CN109679608B - 耐高温抗酸型泡沫排水剂和制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及耐高温抗酸型泡沫排水剂和制备方法及应用，主要解决现有泡沫排水剂在含H₂S、CO₂酸性环境下耐高温高盐性能差，无法解决高温高盐超深气井因积液而导致的减产甚至停喷问题。本发明通过采用以质量份数计包括以下组分：1份多胺表面活性剂、0～10份的纳米颗粒；其中多胺表面活性剂如式(1)所示；R₁选自C₄～C₃₂烃基或取代烃基中的一种，R₂、R₃、R₄独立选自C₁～C₅烃基或取代烃基，R₅、R₆独立选自(CH₂)_c或(CH₂)_c(CHOH)_d(CH₂)_e中的一种；Y₁、Y₂为选自COO^‑、SO₃ ^‑、OSO₃ ^‑中的一种的技术方案，较好的解决了该问题，可用于酸性高温高盐超深气井排水采气中。

Description

耐高温抗酸型泡沫排水剂和制备方法及应用

技术领域

本发明涉及一种泡沫排水剂和制备方法及应用，特别是一种耐高温抗酸型泡沫排水剂和制备方法及应用。

背景技术

随着气田开采力度的加强，气田出水成了制约气井正常生产的关键问题。泡沫排水采气是近年来国内外迅速发展的一种排水采气技术，具有设备简单、施工方便、成本低、适用井深范围大、不影响气井正常生产等优点。泡沫排水就是通过油管或油套管环空向井内注入泡沫排水剂，在气流的搅动下，产生具有一定稳定性的泡沫。管内滑脱沉积的液相变为泡沫，改变管内低部位流体的相对密度，连续生产的气相驱替泡沫流出井筒，从而排出井内积液，达到排水采气的目的。

国外自上个世纪六十年代开始泡沫排水剂的研制，多选用磺酸盐、苯磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚等表面活性剂。到目前排水采气用泡沫排水剂大多采用多元复配体系，为了增强单一泡沫的稳定性，配方中通常还加入碱、醇、聚合物、烷醇酰胺等助剂形成强化泡沫。US7122509报道了一种高温泡沫排水剂配方，采用阴离子表面活性剂加胺中和的研究思路，提高体系的耐温性能，专利中并未涉及排水效果和使用浓度。US20120279715报道了一种气井中回收气体增加油产量的泡沫流体，是一类含酰胺基团季铵盐表面活性剂兼具泡沫排水和杀菌功能，疏水链为取代萘环、苯环或天然油酯中的疏水片段，具有很强的耐氯和抗凝析油的性能，还具有很好的缓蚀性能，活性物浓度400ppm的该泡沫剂，自来水中泡沫排水率86.8％，矿化度为130000mg/L的模拟盐水中泡沫排水率79.1％，然而由于分子结构中含有对高温较为敏感的酰胺基团，因而对100℃以上的气井适应性较差。我国是从上世纪80年代年开始研究泡沫排水采气工艺技术，专利CN102212348A公开了一种耐盐、抗甲醇泡沫排水剂，各组分按重量百分比含量为：椰油酰胺丙基甜菜碱20～40％、氧化胺45～65％、α-烯烃磺酸盐5～20％、三乙醇胺5～15％、氟碳表面活性剂0.2～2％、甲醇0～5％，能够耐矿化度达18万，泡沫剂用量5000ppm，但是该剂含有氟碳表面活性剂，不仅成本大大提高且对环境影响较大。

上述结果表明，酸性条件下耐高温高盐性能差是制约高温超深气井泡沫排水技术发展的主要因素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有泡沫排水剂在酸性环境下耐高温性能差，无法解决高温超深气井因积液而导致的减产甚至停喷的问题，提供一种耐高温抗酸型泡沫排水剂，应用于高温深井，在酸性条件下具有非常优良的耐温性能，具有强携液、起泡和稳泡性能。

本发明所要解决的技术问题之二为提供一种与解决上述技术问题之一相对应的耐高温抗酸型泡沫排水剂的制备方法。

本发明所要解决的技术问题之三为提供一种与解决上述技术问题之一相对应的耐高温抗酸型泡沫排水剂的应用。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：泡沫排水剂，以质量份数计，包括以下组分：

1)1份多胺表面活性剂；

2)0～10份纳米颗粒；

其中，所述多胺表面活性剂分子通式为式(1)所示：

R₁选自C₄～C₃₂烃基或取代烃基中的一种，R₂、R₃、R₄独立选自C₁～C₅烃基或取代烃基，R₅、R₆独立选自(CH₂)_c或(CH₂)_c(CHOH)_d(CH₂)_e中的一种，c＝1～4中的任一整数，d＝0～3中的任一整数，e＝1～4中的任一整数；Y₁、Y₂独立选自COO^-、SO₃ ^-、OSO₃ ^-中的一种；m为乙烯胺基片段个数，m＝1～10中的任一整数；t1、t2为正电荷数，s1、s2为R₅Y₁、R₆Y₂取代基个数，t1＝s1＝0或1、t2＝s2＝0或1。

上述技术方案中，纳米颗粒优选为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米锂皂石的至少一种，更优选为纳米二氧化硅；可以为固态或液体溶胶。

上述技术方案中，R₁优选为C₈～C₂₄烃基或取代烃基。

上述技术方案中，R₂、R₃、R₄独立优选为(CH₂)_aOH或(CH₂)_bCH₃中的一种。

上述技术方案中，优选a＝2～4、b＝0～5，进一步优选b＝0～2。

上述技术方案中，优选_c＝1或2、d＝0或1、e＝1或2。

上述技术方案中，Y₁、Y₂ ^-独立优选为COO^-或SO₃ ^-中的一种。

上述技术方案中，优选m＝1～5。

上述技术方案中，所述泡沫排水剂中多胺表面活性剂与纳米颗粒的质量比优选为1：(0.02～0.2)。

本发明耐高温抗酸型泡沫排水剂关键有效成分是多胺表面活性剂(1)，本领域技术人员知道，为了便于运输和贮存或现场使用等方面考虑，可以采用各种供应形式，例如不含水的固态形式，或者含水的固态形式，或者含水的膏状形式，或者水溶液形式；水溶液形式包括用水配成浓缩液的形式，直接配成现场排水所需浓度的溶液形式；其中，对水没有特殊要求，可以是去离子水，还可以是含无机矿物质的水，而含无机矿物质的水可以是自来水、气田地层水。

本发明耐高温抗酸型泡沫排水剂，可以将所述多胺表面活性剂和所述纳米颗粒按所需的比例混合而得，优选以下述用于解决技术问题之二的技术方案获得。

为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下：一种上述解决技术问题之一所述的耐高温抗酸型泡沫排水剂的制备方法，包括以下步骤：

a、酰胺化反应：

将R₀COOR’与H(NHCH₂CH₂)_mNH₂、催化剂以摩尔比1:(1～2):(0～0.5)混合，搅拌下于反应温度50～200℃反应3～15小时，在常压或减压条件下蒸除反应生成的醇或水，得到酰胺化合物R₀CO(NHCH₂CH₂)_mNH₂；其中，R₀选自C₃～C₃₁烃基或取代烃基中的一种，R’选自H、C₁～C₈的烷基中的一种，m＝1～10，催化剂选自碱金属氢氧化物、碱金属醇盐、碱金属碳酸盐中的至少一种；

b、还原反应：

R₀CO(NHCH₂CH₂)_mNH₂中酰胺的还原采用催化氢化的方法，在高温高压下发生非均相催化反应生成相应的胺，或采用：将步骤a合成的R₀CO(NHCH₂CH₂)_mNH₂与金属氢化物H^-Y⁺在非质子型溶剂中进行还原反应，得到R₀CH₂(NHCH₂CH₂)_mNH₂；其中，Y⁺为金属化合物、金属烷基化合物、金属氨基化合物；

c、烷基化反应：

采用一卤代烃-氢氧化钠法、醛酸氧化法，或采用包括以下步骤的醛催化加氢法：将步骤b合成的R₀CH₂(NHCH₂CH₂)_mNH₂、R”CHO和H₂在短链醇溶剂中，采用金属催化剂反应得到式(1)所示分子通式中s1＝t1＝s2＝t2＝0的叔胺非离子表面活性剂；所述短碳链醇选自C₁～C₅烃基或取代烃基醇；R”选自H、C₁～C₅烃基或取代烃基中的一种；R₀CH₂(NHCH₂CH₂)_mNH₂：R”CHO：H₂的摩尔比为1∶(3～20)：(5～40)；

或通过步骤d反应进一步得到式(1)所示分子通式中s1＝t1和s2＝t2中至少其中之一为1的两性离子型表面活性剂：

d、季铵化反应：

将步骤c得到s1＝t1＝s2＝t2＝0的叔胺非离子表面活性剂与离子化试剂以摩尔比1：(1～5)在短碳链醇水溶液中，于反应温度50～120℃反应1～10小时生成式(1)所示的s1＝t1和s2＝t2中至少其中之一为1的两性离子表面活性剂；所述的离子化试剂选自XR₅Y₁M或X R₆Y₂N中的至少一种，其中，M和N独立选自碱金属中的一种，X为氯、溴或碘中的一种；短碳链醇水溶液中短碳链醇的体积分数为0～100％；

e、将步骤c和/或d合成的多胺表面活性剂和纳米颗粒按照所需质量份数，与水混合均匀，得到所述泡沫排水剂。

上述技术方案中，步骤a中R₁COOR’、H(NHCH₂CH₂)_mNH₂、催化剂的摩尔优选比1:(1～1.3):(0～0.1)。

上述技术方案中，步骤a中催化剂优选为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。

上述技术方案中，步骤b中H^-Y⁺优选为LiAlH₄、LiAlH(OEt)₃或NaBH₄中的一种。

上述技术方案中，步骤b中非质子型溶剂优选为***、四氢呋喃、二氧六环中的至少一种。

上述技术方案中，步骤c中金属催化剂优选为Rancy Ni或Pd/C中的一种，进一步优选为Rancy Ni。

上述技术方案中，步骤c中短碳链醇优选为乙醇、丙醇或异丙醇中的至少一种。

上述技术方案中，步骤c中R”优选为H、CH₃或CH₂OH中的一种。

上述技术方案中，步骤c中R₀CH₂(NHCH₂CH₂)_mNH₂：R”CHO：H₂的摩尔比优选为1∶(4～10)：∶(5～20)。

上述技术方案中，步骤d中叔胺非离子表面活性剂与离子化试剂以摩尔比1：(1～1.5)。

上述技术方案中，步骤d所述的溶剂优选自C₃～C₈的酮和C₆～C₉的芳烃中的至少一种，例如由丙酮、丁酮、戊酮、自苯、甲苯或二甲苯、三甲苯、乙苯和二乙苯组成的物质组中的至少一种。

上述技术方案中，所述XR₅Y₁M或X R₆ Y₂N的例子有但不限于氯乙酸的碱金属盐、溴乙酸的碱金属盐、3-氯-2-羟基丙磺酸的碱金属盐、2-氯乙烷磺酸碱金属盐等。

本发明耐高温抗酸型泡沫排水剂具有很好的配伍性，还可以含有本领域常用的其它处理剂。

为了解决上述技术问题之三，本发明采取的技术方案如下：一种上述技术方案中任一所述的耐高温抗酸型泡沫排水剂在气井排水采气中的应用。

上述技术方案中，所述泡沫排水剂应用并无特殊限定，本领域技术人员可以根据现有排水采气工艺技术加以应用，例如但不限定优选酸性高温高盐超深气井、高温含酸性气体气藏，例如地层温度为150～200℃，地层盐水的总矿化度500～200000mg/L，H₂S和CO₂的含量在0～35％。

本发明采用的含有稳定化学键的多胺化合物，可以避免酸性高温高盐条件下的水解，保持分子结构的稳定性，最大程度保持泡沫排水剂的泡沫排水能力。本发明所述的正是这种耐高温抗酸型泡沫排水剂和制备方法及其在排水采气中的应用。

本发明制备的多胺化合物的热分解温度在200℃及以上，在酸性水溶液中不水解或非常微量的水解，具有良好的耐温性能；其次，分子中多亲水基团，一方面增加抗盐性，另一方面使得泡沫剂携带的结合水和束缚水的量增加，泡沫携液量增强，析液减慢；分子中含有对pH响应的杂原子，使得其可以应用于200℃的酸性高温高盐超深井排水采气过程中。

本发明中涉及到泡排剂含量或者浓度的场合，均指含有上述技术方案中组分1)的含量或浓度。

采用本发明的技术方案，根据SY/T 6465-2000《泡沫排水采气用起泡剂评价方法》对该泡沫排水剂进行泡沫性能测试，0.02～0.15％的泡沫排水剂在0～200,000mg/L矿化度盐水中，不含煤油时，高温老化前后，起泡高度达到167mm，携液率达91.5％，0.15％的泡沫排水剂在100,000mg/L矿化度盐水中，含30wt％煤油时起泡高度达到155mm，携液率达86.3％，在酸性环境中具有优良的耐温耐盐耐油性能，取得了较好的技术效果。

下面通过实施例对本发明作进一步阐述。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，以下结合实施例进一步阐述本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

【实施例1】

(1)泡排剂HFL01的制备

a、向配有机械搅拌、温度计、滴液漏斗及常压蒸馏装置的反应瓶内加入127.6克(0.55摩尔)五乙烯六胺和1.4克(0.025摩尔)氢氧化钾固体，搅拌下慢慢滴入148克(0.5摩尔)油酸甲酯，于反应温度120～160℃反应6小时，同时收集反应生成的甲醇，即可得到所需的酰胺化合物C₁₇H₃₃CO(NHCH₂CH₂)₅NH₂，收率93.8％。

b、将装有回流冷凝管,滴液漏斗,温度计的三口烧瓶装置中的水去除干净后，加入氢化铝锂11.4克(0.3摩尔)和90毫升干燥二氧六环，搅拌分散混合,在-10～5℃滴加含49.6克(0.1摩尔)C₁₇H₃₃CO(NHCH₂CH₂)₅NH₂的40wt％二氧六环溶液,滴加完慢慢升温到35℃左右反应3小时。将反应液小心倒入冰水中，经后处理得到长链多胺化合物C₁₇H₃₃CH₂(NHCH₂CH₂)₅NH₂，收率89.0％。

c、向装有搅拌装置的干燥压力反应器中加入192.8克(0.4摩尔)C₁₇H₃₃CH₂(NHCH₂CH₂)₅NH₂、200克异丙醇、6克Rancy Ni和109.2克甲醛(3.6摩尔)混合后，去氧后通入H₂在110～140℃反应进行还原反应，至吸氢结束后继续保温1小时，后处理得到多胺化合物1(R₁＝C₁₈H₃₅，m＝5，R₂＝R₃＝R₄＝CH₃，t1＝t2＝s1＝s2＝0)，为泡排剂HFL01。

(2)将HFL01分别溶于去离子水、100,000mg/L、200,000mg/L NaCl水中，配制成0.3wt％的泡排剂母液。

参照SY/T 6465-2000《泡沫排水采气用起泡剂评价方法》标准，测定HFL01溶液的起泡力、泡沫稳定性、携液能力等性能，结果见表1所示。

采用耐压耐酸老化装置进行实验，180℃老化24h后，重新测定起泡力、泡沫稳定性、携液能力等性能，结果见表1所示。

【实施例2】

同【实施例1】，不同之处在测定HFL01性能时，以盐酸将pH调至7、4和2模拟中性和酸性气体环境，结果见表2所示。

【实施例3】

同【实施例1】，不同之处在于：

d、多胺化合物1(R₁＝C₁₈H₃₅，m＝5，R₂＝R₃＝R₄＝CH₃，t1＝t2＝s1＝s2＝0)58.2克(0.1摩尔)与29.5克(0.15摩尔)3-氯-2-羟基丙磺酸钠及100毫升乙醇/水(v/v＝1)混合于配有机械搅拌、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶内，加热至回流反应5小时。蒸除溶剂，加入水，得到多胺化合物1(R₁＝C₁₈H₃₅，m＝5，R₂＝R₃＝R₄＝CH₃，t1＝t2＝s1＝s2＝0)的羟基丙磺酸钠产物，为泡排剂HFL02，结果见表3所示。

【实施例4】

同【实施例3】，不同之处在将多胺化合物1(R₁＝C₁₈H₃₅，m＝5，R₂＝R₃＝R₄＝CH₃，t1＝t2＝s1＝s2＝0)的羟基丙磺酸钠产物HFL02和纳米二氧化硅(粒径80nm)按照质量比5:1配制成0.3wt％的泡排剂母液，模拟水为100,000mg/LNaCl，结果见表4所示。

【实施例5】

同【实施例3】，不同之处加入30wt％的煤油，测试HFL02、HFL02和纳米二氧化硅(粒径80nm)按照质量比5:1混合体系的耐油性能，模拟水为100,000mg/LNaCl，结果见表5所示。

【实施例6】

(1)泡排剂HFL03的制备：

a、向配有机械搅拌、温度计、滴液漏斗及常压蒸馏装置的反应瓶内加入67.0克(0.65摩尔)二乙烯三胺和6.9克(0.05摩尔)碳酸钾固体，搅拌下慢慢滴入142.0克(0.5摩尔)十六酸乙酯，于反应温度120～160℃反应4小时，同时收集反应生成的乙醇，即可得到所需的酰胺化合物C₁₅H₃₁CO(NHCH₂CH₂)₂NH₂，收率94.5％。

b、将装有回流冷凝管,滴液漏斗,温度计的三口烧瓶装置中的水去除干净后，加入LiAlH(OEt)₃51克(0.3摩尔)和120毫升无水***，搅拌混合,在-5～5℃滴加含34.1克(0.1摩尔)C₁₅H₃₁CO(NHCH₂CH₂)₂NH₂的50wt％无水***溶液,滴加完慢慢升温到30℃左右反应5小时。将反应液小心倒入冰水中，经后处理得到长链多胺化合物C₁₅H₃₁CH₂(NHCH₂CH₂)₂NH₂，收率83.4％。

c、向装有搅拌装置的干燥压力反应器中加入130.8克(0.4摩尔)C₁₅H₃₁CH₂(NHCH₂CH₂)₂NH₂、150克乙醇、2克Rancy Ni和105.6克乙醛(2.4摩尔)混合后，去氧后通入H₂在110～140℃反应进行还原反应，至吸氢结束后继续保温1小时，后处理得到多胺化合物2(R₁＝C₁₆H₃₃，m＝2，R₂＝R₃＝R₄＝C₂H₅，t1＝t2＝s1＝s2＝0)，为泡排剂HFL03。

(2)同【实施例1】，不同之处在于150℃下老化72小时，结果见表6所示。

【实施例7】

同【实施例6】，不同之处在测定HFL03性能时，以盐酸将pH调至7、4和2模拟中性和酸性气体环境，在150℃下老化72小时，结果见表7所示。

【实施例8】

(1)泡排剂HFL04的制备：

a、向配有机械搅拌、温度计、滴液漏斗及常压蒸馏装置的反应瓶内加入36.0克(0.6摩尔)乙二胺和13.8克(0.1摩尔)碳酸钾固体，搅拌下慢慢滴入177.0克(0.5摩尔)二十二酸甲酯，于反应温度120～160℃反应3小时，同时收集反应生成的甲醇，即可得到所需的酰胺化合物C₂₁H₄₃CONHCH₂CH₂NH₂，收率91.6％。

b、将装有回流冷凝管,滴液漏斗,温度计的三口烧瓶装置中的水去除干净后，加入氢化铝锂15.2克(0.4摩尔)和100毫升干燥二氧六环，搅拌分散混合,在-10～5℃滴加含38.2克(0.1摩尔)C₂₁H₄₃CONHCH₂CH₂NH₂的40wt％二氧六环溶液,滴加完慢慢升温到35℃左右反应3小时。将反应液小心倒入冰水中，经后处理得到长链多胺化合物C₂₁H₄₃CH₂NHCH₂CH₂NH₂，收率87.9％。

c、向装有搅拌装置的干燥压力反应器中加入147.2克(0.4摩尔)C₂₁H₄₃CH₂NHCH₂CH₂NH₂、200克异丙醇、3.5克Rancy Ni和144.0克羟乙醛(2.4摩尔)混合后，去氧后通入H₂在110～140℃反应进行还原反应，至吸氢结束后继续保温1.5小时，后处理得到多胺化合物3(R₁＝C₂₂H₄₅，m＝1，R₂＝R₃＝R₄＝C₂H₄OH，t1＝t2＝s1＝s2＝0)。

d、多胺化合物3(R₁＝C₂₂H₄₅，m＝1，R₂＝R₃＝R₄＝C₂H₄OH，t1＝t2＝s1＝s2＝0)50克(0.1摩尔)与15.9克(0.12摩尔)氯乙酸钾及100毫升异丙醇/水(v/v＝0.2)混合于配有机械搅拌、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶内，加热至回流反应7小时。蒸除溶剂，加入水，得到多胺化合物3(R₁＝C₂₂H₄₅，m＝1，R₂＝R₃＝R₄＝C₂H₄OH，t1＝t2＝s1＝s2＝0)的乙酸钾产物，为泡排剂HFL04。按照HFL04和纳米二氧化硅(粒径50nm)质量比2:1配制成0.3wt％的泡排剂母液。

(2)同【实施例1】，不同之处在于200℃下老化24小时，结果见表8所示。

【实施例9】

同【实施例8】，不同之处在测定HFL04性能时，以盐酸将pH调至7、4和2模拟中性和酸性气体环境，于200℃下老化24小时，结果见表9所示。

【实施例10】

(1)泡排剂HFL05的制备：

a、向配有机械搅拌、温度计、滴液漏斗及常压蒸馏装置的反应瓶内加入56.7克(0.55摩尔)二乙烯三胺和13.8克(0.1摩尔)碳酸钾固体，搅拌下慢慢滴入158.3克(0.5摩尔)松香酸甲酯(式2)，于反应温度120～160℃反应8小时，同时收集反应生成的甲醇，即可得到所需的酰胺化合物C₁₉H₂₉CO(NHCH₂CH₂)₂NH₂，收率86.9％。

b、将装有回流冷凝管,滴液漏斗,温度计的三口烧瓶装置中的水去除干净后，加入氢化铝锂13.3克(0.35摩尔)和100毫升干燥二氧六环，搅拌分散混合,在-10～5℃滴加含38.7克(0.1摩尔)C₁₉H₂₉CO(NHCH₂CH₂)₂NH₂的40wt％二氧六环溶液,滴加完慢慢升温到30℃左右反应6小时。将反应液小心倒入冰水中，经后处理得到松香多胺化合物C₁₉H₂₉CH₂(NHCH₂CH₂)₂NH₂，收率75.8％。

c、向装有搅拌装置的干燥压力反应器中加入149.2克(0.4摩尔)C₁₉H₂₉CH₂(NHCH₂CH₂)₂NH₂、200克丙醇、7克Rancy Ni和72.0克甲醛(2.4摩尔)混合后，去氧后通入H₂在120～140℃反应进行还原反应，至吸氢结束后继续保温1小时，后处理得到多胺化合物4(R₁＝C₂₀H₃₁，m＝2，，R₂＝R₃＝R₄＝CH₃，t1＝t2＝s1＝s2＝0)，为泡排剂HFL05。按照HFL05和纳米二氧化硅(粒径120nm)质量比20:1配制成0.3wt％的泡排剂母液。

(2)同【实施例1】，结果见表10所示。

【实施例11】

同【实施例10】，不同之处在测定HFL05性能时，以盐酸将pH调至7、4和2模拟中性和酸性气体环境，结果见表11所示。

【比较例1】

同【实施例1】，不同之处在于以C₁₇H₃₃CO(NHCH₂CH₂)₅NH₂(HFL06)替代HFL01，模拟水为100,000mg/LNaCl，结果见表12所示。

【比较例2】

同【实施例2】，不同之处在于以C₁₇H₃₃CO(NHCH₂CH₂)₅NH₂(HFL06)替代HFL01，模拟水为100,000mg/LNaCl，结果见表13所示。

【比较例3】

同【实施例6】，不同之处在于以C₁₅H₃₁CO(NHCH₂CH₂)₂NH₂(HFL07)替代HFL03，模拟水为100,000mg/LNaCl，结果见表12所示。

【比较例4】

同【实施例7】，不同之处在于以C₁₅H₃₁CO(NHCH₂CH₂)₂NH₂(HFL07)替代HFL03，模拟水为100,000mg/LNaCl，结果见表13所示。

【比较例5】

同【实施例8】，不同之处在于以C₂₁H₄₃CONHCH₂CH₂NH₂(HFL08)替代HFL04，模拟水为100,000mg/LNaCl，结果见表12所示。

【比较例6】

同【实施例9】，不同之处在于C₂₁H₄₃CONHCH₂CH₂NH₂(HFL08)替代HFL04，模拟水为100,000mg/LNaCl，结果见表13所示。

【比较例7】

同【实施例10】，不同之处在于以C₁₉H₂₉CO(NHCH₂CH₂)₂NH₂(HFL09)替代HFL05，模拟水为100,000mg/LNaCl，结果见表12所示。

【比较例8】

同【实施例11】，不同之处在于以C₁₉H₂₉CO(NHCH₂CH₂)₂NH₂(HFL09)替代HFL05，模拟水为100,000mg/LNaCl，结果见表13所示。

【比较例9】

同【比较例1】，不同之处在于以油酰胺丙基羧酸盐甜菜碱C₁₇H₃₃CONH(CH₂)₃N⁺(CH₃)₂CH₂COO^-(HFL10)替代HFL01，模拟水为100,000mg/LNaCl，结果见表12所示。

同【比较例2】，不同之处在于以油酰胺丙基羧酸盐甜菜碱C₁₇H₃₃CONH(CH₂)₃N⁺(CH₃)₂CH₂COO^-(HFL10)替代HFL01，模拟水为100,000mg/LNaCl，结果见表13所示。

表1

表2

表3

表4

表5

表6

表7

表8

表9

表10

表11

表12

表13

Claims (10)

1.泡沫排水剂，以质量份数计，包括以下组分：

1)1份多胺表面活性剂；

2)0～10份纳米颗粒；

其中，所述多胺表面活性剂选自式(1)所示分子通式中的至少一种：

式(1)中，R₁选自C₄～C₃₂烃基或取代烃基中的一种，R₂、R₃、R₄独立选自C₁～C₅烃基或取代烃基，R₅、R₆独立选自(CH₂)_c或(CH₂)_c(CHOH)_d(CH₂)_e中的一种，c＝1～4中的任一整数，d＝0～3中的任一整数，e＝1～4中的任一整数；Y₁、Y₂独立选自COO、SO₃、OSO₃中的一种；m为乙烯胺基片段个数，m＝1～10中的任一整数；t1、t2为正电荷数，s1、s2为R₅Y₁、R₆Y₂取代基个数，t1＝s1＝0或1、t2＝s2＝0或1。

2.根据权利要求1所述泡沫排水剂，其特征在于所述R₁为C₈～C₂₄烃基或取代烃基；R₂、R₃、R₄为(CH₂)_aOH或(CH₂)_bCH₃中的一种，a＝2～4中的任一整数，b＝0～2中的任一整数；c＝1～2中的任一整数，d＝0～1中的任一整数，e＝1～2中的任一整数；Y₁、Y₂独立选自COO、SO₃中的一种；m＝1～5。

3.根据权利要求1所述泡沫排水剂，其特征在于所述纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米锂皂石中的一种。

4.根据权利要求1所述泡沫排水剂，其特征在于所述多胺表面活性剂与纳米颗粒的质量比1:(0.02～0.2)。

5.权利要求1～4任一所述泡沫排水剂的制备方法，包括以下步骤:

a、酰胺化反应：

将R₀COOR’与H(NHCH₂CH₂)_mNH₂、催化剂以摩尔比1:(1～2):(0～0.5)混合，搅拌下于反应温度50～200℃反应3～15小时，在常压或减压条件下蒸除反应生成的醇或水，得到酰胺化合物R₀CO(NHCH₂CH₂)_mNH₂；其中，R₀选自C₃～C₃₁烃基或取代烃基中的一种，R’选自H、C₁～C₈的烷基中的一种，m＝1～10，催化剂选自碱金属氢氧化物、碱金属醇盐、碱金属碳酸盐中的至少一种；

b、还原反应：

R₀CO(NHCH₂CH₂)_mNH₂中酰胺的还原采用催化氢化的方法，在高温高压下发生非均相催化反应生成相应的胺，或采用：将步骤a合成的R₀CO(NHCH₂CH₂)_mNH₂与金属氢化物H^-Y⁺在非质子型溶剂中进行还原反应，得到R₀CH₂(NHCH₂CH₂)_mNH₂；其中，Y⁺为金属离子、金属烷基离子、金属氨基离子；

c、烷基化反应：

采用一卤代烃-氢氧化钠法、醛酸氧化法，或采用包括以下步骤的醛催化加氢法：将步骤b合成的R₀CH₂(NHCH₂CH₂)_mNH₂、R”CHO和H₂在短碳链醇溶剂中，采用金属催化剂反应得到式(1)所示分子通式中s1＝t1＝s2＝t2＝0的叔胺非离子表面活性剂；所述短碳链醇选自C₁～C₅烃基或取代烃基醇；R”选自H、C₁～C₅烃基或取代烃基中的一种；R₀CH₂(NHCH₂CH₂)_mNH₂：R”CHO：H₂的摩尔比为1∶(3～20)：(5～40)；

或通过步骤d反应进一步得到式(1)所示分子通式中s1＝t1和s2＝t2中至少其中之一为1的两性离子型表面活性剂：

d、季铵化反应：

将步骤c得到s1＝t1＝s2＝t2＝0的叔胺非离子表面活性剂与离子化试剂以摩尔比1：(1～5)在短碳链醇水溶液中，于反应温度50～120℃反应1～10小时生成式(1)所示的s1＝t1和s2＝t2中至少其中之一为1的两性离子表面活性剂；所述的离子化试剂选自XR₅Y₁M或XR₆Y₂N中的至少一种，其中，M和N独立选自碱金属中的一种，X为氯、溴或碘中的一种；短碳链醇水溶液中短碳链醇的体积分数为0～100％；

e、将步骤c和/或d合成的多胺表面活性剂和纳米颗粒按照所需质量份数，与水混合均匀，得到所述泡沫排水剂。

6.根据权利要求5所述泡沫排水剂的制备方法，其特征在于步骤a所述R₀COOR’、H(NHCH₂CH₂)_mNH₂、催化剂的摩尔比1:(1～1.3):(0～0.1)，催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。

7.根据权利要求5所述泡沫排水剂的制备方法，其特征在于步骤b所述H^-Y⁺为LiAlH₄、LiAlH(OEt)₃或NaBH₄中的一种，非质子型溶剂为***、四氢呋喃、二氧六环中的至少一种。

8.根据权利要求5所述泡沫排水剂的制备方法，其特征是步骤c所述的金属催化剂选自Rancy Ni、Pd/C中的一种；短碳链醇选自甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇中的至少一种；R”选自H、CH₃或CH₂OH中的一种；R₀CH₂(NHCH₂CH₂)_mNH₂：R”CHO：H₂的摩尔比为1∶(4～10)：∶(5～20)。

9.根据权利要求5所述泡沫排水剂的制备方法，其特征是步骤d所述的叔胺非离子表面活性剂：离子化试剂的摩尔比为1∶(1～1.5)；短碳链醇选自甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇中的至少一种。

10.权利要求1～4任一所述的泡沫排水剂在气井排水采气中的应用。