一种常压页岩气开发用泡沫排水起泡剂及其制备方法与流程

本发明属于油气开发的技术领域，具体涉及一种常压页岩气开发用泡沫排水起泡剂及其制备方法。

背景技术：

页岩气是蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源，赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，是一种清洁、高效的能源资源和化工原料。但是，随着各大气田逐渐步入开发的中后期，储层能量趋于不足，井底积液成为了页岩气井生产面临的普遍问题。气体无法把井底的水带到地面，水在井筒内渐渐积累，严重影响到气井的产量。

泡沫排水法，即向井筒内注入起泡剂，起泡剂与井筒积液混合后，通过气流的搅拌作用生成大量低密度含水泡沫，气流将泡沫带至地面，从而减少井筒内积液。该工艺具有投资少、成本低、见效快、容易实施和不影响气井正常生产等优点，因此被广泛使用。但是现有的起泡剂主要采用双极性表面活性剂，其耐温、耐盐性相对较差，在地层中容易失效。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的起泡剂耐盐性较差的问题，本发明提供一种常压页岩气开发用泡沫排水起泡剂及其制备方法，以解决上述问题。

本发明的技术方案为：

一种常压页岩气开发用泡沫排水起泡剂，包括重量份的以下组分：十二烷基磺酸钠4～10份，十二烷基苯磺酸钠1～4份，烷基酚聚氧乙烯醚1～3份，聚乙烯醇2～6份，吐温804～5份，edta1～2份，三乙醇胺5～8份，铵盐5～10份，用水补足100份。

优选的，所述页岩气开发用泡沫排水起泡剂，包括重量份的以下组分：十二烷基磺酸钠4～7份，十二烷基苯磺酸钠1～2份，烷基酚聚氧乙烯醚1～2份，聚乙烯醇2～4份，吐温804～5份，edta1～2份，三乙醇胺5～6份，铵盐5～10份，用水补足100份。

优选的，所述常压页岩气开发用泡沫排水起泡剂，包括重量份的以下组分：十二烷基磺酸钠5份，十二烷基苯磺酸钠2份，烷基酚聚氧乙烯醚2份，聚乙烯醇3份，吐温805份，edta2份，三乙醇胺5份，铵盐8份，水68份。

优选的，所述烷基酚聚氧乙烯醚选自壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚和十二烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。

优选的，所述烷基酚聚氧乙烯醚为壬基酚聚氧乙烯醚和辛基酚聚氧乙烯醚的混合物，其中壬基酚聚氧乙烯醚：辛基酚聚氧乙烯醚＝2:1。

优选的，所述三乙醇胺粘度≥550cp，25℃。三乙醇胺为一种高粘度的液体，加入后可增强液膜的强度，提高起泡剂的性能。

优选的，所述铵盐为碳酸铵、碳酸氢铵或硫酸铵中的一种。铵盐能够提高起泡剂的起泡能力和携液能力。

本发明还提供一种常压页岩气开发用泡沫排水起泡剂的制备方法，具体步骤为：

向反应釜中加入水，控温20～30℃，搅拌下加入三乙醇胺，搅拌均匀后依次加入十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯醇和铵盐，溶解后加入吐温80、edta和烷基酚聚氧乙烯醚，搅拌均匀后静置，得页岩气开发用泡沫排水起泡剂。

本发明的有益效果为：

本发明同时使用十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠，可以增强起泡剂的稳定性；铵盐能够促进起泡剂具有良好的起泡能力和携液能力；三乙醇胺加入后可增强液膜的强度，提高起泡剂的性能。edta的加入，可有效地鳌合地层水中的钙镁离子，减小金属离子对泡沫的影响。本发明通过优化泡排起泡剂的组分，各组分协同配合，增强起泡剂的携液能力和稳泡性能，同时协同增强了起泡剂的耐温性能。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

一种常压页岩气开发用泡沫排水起泡剂，包括重量份的以下组分：十二烷基磺酸钠4g，十二烷基苯磺酸钠1g，壬基酚聚氧乙烯醚2g，聚乙烯醇3g，吐温804g，edta2g，三乙醇胺5g(粘度为590cp，25℃)，碳酸铵7g，水72g。

制备方法为：向反应釜中加入水，控温20～30℃，搅拌下加入三乙醇胺5g，搅拌均匀后依次加入十二烷基磺酸钠4g、十二烷基苯磺酸钠1g、聚乙烯醇3g和碳酸铵7g，溶解后加入吐温804g、edta2g和壬基酚聚氧乙烯醚2g，搅拌均匀后静置，得常压页岩气开发用泡沫排水起泡剂。

实施例2

一种常压页岩气开发用泡沫排水起泡剂，包括重量份的以下组分：十二烷基磺酸钠5g，十二烷基苯磺酸钠2g，壬基酚聚氧乙烯醚1g，辛基酚聚氧乙烯醚0.5g，聚乙烯醇3g，吐温805g，edta2g，三乙醇胺5g(粘度为590cp，25℃)，碳酸铵8g，水68g。

制备方法为：向反应釜中加入水，控温20～30℃，搅拌下加入三乙醇胺5g，搅拌均匀后依次加入十二烷基磺酸钠5g、十二烷基苯磺酸钠2g、聚乙烯醇3g和碳酸铵7g，溶解后加入吐温805g、edta2g、壬基酚聚氧乙烯醚1g和辛基酚聚氧乙烯醚0.5g，搅拌均匀后静置，得常压页岩气开发用泡沫排水起泡剂。

实施例3

一种常压页岩气开发用泡沫排水起泡剂，包括重量份的以下组分：十二烷基磺酸钠7g，十二烷基苯磺酸钠1g，辛基酚聚氧乙烯醚1g，聚乙烯醇3g，吐温804g，edta2g，三乙醇胺6g(粘度为590cp，25℃)，碳酸氢铵5g，水71g。

制备方法为：向反应釜中加入水，控温20～30℃，搅拌下加入三乙醇胺6g，搅拌均匀后依次加入十二烷基磺酸钠7g、十二烷基苯磺酸钠1g、聚乙烯醇3g和碳酸氢铵5g，溶解后加入吐温804g、edta2g和辛基酚聚氧乙烯醚1g，搅拌均匀后静置，得常压页岩气开发用泡沫排水起泡剂。

实施例4

一种常压页岩气开发用泡沫排水起泡剂，包括重量份的以下组分：十二烷基磺酸钠9g，十二烷基苯磺酸钠2g，十二烷基酚聚氧乙烯醚3g，聚乙烯醇3g，吐温805g，edta2g，三乙醇胺7g，硫酸铵9g，水60g。

制备方法为：向反应釜中加入水，控温20～30℃，搅拌下加入三乙醇胺6g，搅拌均匀后依次加入十二烷基磺酸钠7g、十二烷基苯磺酸钠1g、聚乙烯醇3g和碳酸氢铵5g，溶解后加入吐温804g、edta2g和十二烷基酚聚氧乙烯醚，搅拌均匀后静置，得常压页岩气开发用泡沫排水起泡剂。

对比例

一种常压页岩气开发用泡沫排水起泡剂，包括重量份的以下组分：十二烷基磺酸钠5g，十二烷基苯磺酸钠2g，壬基酚聚氧乙烯醚2g，聚乙烯醇3g，吐温805g，碳酸铵8g，水75g。

制备方法为：向反应釜中加入水，控温20～30℃，搅拌下依次加入十二烷基磺酸钠5g、十二烷基苯磺酸钠2g、聚乙烯醇3g和碳酸铵7g，溶解后加入吐温805g和壬基酚聚氧乙烯醚2g，搅拌均匀后静置，得常压页岩气开发用泡沫排水起泡剂。

测试例

对实施例1～4和对比例制备的泡沫排水起泡剂进行性能测试，参考标准syt6465-2000《泡沫排水采气用起泡剂评价方法》和gbt7462-1994《表面活性剂发泡力的测定改进rossmiles法》进行测试，具体方法为：

用25×10^-4mg/l盐水(盐水中nacl和cacl2的质量比为4:1)配置10ml0.25％的排水起泡剂溶液，倒入100ml量筒内，然后在不同温度下均匀冲入气体，测量发泡体积和泡沫寿命，另设置空白试验，使用蒸馏水配置10ml0.25％的实施例2制备的排水起泡剂溶液。具体测试结果如下表1：

表1-测试结果

尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。