[发明专利]一种用于含H2S气体的产水气井排水采气用的泡排剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于含H₂S气体的产水气井排水采气用的泡排剂及其制备方法，属于石油天然气开采领域。

背景技术

目前我国大部分气井已经进入开发中后期，由于地层压力降低，产水气井因携液能力不足造成井底和井筒内积液严重，导致气井减产甚至停喷。泡沫排水采气工艺因其设备简单、适应性强、成本低等优点在采气工业得到普遍的应用。所谓泡沫排水采气工艺，就是向携液能力不足的生产井中注入一定量的泡排剂，使其与井底积液在天然气流的搅拌作用下与井底积液充分混合，产生大量低密度含水泡沫，随气流从井底携带到地面，从而达到清除井底积液、增产、稳产以及延长喷期的作用。泡沫排水采气工艺成败的关键在于泡排剂的性能。目前国内外已经研发出一系列针对不同储层条件的泡排剂，但尚未有抗H₂S气体泡排剂的报道。这些泡排剂在含有H₂S气体的气藏中性能明显下降，严重制约了泡沫排水采气工艺在含有H₂S气体的产水气藏中的应用。

因此研发一种耐H₂S气体的泡排剂成为本领域亟待解决的问题之一。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于含H₂S气体的产水气井排水采气用的泡排剂，该泡排剂在高浓度的H₂S气体下具有较高的起泡性和稳泡性，可应用于含H₂S气体的产水气井的泡沫排水采气工艺中。

为达到上述目的，本发明提供了一种用于含H₂S气体的产水气井排水采气用的泡排剂，其中：以重量百分比计，所述泡排剂的原料组成包括10-30％阴-非离子表面活性剂、20-40％两性离子表面活性剂、5-15％阴离子表面活性剂、余量为去离子水。

在上述泡排剂中，优选地，所述阴-非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。

在上述泡排剂中，优选地，所述两性离子表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱。

在上述泡排剂中，优选地，所述阴离子表面活性剂为α-烯基磺酸钠。

含H₂S气体气井温度均远高于常温，因此在提高泡排剂抗H₂S气体性能的同时也需考虑其耐温性，本发明由于采用了脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，它不仅能够使泡排剂应用于温度较高的含H₂S气体的天然气井，而且与其它两种表面活性剂(椰油酰胺丙基甜菜碱和α-烯基磺酸钠)能够有良好的位置适应性，形成很好的契合点，有利于其在界面上形成致密有序的泡沫膜，从而增强其起泡性，稳定性以及附属的携液性。

在气井中，常见的酸性气体有CO₂和H₂S，而H₂S对泡排剂性能的影响要远远大于CO₂对泡排剂的影响，本发明提供的泡排剂适用的H₂S气体的浓度为200-5000ppm(该浓度为H₂S气体在地层水中的溶解度)，该浓度是一个很高的酸性气体的浓度，由于采用了本发明中的椰油酰胺丙基甜菜碱，它具有较强的电子诱导作用，在pH值为0-14的范围内其结构式中的羧基都是以盐式基团存在，能够使泡排剂具有很好的抗H₂S气体的性能。

泡排剂的携液率是建立在起泡性和稳泡性上的，携液性是泡排剂的最终宏观应用量度，是建立在合理的表面活性剂复配体系的基础上的，只有在该复配体系能够最大程度的发挥表面活性剂的协同作用的情况下，才能使得复配体系有着优良的起泡性以及稳泡性，因此才能带来较高的携液性，本发明中的α-烯基磺酸钠具有较强的束缚水分子的能力，当与其它两种表面活性剂进行复配时，由于这三种表面活性剂疏水链的长度相当，能够形成很好的位置适应，使彼此间的相互协同作用发挥到最大，携液性达到最好。

本发明还提供了一种制备上述泡排剂的方法，其包括以下步骤：

步骤1：将阴-非离子表面活性剂和两性离子表面活性剂一次性加入不锈钢反应釜中，再加入去离子水，得到混合溶液，将所述混合溶液加热至40-50℃，搅拌；

步骤2：向上述混合溶液中缓慢加入阴离子表面活性剂，搅拌，得到泡排剂。

在上述方法中，优选地，在步骤1中，所述搅拌速度为200-400r/min，搅拌时间为15-20min。

在上述方法中，优选地，在步骤2中，所述搅拌速度为200-400r/min，搅拌时间为10-20min。