一種抗高溫、高礦化度的泡排劑及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種抗高溫、高礦化度的泡排劑及其制備方法與應(yīng)用，屬于石油天然 氣開采領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著氣田開發(fā)的深入，多數(shù)氣田已進入開發(fā)的中后期，由于地層壓力不斷下降，導(dǎo) 致邊水推進和底水上升，氣井見水后丼口壓力迅速下降，由于攜液能力下降造成井底積液， 將導(dǎo)致氣丼減產(chǎn)甚至停噴。針對這一現(xiàn)狀，必須及時開展排水釆氣技術(shù)，解決氣井排液問 題。其中，泡沫排水采氣工藝以其效果好、施工方便又較為廉價等原因成為排水采氣工藝的 首選。泡沫排水采氣工藝是通過將泡排劑注入攜液能力不足的生產(chǎn)井中，使之與井底積液 在氣流的攪動下混合并產(chǎn)生大量低密度的含水泡沫，隨氣流從井底攜帶到地面，提高氣井 的攜液能力，從而達到增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)以及延長其自噴期的目的。泡排劑的性能成為泡沫排水采 氣技術(shù)的關(guān)鍵，即在一定的外界條件如溫度、礦化度下，泡排劑應(yīng)具有較高的起泡能力、穩(wěn) 泡能力與攜液能力。
[0003] 國內(nèi)現(xiàn)有的泡排劑一般適用于90°C以下以及礦化度小于lOOOOOppm的地層，隨著 溫度與礦化度的升高，其起泡能力和穩(wěn)定性大大降低，部分泡排劑在高于120°C時甚至不起 泡，從而阻礙了泡沫排水采氣工藝在高溫、高礦化度產(chǎn)水氣井中的應(yīng)用。泡排劑的主要成 分是表面活性劑，目前對于泡排劑的研宄主要是通過對表面活性劑之間進行復(fù)配，然而，這 些復(fù)配大多集中于陰離子表面活性劑與陰離子表面活性劑之間、陰離子表面活性劑與兩性 離子表面活性劑之間，而對于陰離子表面活性劑與陽離子表面活性劑之間的研宄卻甚少報 道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種泡排劑，該泡排劑在溫度范圍 為100-160°c、礦化度為50000-250000ppm的條件下，有較高的初始起泡體積Vtl、泡沫半衰 期t1/2以及攜液率，能夠解決高溫、高礦化度產(chǎn)水氣井的排水采氣問題。
[0005] 為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種泡排劑，以質(zhì)量百分比計，該泡排劑包括 15-40%陰離子表面活性劑、5-15%陽離子表面活性劑，余量為去離子水；其中：
[0006] 所述陰離子表面活性劑包括脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽、α -烯基磺酸鈉或十二烷 基硫酸鈉；
[0007] 所述陽離子表面活性劑包括陽離子Gemini表面活性劑。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)中對陰離子表面活性劑與陽離子表面活性劑之間的研宄鮮少，這是因為 陰離子表面活性劑與陽離子表面活性劑復(fù)配時很容易產(chǎn)生沉淀，從而失去效用而不能應(yīng) 用，但本發(fā)明創(chuàng)造性地將陰離子表面活性劑與陽離子表面活性劑進行復(fù)配，使這兩者之間 產(chǎn)生特殊的協(xié)同效應(yīng)，在微觀上產(chǎn)生很好的位置適應(yīng)性，產(chǎn)生特殊的協(xié)同效應(yīng)，增強泡膜的 致密性，極大地增強了泡排劑的性能。
[0009] 在上述泡排劑中，優(yōu)選地，所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽包括脂肪醇聚氧乙烯醚 硫酸鈉（AES)，AES具有較好的起泡性及水溶性。
[0010] 在上述泡排劑中，優(yōu)選地，所述陽離子Gemini表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)為
[0011]
[0012] 式中，m= 12-18。
[0013] 本發(fā)明提供的陽離子Gemini表面活性劑具有梳狀結(jié)構(gòu)，這樣的特殊結(jié)構(gòu)有利于 其在氣液界面形成更加致密的排列，能夠有效阻止氣泡的聚并和歧化，從而達到增強泡沫 穩(wěn)定性的效果。
[0014] 本發(fā)明還提供了一種制備上述泡排劑的方法，其包括以下步驟：
[0015] 將陰離子表面活性劑和陽離子表面活性劑一次性加入反應(yīng)容器中，然后加入去離 子水，得到混合溶液；
[0016] 將上述混合溶液加熱至50-60°C，攪拌，得到泡排劑。
[0017] 在上述方法中，優(yōu)選地，所述陽離子表面活性劑是由以下步驟制備的：
[0018] 將2-2. 5g烷基二甲基溴化銨與過量1，2-二溴乙烷溶于50-70mL無水乙醇中，在 50-80°C下回流36-48h，得到混合物；將上述混合物于37°C下蒸干，得到陽離子表面活性 劑；更優(yōu)選地，所述1，2-二溴乙烷的用量為4-8mL。
[0019] 在上述方法中，優(yōu)選地，所述烷基二甲基溴化銨中的烷基碳數(shù)為C12-C18。
[0020] 在上述方法中，優(yōu)選地，所述攪拌速度為200-400r/min，攪拌時間為20-25min。
[0021] 本發(fā)明提供的泡排劑能夠在產(chǎn)水氣井排水采氣中應(yīng)用。
[0022] 在上述應(yīng)用中，優(yōu)選地，所述產(chǎn)水氣井內(nèi)礦化水的溫度為100_160°C。
[0023] 在上述應(yīng)用中，優(yōu)選地，所述產(chǎn)水氣井內(nèi)礦化水的礦化度為50000-250000ppm。
[0024] 本發(fā)明的有益效果：
[0025] 1)本發(fā)明提供的技術(shù)方案創(chuàng)造性地將陰離子表面活性劑與陽離子表面活性劑進 行復(fù)配，使兩者之間產(chǎn)生了特殊的協(xié)同作用，極大地增強了泡排劑的性能；
[0026] 2)本發(fā)明提供的泡排劑在溫度為100-160°C、礦化度為50000-250000ppm的條件 下，有較高的初始起泡體積Vtl、泡沫半衰期t1/2以及攜液率；能解決現(xiàn)有泡排劑在溫度和礦 化度升高時，泡沫性能驟降的問題，可用于深層高溫、高礦化度氣井的排水采氣工藝；
[0027] 3)本發(fā)明提供的泡排劑組成簡單，制備方便，價格低廉，無毒低刺激性。
【具體實施方式】
[0028] 為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對本發(fā)明的技 術(shù)方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發(fā)明的可實施范圍的限定。
[0029] 實施例1
[0030] 本實施例提供了一種抗高溫、高礦化度的泡排劑及其制備方法。該制備方法包括 以下步驟：
[0031] 1)制備Gemini陽離子表面活性劑
[0032] 分別將2g十二烷基二甲基溴化銨、十四烷基二甲基溴化銨、十六烷基二甲基溴化 銨、十八烷基二甲基溴化銨與4mL 1，2-二溴乙烷（過量以保證反應(yīng)充分完成）溶于無水乙 醇（50mL)中，在80°C左右回流48h。將反應(yīng)后的混合物于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上37°C下旋干，分別 得到m = 12、14、16、18的Gemini陽離子表面活性劑；所述Gemini陽離子表面活性劑的結(jié) 構(gòu)如式I所示
[0033]
[0034] 其中，本實施例中Gemini陽離子表面活性劑是由上述m = 12、14、16、18的Gemini 陽離子表面活性劑按照質(zhì)量比為1: 1:3:1混和而成的；
[0035] 2)制備泡排劑
[0036] 以質(zhì)量百分比計，本實施例中泡排劑的原料組成包括：25%脂肪醇聚氧乙烯醚硫 酸鹽（AES)、8% Gemini陽離子表面活性劑、余量為去離子水；
[0037] 按照上述用量，將脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和Gemini陽離子表面活性劑一次性 加入不銹鋼反應(yīng)釜中，再加入去離子水，將此混合溶液加熱至55°C，在200-400r/min下攪 拌20min，得到泡排劑GWJ-1。
[0038] 實施例2
[0039] 本實施例提供給了一種抗高溫、高礦化度的泡排劑及其制備方法。該制備方法包 括