一種氣田用固體泡沫排水劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種氣田泡沫排水劑，具體涉及一種氣田用固體泡沫排水劑及其制備 方法，屬于油田化學領(lǐng)域，。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國不少氣井已經(jīng)進入了開采中后期，由于地層壓力的不斷下降，氣藏中的產(chǎn)出 水或者凝析液不能夠隨著天然氣氣流帶出井筒，導致其邊水推進和底水上升。一段時間后， 這些液體聚集于井底，液柱隨之形成，天然氣的產(chǎn)量受到了嚴重影響。若這種狀況持續(xù)下 去，井筒內(nèi)形成過多的積液，回壓就會大于地層壓力，繼而引起氣井水淹，井筒中聚集的液 柱還會壓死氣井，導致氣井停產(chǎn)。
[0003] 針對上面的問題，為了提高氣井采收率，目前已經(jīng)應用多種方式進行排液采氣，主 要包括井下節(jié)流排水采氣、柱塞氣舉排水采氣、泡沫排水采氣、增壓抽吸排水采氣以及優(yōu)選 管柱排水采氣。其中，泡沫排水采氣以其操作簡單、投資小、見效快的優(yōu)點而被廣泛應用于 氣井的開采中。所謂泡沫排水就是經(jīng)過向井底礦化水中加入一些具有特別功效的表面活性 劑或高分子聚合物，使地層水表面張力降低，使其在氣液兩相混合垂直流動過程中，產(chǎn)生泡 沫、分散、減阻、洗滌等多種物理-化學效應，水氣流動狀態(tài)得到改善，井筒中"滑脫損失"減 少，氣液垂直舉液能力得到升高，以此達到排水采氣的目的。它的助采效應則是通過泡沫效 應、分散效應、洗滌效應以及減阻效應來實現(xiàn)的，其中泡沫效應是向井筒內(nèi)注入發(fā)泡劑，在 氣流的攪動下，使發(fā)泡劑溶于氣水混合相中，然后將井底積液以泡沫的形式由井筒帶出。
[0004] 文獻1 (黑龍江科技信息.2010年第23卷，51頁）針對氣田高溫、深井的氣水特 點，復配出高溫泡排XS-1，采用傾注法（Ross-Miles法）等方法進行了泡沫性能研究，對新 型泡排劑XS-I的起泡能力、攜液能力、熱穩(wěn)定性進行了分析和研究。通過對SDS、BS、PO在 不同濃度下進行實驗，確定最佳配比，復配成XS-I型泡排劑。然后采用傾注法（Ross-Miles 法）測定起泡力和穩(wěn)泡性能。
[0005] 文獻2 (天然氣工業(yè).2007年第27卷，85-87頁）針對凝析氣井常規(guī)泡排劑排水 效果不好的情況，研究制備了抗凝析油泡排劑HY-4。該劑具有特殊的雙子結(jié)構(gòu)和梳狀結(jié)構(gòu)， 采用Ross-Miles法和動態(tài)帶水法對其泡沫性能進行了研究。
[0006] 文獻3 (油氣田地面工程.2005年第24卷，50頁）研制出一種在甲醇溶液中具有 良好的發(fā)泡性能、可以采用注醇管線與甲醇同注的泡排劑一 LLS泡排劑，成功地解決了常規(guī) 泡排劑在甲醇溶液中發(fā)泡能力和攜液能力差、關(guān)井停產(chǎn)和鋪設注劑管線等一系列問題。實 驗結(jié)果表明：（I) LLS泡排劑與地層水具有良好的配伍性，可以較大幅度降低高礦化度水的 表面張力，起泡性能力和攜液能力優(yōu)異，同時還具有一定的緩蝕效果。（2)泡排劑在甲醇溶 液中攜液量和起泡力有一定程度的增強，與甲醇具有明顯的協(xié)同效應。（3)但是凝析油的存 在對LLS泡排劑的起泡性能力和攜液量會產(chǎn)生一定的影響。
[0007] 文獻4 (石油與天然氣化工· 2006年第35卷，60-62頁）以表面活性劑ABS、SDS、 0P-10、吐溫-80、尼納爾等為主劑，同時添加少量的助劑，如PVA、EDTA、三乙醇胺、十二醇 等，研制出了一種具有耐高鹽、抗高溫、耐油的泡排劑。首先，對單一表面活性劑的泡沫性 能進行研究可知，起泡劑的發(fā)泡性隨濃度的增加而增強；泡沫體積隨著溫度的升高而增大； 泡沫壽命隨著溫度的升高而降低。然后研究了二元復配發(fā)泡劑的發(fā)泡性和穩(wěn)定性，最后評 價了泡排劑的性能。
[0008] 文獻5 (天然氣勘探與開發(fā).2012年第35卷，53-56頁）針對澀北氣田冬季氣溫 較低的自然條件，擇優(yōu)選出了適合氣田的UT-13型低溫泡排劑，并且對此泡排劑進行了室 內(nèi)實驗研究和在3 口井中開展了現(xiàn)場實驗，實驗結(jié)果表明：（1)低溫泡排劑UT-13可以解決 澀北氣田泡排劑容易凍堵的問題，應用UT-13型泡排劑在氣田開展了泡沫排水實驗。（2)室 內(nèi)實驗和在3 口現(xiàn)場實驗井應用結(jié)果分析表明，當使用UT-13型低溫泡排劑時，可明顯提高 泡排氣井的攜液能力，增加氣井的產(chǎn)氣量，能夠確保消泡劑的正常注人，有效地解決了冬季 泡沫排水易凍堵以及影響泡排作業(yè)能夠正常開展的問題。（3)UT-13型低溫泡排劑在3 口井 中的現(xiàn)場應用效果較好，在氣井的應用和推廣方面是切實可行的。
[0009] 以上泡排劑的研制主要是是水劑，具有運輸、儲存、不耐低溫等很多限制因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明針對現(xiàn)有泡沫排水劑主要為水劑的現(xiàn)狀，提供了一種氣田用固體泡沫排水 劑，該固體泡沫排水劑不但具有優(yōu)異的攜液能力和操作簡單、攜帶方便、性能持久等優(yōu)點， 而且還具有優(yōu)異的抗凝析油、抗礦化度的能力。
[0011] 實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是：
[0012] -種氣田用固體泡沫排水劑，由以下質(zhì)量百分比含量的原料組成：
[0017] 上述固體泡沫排水劑的復配中，表面活性劑SDS與0P-10的質(zhì)量比為2-5:1。
[0018] 上述固體泡沫排水劑的使用中，此固體泡沫排水劑在測定其性能時加入的質(zhì)量濃 度為4-6%。。
[0019] 本發(fā)明還提供一種氣田用固體泡沫排水劑的制備方法，其主要步驟為：
[0020] (1)在燒杯中加入定量的SDS和0P-10,攪拌均勻，90°C烘3小時；
[0021] (2)繼續(xù)加入定量的檸檬酸三鈉、硫脲以及聚丙烯酰胺，并攪拌均勻；
[0022] (3)室溫下靜置12小時以上，然后模壓成型。
[0023] 本發(fā)明的有益效果是：
[0024] 本發(fā)明固體泡沫排水劑將十二烷基硫酸鈉（SDS)和0P-10兩種表面活性物質(zhì)復配 作為表面活性劑。其中，SDS是一種陰離子表面活性劑，與陰離子、非離子表面活性劑的配 伍性好，且易溶于水，是一種性能優(yōu)良的發(fā)泡劑；0P-10,即辛烷基苯酚-10,是一種非離子 表面活性劑，具有較好的耐酸、堿及硬水的性能。本發(fā)明將上述兩種表面活性劑合用，使得 混合表面活性劑的表面活性高于單一組分；兩者合用可以升高0P-10的濁點，同時降低表 面張力；且兩種物質(zhì)的分子內(nèi)具有兩種不同性質(zhì)的親水基，使其同時具有陰離子型和非離 子型表面活性劑的優(yōu)點，較好的耐鹽、耐堿、耐高溫能力、抗分解能力和分散性能，且具有優(yōu) 異的配伍性能。聚丙烯酰胺是一種高分子聚合物，分子量大，主要起到穩(wěn)泡的作用。檸檬酸 三鈉具有水溶性好、對水中的Ca2+、Mg2+等金屬離子具有優(yōu)良的螯合能力、能發(fā)生生物降解、 分散能力及抗再沉積能力強等特點。而硫脲則起到固化劑的作用。
[0025] 本發(fā)明的固體泡沫排水劑具有原料方便易得，制備方法簡單，制備得到的產(chǎn)品比 常規(guī)的泡沫