[发明专利]一种防冻泡沫排水剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本申请涉及一种适用于油田天然气气井排水采气的泡沫排水剂，属于天然气开采技术领域。

背景技术

天然气是一种优质清洁高效的能源。在国民经济发展中起着举足轻重的作用。近年来由于辽河油田天然气气井已进入开发后期，地层压力衰减，气井进入高含水期，使得气井不能依靠自身的能量将流入井底的液体推至地面，以致在井筒内产生积液，导致天然气产量下降，严重的会造成水淹，使气井停产，因此气井排水势在必行。投棒排水虽然一时解决了气井出水造成产量下降的问题，但是投棒排水也存在不尽人意的地方，投棒时需要暂时关井，生产不稳定，有时会造成堵油管现象，影响正常生产。同时，由于辽河油田所处的地理位置，冬季较为漫长，一般的发泡剂在低于零摄氏度时就会结冻，无法使泡沫剂从地面的井口通过加药装置流到井底中，从而就无法起到排水采气的目的。

因此，研发一种适合辽河天然气气井冬季使用的泡沫排水剂是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防冻泡沫排水剂，该泡沫排水剂耐油、耐盐性能优异，凝固点较低(为-30℃)，并且具有良好的起泡能力、携水能力，能够应用于天然气气井在冬季严寒条件下的排水采气作业。

为达到上述目的，本发明提供了一种防冻泡沫排水剂，以重量百分比计，所述防冻泡沫排水剂的原料组成包括：20-35％脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钠盐、10-20％α-烯烃磺酸钠、2-3％聚阴离子纤维素、1-2％椰油酸二乙醇酰胺、2-4％醇、1-1.5％碳酸钾、1-1.5％氯化钠、0.5-1％尿素、0.5-1％乙酸钠、余量为水。

在本发明提供的防冻泡沫排水剂中，脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钠盐和α-烯烃磺酸钠用作主剂；本发明提供的技术方案将脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钠盐和α-烯烃磺酸钠复配使用，能够最大程度地发挥两者的协同作用，不仅能够使防冻泡沫排水剂获得良好的热稳定性和较高的发泡效率，还能够使防冻泡沫排水剂符合绿色环保的要求。

在本发明提供的防冻泡沫排水剂中，聚阴离子纤维素用作稳定剂，其能够提高防冻泡沫排水剂的热稳定性和耐盐能力。

在本发明提供的防冻泡沫排水剂中，椰油酸二乙醇酰胺用作助泡剂，其能够使防冻泡沫排水剂的泡沫体系更加稳定，耐盐能力更强。

在本发明提供的防冻泡沫排水剂中，碳酸钾、氯化钠用作无机防冻剂，醇、尿素、乙酸钠用作有机防冻剂，本发明提供的无机防冻剂和有机防冻剂在使用时能够产生很好的复配性和协同效应，从而有效降低了泡沫体系的凝固点，使泡沫剂在较低的温度下不凝固、不结冰，解决了冬季不能使用液体起泡剂的难题，有效缓解了冬季天然气紧张的局面，使液体泡沫剂全年都能够使用，效果十分显著。

在上述防冻泡沫排水剂中，优选地，所述醇包括C2-C4的醇。本发明提供的低碳醇能够降低泡沫体系的凝固点，使泡沫剂在较低的温度下不凝固、不结冰，使液体泡沫剂全年都能够使用，缓解了冬季天然气紧张的局面。

在上述防冻泡沫排水剂中，优选地，其中：所述醇包括乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇中的一种或几种的组合。

在上述防冻泡沫排水剂中，优选地，所述防冻泡沫排水剂的凝固点为-30℃。

本发明还提供了一种制备上述防冻泡沫排水剂的方法，其包括以下步骤：

步骤一、将脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钠盐和α-烯烃磺酸钠加入到反应容器中，于常温下搅拌；

步骤二、向上述反应容器中加入聚阴离子纤维素和椰油酸二乙醇酰胺，于常温下搅拌；

步骤三、向上述反应容器中加入醇、碳酸钾、氯化钠、尿素和乙酸钠，于常温下搅拌，得到防冻泡沫排水剂。

在上述方法中，优选地，在步骤一中，所述搅拌的时间为20-30分钟；在步骤二中，所述搅拌的时间为10-15分钟；在步骤三中，所述搅拌的时间为15-25分钟。

在上述方法中，优选地，所述搅拌的速度为150-300转/分。

本发明提供的防冻泡沫排水剂能够应用于天然气气井的排水采气作业，主要适用于见水后油套压差日趋增大的天然气气井，低压低产的天然气气井，弱喷或间喷的天然气气井，以及井底温度不高于150℃的天然气气井；对于套管变形或套管漏的天然气气井则不宜使用。