[發明專利]一種硅醚復合消泡劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810523446.0
• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN108726913B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 李洋;李建華;湯少兵;王瓊;滕兆健;盧海川;高繼超;周雪
• 申請（專利權）人: 天津中油渤星工程科技有限公司;中國石油集團海洋工程有限公司
• 主分類號: C04B24/42
• 分類號: C04B24/42;C09K8/467;C04B103/50
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 馬苗苗

本發明公開了一種硅醚復合消泡劑及其制備方法和應用，屬于油田化工技術領域。按照質量百分比，所述復合消泡劑包含：15％?25％聚硅氧烷、15％?25％聚醚、2％?5％疏水白炭黑、2％?5％復合乳化劑、1％?2％穩定劑，余量為水。制備方法為：向反應釜中投加聚二甲基硅氧烷和聚醚，升溫至170?200℃，持續攪拌1?2小時；加入疏水白炭黑，攪拌使物料均化；再加入復合乳化劑、穩定劑和水，降溫至60?80℃，恒溫攪拌反應，即得。所述復合消泡劑用于含有外加劑的固井水泥漿攪拌過程中的消泡和抑泡。本發明的復合消泡劑消泡、抑泡能力強，可用于各種水泥漿體系，與常見外加劑配伍性好且安全環保。

技術領域

本發明涉及油田化工技術領域，特別涉及一種硅醚復合消泡劑及其制備方法和應用。

背景技術

泡沫是有大量氣泡分散于液體中的一種分散體系,其分散相為氣體,連續相為液體。由于氣泡的相對密度小于液體的,液體中的氣泡會上升到液面,形成了以少量液體構成的液膜隔開的氣泡聚集物,亦即泡沫。溶液體系中加有表面活性劑時，在氣泡表面吸附著定向排列的一層表面活性劑分子,當其達到一定濃度時,氣泡壁就形成了一層堅固的薄膜，這樣氣泡就不易合并。消泡劑就是要破壞和抑制此薄膜的形成。

在油氣井固井施工作業過程中,加有外加劑的油井水泥漿經常出現密度降低的現象。水泥漿產生氣泡是較復雜的物理化學變化，與外加劑的成分、水的礦化度、水泥的氣化及注水泥設備等多方面因素有關。如水泥漿中含有木質素磺酸鹽外加劑、聚乙烯醇，水中Cl^-和Mg²⁺等濃度過高都會誘發水泥漿產生氣泡。在連續施工條件下,如不能快速消泡，將會使水泥漿實測密度明顯小于真實值，導致水泥石強度和膠結強度降低，聲幅測井曲線偏高，從而影響固井質量；另外會導致油井水泥與配漿水的比例改變，同時也影響了水泥漿中各種外加劑的有效含量，導致其流變性能、失水量、稠化時間等參數與設計產生偏差，嚴重時直接導致固井施工失敗。因此，一種性能優良的消泡劑在固井施工中占有舉足輕重的地位。

目前固井行業常用的油井水泥消泡劑按照物質組成大致可分為有機硅型、聚醚型、和非硅型。有機硅消泡劑主要成分是聚硅氧烷，具有消泡效力強、表面張力低、揮發性低、無毒、無污染、生理惰性等特點，但在水泥漿體系中抑泡性能較差。聚醚消泡劑能通過調節氧乙烯、氧丙烯的比值和摩爾質量調節其水溶性和油溶性,大大降低發泡液的表面張力,具有很好的消泡、抑泡能力，且具有耐高溫、耐堿和無機鹽特性，但是對膠乳水泥漿體系消泡能力較差，且會影響水泥漿體系稠化和強度發展。非硅型消泡劑包括磷酸酯、礦物油和異辛醇等有機化合物，礦物油類消泡劑消泡性能不太穩定，對某些特殊水泥漿體系消泡效果差；磷酸酯類消泡劑氣味大，有一定腐蝕性和危險性；異辛醇氣味大，刺激性強，使用安全性差。

綜上所述，目前用于固井的油井水泥消泡劑存在許多不足，比如有的抑泡能力差；有的與外加劑配伍性差，可應用的水泥漿體系少；有的有一定危險性。

發明內容

本發明的目的是提供一種硅醚復合消泡劑及其制備方法和應用，該復合消泡劑消泡、抑泡能力強，可用于各種水泥漿體系，與常見外加劑配伍性好且安全環保。

一方面，為實現上述目的，本發明提供了一種硅醚復合消泡劑，按照質量百分比，所述復合消泡劑包含：15％-25％聚硅氧烷、15％-25％聚醚、2％-5％疏水白炭黑、2％-5％復合乳化劑、1％-2％穩定劑，余量為水。

進一步地，所述聚硅氧烷為聚二甲基硅氧烷，所述聚二甲基硅氧烷粘度為0.8-1.0Pa·S。

進一步地，所述聚醚為丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚，平均分子量為1300-3000。

進一步地，所述疏水白炭黑粒徑為2-3μm，比表面積為170-210m²/g。

進一步地，所述復合乳化劑為span-tween系列的乳化劑；所述復合乳化劑的HLB值為9-9.5，優選9.1。