CN102634327B - 一种气田泡沫排水剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气田泡沫排水剂，是由以下重量份的组分组成：表面活性剂95～105份，甲基纤维素3～7份，控泡剂5～10份，其中表面活性剂是由无患子提取物、咪唑啉、十二烷基二甲基甜菜碱按照重量比1～2∶1～2∶1～2组成。本发明的泡沫排水剂，遇水所产生的泡沫具有很好的稳定性，泡沫稳定性可以达到141mm，泡沫的含水量不高于2.18％，抗矿化度能力达200000mg/L，抗凝析油能力达30％，抗温能力达90℃以上，最佳有效浓度为3-5％。而且本发明的气田泡沫排水剂无毒、易降解，不会对环境造成污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种气田泡沫排水剂，特别是油气田开发领域的一种低压泡沫排水剂。属油田化学技术领域，
背景技术
气田在开采时产生的地层水将对天然气的生产造成不同程度的影响。地层水的来源主要有两个方面：一是地层中游离水，如边水、底水、层间水的浸入；二是地层中含有水气的天然气进入井筒后，由于温度、压力的变化而出现的凝析水。
如果气井本身具有足够的能量，地层水将被上升的气流带出井口；如果气井自身的能量不足，则地层水会在气流举升过程中由于滑脱效应而逐渐在井筒里及近井底区聚积，聚集的液相会造成井底附近地层的伤害，含液饱和度增大，产层由于“水浸”、“水锁”、“水敏性粘土矿物的膨胀”等原因，使气相渗透率受到伤害，可能造成水封闭气，气井产能和最终采收率降低，制约着天然气井的正常生产，且这种伤害难以恢复；在气井产水后，使得流入井的渗流阻力和气液相管流的总能量损耗增大，生产压差减小，随着水侵影响的日益加剧，会导致产气量降低，严重时会导致水淹气井停喷。所以在有水产出的天然气气井的生产过程中，如何在避免损失较大地层能量的前提下，最大限度地将地层水带出地面，是开采产水天然气气田必须考虑的一个重要问题。
为了帮助气井排出地层产出水，人们使用了诸如泡沫排水、柱塞气举排水、超声雾化排水、气举排水、分体式柱塞排水、有杆泵排水、无杆泵排水等排水工艺技术。泡沫排水采气工艺技术具有设备简单、施工容易、见效快、成本低、气井能量损失少、又不影响气井生产的优点，目前在国内外采气生产中得到广泛应用。
国内不少厂家、企业研制出了应用于气井排水的泡沫排水剂，如东北大学科技开发公司研制的DH92-1泡沫排水剂、成都孚吉公司生产的UT-6和UT-11泡沫排水剂、西安石油大学装备技术开发公司研制的syd泡沫排水剂等，这些泡沫排水剂适用于泡沫含水率较高(在2.7％以上)、泡沫的稳定性一般(低于130mm)、气井压力较高(井口不低于6MPa)的工况，具有较高压力的气井有足够的能量把泡沫含水率较高、泡沫的稳定性不太强的泡沫快速、及时地举升出井口，因而泡排效果好。然而由于产生的泡沫稳定性一般，对于地压气井(井口油压低于6MPa)没有足够的能量把泡沫快速、及时地举升出井口，许多泡沫在 井筒中滑脱、破灭，所以泡排效果不好，气井地层中产出的水不能被有效地排出到井口，在井内产生积液，从而影响到气井的正常生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种发泡能力强、泡沫稳定性高的气田泡沫排水剂。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种气田泡沫排水剂，是由以下重量份的组分组成：表面活性剂95～105份，甲基纤维素3～7份，控泡剂5～10份，其中表面活性剂是由无患子提取物、咪唑啉、十二烷基二甲基甜菜碱按照重量比1～2∶1～2∶1～2组成。
其中控泡剂为DC-7控泡剂。
其中无患子提取物可以采用常规的煎煮法提取：将无患子粉碎后加水在80～100℃条件下浸泡36～72小时，再加入絮凝剂絮凝，澄清后将浸提水减压浓缩至含水分不高于5wt％，即得到无患子提取物。
其中絮凝步骤不作特殊限定，其中絮凝剂可采用硫酸铝，絮凝时间可选择12～24小时。
本发明气田泡沫排水剂，采用的表面活性剂为三种表面活性物质复配而成，无患子又称油患子，属于无患子科植物，在其厚肉质状的果皮中含有皂素，皂素在水中进行简单的搓揉便会产生泡沫，是一种天然的起泡剂，本发明中无患子提取物所采用的无患子原料指的是无患子植物的整个果实。咪唑啉又称二氢咪唑，具有很好的起泡性，并且具有无毒、高生物降解性，在酸性和碱性中都可以稳定的存在，可同阴、阳、非离子表面活性剂相配伍。十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)，是一种两性离子表面活性剂，具有很好的热稳定性和生物降解性，能与各种类型的其它表面活性剂混合使用。将上述三者表面活性物质合用，可以使其中的表面活性物质得到相互增强，提高泡沫的稳定性和抗环境干扰能力，同时提高表面活性剂的生物降解性，降低泡沫排水剂的毒性和对环境的污染。加入的控泡剂能加快泡沫表面液体的流动速度，使用所产生的大泡沫破泡速度加快，由大泡沫破成细小的小泡沫，从而达到控制泡沫大小的能力，优选的控泡剂为DC-7控泡剂；加入的甲基纤维素能提高泡沫的粘度，从而起到稳定泡沫的作用。
本发明的泡沫排水剂，遇水所产生的泡沫具有很好的稳定性，泡沫稳定性可以达到141mm，泡沫的含水量不高于2.18％，抗矿化度能力达200000mg/L，抗凝析油能力达30％，抗温能力达90℃以上，最佳有效浓度为3-5％，而且本发明的气田泡沫排水剂无毒、易降解，不会对环境造成污染。适用于低压(6MPa)气井泡沫排水，现场试验泡排成功率达90％ 以上；该低压泡沫排水剂与甲醇、缓蚀剂、阻垢剂等药剂具有良好的配伍性，与气、液组分不发生化学反应；不增加气体和燃烧产物的毒性；不腐蚀设备和管道。
具体实施方式
实施例1
本实施例的气田泡沫排水剂是由以下重量份的组分组成：表面活性剂95份，甲基纤维素3份，DC-7控泡剂(道康宁)5份，其中表面活性剂是由无患子提取物、咪唑啉、十二烷基二甲基甜菜碱按照重量比1∶2∶2组成。其中无患子提取物的提取方法如下：
取无患子将其粉碎成1cm的小块，加水在80℃下浸泡36小时，然后加入絮凝剂硫酸铝絮凝12小时，取上层澄清液将其减压浓缩至含水分5wt％，即得无患子提取物。
实施例2
本实施例的气田泡沫排水剂是由以下重量份的组分组成：表面活性剂100份，甲基纤维素5份，DC-7控泡剂(道康宁)7份，其中表面活性剂是由无患子提取物、咪唑啉、十二烷基二甲基甜菜碱按照重量比2∶1∶2组成。其中无患子提取物的提取方法如下：
取无患子将其粉碎成3cm的小块，加水在100℃下浸泡72小时，然后加入絮凝剂硫酸铝絮凝18小时，取上层澄清液将其减压浓缩至含水分3wt％，即得无患子提取物。
实施例3
本实施例的气田泡沫排水剂是由以下重量份的组分组成：表面活性剂105份，甲基纤维素7份，DC-7控泡剂(道康宁)10份，其中表面活性剂是由无患子提取物、咪唑啉、十二烷基二甲基甜菜碱按照重量比2∶2∶1组成。其中无患子提取物的提取方法如下：
取无患子将其粉碎成2cm的小块，加水在90℃下浸泡48小时，然后加入絮凝剂硫酸铝絮凝24小时，取上层澄清液将其减压浓缩至含水分1wt％，即得无患子提取物。
实验例1
本发明中涉及的三种表面活性物质在相同条件下单独使用的发泡能力实验，具体实验结果如表1所示
药剂浓度：0.3％；
温度：80℃；
矿化度：总离子浓度10万ppm。
采用GB/T 13173-2008的Ross-Miles法测试发泡能力。
表1三种表面活性物质在相同条件下发泡稳定性测定结果
| 药剂名称 | 发泡高度(mm) | 泡沫稳定性(mm) |
[0030]
| 无患子提取物 | 165 | 134 |
| 咪唑啉 | 169 | 135 |
| BS-12 | 143 | 112 |
将三种表面活性物质复配后，在相同条件下单独使用的发泡能力实验，具体实验结果如表2所示
表2复配后发泡能力和泡沫稳定性测试结果
实验例2
将实施例1～3的气田泡沫排水剂进入如下模拟试验，模拟装置主要包括一个罗氏泡沫仪和恒温携液仪。试验考察不同浓度该低压泡沫排水剂在模拟地层温度90℃、模拟地层水200000mg/L的矿化水，抗30％凝析油时发泡能力和泡沫稳定性、携液率和泡沫含水率，以考察本发明满足实际需求的最有效、最经济使用浓度范围。模拟地层水配制如下：称取氯化钠118330mg、氯化镁11670mg、氯化钙17330mg、硫酸钠52670mg于10000ml烧杯中，然后用蒸馏水稀释至1L，配得总矿化度为200000mg/L的矿化水。具体的实验结果如表3所示。
表3模拟实验结果
| 实施例 | 药剂浓度 | 发泡能力(mm) | 泡沫稳定性(mm) | 携液能力(％) | 泡沫含水率(％) |
| 1 | 0.5‰ | 132 | 115 | 42.5 | 2.05 |
| 2 | 1.0‰ | 145 | 132 | 64.0 | 2.08 |
| 2 | 1.5‰ | 158 | 136 | 66.5 | 2.11 |
| 2 | 2.0‰ | 165 | 141 | 74.5 | 2.18 |
[0038]
| 2 | 2.5‰ | 166 | 142 | 78.0 | 2.18 |
| 2 | 3.0‰ | 167 | 145 | 80.5 | 2.20 |
| 2 | 3.5‰ | 168 | 145 | 81.5 | 2.22 |
| 3 | 4.0‰ | 170 | 146 | 82.0 | 2.23 |
Claims (2)
1.一种气田泡沫排水剂，其特征在于：是由以下重量份的组分组成：表面活性剂95～105份，甲基纤维素3～7份，控泡剂5～10份，其中表面活性剂是由无患子提取物、咪唑啉、十二烷基二甲基甜菜碱按照重量比1～2：1～2：1～2组成；所述无患子提取物采用如下方法提取而成：将无患子粉碎后加水在80～100℃条件下浸泡36～72小时，再加入絮凝剂絮凝，澄清后将浸提水减压浓缩至含水分不高于5wt%，即得到无患子提取物。
2.根据权利要求1所述的气田泡沫排水剂，其特征在于：所述控泡剂为DC-7控泡剂。
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