CN115873581B - 一种响应型发泡剂、泡排剂及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种响应型发泡剂、泡排剂及其制备方法与应用，响应型发泡剂包括发泡前体物、pH调节剂和助发泡剂，发泡前体物选自式(I‑1)和式(I‑2)中的至少一种：R₁选自C₇～C₄₁的烃基或C₇～C₄₁的取代烃基；R₂和R₃各自独立地选自H、C₁～C₁₀的烷基、C₁～C₁₀的取代烷基或‑R₀’‑N(R₂)‑(C＝O)R₁，R₀’选自C₁～C₃₀的亚烷基；R₄选自C₁～C₁₀的烷基、C₁～C₁₀的取代烷基或‑R₀‑O‑(C＝O)R_1’，R₀选自C₁～C₃₀的亚烷基；R_1’选自C₇～C₄₁的烃基或C₇～C₄₁的取代烃基。响应型泡排剂包括所述发泡剂，具有泡排有效作用时间长、可连续排除井底积液等优点。

Description

一种响应型发泡剂、泡排剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于泡排剂领域，尤其涉及响应型发泡剂、泡排剂(例如温度响应或pH响应)及其制备方法与应用。

背景技术

随着气田开采力度的加强，气田出水成了制约气井正常生产的关键问题。泡沫排水采气是近年来国内外迅速发展的一种排水采气技术，具有设备简单、施工方便、成本低、适用井深范围大、不影响气井正常生产等优点。泡沫排水就是通过油管或油套管环空向井内注入泡沫排水剂，在气流的搅动下，产生具有一定稳定性的泡沫。管内滑脱沉积的液相变为泡沫，改变管内低部位流体的相对密度，连续生产的气相驱替泡沫流出井筒，从而排出井内积液，达到排水采气的目的。

CN109679634A涉及一种用固体泡排剂组合物排液采气的方法。主要解决现有的高温深井气井在开发过程中积液过多，导致气井减产甚至停喷以及液体泡排剂加注困难的问题。本发明通过用固体泡排剂组合物排液采气的方法，包括以下步骤：1)将泡排剂组合物投入含水气井；2)将泡排剂组合物与含水气井中的气体和水或油水混合物充分接触，形成泡沫流体，然后将泡沫流体举升到地面；其中，所述固体泡排剂组合物以质量份数计包括以下组分：1)1份的烷基胺聚醚；2)0.1～50份的长链聚醚含氮化合物；3)0.2～100份的固体填料；4)0～0.5份的黏合剂。但该泡排剂存在遇水溶解过快的问题。

某些含有特定官能团的化合物，如果在现有气藏条件下，能发生化学反应形成表面活性剂类化合物，满足一些特殊作业需求，如缓释、缓蚀等。含有酯基、酰胺基的长链脂肪酸酯、长链脂肪酰胺等化合物，在合适的地层温度和pH条件下，可发生水解反应生成阴离子表面活性剂，具有原位形成泡排剂的可能性，而这方面研究鲜见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有泡排技术中泡排剂泡排有效作用短、泡排剂遇水快速溶解而无法有效持续携液而导致的积液问题，提供一种响应型发泡剂、泡排剂及其制备方法与应用，特别是一种温度响应的泡排剂，应用于气井泡沫排液采气作业中，具有原位反应特征，泡排有效作用时间长、可连续排除井底积液等优点。

本发明的目的之一在于提供一种响应型发泡剂，包括发泡前体物、pH调节剂和助发泡剂，其中，所述发泡前体物选自式(I-1)和式(I-2)所示物质中的至少一种：

式(I-1)和式(I-2)中，R₁选自C₇～C₄₁的烃基或C₇～C₄₁的取代烃基；R₂和R₃各自独立地选自H、C₁～C₁₀的烷基、C₁～C₁₀的取代烷基或-R₀’-N(R₂)-(C＝O)R₁，R₀’选自C₁～C₃₀的亚烷基；R₄选自C₁～C₁₀的烷基、C₁～C₁₀的取代烷基或-R₀-O-(C＝O)R₁’，R₀选自C₁～C₃₀的亚烷基；R₁’选自C₇～C₄₁的烃基或C₇～C₄₁的取代烃基。

其中，对于R₁和R₁’而言：当选自C₆及以下碳链时，该碳链太短，无法作为发泡用表面活性剂；当选自C₄₀及以上碳链太长，无法溶解，且很难获取。其中，当R₂和R₃其中至少一个选自-R₀’-N(R₂)-(C＝O)R₁时，式(I-1)中重复的R₂或R₁相同或不同；当R₄选自-R₀-O-(C＝O)R₁’时，式(I-1)中重复的R₁’相同或不同。

所述pH调节剂选自碱性物质；

所述助发泡剂式(II)所示物质中的至少一种：

式(II)中，R₅选自C₂～C₁₀的烃基或C₂～C₁₀的取代烃基，重复的R₅相同或不同；R₆、R₇各自独立地选自C₁～C₁₀的烃基或取代烃基、C₆～C₁₀的芳基或取代芳基中的一种，重复R₆或重复R₇相同或不同；m＝1～3中的任一整数，n＝0或1；当n＝1时，R₈选自C₁～C₁₀的亚烃基或C₁～C₁₀的取代亚烃基；当n＝0时，R₈选自C₁～C₁₀的烃基或C₁～C₁₀的取代烃基；Y^j-为负电荷数为j的阴离子。

在一种优选的实施实施方式中，式(I-1)和式(I-2)中，R₁选自C₇～C₃₁的烃基或C₇～C₃₁的取代烃基；R₂和R₃各自独立地选自H、C₁～C₅的烃基或C₁～C₅的羟基取代烃基或-R₀’-N(R₂)-(C＝O)R₁，R₀’选自C₁～C₂₀的亚烷基；R₄选自C₁～C₅的烃基、C₁～C₅的羟基取代烃基或R₀OCOR₁’，R₀选自C₁～C₂₀的亚烷基；R₁’选自C₇～C₃₁的烃基或C₇～C₃₁的取代烃基。

在进一步优选的实施方式中，式(I-1)和式(I-2)中，R₁选自C₇～C₂₃的烃基或C₇～C₂₃的取代烃基；R₂和R₃各自独立地选自H、C₁～C₃的烃基或C₁～C₃的羟基取代烃基或-R₀’-N(R₂)-(C＝＝O)R₁，R₀’选自C₂～C₈的亚烷基；R₄选自C₁～C₃的烃基、C₁～C₃的羟基取代烃基或R₀OCOR₁’，R₀选自C₂～C₈的亚烷基；R₁’选自C₇～C₂₃的烃基或C₇～C₂₃的取代烃基。

在一种优选的实施方式中，所述pH调节剂选自金属氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐、磷酸盐、小分子有机酸盐中的至少一种。

在进一步优选的实施方式中，所述金属氢氧化物选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂中的至少一种；和/或，所述碳酸盐选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂中的一种；和/或，所述碳酸氢盐选自碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢锂中的一种；和/或，所述磷酸盐选自磷酸钠、磷酸钾、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾中的一种；和/或，所述小分子有机酸盐选自乙酸钠、乙酸钾、柠檬酸钠、酒石酸钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸钾、酒石酸钾、葡萄糖酸钾中的至少一种。

在一种优选的实施方式中，式(II)中，R₅选自C₄～C₃₂的烷基，重复的R₅相同或不同；R₆、R₇各自独立地选自C₁～C₅的烷基、C₁～C₅的羟基取代烷基、C₆～C₁₀的芳基或C₆～C₁₀的取代芳基，重复R₆或重复R₇相同或不同；m＝1，n＝0或1；当m＝1、n＝1时，R₈选自C₂～C₈的亚烷基或C₁～C₁₀的羟基取代亚烷基；当m＝1、n＝0，R₈选自C₁～C₅的烷基或C₂～C₅的羟基取代烷基；Y^j-为负电荷数为j的阴离子。

在进一步优选的实施方式中，式(II)中，R₅选自C₈～C₂₄的烷基，重复的R₅相同或不同；R₆、R₇各自独立地选自甲基、乙基、羟乙基或苄基，重复R₆或重复R₇相同或不同；m＝1，n＝0或1；当m＝1、n＝1时，R₈选自C₂～C₅的亚烷基；当m＝1、n＝0，R₈选自C₁～C₃的烷基或C₂～C₃的羟基取代烷基；Y为Cl^-、Br^-、I^-、CH₃OSO₃ ^-或CH₃COO^-；j为Y的电荷数。

在一种优选的实施方式中，所述发泡前体物与pH调节剂的摩尔比为1∶(1～10)；和/或，所述发泡前体物与助发泡剂的摩尔比为1∶(0.1～10)。

在进一步优选的实施方式中，所述发泡前体物与pH调节剂的摩尔比为1∶(1～5)；和/或，所述发泡前体物与助发泡剂的摩尔比为1∶(0.2～5)。

例如，所述发泡前体物、pH调节剂的摩尔比为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7、1∶8、1∶9或1∶10；和/或，所述发泡前体物与助发泡剂的摩尔比为1∶0.2、1∶0.5、1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7、1∶8、1∶9或1∶10。

在发明中，利用化学剂原位反应特征，发泡前体物在地层条件下发生化学反应，带正电性的助发泡剂具有相转移催化性能，作为相转移催化剂帮助油溶性泡排剂前体物进入水相，在碱性化合物作用下发生反应得到水溶性阴离子型表面活性剂，同时两者又能通过静电作用产生高效协同效应，形成阴阳复合泡沫体系，进一步提高泡排性能。采用含所述发泡剂的响应型泡排剂可有效避免表面活性剂泡沫剂遇水溶解过快的问题，延长泡排作用时间、达到连续排除井底积液的目的，应用于排水采气作业中。

本发明目的之二在于提供一种本发明目的之一所述发泡剂的制备方法，包括：将所述发泡前体物、所述pH调节剂和所述助发泡剂按所述摩尔比混合，得到所述响应型发泡剂。

在一种优选的实施方式中，所述发泡前体物与pH调节剂的摩尔比为1∶(1～10)；和/或，所述发泡前体物与助发泡剂的摩尔比为1∶(0.1～10)。

在进一步优选的实施方式中，所述发泡前体物与pH调节剂的摩尔比为1∶(1～5)；和/或，所述发泡前体物与助发泡剂的摩尔比为1∶(0.2～5)。

本发明目的之三在于提供一种响应型泡排剂，包括发泡剂、比重调节剂、粘合剂和任选的缓释透气膜，所述发泡剂优选采用本发明目的之一所述发泡剂或利用本发明目的之二所述制备方法得到的泡排剂。

在一种优选的实施方式中，所述缓释透气膜为具有微纳孔的可透水材料形成的膜。

在进一步优选的实施方式中，所述缓释透气膜为由聚酰胺、聚酯、聚氨酯中的至少一种形成的膜。

在一种优选的实施方式中，所述聚酯为多元酸和多元醇缩聚而成。

在进一步优选的实施方式中，所述聚酯选自聚丁二甲酸乙二醇酯、聚丁二甲酸丁二醇酯、聚丁二甲酸戊二醇酯、聚己二甲酸乙二醇酯、聚己二甲酸丁二醇酯、聚己二甲酸戊二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸戊二醇酯、聚对苯二甲酸二苯酯缩聚物中的至少一种或两种以上的共聚体系或改性体系。

在更进一步优选的实施方式中，所述聚酯选自聚己二甲酸乙二醇酯、聚己二甲酸丁二醇酯、聚己二甲酸戊二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸戊二醇酯、聚对苯二甲酸二苯酯缩聚物中的至少一种或两种以上共聚或改性体系。

在一种优选的实施方式中，所述聚酰胺选自脂肪族、脂肪-芳香族和芳香族中的至少一种。

在进一步优选的实施方式中，所述聚酰胺选自聚酰胺6、聚酰胺11、聚酰胺66、聚酰胺1010中的至少一种或两种及两种以上共聚或共混改性。

其中，水分子可以通过所述缓释透气膜缓慢渗透进入膜内层，提供发泡前体物反应所需要的水分，后透气膜在地层温度和pH条件下可以缓慢降解。

在一种优选的实施方式中，所述比重调节剂选自碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、硫酸氢盐、磷酸盐、硼酸盐、金属卤化物中的至少一种。

在进一步优选的实施方式中，所述碳酸盐选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂中的至少一种；和/或，所述碳酸氢盐选自碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢锂中的至少一种；和/或，所述硫酸盐选自硫酸钠、硫酸钾中的至少一种；和/或，所述硫酸氢盐选自硫酸氢钠、硫酸氢钾中的至少一种；和/或，所述磷酸盐选自磷酸钠、磷酸钾、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾中的至少一种；和/或，所述硼酸盐选自四硼酸钠、四硼酸钾中的至少一种；和/或，所述金属卤化物选自氯化钠、氯化钾、溴化钠、溴化钾、氯化钙、溴化钙、氯化镁、溴化镁中的至少一种。

其中，所述比重调节剂可以改变发泡剂的密度，通常调节泡排剂特别是固体泡排剂的比重大于1，是为了克服气体阻力，可以在反向气流冲击下到达井底。

在一种优选的实施方式中，所述粘合剂选自聚丙烯酰胺、瓜胶、纤维素、淀粉、聚乙二醇的至少一种。

在进一步优选的实施方式中，所述粘合剂选自糊精、环氧树脂、聚丙烯酰胺、淀粉、纤维素、聚乙二醇等中的至少一种。

在更进一步优选的实施方式中，所述粘合剂选自聚丙烯酰胺、淀粉、聚乙二醇的至少一种。

其中，粘合剂具有较好的粘性，有利于不同物料混合成相对较均匀的体系。

在一种优选的实施方式中，所述发泡剂、比重调节剂与粘合剂的质量比为1∶(0.1～20)∶(0.01～0.1)，优选为1∶(0.1～5)∶(0.01～0.1)，更优选为1∶(0.5～3)∶(0.01～0.05)。

在一种优选的实施方式中，所述发泡剂、比重调节剂与粘合剂的总质量与所述缓释透气膜的质量之比为1∶(0～0.5)，优选为1∶(0～0.1)，更优选为1∶(0～0.05)。

例如，所述发泡剂发泡剂、比重调节剂与粘合剂的总质量与所述缓释透气膜的质量比为1∶0、1∶0.002、1∶0.004、1∶0.006、1∶0.008、1∶0.01、1∶0.02、1∶0.04、1∶0.06、1∶0.08或1∶0.1；所述发泡剂与比重调节剂的质量比为1∶0.1、1∶0.0.5、1∶1、1∶2、1∶3、1∶4或1∶5；所述发泡剂与粘合剂的质量比为1∶0.01、1∶0.0.2、1∶0.04、1∶0.05、1∶0.06、1∶0.08或1∶0.1。

本发明中涉及到泡排剂含量或者浓度的场合，均指含有上述技术方案中发泡剂的浓度。

本发明所述响应型泡排剂具有很好的配伍性，还可以含有本领域常用的其它处理剂。

在本发明中，采用含所述发泡剂的响应型泡排剂可有效避免表面活性剂泡沫剂遇水溶解过快的问题，延长泡排作用时间、达到连续排除井底积液的目的，应用于排水采气作业中。

本发明目的之四在于提供本发明目的之三所述响应型泡排剂的制备方法，包括：将所述发泡剂、任选地所述缓释透气膜、所述比重调节剂和所述粘合剂按所述重量比混合，得到所述响应型泡排剂。

在一种优选的实施方式中，所述制备方法包括：

(1)将所述发泡剂、所述比重调节剂和所述粘合剂按所述重量比混合，压制成型，得到无包覆响应型泡排剂；

(2)在无包覆响应型泡排剂上任选地包覆所述缓释透气膜，封口，检查无漏点得到(包覆后)响应型泡排剂。

其中，参照现有技术中的压制成型和包覆等方法制备。

在一种优选的实施方式中，所述发泡剂、比重调节剂与粘合剂的质量比为1∶(0.1～20)∶(0.01～0.1)，优选为1∶(0.1～5)∶(0.01～0.1)，更优选为1∶(0.5～3)∶(0.01～0.05)。

在一种优选的实施方式中，所述发泡剂、比重调节剂与粘合剂的总质量与所述缓释透气膜的质量之比为1∶(0～0.5)，优选为1∶(0～0.1)，更优选为1∶(0～0.05)。

在一种优选的实施方式中，所述缓释透气膜的包覆层数为1～6层，优选1～3层。

在一种优选的实施方式中，所述响应型泡排剂的比重为1.0～1.5g/mL。

本发明目的之五在于提供本发明目的之三所述响应型泡排剂或利用本发明目的之四所述制备方法得到的响应型泡排剂在气井泡沫排液采气中的应用。

在一种优选的实施方式中，当采用无包覆响应型泡排剂进行气井泡沫排液采气时，包括：(1)将所述无包覆响应型泡排剂浸入模拟地层水或实际地层水中；(2)任选地升温(进行发泡前体物的水解反应)，得到可溶于水的泡排剂溶液；(3)所述泡排剂溶液与气体充分接触，形成泡沫流体，将所述泡沫排液剂溶液中的水携带出来。

其中，当应用于模拟地层水时，步骤(2)中需要升温；当应用于实际地层水时，步骤(2)中不需要升温，利用地层温度即可。

在另一种优选的实施方式中，当采用(包覆后)响应型泡排剂进行气井泡沫排液采气时，包括：(1’)在地层温度下，将(包覆后)响应型泡排剂在模拟地层水中或实际地层水浸渍，(待渗透足够水量后，发泡前体物的开始发生水解反应)得到可溶于水的泡排剂溶液；(2’)泡排剂溶液与气体充分接触，形成泡沫流体，将所述泡沫排液剂溶液中的水携带出来。

在一种优选的实施方式中，所述气体为氮气、甲烷或天然气中的至少一种。

上述技术方案中，所述泡沫排水剂应用并无特殊限定，本领域技术人员可以根据现有排水采气工艺技术加以应用，例如但不限定特定气藏，地层温度为30～100℃，地层盐水的总矿化度100～50000mg/L。

在本发明中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。在下文中，各个技术方案之间原则上可以相互组合而得到新的技术方案，这也应被视为在本文中具体公开。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：采用本发明的技术方案，可用于但不局限于地层温度为30～100℃，地层盐水的总矿化度100～50000mg/L。在65～95℃温度范围内，模拟水矿化度0～20000mg/L条件下，发泡前体物可在24h内水解完全。以质量百分比计，0.1wt％泡排剂在0～50,000mg/L矿化度盐水中，起泡高度达到163mm，携液率达91.1％。温度响应的泡排剂在地层环境中可以很好发生反应，释放出的泡排剂具有优良的起泡和携液性能，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为测定泡沫排水剂携液量流程示意图。其中，1为恒温水浴器，2为量杯，3为循环水，4为泡沫采集器，5为发泡管，6为试液，7为转子流量计，8为气瓶。

图2和图3为包覆温度响应的泡排剂CRF01～CRF07浸渍时间与浓度百分比关系图。其中，浸渍温度为85℃，百分比是指离子色谱测出泡排棒浓度与理论计算泡排剂浓度的比值。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在以下具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，由此而形成的技术方案属于本说明书原始公开内容的一部分，同时也落入本发明的保护范围。

实施例与对比例中采用的原料，如果没有特别限定，那么均是现有技术公开的，例如可直接购买获得或者根据现有技术公开的制备方法制得。

本发明采用测定泡沫排水剂的发泡、稳泡和携液性能进行泡排性能评价，具体评价方法为：先采用罗氏泡沫仪(ROSS-Miles法)测定泡沫排水剂的起始发泡高度及一定时间后的发泡高度，评价其发泡能力和稳泡能力。将一定流速的气体连续通入泡沫排水剂溶液或泡沫排水剂溶液与油混合溶液，形成泡沫，测定一定时间后泡沫携带出的液体量，计算携液率，评价其携液能力。

表1中，③的质量比以粘合剂有效浓度计算，阳离子表面活性剂对用的名称和结构式说明如下：

(1)12-4-12，2Br^-

C₁₂H₂₅(CH₂CH₂OH)₂N⁺(CH₂)₄N⁺(CH₂CH₂OH)₂C₁₂H₂₅.2Br^-

(2)DTAB：十二烷基三甲基溴化铵

(3)18-2-18，2Cl^-

C₁₈H₃₇(CH₂CH₂OH)₂N⁺(CH₂)₂N⁺(CH₂CH₂OH)₂C₁₈H₃₇.2Cl^-

(4)12-4-12，2Cl^-

C₁₂H₂₅(CH₃)₂N⁺(CH₂)₄N⁺(CH₃)₂C₁₂H₂₅.2Cl^-

(5)DTAC：十二烷基三甲基氯化铵

【实施例1】制备无包覆响应型泡排剂

称取发泡前体物5000克，按所需比例，依次加入pH调节剂、助发泡剂、比重调节剂和粘合剂混合均匀压制成型，得到无包覆的温度响应的泡排剂，比例组成见表1所示。产品为棒状，每根质量为1.5公斤左右，直径5cm，长度55cm左右，比重1.1～1.5mg/L。

【实施例2】制备包覆温度响应型泡排剂

以缓释透气膜(厚度：30～100μm)包覆压制成型的温度响应的泡排剂，封口后检查无漏点得到包覆的温度响应的泡排剂，比例组成见表2所示。表2中，PA6为聚酰胺6，PA66为聚酰胺66，PA6/PA66＝8/2表示两者按质量比8比2混合。

表2

【对比例1】

重复实施例2中CRF 01的制备，区别在于：RF01的制备中采用等摩尔量的[12-4-12，2Br^-]替换其中的椰油酸单乙醇酰胺，得到RF01’，相应地，得到的包覆响应型泡排剂为CRF 01’。

【对比例2】

重复实施例2中CRF 01的制备，区别在于：RF01的制备中采用等摩尔量的椰油酸单乙醇酰胺替换其中的[12-4-12，2Br^-]，得到RF01”，相应地，得到的包覆响应型泡排剂为CRF01”。

【对比例3】

重复实施例2中CRF 01的制备，区别在于：RF01的制备中采用等摩尔量的椰油酰胺基丙基甜菜碱替换其中的椰油酸单乙醇酰胺，得到RF01”’，相应地，得到的包覆响应型泡排剂为CRF 01”’。

【实施例3】泡排剂水解性能测试

截取一段【实施例1】制备的RF01～RF09泡排剂产品，准确称量后，放入去离子水或模拟盐水中，搅拌，加热至一定温度，取样后处理，采用红外光谱确定酯基(～1740cm^-1)、酰胺基(～1640cm^-1)的消失时间，确定水解反应终点，记录水解时间。降温后加水稀释至2.0％的泡排剂母液，备用，结果见表3。

表3

由表3可以看出：

(1)本发明所述泡排剂具有优异的水解性能，水解时间都没有太短。

(2)RF01和RF02相比，RF05和RF09相比，RF01和RF05水解时间适中比较合适；在相对较长的时间内，时间短更优【即水解时间不能太短，但也不宜太长，需要适中才好】。

(3)本发明所述泡排剂能在矿化度0～20000mg/L，地层较常见的温度(80-100℃)条件下，顺利进行水解反应。

【实施例4】泡排剂起泡性能和携液性能测试

(1)将【实施例3】制备的泡排剂母液以相应的水稀释至0.1wt％，加入罗氏泡沫仪中，采用ROSS-Miles法测定起始泡高及5分钟后发泡高度，结果见表4所示。

(2)将4000mL/min的氮气连续通入泡排剂RF01～RF08水溶液，测定15分钟时间内泡沫携带出的水量，计算携液率，结果见表4所示。采用的携液量测定装置如图1所示。

表4

【实施例5】缓释透气膜渗透速度测试

将【实施例2】制备的包覆温度响应的泡排剂放入去离子水中，加热至一定温度，定期更换水，换出来的水(外液)采用离子色谱测定氯离子(CRF01～CRF05)或硫酸根离子浓度(CRF06～CRF07)，折算至泡排剂浓度，与完全溶解后理论计算的泡排剂浓度相对比，结果见图2和图3所示。

随着浸渍时间的延长，外液中泡排剂浓度逐步增加；随着包覆膜层数的增加，相同时间对应的外液中泡排剂浓度逐步减少；控制合适的膜渗水速度，有利于膜内发泡前体物的及时和充分水解，可确保泡排剂充分发挥排水采气作用。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (21)

1.一种响应型发泡剂，包括发泡前体物、pH调节剂和助发泡剂，其中，所述发泡前体物选自式（I-1）和式（I-2）所示物质中的至少一种：

式（I-1）和式（I-2）中，R₁选自C₇～C₂₃的烃基； R₂和R₃各自独立地选自H或C₁～C₁₀的羟基取代烷基；R₄选自-R₀-O-(C=O)R₁’，R₀选自C₂～C₈的亚烷基；R₁’选自C₇～C₂₃的烃基；

所述助发泡剂式（II）所示物质中的至少一种：

，式（II）；

式（II）中，R₅选自C₈～C₂₄的烷基，重复的R₅相同或不同；R₆、R₇各自独立地选自甲基、乙基、羟乙基或苄基，重复R₆或重复R₇相同或不同；m=1，n=0或1；当m=1、n=1时，R₈选自C₂～C₅的亚烷基；当m=1、n=0，R₈选自C₁~C₃的烷基；Y为Cl^-、Br^-、I^- 、CH₃OSO₃ ^-或CH₃COO^-；j为Y的电荷数；

所述pH调节剂选自碱性物质。

2.根据权利要求1所述的响应型发泡剂，其特征在于，式（I-1）和式（I-2）中，R₂和R₃各自独立地选自H或C₁～C₅的羟基取代烷基。

3.根据权利要求1所述的响应型发泡剂，其特征在于，所述pH调节剂选自金属氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐、磷酸盐、小分子有机酸盐中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的响应型发泡剂，其特征在于，所述金属氢氧化物选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂中的至少一种；和/或，所述碳酸盐选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂中的一种；和/或，所述碳酸氢盐选自碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢锂中的一种；和/或，所述磷酸盐选自磷酸钠、磷酸钾、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾中的一种；和/或，所述小分子有机酸盐选自乙酸钠、乙酸钾、柠檬酸钠、酒石酸钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸钾、酒石酸钾、葡萄糖酸钾中的至少一种。

5.根据权利要求1~4之一所述的响应型发泡剂，其特征在于，所述发泡前体物与pH调节剂的摩尔比为1：（1~10）。

6.根据权利要求5所述的响应型发泡剂，其特征在于，所述发泡前体物与助发泡剂的摩尔比为1：（0.1~10）。

7.根据权利要求6所述的响应型发泡剂，其特征在于，所述发泡前体物与pH调节剂的摩尔比为1：（1~5）；和/或，所述发泡前体物与助发泡剂的摩尔比为1：（0.2~5）。

8.一种用于制备权利要求1~7之一所述发泡剂的制备方法，所述方法包括：将所述发泡前体物、所述pH调节剂和所述助发泡剂混合，得到所述响应型发泡剂。

9.一种响应型泡排剂，包括发泡剂、比重调节剂、粘合剂和任选的缓释透气膜，所述发泡剂采用权利要求1~7之一所述发泡剂或利用权利要求8所述制备方法得到的发泡剂。

10.根据权利要求9所述的响应型泡排剂，其特征在于，所述缓释透气膜为具有微纳孔的可透水材料形成的膜。

11.根据权利要求10所述的响应型泡排剂，其特征在于，所述缓释透气膜为由聚酰胺、聚酯、聚氨酯中的至少一种形成的膜。

12.根据权利要求9所述的响应型泡排剂，其特征在于，所述比重调节剂选自碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、硫酸氢盐、磷酸盐、硼酸盐、金属卤化物中的至少一种。

13.根据权利要求12所述的响应型泡排剂，其特征在于，所述碳酸盐选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂中的至少一种；和/或，所述碳酸氢盐选自碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢锂中的至少一种；和/或，所述硫酸盐选自硫酸钠、硫酸钾中的至少一种；和/或，所述硫酸氢盐选自硫酸氢钠、硫酸氢钾中的至少一种；和/或，所述磷酸盐选自磷酸钠、磷酸钾、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾中的至少一种；和/或，所述硼酸盐选自四硼酸钠、四硼酸钾中的至少一种；和/或，所述金属卤化物选自氯化钠、氯化钾、溴化钠、溴化钾、氯化钙、溴化钙、氯化镁、溴化镁中的至少一种。

14.根据权利要求9所述的响应型泡排剂，其特征在于，所述粘合剂选自聚丙烯酰胺、瓜胶、纤维素、淀粉、聚乙二醇的至少一种。

15.根据权利要求14所述的响应型泡排剂，其特征在于，所述粘合剂选自聚丙烯酰胺、淀粉、聚乙二醇的至少一种。

16.根据权利要求9~15之一所述的响应型泡排剂，其特征在于，

所述发泡剂、比重调节剂与粘合剂的质量比为1：(0.1~20)：（0.01~0.1）；和/或，

所述发泡剂、比重调节剂与粘合剂的总质量与所述缓释透气膜的质量之比为1：(0~0.5)。

17.根据权利要求16所述的响应型泡排剂，其特征在于，

所述发泡剂、比重调节剂与粘合剂的质量比为1：(0.1~5)：（0.01~0.1）；和/或，

所述发泡剂、比重调节剂与粘合剂的总质量与所述缓释透气膜的质量之比为1：(0~0.1)。

18.权利要求9~17之一所述响应型泡排剂的制备方法，所述制备方法包括：

（1）将所述发泡剂、所述比重调节剂和所述粘合剂按所述重量比混合，压制成型，得到无包覆响应型泡排剂；

（2）在无包覆响应型泡排剂上任选地包覆所述缓释透气膜，封口，检查无漏点后得到包覆响应型泡排剂。

19.权利要求18所述响应型泡排剂的制备方法，其特征在于，所述缓释透气膜的包覆层数为1~6层。

20.权利要求19所述响应型泡排剂的制备方法，其特征在于，所述缓释透气膜的包覆层数为1~3层。

21.权利要求9~17之一所述响应型泡排剂或利用权利要求18~20之一所述制备方法得到的响应型泡排剂在气井泡沫排液采气中的应用。