CN102660239B - 抗冻泡排剂及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了抗冻泡排剂,由下述重量份含量的原料组成:油患子皂甙:40~60;聚乙二醇:10~30;三乙醇胺:2~8;甘油:5~15;乙二醇:5~15;水:2~8。本发明的有益效果是:不仅发泡效果优良,能够满足排水采气的工艺要求,而且能够适应低温环境,具有抗冻性能,发泡效果不受低温影响,相比于现有技术,在低温工况下,降低了泡排剂的加注成本,简化了加注工艺,而且加注本发明提供的泡排剂时为直接加注不需添加甲醇等助剂,泡排剂发泡效果更好,解决了低温环境下泡排剂难加注的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及油气田领域中一种排水采气用的化学助剂,特别是一种抗冻泡排剂及其制备工艺。
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,在井底或近井底带聚积,造成气井的产气量下降或气井被水淹死。目前,为了解决气井因地层水影响生产的问题,采用的方法是向含水气井中加注泡排剂,使地层水与泡排剂接触后,借助天然气流的搅动,生成大量低密度含水泡沫,泡沫携水随气流从井底到地面排出井筒,达到稳产、增产的目的。
目前,国内外所使用的泡排剂为了减少矿化度、温度对其排液效果的影响,基本上采用阴离子表面活性剂,但这类活性剂含量一般不高,水分含量占到30-40%。因此,在气温下降后,产品粘度也随着增大或变成膏状,失去流动性;如果气温达到零下时,产品就会成为坚硬的冰块状,无法使用。
为了解决这一问题,传统方式是将泡沫排水剂加热溶解后,再加入大量的甲醇稀释后再使用。但是甲醇是一种扩散能力很强的低分子量物质,它的存在将加快泡排剂泡沫表面排液速度,使得泡排剂产生的泡沫极不稳定,很容易破灭。特别是在甲醇含量高时,将导致泡排剂不起泡,影响气井泡沫排水。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种能够适应低温环境的抗冻泡排剂,其不仅发泡效果优良,能够满足排水采气的工艺要求,而且能够具有抗冻功能;另外本发明还提供了该抗冻泡排剂的制备工艺。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:
抗冻泡排剂,由下述重量份含量的原料组成:
油患子皂甙 40~60;
聚乙二醇 10~30;
三乙醇胺 2~8;
甘油 5~15;
乙二醇 5~15;
水 2~8。
抗冻泡排剂的制备工艺,包括以下步骤:
(1)分别称取上述重量份的原料备用;
(2)将步骤(1)中称取的油患子皂甙和水加入搅拌缸内,加热至30~50℃;
(3)将步骤(1)中称取的聚乙二醇、甘油、三乙醇胺和乙二醇依次加入搅拌缸内,恒温并搅拌至所有物料溶解;
(4)将全部溶解的物料放出,包装,即得成品。
本发明具有以下优点:
本发明不仅发泡效果优良,能够满足排水采气的工艺要求,而且能够适应低温环境,具有抗冻性能,发泡效果不受低温影响,相比于现有技术,在低温工况下,降低了泡排剂的加注成本,简化了加注工艺,而且加注本发明提供的泡排剂时为直接加注不需添加甲醇等助剂,泡排剂发泡效果更好,解决了低温环境下泡排剂难加注的技术问题。
下面通过实验进一步说明本发明的效果:
1、实验水样
200g/L矿化水,其配制方法为:分别称取17.34g(CaCl2)、11.66g(MgCl2)、23.34g(Na2SO4)、147.66g(NaCl)于1000mL烧杯中,用蒸馏水溶解稀释至总体积为1L。
2、实验药剂
a.本发明所述的抗冻泡排剂
b.UT-1油气田用泡沫排水剂 (液体,以下简称UT-1)
c.UT-11C油气田用泡沫排水剂 (液体,以下简称UT-11C)
d.甲醇
e.煤油
3、实验项目及方法
3.1泡排剂抗冻实验
该实验主要测试:抗冻泡排剂、UT-1原液、UT-11C原液、抗冻泡排剂与水和甲醇按不同比例混合后的抗冻能力。
3.1.1实验仪器
a.锥形瓶,100ml 9个
b.温度计,±50℃ 1支
c.冰箱,最低温度-30℃ 1台
3.1.2抗冻泡排剂与水和甲醇混合液配制
称取抗冻泡排剂30.00g于100ml烧杯中,加入水30.00g、甲醇30.00g,得到泡排剂∶水∶甲醇为1∶1∶1的混合液,搅拌均匀备用。
用以上同样的方法配制:抗冻泡排剂∶水∶甲醇为1∶2∶1、1∶3∶1、1∶4∶1、1∶5∶1、1∶5∶2的混合液。
3.1.3实验方法
量取100ml抗冻泡排剂原液于洁净的烧杯,放入温度为-30℃的冰箱中,观察抗冻能力。
用以上方法分别测试:(1)UT-1原液、UT-11C原液抗冻能力;(2)抗冻泡排剂∶水∶甲醇为1∶1∶1、1∶2∶1、1∶3∶1、1∶4∶1、1∶5∶1、1∶5∶2的混合液的抗冻能力。
3.1.4实验结果
表1:泡排剂和抗冻泡排剂与水、甲醇按不同比例混合液抗冻能力测试结果
3.1.5实验结论
通过以上抗冻性能实验可以看出:
(1)抗冻泡排剂原液在-30℃条件下,无结冰现象,具有良好的流动性。UT-1原液、UT-11C原液在-1℃开始出现冰凌,-8℃时全部结冰,失去流动性。
(2)抗冻泡排剂与水、甲醇按不同比例混合后,抗冻泡排剂∶水∶甲醇为1∶3∶1、1∶4∶1、1∶5∶1、1∶5∶2时,在-30℃时均出现结冰现象,失去流动性能。
(3)由实验结果可以得出:为防止抗冻泡排剂稀释液在-30℃结冰,甲醇占抗冻泡排剂和水的稀释液比例不得低于30%,即:抗冻泡排剂∶水∶甲醇为1∶1∶1。
3.2泡排剂发泡能力实验
该实验主要测试:抗冻泡排剂原液、抗冻泡排剂与水和甲醇按不同比例混合后,纯泡排剂用量为3.00‰时的发泡能力。
3.2.1实验仪器
a.罗氏泡沫仪 1套
b.温度计,精度0.2℃ 1支
c.电子天平,精度0.01g 1台
d.超级恒温水浴 2台
e.玻棒 1支
f.烧杯,1000ml 7个
g.移液管200ml 1支
3.2.2实验方法
称取1.20g抗冻泡排剂于1000ml烧杯中,加入200g/l矿化水稀释至360ml,置待测样液于恒温水浴里加热至70±1℃,再加入40ml煤油搅拌均匀,得到药剂浓度为3.00‰,抗10%煤油的待测样液,备用。用超级恒温水浴预热罗氏泡沫仪并恒温在70±1℃,用200ml移液管移取50ml待测样液沿罗氏泡沫仪管壁放下冲洗管壁,待冲洗液流完后关闭罗氏泡沫仪下端阀门,然后移取待测样液50ml沿罗氏泡沫仪管壁放下,在底部形成液面,再用移液管吸取200ml待测样液置于罗氏泡沫仪上端中心位置,对准液面垂直放下,待样液放完后立即记下罗氏泡沫仪内泡沫上升的高度,即为该实验样品的发泡能力。
用以上方法分别测试:抗冻泡排剂∶水∶甲醇为1∶1∶1、1∶2∶1、1∶3∶1、1∶4∶1、1∶5∶1、1∶5∶2的混合液,纯泡排剂用量为3.00‰,抗10%煤油时的发泡能力。
3.2.3实验结果
表2:抗冻泡排剂原液和泡排剂与水、甲醇按不同比例混合液的发泡能力实验结果
实验药剂 | 发泡力 |
抗冻泡排剂原液 | 165mm |
抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶1∶1) | 162mm |
抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶2∶1) | 160mm |
抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶3∶1) | 159mm |
抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶4∶1) | 159mm |
抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶5∶1) | 162mm |
抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶5∶2) | 161mm |
3.2.4实验结论
通过发泡能力实验可以得出:
(1)抗冻泡排剂在200g/l的矿化水中,抗10%煤油条件下具有较好的发泡能力。
(2)抗冻泡排剂与水、甲醇按不同比例混合后,纯泡排剂用量相同的条件下(均为3.00‰),发泡能力相差不大,说明甲醇对其发泡能力无影响。
3.3泡排剂携液能力实验
该实验主要测试:抗冻泡排剂原液、抗冻泡排剂与水、甲醇按不同比例混合后,纯泡排剂用量为3.00‰时的携液能力。
3.3.1实验仪器
a.恒温携液仪 1套
b.温度计,精度0.2℃ 1支
c.电子天平,精度0.01g 1台
d.超级恒温水浴 2台
e.充气泵 1台
f.烧杯,1000ml 2个
g.湿式气体流量计 1台
h.玻棒 1支
3.3.2实验方法
称取1.20g抗冻泡排剂于1000ml烧杯中,加入200g/l矿化水稀释至360ml,置待测样液于恒温水浴里加热至70±1℃,然后向待测样液中加入40ml的煤油搅拌均匀,得到药剂浓度为3.00‰、抗10%煤油的待测样液,备用。
用超级恒温水浴预热恒温携液仪并恒温在70±1℃,打开充气泵,充入每分钟8L气体,将已预热好的待测样液倒入恒温携液仪中,使溶液起泡,用集液器收集带出的液体,直到无泡沫带出为止,称量带出液体的体积(携液率=带出液体体积/样液总体积×100%),即为该实验样品的携液能力。
用以上方法分别测试:抗冻泡排剂∶水∶甲醇为1∶1∶1、1∶2∶1、1∶3∶1、1∶4∶1、1∶5∶1、1∶5∶2的混合液,在纯泡排剂用量为3.00‰时的携液能力。
3.3.3实验结果
表3:抗冻泡排剂原液和泡排剂与水、甲醇按不同比例混合液的携液能力实验结果
实验药剂 | 携液量 | 携液率 |
抗冻泡排剂原液 | 340ml | 85.00% |
抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶1∶1) | 345ml | 86.25% |
抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶2∶1) | 343ml | 85.75% |
抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶3∶1) | 341ml | 85.25% |
抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶4∶1) | 342ml | 85.50% |
抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶5∶1) | 341ml | 85.25% |
抗冻泡排剂∶水∶甲醇(1∶5∶2) | 340ml | 85.00% |
3.3.4实验结论
通过携液能力实验可以得出:
(1)抗冻泡排剂在200g/l的矿化水中,抗10%煤油条件下具有较好的携液能力。
(2)抗冻泡排剂与水、甲醇按不同比例混合后,纯泡排剂用量相同的条件下(均为3.00‰),携液能力相差不大,说明甲醇对其携液能力无影响。
四、结论
通过以上抗冻性能实验可以看出:
(1)抗冻泡排剂原液在-30℃条件下,无结冰现象,具有良好的流动性。
(2)抗冻泡排剂与水、甲醇按不同比例混合后,泡排剂∶水∶甲醇为1∶3∶1、1∶4∶1、1∶5∶1时,在-30℃时均结冰,失去流动性能。
(3)为防止抗冻泡排剂稀释液在-30℃结冰,甲醇占抗冻泡排剂与水稀释液的比例不得低于30%,即:抗冻泡排剂∶水∶甲醇为1∶1∶1。
(4)综合以上实验结果,推荐抗冻泡排剂∶水∶甲醇最佳使用比例为1∶1∶1。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述,但本发明的保护范围不限于以下所述:
实施例1:
抗冻泡排剂,由下述重量份含量的原料组成:
油患子皂甙 50;
聚乙二醇 20;
三乙醇胺 5;
甘油 10;
乙二醇 10;
水 5。
抗冻泡排剂的制备工艺,包括以下步骤:
(1)分别称取上述重量份的原料备用;
(2)将步骤(1)中称取的油患子皂甙和水加入搅拌缸内,加热至40℃;
(3)将步骤(1)中称取的聚乙二醇、甘油、三乙醇胺和乙二醇依次加入搅拌缸内,恒温并搅拌至所有物料溶解;
(4)将全部溶解的物料放出,包装,即得成品。
实施例2:
抗冻泡排剂,由下述重量份含量的原料组成:
油患子皂甙 40;
聚乙二醇 30;
三乙醇胺 8;
甘油 15;
乙二醇 5;
水 2。
抗冻泡排剂的制备工艺,包括以下步骤:
(1)分别称取上述重量份的原料备用;
(2)将步骤(1)中称取的油患子皂甙和水加入搅拌缸内,加热至30℃;
(3)将步骤(1)中称取的聚乙二醇、甘油、三乙醇胺和乙二醇依次加入搅拌缸内,恒温并搅拌至所有物料溶解;
(4)将全部溶解的物料放出,包装,即得成品。
实施例3:
抗冻泡排剂,由下述重量份含量的原料组成:
油患子皂甙60;
聚乙二醇10;
三乙醇胺2;
甘油5;
乙二醇15;
水8。
抗冻泡排剂的制备工艺,包括以下步骤:
(1)分别称取上述重量份的原料备用;
(2)将步骤(1)中称取的油患子皂甙和水加入搅拌缸内,加热至40℃;
(3)将步骤(1)中称取的聚乙二醇、甘油、三乙醇胺和乙二醇依次加入搅拌缸内,恒温并搅拌至所有物料溶解;
(4)将全部溶解的物料放出,包装,即得成品。
实施例4:
抗冻泡排剂,由下述重量份含量的原料组成:
油患子皂甙 55;
聚乙二醇 15;
三乙醇胺 5;
甘油 10;
乙二醇 12;
水 3。
抗冻泡排剂的制备工艺,包括以下步骤:
(1)分别称取上述重量份的原料备用;
(2)将步骤(1)中称取的油患子皂甙和水加入搅拌缸内,加热至50℃;
(3)将步骤(1)中称取的聚乙二醇、甘油、三乙醇胺和乙二醇依次加入搅拌缸内,恒温并搅拌至所有物料溶解;
(4)将全部溶解的物料放出,包装,即得成品。
Claims (2)
1.抗冻泡排剂,其特征在于:它由下述重量份含量的原料组成:
油患子皂甙 40~60;
聚乙二醇 10~30;
三乙醇胺 2~8;
甘油 5~15;
乙二醇 5~15;
水 2~8。
2.权利要求1所述的抗冻泡排剂的制备工艺,其特征在于:它包括以下步骤:
(1)分别称取上述重量份的原料备用;
(2)将步骤(1)中称取的油患子皂甙和水加入搅拌缸内,加热至30~50℃;
(3)将步骤(1)中称取的聚乙二醇、甘油、三乙醇胺和乙二醇依次加入搅拌缸内,恒温并搅拌至所有物料溶解;
(4)将全部溶解的物料放出,包装,即得成品。
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