新型泡排劑在延長氣田的應用及效果評價

張鋒三，申峰，吳金橋，楊洪，李彥林，任婷，白方林

（陜西延長石油集團有限責任公司研究院，陜西西安710075）

新型泡排劑在延長氣田的應用及效果評價

張鋒三，申峰，吳金橋，楊洪，李彥林，任婷，白方林

（陜西延長石油集團有限責任公司研究院，陜西西安710075）

隨著延長氣田的持續(xù)開發(fā)和儲量動用程度的提高，氣藏出水量和出水氣井數不斷增多，氣井井筒積液和出水影響正常生產等問題逐步顯現(xiàn)，針對延氣2-延128井區(qū)的產水問題，優(yōu)選出適合本區(qū)塊的MF-1新型泡排劑，實驗主要采用羅氏起泡法對該泡排劑的表面張力、耐鹽性能、耐溫性能以及現(xiàn)場使用進行評價，結果實驗表明，該泡排劑MF-1有著較低的臨界膠束濃度、較好的耐溫、耐鹽性能，且在延氣2-延128井區(qū)三口氣井的現(xiàn)場施工中，取得了較好的效果，達到了排水增產的目的。

泡排劑；表面張力；耐鹽性；耐溫性

延氣2-延128氣藏無邊、底水，氣藏開發(fā)主要依靠地層流體彈性能量驅動，從目前開發(fā)特征看，氣田單井產水量以凝析水和層內可動水為主。多數氣井出水量較大，為了達到控水穩(wěn)氣的目標，針對氣田對排水采氣低成本要求，充分借鑒鄰區(qū)塊蘇里格氣田的排水采氣經驗，盡早的開展了泡沫排水采氣工藝研究［1，2］。

氣田泡沫排水采氣工藝是將起泡劑采用泵車注入井筒，泡排劑迅速在油管內參與氣/液流攪拌并產生大量高速流動的泡沫，降低液體表面張力，減小液體密度，減少液體沿油管壁上行時的滑脫效應，提高氣流的垂直舉升能力，從而達到排液的目的。

1 泡排機理

在氣井生產中，井筒內積液過多，會造成較高的多相壓力損失。在氣井中泡排劑的作用機理較多，例如泡沫效應、粘度效應和減阻效應等。但起泡劑大多主要由表面活性劑分子組成，該分子具有兩親結構易吸附于氣-液界面上，當達到一定濃度后，在界面上就形成了一層堅固的膜，同時使氣-液表面張力下降［3］，氣泡不易破裂合并，因此形成了比較堅固的泡沫，然后在氣體上流的過程中，泡沫將液體舉升至井口流出。

2 新型泡排劑的優(yōu)選與評價

2.1 泡排劑的室內優(yōu)選

針對延長氣田低壓低滲、井底流壓損失較大、且井底溫度較高的特點。研究出新型耐溫耐鹽抗油起泡劑MF-1，以克服井筒內部溫度高，滲出水礦化度較高等現(xiàn)象。通過復配評價出的泡排劑主要以兩性離子表面活性劑為主劑，再添加穩(wěn)泡劑、降粘劑、耐溫劑等助劑復配而得。礦化水：模擬地層礦化水，礦化度見標準SY/T 5862-2008聚合物驅油所用水標準。

從表1實驗數據可知，在相同濃度的條件下，MF-1泡排劑的起泡性較好，穩(wěn)泡性能相比于市場產品明顯較好，在溫度為80℃，礦化度為100 000 mg/L的條件下，MF-1所配置的溶液澄清透亮，泡沫較穩(wěn)定，由此可知，MF-1有著較好的起泡穩(wěn)泡性。

表1 泡排劑優(yōu)選實驗對比表

2.2 泡排劑的室內評價

2.2.1 泡排劑表面張力實驗選用100 000 mg/L礦化度的水與MF-1起泡劑配置不同濃度的表面活性劑溶液，對MF-1泡排劑的溶液進行表面張力測試。

由圖1可知，MF-1起泡劑的表面張力隨著起泡劑濃度的增加表面張力逐漸降低，當起泡劑濃度為0.2%時，表面張力值降至最低為27.6 mN/m。該起泡劑具有較好的表面活性能夠將井底殘余液表面活性提高，起泡后隨著氣體的托舉將殘余液從井底驅出，提高泡排效果。

2.2.2 泡排劑的起泡性評價對MF-1起泡性進行分析，將不同量的起泡劑加入礦化度為50 000 mg/L的礦化水中配置成不同體系的水溶液。在80℃的條件下，對水溶液的起泡能力進行羅氏泡高實驗，結果（見圖2）。

圖1 起泡劑表面張力與濃度的變化關系

圖2 MF-1起泡劑溶液的起泡性與濃度的變化關系

由圖2可知，MF-1起泡劑在很小的濃度下具有較好的起泡能力，隨著起泡劑濃度的增加起泡能力逐漸增強，當濃度達到0.3%時，起泡高度達到最大值，再增加起泡劑的量起泡高度變化不大。起泡劑在濃度為0.3%時起泡能力最強，此濃度也為該起泡劑的臨界膠束濃度。由此可知，該起泡劑在臨界膠束濃度時起泡性能最好。

2.2.3 泡排劑的耐鹽性評價對MF-1起泡劑耐鹽性進行分析，0.3%起泡劑加入不同礦化度的模擬礦化水中配置成不同體系的水溶液。在80℃的條件下，對水溶液的起泡能力進行羅氏泡高實驗，結果（見圖3）。

由圖3可知，在相同濃度起泡劑下，起泡能力隨著礦化度的增加逐漸增強，當礦化度為100 000 mg/L時，起泡能力達到最大，之后隨著礦化度的增加起泡能力逐漸降低。這是因為在低礦化度下，添加的起泡劑分子未完全舒展，未完全溶解分散，隨著鹽的添加，起泡劑分子逐漸全部舒展起泡性能增強［4］，當鹽分達到一定值后，溶液內部存在鹽析，起泡劑分子卷曲導致起泡能力下降。

圖3 濃度為0.3%的起泡劑溶液的起泡性與礦化度的變化關系

2.2.4 泡排劑的耐溫性評價對MF-1起泡劑耐鹽性進行分析，0.3%起泡劑加入礦化度為50 000 mg/L的礦化水中配置成不同體系的水溶液。在不同溫度條件下，對水溶液的起泡能力進行羅氏泡高實驗，結果（見圖4）。

圖4 濃度為0.3%的起泡劑溶液的起泡性與溫度的變化關系

由圖4可知，隨著溫度的升高，起泡劑溶液的起泡體積先增加，達到一定值后又呈下降趨勢。這是因為在一定溫度范圍內，當溫度升高時，溶液膨脹，起泡劑溶解更加充分，起泡劑分子間距離增大，動能增加，分子容易擺脫水的束縛而逃逸到水面，導致表面吸附的起泡劑分子增多，表面張力下降，即表現(xiàn)為起泡體積增加。但隨著溫度的繼續(xù)升高，一是液膜的水分蒸發(fā)加劇，使液膜變薄，排液速度加快，則泡沫容易破滅，在Waring Blender高速攪拌器的攪拌下生成的泡沫很快消失，因而起泡體積呈下降趨勢［5］。

3 新型起泡劑（MF-1 ）現(xiàn)場效果分析

2013年延長氣田延氣2-延128氣藏實施了10口井的泡沫排水工藝措施，包括3口采氣井和7口試氣井，總體上取得了非常好的工藝效果，排出了井筒積液、恢復了正常生產。下面主要對三口采氣井泡排前后效果進行分析，采用移動泡排車從油套環(huán)空注入液體泡排劑的工藝方式，消泡工藝為集氣站內進站處高壓柱塞泵消泡。注入泡排劑濃度為0.3%，注入量為20 L/d～30 L/d，施工時間為5 d。泡排前后效果（見表2）。

本次泡排工藝試驗井有針對性的選擇了不同井區(qū)和重點實施排水采氣工藝的層位，試204井盒8層在泡排前后日產氣量增加2.12×104m3，日產水量增加0.7 m3，在此井上泡排工藝取得較好的效果。試213-3井山1層在泡排前后日產氣量增加36.6%，油套壓差降低3.5 MPa且排水量明顯增加。試21井本1層在泡排前后日產氣量增加0.35×104m3，日產水量明顯增加，油套壓差降幅明顯。三口井三個不同層位均取得了良好的工藝效果，證明了泡排工藝的適應性良好，建議在延長氣田推廣應用泡沫排水采氣工藝。

表2 延長氣田延氣2～延128井區(qū)部分井泡排前后效果分析

4 結論與建議

（1）通過將MF-1泡排劑與市場泡排劑比較，得出該MF-1泡排劑的起泡、穩(wěn)泡性能明顯優(yōu)于市場產品，且耐溫耐鹽性較好。

（2）通過對MF-1泡排劑的室內評價，該泡排劑在濃度0.3%時達到臨界膠束濃度值，在此濃度下起泡、穩(wěn)泡性最好，在溫度為80℃，礦化度為100 000 mg/L的溶液中，起泡性仍然較好。

（3）將此MF-1泡排劑用于延氣2-延128井區(qū)的三口井三個不同層位均取得了良好的泡排效果，建議在延長氣田推廣應用泡沫排水采氣工藝。

［1］李強，田喜軍，周玉榮，侯亞龍，許曉偉，胡均志，張玉華.子洲-米脂氣田泡沫排水采氣技術研究與應用［J］.石油化工應用，2010，（4）：57-63.

［2］李謙定，盧永斌，李善建，李恒娟.新型高效泡排劑LYB-1的研制及其性能評價［J］.天然氣工業(yè)，2011，（6）：56-59.

［3］胡世強，劉建儀，李艷，葉長青，杜學彪.一種新型高效泡排劑LH的泡沫性能研究［J］.天然氣工業(yè)，2007，（1）：17-22.

［4］強永和.高溫泡排劑的研制與應用［J］.石油鉆采工藝，2003，（3）：109-111.

［5］張書平，白曉弘，樊蓮蓮，桂捷.低壓低產氣井排水采氣工藝技術［J］.天然氣工業(yè)，2005，（4）：138-141.

Application and effect of the foam solvent to Yanchang oilfield

ZHANG Fengsan，SHEN Feng，WU Jinqiao，YANG Hong，LI Yanlin，REN Ting，BAI Fanglin
（Research Institute of Shanxi Yanchang Oilfield Co.，Ltd.，Xi＇an Shanxi 710075，China）

With the continued development of Yanchang oilfield，the amount of water and the effluent gas wells have increased in the all erea.For the problem of gas well effluent，the technology have selected for the new foam solvent MF-1，the ability of surfactant，the tolerant of salt properties and temperature are measured by the Roche foaming method.The result of the experiment that the MF-1 have lower CMC，heat resistance and salt tolerant，and the MF-1 is succeed in three gas well，achieved good effect to increasing the drainage purposes.

foam solvent；surfactant；salt property；heat tolerant

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.08.005

TE377

A

1673-5285（2015）08-0017-04

2015－07-17

國家高技術研究發(fā)展計劃（863計劃）“頁巖氣勘探開發(fā)新技術”，項目編號：2013AA064501；陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程計劃，項目編號：2012KTZB03-03。

張鋒三，男（1987-），助理工程師，從事油田技術的應用研究工作，郵箱：694267263@qq.com。