1.本发明涉及泡沫排液采气领域，具体涉及一种耐油泡沫排液剂组合物、泡沫排液剂组合液及其应用。


背景技术：

2.随着气田开采力度的加强，气田出液成了制约气井正常生产的关键问题。泡沫排液采气是近年来国内外迅速发展的一种排液采气技术，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。
3.国外自上个世纪六十年代开始泡沫排液剂的研制，多选用磺酸盐、苯磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚等表面活性剂。到目前排液采气用泡沫排液剂大多采用多元复配体系，为了增强单一泡沫的稳定性，配方中通常还加入碱、醇、聚合物、烷醇酰胺等助剂形成强化泡沫。us20120279715报道了一种气井中回收气体增加油产量的泡沫流体，是一类季铵盐表面活性剂兼具泡排和杀菌功能，疏水链为取代萘环、苯环或天然油酯中的疏水片段，具有较强的耐氯和抗凝析油的性能，氮气注入速度为7l/min条件下，20％的凝析油含量，泡沫排液率从86.8％下降到51％，50％的凝析油含量下降到29％。
4.目前报道最多的具有耐油性能的泡沫体系为氟碳表面活性剂，由于其疏水链中氢原子被氟原子取代，使得其疏水链即疏水又疏油，增加泡沫的耐油性。然而氟碳表面活性剂生产成本高，价格昂贵，生物相容性差，大规模的应用可能会带来一系列的环境和安全问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了克服现有技术存在的气井开发过程中现有泡沫排液剂的泡沫耐油性和耐温性不足，从而导致泡沫排液性能较差、井底积液和气井减产甚至停喷的缺陷，提供一种泡沫排液剂组合物、泡沫排液剂组合液及其应用，该泡沫排液剂组合物具有优异的泡沫耐油性、热稳定性、起泡性和携液性，从而使其应用时具有优异的泡沫排液性能。
6.为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种泡沫排液剂组合物，包括：烃基酰胺基甜菜碱、聚醚季铵盐和磺酸盐阴离子表面活性剂；
7.所述烃基酰胺基甜菜碱具有式(i)所示结构，
[0008][0009]
式(i)中，r1为c10-c26的脂肪烃基；r2为c1-c5的亚烷基；r3和r4各自独立地选自由h、c1-c5的烃基和c1-c5的烷氧基组成的组的基团；r5为取代或未取代的c1-c5的亚烷基或者为-(ch2)
n-o-，其中，n为1-5的整数；
[0010]
m为1-3的任意数；x选自使得式(i)所示分子呈电中性的阴离子基团；
[0011]
所述聚醚季铵盐具有式(ii)所示结构，
[0012][0013]
式(ii)中，r1选自由c10-c26的脂肪烃基、c10-c26的芳基和由c1-c4的烃基取代的c11-c30的芳基组成的组的基团；y为0-20的任意数；z为0-60的任意数；r4、r5、r6各自独立地选自h、c1-c5的取代或未取代的烃基和c1-c5的烷氧基组成的组的基团；r7选自取代或未取代的c1-c5的亚烷基；y选自使得式(ii)所示分子呈电中性的阴离子基团；j为y的价态，1/j为y的数量。
[0014]
本发明第二方面提供一种泡沫排液剂组合液，该组合液包括上述的泡沫排液剂组合物和水。
[0015]
本发明第三方面提供一种上述的泡沫排液剂组合液在气井排液采气中的应用。
[0016]
相比现有技术，本发明提供的泡沫排液剂组合物中含有式(i)所示结构的烃基酰胺基甜菜碱、式(ii)所示结构的聚醚季铵盐和磺酸盐阴离子表面活性剂，其中，具有多亲水官能团的烃基酰胺基甜菜碱和聚醚季铵盐，一方面可有效提高泡沫排液剂组合物的亲水性，提高泡沫携液量，有利于泡沫排液，另一方面减少亲油性，增加油水界面张力，提高泡沫排液剂组合物的耐油性；所述聚醚季铵盐和磺酸盐阴离子表面活性剂通过阴阳离子相互作用，有效增加了吸附量，降低了气液表面张力，使得泡沫更容易生成。同时，优选情况下，醇醚的加入，尤其是短链醇醚的加入，更有利于降低体系的粘度，从而使得气井气体流动阻力降低。采用本发明的泡沫排液剂组合液，应用于气井排液采气过程中，具有优异的耐油性、热稳定性、起泡性和携液性，能够保证气井采气的顺利进行。
具体实施方式
[0017]
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0018]
本发明第一方面提供一种泡沫排液剂组合物，包括：烃基酰胺基甜菜碱、聚醚季铵盐和磺酸盐阴离子表面活性剂；
[0019]
所述烃基酰胺基甜菜碱具有式(i)所示结构，
[0020][0021]
式(i)中，r1为c10-c26的脂肪烃基；r2为c1-c5的亚烷基；r3和r4各自独立地选自由
h、c1-c5的烃基和c1-c5的烷氧基组成的组的基团；r5为取代或未取代的c1-c5的亚烷基或者为-(ch2)
n-o-，其中，n为1-5的整数；
[0022]
m为1-3的任意数；x选自使得式(i)所示分子呈电中性的阴离子基团；
[0023]
所述聚醚季铵盐具有式(ii)所示结构，
[0024][0025]
式(ii)中，r1选自由c10-c26的脂肪烃基、c10-c26的芳基和由c1-c4的烃基取代的c11-c30的芳基组成的组的基团；y为0-20的任意数；z为0-60的任意数；r4、r5、r6各自独立地选自h、c1-c5的取代或未取代的烃基和c1-c5的烷氧基组成的组的基团；r7选自取代或未取代的c1-c5的亚烷基；y选自使得式(ii)所示分子呈电中性的阴离子基团；j为y的价态，1/j为y的数量。
[0026]
所述c10-c26的脂肪烃基是指碳原子总数为10-26的脂肪烃基，例如可以为c
10
、c
11
、c
12
、c
13
、c
14
、c
15
、c
16
、c
17
、c
18
、c
19
、c
20
、c
21
、c
21
、c
23
、c
24
、c
25
或c
26
的脂肪烃基。例如，所述c10-c26的脂肪烃基可以为c10-c26的烷基或c10-c26的烯基。
[0027]
所述c1-c5的亚烷基是指碳原子总数为1-5的亚烷基，例如可以为c1、c2、c3、c4或c5的亚烷基。
[0028]
所述c1-c5的烃基是指碳原子总数为1-5的烃基，例如可以为c1、c2、c3、c4或c5的烃基，例如可以为c
1-5
的烷基或者c
2-5
的烯基。
[0029]
所述c1-c5的烷氧基是指碳原子总数为1-5的烷氧基，例如可以为c1、c2、c3、c4或c5的烷氧基。
[0030]
所述c10-c26的芳基是指碳原子总数为10-26的芳基。
[0031]
所述由c1-c4的烃基取代的c11-c30的芳基是指碳原子总数为11-30的芳基，且芳基上的至少一个h被c1-c4的烃基取代。
[0032]
为了更好地发挥烃基酰胺基甜菜碱、聚醚季铵盐和磺酸盐阴离子表面活性剂降低气液表面张力的作用，优选地，r1为c10-c20的脂肪烃基。所述r1可以为c10-c20的烷基或者不饱和烃基。所述r1可以为直链脂肪烃基和/或支链脂肪烃基。
[0033]
优选地，r2为-c2h
4-或-c3h
6-。
[0034]
根据本发明，m为1-3的任意数，优选地，m为1-3的整数，例如为1、2或者3，优选为2。
[0035]
优选地，r3和r4各自独立地选自由h、c1-c5的烷基和c1-c5的烷氧基组成的组的基团，进一步优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、c2h5o-和c3h7o-组成的组的基团。
[0036]
根据本发明，所述x只要是使分子通式(i)呈电中性的阴离子基团即可，例如但不限定x选自-coo-、-so
3-和-hpo
4-中的至少一种，进一步优选为-coo-和/或-so
3-。
[0037]
在本发明中，r5为取代或未取代的c1-c5的亚烷基或者为-(ch2)
n-o-，其中，n为1-5的整数。优选地，所述r5选自-c3h6o-、-ch
2-、-c2h
4-或者-c3h
6-。
[0038]
优选地，r1选自由c10-c20的脂肪烃基、c10-c20的芳基和由c1-c4的烃基取代的
c11-c24的芳基组成的组的基团。进一步优选地，r1选自由c10-c20的烷基和由甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基及叔丁基中的至少一种取代基取代的c11-c24的芳基组成的组的基团。更优选地，r1选自c10-c20的脂肪烃基。
[0039]
根据本发明，优选情况下，y为1-10的任意数，z为1-10的任意数。
[0040]
根据本发明，当所述r4、r5、r6中存在取代基团时，其可以各自独立地为卤素、氧。优选情况下，r4、r5、r6各自独立地选自甲氧基、乙氧基、丙氧基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基或者异戊基。
[0041]
根据本发明，优选地，r7为-c2h
4-或-c3h
6-。
[0042]
上述技术方案中，所述y并无特殊要求，可以选自任意使式(ii)所示分子呈电中性的阴离子，例如但不限定选自卤素离子、硫酸根离子、亚硫酸跟离子、醋酸跟离子或者聚阴离子；其中作为优选方案，y可优选为卤素离子，进一步优选为氯离子或溴离子中的至少一种。
[0043]
在本发明中，为了提高泡沫耐油性能，优选地，所述磺酸盐阴离子表面活性剂选自烷基磺酸盐和氟代烷基磺酸盐中的至少一种，进一步优选地，所述磺酸盐阴离子表面活性剂选自十四十六烷基α烯烃磺酸盐、癸烷基磺酸盐、氟代壬烯氧基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基聚氧乙烯醚磺酸钠中的至少一种。采用优选的磺酸盐阴离子表面活性，更有利于促进烃基酰胺基甜菜碱和磺酸盐阴离子表面活性剂的相互作用。
[0044]
上述磺酸盐阴离子表面活性剂可以通过商购得到，也可以通过现有任何方法制备得到。
[0045]
优选地，所述烃基酰胺基甜菜碱、聚醚季铵盐、磺酸盐阴离子表面活性剂的质量比为1：0.1-10：0.001-1，优选为1：0.5-5：0.05-0.5。
[0046]
优选地，所述组合物中还含有醇醚，其中，所述醇醚的碳原子数为1-6。
[0047]
本发明对所述醇醚的种类选择范围较宽，优选地，所述醇醚选自选自甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇丁醚和乙二醇甲醚中的至少一种。本发明对所述醇醚的具体种类没有特别限制，只要有利于降低气液表面张力即可，优选为乙醇、乙二醇丁醚和乙二醇甲醚中的至少一种。
[0048]
本发明上述醇醚可以通过商购得到，也可以通过现有方法制备得到，本发明对此没有特别的限定。
[0049]
本发明对所述醇醚的含量没有特别限制，只要利于提高泡沫排液剂组合物的性能即可；优选地，相对于1重量份的所述烃基酰胺基甜菜碱，所述醇醚的含量为0.01-5重量份，优选为0.1-1重量份。
[0050]
本发明提供的泡沫排液剂组合物中由于含有式(i)所示结构的烃基酰胺基甜菜碱、式(ii)所示结构的聚醚季铵盐和磺酸盐阴离子表面活性剂，从而能够有效降低气水的表面张力，提高泡沫耐油性能，从而使得凝析油生成泡沫更加容易，进而顺利将液体携带出；优选情况下，醇醚的加入，更有利于降低体系的粘度，从而使得气井气体流动阻力降低，更有利于携液。
[0051]
在本发明中，对所述泡沫排液剂组合物的制备过程没有特别限制，只要将式(i)所示结构的烃基酰胺基甜菜碱、式(ii)所示结构的聚醚季铵盐、磺酸盐阴离子表面活性剂以及任选地醇醚混合均匀即可。
[0052]
在所述泡沫排液剂组合物的制备过程中，所述混合可以先将任意两种原料进行混合，再与其他原料进行混合，也可以先将某原料的部分与其他原料分别混合后再最终混合在一起。
[0053]
本发明对所述泡沫排液剂组合物的状态没有特别限制，可以为本领域公知的任意状态，例如为了便于运输、贮存或现场使用，可以为直接将上述组分混合，也可以将上述组分溶于水中使用。优选情况下，将上述组分溶解于水中使用更有利于发挥不同组分之间的协同作用。
[0054]
本发明泡沫排液剂组合物具有很好的配伍性，还可以含有本领域常用的其它处理剂。本发明在此不再赘述。
[0055]
本发明第二方面提供一种泡沫排液剂组合液，该组合液包括上述的泡沫排液剂组合物和水。
[0056]
根据本发明，优选地，所述泡沫排液剂组合液中，泡沫排液剂组合物的含量为0.2-2重量％。
[0057]
在本发明中，对所述水的种类具有较宽的选择范围，优选地，所述水可以为去离子水，也可以为含矿物质的水，其中，所述含矿物质的水中，矿物质的含量优选为0-100,000mg/l。
[0058]
进一步优选地，所述含矿物质的水选自自来水、油气田地层和水油气田注入水中的至少一种。
[0059]
本发明对所述泡沫排液剂组合液的状态没有特别限制，可以为本领域公知的任意状态，例如为了便于运输、贮存或现场使用，可以为含水的膏状形式，也可以为水溶液形式，其中，所述水溶液形式选自用水配成浓缩液的形式和/或直接配成现场驱油所需浓度的泡沫排液剂形式。本发明中，优选为泡沫排液剂溶解在水中形成的泡沫排液剂组合液，其中，所述水依照上述的限定。
[0060]
在本发明中，对所述泡沫排液剂组合液的制备过程没有特别的限定，只要将所述泡沫排液剂组合物与水混合均匀即可，也就是说，将式(i)所示结构的烃基酰胺基甜菜碱、式(ii)所示结构的聚醚季铵盐、磺酸盐阴离子表面活性剂、任选地醇醚和水混合均匀即可。所述混合可以将任意两种原料进行混合，再与其他原料进行混合，也可以先将某原料的部分与其他原料分别混合后再最终混合在一起。
[0061]
在所述泡沫排液剂组合液的制备过程中，对所述混合的其他条件没有限制，例如可以在加热的条件下进行混合，也可以在超声的条件下进行混合，只要利于提高泡沫排液剂组合液的均匀性即可。在本发明的制备方法中，优选在室温、常压下进行所述混合。
[0062]
本发明第三方面提供上述的泡沫排液剂组合液在气井排液采气中的应用。
[0063]
本发明对气井的种类没有特别限制，只要能在应用中发挥泡沫排液剂组合液的泡沫排液性能即可。
[0064]
本发明中，对所述气井中凝析油的含量可选范围较宽，更优选地，凝析油的含量为0-70体积％。
[0065]
根据本发明，对所述泡沫排液剂组合液的应用的具体条件没有特别的限定，可以按照本领域常规泡沫排液剂组合液的应用进行。所述泡沫排液剂组合液中的各组分可以单独加入气井中，也可以混合后加入，优选为混合后加入。
[0066]
在所述应用中，本发明对泡沫排液剂组合液的用量选择范围较宽。优选情况下，相对于100ml的水和凝析油，所述泡沫排液剂组合液的用量为0.1-2g，更优选为0.1-1g。采用该种优选实施方式，既能够有效发挥泡沫排液剂组合液的排液采气作用，且具有更高的经济效益。采用本发明的优选方案更利于发挥所述泡沫排液剂组合液的泡沫排液性能。
[0067]
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，所涉及的原料除另有说明外均为市售品。
[0068]
所述凝析油来自川西气田采出的凝析油，主要为c5至c10为主的混合物。
[0069]
烃基酰胺基甜菜碱按照201911011301.3制备。
[0070]
聚醚季铵盐按照cn106590604a中公开的方法制备。
[0071]
无特殊说明情况下，本发明所述室温均指25℃。
[0072]
实施例1-11中烃基酰胺基甜菜碱和聚醚季铵盐的组分结构均列于表1。
[0073]
实施例1
[0074]
在常温、常压下，称取烃基酰胺基甜菜碱、聚醚季铵盐、十四十六烷基α烯烃磺酸钠(商购自中轻化工有限公司，牌号为aos1416)、甲醇、乙二醇丁醚按照质量比1:1:0.1:0.1:0.1在水溶液中溶解，配制成0.5wt％的溶液，即得泡沫排液剂组合液hf-1。
[0075]
实施例2
[0076]
在常温、常压下，称取烃基酰胺基甜菜碱、聚醚季铵盐、癸烷基磺酸钠(商购自国药)、甲醇按照质量比1:5:0.5:1在水溶液溶解，配制成0.3wt％的溶液，即得泡沫排液剂组合液hf-2。
[0077]
实施例3
[0078]
在常温、常压下，称取烃基酰胺基甜菜碱、聚醚季铵盐、氟代壬烯氧基苯磺酸钠(商购自福田化工公司，牌号为obs)、甲醇、乙二醇甲醚按照质量比1:10:0.011:2:3在水溶液溶解，配制成0.3wt％的溶液，即得泡沫排液剂组合液hf-3。
[0079]
实施例4
[0080]
在常温、常压下，称取烃基酰胺基甜菜碱、聚醚季铵盐、十二烷基苯磺酸钠、乙醇、乙二醇甲醚按照质量比1:5:0.05:0.05:0.01在水溶液溶解，配制成0.3wt％的溶液，即得泡沫排液剂组合液hf-4。
[0081]
实施例5
[0082]
在常温、常压下，称取烃基酰胺基甜菜碱、聚醚季铵盐、十二烷基聚氧乙烯醚磺酸钠(商购自壳牌公司，牌号为enordet
tm j071)、异丙醇按照质量比1:0.1:1:0.01在水溶液溶解，配制成1wt％的溶液，即得泡沫排液剂组合液hf-5。
[0083]
实施例6
[0084]
在常温、常压下，称取烃基酰胺基甜菜碱、聚醚季铵盐、十二烷基聚氧乙烯醚磺酸钠、乙二醇甲醚按照质量比1:1:0.001:0.1在水溶液溶解，配制成0.3wt％的溶液，即得泡沫排液剂组合液hf-6。
[0085]
实施例7
[0086]
在常温、常压下，称取烃基酰胺基甜菜碱、聚醚季铵盐、十二烷基聚氧乙烯醚磺酸钠按照质量比1:1:0.001在水溶液溶解，配制成0.3wt％的溶液，即得泡沫排液剂组合液hf-7。
hf-10c
16h33
c2h42ch3ch3c3h6oso
3-hf-11c
16h33
c5h
10
2ch3ch3c3h6oso
3-[0105]
续表1
[0106][0107][0108]
测试例1
[0109]
泡沫起泡量和泡沫稳定性测试：采用2151型罗氏泡沫仪，实验温度50℃。
[0110]
泡沫携液量测试：在50℃条件下，将5l/min的氮气连续通入上述实施例1-11制得的泡沫排液剂组合液(hf1-11)与凝析油的混合物(200ml)中，吹气时间为15min，凝析油体积含量分别为0％、50％、70％，吹气完毕后，记录携带出液体的体积。
[0111]
实施例1-11制得的泡沫排液剂组合液中，采用的水分别为矿化度为0的去离子水、50,000mg/l的模拟水和100,000mg/l的模拟水。
[0112]
采用上面方法测量泡沫排液剂组合液的起泡力、泡沫稳定性和泡沫携液量，其中，根据水溶液的种类不同，去离子水结果如表2(凝析油体积含量0％，50％，70％)所示；50,000mg/l的模拟水结果如表3(凝析油体积含量0％，50％，70％)所示；100,000mg/l的模拟水结果如表4(凝析油体积含量0％，50％，70％)所示。
[0113]
表2
[0114][0115]
表3
[0116][0117][0118]
表4
[0119][0120]
测试例2
[0121]
按照测试例1的方法，不同的是，将泡沫排液剂组合液分别替换为对比例1-5制得的泡沫排液剂组合液dhf-1至dhf-5。
[0122]
采用2151型罗氏泡沫仪测量泡沫排液剂组合液的起泡力、泡沫稳定性和泡沫携液量，其中，结果如表5(凝析油体积含量0％，50％，70％)所示。
[0123]
表5
[0124][0125]
测试例3
[0126]
按照测试例1的方法，不同的是，将泡沫排液剂组合液分别替换为对比例6-10制得的泡沫排液剂组合液dhf-6至dhf-10。
[0127]
采用2151型罗氏泡沫仪测量泡沫排液剂组合液的起泡力、泡沫稳定性和泡沫携液量，其中，结果如表6(凝析油体积含量0％，50％，70％)所示。
[0128]
表6
[0129][0130]
测试例4
[0131]
按照测试例1的方法，不同的是，将泡沫排液剂组合液分别替换为对比例11-15制得的泡沫排液剂组合液dhf-11至dhf-15。
[0132]
采用2151型罗氏泡沫仪测量泡沫排液剂组合液的起泡力、泡沫稳定性和泡沫携液量，其中，结果如表7(凝析油体积含量0％，50％，70％)所示。
[0133]
表7
[0134][0135]
测试例5
[0136]
按照测试例1的方法，不同的是，将泡沫排液剂组合液分别替换为对比例16制得的泡沫排液剂组合液dhf-16。
[0137]
采用2151型罗氏泡沫仪测量泡沫排液剂组合液的起泡力、泡沫稳定性和泡沫携液量，其中，结果如表8(凝析油体积含量0％，50％，70％)所示。
[0138]
表8
[0139][0140]
通过表2-8数据可知，采用本发明提供的泡沫排液剂组合物在高凝析油体积含量为0％、50％和70％时，不同矿化度的水溶液中具有更好的起泡力、泡沫稳定性和泡沫携液量。
[0141]
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。