抗冻泡排剂及其制备工艺.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102660239 A (43)申请公布日 2012.09.12 CN 102660239 A *CN102660239A* (21)申请号 201210106791.7 (22)申请日 2012.04.12 C09K 8/12(2006.01) (71)申请人 成都孚吉科技有限责任公司 地址 611130 四川省成都市温江区成都温江 海峡两岸科技产业开发园科创中心 申请人 中国石油青海油田天然气开发公司 (72)发明人 张小军 许吉瑞 邓创国 戚杰 刘伟 郑俊枥 (74)专利代理机构 成都金英专利代理事务所 ( 普通合伙 ) 51218 代理人 袁英 (54) 发明

2、名称 抗冻泡排剂及其制备工艺 (57) 摘要 本发明公开了抗冻泡排剂， 由下述重量份含 量的原料组成 ： 油患子皂甙 ： 40 60 ； 聚乙二醇 ： 1030 ； 三乙醇胺 ： 28 ； 甘油 ： 515 ； 乙二醇 ： 5 15 ； 水 ： 2 8。本发明的有益效果是 ： 不仅发 泡效果优良， 能够满足排水采气的工艺要求， 而且 能够适应低温环境， 具有抗冻性能， 发泡效果不受 低温影响， 相比于现有技术， 在低温工况下， 降低 了泡排剂的加注成本， 简化了加注工艺， 而且加注 本发明提供的泡排剂时为直接加注不需添加甲醇 等助剂， 泡排剂发泡效果更好， 解决了低温环境下 泡排剂难加注的技术

3、问题。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 7 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 7 页 1/1 页 2 1. 抗冻泡排剂， 其特征在于 ： 它由下述重量份含量的原料组成 ： 油患子皂甙 40 60 ； 聚乙二醇 10 30 ； 三乙醇胺 2 8 ； 甘油 5 15 ； 乙二醇 5 15 ； 水 2 8。 2. 权利要求 1 所述的抗冻泡排剂的制备工艺， 其特征在于 ： 它包括以下步骤 ： （1） 分别称取上述重量份的原料备用 ； （2） 将步骤 （1） 中称取的油患子皂甙和水加入搅拌缸内， 加热至 30 50 ； （3

4、） 将步骤 （1） 中称取的聚乙二醇、 甘油、 三乙醇胺和乙二醇依次加入搅拌缸内， 恒温并 搅拌至所有物料溶解 ； （4） 将全部溶解的物料放出， 包装， 即得成品。 权 利 要 求 书 CN 102660239 A 2 1/7 页 3 抗冻泡排剂及其制备工艺 技术领域 0001 本发明涉及油气田领域中一种排水采气用的化学助剂， 特别是一种抗冻泡排剂及 其制备工艺。 背景技术 0002 天然气井在开采的中后期， 由于气井自身地层能量下降， 地层水也伴随天然气进 入井筒， 在井底或近井底带聚积， 造成气井的产气量下降或气井被水淹死。目前， 为了解决 气井因地层水影响生产的问题， 采用的方法是向含

5、水气井中加注泡排剂， 使地层水与泡排 剂接触后， 借助天然气流的搅动， 生成大量低密度含水泡沫， 泡沫携水随气流从井底到地面 排出井筒， 达到稳产、 增产的目的。 0003 目前， 国内外所使用的泡排剂为了减少矿化度、 温度对其排液效果的影响， 基本上 采用阴离子表面活性剂， 但这类活性剂含量一般不高， 水分含量占到30-40。 因此， 在气温 下降后， 产品粘度也随着增大或变成膏状， 失去流动性 ； 如果气温达到零下时， 产品就会成 为坚硬的冰块状， 无法使用。 0004 为了解决这一问题， 传统方式是将泡沫排水剂加热溶解后， 再加入大量的甲醇稀 释后再使用。但是甲醇是一种扩散能力很强的低分

6、子量物质， 它的存在将加快泡排剂泡沫 表面排液速度， 使得泡排剂产生的泡沫极不稳定， 很容易破灭。特别是在甲醇含量高时， 将 导致泡排剂不起泡， 影响气井泡沫排水。 发明内容 0005 本发明的目的在于克服现有技术的缺点， 提供一种能够适应低温环境的抗冻泡排 剂， 其不仅发泡效果优良， 能够满足排水采气的工艺要求， 而且能够具有抗冻功能 ； 另外本 发明还提供了该抗冻泡排剂的制备工艺。 0006 本发明的目的通过以下技术方案来实现 ： 0007 抗冻泡排剂， 由下述重量份含量的原料组成 ： 0008 油患子皂甙 40 60 ； 0009 聚乙二醇 10 30 ； 0010 三乙醇胺 2 8 ；

7、 0011 甘油 5 15 ； 0012 乙二醇 5 15 ； 0013 水 2 8。 0014 抗冻泡排剂的制备工艺， 包括以下步骤 ： 0015 (1) 分别称取上述重量份的原料备用 ； 0016 (2) 将步骤 (1) 中称取的油患子皂甙和水加入搅拌缸内， 加热至 30 50 ； 0017 (3) 将步骤 (1) 中称取的聚乙二醇、 甘油、 三乙醇胺和乙二醇依次加入搅拌缸内， 恒温并搅拌至所有物料溶解 ； 说 明 书 CN 102660239 A 3 2/7 页 4 0018 (4) 将全部溶解的物料放出， 包装， 即得成品。 0019 本发明具有以下优点 ： 0020 本发明不仅发泡效

8、果优良， 能够满足排水采气的工艺要求， 而且能够适应低温环 境， 具有抗冻性能， 发泡效果不受低温影响， 相比于现有技术， 在低温工况下， 降低了泡排剂 的加注成本， 简化了加注工艺， 而且加注本发明提供的泡排剂时为直接加注不需添加甲醇 等助剂， 泡排剂发泡效果更好， 解决了低温环境下泡排剂难加注的技术问题。 0021 下面通过实验进一步说明本发明的效果 ： 0022 1、 实验水样 0023 200g/L 矿 化 水， 其 配 制 方 法 为 ： 分 别 称 取 17.34g(CaCl2)、 11.66g(MgCl2)、 23.34g(Na2SO4)、 147.66g(NaCl) 于 100

9、0mL 烧杯中， 用蒸馏水溶解稀释至总体积为 1L。 0024 2、 实验药剂 0025 a. 本发明所述的抗冻泡排剂 0026 b.UT-1 油气田用泡沫排水剂 ( 液体， 以下简称 UT-1) 0027 c.UT-11C 油气田用泡沫排水剂 ( 液体， 以下简称 UT-11C) 0028 d. 甲醇 0029 e. 煤油 0030 3、 实验项目及方法 0031 3.1 泡排剂抗冻实验 0032 该实验主要测试 ： 抗冻泡排剂、 UT-1 原液、 UT-11C 原液、 抗冻泡排剂与水和甲醇按 不同比例混合后的抗冻能力。 0033 3.1.1 实验仪器 0034 a. 锥形瓶， 100ml

10、9 个 0035 b. 温度计， 50 1 支 0036 c. 冰箱， 最低温度 -30 1 台 0037 3.1.2 抗冻泡排剂与水和甲醇混合液配制 0038 称取抗冻泡排剂 30.00g 于 100ml 烧杯中， 加入水 30.00g、 甲醇 30.00g， 得到泡排 剂水甲醇为 1 1 1 的混合液， 搅拌均匀备用。 0039 用以上同样的方法配制 ： 抗冻泡排剂水甲醇为 1 2 1、 1 3 1、 1 4 1、 1 5 1、 1 5 2 的混合液。 0040 3.1.3 实验方法 0041 量取 100ml 抗冻泡排剂原液于洁净的烧杯， 放入温度为 -30的冰箱中， 观察抗冻 能力。

11、0042 用以上方法分别测试 ： (1)UT-1 原液、 UT-11C 原液抗冻能力 ； (2) 抗冻泡排剂 水甲醇为 1 1 1、 1 2 1、 1 3 1、 1 4 1、 1 5 1、 1 5 2 的混合液 的抗冻能力。 0043 3.1.4 实验结果 0044 表 1 ： 泡排剂和抗冻泡排剂与水、 甲醇按不同比例混合液抗冻能力测试结果 0045 说 明 书 CN 102660239 A 4 3/7 页 5 0046 3.1.5 实验结论 0047 通过以上抗冻性能实验可以看出 ： 0048 (1)抗冻泡排剂原液在-30条件下， 无结冰现象， 具有良好的流动性。 UT-1原液、 UT-11

12、C 原液在 -1开始出现冰凌， -8时全部结冰， 失去流动性。 0049 (2) 抗冻泡排剂与水、 甲醇按不同比例混合后， 抗冻泡排剂水甲醇为 1 3 1、 1 4 1、 1 5 1、 1 5 2 时， 在 -30时均出现结冰现象， 失去流动性 能。 0050 (3) 由实验结果可以得出 ： 为防止抗冻泡排剂稀释液在 -30结冰， 甲醇占抗冻泡 排剂和水的稀释液比例不得低于 30， 即 ： 抗冻泡排剂水甲醇为 1 1 1。 0051 3.2 泡排剂发泡能力实验 0052 该实验主要测试 ： 抗冻泡排剂原液、 抗冻泡排剂与水和甲醇按不同比例混合后， 纯 泡排剂用量为 3.00时的发泡能力。 00

13、53 3.2.1 实验仪器 0054 a. 罗氏泡沫仪 1 套 0055 b. 温度计， 精度 0.2 1 支 0056 c. 电子天平， 精度 0.01g 1 台 0057 d. 超级恒温水浴 2 台 0058 e. 玻棒 1 支 说 明 书 CN 102660239 A 5 4/7 页 6 0059 f. 烧杯， 1000ml 7 个 0060 g. 移液管 200ml 1 支 0061 3.2.2 实验方法 0062 称取 1.20g 抗冻泡排剂于 1000ml 烧杯中， 加入 200g/l 矿化水稀释至 360ml， 置待 测样液于恒温水浴里加热至701， 再加入40ml煤油搅拌均匀，

14、 得到药剂浓度为3.00， 抗 10煤油的待测样液， 备用。用超级恒温水浴预热罗氏泡沫仪并恒温在 701， 用 200ml 移液管移取 50ml 待测样液沿罗氏泡沫仪管壁放下冲洗管壁， 待冲洗液流完后关闭罗 氏泡沫仪下端阀门， 然后移取待测样液 50ml 沿罗氏泡沫仪管壁放下， 在底部形成液面， 再 用移液管吸取 200ml 待测样液置于罗氏泡沫仪上端中心位置， 对准液面垂直放下， 待样液 放完后立即记下罗氏泡沫仪内泡沫上升的高度， 即为该实验样品的发泡能力。 0063 用以上方法分别测试 ： 抗冻泡排剂水甲醇为111、 121、 131、 1 4 1、 1 5 1、 1 5 2 的混合液，

15、纯泡排剂用量为 3.00， 抗 10煤油时的发泡 能力。 0064 3.2.3 实验结果 0065 表 2 ： 抗冻泡排剂原液和泡排剂与水、 甲醇按不同比例混合液的发泡能力实验结 果 0066 实验药剂 发泡力 抗冻泡排剂原液 165mm 抗冻泡排剂水甲醇 (1 1 1) 162mm 抗冻泡排剂水甲醇 (1 2 1) 160mm 抗冻泡排剂水甲醇 (1 3 1) 159mm 抗冻泡排剂水甲醇 (1 4 1) 159mm 抗冻泡排剂水甲醇 (1 5 1) 162mm 抗冻泡排剂水甲醇 (1 5 2) 161mm 0067 3.2.4 实验结论 0068 通过发泡能力实验可以得出 ： 0069 (

16、1) 抗冻泡排剂在 200g/l 的矿化水中， 抗 10煤油条件下具有较好的发泡能力。 0070 (2) 抗冻泡排剂与水、 甲醇按不同比例混合后， 纯泡排剂用量相同的条件下 ( 均为 3.00 )， 发泡能力相差不大， 说明甲醇对其发泡能力无影响。 0071 3.3 泡排剂携液能力实验 0072 该实验主要测试 ： 抗冻泡排剂原液、 抗冻泡排剂与水、 甲醇按不同比例混合后， 纯 泡排剂用量为 3.00时的携液能力。 0073 3.3.1 实验仪器 说 明 书 CN 102660239 A 6 5/7 页 7 0074 a. 恒温携液仪 1 套 0075 b. 温度计， 精度 0.2 1 支 0

17、076 c. 电子天平， 精度 0.01g 1 台 0077 d. 超级恒温水浴 2 台 0078 e. 充气泵 1 台 0079 f. 烧杯， 1000ml 2 个 0080 g. 湿式气体流量计 1 台 0081 h. 玻棒 1 支 0082 3.3.2 实验方法 0083 称取 1.20g 抗冻泡排剂于 1000ml 烧杯中， 加入 200g/l 矿化水稀释至 360ml， 置待 测样液于恒温水浴里加热至 701， 然后向待测样液中加入 40ml 的煤油搅拌均匀， 得到 药剂浓度为 3.00、 抗 10煤油的待测样液， 备用。 0084 用超级恒温水浴预热恒温携液仪并恒温在 701， 打

18、开充气泵， 充入每分钟 8L 气体， 将已预热好的待测样液倒入恒温携液仪中， 使溶液起泡， 用集液器收集带出的 液体， 直到无泡沫带出为止， 称量带出液体的体积 ( 携液率带出液体体积 / 样液总体 积 100 )， 即为该实验样品的携液能力。 0085 用以上方法分别测试 ： 抗冻泡排剂水甲醇为111、 121、 131、 1 4 1、 1 5 1、 1 5 2 的混合液， 在纯泡排剂用量为 3.00时的携液能力。 0086 3.3.3 实验结果 0087 表 3 ： 抗冻泡排剂原液和泡排剂与水、 甲醇按不同比例混合液的携液能力实验结 果 0088 实验药剂 携液量 携液率 抗冻泡排剂原液

19、340ml 85.00 抗冻泡排剂水甲醇 (1 1 1) 345ml 86.25 抗冻泡排剂水甲醇 (1 2 1) 343ml 85.75 抗冻泡排剂水甲醇 (1 3 1) 341ml 85.25 抗冻泡排剂水甲醇 (1 4 1) 342ml 85.50 抗冻泡排剂水甲醇 (1 5 1) 341ml 85.25 抗冻泡排剂水甲醇 (1 5 2) 340ml 85.00 0089 3.3.4 实验结论 0090 通过携液能力实验可以得出 ： 0091 (1) 抗冻泡排剂在 200g/l 的矿化水中， 抗 10煤油条件下具有较好的携液能力。 0092 (2) 抗冻泡排剂与水、 甲醇按不同比例混合后

20、， 纯泡排剂用量相同的条件下 ( 均为 3.00 )， 携液能力相差不大， 说明甲醇对其携液能力无影响。 说 明 书 CN 102660239 A 7 6/7 页 8 0093 四、 结论 0094 通过以上抗冻性能实验可以看出 ： 0095 (1) 抗冻泡排剂原液在 -30条件下， 无结冰现象， 具有良好的流动性。 0096 (2) 抗冻泡排剂与水、 甲醇按不同比例混合后， 泡排剂水甲醇为 1 3 1、 1 4 1、 1 5 1 时， 在 -30时均结冰， 失去流动性能。 0097 (3) 为防止抗冻泡排剂稀释液在 -30结冰， 甲醇占抗冻泡排剂与水稀释液的比 例不得低于 30， 即 ： 抗

21、冻泡排剂水甲醇为 1 1 1。 0098 (4) 综合以上实验结果， 推荐抗冻泡排剂水甲醇最佳使用比例为 1 1 1。 具体实施方式 0099 下面结合实施例对本发明做进一步的描述， 但本发明的保护范围不限于以下所 述 ： 0100 实施例 1 ： 0101 抗冻泡排剂， 由下述重量份含量的原料组成 ： 0102 油患子皂甙 50 ； 0103 聚乙二醇 20 ； 0104 三乙醇胺 5 ； 0105 甘油 10 ； 0106 乙二醇 10 ； 0107 水 5。 0108 抗冻泡排剂的制备工艺， 包括以下步骤 ： 0109 (1) 分别称取上述重量份的原料备用 ； 0110 (2) 将步骤

22、(1) 中称取的油患子皂甙和水加入搅拌缸内， 加热至 40 ； 0111 (3) 将步骤 (1) 中称取的聚乙二醇、 甘油、 三乙醇胺和乙二醇依次加入搅拌缸内， 恒温并搅拌至所有物料溶解 ； 0112 (4) 将全部溶解的物料放出， 包装， 即得成品。 0113 实施例 2 ： 0114 抗冻泡排剂， 由下述重量份含量的原料组成 ： 0115 油患子皂甙 40 ； 0116 聚乙二醇 30 ； 0117 三乙醇胺 8 ； 0118 甘油 15 ； 0119 乙二醇 5 ； 0120 水 2。 0121 抗冻泡排剂的制备工艺， 包括以下步骤 ： 0122 (1) 分别称取上述重量份的原料备用 ；

23、 0123 (2) 将步骤 (1) 中称取的油患子皂甙和水加入搅拌缸内， 加热至 30 ； 0124 (3) 将步骤 (1) 中称取的聚乙二醇、 甘油、 三乙醇胺和乙二醇依次加入搅拌缸内， 恒温并搅拌至所有物料溶解 ； 说 明 书 CN 102660239 A 8 7/7 页 9 0125 (4) 将全部溶解的物料放出， 包装， 即得成品。 0126 实施例 3 ： 0127 抗冻泡排剂， 由下述重量份含量的原料组成 ： 0128 油患子皂甙 60 ； 0129 聚乙二醇 10 ； 0130 三乙醇胺 2 ； 0131 甘油 5 ； 0132 乙二醇 15 ； 0133 水 8。 0134 抗

24、冻泡排剂的制备工艺， 包括以下步骤 ： 0135 (1) 分别称取上述重量份的原料备用 ； 0136 (2) 将步骤 (1) 中称取的油患子皂甙和水加入搅拌缸内， 加热至 40 ； 0137 (3) 将步骤 (1) 中称取的聚乙二醇、 甘油、 三乙醇胺和乙二醇依次加入搅拌缸内， 恒温并搅拌至所有物料溶解 ； 0138 (4) 将全部溶解的物料放出， 包装， 即得成品。 0139 实施例 4 ： 0140 抗冻泡排剂， 由下述重量份含量的原料组成 ： 0141 油患子皂甙 55 ； 0142 聚乙二醇 15 ； 0143 三乙醇胺 5 ； 0144 甘油 10 ； 0145 乙二醇 12 ； 0146 水 3。 0147 抗冻泡排剂的制备工艺， 包括以下步骤 ： 0148 (1) 分别称取上述重量份的原料备用 ； 0149 (2) 将步骤 (1) 中称取的油患子皂甙和水加入搅拌缸内， 加热至 50 ； 0150 (3) 将步骤 (1) 中称取的聚乙二醇、 甘油、 三乙醇胺和乙二醇依次加入搅拌缸内， 恒温并搅拌至所有物料溶解 ； 0151 (4) 将全部溶解的物料放出， 包装， 即得成品。 说 明 书 CN 102660239 A 9