技術領域

本發明屬于氣井泡排劑技術領域，具體涉及一種氣井排水用自動消泡型泡排劑及其制備方法。?

背景技術

隨著氣井的開發，地層壓力不斷降低，部分產水井因攜液能力差造成井筒積液嚴重，導致氣井減產甚至停噴。泡沫排水采氣是近年來國內外迅速發展的一種排水采氣技術，具有設備簡單、施工方便、成本低、適用井深范圍大、不影響氣井正常生產等優點，在氣田得到廣泛的應用。其本質是通過向井底礦化水中加注泡排劑，借助天然氣氣流的攪拌，泡排劑與井底積液充分接觸，產生大量的較穩定的低密度的含水泡沫，泡沫攜水隨氣流從井底到地面排出井筒，達到穩產、增產和延長其自噴期的目的。由于大部分泡沫伴隨著再生過程，大量泡沫排出氣井后消泡非常困難，嚴重影響工農業的正常生產。通常加入消泡劑來解決這一問題，但這樣會使施工成本大大增加，且工期延長。目前，還沒有一種滿意的方法來解決泡排結束后泡沫堆積的方法。?

2006年至今，Jessop,P.G等人報道了多種開關型表面活性劑，在水存在下，和CO₂反應可轉化為碳酸氫鹽，而該離子型表面活性劑可以通過引入惰性氣體(氮氣或氬氣)重新轉變為原來的中性化合物。根據需求，這類離子型表面活性劑的活性可以通過CO₂而開關調節。?

本發明利用開關表面活性劑的原理，結合井筒和空氣中氣體的差異，針對泡沫排水采氣方法中后處理過程中消泡難的問題，設計并制備了一系列自動消泡型泡排劑HEAIB-R，使其能夠可控的起泡和消泡。?

發明內容

本發明的目的是研制一種氣井排水用自動消泡型泡排劑HEAIB-R，能在井筒穩定起泡，泡排結束迅速消泡。HEAIB-R為碳酸氫鹽表面活性劑，注入井筒與積液混合后，借助天然氣氣流的攪動，在井筒產生大量低密度含水泡沫，隨氣流排出氣井，達到排除積液的目的；泡排施工完成后，大量泡沫被帶出氣井后，與空氣接觸，HEAIB-R發生可逆反應，分解為低表面活?性的HEAI-R，泡沫迅速分解。因此該方法能將大大簡化傳統泡沫排水過程，提高泡排施工效率，其在氣井泡沫排水領域將有廣闊的應用前景。?

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：?

本發明所述的氣井排水用自動消泡型泡排劑，其化學名稱是2-烷基-l-羥乙基咪唑琳碳酸氫鹽，代號為HEAIB-R，其結構式為：?

烷基R為C₉H₁₉、C₁₁H₂₃或C₁₃H₂₇中的一種。?

本發明所述氣井排水用自動消泡型泡排劑的制備方法如下：?

（1）用于合成2-烷基-l-羥乙基咪唑琳碳酸氫鹽的中間體的制備?

在裝有分水器、溫度計、冷凝回流和攪拌裝置的三口燒瓶中，按照摩爾比為1:1～1.3的比例加入脂肪酸和羥乙基乙二胺，再加入30mL帶水劑二甲苯，于N₂氛圍中，130-150℃條件下，進行酰胺化反應至分水器中出水完全，得黃色液體烷基酰胺；升溫至210-230℃，進行環化反應4h，形成淡黃色半固體，用乙醚洗滌3次得中間產物2-烷基-l-羥乙基咪唑琳代號HEAI-R。反應方程式如下：?

（2）與CO₂反應生成兩性的2-烷基-l-羥乙基咪唑琳碳酸氫鹽?

在裝有溫度計、冷凝回流、攪拌和進氣裝置的三口燒瓶中，加入上述產物HEAI-R，溶于四氫呋喃代號THF溶劑中，室溫下通入CO₂，進行季銨化反應至無白色沉淀析出，過濾并干燥得白色固體粉末，即所述的氣井排水用自動消泡型泡排劑HEAIB-R。反應方程式如下：?

本發明的有益效果：2-烷基-l-羥乙基咪唑琳碳酸氫鹽的制備方法簡便，反應條件溫和，不需要對產品進行提純，大大降低了生產成本；該泡排劑相對于傳統泡排劑，結構為長鏈烷基咪唑啉碳酸氫鹽，含有羥基，水溶性好，起泡性能好，在20-80℃溫度范圍內能穩定發泡，泡排結束后在空氣中能快速消泡；該泡排劑不僅具有優良的配伍性，還具有良好的緩蝕能力，保護油藏；利用空氣來控制泡沫的開關，綠色環保經濟性高。?

附圖說明