[发明专利]一种泡沫排水剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及天然气井防腐、防垢、泡沫排水采气技术领域，尤其是一种集泡沫排水、管道防腐、抑盐阻垢于一体的泡沫排水剂及其制备方法。

背景技术

天然气井在开采的中后期，由于气井自身地层能量下降，地层水也伴随天然气进入井筒，在井底或近井地带聚积，造成气井的产气量下降或气井被水淹死。又由于地层水中含有大量的矿物质如：钙、镁、钡、氯等易垢离子，以及天然气中含有的二氧化碳、硫化氢腐蚀性气体，因此，也使得气井还存在结垢和腐蚀等现象。目前，为了解决气井因地层水影响生产的问题，采用的方法是加注发泡剂，使地层水发泡以泡沫的形式将地层水排出井筒；为解决气井结垢问题，主要是加注防垢剂，改变结垢离子的晶核和离子表面的电荷，使结垢离子不能相互聚积形成垢体；为解决气井的腐蚀问题，主要是加注缓蚀剂，在油管的管壁上形成一层保护膜，防止酸性气体腐蚀管壁。

传统的天然气井泡沫排水剂、缓蚀剂、防垢剂均是单独的药剂，每种药剂只具有单一的性能(如：缓蚀剂就只具有防腐的性能；防垢剂就只具有阻垢的性，不具有发泡和防腐性能)。由于各种药剂的相互不配伍，使得药剂间相互影响药效，在加注过程不但要分别加注，而且加注时间也得必须相互分开，导致加注成本增加，加注工艺变得复杂化；也使得每种药剂的有效期大大缩短，药剂有效成分也互相抵消，从而达不到预期的使用效果，造成药剂的浪费。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种集泡沫排水、管道防腐(缓蚀)、抑盐阻垢(防垢)于一体的泡沫排水剂，以一种药剂同时具备泡沫排水、缓蚀、防垢等功能，一次加注取代传统的三次分别加注，降低成本，简化工艺，且不影响彼此效果，延长有效期。

本发明的另一个目的是提供一种上述泡沫排水剂的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种泡沫排水剂，由下述重量百分比含量的原料组分制成：

三乙烯四胺：5～10％；二乙烯三胺：10～20％； 油酸：10～30％；

冰乙酸：2～10％；    马来酸酐：5～15％；    丙烯酸：5～10％；

柠檬酸：2～7％； 咪唑啉：5～30％；LAS：5～30％；

质量百分比浓度20％的盐酸水溶液：5～10％；

质量百分比浓度30％的氢氧化钠水溶液：5～10％；

水：10～30％；

上述各组分之和为100％。

上述各原料组分的重量百分含量可优选如下：

三乙烯四胺：6～10％；二乙烯三胺：10～15％； 油酸：15～20％；

冰乙酸：3～5％；     马来酸酐：5～15％；    丙烯酸：5～7％；

柠檬酸：3～5％；     咪唑啉：10～20％；     LAS：10～20％；

质量百分比浓度20％的盐酸水溶液：5～7％；

质量百分比浓度30％的氢氧化钠水溶液：5～7％；

水：15～20％；

上述各组分之和为100％。

上述各原料组分中：

三乙烯四胺、二乙烯三胺、油酸、冰乙酸主要是作为起缓蚀作用的原料成分；其中冰乙酸作为改性剂，可将有机胺缓蚀剂改性为水溶性；

马来酸酐、丙烯酸、柠檬酸、盐酸、氢氧化钠主要是作为起防垢作用的原料成分；

咪唑啉和LAS(直链结构的十二烷基苯磺酸钠)为抗油、抗高矿化度的发泡剂。

通过加入改性剂冰乙酸，可将有机胺缓蚀剂改性为水溶性，再以它为引发剂引发马来酸酐、丙烯酸、柠檬酸发生聚合反应，生成一种同时带有冰乙酸改性后的马来酸酐丙烯酸阻垢官能团和带聚胺的缓蚀官能团的缓蚀阻垢剂，再配入具有抗油、抗高矿化度作用的咪唑啉和LAS两种发泡剂；即可使本发明泡沫排水剂同时具有泡沫排水、缓蚀、防垢等功能。

本发明泡沫排水剂可通过包括下述主要步骤的方法制备：

(1)、制备中间体M₁：

将所述比例的三乙烯四胺和二乙烯三胺置于反应容器中，开启加热器，边加热边搅拌，当温度达到100～140℃时，加入所述比例的油酸，并不断搅拌，在加完油酸后，在100～140℃恒温反应90～150分钟，待反应完毕后关闭加热器，降温至30～60℃后恒温，在此温度下缓慢滴加冰乙酸，并不断搅拌，待冰乙酸加完后，停止加热，再降温至室温(10～30℃)，即得中间体M₁。

(2)、制备中间体M₂：