[发明专利]一种泡排剂组合物及其制备方法、应用

说明书

一种泡排剂组合物及其制备方法、应用，其中泡排剂组合物由以下重量份的组分制备得到：1份起泡剂和0.01‑10份稳泡剂，余量为水，其中起泡剂为甜菜碱表面活性剂，稳泡剂为稻壳衍生碳颗粒；本发明的泡排剂组合物中含有的甜菜碱表面活性剂包含聚醚等官能团，使得其具有耐酸耐盐的属性，以及具有较高的起泡体积、半衰期，使得其可适用于含酸性气体、高矿化度等苛刻条件下的气井泡沫排液工艺；而且含有的稻壳衍生碳颗粒，由于稻壳衍生碳具有很好的稳泡性能，使得其在应用中泡沫的半衰期明显减慢，从而提高了泡沫排液的作用时间及效果。而且，本发明可适用于高矿化度、含酸性气体等苛刻条件，可以用作油气田天然气井泡沫排液用的泡沫稳定剂。

技术领域

本发明涉及油气田开发工程技术领域，具体涉及一种泡排剂组合物及其制备方法、应用。

背景技术

随着天然气田的持续开发，地层水会持续不断流入天然气井内，形成气、水两相流动，流体流动能量损耗加剧，气体产出能力减弱，产量大幅下降。此外，由于天然气井井周地层水对天然气的物理阻隔作用，地层大量气烃无法顺利产出，即所谓的水锁效应。研究和实践证明排水采气技术是保障气井连续生产的有效手段，其中泡沫排液技术因为工艺简单、见效快、成本低等原因，是当前应用最广泛的排水采气技术。

泡沫排液技术的关键是选用性能优良的泡排剂体系，泡排剂一般是包含起泡剂、稳泡剂等多种成分的组合物。对于起泡剂，一般为表面活性剂，例如，阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂以及两性表面活性剂等。阴离子表面活性剂起泡性能优良，但是受地层水矿化度及高价金属离子影响较大；非离子表面活性剂受地层水矿化度影响较小，但是其由所谓浊点问题，耐温性可能存在问题；部分阳离子表面活性剂具有一定的生物毒性、不够绿色环保。两性表面活性剂绿色环保，在酸性气井环境中也具有较好的起泡能力。应用较多的两性表面活性剂为甜菜碱类表面活性剂，具有显著的绿色环保特性，可进一步提高其水溶性和耐盐性，可以在其分子结构中引入醚键等基团。

现有技术的泡沫排液工艺中，起泡剂通常于稳泡剂协同使用。现有研究与现场经验表明，具有一定润湿特定的纳米粒子可以有效提高泡沫体系的稳定性。因为纳米粒子可以在泡沫生成的过程中分散吸附在气-液界面，形成致密吸附膜，阻止气泡之间的聚并和歧化过程，从而有效提高泡沫的稳定性。目前常采用SiO₂、ZnO、CaCO₃、石墨等纳米颗粒，且采用表面改性的方法使上述纳米颗粒呈现一定的疏水形态。然而，表面改性的SiO₂等纳米颗粒的制备过程繁琐，成本较高。

因此，有必要寻找一种原料易得、可批量制备、成本较低、稳泡性能优良的微米级颗粒稳泡剂。

发明内容

基于此，本发明提供了一种泡排剂组合物及其制备方法、应用，以解决现有技术存在的上述技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种泡排剂组合物，由以下重量份的组分制备得到：1份起泡剂和0.01-10份稳泡剂，余量为水，其中起泡剂为甜菜碱表面活性剂，稳泡剂为稻壳衍生碳颗粒。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述甜菜碱表面活性剂的分子通式为羧基甜菜碱或磺基甜菜碱中的一种或多种：

其中，羧基甜菜碱中x＝11-26，n＝1-20；磺基甜菜碱中x＝11-26，n＝1-20。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述稻壳衍生碳颗粒的粒径为5-150μm。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种上述任一项所述的泡排剂组合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将风干的稻壳在N₂保护条件下升温至500-750℃，并在500-750℃条件下恒温煅烧2-5小时，冷却后得到稻壳衍生碳；

(2)将稻壳衍生碳粉碎，得到稻壳衍生碳粉末；