一种耐油耐矿化度固体泡排剂及其制备方法

摘要

本发明涉及一种耐油耐矿化度固体泡排剂及其制备方法，它是由下述质量配比的原料配制而成：AES含量为20～40％、OP-10含量为5～20％、聚丙烯酰胺含量为0.1～0.5％、硫脲含量为0-20％，石蜡含量为40～60％。其具体制备方法如下：在烧杯中加入AES和OP-10，搅拌均匀，加入聚丙烯酰胺和石蜡，再次搅拌混合，然后将上述原料液置于水浴中加热至熔融并搅拌均匀，当原料混合物冷却至室温后倒入磨具中挤压成型，即得耐油耐矿化度固体泡排剂成品；本发明的有益效果为：对此固体泡排剂进行了性能测定，发现其在各种水型中都具有较好的携液能力，并具有成本低、成分新、携带方便、效能时间长、安全无毒的特点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种气井用耐油耐矿化度固体泡排剂及其制备方法。

背景技术

随着人们对含水气田的开发，许多气田进入开发的中后期。此时由于地层 压力的不断下降，导致边水推进和底水上升，这些水如果不及时排出井外，就 会导致井筒内积液过多。对于这些产水气田，地层水的产出将对天然气的生产 造成不同程度的影响。如果气流有足够的能量，它将被带出井口；如果气流能 量不足，地层水在举升过程中由于滑脱效应将逐渐在井筒里及井底近区积聚， 对气井造成严重危害。其危害表现为：一是井筒积液，回压增大，井口压力下 降，气井生产能力受到严重影响；二是井底近区积液，产层由于“水侵”、“水 锁”、“水敏性粘土矿物的膨胀”等原因，使得气相渗透率受到极大的伤害，严 重地影响气田最终采收率，制约着天然气井的正常生产，甚至导致天然气井停 产、报废。

针对以上问题，目前使用最多的方法就是泡沫排水。泡沫是气体和液体混 合而成的多孔膜状分散体系，其中液体是连续相，气体是分散相，有时把分散 相看成是内相，把连续相看成是外相。所谓泡沫排水就是通过向井底矿化水中 引入一些具有特殊功能的表面活性剂和高分子聚合物，降低地层水表面张力， 使其在气液两相混合垂直流动过程中，产生泡沫、分散、减阻、洗涤等多种物 理-化学效应，改善水气流动状态，减少井筒中“滑脱损失”，提高气液垂直举 液能力，达到排水采气的目的。

廖东等(J.天然气工业.2007年第27卷,85-87页)针对凝析气井常规 泡排剂排水效果不好的状况，研制了抗凝析油泡排剂HY-4。该剂具有独特的梳 状结构和双子结构，采用Ross-Miles法和动态带水法对其泡沫性能进行了研究。 柳(J.石油钻采工艺.2010年第32卷,70-73页)针对苏里格气田低压低产 井井筒积液的实际情况，研制出一种新型低分子泡排剂，并采用Ross-Miles法 和搅拌法在实验室对该泡排剂进行泡沫性能评价，同时在同等实验条件下与不 同泡排剂携液过程中的泡沫含水率进行了比较，在苏里格部分气井进行了泡沫 排水现场评价。研究表明：该新型低分子泡排剂泡沫含水率低，能有效控制携 液量，降低井筒压力梯度，可满足苏里格气田低压低产气井的泡排作业要求。

但是以上泡排剂主要是以液体的方式呈现出来的，携带不方便。在本专利 中，耐油耐矿化度固体泡排剂不仅克服了以上缺点，而且使用方便、安全环保， 是一种长效的固体泡排剂。

发明内容

一种耐油耐矿化度固体泡排剂，其特征在于，由以下质量百分比含量的原 料组成：AES含量为20～40％、OP-10含量为5～20％、聚丙烯酰胺含量为0.1～0.5％、 硫脲含量为0-20％，石蜡含量为40～60％。

上述的一种耐油耐矿化度固体泡排剂中AES与OP-10的质量比为2～4:1。

上述的一种耐油耐矿化度固体泡排剂在使用时加入的浓度为3～8‰。

上述的一种耐油耐矿化度固体泡排剂的制备方法的主要步骤为：

(1)在烧杯中加入计量的AES和OP-10，搅拌均匀，然后加入聚丙烯酰胺、 硫脲和石蜡，搅拌混合；

(2)将上述搅拌均匀的原料液放入水浴中加热至石蜡熔融后继续搅拌至均 匀，然后取出冷却。

(3)当原料混合物冷却至室温后移至模具磨具中模压成型，即得耐油耐矿化 度固体泡排剂成品。

在上述的耐油耐矿化度固体泡排剂的制备方法中，水浴加热温度为60-80 ℃，加热时间为1-3h。

上述的一种耐油耐矿化度固体泡排剂成品为圆柱体。

耐油耐矿化度固体泡排剂的性能测试，包括以下步骤：

将耐油耐矿化度固体泡排剂成品切碎，在电子天平上称取1g待用。配制一 定浓度的矿化水250ml。向发泡管中加入180ml矿化水、1g固体泡排剂、10ml 石油醚、10ml甲醇，在60℃下恒温10min。以0.05MPa的压力、290ml/min的 流速向试液通入氮气。测量15min后泡沫携出液体的体积。重复试验直至二次 测定结果之差不大于2ml。

本发明的有益效果为：对此固体泡排剂进行了性能测定，发现其在各种水 型中都具有较好的携液能力，并具有成本低、成分新、携带方便、效能时间长、 安全无毒的特点。

具体实施方式

用以下实施例对本发明做进一步说明：

实施例1

本发明固体泡排剂由以下质量百分比含量的原料组成：AES为30％、OP-10 为10％、聚丙烯酰胺为0.2％、硫脲为10％，石蜡为49.8％。

本发明所述固体泡排剂的制备方法，包括以下步骤：(1)在烧杯中加入AES 和OP-10，搅拌均匀，加入聚丙烯酰胺和石蜡，再次搅拌均匀；(2)将上述搅拌 均匀的原料液放入水浴中，在70℃的条件下加热3h，取出，边冷却边搅拌；(3) 当原料液冷却至室温呈粉末状时，倒入模具中挤压成型，即得耐油耐矿化度固 体泡排剂成品。

一定浓度矿化水的配制：称取12.5gNaCl和2.5gCaCl₂溶解于干净的小烧杯 中，再将其倒入250ml容量瓶中定容，配成60g/L矿化度的水溶液(行业标准)。

以上所述耐油耐矿化度固体泡排剂的性能测试，包括以下步骤：

将耐油耐矿化度固体泡排剂成品切碎，在电子天平上称取1g待用。向发泡 管中加入190ml矿化水、1g固体泡排剂、10ml石油醚，在60℃下恒温10min。 以0.05MPa的压力、290ml/min的流速向试液通入氮气。测量15min后泡沫携出 液体的体积。重复试验直至二次测定结果之差不大于2ml。

实施例2

本发明固体泡排剂由以下质量百分比含量的原料组成：AES为30％、OP-10 为10％、聚丙烯酰胺为0.2％、硫脲为10％，石蜡为49.8％。

本发明所述固体泡排剂的制备方法，包括以下步骤：(1)在烧杯中加入AES 和OP-10，搅拌均匀，加入聚丙烯酰胺和石蜡，再次搅拌均匀；(2)将上述搅拌 均匀的原料液放入水浴中，在70℃的条件下加热3h，取出，边冷却边搅拌；(3) 当原料液冷却至室温呈粉末状时，倒入压片机中挤压成型，即得耐油耐矿化度 固体泡排剂成品。

一定浓度矿化水的配制：称取1.25g NaHCO₃溶解于干净的小烧杯中，再将 其倒入250ml容量瓶中定容，配成矿化度为5g/L的水溶液(NaHCO₃水型)。

以上所述耐油耐矿化度固体泡排剂的性能测试，包括以下步骤：

将耐油耐矿化度固体泡排剂成品切碎，在电子天平上称取1g待用。向发泡 管中加入180ml矿化水、1g固体泡排剂、10ml石油醚、10ml甲醇，在60℃下 恒温10min。以0.05MPa的压力、290ml/min的流速向试液通入氮气。测量15min 后泡沫携出液体的体积。重复试验直至二次测定结果之差不大于2ml。

实施例3

本发明固体泡排剂由以下质量百分比含量的原料组成：AES为30％、OP-1为 10％、聚丙烯酰胺为0.2％、硫脲为10％，石蜡为49.8％。

本发明所述固体泡排剂的制备方法，包括以下步骤：(1)在烧杯中加入AES 和OP-10，搅拌均匀，加入聚丙烯酰胺和石蜡，再次搅拌均匀；(2)将上述搅拌 均匀的原料液放入烘箱中，在70℃的条件下加热3h，取出，边冷却边搅拌；(3) 当原料液冷却至室温呈粉末状时，倒入模具中挤压成型，即得耐油耐矿化度固 体泡排剂成品。

一定浓度矿化水的配制：称取15gNaCl和27.5gCaCl₂溶解于干净的小烧杯 中，再将其倒入250ml容量瓶中定容，配成矿化度为170g/L的水溶液(CaCl₂水型)。

以上所述耐油耐矿化度固体泡排剂的性能测试，包括以下步骤：

将耐油耐矿化度固体泡排剂成品切碎，在电子天平上称取1g待用。向发泡 管中加入180ml矿化水、1g固体泡排剂、10ml石油醚、10ml甲醇，在60℃下 恒温10min。以0.05MPa的压力、290ml/min的流速向试液通入氮气。测量15min 后泡沫携出液体的体积。重复试验直至二次测定结果之差不大于2ml。

实施例4

本发明固体泡排剂由以下质量百分比含量的原料组成：AES为30％、OP-10 为10％、聚丙烯酰胺为0.2％、硫脲为10％、石蜡49.8％。

本发明所述固体泡排剂的制备方法，包括以下步骤：(1)在烧杯中加入AES 和OP-10，搅拌均匀，加入聚丙烯酰胺和石蜡，再次搅拌均匀；(2)将上述搅拌 均匀的原料液放入水浴中，在70℃的条件下加热3h，取出，边冷却边搅拌；(3) 当原料液冷却至室温呈粉末状时，倒入模具中挤压成型，即得耐油耐矿化度固 体泡排剂成品。

一定浓度矿化水的配制：称取60gNa₂SO₄溶解于干净的小烧杯中，再将其倒 入250ml容量瓶中定容，配成矿化度为240g/L的水溶液(Na₂SO₄水型)。

以上所述耐油耐矿化度固体泡排剂的性能测试，包括以下步骤：

将耐油耐矿化度固体泡排剂成品切碎，在电子天平上称取1g待用。向发泡 管中加入190ml矿化水、1g固体泡排剂、10ml石油醚，在60℃下恒温10min。 以0.05MPa的压力、290ml/min的流速向试液通入氮气。测量15min后泡沫携出 液体的体积。重复试验直至二次测定结果之差不大于2ml。

对于以上固体泡排剂的性能测定，具体数据参见表1。

表1 固体泡排剂在不同水型中的携液能力

从表1可以看出：此固体泡排剂在各种水型中均具有较好的携液能力。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明 的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员 对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围， 本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。