一种用于排水采气起泡剂及其制备方法与流程

本发明涉及用于钻孔或钻井的组合物，尤其涉及一种用于排水采气起泡剂及其制备方法。

背景技术：

1、随着天然气井的开发，储层能量不断衰减，地层产出水无法被及时带出，从而导致井底积液，造成天然气井油压下降、产能降低。针对此问题，油气田现场采用了泡沫排水采气、有杆泵排水采气、气举排水采气、优选管柱排水采气、射流泵排水采气以及电动潜油泵排水采气等工艺并取得一定成效，其中泡沫排水采气技术操作简便、效果明显、成本较低，是一种应用较为广泛的排水采气方法。然而，井底积液较高的矿化度、凝析油的形成以及甲醇的注入都在一定程度上影响了泡排剂的发泡效果。较高的矿化度易导致离子型表面活性剂过度集聚，从而削弱其表面活性，影响其发泡和稳泡效果；凝析油的存在会将部分表面活性剂吸附在油水界面，从而降低表面活性剂的发泡效率；甲醇分子的存在将使得表面活性在界面排列变得稀疏，从而降低了界面活性。因此，起泡剂的优选成为天然气井排水采气的关键因素。

2、中国专利201510021458.x公开了一种油田用起泡剂，按质量百分比由以下原料组成：十二烷基二甲基甜菜碱10％～20％，月桂酰胺丙基甜菜碱5％～15％，辛癸基葡糖苷3％～10％，丁二醇1％～5％，去离子水55％～80％，以上组分总和为100％。该发明还公开了该起泡剂的制备方法。该发明一种油田用起泡剂，可以用于油气井钻井、油气井通井洗井作、气井压裂、气井排水采气等油气田开发作业，特别是针对陕北特低渗透油气区，在矿化度为20×104mg/l的地层水和温度为130℃地层中均有良好的起泡效果，并且在实际现场使用中，已取得明显的商业效果。

3、中国专利201310520122.9涉及一种气井排水采气用泡排剂，属于油气田化学剂技术领域。该发明是由双子表面活性剂、两性离子表面活性剂、高键能表面活性剂和高分子聚合物混合而成，即可得到气井排水采气用泡排剂。该发明的泡排剂耐高温环境(最高能耐180℃)，宽ph值环境(ph值＝1～10)，耐高矿化度(≥320000mg/l)，耐硫化氢和二氧化碳氛围(硫化氢分压≥25％，二氧化碳分压≥20％)；具有优异的起泡性能，泡沫稳定性好，携水效果好，较低表面张力，发泡体积大都高于8倍。

4、能降低表面张力，促进形成具有足够强度和韧性的液界面膜的表面活性剂具有发泡功能，但是现有的表面活性剂存在高温稳定性差、低耐盐性等缺陷，因此耐温耐盐型的表面活性剂成为了新的研究方向。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于排水采气起泡剂及其制备方法。

2、在本发明中，合成了一种表面活性剂作为排水采气起泡剂，该起泡剂的结构中具有刚性的萘环及苯环等芳基基团以及长脂肪链作为疏水基团，而胺基、醚等则作为亲水基团，共同组成了表面活性剂，其在使用时由于分子结构内部存在氢键、π-π堆积、疏水作用以及静电作用的协同作用，因此能够形成具有三维纤维束的凝胶网络，导致其具有较高的表面活性和较低的临界胶束浓度。此外，该起泡剂还表现出优异的起泡性和泡沫稳定性，由于多种作用的协同导致分子结构具有较高的稳定性，而刚性基团的存在也进一步加强了结构的稳定性，导致在高温下也不易分解。

3、为实现上述目的，本发明提供了一种用于排水采气起泡剂的制备方法，包括如下步骤：

4、s1将6-苄氧基-1-萘酚，溴乙酸乙酯以及碳酸铯加入到乙腈中，加热搅拌2～6h，搅拌结束后将混合液浓缩至干，残余物加水、甲基叔丁醚萃取，分离有机相，经水、盐水洗涤后干燥、浓缩用于下一步；

5、s2将上一步产物、n,n-二甲基-1,3-二氨基丙烷加入到乙醇中，加热搅拌，搅拌结束后将混合液浓缩至干，残余物经柱层析纯化后用于下一步；

6、s3将上一步的产物和2-氯-n-十一烷基乙酰胺混合后加入到异丙醇中，加热搅拌，搅拌结束后将混合液浓缩至干，残余物加入正己烷搅拌后过滤，滤饼干燥后即得。

7、进一步的，所述步骤s1中加热的温度范围为50～80℃。

8、进一步的，所述步骤s1中加热搅拌的时间为2～6h。

9、进一步的，所述步骤s2中加热的温度范围为80～100℃。

10、进一步的，所述步骤s2中加热搅拌的时间为6～12h。

11、进一步的，所述步骤s3中上一步的产物和2-氯-n-十一烷基乙酰胺的摩尔比为1～2:3。

12、进一步的，所述步骤s3中加热的温度范围为70～90℃。

13、进一步的，所述步骤s3中加热搅拌的时间为3～5d。

14、进一步的，所述浓缩的条件为40～45℃、﹣0.7～﹣0.9mpa。

15、优选的，所述用于排水采气起泡剂的制备方法，包括如下步骤：

16、s1将6-苄氧基-1-萘酚2～5重量份，溴乙酸乙酯4～10重量份以及碳酸铯4～8重量份加入到20～100重量份的乙腈中，加热至50～80℃下搅拌2～6h，搅拌结束后将混合液浓缩至干，残余物加水、甲基叔丁醚萃取，分离有机相，经水、盐水洗涤后干燥、浓缩用于下一步；

17、s2将上一步产物4～10重量份、n,n-二甲基-1,3-二氨基丙烷5～12重量份加入到50～100重量份的乙醇中，加热至80～100℃下搅拌6～12h，搅拌结束后将混合液浓缩至干，残余物经柱层析纯化后用于下一步；

18、s3将上一步的产物和2-氯-n-十一烷基乙酰胺按摩尔比为1～2:3混合后加入到50～100重量份的异丙醇中，加热至70～90℃下搅拌3～5d，搅拌结束后将混合液浓缩至干，残余物加入正己烷搅拌后过滤，滤饼干燥后即得。

19、本发明还提供了一种用于排水采气的起泡剂，采用上述方法制备而成。

20、本发明的有益效果：

21、相比现有技术，本发明的排水采气起泡剂不易发生热分解，在水溶液中不水解，具有良好的耐温性能；其次，组合物中同时带有多个官能团，同时还有非离子的片段，多亲水基，其在使用时由于分子结构内部存在氢键、π-π堆积、疏水作用以及静电作用的协同作用，因此能够形成具有三维纤维束的凝胶网络，导致其具有较高的表面活性和较低的临界胶束浓度，一方面增加抗盐性，另一方面使得起泡剂携带的结合水和束缚水的量增加，泡沫携液量增强，析液减慢，同时阳离子增加泡沫剂在气液界面的吸附量，使得其可以应用于高温排水采气过程中。

技术特征：

1.一种用于排水采气起泡剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的用于排水采气起泡剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中加热的温度范围为50～80℃。

3.如权利要求1所述的用于排水采气起泡剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中加热搅拌的时间为2～6h。

4.如权利要求1所述的用于排水采气起泡剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中加热的温度范围为80～100℃。

5.如权利要求1所述的用于排水采气起泡剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中加热搅拌的时间为6～12h。

6.如权利要求1所述的用于排水采气起泡剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中上一步的产物和2-氯-n-十一烷基乙酰胺的摩尔比为1～2:3。

7.如权利要求1所述的用于排水采气起泡剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中加热的温度范围为70～90℃。

8.如权利要求1所述的用于排水采气起泡剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中加热搅拌的时间为3～5d。

9.如权利要求1所述的用于排水采气起泡剂的制备方法，其特征在于，所述浓缩的条件为40～45℃、﹣0.7～﹣0.9mpa。

10.一种用于排水采气起泡剂，其特征在于，由权利要求1～9任一项所述的方法制备而成。

技术总结本发明涉及用于钻孔或钻井的组合物技术领域，具体公开了一种用于排水采气起泡剂及其制备方法。本发明中的表面活性剂可作为起泡剂应用在排水采气工艺中。与现有技术相比，本发明制备的起泡剂具有起泡能力强、泡沫稳定性好、抗盐、使用温度广泛等优点。技术研发人员：吴利军受保护的技术使用者：四川盛年同缔实业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9