[发明专利]一种气井排水用自动消泡型泡排剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于气井泡排剂技术领域，具体涉及一种气井排水用自动消泡型泡排剂及其制备方法。 

背景技术

随着气井的开发，地层压力不断降低，部分产水井因携液能力差造成井筒积液严重，导致气井减产甚至停喷。泡沫排水采气是近年来国内外迅速发展的一种排水采气技术，具有设备简单、施工方便、成本低、适用井深范围大、不影响气井正常生产等优点，在气田得到广泛的应用。其本质是通过向井底矿化水中加注泡排剂，借助天然气气流的搅拌，泡排剂与井底积液充分接触，产生大量的较稳定的低密度的含水泡沫，泡沫携水随气流从井底到地面排出井筒，达到稳产、增产和延长其自喷期的目的。由于大部分泡沫伴随着再生过程，大量泡沫排出气井后消泡非常困难，严重影响工农业的正常生产。通常加入消泡剂来解决这一问题，但这样会使施工成本大大增加，且工期延长。目前，还没有一种满意的方法来解决泡排结束后泡沫堆积的方法。 

2006年至今，Jessop,P.G等人报道了多种开关型表面活性剂，在水存在下，和CO₂反应可转化为碳酸氢盐，而该离子型表面活性剂可以通过引入惰性气体(氮气或氩气)重新转变为原来的中性化合物。根据需求，这类离子型表面活性剂的活性可以通过CO₂而开关调节。 

本发明利用开关表面活性剂的原理，结合井筒和空气中气体的差异，针对泡沫排水采气方法中后处理过程中消泡难的问题，设计并制备了一系列自动消泡型泡排剂HEAIB-R，使其能够可控的起泡和消泡。 

发明内容

本发明的目的是研制一种气井排水用自动消泡型泡排剂HEAIB-R，能在井筒稳定起泡，泡排结束迅速消泡。HEAIB-R为碳酸氢盐表面活性剂，注入井筒与积液混合后，借助天然气气流的搅动，在井筒产生大量低密度含水泡沫，随气流排出气井，达到排除积液的目的；泡排施工完成后，大量泡沫被带出气井后，与空气接触，HEAIB-R发生可逆反应，分解为低表面活 性的HEAI-R，泡沫迅速分解。因此该方法能将大大简化传统泡沫排水过程，提高泡排施工效率，其在气井泡沫排水领域将有广阔的应用前景。 

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下： 

本发明所述的气井排水用自动消泡型泡排剂，其化学名称是2-烷基-l-羟乙基咪唑琳碳酸氢盐，代号为HEAIB-R，其结构式为： 

烷基R为C₉H₁₉、C₁₁H₂₃或C₁₃H₂₇中的一种。 

本发明所述气井排水用自动消泡型泡排剂的制备方法如下： 

（1）用于合成2-烷基-l-羟乙基咪唑琳碳酸氢盐的中间体的制备 

在装有分水器、温度计、冷凝回流和搅拌装置的三口烧瓶中，按照摩尔比为1:1～1.3的比例加入脂肪酸和羟乙基乙二胺，再加入30mL带水剂二甲苯，于N₂氛围中，130-150℃条件下，进行酰胺化反应至分水器中出水完全，得黄色液体烷基酰胺；升温至210-230℃，进行环化反应4h，形成淡黄色半固体，用乙醚洗涤3次得中间产物2-烷基-l-羟乙基咪唑琳代号HEAI-R。反应方程式如下： 

（2）与CO₂反应生成两性的2-烷基-l-羟乙基咪唑琳碳酸氢盐 

在装有温度计、冷凝回流、搅拌和进气装置的三口烧瓶中，加入上述产物HEAI-R，溶于四氢呋喃代号THF溶剂中，室温下通入CO₂，进行季铵化反应至无白色沉淀析出，过滤并干燥得白色固体粉末，即所述的气井排水用自动消泡型泡排剂HEAIB-R。反应方程式如下： 

本发明的有益效果：2-烷基-l-羟乙基咪唑琳碳酸氢盐的制备方法简便，反应条件温和，不需要对产品进行提纯，大大降低了生产成本；该泡排剂相对于传统泡排剂，结构为长链烷基咪唑啉碳酸氢盐，含有羟基，水溶性好，起泡性能好，在20-80℃温度范围内能稳定发泡，泡排结束后在空气中能快速消泡；该泡排剂不仅具有优良的配伍性，还具有良好的缓蚀能力，保护油藏；利用空气来控制泡沫的开关，绿色环保经济性高。 

附图说明