CN114456791B - 一种深水油气田液体泡排剂及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种深水油气田液体泡排剂及其生产工艺，泡排剂由3‑5份泡排主剂A、1‑3份非离子表面活性剂、1‑3份两性离子表面活性剂、0.1‑0.5份稳泡剂、10‑20份抗冻剂和100份水组成，其中，泡排主剂A的制备方法如下：将二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚置于反应釜中并升温至40‑50℃，向上述反应釜内滴加20wt％氯乙酸钠水溶液，滴加时间为1‑2h，滴加完成后，将反应釜的温度控制在50‑70℃下，反应1‑3h后，再向反应釜内加入10wt％的γ‑氨丙基三乙氧基硅烷乙二醇溶液，常温20‑25℃下搅拌反应2‑3h后，最终得到泡排主剂A。该泡排剂具有起泡和携液能力强的优点，同时具有优异清洁度，良好的抗低温能力和流动性，满足脐带缆加注的要求，尤其适用于深海油井辅助增产。

Description

一种深水油气田液体泡排剂及其生产工艺

技术领域

本发明涉及油气田化学助剂技术领域，更具体地说涉及一种深水油气田液体泡排剂及其生产工艺。

背景技术

深海蕴含着丰富的油气资源，随着人类对石油和天然气的需求日益增大，深海油气田开发愈来愈受到人们的重视。深海油气田是目前海上油田重点开发开采方向，随着不断的开发开采，部分早期开发的深海油气井见水，压力逐步降低，携液能力下降，导致油气井减产甚至停喷。亟需研究深海油气田用泡排剂，实现增产稳产目标，保障国家能源安全。

而相比传统的浅水和陆上应用的泡排剂，深水环境药剂采用脐带缆加注，加注管线细长，在管线内滞留时间长，应用时温度范围大-10～150℃。因此除了起泡能力和携液能力外，对产品耐低温性、清洁度、粘度有着严苛的要求。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，在深水环境下所使用的泡排剂需采用脐带缆加注，加注管线细长，泡排剂在管线内滞留时间长，应用时温度范围大，故除了需关注泡排剂起泡能力和携液能力外，对泡排剂的耐低温性、清洁度、粘度也有着严苛的要求，提供了一种深水油气田液体泡排剂及其生产工艺，该泡排剂具有起泡和携液能力强的优点，同时具有优异清洁度，良好的抗低温能力和流动性，满足脐带缆加注的要求，尤其适用于深海油井辅助增产。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

一种深水油气田液体泡排剂，泡排剂中各个物质的重量份数如下：

其中，泡排主剂A的制备方法如下：将二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚置于反应釜中并升温至40-50℃，向上述反应釜内滴加20wt％氯乙酸钠水溶液，滴加时间为1-2h，滴加完成后，将反应釜的温度控制在50-70℃下，反应1-3h后，再向反应釜内加入10wt％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙二醇溶液，常温20-25℃下搅拌反应2-3h后，最终得到泡排主剂A，其中，二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚与20wt％氯乙酸钠水溶液的质量比为(1-4)：1，10wt％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙二醇溶液占20wt％氯乙酸钠水溶液的质量分数为1-10％。

二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚，结构通式如下：

其中，二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚的分子量为2000-3000g/mol，结构通式中，X:Y＝1:(3-6)。

非离子表面活性剂采用烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、吐温60、辛癸基葡萄酐、乙基葡萄酐中的一种或者多种。

两性离子表面活性剂采用椰油酰胺基丙基磺酸甜菜碱、辛烷基二甲基甜菜碱、十二烷基磺丙基甜菜碱、癸烷基二甲基氧化胺、辛烷酰胺丙基二甲基氧化胺中的一种或者多种。

稳泡剂采用聚乙二醇(200)或者聚乙二醇(400)。

抗冻剂采用甲醇、乙醇、乙二醇中的一种或者多种。

一种深水油气田液体泡排剂的生产工艺，按照下述步骤进行：

步骤1，将二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚置于反应釜中并升温至40-50℃，向上述反应釜内滴加20wt％氯乙酸钠水溶液，滴加时间为1-2h，滴加完成后，将反应釜的温度控制在50-70℃下，反应1-3h后，再向反应釜内加入10wt％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙二醇溶液，常温20-25℃下搅拌反应2-3h后，最终得到泡排主剂A，其中，二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚与20wt％氯乙酸钠水溶液的质量比为(1-4)：1，10wt％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙二醇溶液占20wt％氯乙酸钠水溶液的质量分数为1-10％；

步骤2，将3-5份步骤1制备得到的泡排主剂A、100份水、1-3份非离子表面活性剂、1-3份两性离子表面活性剂、0.1-0.5份稳泡剂、10-20份抗冻剂抽入反应釜内，搅拌混合均匀，即得到液体泡排剂混合物；

步骤3，采用0.5微米滤网对步骤2制备得到的液体泡排剂混合物过滤2次以上，并取样进行清洁度测试，如检测得到清洁度＞8，则需再次利用0.5微米滤网对其进行重复过滤，直至产品清洁度＜8为止，最终制备得到深水油气田液体泡排剂。

二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚，结构通式如下：

其中，二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚的分子量为2000-3000g/mol，结构通式中，X:Y＝1:(3-6)。

非离子表面活性剂采用烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、吐温60、辛癸基葡萄酐、乙基葡萄酐中的一种或者多种。

两性离子表面活性剂采用椰油酰胺基丙基磺酸甜菜碱、辛烷基二甲基甜菜碱、十二烷基磺丙基甜菜碱、癸烷基二甲基氧化胺、辛烷酰胺丙基二甲基氧化胺中的一种或者多种。

稳泡剂采用聚乙二醇(200)或者聚乙二醇(400)。

抗冻剂采用甲醇、乙醇、乙二醇中的一种或者多种。

本发明的有益效果为：该深水油气田液体泡排剂相比传统的浅水和陆上应用的泡排剂，具有粘度低，清洁度高，耐低温，起泡和携液能力强的特点，适用于脐带缆加注于深海高凝析油产水油气井。且本发明的泡排剂具有原料易得，低毒、易降解的特点，利于现场气井的规模化应用。

附图说明

图1为段塞流捕集器气流量前后对比曲线。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

下述实施例中所用试剂的相关信息如下所示：

二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚为公司自制，氯乙酸钠、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙二醇、烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、吐温60、辛癸基葡萄酐、乙基葡萄酐、椰油酰胺基丙基磺酸甜菜碱、辛烷基二甲基甜菜碱、十二烷基磺丙基甜菜碱、癸烷基二甲基氧化胺、辛烷酰胺丙基二甲基氧化胺、聚乙二醇(200)、聚乙二醇(400)、甲醇、乙醇、乙二醇提供厂家为玛雅试剂。

实施例1：

基于海上深水油气田液体泡排剂的合成，由100份水、3份泡排主剂A；1份非离子表面活性剂，1份两性离子表面活性剂，0.1份稳泡剂，10份抗冻剂组成，合成步骤如下：

(1)先将100g二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚加入反应釜，升温至40℃，滴加100g配制好的20wt％氯乙酸钠水溶液，滴加时间1h，滴加完成后控温在50℃反应1小时。再加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙二醇溶液1g，常温搅拌反应2h，制得深水泡排主剂A；

(2)将3份步骤(1)所制的泡排主剂A，100份水，0.5份烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、0.5份吐温60，0.5份椰油酰胺基丙基磺酸甜菜碱，0.5份辛烷基二甲基甜菜碱，0.1份聚乙二醇(200)，10份甲醇抽入反应釜，搅拌混合均匀；

(3)采用0.5微米滤网进行过滤，过滤3次，即得所述的深水油气田液体泡排剂。

实施例2：

基于海上深水油气田液体泡排剂的合成，由100份水、5份泡排主剂A；3份非离子表面活性剂，3份两性离子表面活性剂，0.5份稳泡剂，20份抗冻剂组成，合成步骤如下：

(1)先将100g二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚加入反应釜，升温至50℃，滴加25g配制好的20wt％氯乙酸钠水溶液，滴加时间1.5h，滴加完成后控温在60℃反应3小时。再加入10wt％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙二醇溶液2.5g，常温搅拌反应3h，制得深水泡排主剂A；

(2)将5份步骤(1)所制的泡排主剂A，100份水，1份吐温60、1份辛癸基葡萄酐、1份乙基葡萄酐，1份十二烷基磺丙基甜菜碱、1份癸烷基二甲基氧化胺、1份辛烷酰胺丙基二甲基氧化胺，0.5份聚乙二醇(400)，10份甲醇，10份乙二醇抽入反应釜，搅拌混合均匀；

(3)采用0.5微米滤网进行过滤，过滤4次，即得所述的深水油气田液体泡排剂。

实施例3：

基于海上深水油气田液体泡排剂的合成，由100份水、4份泡排主剂A；2份非离子表面活性剂，2份两性离子表面活性剂，0.4份稳泡剂，15份抗冻剂组成，合成步骤如下：

(1)先将100g二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚加入反应釜，升温至50℃，滴加50g配制好的20wt％氯乙酸钠水溶液，滴加时间2h，滴加完成后控温在70℃反应2小时。再加入10wt％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙二醇溶液2.5g，常温搅拌反应2.5h，制得深水泡排主剂A；

(2)将4份步骤(1)所制的泡排主剂A，100份水，2份烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)，1份十二烷基磺丙基甜菜碱、1份辛烷酰胺丙基二甲基氧化胺，0.4份聚乙二醇(200)，10份甲醇，5份乙醇，5份乙二醇抽入反应釜，搅拌混合均匀；

(3)采用0.5微米滤网进行过滤，过滤3次，即得所述的深水油气田液体泡排剂。

实施例4：

基于海上深水油气田液体泡排剂的合成，由100份水、5份泡排主剂A；2份非离子表面活性剂，1份两性离子表面活性剂，0.1份稳泡剂，15份抗冻剂组成，合成步骤如下：

(1)先将150g二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚加入反应釜，升温至45℃，滴加50g配制好的20wt％氯乙酸钠水溶液，滴加时间2h，滴加完成后控温在70℃反应2小时。再加入10wt％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙二醇溶液3g，常温搅拌反应2.5h，制得深水泡排主剂A；

(2)将5份步骤(1)所制的泡排主剂A，100份水，2份乙基葡萄酐，0.5份十二烷基磺丙基甜菜碱、0.5份癸烷基二甲基氧化胺，0.1份聚乙二醇(400)，15份乙二醇抽入反应釜，搅拌混合均匀；

(3)采用0.5微米滤网进行过滤，过滤5次，即得所述的深水油气田液体泡排剂。

实施例5：

基于海上深水油气田液体泡排剂的合成，由100份水、4份泡排主剂A；1份非离子表面活性剂，1份两性离子表面活性剂，0.2份稳泡剂，18份抗冻剂组成，合成步骤如下：

(1)先将150g二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚加入反应釜，升温至40℃，滴加50g配制好的20wt％氯乙酸钠水溶液，滴加时间1h，滴加完成后控温在60℃反应3小时。再加入10wt％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙二醇溶液5g，常温搅拌反应3h，制得深水泡排主剂A；

(2)将4份步骤(1)所制的泡排主剂A，100份水，0.5份聚氧乙烯醚(OP-10)、0.5份辛癸基葡萄酐，0.5份十二烷基磺丙基甜菜碱、0.5份癸烷基二甲基氧化胺，0.2份聚乙二醇(200)，18份甲醇抽入反应釜，搅拌混合均匀；

(3)采用0.5微米滤网进行过滤，过滤4次，即得所述的深水油气田液体泡排剂。测试实施例1：

对上述实施例1-5制得的泡排剂和市购2种泡排剂进行起泡能力、泡沫半衰期和携液能力的检测，测试方法如下：

起泡能力测试：采用南海深水气田现场水170mL，现场凝析油30mL配制成发泡液，预热至80℃，加入泡排剂质量浓度为0.5％。采用WARING高速搅拌器，转速为5000rpm，高速搅拌1min，监测泡沫高度和半衰期，对比泡排剂的起泡能力。

携液能力检测：采用南海深水气田现场水170mL，现场油30mL配制成发泡液，泡排剂质量浓度为0.5％，预热至80℃。参照SY/T 6465-2000《泡沫排水采气用起泡剂评价方法》标准，采用自行研制的泡沫携液仪进行检测，将氮气以5L/min的速度泵入评价装置内，收集并记录15min的携液量。

测试结果如下表1所示：

表1室内性能检测数据表

从上表1检测数据可知，本发明针对南海深水气田产液，相比市购的泡排剂，具有更佳的起泡能力，生成的泡沫具有更长时间的半衰期。携液量也明显多余市购的泡排剂产品。

测试实施例2：

对上述实施例1-5制得的泡排剂和市购2种泡排剂进行抗低温能力、常温/低温清洁度、常温/低温粘度检测，测试方法如下：

抗低温能力测试：取500mL以上待测样品，密封于试剂瓶中，在-10℃温度下，进行24小时抗低温试验，监测产品状态，确定产品抗低温能力。

常温/低温清洁度检测：参照美国国家航空航天标准《清洁度要求》(NAS 1638-2011)要求，将常温25℃和低温-10℃放置后的样品采用罗根KT-3液体颗粒测试仪进行清洁度测试。

常温/低温粘度检测：参照GB/T 1723涂料粘度测定法，测定常温25℃和低温-10℃样品的涂4粘度。

测试结果如下表2所示：

表2室内理化检测数据表

从上表2检测数据可知，本发明制备的泡排剂具有良好的抗低温能力，常温和低温涂4粘度均较低，流动性良好，且在常/低温下清洁度均低于NAS 8，符合深水脐带缆加注需求。而市购的泡排剂清洁度较差，不符合要求。

测试实施例3：

采用本专利所述产品在南海某深水油气田进行应用。药剂加注前，现场由于产气量持续下降，压力从15.38mPa降低至14.3mPa，气井间歇带水生产，段塞流捕集器气流量不稳定，多次出现来气为零的情况，来液极不稳定。

采用连续加注的方式，加注0.2％本专利制备的泡排剂后，通过在未改变生产制度的情况下，段塞流捕集器气流量稳定，段塞来液稳定。前后段塞流捕集器气流量曲线如下图1所示。

从图1中可以看出，本发明对相比市购的泡排剂产品，具有粘度低，清洁度高，耐低温，起泡和携液能力强的特点，适用于脐带缆加注于深海高凝析油产水油气井。在南海深水油气田应用效果良好，利于现场气井的规模化应用。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种深水油气田液体泡排剂，其特征在于：泡排剂中各个物质的重量份数如下：

其中，泡排主剂A的制备方法如下：将二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚置于反应釜中并升温至40-50℃，向上述反应釜内滴加20wt％氯乙酸钠水溶液，滴加时间为1-2h，滴加完成后，将反应釜的温度控制在50-70℃下，反应1-3h后，再向反应釜内加入10wt％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙二醇溶液，常温20-25℃下搅拌反应2-3h后，最终得到泡排主剂A，其中，二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚与20wt％氯乙酸钠水溶液的质量比为(1-4)：1，10wt％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙二醇溶液占20wt％氯乙酸钠水溶液的质量分数为1-10％。

2.根据权利要求1所述的一种深水油气田液体泡排剂，其特征在于：二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚，结构通式如下：

其中，二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚的分子量为2000-3000g/mol，结构通式中，X:Y＝1:(3-6)。

3.根据权利要求1所述的一种深水油气田液体泡排剂，其特征在于：非离子表面活性剂采用烷基酚聚氧乙烯醚、吐温60、辛癸基葡萄酐、乙基葡萄酐中的一种或者多种；两性离子表面活性剂采用椰油酰胺基丙基磺酸甜菜碱、辛烷基二甲基甜菜碱、十二烷基磺丙基甜菜碱、癸烷基二甲基氧化胺、辛烷酰胺丙基二甲基氧化胺中的一种或者多种。

4.根据权利要求1所述的一种深水油气田液体泡排剂，其特征在于：稳泡剂采用聚乙二醇200或者聚乙二醇400；抗冻剂采用甲醇、乙醇、乙二醇中的一种或者多种。

5.如权利要求1-4任一所述一种深水油气田液体泡排剂的生产工艺，其特征在于：按照下述步骤进行：

步骤1，将二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚置于反应釜中并升温至40-50℃，向上述反应釜内滴加20wt％氯乙酸钠水溶液，滴加时间为1-2h，滴加完成后，将反应釜的温度控制在50-70℃下，反应1-3h后，再向反应釜内加入10wt％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙二醇溶液，常温20-25℃下搅拌反应2-3h后，最终得到泡排主剂A，其中，二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚与20wt％氯乙酸钠水溶液的质量比为(1-4)：1，10wt％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙二醇溶液占20wt％氯乙酸钠水溶液的质量分数为1-10％；

步骤2，将3-5份步骤1制备得到的泡排主剂A、100份水、1-3份非离子表面活性剂、1-3份两性离子表面活性剂、0.1-0.5份稳泡剂、10-20份抗冻剂抽入反应釜内，搅拌混合均匀，即得到液体泡排剂混合物；

步骤3，采用0.5微米滤网对步骤2制备得到的液体泡排剂混合物过滤2次以上，并取样进行清洁度测试，如检测得到清洁度＞8，则需再次利用0.5微米滤网对其进行重复过滤，直至产品清洁度＜8为止，最终制备得到深水油气田液体泡排剂。

6.根据权利要求5所述的一种深水油气田液体泡排剂的生产工艺，其特征在于：二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚，结构通式如下：

其中，二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚的分子量为2000-3000g/mol，结构通式中，X:Y＝1:(3-6)。

7.根据权利要求5所述的一种深水油气田液体泡排剂的生产工艺，其特征在于：非离子表面活性剂采用烷基酚聚氧乙烯醚、吐温60、辛癸基葡萄酐、乙基葡萄酐中的一种或者多种。

8.根据权利要求5所述的一种深水油气田液体泡排剂的生产工艺，其特征在于：两性离子表面活性剂采用椰油酰胺基丙基磺酸甜菜碱、辛烷基二甲基甜菜碱、十二烷基磺丙基甜菜碱、癸烷基二甲基氧化胺、辛烷酰胺丙基二甲基氧化胺中的一种或者多种。

9.根据权利要求5所述的一种深水油气田液体泡排剂的生产工艺，其特征在于：稳泡剂采用聚乙二醇200或者聚乙二醇400；抗冻剂采用甲醇、乙醇、乙二醇中的一种或者多种。

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