CN103087698B - 天然气井固体泡沫排水剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天然气井固体泡沫排水剂及其制备方法，所述固体泡沫排水剂是由下述质量百分比含量的原料组分制成：表面活性剂25～30%、咪唑啉季铵盐1～3％、过氧化钠10～15％、柠檬酸20～25％、硫脲30～40％。本发明的固体泡沫排水剂，成分新颖、无毒环保，自发泡能力强、泡沫稳定性好，泡沫稳定性最高可达到169mm，携液能力高达83%，抗凝析油能力可达50%，抗甲醇能力可达到40%，抗矿化度能力200000mg/L，最佳有效浓度为4.5～6.5‰。而且投加方便兼具缓蚀作用，降低了生产成本，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明属于油田化学技术领域，涉及一种气田用固体泡沫排水剂，特别是一种集泡沫排水、管道防腐于一体的固体自发泡沫排水剂及其制备方法。
背景技术
天然气井在开采的中后期，由于气井自身地层能量下降，地层水也伴随天然气进入井筒，在井底或近井地带聚积，造成气井的产气量下降或气井被水淹没，伤害气井附近地层。地层水的来源主要有两个方面：一是底层中游离水，如边水、底水、层间水的浸入；二是地层水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。地层水中以及天然气中含有二氧化碳、硫化氢等腐蚀性气体，使得气井存在腐蚀现象。所以在有水产出的天然气井的生产过程中，如何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水面，是开采产水天然气气井必须考虑的一个重要的问题。
目前为了解决气井因地层水影响生产的问题，采用的方法是加注泡沫排水剂；为解决气井的腐蚀问题，主要是加注缓蚀剂，在油管的管壁上形成一层保护膜，防止酸性气体腐蚀管壁。传统的天然气井排水就是采用药剂逐一加注，药剂性能单一，药剂相互不配伍，而且加注时间也必须得分开，导致加注成本增加，加注工艺变得复杂化，药剂的有效期大大缩短，达不到预期的使用效果。
现有泡沫排水剂中，中国专利第公开第CN102634327A号中原料配比主要为表面活性剂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；中国专利公告第CN101492599A号中原料配比主要为三乙烯四胺5～10％，二乙烯三胺10～20％，油酸10～30％，冰乙酸2～10％，马来酸酐5～15％，丙乙酸5～10％。上述两种泡沫排水剂的成本较高、成分不环保、自发起泡性能较差、抗油、甲醇能力较弱，本发明针对以上缺点，逐一克服。
发明内容
本发明的目的是提供一种自发泡能力强、泡沫稳定性好、携液量大、抗油、抗甲醇、抗盐、投加方便兼具缓蚀作用的天然气井固体泡沫排水剂及其制备方法。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
天然气井固体泡沫排水剂，由下述质量百分比含量的原料组分制成：表面活性剂25～30%、咪唑啉季铵盐1～3％、过氧化钠10～15％、柠檬酸20～25％、硫脲30～40％；所述表面活性剂中各原料占固体泡沫排水剂的质量百分比为：AESA10～15％、月桂基二甲基氧化胺和豆蔻二甲基氧化胺共5～10％、AEO-35～10％。
本发明进一步的改进在于：月桂基二甲基氧化胺和豆蔻二甲基氧化胺的质量比为1:1。
本发明进一步的改进在于：所述天然气井固体泡沫排水剂使用时的加入质量浓度为4.5～6.5‰。
本发明进一步的改进在于：由下述质量百分比含量的原料组分制成：表面活性剂25%、咪唑啉季铵盐3％、过氧化钠15％、柠檬酸20％、硫脲37％；所述表面活性剂中各原料占固体泡沫排水剂的质量百分比为：AESA15％、月桂基二甲基氧化胺2.5％、豆蔻二甲基氧化胺2.5％、AEO-35％。
上述各种原料组分作用：
咪唑啉为起缓蚀作用的原料成分；表面活性剂是由四种表面活性剂复配而成，其中AESA具有较高的发泡力以及优异的配伍性能，月桂基二甲基氧化胺和豆蔻二甲基氧化胺复合使用具有优越的调理性能和稳泡性能，AEO-3具有良好优异的抗油和抗甲醇能力；过氧化钠和柠檬酸起到自发泡的作用；硫脲主要作为固体泡沫排水剂的固化剂。
天然气井固体泡沫排水剂的制备方法，包括如下步骤：
A、表面活性剂的复配：
在装有搅拌器、回流管、温度计的三口烧瓶中，加入月桂基二甲基氧化胺和豆蔻二甲基氧化胺的水溶液，升温至80℃—100℃时，加入AESA和AEO-3，搅拌升温至120℃，恒温回流反应1—1.5h，然后蒸馏出其中水分，四种表面活性剂复配完成；
B、固体泡沫排水剂的制备：
取步骤A复配好的表面活性剂，加入咪唑啉季铵盐、过氧化钠、柠檬酸和硫脲，机械搅拌均匀后，倒入模具中常温挤压成型，即得天然气井固体泡沫排水剂成品。
本发明进一步的改进在于：所述天然气井固体泡沫排水剂成品为圆形实心柱状体。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明的固体泡沫排水剂，成分新颖、无毒环保，自发泡能力强、泡沫稳定性好，泡沫稳定性最高可达到169mm，携液能力高达83%，抗凝析油能力可达50%，抗甲醇能力可达到40%，抗矿化度能力200000mg/L，最佳有效浓度为4.5～6.5%。而且投加方便兼具缓蚀作用，降低了生产成本，提高了工作效率。适用于任何气井泡沫排水，与其它井下用剂具有良好的配伍性，与气、液组分不发生化学反应，现场试验泡排成功率达90%以上。
附图说明
图1为本发明成品圆形实心柱状体的横截面剖示意图。
具体实施方式
实施例1
本发明固体泡沫排水剂是由下述质量配比的原料制成：表面活性剂30%、咪唑啉季铵盐2％、过氧化钠10％、柠檬酸20％、硫脲38％。
表面活性剂中各原料占固体泡沫排水剂的质量百分比：AESA（脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵）10%、月桂基二甲基氧化胺5％、豆蔻二甲基氧化胺5％、AEO-3（脂肪醇聚氧乙烯醚）10%。
本发明所述的固体泡沫排水剂的具体制备方法包括如下步骤：
A、表面活性剂的复配
按照上述比例，在装有搅拌器、回流管、温度计的500ml三口烧瓶中，加入月桂基二甲基氧化胺和豆蔻二甲基氧化胺的水溶液，升温至80℃时，加入AESA和AEO-3，搅拌升温至120℃，恒温回流反应1.5h，然后蒸馏出其中水分，四种表面活性剂复配完成。
B、固体泡沫排水剂的制备
按照上述比例，取上述复配好的表面活性剂，加入咪唑啉季铵盐、过氧化钠、柠檬酸、硫脲，机械搅拌均匀后，倒入模具中常温挤压成型，即得成品。
实施例2
本发明固体泡沫排水剂是由下述质量配比的原料制成：表面活性剂28%、咪唑啉季铵盐3％、过氧化钠12％、柠檬酸25％、硫脲32％。
表面活性剂中各原料占固体泡沫排水剂的质量百分比：AESA10%、月桂基二甲基氧化胺5％、豆蔻二甲基氧化胺5％、AEO-38%。
本发明所述的固体泡沫排水剂的具体制备方法包括如下步骤：
A、表面活性剂的复配
按照上述比例，在装有搅拌器、回流管、温度计的500ml三口烧瓶中，加入月桂基二甲基氧化胺和豆蔻二甲基氧化胺的水溶液，升温至100℃时，加入AESA和AEO-3，搅拌升温至120℃，恒温回流反应1h，然后蒸馏出其中水分，四种表面活性剂复配完成。
B、固体泡排剂的制备
按照上述比例，取上述复配好的表面活性剂，加入咪唑啉季铵盐、过氧化钠、柠檬酸、硫脲，机械搅拌均匀后，倒入模具中常温挤压成型，即得成品。
实施例3
本发明固体泡沫排水剂是由下述质量配比的原料制成：表面活性剂28%、咪唑啉季铵盐1％、过氧化钠10％、柠檬酸21％、硫脲40％。
表面活性剂中各原料占固体泡沫排水剂的质量百分比：AESA15%、月桂基二甲基氧化胺2.5％、豆蔻二甲基氧化胺2.5％、AEO-38%。
本发明所述的固体泡沫排水剂的具体制备方法包括如下步骤：
A、表面活性剂的复配
按照上述比例，在装有搅拌器、回流管、温度计的500ml三口烧瓶中，加入月桂基二甲基氧化胺和豆蔻二甲基氧化胺的水溶液，升温至90℃时，加入AESA和AEO-3，搅拌升温至120℃，恒温回流反应1h，然后蒸馏出其中水分，直至体系变为非常黏稠的液体，四种表面活性剂复配完成。
B、固体泡排剂的制备
按照上述比例，取上述复配好的表面活性剂，加入咪唑啉季铵盐、过氧化钠、柠檬酸、硫脲，机械搅拌均匀后，倒入模具中常温挤压成型，即得成品。
实施例4
本发明固体泡沫排水剂是由下述质量配比的原料制成：表面活性剂30%、咪唑啉季铵盐2％、过氧化钠15％、柠檬酸20％、硫脲33％。
表面活性剂中各原料占固体泡沫排水剂的质量百分比：AESA10%、月桂基二甲基氧化胺5％、豆蔻二甲基氧化胺5％、AEO-310%。
本发明所述的固体泡沫排水剂的具体制备方法包括如下步骤：
A、表面活性剂的复配
按照上述比例，在装有搅拌器、回流管、温度计的500ml三口烧瓶中，加入月桂基二甲基氧化胺和豆蔻二甲基氧化胺的水溶液，升温至80℃时，加入一定量的AESA和AEO-3，搅拌升温至120℃，恒温回流反应1.5h，然后蒸馏出其中水分，四种表面活性剂复配完成。
B、固体缓蚀剂的制备
按照上述比例，取上述复配好的表面活性剂，加入咪唑啉季铵盐、过氧化钠、柠檬酸、硫脲，机械搅拌均匀后，倒入模具中常温挤压成型，即得成品。
实施例5
本发明固体泡沫排水剂是由下述质量配比的原料制成：表面活性剂25%、咪唑啉季铵盐3％、过氧化钠15％、柠檬酸20％、硫脲37％。
表面活性剂中各原料占固体泡沫排水剂的质量百分比：AESA15%、月桂基二甲基氧化胺2.5％、豆蔻二甲基氧化胺2.5％、AEO-35%。
本发明所述的固体泡沫排水剂的具体制备方法包括如下步骤：
A、表面活性剂的复配
按照上述比例，在装有搅拌器、回流管、温度计的500ml三口烧瓶中，加月桂基二甲基氧化胺和豆蔻二甲基氧化胺的水溶液，升温至100℃时，加入一定量的AESA和AEO-3，搅拌升温至120℃，恒温回流反应1.5h，然后蒸馏出其中水分，四种表面活性剂复配完成。
B、固体缓蚀剂的制备
按照上述比例，取上述复配好的表面活性剂，加入一定质量比的咪唑啉季铵盐、过氧化钠、柠檬酸、硫脲，机械搅拌均匀后，倒入模具中常温挤压成型，即得成品。
对以上实施例所制备的固体泡沫排水剂的各项性能进行测定，具体数据参见表1：
表1不同浓度的固体泡沫排水剂的各项性能
从表1可以看出，在总矿化度为200000mg/L的矿化水中，本发明所制备的固体泡沫排水剂具有很好的稳定性，泡沫稳定性最高可达到169mm，携液能力高达83%，抗凝析油能力可达50%，抗甲醇能力可达到40%，最佳有效质量浓度为4.5～6.5‰。
Claims (5)
1.天然气井固体泡沫排水剂，其特征在于，由下述质量百分比含量的原料组分制成：表面活性剂25～30％、咪唑啉季铵盐1～3％、过氧化钠10～15％、柠檬酸20～25％、硫脲30～40％；
所述表面活性剂中各原料占固体泡沫排水剂的质量百分比为：AESA 10～15％、月桂基二甲基氧化胺和豆蔻二甲基氧化胺共5～10％、AEO-35～10％；
月桂基二甲基氧化胺和豆蔻二甲基氧化胺的质量比为1:1。
2.根据权利要求1所述的天然气井固体泡沫排水剂，其特征在于：所述天然气井固体泡沫排水剂使用时的加入浓度为4.5～6.5‰。
3.根据权利要求1所述的天然气井固体泡沫排水剂，其特征在于：由下述质量百分比含量的原料组分制成：表面活性剂25％、咪唑啉季铵盐3％、过氧化钠15％、柠檬酸20％、硫脲37％；
所述表面活性剂中各原料占固体泡沫排水剂的质量百分比为：AESA 15％、月桂基二甲基氧化胺2.5％、豆蔻二甲基氧化胺2.5％、AEO-35％。
4.权利要求1至3中任一项所述的天然气井固体泡沫排水剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、表面活性剂的复配：
在装有搅拌器、回流管、温度计的三口烧瓶中，加入月桂基二甲基氧化胺和豆蔻二甲基氧化胺的水溶液，升温至80℃—100℃时，加入AESA和AEO-3，搅拌升温至120℃，恒温回流反应1—1.5h，然后蒸馏出其中水分，四种表面活性剂复配完成；
B、固体泡沫排水剂的制备：
取步骤A复配好的表面活性剂，加入咪唑啉季铵盐、过氧化钠、柠檬酸和硫脲，机械搅拌均匀后，倒入模具中常温挤压成型，即得天然气井固体泡沫排水剂成品。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述天然气井固体泡沫排水剂成品为圆形实心柱状体。
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