[發(fā)明專利]一種用于酸性氣田具有緩蝕功能的起泡劑及其制備和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310552296.3
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN104629702A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣澤銀;陳文;劉友權(quán);谷壇;陳楠;蘇福燕;劉爽
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C09K8/54
• 分類號: C09K8/54;C09K8/584;C07D217/10
• 代理公司: 北京市中實友知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及含H₂S和CO₂的酸性有水氣田的泡沫排水采氣穩(wěn)產(chǎn)領(lǐng)域，是一種用于酸性氣田具有緩蝕功能的起泡劑、制備方法及在酸性氣田泡沫排水采氣和防腐中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

在含H₂S和CO₂的酸性有水氣田中，在H₂S、CO₂和地層水的共同作用下，對油套管有較強的腐蝕性，需要通過加注緩蝕劑進行腐蝕防護。同時隨著該類氣田的開采，當產(chǎn)氣量及地層壓力降低后，氣井帶液能力下降，會因地層水在井底及油管內(nèi)形成積液而影響氣井的穩(wěn)產(chǎn)，因此需要通過加注起泡劑進行泡沫排水采氣，以實現(xiàn)氣井的穩(wěn)產(chǎn)。在這種情況下，需要同時考慮泡沫排水采氣和油套管的腐蝕防護的問題。

Marek?Pakulski等在SPE65016《起泡劑和緩蝕劑的協(xié)同作用及抑制作用》中對α-烯烴磺酸鈉、乙氧基（3）C6-10乙氧基硫酸銨、十二烷基苯磺酸鈉、二辛基磺基琥珀酸酯鈉、十二烷基胺基二丙酸酯鈉、月桂醇磺基乙酸酯鈉、十六烷基三甲基氯化銨、聚乙氧基（100）壬基苯酚、C8-18烷基糖酐、椰油酰胺丙基甜菜堿、全氟烴基磺酸鈉、椰油酰胺丙基羥基磺基甜菜堿等12種起泡劑與C18烷基氨基乙基呱嗪、苯烷基吡啶氯化銨、乙氧基（2，5）C8-16乙醇單磷酸酯、二癸基二甲基氯化銨等4種緩蝕劑相互的影響進行了研究。表明起泡劑可能加快油套管腐蝕，在與緩蝕劑同時使用時會對緩蝕劑的緩蝕性能產(chǎn)生影響，認為可以通過選取相互配伍的起泡劑和緩蝕劑復(fù)配形成腐蝕較小的緩蝕起泡劑配方。

Samuel?Campbell等在SPE67325《緩蝕劑/起泡劑聯(lián)合處理提高氣井產(chǎn)量》中的研究認為，使用起泡劑進行泡排的過程中腐蝕可能很嚴重，需要采取措施減輕腐蝕。報導(dǎo)了A、B兩種由緩蝕劑和起泡劑復(fù)配形成的產(chǎn)品在4種不同類型氣井中的應(yīng)用。

這些報導(dǎo)，均是采用起泡劑與緩蝕劑進行復(fù)配，在達到泡排的同時起到一定的緩蝕作用。由于起泡劑和緩蝕劑的相互作用，一方面會影響起泡劑的起泡性能，另一方面，由于緩蝕劑的吸附成膜防腐蝕作用會受起泡劑的洗滌及潤濕作用的影響，從而影響腐蝕防護性能。同時在這些報導(dǎo)中沒有提及具體配方及適用的氣、水質(zhì)條件。

本發(fā)明通過化學(xué)合成方法，提供了一種具有緩蝕功能的起泡劑，可適用于地層水礦化度0g/L～293g/L、溫度155℃的酸性氣井的泡沫排水采氣，80℃、常壓、水相硫化氫1400ppm、水相二氧化碳250ppm下腐蝕速率≤0.076mm/a。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的：是為酸性氣田提供一種具有緩蝕功能（緩蝕率≤0.076mm/a）、適用地層水礦化度范圍較廣（0g/L～293g/L）、溫度較高（155℃）的泡沫排水采氣用起泡劑。

本發(fā)明的技術(shù)原理：選取具有緩蝕作用的基團進行改性，增強其緩蝕性能；再引入增強起泡性能的基團；選取的緩蝕基團和起泡基團可相互結(jié)合形成穩(wěn)定的內(nèi)鹽，以增加其抗礦化度的能力。

制備工藝條件：將5-異喹啉磺酸鈉與對亞二甲苯基二氯在75℃～90℃下反應(yīng)5～6小時，再加入N,N-二甲基-N′-月桂酰基-1,3-丙二胺在75℃～90℃下反應(yīng)3.5～4.5小時后加入去離子水得到含量為30%～40%的起泡劑水溶液。

5-異喹啉磺酸基團具有緩蝕作用，在引入對亞二甲苯基后可增強緩蝕性能。通過引入N,N-二甲基-N′-月桂酰基-1,3-丙二胺基團增強起泡性能，同時磺酸基與銨基相結(jié)合可形成內(nèi)鹽，提高起泡劑適應(yīng)礦化度的能力，使得在低礦化度和含有大量Ca²⁺、Mg²⁺的高礦化度水中（0g/L～293g/L）均具有較好的起泡力、穩(wěn)泡性和攜液能力。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種用于酸性氣田具有緩蝕功能的起泡劑及其制備，其特征是：所述的起泡劑是由5-異喹啉磺酸基團、對亞二甲苯基和N,N-二甲基-N′-月桂酰基-1,3-丙二胺基團構(gòu)成；所述的5-異喹啉磺酸基團由5-異喹啉磺酸鈉提供，5-異喹啉磺酸鈉可由5-異喹啉磺酸與氫氧化鈉反應(yīng)得到；所述的對亞二甲苯基由對亞二甲苯基二氯提供；所述的N,N-二甲基-N′-月桂酰基-1,3-丙二胺基團由N,N-二甲基-N′-月桂酰基-1,3-丙二胺提供。5-異喹啉磺酸鈉、對亞二甲苯基二氯、N,N-二甲基-N′-月桂酰基-1,3-丙二胺摩爾比1.0～1.2：1.0：1.0～1.2。