一种泡排剂及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于油田化学技术领域，设及一种天然气井用泡排剂及其制备方法与应 用。
【背景技术】
[0002] 天然气井开发中后期，地层能量下降，地层水随天然气流进入近井地带或井筒，并 在此处聚集，造成气井产量下降甚至被水淹死。在排水采气工艺技术系列中，泡排工艺W 其施工方便、设备简单、成本低、适用井深范围大、收效快、不影响气井正常生产等优点日益 受到普遍关注，是排出井内积液、提高天然气产量、延长气井开采周期最经济有效的方法之 一。通过从携液能力不足的气井井口向井底积液中加入一些具有特殊功能的表面活性剂， 借助天然气流的揽拌，与井底积液充分接触，产生大量稳定的低密度含水泡沫，降低气液混 合物的密度，从而大大降低自喷井井筒内液柱的摩阻损失和重力梯度，其结果是在井底压 力或井口压力不变的情况下，使井底积液更易被气流从井底携带至地面，提高气流垂直举 液能力，达到排水采气的目的。
[0003] 泡排工艺能否取得成功，在很大程度上取决于所用泡排剂的性能。在地层条件下， 泡排剂的起泡、稳泡性能和热稳定性受到井底溫度、矿化度W及凝析油含量的影响，溫度、 矿化度和凝析油含量升高会导致起泡高度、携液能力下降，从而削弱排水采气施工工艺的 效果。常规泡排剂在中、低矿化度（低于30000mg/L)条件下的起泡性能比较好，而在较高 溫度（高于9(TC)、较高矿化度条件下泡排剂的起泡和稳泡性能变差甚至失效，剧烈揽动后 起泡性降低，生成的泡沫稳定性变差，携液量少，从而影响泡排施工工艺的效果。凝析油具 有强烈的消泡作用，目前常规泡排剂在含凝析油较高（比如10% )的气井中起泡少而且稳 定性差，携液少，排水采气的效果不显著。
[0004] 我国大部分气井是油、气、水共生的，井中积液具有一定矿化度，积液中还含有凝 析油，井底溫度一般在90°cW上。目前泡排剂种类不少，但大多是W单一性能泡排剂为主， 在工作性能上存在欠缺。气田开发中后期，随着各种特殊情况的出现，要求泡排剂能够一剂 多能，在高溫、高矿化度、高凝析油含量条件下也能有良好的泡沫性能。
【发明内容】
阳〇化]鉴于上述问题，本发明的目的在于对泡排剂进行优化筛选，提供一种兼具耐高溫、 耐高矿化度、抗高凝析油的泡排剂，可有效进行高溫、高矿化度、含凝析油条件下气井的排 水采气施工，确保气井连续、稳定生产。
[0006] 为了达到上述发明目的，本发明提供一种泡排剂，W重量百分比计，所述泡排剂包 括如下组分：甜菜碱25-50%，a-締控横酸钢6-28 %，挪子油脂肪酸二乙醇酷胺3-14 %，氣 碳表面活性剂10-22%，其余为水。
[0007] 上述泡排剂中，优选的，W重量百分比计，所述泡排剂包括如下组分：甜菜碱 43-50%，a-締控横酸钢6-12%，挪子油脂肪酸二乙醇酷胺9-14%，氣碳表面活性剂 10-16%，其余为水。
[0008] 上述泡排剂中，优选的，所述氣碳表面活性剂包括横酸盐型全氣表面活性剂。
[0009] 上述泡排剂中，优选的，所述甜菜碱包括十二烷基二甲基甜菜碱、十四烷基二甲基 甜菜碱、十六烷基二甲基甜菜碱中的一种或几种的组合。
[0010] 上述泡排剂中，优选的，所述甜菜碱为十二烷基二甲基甜菜碱、十四烷基二甲基甜 菜碱、十六烷基二甲基甜菜碱的组合，=者的质量比为3: (1-3) : (1-3)，优选为3:3:2。 W11] 上述泡排剂中，优选的，所述a-締控横酸钢包括碳链长度为Cm-Cis的a-締控横 酸钢，更优选为碳链长度为Cw的a-締控横酸钢。
[0012] 本发明还提供上述泡排剂的制备方法，包括W下步骤：
[0013] 将甜菜碱、a-締控横酸钢、挪子油脂肪酸二乙醇酷胺、氣碳表面活性剂和水加入 反应蓋中；
[0014] 将反应蓋加热至40-50°C;
[001引在40-50°C条件下揽拌1-1. 5小时，制得所述泡排剂。
[0016] 上述泡排剂的制备方法中，优选的，所述反应蓋的加热溫度为45°C。
[0017] 本发明还提供上述泡排剂在天然气井处理中的应用，其中，所述天然气井处理为 排水采气工艺中的泡沫排水采气工艺。
[0018] 在上述泡排剂在天然气井处理中的应用中，优选的，所述泡排剂在水溶液中的质 量浓度为0. 2-1. 2%。
[0019] 在上述泡排剂在天然气井处理中的应用中，优选的，所述泡排剂在水溶液中的质 量浓度为0.6-1. 2%。
[0020] 本发明的泡排剂，外观为淡黄色透明、均匀的液体，通过把具有优异单一性能的不 同表面活性剂进行复配，产生协同作用，使体系能够兼具耐高溫、耐高矿化度、抗凝析油性 能，耐溫达150°c，耐矿化度达lOOOOOmg/l，抗凝析油含量达30%，发泡体积达到4-8倍，携 液量60% -85%，最佳使用质量浓度为0. 6-1. 2%。井筒积液中加入该泡排剂后能够迅速起 泡，大幅降低积液密度，从而降低井筒中气液混合物的流动阻力，大幅增加气井产量。
[0021] 本发明的泡排剂制品与地层液体配伍性良好，既适用于单一高溫、高矿化度、高凝 析油问题的气井排水采气工艺，也适用于兼具高溫、高矿化度、含凝析油等复杂问题气井的 排水采气工艺。此外，本发明所提供泡排剂的制备方法简单易行，对设备要求低，易于实现 工业化生产。
【具体实施方式】
[0022] 为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技 术方案进行W下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。 阳〇2引 实施例1
[0024] 本实施例提供一种泡排剂，W重量百分比计，该泡排剂包括：
[00巧]起泡组分：甜菜碱复配物50% ;
[00%] 助泡组分：a-締控横酸钢（南风化工集团股份有限公司提供，商品名A0S)6% ;
[0027] 稳泡组分：挪子油脂肪酸二乙醇酷胺14%，氣碳表面活性剂10% ;
[0028] W及水 20%。
[0029] 其中，上述氣碳表面活性剂为横酸盐型全氣表面活性剂，即上海赢正科技有限公 司提供的产品FC-15。
[0030] 上述甜菜复配物由十二烷基二甲基甜菜碱A、十四烷基二甲基甜菜碱B和十六烧 基二甲基甜菜碱C=种结构相似的甜菜碱表面活性剂按比例复配而成，并且复配后所得体 系的泡沫性能优于其中任意单一甜菜碱的泡沫性能。
[0031] W下对上述S种甜菜碱进行配比与测试：
[0032] 单一甜菜碱的起泡能力测试：采用warring揽拌器，转速为6000巧m;剧烈揽拌60 秒，测试条件为矿化度lOOOOOmg/l，室溫；单一甜菜碱的测试配液量为IOOmU测试的质量 浓度分别为 0. 3%、0. 5%、0. 7%和 0. 9%。
[0033] 将十二烷基二甲基甜菜碱A、十四烷基二甲基甜菜碱B、十六烷基二甲基甜菜碱C S种表面活性剂分别置于马弗炉中，150°C老化12小时后冷却至室溫，再分别用1000 OOmg/ L的矿化水各配制成IOOmL0. 3%、0. 5%、0. 7%和0. 9%四种质量浓度的溶液，并于室溫条 件下分别测试不同浓度单一甜菜碱的起泡性能，其结果如表1 (单一甜菜碱表面活性剂的 泡沫性能测试）所示。起始泡沫高度W毫升（mL)计量，析液半衰期W秒（S)计量，测试体 系不含凝析油。
[0034] 表 1
[0035]
[0036] 表1中数据显示，S种甜菜碱泡沫剂的泡沫性能排序依次是十二烷基二甲基甜菜 碱、十六烷基二甲基甜菜碱、十四烷基二甲基甜菜碱。
[0037] 甜菜碱复配物的起泡能力测试条件与方法可参考上述单一甜菜碱的起泡能力测 试，该甜菜碱复配物测试溶液的质量浓度为0. 5%，具体过程如下：
[0038] 将十二烷基二甲基甜菜碱A、十四烷基二甲基甜菜碱B、十六烷基二甲基甜菜碱C 按照不同质量比进行复配，再分别用lOOOOOmg/L矿化水配制成IOOmL质量浓度为0. 5%的 甜菜碱复配物溶液，并在室溫条件下采用warring揽拌器进行起泡能力测试，该揽拌器的 转速为eOOOrpm，剧烈揽拌60秒，体系不含凝析油，其结果如表2 (质量浓度0. 5 %的=种甜 菜碱表面活性剂复配物的泡沫性能测试）所示。
[0039] 表 2
[0040]
[0041 ]
[0042] 根据实际情况，上述复配物考虑所有可能的组合，经过34次实验，综合考虑起泡 高度和析液半衰期，发现在相同质量浓度（0. 5 % )条件下，多数3组份甜菜碱复配体系的泡 沫性能都比单一甜菜碱表面活性剂或2组份甜菜碱复配体系的泡沫性能有所改善，优选配 比组份是按照第28、29、30、31、32、33组实验进行复配，其中更优选的是第33组实验所示的 质量配比，即十二烷基二甲基甜菜碱A、十四烷基二甲基甜菜碱B、十六烷基二甲基甜菜碱C的质量百分比为A:B:C= 37. 5% : 37. 5% : 25% (即，A:B:C= 3 : 3 : 2)。
[0043] 本实施例的甜菜碱复配物是按照十二烷基二甲基甜菜碱A、十四烷基二甲基甜菜 碱B、十六烷基二甲基甜菜碱C的质量比为3:3:2的比例关系制备的，并W其作为泡排剂的 起泡组分，再与助泡组分、稳泡组分按比例混合制备泡沫排水剂体系。
[0044