CN114437703B - 一种压裂用高效复合起泡助排剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种压裂用高效复合起泡助排剂及其制备方法，复合起泡助排剂由以下质量百分比的组分组成：1～3%的烷基磺酸钠盐，0.5～1%的烯基磺酸钠，15～20%的氧化胺类表面活性剂，2～5%的甜菜碱表面活性剂，0.5～1%的高温稳定剂，余量为水。本发明的高效复合起泡助排剂可用于油气田储层改造所用的压裂液中，在水质矿化度80mg/ml、环境温度150℃以下起泡性能稳定，可以适用于高温高盐环境。使用浓度为0.3%（质量分数）时，水溶液的表面张力在26mN/m以下，界面张力在0.8mN/m以下，助排性能优良。
Description
技术领域
本发明涉及油气开采技术领域，具体涉及一种压裂用高效复合起泡助排剂及其制备方法。
背景技术
随着油气田开采的推进，经常面临非常规油气藏，它们具有岩心致密、低渗透率、低地层压力、高温、地层水高盐的特点。通常通过水基压裂液对储层进行改造，经改造后储层增加了一定数量的人工裂缝，从而提高油气的渗透率。压裂结束后，压裂液的返回排出是一项非常必要的工作，一方面压裂液离开地层减少了地层伤害，另一方面压裂液较为彻底的离开有利于储层渗透率的提高。为促进返排，压裂液中会添加到助排剂、起泡剂等化学助剂，以减少压裂液与管道、岩层的摩擦，同时形成泡沫提高于地层能量，使底层的液体易返排。
在压裂液中，起泡剂的性能常常受影响较大，一方面复配后，助排剂类表面活性剂在降低表面张力的同时会降低大部分起泡剂的起泡、稳泡能力，另一方面地层高温环境、地层水高矿化度等因素也严重影响到起泡剂的起泡性能。
为解决不同助排剂和起泡剂配伍性问题，已有研究指向起泡助排剂复配剂，如申请号为201711080793.2公开的一种起泡助排剂，由阳离子表面活性剂5%～15%、非离子表面活性剂0～15%、氧化胺类表面活性剂5～20%、氟碳表面活性剂0.1～3、助剂0～20%、稳泡剂5～12%、余量为水，该项技术兼具了起泡剂、助排剂的功能，但没有考虑到高温高盐环境下的使用效果；申请号为201811135051.X公开的一种压裂酸化用起泡助排剂，研制过程需经过多次物理、化学反应，生产耗时长，经济性不高。
发明内容
为了解决现有的起泡助排剂没有考虑到高温高盐环境下的使用效果的技术问题，本发明提供一种低成本、适用于高温高盐环境的压裂用高效复合起泡助排剂及其制备方法。
本发明采用以下技术方案：
一种压裂用高效复合起泡助排剂，由以下质量百分比的组分组成：1～3%的烷基磺酸钠盐，0.5～1%的烯基磺酸钠，15～20%的氧化胺类表面活性剂，2～5%的甜菜碱表面活性剂，0.5～1%的高温稳定剂，余量为水。
进一步地，所述烷基磺酸钠盐为十二烷基磺酸钠、石油磺酸钠、仲烷基磺酸钠中的一种或者任意组合。
进一步地，所述石油磺酸钠为C14～C18石油磺酸钠中的一种或任意组合。
进一步地，所述仲烷基磺酸钠为C12～C16仲烷基磺酸钠中的一种或任意组合。
进一步地，所述烯基磺酸钠为C12～C18烯基磺酸钠中的一种或任意组合。
进一步地，所述氧化胺类表面活性剂为椰油酰胺丙基氧化胺、十二烷基二甲基氧化胺、月桂酰胺丙基氧化胺中的一种或任意组合。
进一步地，所述甜菜碱类表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺基丙基甜菜碱、十八酰胺基丙基甜菜碱、十二烷基二羟乙基甜菜碱、十八烷基二羟乙基甜菜碱、十二烷基二甲基甜菜碱中的一种或任意组合。
进一步地，所述高温稳定剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙二醇中的一种或任意组合。
本发明还提供了一种压裂用高效复合起泡助排剂的制备方法，包括以下步骤：先注入配方量的水，在搅拌状态下将配方量的氧化胺类表面活性剂、甜菜碱表面活性剂、高温稳定剂依次加入水中，搅拌均匀后，再加入烷基磺酸钠盐、烯基磺酸钠搅拌溶解均匀，即得高效复合起泡助排剂。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、本发明的高效复合起泡助排剂由烷基磺酸钠盐、烯基磺酸钠、氧化胺类表面活性剂、甜菜碱表面活性剂、高温稳定剂组成，可用于油气田储层改造所用的压裂液中，在水质矿化度80mg/ml、环境温度150℃以下起泡性能稳定。使用浓度为0.3%（质量分数）时，水溶液的表面张力在26mN/m以下，界面张力在0.8mN/m以下，助排性能优良。本发明的起泡助排剂低成本、且适用于高温高盐环境。
2、本发明的高效起泡助排剂在制备时，可在常温下进行，易于生产。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例1
本实施例的高效起泡助排剂由以下质量百分比的组分组成：1%的烷基磺酸钠盐，0.5%的烯基磺酸钠，15%的氧化胺类表面活性剂，3%的甜菜碱表面活性剂，0.5%的高温稳定剂，余量为水。烷基磺酸钠盐为十二烷基磺酸钠，烯基磺酸钠为C12烯基磺酸钠，氧化胺类表面活性剂为椰油酰胺丙基氧化胺，甜菜碱类表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱，高温稳定剂为聚乙烯醇。
本实施例的高效起泡助排剂的制备方法，包括以下步骤：先取配方量水，然后搅拌状态下依次加入配方量的椰油酰胺丙基氧化胺、椰油酰胺丙基甜菜碱、聚乙烯醇，搅拌均匀后在搅拌状态下依次加入十二烷基磺酸钠、C12烯基磺酸钠，搅拌溶解均匀后，即得高效起泡助排剂。
实施例2
本实施例的高效起泡助排剂由以下质量百分比的组分组成：1%的烷基磺酸钠盐，0.5%的烯基磺酸钠，15%的氧化胺类表面活性剂，3%的甜菜碱表面活性剂，0.7%的高温稳定剂，余量为水。烷基磺酸钠盐为石油磺酸钠，烯基磺酸钠为C14烯基磺酸钠，氧化胺类表面活性剂为十二烷基二甲基氧化胺，甜菜碱类表面活性剂为十二烷基二甲基甜菜碱，高温稳定剂为聚乙二醇。
本实施例的高效起泡助排剂的制备方法，包括以下步骤：先取配方量水，然后搅拌状态下依次加入配方量的十二烷基二甲基氧化胺、十二烷基二甲基甜菜碱、聚乙二醇，搅拌均匀后在搅拌状态下依次加入石油磺酸钠、C14烯基磺酸钠，搅拌溶解均匀后，即得高效起泡助排剂。
实施例3
本实施例的高效起泡助排剂由以下质量百分比的组分组成：1%的烷基磺酸钠盐，0.5%的烯基磺酸钠，18%的氧化胺类表面活性剂，5%的甜菜碱表面活性剂，0.7%的高温稳定剂，余量为水。烷基磺酸钠盐为仲烷基磺酸钠，烯基磺酸钠为C16烯基磺酸钠，氧化胺类表面活性剂为月桂酰胺丙基氧化胺，甜菜碱类表面活性剂为十八酰胺基丙基甜菜碱，高温稳定剂为聚丙二醇。
本实施例的高效起泡助排剂的制备方法，包括以下步骤：先取配方量水，然后搅拌状态下依次加入配方量的月桂酰胺丙基氧化胺、十八酰胺基丙基甜菜碱、聚丙二醇，搅拌均匀后在搅拌状态下依次加入仲烷基磺酸钠、C16烯基磺酸钠，搅拌溶解均匀后，即得高效起泡助排剂。
实施例4
本实施例的高效起泡助排剂由以下质量百分比的组分组成：1%的烷基磺酸钠盐，0.5%的烯基磺酸钠，18%的氧化胺类表面活性剂，5%的甜菜碱表面活性剂，0.7%的高温稳定剂，余量为水。烷基磺酸钠盐为仲烷基磺酸钠，烯基磺酸钠为C16烯基磺酸钠，氧化胺类表面活性剂为月桂酰胺丙基氧化胺，甜菜碱类表面活性剂为月桂酰胺基丙基甜菜碱，高温稳定剂为聚丙二醇。
本实施例的高效起泡助排剂的制备方法，包括以下步骤：先取配方量水，然后搅拌状态下依次加入配方量的月桂酰胺丙基氧化胺、月桂酰胺基丙基甜菜碱、聚丙二醇，搅拌均匀后在搅拌状态下依次加入仲烷基磺酸钠、C16烯基磺酸钠，搅拌溶解均匀后，即得高效起泡助排剂。
实施例5
本实施例的高效起泡助排剂由以下质量百分比的组分组成：2%的烷基磺酸钠盐，1%的烯基磺酸钠，20%的氧化胺类表面活性剂，5%的甜菜碱表面活性剂，1%的高温稳定剂，余量为水。烷基磺酸钠盐为十二烷基磺酸钠，烯基磺酸钠为C12烯基磺酸钠，氧化胺类表面活性剂为椰油酰胺丙基氧化胺，甜菜碱类表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱，高温稳定剂为聚乙烯醇。
本实施例的高效起泡助排剂的制备方法，包括以下步骤：先取配方量水，然后搅拌状态下依次加入配方量的椰油酰胺丙基氧化胺、椰油酰胺丙基甜菜碱、聚乙烯醇，搅拌均匀后在搅拌状态下依次加入十二烷基磺酸钠、C12烯基磺酸钠，搅拌溶解均匀后，即得高效起泡助排剂。
实施例6
本实施例的高效起泡助排剂由以下质量百分比的组分组成：3%的烷基磺酸钠盐，0.5%的烯基磺酸钠，20%的氧化胺类表面活性剂，5%的甜菜碱表面活性剂，1%的高温稳定剂，余量为水。烷基磺酸钠盐为仲烷基磺酸钠，烯基磺酸钠为C16烯基磺酸钠，氧化胺类表面活性剂为月桂酰胺丙基氧化胺，甜菜碱类表面活性剂为十八酰胺基丙基甜菜碱，高温稳定剂为聚丙二醇。
本实施例的高效起泡助排剂的制备方法，包括以下步骤：先取配方量水，然后搅拌状态下依次加入配方量的月桂酰胺丙基氧化胺、十八酰胺基丙基甜菜碱、聚丙二醇，搅拌均匀后在搅拌状态下依次加入仲烷基磺酸钠、C16烯基磺酸钠，搅拌溶解均匀后，即得。
对实施例1～6按照一定浓度比、盐水矿化度进行表面张力、界面张力、起泡体积、泡沫半衰期、热稳定性进行检测，性能测试结果见表1。
表1
从表1中可以看出本发明实施例1～6的高效起泡助排剂，在以本发明的起泡助排剂浓度为0.3%（即起泡助排剂在水或者标准盐水中的质量百分比）使用时，表面张力≤26mN/m，界面张力≤1mN/m，满足助排剂的使用要求，起泡体积和半衰期完全满足起泡剂的使用要求，能够有效促进压裂液的返排，降低地层伤害、方便施工。本发明的起泡助排剂低成本、且适用于高温高盐环境。
以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，仅仅用以解释本发明，并非限制本发明实施范围，对于本技术领域的技术人员来说，当然可根据本说明书中所公开的技术内容，通过置换或改变的方式轻易做出其它的实施方式，故凡在本发明的原理及工艺条件所做的变化和改进等，均应包括于本发明申请专利范围内。
Claims (2)
1.一种压裂用高效复合起泡助排剂，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：1～3%的烷基磺酸钠盐，0.5～1%的烯基磺酸钠，15～20%的氧化胺类表面活性剂，2～5%的甜菜碱表面活性剂，0.5～1%的高温稳定剂，余量为水；
所述氧化胺类表面活性剂为椰油酰胺丙基氧化胺、月桂酰胺丙基氧化胺中的一种或任意组合；
所述高温稳定剂为聚乙烯醇；
所述高效复合起泡助排剂用于水质矿化度80mg/ml、环境温度150℃以下的油气田储层改造所用的压裂液中；
所述烷基磺酸钠盐为十二烷基磺酸钠、石油磺酸钠、仲烷基磺酸钠中的一种或者任意组合；
所述石油磺酸钠为C14～C18石油磺酸钠中的一种或任意组合；
所述仲烷基磺酸钠为C12～C16仲烷基磺酸钠中的一种或任意组合；
所述烯基磺酸钠为C12～C18烯基磺酸钠中的一种或任意组合；
所述甜菜碱类表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺基丙基甜菜碱、十八酰胺基丙基甜菜碱、十二烷基二羟乙基甜菜碱、十八烷基二羟乙基甜菜碱、十二烷基二甲基甜菜碱中的一种或任意组合。
2.根据权利要求1所述的一种压裂用高效复合起泡助排剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：先注入配方量的水，在搅拌状态下将配方量的氧化胺类表面活性剂、甜菜碱表面活性剂、高温稳定剂依次加入水中，搅拌均匀后，再加入烷基磺酸钠盐、烯基磺酸钠搅拌溶解均匀，即得高效复合起泡助排剂。
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