[发明专利]聚酯酰胺发泡剂

说明书

本发明涉及发泡剂领域，例如用于使水与油和/或气体的混合物起泡的那些。有时希望产生气体、水和油的泡沫。这种泡沫的用途的实例为例如在气井中。

在天然气开采期间，通过气体将液体带到地面。这些液体通过重力产生压力降，并且最终降低井身中的气体速度。可以识别出四种基本的流型，这由气相和液相的速度、以及流的任意给定点处气体和液体的相对量决定。液体在井底累积，这将使气体生产减速或者可能使天然气生产完全停止。

通过注入表面活性剂(Foam Assisted Lift或水的FAL)使(死)井去液化取决于将液体带到地面的气体的临界速度。使气井卸载的临界速度用的普遍接受的模型是基于液滴夹带的力学。最小速度由可存在的最大液滴向上运动的速度来限定。最简单的模型经广受批评但仍获得该过程重要的物理参数。

通常认为，泡沫的寿命由三阶段的过程控制，其由薄层(薄膜的形成)、膜变薄以及膜的破裂组成，其中膜变薄是限速步骤。泡沫的强度取决于表面活性剂的溶液浓度和泡沫的表面活性之间复杂的关系。通常，起泡需要严重非均质的界面。因此，不存在水相时，油难以起泡。严重非均质的界面表示表面活性剂的表面浓度显著超过溶液中的平均浓度。

对于气井的去液化来说，期望的泡沫是将产生可在工艺物料流中处理的最大泡沫量的泡沫。偶尔在分离设备中使用化学消泡剂。

早在1959年，Dunning等便测试了不同市售的发泡剂用于从气井中除去液体，通过标准Ross-Miles法进行初步甄选。已通过该方法评估可用作气井用发泡剂的市售的表面活性剂包括：乙氧基表面活性剂(例如以商品名Afrox或Armonist商购自Akzo Nobel的那些)；乙氧基化的妥尔油(例如以商品名Ethofat商购自Akzo Nobel的那些)；烷基单乙醇酰胺的乙氧化物(例如以商品名Ethomid商购自Akzo Nobel的那些)；月桂基-β-亚氨基二丙酸酯(例如以商品名Deriphat商购自General Mills或以商品名Joy商购自Proctor&Gamble的那些)；氧化乙烯(例如以商品名Pluronic商购自Wyandotte Chemical的那些)；以及氧化乙烯/氧化丙烯(例如以商品名Priminox或Triton商购自Rohm&Haas和以商品名Solar商购自Swift的那些)。

US4237977(Skyline Products)描述了一种用于生产固体肥皂棒的方法，其可用于气井去液化。该肥皂由尿素、水溶性非离子线性聚乙氧基化的表面活性剂、以及在压缩步骤起辅助作用的润滑剂。表面活性剂的种类可以变化。

US5515924(Glenn Osterhoudt)中描述了通过加入固体肥皂棒用于气体去液化的另一种方法，其中使用能产生氢、自反应、自搅拌的固体肥皂棒。将含有硼氢化钠的肥皂棒和改变pH的流体一起加入气井。流体加快可以产生并除去泡沫的反应，使死气井恢复。

T.R.Thomas在US5591701中描述了通过形成泡沫从井身中除去颗粒。泡沫是通过pH控制的过程形成，其中使用了两性发泡剂以及阴离子或阳离子表面活性剂。取决于水的硬度和盐浓度，可以选择性形成可塌陷的稳定泡沫。该专利教导了优选组合大约等摩尔比的两性表面活性剂和阴离子表面活性剂与少量脂肪酸或其盐，以便在高pH下产生泡沫，然后在低pH下消泡。

该起泡/消泡法中所测试的化学品为酸性、碱性和/或两性表面活性剂的组合，例如下面所列中的一种或更多种。

酸性表面活性剂，例如：椰油基两性羧基丙酸；丙烯酸/二甲基二烯丙基氯化铵共聚物；椰油基三甲基氯化铵；线性C_9-11醇烷氧基硫酸盐；线性C_6-10醇烷氧基硫酸盐；三乙二醇单己基醚硫酸盐；C_14-16α-烯烃磺酸盐；乙二胺四乙酸三钠盐；油酸；十二烷酸；椰油酸(coco acid)；十八烷酸；月桂酸；肉豆蔻酸(十四烷酸)；十六烷酸；和/或辛酸。

碱性表面活性剂，例如：椰油基二甲基氧化胺；椰油酰胺基丙基磺基甜菜碱；椰油酰胺基丙基甜菜碱；椰油酰胺基丙基氧化胺；牛脂二羟乙基甘氨酸盐；椰油二乙醇酰胺；油酸二乙醇酰胺；N，N-二(羟基乙基)椰油酰胺；乙氧基化的椰油胺；月桂基胺氧化物；和/或二羟乙基C_12-15烷氧基丙基氧化胺。

两性表面活性剂，例如椰油基两性乙酸盐；椰油基两性丙酸盐；椰油基两性羟丙基磺酸盐；月桂基两性乙酸盐；月桂基两性二丙酸盐；癸酰基两性二乙酸盐；月桂亚氨基丙酸钠；牛脂亚氨基双丙酸二钠；和/或硬脂酸两性丙基磺酸盐。