CN114634824B - 一种排水采气用轻烃回收促进剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及天然气开采化学助剂技术领域，公开了一种排水采气用轻烃回收促进剂及其制备方法，原料包含以下组分：聚醚化合物、有机酸酯、PPG1000、阴离子型氟碳表面活性剂、阳离子双子表面活性剂；制备方法包括以下步骤，S1、将聚醚化合物、有机酸酯和去离子水，加入到反应釜内，充分搅拌混合均匀，得到第一混合物；S2、将步骤S1搅拌均匀的第一混合物中，加入PPG1000，并搅拌均匀，得到第二混合物；S3、将搅拌均匀的第二混合物，依次添加阴离子型氟碳表面活性剂和阳离子双子表面活性剂，搅拌均匀后，得到排水采气用轻烃回收促进剂。本发明能够解决现有单纯的通过破乳剂对气井泡沫排水采气采出的乳液进行破乳存在使用量大、破乳时间长、轻烃回收率低的问题。

Description

一种排水采气用轻烃回收促进剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及天然气开采化学助剂技术领域，尤其涉及一种排水采气用轻烃回收促进剂及其制备方法。

背景技术

气田在经过多年的开发后，地层能量逐年降低，低压气井逐年增加，当气井的地层压力降低到一定程度时,气井不能满足最小携液流量的要求,携带到地面的水量较少,井底及井筒便产生积液、积砂，导致气井无法正常生产。当前国内外广泛采用泡排、气举工艺技术来解决含水气藏的低压低产井筒积液的问题；以泡沫排水采气工艺为例，其主要是通过往采气井里注入一定数量的起泡剂，井底积水与起泡剂接触以后，借助天然气流的搅动，生成大量低密度的含水乳液泡沫，随气流从井底携带到地面，达到清除井底积液的目的。

在天然气井中一般混有很多的轻烃物质，轻烃又称为天然气凝液，在组成上覆盖C2-C6+，含有凝析油组分(C3-C5)。轻烃回收是指天然气中比甲烷或乙烷更重的组分以液态形式回收的过程。其目的一方面是为了控制天然气的烃露点以达到商品气质量指标，避免气液两相流动；另一方面，回收的液烃有很大的经济价值，可直接用作燃料或进一步分离成乙烷、丙烷、丁烷或丙丁烷混合物(液化气)、轻油等，也可用作化工原料。在对排水采气采出的含水乳液泡沫进行轻烃回收时，首先需要对其进行破乳处理。目前，各气田对气井泡沫排水采气过程中产生的采输乳液进行破乳处理时，多采用单独使用破乳剂的方式进行处理，而破乳剂在单独使用过程中存在使用量大、轻烃回收效果不佳及破乳时间长等问题，并且随着气田持续深入的开采，不同区块、不同时间气井采输水呈现出不同的性质以及乳液成分的差异也都会对破乳剂的适用性提出新的要求。

而目前市面上还未有与破乳剂配合使用的轻烃回收促进剂，因此开发一种排水采气用轻烃回收促进剂配合破乳剂使用，以降低破乳药剂的使用量、破乳时间、提高回收率就显得尤为重要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种排水采气用轻烃回收促进剂及其制备方法，解决现有单纯的通过破乳剂对气井泡沫排水采气采出的乳液进行破乳存在使用量大、破乳时间长、轻烃回收率低的问题。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种排水采气用轻烃回收促进剂，其特征在于，原料包含以下组分：聚醚化合物、有机酸酯、PPG1000、阴离子型氟碳表面活性剂、阳离子双子表面活性剂。

进一步，按质量份数，所述聚醚化合物为1-3份、有机酸酯为15-25份、PPG1000为3-7份、阴离子型氟碳表面活性剂为7-13份、阳离子双子表面活性剂为3-7份。

进一步，按质量份数，所述聚醚化合物为2份、有机酸酯为20份、PPG1000为5份、阴离子型氟碳表面活性剂为10份、阳离子双子表面活性剂为5份。

进一步，所述聚醚化合物为丙二醇、环氧乙烷、环氧丙烷加聚反应制得，按质量份数，所述丙二醇为2-5份、环氧乙烷为44-69份、环氧丙烷为20-45份。

本发明还公开了上述的排水采气用轻烃回收促进剂的制备方法，包括以下步骤，

S1、将聚醚化合物、有机酸酯和去离子水，加入到反应釜内，充分搅拌混合均匀，得到第一混合物；

S2、将步骤S1搅拌均匀的第一混合物中，加入PPG1000，并搅拌均匀，得到第二混合物；

S3、将步骤S2搅拌均匀的第二混合物，依次添加阴离子型氟碳表面活性剂和阳离子双子表面活性剂，搅拌均匀后，得到排水采气用轻烃回收促进剂。

进一步，所述聚醚化合物的制备方法，步骤包括：称取丙二醇和环氧乙烷，搅拌混合均匀得到第三混合物，升温至60-90℃，并在对第三混合物的搅拌条件下加入环氧丙烷，然后再搅拌1.5-4h，得到聚醚化合物。

进一步，所述聚醚化合物的制备中，在对第三混合物升温过程中，向第三混合物中加入碱性催化剂，所述碱性催化剂为氢氧化钾。氢氧化钾碱性催化剂的加入，可以快速的促进丙二醇、环氧乙烷和环氧丙烷形成聚醚成分的中间产物A，提升效率。

进一步，所述醚化合物的制备中，在碱性催化剂氢氧化钾作用下，将第一混合物升温至80-90℃，并在搅拌条件下向其中连续加入环氧丙烷，持续搅拌120-180min，得到聚醚混合物。

进一步，所述碱性催化剂氢氧化钾的添加量为丙二醇、环氧乙烷、环氧丙烷三者质量之和的0.2％-2％。

本发明还公开了上述的轻烃回收促进剂在排水采气轻烃回收的破乳中的应用。

本发明的有益效果：

1、破乳剂本身是需要比乳化剂更高的表面活性，本发明的轻烃回收促进剂，当与破乳剂一起加入到需破乳的排水采气采出的乳液中时，破乳剂通过阴离子型氟碳表面活性剂和阳离子双子表面活性剂的相互协同作用，使得轻烃回收促进剂与破乳剂之间再产生协同促进作用，从而使得普通的破乳剂能够具备更强的表面活性；在对乳液进行破乳时，只需添加乳液体积0.1％的轻烃回收促进剂，即可以降低破乳剂30％以上的使用量，从而降低轻烃回收的处理成本；并且，通过轻烃回收促进剂的配合使用，在降低破乳剂使用量的同时还可以保持更加高效的回收率，增加轻烃回收收益。

2、本发明的轻烃回收促进剂在采用本发明的制备方法进行制备时，阴离子型氟碳表面活性剂和阳离子双子表面活性剂能够在本发明的特定条件下进行基团的相互促进协同，从而使得其本身也就具有很强的表面活性及表面活性促进作用，使得与破乳剂共同使用进行破乳时达到对破乳剂增强的目的。

3、通过本发明的轻烃促进剂的添加，可以将破乳时间缩短20％以上，从而可以提升单位时间内破乳的处理量，提升经济效益。

4、本发明方法制备的排水采气用轻烃回收促进剂具有无毒、易降解、环保的特点，该制备方法操作简单，产品无毒、易降解，不会对环境造成污染，原材料也易于获得，便于现场规模化应用。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明进行详细说明：

实施例1-实施例3均为聚醚化合物的制备，以下是实施例1-实施例3中各参数的数据表，表1：

实施例1、

本实施例进行聚醚化合物的制备，具体的制备方法为：按照表1实施例1中的参数，称取丙二醇和环氧乙烷，搅拌混合均匀后，升温至表1实施例1中的温度，升温时加入表1实施例1中的催化剂氢氧化钾，并在搅拌条件下加入环氧丙烷，然后再搅拌表1实施例1的时间，得到聚醚化合物。

实施例2、

实施例2为聚醚化合物的制备，制备步骤与实施例1相同，参数使用表1中实施例2中的各个参数。

实施例3、

实施例3为聚醚化合物的制备，制备步骤与实施例1相同，参数使用表1中实施例3中的各个参数。

以下实施例4-实施例8为本发明排水采气用轻烃回收促进剂的制备，以下是实施例4-实施例8中各参数的数据表，实施例4-实施例8使用的有机酸酯为脂肪酸聚氧乙烯酯，阳离子双子表面活性剂为双季铵盐表面活性剂，表2：

实施例4、

本实施例为一种排水采气用轻烃回收促进剂的制备方法，参照表2实施例4中的各原料质量进行复配，具体步骤如下：

S1、将聚醚化合物、有机酸酯和去离子水，加入到反应釜内，充分搅拌混合均匀，得到第一混合物；

S2、将步骤S1搅拌均匀的第一混合物中，加入PPG1000，并搅拌均匀，得到第二混合物；

S3、将步骤S2搅拌均匀的第二混合物，依次添加阴离子型氟碳表面活性剂和阳离子双子表面活性剂，搅拌均匀后，得到排水采气用轻烃回收促进剂。

实施例5、

本实施例为一种排水采气用轻烃回收促进剂的制备方法，参照表2实施例5中的各原料质量进行复配，具体步骤与实施例4相同。

实施例6、

本实施例为一种排水采气用轻烃回收促进剂的制备方法，参照表2实施例6中的各原料质量进行复配，具体步骤与实施例4相同。

实施例7、

本实施例为一种排水采气用轻烃回收促进剂的制备方法，参照表2实施例7中的各原料质量进行复配，具体步骤与实施例4相同.

实施例8、

本实施例为一种排水采气用轻烃回收促进剂的制备方法，参照表2实施例8中的各原料质量进行复配，具体步骤与实施例4相同。

下面对实施例4-实施例8制备得到的排水采气用轻烃回收促进剂与目前油气田常用的普通破乳剂(比如油气田用水溶性破乳剂JSPR-1)进行混合使用和破乳剂单独使用试验，进行破乳率、破乳时间和破乳剂使用量等指标进行检测。

具体试验方法如下：

1、将NaCl 40.00g、CaCl₂ 10.00g用蒸馏水定容至1000mL，制备得到矿化度50.00g/L的矿化水。

2、用250mL烧杯称取2.00g十二烷基二甲基氧化胺，按顺序加入配置的矿化水28.00g及170mL煤油。将烧杯放入搅拌器中，控制转速为3000r/min并搅拌1min制得乳液，现配现用。

3、用量筒量取100mL已配制好的乳液(含煤油85mL)，用移液管吸取1.0ml破乳剂加入盛有乳液的量筒中，用手振荡20次，然后静置，记录30min脱出的油量体积V，做两个平行样，平行样间误差超过10％时需重做。按式(1)计算：

式中：

α—破乳率，％；

ν—脱出油量平均值，mL；

85—实际煤油含量，mL。

以下为破乳率提高率、破乳时间减少率和破乳剂使用量减少率的计算方法，具体如下：

1、破乳率提高率

(1)按照上述试验方法得出基础破乳率α

(2)按照上述的试验方法将1ml破乳剂更改为0.1ml轻烃回收促进剂与0.6ml油气田用水溶性破乳剂得出提升后破乳率α₁

(3)计算破乳率提升率＝(α₁-α)/α

2、破乳时间减少率

按照上述方法进行破乳实验，记录其破乳率达到α的时间t

计算破乳时间减少率＝(30-t)/30

3、破乳剂使用量减少率

(1-0.6)/1

以下是实施例9-实施例15试验得到的各项效果指标：

其中实施例15使用的促进剂为使用实施例5的促进剂的原材料，直接按常温下混合而成。

从上述的试验结果，可以看出，使用本发明的轻烃回收促进剂后，轻烃回收的破乳率提高了20％以上，破乳时间减少了20％以上，破乳剂的使用量还减少了40％。

从实施例15与实施例11的对比中可以看出，本发明的促进剂制备方法对本促进剂的表面活性增强作用具有促进作用。因此，阴离子型氟碳表面活性剂和阳离子双子表面活性剂能够在本制备方法的条件下进一步的进行基团的相互促进，从而使得其本身也就具有很强的表面活性及表面活性促进作用，使得与破乳剂共同使用进行破乳时达到对破乳剂进一步增强的目的

本轻烃回收促进剂经过在苏里格气田和西南油气田的现场试用验证，其现场的破乳率也达到了97％以上，破乳剂的使用量减少了30％以上，综合破乳成本降低20％左右，具有非常好的应用前景。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (6)

1.一种轻烃回收促进剂在排水采气轻烃回收的破乳中的应用，其特征在于：所述轻烃回收促进剂，按质量份数，原料包括以下组分：聚醚化合物1-3份、脂肪酸聚氧乙烯酯15-25份、PPG1000 3-7份、阴离子型氟碳表面活性剂7-13份、双季铵盐表面活性剂3-7份；所述聚醚化合物的制备方法，步骤包括：称取丙二醇和环氧乙烷，搅拌混合均匀得到第三混合物，升温至60-90℃，并在对第三混合物的搅拌条件下加入环氧丙烷，然后再搅拌1.5-4h，得到聚醚化合物；破乳剂本身是需要比乳化剂更高的表面活性，将轻烃回收促进剂与破乳剂一起加入到需破乳的排水采气采出的乳液中，对乳液进行破乳，破乳剂通过阴离子型氟碳表面活性剂和双季铵盐表面活性剂的相互协同作用，使得轻烃回收促进剂与破乳剂之间再产生协同促进作用，从而使得普通的破乳剂能够具备更强的表面活性；并且，通过轻烃回收促进剂的配合使用，在降低破乳剂使用量的同时还可以保持更加高效的回收率，增加轻烃回收收益。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：按质量份数，所述聚醚化合物为2份、脂肪酸聚氧乙烯酯为20份、PPG1000为5份、阴离子型氟碳表面活性剂为10份、双季铵盐表面活性剂为5份。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述轻烃回收促进剂的制备方法，包括以下步骤，

S1、将聚醚化合物、脂肪酸聚氧乙烯酯和去离子水，加入到反应釜内，充分搅拌混合均匀，得到第一混合物；

S2、将步骤S1搅拌均匀的第一混合物中，加入PPG1000，并搅拌均匀，得到第二混合物；

S3、将步骤S2搅拌均匀的第二混合物，依次添加阴离子型氟碳表面活性剂和双季铵盐表面活性剂，搅拌均匀后，得到排水采气用轻烃回收促进剂。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：所述聚醚化合物的制备中，在对第三混合物升温过程中，向第三混合物中加入碱性催化剂，所述碱性催化剂为氢氧化钾。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述聚醚化合物的制备中，在碱性催化剂氢氧化钾作用下，将第三混合物升温至80-90℃，并在搅拌条件下向其中连续加入环氧丙烷，持续搅拌120-180min，得到聚醚混合物。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述碱性催化剂氢氧化钾的添加量为丙二醇、环氧乙烷、环氧丙烷三者质量之和的0.2%-2%。