本發(fā)明涉及油氣田開發(fā)和油氣田應(yīng)用化工材料,更具體地說(shuō)涉及一種耐鹽排采起泡劑及其制備方法。
背景技術(shù):
1、在天然氣開采過(guò)程中,氣藏的出水會(huì)降低氣井的開采效率,因此需要及時(shí)有效地將井底積液排出。泡沫排水采氣技術(shù)由于其成本低、見效快、設(shè)備簡(jiǎn)單、施工方便等特點(diǎn),受到國(guó)內(nèi)外排水采氣領(lǐng)域的格外青睞。隨著油氣開采的不斷進(jìn)行,地層普遍表現(xiàn)出高溫高鹽的特點(diǎn),常規(guī)泡排劑不能滿足越來(lái)越苛刻的地層條件。特別是在井口附近,高鹽、高含水等問(wèn)題嚴(yán)重影響了排水采氣起泡劑的性能,需要解決高鹽對(duì)起泡性能的影響從而提高其攜液能力。
2、專利文件cn115521767a中引入了疏水性納米二氧化硅,在超過(guò)20g/l的礦化水中,發(fā)泡體積可達(dá)180?ml,攜液率為82%。文獻(xiàn)中,張?zhí)恋妊邪l(fā)的抗溫抗鹽型聚醚磺基琥珀酸酯鹽泡排劑(參見:?張?zhí)??劉婉琴,?戴姍姍,?等.?抗溫抗鹽型聚醚磺基琥珀酸酯鹽泡排劑的研發(fā)[j].天然氣工業(yè),2014,34(10):103-107.),在38g/l的礦化水中,發(fā)泡體積達(dá)到600ml。但制備過(guò)程復(fù)雜,需要高溫酯化反應(yīng)和磺化反應(yīng),且成分中烷基酚聚氧乙烯醚具有較強(qiáng)的乳化性能,對(duì)采出液后期的處理帶來(lái)了諸多不便。上述兩個(gè)案例中,抗鹽起泡劑鹽使用的礦化水的礦化度都小于50g/l,且前者未標(biāo)注測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),后者參照sy/t?6465-2000《泡沫排水采氣用泡排劑評(píng)價(jià)方法》,發(fā)泡體積參照gb/t?13173-2008?《表面活性劑洗滌劑試驗(yàn)方法》進(jìn)行。
3、專利文件cn109054797a中制備了一種泡沫排水采氣用防凍、抗凝析油、抗鈣鎂離子起泡劑,在100g/l礦化水中起泡體積為165?ml,使用測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為sy/t?5761-1995?《排水采氣用起泡劑ct5-2》。文獻(xiàn)中,楊易駿等研制的一種低壓耐鹽型泡排劑(參見:?楊易駿,?劉慧,?王錦昌,?等.?低壓耐鹽型泡排劑在大牛地氣田的應(yīng)用及評(píng)價(jià)[j].?石油化工應(yīng)用,2020,39(05):?13-20.),可耐鹽149g,發(fā)泡體積220ml,按照q/sh?400603-2014《大牛地氣田泡沫排水采氣工藝作業(yè)規(guī)范》要求進(jìn)行測(cè)試。上述兩個(gè)案例耐鹽能力有所提高,但適用標(biāo)準(zhǔn)不同,可見行業(yè)內(nèi)對(duì)排水起泡劑的要求也各有不同。
4、現(xiàn)有石油行業(yè)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為q/sy?17815-2021?《排水采氣用起泡劑技術(shù)規(guī)范》,起泡劑評(píng)價(jià)則參照sy/t?7494-2020?《油氣田用起泡劑實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法》。新標(biāo)準(zhǔn)要求更高,且面對(duì)更高含鹽量的地層,亟需研制一種適用于新標(biāo)準(zhǔn)的耐鹽起泡劑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足,本發(fā)明提供了一種耐鹽排采起泡劑及其制備方法。本發(fā)明的發(fā)明目的在于解決天然氣排水采氣過(guò)程中起泡劑在高含鹽水中發(fā)泡和攜液困難的問(wèn)題。本發(fā)明提供了一種耐鹽排采起泡劑及其制備方法。本發(fā)明制備的耐鹽排采起泡劑性質(zhì)穩(wěn)定,具備優(yōu)良的抗鹽發(fā)泡和攜液能力,在150g/l超高含鹽量的礦化水中,能夠達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)ⅴ類技術(shù)指標(biāo)。
2、為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題,本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
3、本發(fā)明第一方面提供了一種耐鹽排采起泡劑,按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì),包括
4、60%-80%起泡表活劑;
5、5%-10%輔助表活劑;
6、0.05%-1.0%泡沫穩(wěn)定劑;
7、其余為水。
8、進(jìn)一步優(yōu)選的,所述起泡表活劑為月桂基甜菜堿、月桂酰胺丙基甜菜堿、椰油酰胺丙基甜菜堿、十二烷基磺基甜菜堿、十六烷基磺基甜菜堿中任意一種或兩種的混合。
9、進(jìn)一步優(yōu)選的,所述起泡表活劑為月桂酰胺丙基甜菜堿和十二烷基磺基甜菜堿的混合物。
10、更進(jìn)一步優(yōu)選的,所述起泡表活劑中,月桂酰胺丙基甜菜堿和十二烷基磺基甜菜堿的比例為1:0.5-2.0。
11、更進(jìn)一步優(yōu)選的,所述起泡表活劑中,月桂酰胺丙基甜菜堿和十二烷基磺基甜菜堿的比例為1:1-2。
12、進(jìn)一步優(yōu)選的,所述起泡表活劑為月桂酰胺丙基甜菜堿和十六烷基磺基甜菜堿的混合物。
13、更進(jìn)一步優(yōu)選的,所述起泡表活劑中月桂酰胺丙基甜菜堿和十六烷基磺基甜菜堿的比例為1:0.5-2.0。
14、更進(jìn)一步優(yōu)選的,所述起泡表活劑中月桂酰胺丙基甜菜堿和十六烷基磺基甜菜堿的比例為1:1-2.0。
15、進(jìn)一步優(yōu)選的,所述輔助表活劑為全氟壬烯氧基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、亞鐵氰化鉀、乙二胺四乙酸二鈉、十二烷基苯磺酸、對(duì)甲基苯磺酸中的任意一種或兩種的組合。
16、更進(jìn)一步優(yōu)選的,所述輔助表活劑為全氟壬烯氧基苯磺酸鈉和十二烷基苯磺酸的混合物。
17、更進(jìn)一步優(yōu)選的,所述輔助表活劑中,全氟壬烯氧基苯磺酸鈉和十二烷基苯磺酸的比例為1:4-20。
18、更進(jìn)一步優(yōu)選的,所述輔助表活劑中,全氟壬烯氧基苯磺酸鈉和十二烷基苯磺酸的比例為1:8-18。
19、更進(jìn)一步優(yōu)選的,所述輔助表活劑為全氟壬烯氧基苯磺酸鈉和對(duì)甲基苯磺酸的混合物。
20、更進(jìn)一步優(yōu)選的,所述輔助表活劑中,全氟壬烯氧基苯磺酸鈉和對(duì)甲基苯磺酸的比例為1:4-20。
21、更進(jìn)一步優(yōu)選的,所述輔助表活劑中,全氟壬烯氧基苯磺酸鈉和對(duì)甲基苯磺酸的比例為1:8-18。
22、更進(jìn)一步優(yōu)選的,所述泡沫穩(wěn)定劑為聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、卡拉膠、瓜膠或聚丙烯酰胺。
23、進(jìn)一步優(yōu)選的,所述泡沫穩(wěn)定劑的用量為0.1%-0.5%。
24、更進(jìn)一步優(yōu)選的,所述泡沫穩(wěn)定劑為卡拉膠或瓜膠。
25、本發(fā)明第二方面提供了一種耐鹽排采起泡劑的制備方法,該制備方法具體為將輔助表活劑溶解于一定量的水中,隨后加入起泡表活劑和泡沫穩(wěn)定劑,攪拌均勻得到的橙黃色透明粘稠液體即為耐鹽排采起泡劑。
26、進(jìn)一步優(yōu)選的,于反應(yīng)器中,分別加入1.0?g全氟壬烯氧基苯磺酸鈉和9.0?g對(duì)甲基苯磺酸,隨后加入9.5?g水?dāng)嚢杌旌?,待混合均勻后,分別加入40.0?g?月桂酰胺丙基甜菜堿、40.0?g?十六烷基磺基甜菜堿和0.5?g卡拉膠,攪拌分散后待體系透明澄清,得到的橙黃色透明粘稠液體即為耐鹽排采起泡劑。
27、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明所帶來(lái)的有益的技術(shù)效果表現(xiàn)在:
28、1、本發(fā)明制備的耐鹽排采起泡劑具有良好的耐鹽性能,能夠在150g/l的高含鹽情況下起到良好的起泡性能。在65℃測(cè)試條件下,發(fā)泡體積達(dá)到560?ml,攜液率可達(dá)95.3%,泡沫半衰期長(zhǎng)達(dá)285?s,起泡效果可以達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)ⅴ類技術(shù)指標(biāo)(發(fā)泡體積≥500?ml,攜液率≥80%,半衰期≥70?s),能夠顯著提高氣井排水采氣效率。
29、2、本發(fā)明通過(guò)精心選擇的起泡表活劑、輔助表活劑和泡沫穩(wěn)定劑,并優(yōu)化了配比,使起泡劑的耐鹽效果和起泡性能更佳。本發(fā)明使用的原料已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),易得且成本低,同時(shí)反應(yīng)過(guò)程簡(jiǎn)單、溫和且安全,方便制備,不僅節(jié)省了制作成本和時(shí)間,更提高了效率和安全性能。
30、3、本發(fā)明制備的起泡劑性質(zhì)穩(wěn)定,可在常溫常壓下長(zhǎng)時(shí)間保存,方便儲(chǔ)存和使用,與其他水基體系有良好的配伍性,可直接投入使用。
31、4、本發(fā)明制備的耐鹽排采起泡劑具備了獨(dú)特的抗鹽性能,能在150?g/l的高含鹽情況下使用。
32、5、本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)有顯著提升,現(xiàn)有起泡劑公開的性能指標(biāo)均參照舊標(biāo)準(zhǔn),起泡劑的發(fā)泡體積均在200?ml以下,攜液率最高為93.2%。本發(fā)明制備的耐鹽排采起泡劑較現(xiàn)有發(fā)泡體積達(dá)到560?ml,攜液率可達(dá)95.3%,顯著提高了起泡劑在高鹽環(huán)境下的性能。
33、6、本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)的關(guān)鍵改進(jìn)點(diǎn)在于提高了起泡劑在高鹽環(huán)境下到的穩(wěn)定性,現(xiàn)有技術(shù)泡沫半衰期小于200?s。本發(fā)明制備的耐鹽排采起泡劑的泡沫半衰期可長(zhǎng)達(dá)285s,提高了泡沫的穩(wěn)定性和使用的持久性。
34、7、本發(fā)明制備的耐鹽排采起泡劑性能優(yōu)良,用于高含水、高含鹽氣井排水采氣過(guò)程,起泡效果可以達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)ⅴ類技術(shù)指標(biāo),能夠顯著提高氣井排水采氣效率。