CN103614129B - 油气井用缓蚀泡沫排水剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油气井用缓蚀泡沫排水剂及其制备方法，解决现有单独缓蚀剂或起泡剂运行成本较高且不能有效协同使用的问题。本发明的缓蚀泡沫排水剂由下列重量百分比的组分组成：油酸基咪唑啉季铵盐20～40%、十二烷基二甲基苄基氯化铵1～10%、十二烷基二甲基甜菜碱10～30%、烷基酚聚氧乙烯醚5～10%、水10～30%。本发明所采用的配方制得的缓蚀泡沫排水剂不仅具有优良的泡排性能，还具备优良的缓蚀性能。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种油气井用缓蚀泡沫排水剂及其制备方法。
背景技术
天然气井生产过程中水流会随着气流进入气井，当气流大小无法使水流带出井外时即会造成积液，进而导致减产甚至淹死。为了解决积液的问题，目前主要采用往井下加入泡排剂的方法进行排液，泡排剂与积液混合后，在天然气流搅动下产生大量泡沫，有泡沫将积液带出井外，减少积液影响，达到稳定或增加天然气产量的目的。
天然气井井身及地面流程绝大部分均为钢制结构，受管内流体（液流、气流）的影响，极易发生腐蚀甚至穿孔的情况。为了解决这一问题，目前通常采用往井下加入缓蚀剂的方法进行防腐，缓蚀剂与井下水体混合后，气井排液的过程中会与管壁进行接触，通过吸附、氧化或者沉淀的方式与管壁紧密结合，抑制阴极或阳极反应，进而达到防腐的目的。
目前泡沫排水工艺所使用的泡排剂在加注过缓蚀剂的气井中使用时，效果会明显差于普通气井，由于离子组成及官能基团的不同，缓蚀剂成分会对大部分起泡剂造成异常损耗而降低其效能。
目前多数气井即需要加注缓蚀剂，又需要加注泡排剂，往往加注需要两套设备，增加了投入及运行成本；同时由于现有缓蚀剂与起泡剂的配伍性问题，经常出现不可兼顾的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油气井用缓蚀泡沫排水剂，解决现有单独缓蚀剂或起泡剂运行成本较高且不能有效协同使用的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
油气井用缓蚀泡沫排水剂，所述缓蚀泡沫排水剂由下列重量百分比的组分组成：
油酸基咪唑啉季铵盐 20～40%
十二烷基二甲基苄基氯化铵 1～10%
十二烷基二甲基甜菜碱 10～30%
烷基酚聚氧乙烯醚 5～10%
水 10～30%。
具体的方案一：上述缓蚀泡沫排水剂由下列重量百分比的组分组成：油酸基咪唑啉季铵盐40%、十二烷基二甲基苄基氯化铵5%、十二烷基二甲基甜菜碱25%、烷基酚聚氧乙烯醚10%、水20%。
具体的方案二：上述缓蚀泡沫排水剂由下列重量百分比的组分组成：油酸基咪唑啉季铵盐35%、十二烷基二甲基苄基氯化铵10%、十二烷基二甲基甜菜碱20%、烷基酚聚氧乙烯醚10%、水25%。
具体的方案三：上述缓蚀泡沫排水剂由下列重量百分比的组分组成：油酸基咪唑啉季铵盐20%、十二烷基二甲基苄基氯化铵10%、十二烷基二甲基甜菜碱30%、烷基酚聚氧乙烯醚10%、水30%。
具体的方案四：上述缓蚀泡沫排水剂由下列重量百分比的组分组成：油酸基咪唑啉季铵盐30%、十二烷基二甲基苄基氯化铵4%、十二烷基二甲基甜菜碱28%、烷基酚聚氧乙烯醚8%、水30%。
上述油气井用缓蚀泡沫排水剂的制备方法如下：
（1）将水加入反应釜中恒温至60℃，然后在搅拌的状态下加入十二烷基二甲基甜菜碱，混合后重新恒温至60℃；
（2）在搅拌的状态下向反应釜依次加入油酸基咪唑啉季铵盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵，在60℃的条件下恒温反应30min；
（3）在搅拌的状态下加入烷基酚聚氧乙烯醚，在60℃的条件下恒温反应30min，即得产品。
本发明具有以下优点及有益效果：
本发明所采用的配方制得的缓蚀泡沫排水剂不仅具有优良的泡排性能，还具备优良的缓蚀性能，无需考虑本发明与缓蚀剂配伍性，对之前已使用过缓蚀剂的气井也能起到很好的泡排作用。另外，本发明的产品仅需一套加注设备，且不用再考虑药剂的配伍性问题，节约了气井生产成本，同时也使得生产与防腐能同时保持在优良的状态。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例1
油气井用缓蚀泡沫排水剂，由下列重量百分比的组分组成：油酸基咪唑啉季铵盐40%、十二烷基二甲基苄基氯化铵5%、十二烷基二甲基甜菜碱25%、烷基酚聚氧乙烯醚10%、水20%；所述缓蚀泡沫排水剂的制备方法如下：
（1）按上述重量百分比称取油酸基咪唑啉季铵盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基甜菜碱、烷基酚聚氧乙烯醚和水。
（2）将水加入反应釜中恒温至60℃，然后在搅拌的状态下加入十二烷基二甲基甜菜碱，混合后重新恒温至60℃；
（3）在搅拌的状态下向反应釜依次加入油酸基咪唑啉季铵盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵，在60℃的条件下恒温反应30min；
（4）在搅拌的状态下加入烷基酚聚氧乙烯醚，在60℃的条件下恒温反应30min，即得产品。
实施例2
油气井用缓蚀泡沫排水剂，由下列重量百分比的组分组成：油酸基咪唑啉季铵盐35%、十二烷基二甲基苄基氯化铵10%、十二烷基二甲基甜菜碱20%、烷基酚聚氧乙烯醚10%、水25%；所述缓蚀泡沫排水剂的制备方法如下：
（1）按上述重量百分比称取油酸基咪唑啉季铵盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基甜菜碱、烷基酚聚氧乙烯醚和水；
（2）将水加入反应釜中恒温至60℃，然后在搅拌的状态下加入十二烷基二甲基甜菜碱，混合后重新恒温至60℃；
（3）在搅拌的状态下向反应釜依次加入油酸基咪唑啉季铵盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵，在60℃的条件下恒温反应30min；
（4）在搅拌的状态下加入烷基酚聚氧乙烯醚，在60℃的条件下恒温反应30min，即得产品。
实施例3
油气井用缓蚀泡沫排水剂，由下列重量百分比的组分组成：油酸基咪唑啉季铵盐20%、十二烷基二甲基苄基氯化铵10%、十二烷基二甲基甜菜碱30%、烷基酚聚氧乙烯醚10%、水30%；所述缓蚀泡沫排水剂的制备方法如下：
（1）按上述重量百分比称取油酸基咪唑啉季铵盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基甜菜碱、烷基酚聚氧乙烯醚和水；
（2）将水加入反应釜中恒温至60℃，然后在搅拌的状态下加入十二烷基二甲基甜菜碱，混合后重新恒温至60℃；
（3）在搅拌的状态下向反应釜依次加入油酸基咪唑啉季铵盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵，在60℃的条件下恒温反应30min；
（4）在搅拌的状态下加入烷基酚聚氧乙烯醚，在60℃的条件下恒温反应30min，即得产品。
实施例4
油气井用缓蚀泡沫排水剂，由下列重量百分比的组分组成：油酸基咪唑啉季铵盐30%、十二烷基二甲基苄基氯化铵4%、十二烷基二甲基甜菜碱28%、烷基酚聚氧乙烯醚8%、水30%；所述缓蚀泡沫排水剂的制备方法如下：
（1）按上述重量百分比称取油酸基咪唑啉季铵盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基甜菜碱、烷基酚聚氧乙烯醚和水；
（2）将水加入反应釜中恒温至60℃，然后在搅拌的状态下加入十二烷基二甲基甜菜碱，混合后重新恒温至60℃；
（3）在搅拌的状态下向反应釜依次加入油酸基咪唑啉季铵盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵，在60℃的条件下恒温反应30min；
（4）在搅拌的状态下加入烷基酚聚氧乙烯醚，在60℃的条件下恒温反应30min，即得产品。
实施例5
油气井用缓蚀泡沫排水剂，由下列重量百分比的组分组成：油酸基咪唑啉季铵盐37%、十二烷基二甲基苄基氯化铵3%、十二烷基二甲基甜菜碱30%、烷基酚聚氧乙烯醚7%、水23%；本实施例的制备方法与实施例1的制备方法相同。
本发明所得产品测试试验如下：
1、试验水样
50g/L矿化水，其配制方法为：分别称取45.0g（NaCl），4.5g（CaCl2），0.3g（NaHCO3），0.2g（Na2SO4）。
2、试验药剂
a）本发明实施例1所制得的缓蚀泡沫排水剂（简称缓蚀泡排剂）
b）气井液体泡沫排水剂XHY-4（简称XHY-4）
c）水溶性油气井缓蚀剂XSH-5（简称XSH-5）
3、试验项目
3.1 发泡及稳泡能力试验
1）试验仪器：
a）罗氏泡沫仪 一套
b）超级恒温水浴 一套
c）电子天平，精度0.01g 一台
d）烧杯，500ml 3个
e）移液管，50ml 1个
f）定量漏斗，200ml 1个
2）试验方法
称取2.5g 缓蚀泡排剂于500ml烧杯中，加入试验水样稀释至500ml，得到药剂浓度为0.5%的待测样液，将样液加热至50±1℃，恒温10min，备用。
用超级恒温水浴预热罗氏泡沫仪并恒温在50±1℃，用约100~200ml样液对内管壁进行充分冲刷并润湿后，关闭罗氏泡沫仪下端阀门，用50ml移液管移出50ml加热的待测样液加入罗氏泡沫仪中，用200ml定量漏斗移出200ml已加热的待测样液，在底部形成液面。将取有待测样液200ml的移液管置于罗氏泡沫仪上端中心位置，对准液面垂直放下样液，待放液完成后，马上记下泡沫高度（此为发泡能力），并用秒表开始计时，3min后再次记录泡沫高度（此为稳泡能力）。
用以上同样的方法测试XHY-4药剂浓度为0.5%时，在试验水样中的起泡及稳泡能力。
用以上同样的方法测定分别在0.5%浓度的缓蚀泡排剂和XHY-4中加入等量的XSH-5时的起泡及稳泡能力，结果如下表1。
表1
| 试验药剂 | 发泡能力 | 稳泡能力 |
| 缓蚀泡排剂 | 185mm | 190mm |
| XHY-4 | 188mm | 192mm |
| 缓蚀泡排剂+XSH-5 | 178mm | 180mm |
| XHY-4+XSH-5 | 160mm | 115mm |
3） 试验结果
从试验结果可以看出，在一般条件下缓蚀泡排剂的发泡及稳泡能力与常规泡排相当且发泡和稳泡性能均为优良，缓蚀剂对缓蚀泡排剂的携液性能影响极小，但常规泡排更易于受到缓蚀剂的影响而使发泡能力和稳泡能力较大幅度下降。
3.2 携液能力试验
1）试验仪器
a）恒温携液仪 一套
b）超级恒温水浴 一套
c）电子天平，精度0.01g 一台
d）烧杯，500ml 3个
e）量筒，250ml 2个
2）试验方法
称取2.5g 缓蚀泡排剂于500ml烧杯中，加入试验水样稀释至500ml，得到药剂浓度为0.5%的待测样液，将样液加热至50±1℃，恒温10min，备用。
用超级恒温水浴预热恒温携液仪并恒温在50±1℃，用约100~200ml样液对内管壁进行充分冲刷并润湿后，连接通气管线并通入300L/h的氮气，然后用250ml 量筒量取250ml样液并加入携液仪中，连接携液仪配套的液体接收装置，待管内完全无泡沫带出时用量筒量取带出液体积，此即为携液量，同时可计算携液率（携液率=携液量/总液量*100%）
用以上同样的方法测试XHY-4药剂浓度为0.5%时，在试验水样中的携液能力。
用以上同样的方法测定分别在0.5%浓度的缓蚀泡排剂和XHY-4中加入等量的XSH-5时的携液能力，结果如下表2。
表2
| 试验药剂 | 携液量 | 携液率 |
| 缓蚀泡排剂 | 211ml | 84.40% |
| XHY-4 | 209ml | 83.60% |
| 缓蚀泡排剂+XSH-5 | 205ml | 82.00% |
| XHY-4+XSH-5 | 189ml | 75.60% |
从试验结果可以看出，在一般条件下缓蚀泡排剂的携液能力与常规泡排相当且携液性能优良，缓蚀剂对缓蚀泡排剂的携液性能影响极小，但常规泡排更易于受到缓蚀剂的影响而使携液能力较大幅度下降。
3.3 缓蚀性能试验
1）试验方法
按石油行业标准SY/T 5273-2000的常压静态缓蚀率测定方法进行，试验水样为本文所配水样，通入CO2并使其含量为600mg/L，试验时间72h，药剂浓度0.5%，分别测定缓蚀泡排剂与XSH-5的缓蚀率，结果如下表3。
表3
| 试验药剂 | 缓蚀率 |
| 缓蚀泡排剂 | 85.48% |
| XSH-5 | 87.23% |
从试验结果可以看出，缓蚀泡排剂的试验测定缓蚀性能与标准缓蚀剂XSH-5的缓蚀性能基本相同，且缓蚀性能优良。
应当说明的是，以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (6)
1.油气井用缓蚀泡沫排水剂，其特征在于，所述缓蚀泡沫排水剂由下列重量百分比的组分组成：
油酸基咪唑啉季铵盐 20～40%
十二烷基二甲基苄基氯化铵 1～10%
十二烷基二甲基甜菜碱 10～30%
烷基酚聚氧乙烯醚 5～10%
水 10～30%。
2.根据权利要求1所述的油气井用缓蚀泡沫排水剂，其特征在于，所述缓蚀泡沫排水剂由下列重量百分比的组分组成：油酸基咪唑啉季铵盐40%、十二烷基二甲基苄基氯化铵5%、十二烷基二甲基甜菜碱25%、烷基酚聚氧乙烯醚10%、水20%。
3.根据权利要求1所述的油气井用缓蚀泡沫排水剂，其特征在于，所述缓蚀泡沫排水剂由下列重量百分比的组分组成：油酸基咪唑啉季铵盐35%、十二烷基二甲基苄基氯化铵10%、十二烷基二甲基甜菜碱20%、烷基酚聚氧乙烯醚10%、水25%。
4.根据权利要求1所述的油气井用缓蚀泡沫排水剂，其特征在于，所述缓蚀泡沫排水剂由下列重量百分比的组分组成：油酸基咪唑啉季铵盐20%、十二烷基二甲基苄基氯化铵10%、十二烷基二甲基甜菜碱30%、烷基酚聚氧乙烯醚10%、水30%。
5.根据权利要求1所述的油气井用缓蚀泡沫排水剂，其特征在于，所述缓蚀泡沫排水剂由下列重量百分比的组分组成：油酸基咪唑啉季铵盐30%、十二烷基二甲基苄基氯化铵4%、十二烷基二甲基甜菜碱28%、烷基酚聚氧乙烯醚8%、水30%。
6.权利要求1～5任一项所述的油气井用缓蚀泡沫排水剂的制备方法，其特征在于，所述缓蚀泡沫排水剂的具体制备方法如下：
（1）将水加入反应釜中恒温至60℃，然后在搅拌的状态下加入十二烷基二甲基甜菜碱，混合后重新恒温至60℃；
（2）在搅拌的状态下向反应釜依次加入油酸基咪唑啉季铵盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵，在60℃的条件下恒温反应30min；
（3）在搅拌的状态下加入烷基酚聚氧乙烯醚，在60℃的条件下恒温反应30min，即得油气井用缓蚀泡沫排水剂。
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