1.本发明涉及油田化学技术领域，具体是一种天然气开采用泡腾泡沫排水剂及其制备方法。


背景技术：

2.天然气井在开采的中后期，由于气井自身能量下降，大量地层水伴随天然气进入井筒，在井底或近井地带聚积，造成气井的产气量下降并随着地层水在井筒的增加，气井在开采一段时间后被水淹死，无法开采。对于一些高产水气井，由于气井助排措施不合理，生产排液不及时，地层水在井底或近井地带聚积，导致气井水淹，难以复产。
3.目前，为了解决气井因地层水影响生产的问题，主要采取以下两种方法：
4.(1)加注泡沫排水剂进行助排。通过套管加注液体泡排剂或油管投入起泡棒(起泡球)将井底积液泡沫化，从而可以利用较低的天然气流量将积液排除，预防气井被水淹。但气井自身能量会逐渐下降，使得气体流速达不到举升泡沫的能力，导致气井无法正常排液，出现气井被地层水淹死的情况。
5.(2)采用“气举+泡排剂”复合工艺进行气井复产。而气举工艺是用专用的气举车向油、套环空注入高压气体或者是借用邻近高压气井的天然气注入油、套环空，将井筒中的地层水举出地面。然而采用气举车或借用高压气井天然气，复活一口井需要的费用较高，可高达几十万，且耗时长。并且被复活后的气井在生产一段时间后，如不及时排出井筒积液，又很容易再次被淹死。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够遇水发生泡腾反应的新型固体泡沫排水剂，解决常规泡排棒或液体泡排剂对于水淹井复产几乎没有效果以及“气举+泡排剂”复合工艺进行水淹气井复产成本高的技术难题，以至少达到泡腾反应强、携液率高、泡沫稳定性好的目的。
7.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种天然气开采用泡腾泡沫排水剂，包括以下组分：脂肪酸甲酯磺酸钠、月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、泡腾解崩剂、聚乙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚。
8.进一步的，所述泡腾解崩剂包括碳酸氢钠、碳酸钠、柠檬酸。
9.进一步的，一种天然气开采用泡腾泡沫排水剂，包括质量分数为10～20％的脂肪酸甲酯磺酸钠、10～20％的月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、10～20％十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、20～30％的碳酸氢钠、10～20％的碳酸钠、10～20％的柠檬酸、5～10％的聚乙烯醇、10％的脂肪醇聚氧乙烯醚。
10.进一步的，一种天然气开采用泡腾泡沫排水剂，包括质量分数为20％的脂肪酸甲酯磺酸钠、10％的月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、10％脂肪醇聚氧乙烯醚、15％的碳酸氢钠、20％的碳酸钠、10％的柠檬酸、5％的聚乙烯醇、10％的十二烷基乙氧基磺基甜菜碱。
11.进一步的，所述脂肪醇聚氧乙烯醚为aeo-9。
12.本发明采用碳酸钠、碳酸氢钠和柠檬酸组合成泡腾解崩剂，使得所述泡沫排水剂能遇水即发生泡腾反应，生产并释放大量的气体，起到自发泡的作用，其中所述柠檬酸因其独特的结构，含有三个羧基和一个醇羟基，能使泡腾反应稳定进行，且柠檬酸价格较便宜；所述月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱具有较高的发泡力以及优异的配伍性能，所述十二烷基乙氧基磺基甜菜碱具有优越稳泡性能，所述脂肪酸甲酯磺酸钠具有良好的抗盐能力，能使泡沫排水剂在气井中能稳定、自发、高效地发生泡腾反应；同时，所述脂肪酸甲酯磺酸钠、月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱与脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-9复配形成两性离子-非离子表面活性剂，在高矿化度、含凝析油、含甲醇等复杂条件下，提高所述泡沫排水剂的发泡和带液能力；所述聚乙烯醇起粘接作用，并且可以防止压成型的棒状产品碎化，增加产品的机械强度。
13.一种天然气开采用泡腾泡沫排水剂的制备方法，包括以下步骤：
14.s1、按质量比10～20％的脂肪酸甲酯磺酸钠、10～20％的月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、10～20％十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、20～30％的碳酸氢钠、10～20％的碳酸钠、10～20％的柠檬酸、5～10％的聚乙烯醇、10％的aeo-9准备好原料；
15.s2、将月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱和aeo-9与碳酸钠混合均匀，其后加入脂肪酸甲酯磺酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸、聚乙烯醇混合均匀形成混合物料；
16.s3、将所述混合物料烘干，得到烘干物料；
17.s4、将烘干物料经过造粒机制作成细小颗粒，其后将细小颗粒填充在液压机模具中，液压得到泡腾泡沫排水剂。
18.进一步的，所述液压机工作压力为190吨。
19.进一步的，所述泡腾泡沫排水剂为棒状。
20.进一步的，烘干温度为90℃，烘干时间为5小时。
21.现有泡沫排水剂一般为球状或棒状，为了方便泡沫排水剂的成型，减小其下落阻力，方便药剂快速下落，本发明所述泡沫排水剂为圆柱棒状；所述泡沫排水剂的密度为1.8g/m3，所述泡沫排水剂的长度、外径尺寸可根据有关的尺寸、井口采气树的尺寸进行调整。
22.本发明的有益效果是：
23.(1)利用所述月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱较高的发泡力以及优异的配伍性能，十二烷基乙氧基磺基甜菜碱优越的稳泡性能，脂肪酸甲酯磺酸钠良好的抗盐能力，使得泡沫排水剂能在气井中稳定地发生泡腾反应；同时脂肪酸甲酯磺酸钠、月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱与脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-9复配形成两性离子-非离子表面活性剂，在高矿化度、含凝析油、含甲醇等复杂条件下，进一步提高了所述泡沫排水剂的发泡、带液能力。
24.(2)采用碳酸钠、碳酸氢钠与柠檬酸组合泡腾崩解剂，使得泡沫排水剂遇水即可发生泡腾反应，生产并释放气体，状如沸腾，起到自发泡的作用；且所述柠檬酸含有三个羧基和一个醇羟基，能使泡腾反应稳定进行。
25.(3)所述泡沫排水剂为圆柱棒状，易于成型，也可降低泡沫排水剂的下落阻力，加快下落速度。
附图说明
26.图1为室外气井应用效果图。
具体实施方式
27.下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
28.实施例1
29.一种天然气开采用泡腾泡沫排水剂，包括以下质量分数的组分：10％的脂肪酸甲酯磺酸钠、10％的月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、10％十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、20％的碳酸氢钠、20％的碳酸钠、15％的柠檬酸、5％的聚乙烯醇、10％的aeo-9；所述泡沫排水剂的制备方法包括以下步骤：
30.s1、按上述配比准备好原料；
31.s2、将月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱和aeo-9与碳酸钠混合均匀，其后加入脂肪酸甲酯磺酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸、聚乙烯醇混合均匀形成混合物料；
32.s3、将所述混合物料放入烘干机中，设置温度为90℃，烘干5h后得到烘干物料；
33.s4、将烘干物料经过造粒机制作成细小颗粒，其后将细小颗粒填充在液压机模具中，将压力设置为190吨，液压得到圆柱棒状形泡腾泡沫排水剂。
34.实施例2
35.一种天然气开采用泡腾泡沫排水剂，包括以下质量分数的组分：10％的脂肪酸甲酯磺酸钠、15％的月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、15％十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、20％的碳酸氢钠、10％的碳酸钠、10％的柠檬酸、10％的聚乙烯醇、10％的aeo-9；所述泡沫排水剂的制备方法包括以下步骤：
36.s1、按上述配比准备好原料；
37.s2、将月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱和aeo-9与碳酸钠混合均匀，其后加入脂肪酸甲酯磺酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸、聚乙烯醇混合均匀形成混合物料；
38.s3、将所述混合物料放入烘干机中，设置温度为90℃，烘干5h后得到烘干物料；
39.s4、将烘干物料经过造粒机制作成细小颗粒，其后将细小颗粒填充在液压机模具中，将压力设置为190吨，液压得到圆柱棒状形泡腾泡沫排水剂。
40.实施例3
41.一种天然气开采用泡腾泡沫排水剂，包括以下质量分数的组分：20％的脂肪酸甲酯磺酸钠、10％的月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、10％十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、15％的碳酸氢钠、20％的碳酸钠、10％的柠檬酸、5％的聚乙烯醇、10％的aeo-9；所述泡沫排水剂的制备方法包括以下步骤：
42.s1、按上述配比准备好原料；
43.s2、将月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱和aeo-9与碳酸钠混合均匀，其后加入脂肪酸甲酯磺酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸、聚乙烯醇混合均匀形成混合物料；
44.s3、将所述混合物料放入烘干机中，设置温度为90℃，烘干5h后得到烘干物料；
45.s4、将烘干物料经过造粒机制作成细小颗粒，其后将细小颗粒填充在液压机模具中，将压力设置为190吨，液压得到圆柱棒状形泡腾泡沫排水剂。
46.对比例1
47.一种天然气开采用泡腾泡沫排水剂，包括以下质量分数的组分：40％的脂肪酸甲酯磺酸钠、15％的碳酸氢钠、20％的碳酸钠、10％的柠檬酸、5％的聚乙烯醇、10％的aeo-9；所述泡沫排水剂的制备方法包括以下步骤：
48.s1、按上述配比准备好原料；
49.s2、将月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱和aeo-9与碳酸钠混合均匀，其后加入脂肪酸甲酯磺酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸、聚乙烯醇混合均匀形成混合物料；
50.s3、将所述混合物料放入烘干机中，设置温度为90℃，烘干5h后得到烘干物料；
51.s4、将烘干物料经过造粒机制作成细小颗粒，其后将细小颗粒填充在液压机模具中，将压力设置为190吨，液压得到圆柱棒状形泡腾泡沫排水剂。
52.对比例2
53.一种天然气开采用泡腾泡沫排水剂，包括以下质量分数的组分：40％的月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、15％的碳酸氢钠、20％的碳酸钠、10％的柠檬酸、5％的聚乙烯醇、10％的aeo-9；所述泡沫排水剂的制备方法包括以下步骤：
54.s1、按上述配比准备好原料；
55.s2、将月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱和aeo-9与碳酸钠混合均匀，其后加入脂肪酸甲酯磺酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸、聚乙烯醇混合均匀形成混合物料；
56.s3、将所述混合物料放入烘干机中，设置温度为90℃，烘干5h后得到烘干物料；
57.s4、将烘干物料经过造粒机制作成细小颗粒，其后将细小颗粒填充在液压机模具中，将压力设置为190吨，液压得到圆柱棒状形泡腾泡沫排水剂。
58.对比例3
59.一种天然气开采用泡腾泡沫排水剂，包括以下质量分数的组分：40％十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、15％的碳酸氢钠、20％的碳酸钠、10％的柠檬酸、5％的聚乙烯醇、10％的aeo-9；所述泡沫排水剂的制备方法包括以下步骤：
60.s1、按上述配比准备好原料；
61.s2、将月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱和aeo-9与碳酸钠混合均匀，其后加入脂肪酸甲酯磺酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸、聚乙烯醇混合均匀形成混合物料；
62.s3、将所述混合物料放入烘干机中，设置温度为90℃，烘干5h后得到烘干物料；
63.s4、将烘干物料经过造粒机制作成细小颗粒，其后将细小颗粒填充在液压机模具中，将压力设置为190吨，液压得到圆柱棒状形泡腾泡沫排水剂。
64.对比例4
65.一种天然气开采用泡腾泡沫排水剂，包括以下质量分数的组分：20％的脂肪酸甲酯磺酸钠、20％的月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、15％的碳酸氢钠、20％的碳酸钠、10％的柠檬酸、5％的聚乙烯醇、10％的aeo-9；所述泡沫排水剂的制备方法包括以下步骤：
66.s1、按上述配比准备好原料；
67.s2、将月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱和aeo-9与碳酸钠混合均匀，其后加入脂肪酸甲酯磺酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸、聚乙烯醇混合均匀形成混合物料；
68.s3、将所述混合物料放入烘干机中，设置温度为90℃，烘干5h后得到烘干物料；
69.s4、将烘干物料经过造粒机制作成细小颗粒，其后将细小颗粒填充在液压机模具
中，将压力设置为190吨，液压得到圆柱棒状形泡腾泡沫排水剂。
70.对比例5
71.一种天然气开采用泡腾泡沫排水剂，包括以下质量分数的组分：20％的脂肪酸甲酯磺酸钠、20％十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、15％的碳酸氢钠、20％的碳酸钠、10％的柠檬酸、5％的聚乙烯醇、10％的aeo-9；所述泡沫排水剂的制备方法包括以下步骤：
72.s1、按上述配比准备好原料；
73.s2、将月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱和aeo-9与碳酸钠混合均匀，其后加入脂肪酸甲酯磺酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸、聚乙烯醇混合均匀形成混合物料；
74.s3、将所述混合物料放入烘干机中，设置温度为90℃，烘干5h后得到烘干物料；
75.s4、将烘干物料经过造粒机制作成细小颗粒，其后将细小颗粒填充在液压机模具中，将压力设置为190吨，液压得到圆柱棒状形泡腾泡沫排水剂。
76.对比例6
77.一种天然气开采用泡腾泡沫排水剂，包括以下质量分数的组分：20％的月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、20％十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、15％的碳酸氢钠、20％的碳酸钠、10％的柠檬酸、5％的聚乙烯醇、10％的aeo-9；所述泡沫排水剂的制备方法包括以下步骤：
78.s1、按上述配比准备好原料；
79.s2、将月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱和aeo-9与碳酸钠混合均匀，其后加入脂肪酸甲酯磺酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸、聚乙烯醇混合均匀形成混合物料；
80.s3、将所述混合物料放入烘干机中，设置温度为90℃，烘干5h后得到烘干物料；
81.s4、将烘干物料经过造粒机制作成细小颗粒，其后将细小颗粒填充在液压机模具中，将压力设置为190吨，液压得到圆柱棒状形泡腾泡沫排水剂。
82.对比例7
83.一种天然气开采用泡腾泡沫排水剂，包括以下质量分数的组分：20％的脂肪酸甲酯磺酸钠、10％的月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、10％十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、25％的碳酸氢钠、20％的柠檬酸、5％的聚乙烯醇、10％的aeo-9；所述泡沫排水剂的制备方法包括以下步骤：
84.s1、按上述配比准备好原料；
85.s2、将月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱和aeo-9与碳酸钠混合均匀，其后加入脂肪酸甲酯磺酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸、聚乙烯醇混合均匀形成混合物料；
86.s3、将所述混合物料放入烘干机中，设置温度为90℃，烘干5h后得到烘干物料；
87.s4、将烘干物料经过造粒机制作成细小颗粒，其后将细小颗粒填充在液压机模具中，将压力设置为190吨，液压得到圆柱棒状形泡腾泡沫排水剂。
88.对比例8
89.将实施例3中的柠檬酸更换为酒石酸，其余条件不变，制备成对应的泡沫排水剂。
90.一、室内评价测试：
91.对实施例1-实施例3、对比例1-对比例8制备的泡沫排水剂进行室内评价测试
92.(1)测试指标：发泡性能、携液率
93.(2)测试方法
94.a.发泡性能：在内径为60mm、高度为1500mm的罗氏泡沫仪中，加入200ml的90℃自
来水，然后加入一定量的泡腾泡沫排水剂，在静止条件下观察2min后，罗氏泡沫仪内泡沫的高度即为泡沫排水剂自身发泡力。
95.b.携液率：按sy/t 5761-1995标准中规定的方法测试携液率。
96.(3)测试结果：发泡性能测试结果见表1，携液率测试结果见表2，对照组为现有常规固体泡排剂。
97.表1
[0098][0099]
表2
[0100][0101]
由表1、表2可知，常规固体泡沫排水剂在无气流搅拌条件下，发泡力为0、携液率为0，而本发明的涉及的泡沫排水剂在无气流搅拌条件下，具有较强的自身发泡性能、较高的携液率性能；由表1可知，实施例3制备的排水剂的自身发泡能力最强，实施例与对比例对比说明，本发明的排水剂的配方至制备方法能有效提高排水剂的自身发泡能力；由表2可知，实施例1制备的排水剂的矿化度最高，通过实施例和对比例对比，本发明涉及的排水剂的配方及制备方法能有效提高排水剂的矿化度。
[0102]
二、室外应用
[0103]
将实施例3制备的泡沫排水剂用于苏东xx井，位于内蒙古乌审旗，前期该井采取每2天加注一次常规固体泡排剂，每次加注2根；后期加注泡腾泡沫排水剂，气井套压、油压、产气量和产水量的变化趋势如图1所示。
[0104]
如图1所示，前期该井采取每2天加注一次常规固体泡排剂，每次加注2根，效果不理想，产气量下降至0.1
×
104m3/d，不能带出积液。分析其原因：前期加注制度为间歇加注，井底形成大量积液，由于每次采用加注固体泡排剂后，没能及时补充泡排剂，导致气井积液未被带出，再次积液。
[0105]
6月17日生产套压10.5mpa、油压2.0mpa、产气量低于0.1
×
104m3/d、生产中不出液，6月17日-20日连续三天对该井加注泡腾泡沫排水剂后，生产取得明显改善，生产油套压差从8.5mpa降低至5.3mpa、产气量从0.1升高至0.9
×
104m3/d，产水量为0.3m3/d。
[0106]
6月21日记录生产套压为7.5mpa、油压为1.9mpa、产气量为0.7
×
104m3/d，6月21-28日多次加注泡腾泡沫排水剂，生产取得明显改善，生产油套压差从5.6mpa降低至3.5mpa、产气量从0.1升高至1.0
×
104m3/d、产水量为0.5m3/d，气井达到稳定带液生产。
[0107]
实验仪器及药品见表3所示
[0108]
实验仪器厂家造粒机广州市扬鹰医疗器械有限公司烘箱常州市奥斯盾干燥设备有限公司液压机滕州达因重工机床有限公司药品 脂肪酸甲酯磺酸钠广州正利化工有限公司月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱广州成倍化工有限公司aeo-9广州正利化工有限公司十二烷基乙氧基磺基甜菜碱广州成倍化工有限公司碳酸钠苏州市三欧化工科技有限公司柠檬酸上海号雨工贸有限公司聚乙烯醇上海福思春化工科技有限公司碳酸氢钠广州市伟晟化工有限公司
[0109]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。