超分子气井泡排剂与其应用

本申请属于泡排剂，尤其涉及一种超分子气井泡排剂与其应用。

背景技术：

1、天然气井生产中容易出现井底积液，若不能及时排除则会造成井筒严重水淹现象，使得天然气井急速减产甚至停产。因此，有必要及时排出井底积液。

2、泡沫排水是向气井积液中注入泡排剂，借助天然气流的搅动作用促使井底积液发泡，并以泡沫形式排出井筒的一种措施。由于泡排剂的主要成分为表面活性剂，使得泡排剂用表面活性剂的开发十分关键。目前，相关技术人员已基于超分子作用力理论开发了gemini表面活性剂，并与其他表面活性剂复配，获得了耐温、耐盐并兼具可调性强的泡排剂。比如，公告号为cn 104974730 b的专利技术公开了一种抗高温、高矿化度的泡排剂，其通过阳离子gemini表面活性剂双链长链烷基季铵盐(碳链碳数为12-18)与阴离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、α-烯基磺酸钠或十二烷基硫酸钠的组合，使制备的泡排剂具备良好的抗高温、高矿化度性能；再比如，公布号为cn 115872891 a的专利申请公开了一种泡排用表面活性剂体系，其通过实验室合成的双子阴离子gemini表面活性剂与两性离子表面活性剂进行复配，使制备的泡排剂具备优良的起泡和携液性能，并降低了泡排剂的使用浓度。

3、但是，上文所述泡排剂组分中复合的gemini表面活性剂的制备与纯化过程繁杂，使得泡排剂规模化生产较为困难，从而限制其在气井泡沫排水中的应用。

技术实现思路

1、本申请通过公开一种超分子气井泡排剂与其应用，从而解决了复合gemini表面活性剂型泡排剂的制备过程复杂、成本高以及不利于规模化生产的技术问题。

2、为了实现上述目的，本申请的第一方面提供了一种超分子气井泡排剂。本申请超分子气井泡排剂具备式[i]的化学结构：

3、

4、其中，r1为甲基；

5、r2为c12-c16的烷基；

6、r3为c12-c16的烷基或烯基。

7、在一些实施方案中，本申请超分子气井泡排剂是由烷基酰胺丙基甜菜碱、小分子有机酸和烷基醇胺相互作用形成。

8、在一些实施方案中，所述烷基酰胺丙基甜菜碱、小分子有机酸和烷基醇胺相互作用的摩尔比为2:1:2。

9、在一些实施方案中，所述烷基醇胺的化学结构为式[ii]所示：

10、

11、    

12、在一些实施方案中，所述烷基醇胺为十二烷基二异丙醇胺、十四烷基二异丙醇胺、十六烷基二异丙醇胺中的一种。

13、在一些实施方案中，所述小分子有机酸为富马酸、苹果酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸中的一种。

14、在一些实施方案中，所述烷基酰胺丙基甜菜碱为十二烷基酰胺丙基甜菜碱、十四烷基酰胺丙基甜菜碱、十六烷基酰胺丙基甜菜碱中的一种。

15、本申请的第二方面提供了本申请超分子气井泡排剂在油气井泡沫排水采气作业中的应用。

16、在一些实施方案中，所述应用方法包括：将所述烷基酰胺丙基甜菜碱、小分子有机酸和烷基醇胺的混合物溶解于井底积液中自组装形成超分子气井泡排剂，其中，所述超分子气井泡排剂在所述井底积液中的浓度为10-30mm。

17、与现有技术相比，本申请实施例的优点或有益效果至少包括：

18、本申请提供的超分子气井泡排剂通过烷基酰胺丙基甜菜碱、烷基醇胺和小分子有机酸的组合，一方面可以利用多羟基结构的烷基醇胺与小分子有机酸相互作用并快速高效地自组装形成伪gemini结构表面活性剂，从而省略gemini表面活性剂的制备与纯化过程且成本低，有助于促进工业化生产和应用；另一方面可以利用伪gemini结构表面活性剂与甜菜碱型两性表面活性剂的相互作用高效地自组装形成超分子气井泡排剂，使得伪gemini结构表面活性剂与甜菜碱型两性表面活性剂产生充分的协同增效作用，从而提高制备的超分子气井泡排剂在苛刻环境下的发泡能力和携液性能，赋予超分子气井泡排剂具备优异的耐温、耐盐、耐油以及发泡和携液性能；第三方面，制备成形的超分子气井泡排剂结构中含有双亲水基和双疏水基，从而能够使制备的超分子气井泡排剂可以在气液界面处形成致密的吸附层，有助于提高泡沫液膜的稳定性并有效阻止气泡的聚并和歧化，实现泡沫稳定性的增强；第四方面，本申请制备的超分子结构中的长链烷基醇胺可以被酸/碱可逆质子化，从而在井底积液中可以基于ph响应形成聚集体，实现超分子气井泡排剂体系流变性能与粘度的调控，实现对泡沫性能的调控。

技术特征：

1.一种超分子气井泡排剂，其特征在于，其具备式[i]的化学结构：

2.根据权利要求1所述的超分子气井泡排剂，其特征在于，其是由烷基酰胺丙基甜菜碱、烷基醇胺和小分子有机酸相互作用形成。

3.根据权利要求2所述的超分子气井泡排剂，其特征在于，所述烷基酰胺丙基甜菜碱、小分子有机酸和烷基醇胺相互作用的摩尔比为2:1:2。

4.根据权利要求3所述的超分子气井泡排剂，其特征在于，所述烷基醇胺的化学结构为式[ii]所示：

5.根据权利要求4所述的超分子气井泡排剂，其特征在于，所述烷基醇胺为十二烷基二异丙醇胺、十四烷基二异丙醇胺、十六烷基二异丙醇胺中的一种。

6.根据权利要求3所述的超分子气井泡排剂，其特征在于，所述小分子有机酸为富马酸、苹果酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸中的一种。

7.根据权利要求3所述的超分子气井泡排剂，其特征在于，所述烷基酰胺丙基甜菜碱为十二烷基酰胺丙基甜菜碱、十四烷基酰胺丙基甜菜碱、十六烷基酰胺丙基甜菜碱中的一种。

8.根据权利要求1-7任一所述超分子气井泡排剂在油气井泡沫排水采气作业中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用方法，其特征在于，所述方法包括：

技术总结
本申请公开了一种超分子气井泡排剂与其应用，属于泡排剂技术领域。本申请超分子气井泡排剂是由烷基酰胺丙基甜菜碱、烷基醇胺和小分子有机酸相互作用形成，其具备式[i]的化学结构：本申请超分子气井泡排剂通过利用多羟基结构的烷基醇胺与小分子有机酸相互作用快速高效地自组装形成伪Gemini结构表面活性剂，并与甜菜碱型两性表面活性剂的相互作用高效地自组装形成超分子气井泡排剂，制备简单、成本低的同时，一方面赋予制备的超分子气井泡排剂在苛刻环境下的发泡能力和携液性能，使得超分子气井泡排剂优异的耐温、耐盐、耐油、发泡和携液性能；另一方面赋予制备的超分子气井泡排剂体系流变性能与粘度的调控，实现对泡沫性能的调控。

技术研发人员：韩薇薇,田海兰,范佳宝,吕红苗,董三宝
受保护的技术使用者：西安石油大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11