剂，使投加步骤大大减少，且不会增加气井的井底积液，有利于气井稳定生产。
Description
技术领域
本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种有脱硫化氢功能的气井用固体泡沫排水剂及制备方法。
背景技术
气井在生产一段时间后，都会产生一定程度的积液、出砂，造成气井水淹、堵塞等问题，影响产量，甚至造成气井停产。泡沫排水方法是目前气井排水的主要方法，其使用的主要药剂就是泡沫排水剂，泡沫排水剂主要分为固体和液体两种形态，出于操作简便、成本优先、设备限制等多方面条件影响，固体泡沫排水剂已经逐渐成为气井现场使用的主要产品。目前已有多个固体泡沫排水剂专利被公开(CN106190080B、CN106753303B、CN107573917B等)，其特点包括：不同产品具有良好的耐温，耐高矿化度、耐凝析油的特性，起泡性能和携液能力均达到较高的水平。
随着碳达峰、碳中和要求的提出，天然气的需求扩大，高含硫气田也逐步进入了开采高峰期，天然气在外输之前需要进行脱硫化氢处理。目前已有多个液体脱硫剂或脱硫装置专利被公开(CN113831524A、CN113599990A、CN207063956U等)，其特点包括：不同产品具有可均匀快速吸收硫化氢气体、更加环保可靠、脱硫率高等优点。
对于井底积液较为严重且硫化氢含量较高的天然气井，在现场开发的过程中，一般都是泡沫排水剂和地面气井脱硫工艺搭配使用，泡沫排水剂在井筒内添加，气体出井后先经过气液分离装置，再进入地面脱硫装置进行脱硫化氢，整体开采工艺较为复杂，且存在井口硫化氢含量较高，危险性较大，地面脱硫装置内置的固体或液体脱硫剂需要经常更换等问题。目前尚未有同时具备气井脱硫和排水采气两种功能的药剂被公开。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有脱硫化氢功能的气井用固体泡沫排水剂及制备方法，以解决上述背景技术中提出的在现场使用的过程中，泡沫排水工序和天然气脱硫工序在气田现场无法协同，地面脱硫成本高、风险大的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种有脱硫化氢功能的气井用固体泡沫排水剂，以质量百分比计，包括以下组份：脱硫剂成分10-30％、泡沫排水有效成分30-60％、固型填料2-30％、黏合剂0-2％，各组分相加为100％。
优选的，所述的脱硫剂成分为三嗪脱硫剂，包括但不限于1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪、1,3,5-三(3-甲氧基)-六氢均三嗪、1,3,5-三丙基-六氢均三嗪或其他由醇胺类化合物与甲醛、多聚甲醛反应合成的具有脱硫功能的三嗪类化合物。
优选的，所述的泡沫排水有效成分为椰油酰胺丙基氧化胺、椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺丙基氧化铵、月桂酰胺丙基甜菜碱、椰油基咪唑啉甜菜碱、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。
优选的，所述的固型填料为淀粉、尿素、葡萄糖酸钠、硅酸钠中的一种或几种。
优选的，所述的黏合剂为羟丙基甲基纤维素、明胶、聚乙二醇中的一种或几种。
一种有脱硫化氢功能的气井用固体泡沫排水剂的制备方法，(1)按比例称取各组分：脱硫剂成分10-30％、泡沫排水有效成分30-60％、固型填料2-30％、黏合剂0-2％，组分相加为100％；
(2)黏合剂不等于0份时，将脱硫剂成分、泡沫排水有效成分、固型填料混合均匀，得混合物；黏合剂加水至全部溶解，得粘合剂溶液；将得到的混合物和黏合剂溶液混合均匀，在模具中压制成型，形状包括但不限于棒状、球状、圆锥状、纺锤状；
(3)黏合剂等于0份时，将脱硫剂成分、泡沫排水有效成分、固型填料混合均匀，得混合物；再将上述混合物在模具中压制成型，形状包括但不限于棒状、球状、圆锥状、纺锤状。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在固体泡沫排水剂中加入了脱硫剂成分，脱硫剂成分和泡排剂在井底积液中可以快速溶解，当气体通过时，产生大量致密起泡，脱硫剂成分存在于起泡的液膜中，可以快速将小气泡内的硫化氢气体吸收，从而达到脱除硫化氢的效果，脱硫反应生成的3,5-二(2-羟乙基)-1,3,5-噻二嗪等反应产物均可由泡沫排水剂的携液功能携带出井口，达到井内脱硫的目的；且三嗪类除硫剂也具有一定的表面活性，可以增强泡沫强度和携液能力，从而增强泡沫排水剂的排水采气效果；不在井内单独投加脱硫剂，使投加步骤大大减少，且不会增加气井的井底积液，有利于气井稳定生产。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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
具有脱硫化氢功能的气井用固体泡沫排水剂，型号RX-PPS-1的制备方法，包括如下步骤：
(1)合成固体泡沫排水剂；
按比例称取各组分：1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪20％、月桂酰胺丙基甜菜碱20％、椰油基咪唑啉甜菜碱15％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐10％、葡萄糖酸钠15％、尿素19％、聚乙二醇1％，组分相加为100％，将1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪、月桂酰胺丙基甜菜碱、椰油基咪唑啉甜菜碱、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、葡萄糖酸钠、尿素、混合均匀，得混合物；黏合剂聚乙二醇加水至全部溶解，得粘合剂溶液；将得到的混合物和黏合剂溶液混合均匀，搅拌1h，在模具中压制成棒状，型号RX-PPS-1固体泡沫排水剂制备完成。
实施例2
具有脱硫化氢功能的气井用固体泡沫排水剂，型号RX-PPS-2的制备方法，包括如下步骤：
(1)合成固体泡沫排水剂；
按比例称取各组分：1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪30％、烷基酚聚氧乙烯醚15％、月桂酰胺丙基氧化铵20％、椰油基咪唑啉甜菜碱10％、淀粉10％、尿素14％、明胶1％，组分相加为100％，将1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪、烷基酚聚氧乙烯醚、月桂酰胺丙基氧化铵、椰油基咪唑啉甜菜碱、淀粉、尿素混合均匀，得混合物；黏合剂明胶加热水至全部溶解，得粘合剂溶液；将得到的混合物和黏合剂溶液混合均匀，搅拌2h，室温冷却50分钟，在模具中压制成棒状，型号RX-PPS-2固体泡沫排水剂制备完成。
实施例3
具有脱硫化氢功能的气井用固体泡沫排水剂，型号RX-PPS-3的制备方法，包括如下步骤：
(1)合成固体泡沫排水剂；
按比例称取各组分：1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪25％、椰油酰胺丙基甜菜碱20％、烷基酚聚氧乙烯醚15％、月桂酰胺丙基氧化铵10％、淀粉15％、尿素14％、羟丙基甲基纤维素1％，组分相加为100％，将1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪、椰油酰胺丙基甜菜碱、烷基酚聚氧乙烯醚、月桂酰胺丙基氧化铵、淀粉、尿素混合均匀，得混合物；黏合剂羟丙基甲基纤维素加热水至全部溶解，得粘合剂溶液；将得到的混合物和黏合剂溶液混合均匀，搅拌2h，室温冷却50分钟，在模具中压制成棒状，型号RX-PPS-3固体泡沫排水剂制备完成。
本发明所得产品测试试验如下：
(1)针对本发明的产品特性，对比测试初如下项目，
(2)本发明的实施例1、2、3所制得的一种具有脱硫化氢功能的气井用固体泡沫排水剂，型号为RX-PPS-1、RX-PPS-2、RX-PPS-3。
(3)作为对比，选取已经在油气田现场使用的泡沫排水剂气井泡沫排水剂RX-DK，硫化氢去除剂RX-611作为对比产品，以下简称RX-DK、RX-611。
(4)试验结果如表1所示：
表1试验结果
从试验结果可以看出，相同条件下，对比已经在气田使用的泡沫排水剂RX-DK，上述实施例1、2、3所制备的固体泡沫排水剂RX-PPS-1、RX-PPS-2、RX-PPS-3的初始泡沫高度、5min后泡沫高度、携液量均有明显的提升，因为在相同质量浓度的情况下，固体泡沫排水剂可以提供更多的表面活性剂成分。
相同条件下，对比已经在油气田使用的油气集输用缓蚀剂RX-204A，上述实施例1、2、3所制备的固体泡沫排水剂RX-PPS-1、RX-PPS-2、RX-PPS-3的脱硫率有明显的提升，因为固体泡沫排水剂内的表面活性成分，可以产生气泡，使得脱硫剂与硫化氢的接触更为充分，整体脱硫效率更高。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种有脱硫化氢功能的气井用固体泡沫排水剂，其特征在于：以质量百分比计，包括以下组份：脱硫剂成分10-30％、泡沫排水有效成分30-60％、固型填料2-30％、黏合剂0-2％，各组分相加为100％。
2.根据权利要求1所述的一种有脱硫化氢功能的气井用固体泡沫排水剂，其特征在于：所述的脱硫剂成分为三嗪脱硫剂，包括但不限于1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪、1,3,5-三(3-甲氧基)-六氢均三嗪、1,3,5-三丙基-六氢均三嗪或其他由醇胺类化合物与甲醛、多聚甲醛反应合成的具有脱硫功能的三嗪类化合物。
3.根据权利要求1所述的一种有脱硫化氢功能的气井用固体泡沫排水剂，其特征在于：所述的泡沫排水有效成分为椰油酰胺丙基氧化胺、椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺丙基氧化铵、月桂酰胺丙基甜菜碱、椰油基咪唑啉甜菜碱、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种有脱硫化氢功能的气井用固体泡沫排水剂，其特征在于：所述的固型填料为淀粉、尿素、葡萄糖酸钠、硅酸钠中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种有脱硫化氢功能的气井用固体泡沫排水剂，其特征在于：所述的黏合剂为羟丙基甲基纤维素、明胶、聚乙二醇中的一种或几种。
6.一种如权利要求1-5任一项所记载的有脱硫化氢功能的气井用固体泡沫排水剂的制备方法，其特征在于：(1)按比例称取各组分：脱硫剂成分10-30％、泡沫排水有效成分30-60％、固型填料2-30％、黏合剂0-2％，组分相加为100％；
(2)黏合剂不等于0份时，将脱硫剂成分、泡沫排水有效成分、固型填料混合均匀，得混合物；黏合剂加水至全部溶解，得粘合剂溶液；将得到的混合物和黏合剂溶液混合均匀，在模具中压制成型，形状包括但不限于棒状、球状、圆锥状、纺锤状；
(3)黏合剂等于0份时，将脱硫剂成分、泡沫排水有效成分、固型填料混合均匀，得混合物；再将上述混合物在模具中压制成型，形状包括但不限于棒状、球状、圆锥状、纺锤状。
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