CN108084981B - 抗高温发泡剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油勘探和开采抗高温发泡剂技术领域，是一种抗高温发泡剂及其制备方法和应用，该抗高温发泡剂，原料由石油磺酸钠、螯合剂和增效剂组成，各组分质量份数为石油磺酸钠60%至70%、螯合剂15%至20%、增效剂15%至20%。本发明所述的抗高温发泡剂主要特点是能抗300℃高温，能有效解决常规商业发泡剂在高温下（约200℃）会失去发泡能力的问题。本发明的发泡剂，原材料来源广泛，制备方法简便，不产生副产物和污染环境。
Description
技术领域
本发明涉及石油勘探和开采抗高温发泡剂技术领域，是一种抗高温发泡剂及其制备方法和应用。
背景技术
石油勘探，会使用泡沫钻井液钻井，其目的是实现***衡钻井、防漏、提高机械钻速等；石油开采，亦会使用泡沫流体洗井、调剖堵水、驱油等，其目的是提高原油采收率。通常泡沫钻井液、泡沫流体使用的最高温度，就是钻井、开采作业的最高井下温度，一般不超过150℃，常规商业发泡剂大多数能够满足要求。
新疆、辽河、胜利等油田开采重油、稠油，目前主要通过注高温蒸汽降低重油、稠油粘度的方式开采，常规商业发泡剂在高温下（约200℃）会失去发泡能力，不能满足高温蒸汽泡沫驱的需要，所以井下开采温度达到300℃，必须使用抗高温发泡剂。
发明内容
本发明提供了一种抗高温发泡剂及其制备方法和应用，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有常规商业发泡存在高温下（约200℃）会失去发泡能力的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种抗高温发泡剂，原料由石油磺酸钠、螯合剂和增效剂组成，各组分质量份数为石油磺酸钠60%至70%、螯合剂15%至20%、增效剂15%至20%。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述螯合剂为多聚磷酸钠。
上述增效剂为十二烷基硫酸钠。
上述多聚磷酸钠为工业级的；或/和，十二烷基硫酸钠为工业级的。
上述抗高温发泡剂按照下述步骤制备：第一步，将所需量的石油磺酸钠与螯合剂混合均匀搅拌1小时至1.5小时配制为螯合物料；第二步，向螯合物料中加入所需量的增效剂，加完增效剂后继续均匀搅拌1小时至1.5小时得到增效物料；第三步，将增效物料冷却至常温得到抗高温发泡剂。
上述石油磺酸钠按照下述步骤制备：第一步，将烧碱、水按质量比1:2配成烧碱溶液，搅拌烧碱溶液使其溶解均匀；第二步，将石油酸搅拌加温至90℃至95℃，然后缓慢加入烧碱溶液，反应得到中和反应溶液；第三步，中和反应溶液保持温度90℃，均匀搅拌中和反应溶液2小时至2.5小时后得到石油磺酸钠。
上述烧碱为工业烧碱；或/和，第二步中加入烧碱溶液的量以中和反应溶液的pH值为9至11为准。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种上述抗高温发泡剂的制备方法，按照下述步骤进行：第一步，将所需量的石油磺酸钠与螯合剂混合均匀搅拌1小时至1.5小时配制为螯合物料；第二步，向螯合物料中加入所需量的增效剂，加完增效剂后继续均匀搅拌1小时至1.5小时得到增效物料；第三步，将增效物料冷却至常温得到抗高温发泡剂。
下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：
第一步，将烧碱、水按质量比1:2配成烧碱溶液，搅拌烧碱溶液使其溶解均匀；第二步，将石油酸搅拌加温至90℃至95℃，然后缓慢加入烧碱溶液，反应得到中和反应溶液；第三步，中和反应溶液保持温度90℃，均匀搅拌中和反应溶液2小时至2.5小时后得到石油磺酸钠。
本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种抗高温发泡剂作为高温蒸汽泡沫驱发泡剂或泡沫钻井液发泡剂在石油勘探作业中的应用。
本发明所述的抗高温发泡剂主要特点是能抗300℃高温，能有效解决常规商业发泡剂在高温下（约200℃）会失去发泡能力的问题。本发明的发泡剂，原材料来源广泛，制备方法简便，不产生副产物和污染环境。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品；本发明中的百分数如没有特殊说明，均为质量百分数；本发明中的溶液若没有特殊说明，均为溶剂为水的水溶液，例如，盐酸溶液即为盐酸水溶液；本发明中的常温、室温一般指15℃到25℃的温度，一般定义为25℃。
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：该抗高温发泡剂，原料由石油磺酸钠、螯合剂和增效剂组成，各组分质量份数为石油磺酸钠60%至70%、螯合剂15%至20%、增效剂15%至20%。
实施例2：该抗高温发泡剂，原料由石油磺酸钠、螯合剂和增效剂组成，各组分质量份数为石油磺酸钠60%或70%、螯合剂15%或20%、增效剂15%或20%。
实施例3：作为上述实施例的优化，螯合剂为多聚磷酸钠，增效剂为十二烷基硫酸钠。
实施例4：：作为上述实施例3的优化，十二烷基硫酸钠和多聚磷酸钠均为工业级的，多聚磷酸钠能够在盐水溶液中，与表面活性剂、原油形成螯合物。
实施例5：抗高温发泡剂按照下述步骤制备：第一步，将所需量的石油磺酸钠与螯合剂混合均匀搅拌1小时至1.5小时配制为螯合物料；第二步，向螯合物料中加入所需量的增效剂，加完增效剂后继续均匀搅拌1小时至1.5小时得到增效物料；第三步，将增效物料冷却至常温得到抗高温发泡剂。
实施例6：抗高温发泡剂按照下述步骤制备：第一步，将所需量的石油磺酸钠与螯合剂混合均匀搅拌1小时或1.5小时配制为螯合物料；第二步，向螯合物料中加入所需量的增效剂，加完增效剂后继续均匀搅拌1小时或1.5小时得到增效物料；第三步，将增效物料冷却至常温得到抗高温发泡剂。
实施例7：作为上述实施例的优化，石油磺酸钠按照下述步骤制备：将烧碱、水按质量比1:2配成烧碱溶液，搅拌烧碱溶液使其溶解均匀；第二步，将石油酸搅拌加温至90℃至95℃，然后缓慢加入烧碱溶液，反应得到中和反应溶液；第三步，中和反应溶液保持温度90℃，均匀搅拌中和反应溶液2小时至2.5小时后得到石油磺酸钠。
实施例8：作为上述实施例的优化，石油磺酸钠按照下述步骤制备：将烧碱、水按质量比1:2配成烧碱溶液，搅拌烧碱溶液使其溶解均匀；第二步，将石油酸搅拌加温至90℃或95℃，然后缓慢加入烧碱溶液，反应得到中和反应溶液；第三步，中和反应溶液保持温度90℃，均匀搅拌中和反应溶液2小时或2.5小时后得到石油磺酸钠。
石油磺酸钠为石油酸和烧碱中和得到的产物，是成分为C6至C18多种表面活性剂的混合物，包括市售石油磺酸钠制成品。
实施例9：作为上述实施例的优化，烧碱为工业烧碱；或/和，第二步中加入烧碱溶液的量以中和反应溶液的pH值为9至11为准。
实施例10：一种抗高温发泡剂高温蒸汽泡沫驱发泡剂或泡沫钻井液发泡剂在石油勘探作业中的应用。
实施例11：该抗高温发泡剂按照下述步骤制备：第一步，将所需量的石油磺酸钠与螯合剂混合均匀搅拌1小时配制为螯合物料；第二步，向螯合物料中加入所需量的增效剂，加完增效剂后继续均匀搅拌1小时得到增效物料；第三步，将增效物料冷却至常温得到抗高温发泡剂（样品1）。各组分质量份数为：石油酸制得的石油磺酸钠70%，螯合剂15%，增效剂15%。
实施例12：各组分质量份数为：石油酸制得的石油磺酸钠60%，螯合剂20%，增效剂20%，按照上述实施例11的制备方法制得抗高温发泡剂（样品2）。
实施例13：各组分质量份数为：石油磺酸钠成品（市售）65%，螯合剂18%，增效剂17%，按照上述实施例11的制备方法制得抗高温发泡剂（样品3）。
实施例14：各组分质量份数为：石油磺酸钠成品（市售）68%，螯合剂16%，增效剂16%，按照上述实施例11的制备方法制得抗高温发泡剂（样品4）。
上述实施例11至实施例14所得抗高温发泡剂样品1、样品2、样品3、样品4的发泡能力和稳定性评价，以常规商业发泡剂为对照例。
取4个高温老化罐，编号依次为1、2、3、4，每个老化罐中加入4%预水化膨润土浆100ml、1gNacl和4ml原油，然后分别加入本发明发泡剂样品1、本发明发泡剂样品2、本发明发泡剂样品3、本发明发泡剂样品4各5g；密闭老化罐，试样在300℃下老化12h，冷却至室温，将4个老化罐中试样分别移至编号为1、2、3、4的4个高搅杯中，高速搅拌1min移至500ml量筒测定泡沫体积，即得到发泡量；静置量筒，测定泡沫析出50ml液体所需的时间，即为半衰期，发泡量≥200ml、半衰期≥5min即发泡剂样品的发泡能力和稳定性达到要求。表1为样品1、样品2、样品3、样品4和常规商业发泡剂发泡能力和稳定性实验数据。
表1实验数据结果显示4个发泡剂样品的发泡能力和稳定性均达到要求，即发泡量≥200ml、半衰期≥5min。
因此，根据表1的数据可以看出：该抗高温发泡剂主要特点是能抗300℃高温，能有效解决常规商业发泡剂在高温下（约200℃）会失去发泡能力的问题。本发明的发泡剂，原材料来源广泛，制备方法简便，不产生副产物和污染环境。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (6)
1.一种抗高温发泡剂，其特征在于原料由石油磺酸钠、螯合剂和增效剂组成，各组分质量份数为石油磺酸钠60%至70%、螯合剂15%至20%、增效剂15%至20%；其中，
螯合剂为工业级的多聚磷酸钠，增效剂为工业级的十二烷基硫酸钠，
抗高温发泡剂按照下述步骤制备：第一步，将所需量的石油磺酸钠与螯合剂混合均匀搅拌1小时至1.5小时配制为螯合物料；第二步，向螯合物料中加入所需量的增效剂，加完增效剂后继续均匀搅拌1小时至1.5小时得到增效物料；第三步，将增效物料冷却至常温得到抗高温发泡剂。
2.根据权利要求1所述的抗高温发泡剂，其特征在于石油磺酸钠按照下述步骤制备得到：第一步，将烧碱、水按质量比1:2配成烧碱溶液，搅拌烧碱溶液使其溶解均匀；第二步，将石油酸搅拌加温至90℃至95℃，然后缓慢加入烧碱溶液，反应得到中和反应溶液；第三步，中和反应溶液保持温度90℃，均匀搅拌中和反应溶液2小时至2.5小时后得到石油磺酸钠。
3.根据权利要求1或2所述的抗高温发泡剂，其特征在于烧碱为工业烧碱；或/和，第二步中加入烧碱溶液的量以中和反应溶液的pH值为9至11为准。
4.一种抗高温发泡剂的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：第一步，将所需量的石油磺酸钠与螯合剂混合均匀搅拌1小时至1.5小时配制为螯合物料；第二步，向螯合物料中加入所需量的增效剂，加完增效剂后继续均匀搅拌1小时至1.5小时得到增效物料；第三步，将增效物料冷却至常温得到抗高温发泡剂；其中，原料由石油磺酸钠、螯合剂和增效剂组成，各组分质量份数为石油磺酸钠60%至70%、螯合剂15%至20%、增效剂15%至20%，螯合剂为工业级的多聚磷酸钠，增效剂为工业级的十二烷基硫酸钠。
5.根据权利要求4所述的抗高温发泡剂的制备方法，其特征在于油磺酸钠按照下述步骤制备：第一步，将烧碱、水按质量比1:2配成烧碱溶液，搅拌烧碱溶液使其溶解均匀；第二步，将石油酸搅拌加温至90℃至95℃，然后缓慢加入烧碱溶液，反应得到中和反应溶液；第三步，中和反应溶液保持温度90℃，均匀搅拌中和反应溶液2小时至2.5小时后得到石油磺酸钠。
6.一种根据权利要求1至3任意一项所述的抗高温发泡剂作为高温蒸汽泡沫驱发泡剂或泡沫钻井液发泡剂在石油勘探作业中的应用。
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| CN1238369A (zh) * | 1999-06-22 | 1999-12-15 | 胡振明 | 热采高温起泡剂 |
| CN104213870A (zh) * | 2014-08-19 | 2014-12-17 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种水驱稠油油***造泡沫油开采方法 |
-
2017
- 2017-11-29 CN CN201711228994.2A patent/CN108084981B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1238369A (zh) * | 1999-06-22 | 1999-12-15 | 胡振明 | 热采高温起泡剂 |
| CN104213870A (zh) * | 2014-08-19 | 2014-12-17 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种水驱稠油油***造泡沫油开采方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 石油磷酸盐在多价阳离子水溶液中的沉淀――再溶解――再沉淀及其控制方法;杨承志等;《大庆石油地质与开发》;19841230;第3卷(第04期);423-427 * |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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