本發明涉及油田領域，具體為一種氣井用阻垢抗油型液體泡沫排水劑及其制備方法。
背景技術：
泡沫排水采氣工藝是利用井底泡沫排水劑在氣流的擾動下，產生大量穩定的含水泡沫，明顯降低氣液混合物密度，大幅度降低油管內的摩阻損失和重力梯度(有效降低井底流壓)，以實現排水采氣的目的。由于泡沫排水采氣工藝具有“操作簡便、經濟效益明顯”的特點，其已成為各大氣田主要的排水采氣工藝技術。
目前，氣井泡沫排水采氣工藝面臨著高溫、高含凝析油、高礦化度等排水采氣難題，且隨著生產的進行，井筒及地面管道結垢現象也日益嚴重，對天然氣采輸安全帶來較大隱患。在氣井采輸過程中，會伴隨地層水的產出；由于水的熱力學不穩定性和化學不相容性，地層流體中水相離子不配伍或無機鹽過飽和，超過了物質的溶解度，使得井筒和輸氣管道內很容易產生鹽垢。水中成垢離子含量越高，形成垢的可能性就越大；為了預防結垢問題對油氣田采輸的造成的影響，就需要在結垢的初始階段，改變垢的生成環境，減少垢的形成；同時，部分氣井凝析油含量較高，會對泡沫性能產生較大消泡作用，嚴重影響氣井泡沫排水劑攜液性能。
現有常規泡沫排水采氣工藝已無法有效解決以上難題，迫切需要一種既能夠有效阻止垢的形成，又能適應氣田產出水高凝析油、高礦化度、高溫度井下條件下的泡沫排水劑。
技術實現要素：
本發明的發明目的在于：針對在氣井采輸過程中，受水的熱力學不穩定性和化學不相容性影響，使得井筒和輸氣管道內很容易產生鹽垢，對天然氣采輸會產生嚴重的安全隱患，同時，部分氣井凝析油含量較高，會產生較大消泡作用，影響氣井泡沫排水劑攜液性能的問題，提供一種氣井用阻垢抗油型液體泡沫排水劑及其制備方法。本發明的氣井用阻垢抗油型液體泡沫排水劑的阻垢率≥20％，發泡力≥125，具有阻垢、抗高凝析油(50％)、抗高溫(130℃)、抗高礦化度(250000ppm)的優點，能夠滿足各類產水氣井生產的需要。同時，本發明的生產工藝可行，設備與環境要求低，能實現工業化生產的需要，具有較高的性價比。另外，本發明生產原料易得，成本低，能實現規模化生產和應用。
為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：
一種氣井用阻垢抗油型液體泡沫排水劑，其阻垢率≥20％，抗溫能力≥120℃，抗礦化度能力達250000ppm。
該液體泡沫排水劑能抗130℃高溫。
采用包括如下質量份數比的組分制備而成：20～30份第一中間體、10～20份全氟壬烯氧基苯磺酸鈉、5～15份羥基乙叉二膦酸四鈉、5～15份乙二胺四乙酸二鈉、5～15份月桂酰胺丙基甜菜堿、5～15份椰油基二乙醇酰胺、5～10份水；
所述第一中間體采用包括如下質量份數比的組分制備而成：20～40份丙烯酸、30～35份丙烯酸鈉、15～25份乙酸乙烯酯、10～15份順丁烯二酸聚乙二醇單酯、10～15份聚乙二醇甲基丙烯酸磷酸酯。
前述氣井用阻垢抗油型液體泡沫排水劑的制備方法，包括如下步驟：
(1)制備第一中間體
按配比分別稱取丙烯酸、丙烯酸鈉、乙酸乙烯酯、順丁烯二酸聚乙二醇單酯、聚乙二醇甲基丙烯酸磷酸酯，混合均勻，得第一混合物，將所得第一混合物用過硫酸銨引發聚合反應后，再向其中加入氫氧化鈉進行皂化反應，皂化反應得到第二混合物，將第二混合物與氯乙酸鈉按質量比8:1～10:1混合，進行羧烷基化反應，羧烷基化反應后得到第三混合物，采用雙氧水對第三混合物進行氧化，得到粘稠黃色液體，即第一中間體；
(2)制備液體泡沫排水劑
按配比分別稱取第一中間體、全氟壬烯氧基苯磺酸鈉、羥基乙叉二膦酸四鈉、乙二胺四乙酸二鈉、月桂酰胺丙基甜菜堿、椰油基二乙醇酰胺、水，將稱取的組分復配，即得產品。
所述步驟1中，過硫酸銨的質量濃度為0.02％～0.05％。
前述氣井用阻垢抗油型液體泡沫排水劑在產水氣井生產中的應用。
前述氣井用阻垢抗油型液體泡沫排水劑在高凝析油、高礦化度、高溫度產水氣井生產中的應用。
針對預防氣井產出水結垢和氣井高凝析油、高礦化度、高溫度產出水排水采氣的需要，本發明提供一種氣井用阻垢抗油型液體泡沫排水劑及其制備方法，具體為一種天然氣井用具有阻垢功能、抗高凝析油、抗高礦化度、抗高溫的泡沫排水劑及其制備方法。
該液體泡沫排水井以多種聚乙二醇衍生物、植物性表面活性劑、脂肪酸類表面活性劑為主料，以有機酸鹽、有機磷酸鹽、酰胺類有機物為輔料，經聚合、復配工藝制成的。本發明中，羥基乙叉二膦酸四鈉、乙二胺四乙酸二鈉的阻垢成分復配能夠高效螯合地層產出水中Ca2+、Mg2+、Fe3+等離子；同時，為達到泡沫排水劑的抗高凝析油、抗高礦化度、抗高溫的目的，本發明采用丙烯酸、丙烯酸鈉、乙酸乙烯酯、順丁烯二酸聚乙二醇單酯、聚乙二醇甲基丙烯酸磷酸酯、氯乙酸鈉以及雙氧水進行聚合反應、皂化反應、羧烷基化以及氧化還原反應，生成中間體JS-1(即第一中間體)，再與發泡性和增稠性優良的全氟壬烯氧基苯磺酸鈉、月桂酰胺丙基甜菜堿復配，并以高效穩泡性椰油酸二乙醇酰胺和水為原材料，制備出本發明的氣井用阻垢抗油型液體泡沫排水劑。
本發明的泡沫排水劑起泡能力強，穩泡時間長，攜液率高。其能借助天然氣流的擾動，產生大量穩定的含水泡沫，使井底含油積液被氣流從井底攜帶至地面，并有效防止氣井井筒及輸氣管道結垢的生產，具有較好的應用前景。
本發明的氣井用阻垢抗油型液體泡沫排水劑具有防止氣田產出水結垢的功能，同時，其中在含高凝析油、高溫、高礦化度天然氣井中，不僅具有起泡快、穩泡時間長、攜液能力強等性能，還具有無毒、易降解、環保的特點，且原材料易得，便于現場規模化應用，具有較好的應用前景。
同時，本發明提供前述氣井用阻垢抗油型液體泡沫排水劑的制備方法，其包括如下步驟：先將丙烯酸、丙烯酸鈉、乙酸乙烯酯、聚乙二醇順丁烯二酸酐單酯化物、聚乙二醇甲基丙烯酸磷酸酯充分混合(混合質量比例為：40～20：35～30：25～15：15～10：15～10)，再經過過硫酸銨(質量濃度0.02％～0.05％)引發發生聚合反應后，再加入氫氧化鈉，進行皂化反應，將皂化反應制得的中間產物與氯乙酸鈉進行羧烷基化反應(反應質量比例為8:1～10:1)，最后，用雙氧水進行氧化制得粘稠黃色液體JS-1(即第一中間體)；將JS-1與全氟壬烯氧基苯磺酸鈉、羥基乙叉二膦酸四鈉、乙二胺四乙酸二鈉、月桂酰胺丙基甜菜堿、椰油基二乙醇酰胺和水進行復配，復配配方優選比例為(30～20)：(20～10)：(15～5)：(15～5)：(15～5)：(15～5)：(10～5)，即得產品。
經測定，本發明的氣井用阻垢抗油型液體泡沫排水劑的阻垢率≥20％，發泡力≥125，具有阻垢、抗高凝析油(50％)、抗高溫(130℃)、抗高礦化度(250000ppm)的優點，能夠滿足各類產水氣井生產的需要。同時，本發明的生產工藝可行，設備與環境要求低，能實現工業化生產的需要，具有較高的性價比。另外，本發明生產原料易得，成本低，能實現規模化生產和應用。
綜上所述，本發明具有生產工藝可行，設備要求低、環境影響低，容易實現工業化、自動化生產的優點。本發明方法所制得的泡沫排水劑能夠預防油氣采輸過程中不溶物沉淀的生成，同時具有溫度穩定性高、抗高凝析油、抗高礦化度等特點，產品能夠解決當前氣井生產的突出問題，能夠滿足各類產水氣井生產的需要，具有較好的應用前景，值得大規模推廣和應用。
具體實施方式
本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
本實施例中涉及到的藥劑配方和合成工藝，能夠生產一種抗高溫、抗高凝析油、抗高礦化度阻垢抗油型液體泡沫排水劑。現闡述該泡沫排水劑的制備方法，具體步驟如下。
1、準備
1)原材料準備。
2)檢查反應釜內是否有異物，如有異物，請及時清除。
3)啟動攪拌機，觀察其工作是否正常，如不正常，及時進行檢修。
4)校準衡器：a)調零；b)用500g標準砝碼校準儀器。
2、生產：
1)按如下質量比稱取各組分：20～40份丙烯酸、30～35份丙烯酸鈉、15～25份乙酸乙烯酯、10～15份順丁烯二酸聚乙二醇單酯、10～15份聚乙二醇甲基丙烯酸磷酸酯。
2)將步驟1)稱取的組分放入反應釜中，在40℃下，攪拌20分鐘，待反應釜內物料充分混合后，得到第一混合物；再向第一混合物中，加入質量濃度為0.02％～0.05％引發劑過硫酸銨反應6h，反應6h后，得到第二混合物；將所得第二混合物與氫氧化鈉進行皂化反應，然后再與氯乙酸鈉進行羧烷基化反應(反應質量比例8:1～10:1)，得到第三混合物；最后，第三混合物與雙氧水進行氧化反應，即制得粘稠淺黃色液體JS-1(即第一中間體)。
3)按如下質量比稱取各組分：20～30份第一中間體、10～20份全氟壬烯氧基苯磺酸鈉、5～15份羥基乙叉二膦酸四鈉、5～15份乙二胺四乙酸二鈉、5～15份月桂酰胺丙基甜菜堿、5～15份椰油基二乙醇酰胺、5～10份水。
4)在常溫下，將步驟3)稱取的組分混合，攪拌30分鐘后，得到本發明的阻垢抗油型液體泡沫排水劑。
3、成品
將開啟反應釜的放料閥，將物料放入成品儲池中，包裝成品。
經測定，本發明的產品的阻垢率≥20％，能抗130℃高溫，抗50％高凝析油，抗250000ppm高礦化度，外觀呈無色或淺黃色液體，無異味。
本發明的液體泡沫排水井具有抗高溫、抗高凝析油、抗高礦化度的優點，其性能指標如下表1所示。
表1阻垢抗油型液體泡沫排水劑性能指標
實施例1
1)按如下質量比稱取各組分：25kg丙烯酸、30kg丙烯酸鈉、20kg乙酸乙烯酯、10kg順丁烯二酸聚乙二醇單酯、15kg聚乙二醇甲基丙烯酸磷酸酯。
2)將步驟1)稱取的組分放入反應釜中，在45℃下，攪拌15分鐘，待反應釜內物料充分混合后，得到第一混合物；再向第一混合物中，加入質量濃度為0.03％引發劑過硫酸銨反應6h，反應6h后，得到第二混合物；將所得第二混合物與氫氧化鈉進行皂化反應，然后再與氯乙酸鈉進行羧烷基化反應(兩者的質量比例8:1)，得到第三混合物；最后，第三混合物與雙氧水進行氧化反應，即制得粘稠淺黃色液體JS‐1(即第一中間體)。
3)按如下質量比稱取各組分：25kg第一中間體、15kg全氟壬烯氧基苯磺酸鈉、15kg羥基乙叉二膦酸四鈉、15kg乙二胺四乙酸二鈉、10kg月桂酰胺丙基甜菜堿、12kg椰油基二乙醇酰胺、8kg水。
4)在常溫下，將步驟3)稱取的組分混合，攪拌50分鐘后，得到本發明的阻垢抗油型液體泡沫排水劑。
本實施例產品的阻垢率為25％(藥劑濃度：10mg/L溫度：80℃；按照SY/T5673—1993中的5.2測定阻垢劑的碳酸鈣阻垢率)，發泡力為135mm(測定條件：130℃、濃度3‰，礦化度250g/l含50％的石油醚)，3min泡高為115mm(測定條件：130℃、濃度3‰，礦化度250g/l含50％的石油醚)，攜液量為125mL/15min。
實施例2
1)按如下質量比稱取各組分：25kg丙烯酸、35kg丙烯酸鈉、16kg乙酸乙烯酯、12kg順丁烯二酸聚乙二醇單酯、12kg聚乙二醇甲基丙烯酸磷酸酯。
2)將步驟1)稱取的組分放入反應釜中，在40℃下，攪拌25分鐘，待反應釜內物料充分混合后，得到第一混合物；再向第一混合物中，加入質量濃度為0.05％引發劑過硫酸銨反應6h，反應6h后，得到第二混合物；將所得第二混合物與氫氧化鈉進行皂化反應，然后再與氯乙酸鈉進行羧烷基化反應(反應質量比例10:1)，得到第三混合物；最后，第三混合物與雙氧水進行氧化反應，即制得粘稠淺黃色液體JS‐1(即第一中間體)。
3)按如下質量比稱取各組分：30kg第一中間體、12kg全氟壬烯氧基苯磺酸鈉、11kg羥基乙叉二膦酸四鈉、12kg乙二胺四乙酸二鈉、15kg月桂酰胺丙基甜菜堿、10kg椰油基二乙醇酰胺、10kg水。
4)在常溫下，將步驟3)稱取的組分混合，攪拌30分鐘后，得到本發明的阻垢抗油型液體泡沫排水劑。
本實施例產品的阻垢率為22％(藥劑濃度：10mg/L溫度：80℃；按照SY/T5673—1993中的5.2測定阻垢劑的碳酸鈣阻垢率)，發泡力為132mm(測定條件：130℃、濃度3‰，礦化度250g/l含50％的石油醚)，3min泡高為117mm(測定條件：130℃、濃度3‰，礦化度250g/l含50％的石油醚)，攜液量為130mL/15min。
實施例3
1)按如下質量比稱取各組分：30kg丙烯酸、32kg丙烯酸鈉、18kg乙酸乙烯酯、10kg順丁烯二酸聚乙二醇單酯、10kg聚乙二醇甲基丙烯酸磷酸酯。
2)將步驟1)稱取的組分放入反應釜中，在35℃下，攪拌30分鐘，待反應釜內物料充分混合后，得到第一混合物；再向第一混合物中，加入質量濃度為0.04％引發劑過硫酸銨反應6h，反應6h后，得到第二混合物；將所得第二混合物與氫氧化鈉進行皂化反應，然后再與氯乙酸鈉進行羧烷基化反應(反應質量比例9:1)，得到第三混合物；最后，第三混合物與雙氧水進行氧化反應，即制得粘稠淺黃色液體JS‐1(即第一中間體)。
3)按如下質量比稱取各組分：26kg第一中間體、20kg全氟壬烯氧基苯磺酸鈉、10kg羥基乙叉二膦酸四鈉、10kg乙二胺四乙酸二鈉、12kg月桂酰胺丙基甜菜堿、14kg椰油基二乙醇酰胺、8kg水。
4)在常溫下，將步驟3)稱取的組分混合，攪拌60分鐘后，得到本發明的阻垢抗油型液體泡沫排水劑。
本實施例產品的阻垢率為27％(藥劑濃度：10mg/L溫度：80℃；按照SY/T5673—1993中的5.2測定阻垢劑的碳酸鈣阻垢率)，發泡力為140mm(測定條件：130℃、濃度3‰，礦化度250g/l含50％的石油醚)，3min泡高為122mm(測定條件：130℃、濃度3‰，礦化度250g/l含50％的石油醚)，攜液量為138mL/15min。
實施例4
1)按如下質量比稱取各組分：25kg丙烯酸、30kg丙烯酸鈉、21kg乙酸乙烯酯、13kg順丁烯二酸聚乙二醇單酯、11kg聚乙二醇甲基丙烯酸磷酸酯。
2)將步驟1)稱取的組分放入反應釜中，在40℃下，攪拌20分鐘，待反應釜內物料充分混合后，得到第一混合物；再向第一混合物中，加入質量濃度為0.05％引發劑過硫酸銨反應8h，反應8h后，得到第二混合物；將所得第二混合物與氫氧化鈉進行皂化反應，然后再與氯乙酸鈉進行羧烷基化反應(兩者的質量比例8:1)，得到第三混合物；最后，第三混合物與雙氧水進行氧化反應，即制得粘稠淺黃色液體JS‐1(即第一中間體)。
3)按如下質量比稱取各組分：27kg第一中間體、19kg全氟壬烯氧基苯磺酸鈉、9kg羥基乙叉二膦酸四鈉、15kg乙二胺四乙酸二鈉、8kg月桂酰胺丙基甜菜堿、15kg椰油基二乙醇酰胺、7kg水。
4)在常溫下，將步驟3)稱取的組分混合，攪拌40分鐘后，得到本發明的阻垢抗油型液體泡沫排水劑。
本實施例產品的阻垢率為26％(藥劑濃度：10mg/L溫度：80℃；按照SY/T 5673—1993中的5.2測定阻垢劑的碳酸鈣阻垢率)，發泡力為136mm(測定條件：130℃、濃度3‰，礦化度250g/l含50％的石油醚)，3min泡高為120mm(測定條件：130℃、濃度3‰，礦化度250g/l含50％的石油醚)，攜液量為137mL/15min。
實施例5
1)按如下質量比稱取各組分：35kg丙烯酸、30kg丙烯酸鈉、15kg乙酸乙烯酯、10kg聚乙二醇順丁烯二酸酐單酯化物、10kg聚乙二醇甲基丙烯酸磷酸酯。
2)將步驟1)稱取的組分放入反應釜中，在40℃下，攪拌25分鐘，待反應釜內物料充分混合后，得到第一混合物；再向第一混合物中，加入質量濃度為0.04％引發劑過硫酸銨反應6h，反應6h后，得到第二混合物；將所得第二混合物與氫氧化鈉進行皂化反應，然后再與氯乙酸鈉進行羧烷基化反應(反應質量比例9:1)，得到第三混合物；最后，第三混合物與雙氧水進行氧化反應，即制得粘稠淺黃色液體JS‐1(即第一中間體)。
3)按如下質量比稱取各組分：28kg第一中間體、11kg全氟壬烯氧基苯磺酸鈉、13kg羥基乙叉二膦酸四鈉、13kg乙二胺四乙酸二鈉、13kg月桂酰胺丙基甜菜堿、12kg椰油基二乙醇酰胺、10kg水。
4)在常溫下，將步驟3)稱取的組分混合，攪拌30分鐘后，得到本發明的阻垢抗油型液體泡沫排水劑。
本實施例產品的阻垢率為25％(藥劑濃度：10mg/L溫度：80℃；按照SY/T5673—1993中的5.2測定阻垢劑的碳酸鈣阻垢率)，發泡力為133mm(測定條件：130℃、濃度3‰，礦化度250g/l含50％的石油醚)，3min泡高為118mm(測定條件：130℃、濃度3‰，礦化度250g/l含50％的石油醚)，攜液量為133mL/15min。
本發明并不局限于前述的具體實施方式。本發明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。