CN111826148A - 一种抗盐起泡剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种抗盐起泡剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种抗盐起泡剂及其制备方法和应用。该抗盐起泡剂主要由椰油酰胺丙基甜菜碱、十二烷基二甲基甜菜碱、椰油酰胺丙基氧化胺和水组成；所述椰油酰胺丙基甜菜碱、十二烷基二甲基甜菜碱的总质量占抗盐起泡剂质量的9‑15％，椰油酰胺丙基甜菜碱与十二烷基二甲基甜菜碱的质量比为(1‑2.4):1；所述椰油酰胺丙基氧化胺占抗盐起泡剂质量的21‑35％。本发明提供的抗盐起泡剂，各组分合用后具有低浓高效的特点，当总有效成分质量百分比低至30％时，仍具备良好的起泡性及泡沫稳定性，且携液能力强，对高矿化度、高钙镁离子含量气井的泡沫排水采气工艺具有良好的适用性。

Description

一种抗盐起泡剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于泡沫排水采气工艺用起泡剂(泡排剂)领域，具体涉及一种抗盐起泡剂及其制备方法和应用。
背景技术
泡沫排水采气工艺被广泛应用于国内各大气田产水气井开发中，泡沫排水工艺主要是通过向井筒中加入起泡剂，通过气流搅动产生泡沫，从而降低流体密度、降低流动阻力，提高气井排液效果。起泡剂在应用过程中，易受应用环境影响，如地层水矿化度、地层温度、凝析油含量等，各气田需要根据产液特征，选取合适起泡剂，如靖边气田下古气井、大牛地气田下古气井的产液平均矿化度分别达到165000mg/L、130000mg/L，相应的起泡剂需满足抗盐需求。
从气井产出水成分来看，高矿化度的地层水中，不仅含有钠离子，而且部分产出水中的钙镁离子的含量较高(高达60000mg/L)。常规起泡剂的成分中起活性作用的主剂多为阴离子型表面活性剂，而阴离子型表面活性剂在高钙镁离子含量的水质中极易产生沉淀而失去活性。
公布号为CN108148567A的中国专利申请公开了一种多功能泡排剂及其应用，该泡排剂包括以下质量百分含量的组分：甜菜碱类表面活性剂15-25％，氧化胺类表面活性剂15-25％，咪唑啉类缓蚀剂10-15％，除硫剂5-10％，小分子醇类化合物10-25％，水0-45％。该多功能泡排剂具有抗凝析油、耐低温和高起泡能力，但在应用于高矿化度(≥160000mg/L)气井时，该泡排剂的携液能力较差，达到较好的携液效果往往需要较高的药剂浓度，这也将直接导致泡沫排水采气工艺的施工成本急剧增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗盐起泡剂，以解决现有起泡剂在高矿化度、低有效成分含量条件下的携液能力差的问题。
本发明的第二个目的在于提供上述抗盐起泡剂的制备方法，以解决现有起泡剂在高矿化度、低有效成分含量条件下的携液能力差的问题。
本发明的第三个目的在于提供上述抗盐起泡剂的应用，以解决现有起泡剂在应用于高矿化度、高钙镁离子含量气井时，排水能力差的问题。
为实现上述目的，本发明的抗盐起泡剂所采用的技术方案是：
一种抗盐起泡剂，主要由椰油酰胺丙基甜菜碱、十二烷基二甲基甜菜碱、椰油酰胺丙基氧化胺和水组成；所述椰油酰胺丙基甜菜碱、十二烷基二甲基甜菜碱的总质量占抗盐起泡剂质量的9-15％，椰油酰胺丙基甜菜碱与十二烷基二甲基甜菜碱的质量比为(1-2.4):1；所述椰油酰胺丙基氧化胺占抗盐起泡剂质量的21-35％。
本发明提供的抗盐起泡剂，以椰油酰胺丙基甜菜碱、十二烷基二甲基甜菜碱、椰油酰胺丙基氧化胺为主要成分，各组分合用后具有低浓高效的特点，当总有效成分质量百分比低至30％时，仍具备良好的起泡性及泡沫稳定性，且携液能力强，对高矿化度、高钙镁离子含量气井的泡沫排水采气工艺具有良好的适用性。
椰油酰胺丙基甜菜碱、十二烷基二甲基甜菜碱提供主要的发泡能力，两者复配后，成本低且抗盐起泡性优良；椰油酰胺丙基氧化胺提供发泡能力及稳泡能力。椰油酰胺丙基甜菜碱、十二烷基二甲基甜菜碱、椰油酰胺丙基氧化胺三种物质组成的抗盐配方体系中，提高甜菜碱比例可提高配方抗盐起泡性，提高氧化胺比例可提高配方抗凝析油能力。
本发明的抗盐起泡剂的制备方法所采用的技术方案是：
一种抗盐起泡剂的制备方法，包括以下步骤：取配方量的各组分，先向水中加入椰油酰胺丙基氧化胺溶解后，再加入椰油酰胺丙基甜菜碱和十二烷基二甲基甜菜碱进行溶解，即得。
本发明提供的抗盐起泡剂的制备方法，以椰油酰胺丙基氧化胺、椰油酰胺丙基甜菜碱和十二烷基二甲基甜菜碱制备低浓高效起泡剂，其制备工艺简单，适用于高矿化度(≤300000mg/L)、高钙镁离子含量(≤600000mg/L)气井泡沫排水采气。
为进一步简化起泡剂的配制，使主要成分易于混合均匀，优选的，所述水的温度为30-50℃。
本发明的抗盐起泡剂的应用所采用的技术方案是：
一种上述抗盐起泡剂在气井泡沫排水采气中的应用。
该抗盐起泡剂在应用于气井泡沫排水采气时，在较低浓度下即可表现出良好的起泡性及泡沫稳定性，携液能力强，有利于在较低的药剂成本下实现较好的泡沫排水效果，市场应用前景良好。
为进一步优化气井的泡沫排水采气效果，优选的，所述气井的地层水矿化度≤300000mg/L、钙离子含量≤55000mg/L、镁离子含量≤5000mg/L。
具体实施方式
本发明主要以椰油酰胺丙基甜菜碱、十二烷基二甲基甜菜碱、椰油酰胺丙基氧化胺和水配制低浓度抗盐起泡剂。
该抗盐起泡剂在配制时，为方便各组分混合均匀，优选的，先向水中加入椰油酰胺丙基氧化胺溶解，再依次加入椰油酰胺丙基甜菜碱、十二烷基二甲基甜菜碱溶解均匀即可。
下面结合具体实施例对本发明的实施方式作进一步说明。以下实施例中，椰油酰胺丙基氧化胺、椰油酰胺基丙基甜菜碱、十二烷基二甲基甜菜碱均为市售常规商品，组分含量以纯物质计。
本发明的抗盐起泡剂的具体实施例：
实施例1
本实施例的抗盐起泡剂，由以下重量百分比的组分组成：椰油酰胺丙基氧化胺21％、椰油酰胺基丙基甜菜碱6％、十二烷基二甲基甜菜碱3％、水70％。
实施例2
本实施例的抗盐起泡剂，由以下重量百分比的组分组成：椰油酰胺丙基氧化胺35％、椰油酰胺基丙基甜菜碱7％、十二烷基二甲基甜菜碱3％、水55％。
实施例3
本实施例的抗盐起泡剂，由以下重量百分比的组分组成：椰油酰胺丙基氧化胺27％、椰油酰胺基丙基甜菜碱9％、十二烷基二甲基甜菜碱6％、水58％。
在抗盐起泡剂的其他实施例中，在以上抗盐起泡剂实施例1-3中各组分的基础上，可进一步添加缓蚀剂、阻垢剂、甲醇等药剂来满足不同气井的生产要求。缓蚀剂的种类可以为咪唑啉类，添加量可以为5％-10％。阻垢剂的种类可以为聚合物类，添加量可以为5％-10％。加入上述药剂后，相应的抗盐起泡剂的稳定性良好，对起泡剂的起泡、稳泡、携液能力无影响，表现出良好的配伍性。
以下抗盐起泡剂的制备方法的实施例1-3，分别对抗盐起泡剂实施例1-3的制备过程进行说明。
实施例1
本实施例的抗盐起泡剂的制备方法，采用以下步骤：在配料罐中加入水，升温至40℃，根据起泡剂中各成分的配比，向配料罐中加入椰油酰胺丙基氧化胺，搅拌溶解均匀后，再向配料罐中加入椰油酰胺基丙基甜菜碱，搅拌溶解均匀后，再向配料罐中加入十二烷基二甲基甜菜碱，搅拌溶解均匀即得。
实施例2-3
实施例2-3的抗盐起泡剂的制备方法，在制备过程中，分别控制配料罐中水的温度为30℃、50℃，其他与抗盐起泡剂的制备方法实施例1相同。
本发明的抗盐起泡剂在气井泡沫排水采气中的应用的实施例，在以下实验例中进行说明。
对比例1
对比例1的起泡剂，由以下重量百分比的组分组成：十二烷基二甲基氧化胺10％、椰油酰胺丙基甜菜碱20％、十二烷基二甲基甜菜碱20％、水50％。
对比例2
对比例2的起泡剂，由以下重量百分比的组分组成：月桂酰胺基丙基甜菜碱15％、月桂酰胺丙基氧化胺25％、水余量。
对比例3
对比例3的起泡剂，由以下重量百分比的组分组成：改性油患子20％、脂肪醇聚氧乙烯醚20％、水余量。
实验例
本实验例考察本发明的抗盐起泡剂在不同试液中的起泡性、稳泡性和携液能力。起泡性的测试依照GB-T 13173-2008中“洗涤剂发泡力的测定”，利用罗氏泡沫仪测试起泡剂的起始高度，测试温度为水浴60℃；稳泡性的测试依照GB-T 13173-2008中“洗涤剂发泡力的测定”，测试起泡5min时的泡沫高度，测试温度为水浴60℃；携液能力的测试依照SY-T5761-1995的规定进行，利用携液能力测试装置，测定通气速度为8L/min，携液15min后的携液率，携液率为携出液量与总液量之比。
实验用水为260000mg/L矿化度水和130000mg/L矿化度水。260000mg/L矿化度水的配制过程如下：分别称取NaCl 80g、CaCl2 160g、MgCl2·6H2O 43g，溶于1L去离子水中，配置成钙镁离子浓度62855mg/L、总矿化度260086mg/L的矿化度水。130000mg/L矿化度水的配制过程如下：分别称取NaCl 47g、CaCl2 74g、MgCl2·6H2O 20g，溶于1L去离子水中，配置成钙镁离子浓度29000mg/L、总矿化度130000mg/L的矿化度水。
向实验用水中加入抗盐起泡剂溶解，配制成抗盐起泡剂质量含量为0.3％的试液。针对不同实验用水，实施例和对比例的起泡剂的起泡、稳泡、携液能力分别如表1和表2所示。
表1 260000mg/L矿化度水中不同起泡剂的性能测试数据
Figure BDA0002028185430000041
表2 130000mg/L矿化度水中不同起泡剂的性能测试数据
Figure BDA0002028185430000051
由以上实验结果可知，实施例的起泡剂在高矿化度水中具有良好的起泡性、稳泡性和携液率，具有低浓高效的特点，在应用于高矿化度气井时，可在较低的药剂成本下实现较好的泡沫排水效果。

Claims (5)

1.一种抗盐起泡剂，其特征在于，主要由椰油酰胺丙基甜菜碱、十二烷基二甲基甜菜碱、椰油酰胺丙基氧化胺和水组成；所述椰油酰胺丙基甜菜碱、十二烷基二甲基甜菜碱的总质量占抗盐起泡剂质量的9-15％，椰油酰胺丙基甜菜碱与十二烷基二甲基甜菜碱的质量比为(1-2.4):1；所述椰油酰胺丙基氧化胺占抗盐起泡剂质量的21-35％。
2.一种如权利要求1所述的抗盐起泡剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：取配方量的各组分，先向水中加入椰油酰胺丙基氧化胺溶解后，再加入椰油酰胺丙基甜菜碱和十二烷基二甲基甜菜碱进行溶解，即得。
3.如权利要求2所述的抗盐起泡剂的制备方法，其特征在于，所述水的温度为30-50℃。
4.一种如权利要求1所述的抗盐起泡剂在气井泡沫排水采气中的应用。
5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述气井的地层水矿化度≤300000mg/L、钙离子含量≤55000mg/L、镁离子含量≤5000mg/L。
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