一種用於天然氣起伏水平井的球形固體泡排劑的製作方法

2023-07-31 17:58:36 1

本發明涉及一種用於天然氣起伏水平井的球形固體泡排劑，特別是用於氣田泡沫排水採氣生產領域，該球形固體泡排劑能夠在起伏水平井段自動控制升降。

背景技術：

隨著氣田的開發進入中後期，氣層的天然氣流動速度會逐步降低，產水會越來越多，氣水比會越來越小，當氣井的攜液能力不能滿足排出氣層產水的時候，氣層水便會在井底積累，會使井底憋壓，嚴重地影響氣井生產。泡沫排水採氣是一種現場運用最廣泛，效果較好的有效排出井底積液的方法。

目前，國內外排水採氣工藝多採用油管投入泡排棒、泡排球，和井底積液反應產生泡沫，利用氣體的流動把泡沫帶出井筒。如中國專利201310402751.1公開的《氣井用泡排球及其製備方法》，申請號為200620033796.1的中國專利《一種空心固體助排劑》所使用的泡排劑注入方式為固體井下投擲方式，中國專利201420202087.6公開的《天然氣井泡排劑智能投送裝置》這樣的方法技術在直井運用較多，不適用於水平井，原因在於利用傳統的投藥工藝只能將藥投放到水平井的水平延伸段的起點而無法使得泡排劑能夠投放到水平井水平延伸段的末端。申請號為201210047727.6的中國專利《一種用於天然氣水平氣井泡沫排水採氣的方法》雖然是運用在水平井排水採氣方面，但不能適用於起伏水平井段，因此在起伏水平井泡沫排水採氣中，能夠把發泡劑投入到水平延伸段的末端，在整個水平井筒內產生泡沫對水平井排水採氣的效果意義重大。

經文獻調研，在利用球形固體泡排劑排水採氣工藝技術方面未發現一種用於起伏水平井的球形固體泡排劑的思路、產品、工藝設計方法和理論基礎研究的報導。

技術實現要素：

本發明的目的是：為了能在水平井水平延伸段自動控制升降，用於提高水平井的排水採氣效果，特提供一種用於天然氣起伏水平井的球形固體泡排劑。

本發明的技術方案是：一種用於天然氣起伏水平井的球形固體泡排劑結構為3～9層的同心球層，層數由水平井水平延伸段起伏次數確定，該球形固體泡排劑所用原料的組分為，組分為質量百分比，質量以克為單位，十二烷基磺酸鈉25～45%，脂肪醇聚氧乙烯醚10～35%，丙烯酸樹脂10～25%，碳酸氫鈉0～40%，尿素5～10%；該球形固體從外到內分別為第一層泡排劑、第二層泡排劑、第三層泡排劑、第四層泡排劑、第五層泡排劑……，每一層泡排劑的質量為10～25g，孔隙度為0～50%，該球形固體泡排劑的外徑為40～60mm，由水平井尺寸決定。

用於泡沫排水採氣方法是：先把本球形固體泡排劑投入水平井後，由於其整體密度大於水的密度，球形固體泡排劑會下沉到第一段水平井下行末端，在該處靜止並與積水接觸，固體泡排劑開始溶解，當溶解一部分最外層泡排劑，球形固體泡排劑的密度就會小於水的密度，球形固體泡排劑沿著井筒上升到達第一段水平井上行末端，在此處球形固體泡排劑繼續溶解掉最外一層。在此處溶解完最外一層後，繼續溶解第二層，當第二層溶解一部分後，球形固體泡排劑的整體密度便大於水的密度，於是球形固體泡排劑便沿著井筒下降到達第二段水平井下行末端處，以此類推，直到球形固體泡排劑運動到整個水平井延伸段的末端，使得整個井筒內充滿泡沫流體達到泡沫排水採氣的最佳效果。

本發明的有益效果是：本球形固體泡排劑用於排水採氣方便簡單，易於管理，經濟實惠，解決了天然氣起伏水平井排水採氣投放泡排劑的問題，使得天然氣起伏水平在排水採氣的過程中水平延伸段也充有泡沫，大大提高了水平井的排水效率、效果，使得水平延伸段的積液能夠順利排出。

附圖說明

附圖1是本發明的球形固體泡排劑的結構示意圖；

圖中：1.第一層泡排劑，2.第二層泡排劑，3.第三層泡排劑，4.第四層泡排劑，5.第五層泡排劑。

具體實施方式

下面結合附圖來詳細描述本發明的結構和實施方式。

假定球形固體泡排劑由五層泡排劑組成，分別為第一層泡排劑1、第二層泡排劑2、第三層泡排劑3、第四層泡排劑4、第五層泡排劑5組成，並構成了一個同心球。每一層由於孔隙度不一樣以及是否添加有加重材料有著不同的密度。設置要求：第一、三、五層泡排劑所用配方為配方甲，各組分材料及重量比為：十二烷基磺酸鈉35%，脂肪醇聚氧乙烯醚15%，丙烯酸樹脂10%，碳酸氫鈉32%，尿素8%。配方甲泡排劑密度為1.415g/cm3；第二、四層泡排劑所用配方為配方乙，各組分材料及重量比為：十二烷基磺酸鈉40%，脂肪醇聚氧乙烯醚30%，丙烯酸樹脂20%，碳酸氫鈉5%，尿素5%，配方乙泡排劑密度為1.111g/cm3。

對於3-1/2的油管（內徑為76mm），使用本發明外徑為52mm的球形固體泡排劑，一共五層， 先取配方甲的材料製得第五層球形泡排劑5，其外徑為26mm，孔隙度為0，質量為13.02g；然後取配方乙的材料製得第四層泡排劑4，其外徑為36mm，內徑為26mm，厚度為5mm，孔隙度為39.79%，質量為10.18g；再取配方甲的材料製得第三層泡排劑3，其外徑為41mm，內徑為36mm，厚度為2.5mm，孔隙度為0，質量為16.47g；然後取配方乙的材料製得第二層泡排劑2，其外徑為48mm，內徑為41mm，厚度為3.5mm，孔隙度為36.81%，質量為15.31g；最後取配方甲的材料製得第一層泡排劑1，其外徑為52mm，內徑為48mm，厚度為2mm，孔隙度為0，質量為22.22g，經過壓制、烤乾等程序製得本發明產物球形固體泡排劑，用於天然氣起伏水平井泡沫排水採氣。

該球形固體泡排劑有五層泡排劑時泡排球密度為1.05g/cm3，下降速度為0.75cm/s，溶解掉第一層後的球形固體泡排劑密度為0.95g/cm3，上升速度為0.64cm/s，溶解掉第二層後的球形固體泡排劑密度又為1.1g/cm3，下降速度為0.93cm/s，溶解掉第三層後球形固體泡排劑密度為0.95g/cm3，上升速度為0.36cm/s，溶解掉第四層後只剩第五層的球形固體泡排劑密度為1.415g/cm3，下降速度為1.56cm/s。

以上對本發明所提供的球形固體泡排劑進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護範圍內。