一种气井高效携液、携砂的泡排剂及制备方法和应用

摘要

本发明提供一种气井携液、携砂的泡排剂及制备方法和应用，所述泡排剂包括如下重量百分比的成分：椰油酰胺丙基甜菜碱40～60％、十二烷基磺基甜菜碱5～25％、十六烷基二甲基烷基氯化铵5～25％、水20％。本发明的泡排剂具有如下优势：高效携液、高效携砂、热稳定性好、低刺激性、原材料价格低廉，易于获得，可在现场规模应用。

说明书

技术领域

本发明是关于一种气井高效携液、携砂的泡排剂及制备方法和应用。

背景技术

涩北气田气藏埋藏浅、含气井段长、气层层数多、气水分布复杂。随着气田开采力 度的加强，气田出水成为了制约气井正常生产的关键问题。根据资料统计，目前涩北气 田542口生产井中，产水大于1.0m³/d的气井有122口，各气田水气比在逐年升高。泡沫 排水采气技术在涩北气田应用效果良好，对携液性能优越的泡排剂有大量的生产需求。

涩北气田岩性以含泥粉砂岩和泥质粉砂岩为主，夹少量细砂岩，碎屑颗粒胶结程度 低，欠压实，易松散，是我国气田中唯一一个既出水又出砂的气田，且出水与出砂相互 加剧，严重干扰了气井生产。在井底淤积的砂子会埋没生产层。因此需要将砂子与水同 时从井筒中携出来。

发明内容

为了同时解决气井出砂、积液的问题，本发明的目的在于提供一种高效携液、携砂 的气井泡排剂，同时还具有强起泡力、抗盐、耐高温等特性。

本发明的另一目的在于提供所述泡排剂的制备方法。

本发明再一目的在于提供所述泡排剂的应用。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

①在抗盐性能方面：选用起泡性好、抗盐能力强的两性离子表面活性剂。

②在携砂性能方面：泡沫表面对固体颗粒有非常强的吸附作用，本配方例中选用了 起泡性好的阳离子表明活性剂，它对地层中带有微负电性的砂粒有更强的吸引力，将不 溶性的细小砂岩颗粒分散并稳定悬浮在泡沫表面，进而将其携带出井筒。

③在携液性方面：利用表面活性剂复配技术，使复配所得的泡排剂具有更低的表面 张力，泡沫的动态稳定性更强，易于形成大量丰富的泡沫，将积液携出井筒。

④复配方式：使用响应曲面设计方法，确定出表面活性剂的配比，如下：

一方面，本发明提供了一种气井泡排剂：所述泡排剂包括如下重量百分比的成分： 椰油酰胺丙基甜菜碱40～60％、十二烷基磺基甜菜碱5～25％、十六烷基二甲基烷基氯化铵 5～25％，水20％。

另一方面，本发明还提供了所述泡排剂的制备方法：首先将椰油酰胺丙基甜菜碱缓 慢倒入搅拌器中，然后依次缓慢倒入按复配比例计算所得的十二烷基磺基甜菜碱、十六 烷基二甲基烷基氯化铵和水等。最后以转速150rpm匀速搅动半小时即可。

又一方面，本发明还提供了所述泡排剂在气井中排水排砂的应用方法，注入量为井 底积液的0.3％～0.8％，用水稀释，与水比例为1∶6；当气井产水量qW＜30m³/d时，采用 间歇排水方式，泡排剂加入周期为每隔2～20天；当气井产水量qW＞30m³/d时，注入周 期为1～2天，使用平衡罐连续注入。

综上所述，本发明提供了气井泡排剂、其制备及其应用。本发明的泡排剂具有如下 优势：

(1)高效携液，在注入浓度为0.2g/L的情况下，可携出85％的积液。

(2)高效携砂，可携出粒径范围在0.04～0.07mm的砂粒，满足涩北气田携砂能力 的要求。

(3)热稳定性好，对管柱无腐蚀作用。

(4)低刺激性，对操作工人无毒害；可生物降解，环境污染小。

(5)原材料价格低廉，易于获得，可在现场规模应用。

具体实施方式

以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读 者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。

实施例1

本实施例泡排剂CQS-1-1中各原料组分的用量如下：

椰油酰胺丙基甜菜碱48％，十二烷基磺基甜菜碱12％，十六烷基二甲基烷基氯化铵 20％，水20％。

其制备方法是：将椰油酰胺丙基甜菜碱缓慢倒入搅拌器中，然后依次缓慢倒入按复 配比例计算所得的十二烷基磺基甜菜碱、十六烷基二甲基烷基氯化铵和水等。最后以转 速150rpm匀速搅动半小时即可。

现场应用方法是：注入量为井底积液的0.3％～0.8％，与水稀释比例至1∶6；对于产 水量qW＜30m³/d的气井，采用间歇排水方式，泡排剂加入周期根据出水情况每隔2～20 天；对于产水量qW＞30m³/d的气井，注入周期为1～2天，使用平衡罐连续注入。

实施例2

本实施例泡排剂CQS-1-2中各原料组分的用量如下：

椰油酰胺丙基甜菜碱52％，十二烷基磺基甜菜碱12％，十六烷基二甲基烷基氯化铵 16％，水20％。

制备方法和现场应用同实施例1。

实施例3

本实施例泡排剂CQS-1-3中各原料组分的用量如下：

椰油酰胺丙基甜菜碱60％，十二烷基磺基甜菜碱15％，十六烷基二甲基烷基氯化铵 5％，水20％。

制备方法和现场应用同实施例1。

实施例4

本实施例泡排剂CQS-1-4中各原料组分的用量如下：

椰油酰胺丙基甜菜碱48％，十二烷基磺基甜菜碱24％，十六烷基二甲基烷基氯化铵 8％，水20％。

制备方法和现场应用同实施例1。

实施例5

本实施例泡排剂CQS-1-5中各原料组分的用量如下：

椰油酰胺丙基甜菜碱64％，十二烷基磺基甜菜碱7％，十六烷基二甲基烷基氯化铵 9％，水20％。

制备方法和现场应用同实施例1。

实施例6

本实施例泡排剂CQS-1-6中各原料组分的用量如下：

椰油酰胺丙基甜菜碱48％，十二烷基磺基甜菜碱16％，十六烷基二甲基烷基氯化铵 16％，水20％。

其制备方法是：将椰油酰胺丙基甜菜碱缓慢倒入搅拌器中，然后依次缓慢倒入按复 配比例计算所得的十二烷基磺基甜菜碱、十六烷基二甲基烷基氯化铵和水等。最后以转 速150rpm匀速搅动半小时即可。

现场应用方法是：注入量为井底积液的0.3％～0.8％，与水稀释比例至1∶6；对于产 水量qW＜30m³/d的气井，采用间歇排水方式，泡排剂加入周期根据出水情况每隔2～20 天；对于产水量qW＞30m³/d的气井，注入周期为1～2天，若现场情况允许，最好使用 平衡罐连续注入。

实施例7

本实施例泡排剂CQS-1-7中各原料组分的用量如下：

椰油酰胺丙基甜菜碱56％，十二烷基磺基甜菜碱16％，十六烷基二甲基烷基氯化铵 8％，水20％。

试验例

该泡排剂的评价指标主要有四个：起泡性、稳泡性、携液率和携砂率。 起泡性及稳泡性的性能评价：

使用2151型Rose-Miles泡沫仪，将滴液管内200mL泡排剂溶液垂直滴入泡沫仪内 50mL试液，溶液流完所测得的泡沫高度即为所测值；启动秒表，记录泡沫高度随时间的 变化，来作为评价泡沫稳定性的依据。

携液性能的评价：

量取混有10g细粉砂的250mL(V1)泡排剂溶液，置入泡沫仪内，打开氮气阀，气 体流量控制在6-8L/min，直至泡沫仪内不再有泡沫携出为止，测量泡沫仪内剩余的液体 VL，则携液率DL为：$D_L=\frac{V_I-V_L}{V_I}\times 100\%.$

携砂性能的评价：

过滤出携出溶液中的细粉砂，并将其置于在干燥器内烘干，测量所得细粉砂的重量 W，则携砂率D_S为：$D_S=\frac{10-W}{10}\times 100\%.$

实验数据记录：

表1为在70°下的对比实验数据

表1实验数据结果

注：上述实验中，泡排剂溶液已在120°的高温环境中老化10个小时以上，所用地 层模拟水的矿化度为150g/L。

由此可见，该泡排剂具有良好的抗高温和抗盐性能。