泡沫排水劑動(dòng)態(tài)性能評(píng)價(jià)

孫 寵，馮 鑫，姚青會(huì)

?

泡沫排水劑動(dòng)態(tài)性能評(píng)價(jià)

孫 寵1，馮 鑫2，姚青會(huì)2

（1. 東北石油大學(xué)，黑龍江 大慶 163318； 2. 大慶油田第四采油廠，黑龍江 大慶 163000）

氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中出水會(huì)嚴(yán)重影響氣井產(chǎn)量。當(dāng)氣井井底積液過(guò)多并且氣流量較少時(shí)，氣流無(wú)法帶出井底積液，此時(shí)通過(guò)向氣井中加入泡沫排水劑，可以方便快捷完成排水，并且節(jié)約成本。本章對(duì)兩種實(shí)驗(yàn)室已優(yōu)選出的完整泡沫排水劑體系分別進(jìn)行了動(dòng)態(tài)攜液能力測(cè)試，并且研究了凝析油、礦化度、溫度對(duì)其攜液能力的影響，最終篩選出了LAB-35+OP-10體系。它的耐油度達(dá)到16%，耐礦化度能力達(dá)到100 000 mg/L，耐溫能力達(dá)到70℃。

泡沫排水；攜液量；耐油鹽；耐溫能力

氣井開(kāi)始積液時(shí)，井筒內(nèi)氣體的最低流速稱(chēng)為氣井?dāng)y液臨界流速[1]，對(duì)應(yīng)的流量稱(chēng)為攜液臨界流量。反過(guò)來(lái)解釋就是指氣井能依靠自身氣量帶液時(shí)的最低氣流量。一般來(lái)講，當(dāng)氣井在全開(kāi)狀態(tài)下氣流量大于攜液臨界流量時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)氣井流量來(lái)靠近攜液臨界流量來(lái)保證氣井持續(xù)長(zhǎng)期生產(chǎn)[2]，這樣可以在提高氣井總產(chǎn)量，同時(shí)降低產(chǎn)能衰減速率；而當(dāng)全開(kāi)狀態(tài)下氣流量小于攜液臨界流量時(shí)，則需要人為的排水采氣，其中就包括注入泡沫排水劑進(jìn)行泡沫排水采氣。所以，泡沫排水劑不僅需要具有良好的動(dòng)態(tài)攜液性能[3]，還需要可以適應(yīng)不同氣井井底積液情況。這就需要泡沫排水劑在礦化水及有凝析油的條件下依然具有良好的攜液能力。

1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)選擇實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)篩選出的兩種發(fā)泡體系LAB-35+OP-10和十二烷基苯磺酸鈉+十二醇作為待選泡沫排水劑，通過(guò)SY/T6465-2000中的泡沫動(dòng)態(tài)攜液能力測(cè)試的方法對(duì)泡沫排水劑的動(dòng)態(tài)攜液能力進(jìn)行測(cè)試。

1.1 實(shí)驗(yàn)器材

電子天平，空氣壓縮機(jī)，便攜式動(dòng)態(tài)泡沫分析儀，氣體流量計(jì)，超級(jí)恒溫水浴槽。

1.2 實(shí)驗(yàn)藥劑

月桂酰胺丙基甜菜堿，十二烷基苯磺酸鈉, OP-10, 十二醇, 氯化鈉, 氯化鈣, 石油醚90-120。

2 泡沫排水劑動(dòng)態(tài)攜液性能評(píng)

用模擬地層水分別配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)3％、4％、5％、6％、7％的發(fā)泡體系溶液100 g，調(diào)節(jié)恒溫水浴槽至50 ℃，將空氣壓縮機(jī)接至便攜式動(dòng)態(tài)泡沫分析儀，調(diào)節(jié)空氣流量計(jì)至0.5 m3/h，待氣流量穩(wěn)定后，將配制好的溶液直接倒入動(dòng)態(tài)泡沫分析儀的玻璃管柱中，然后通氣15 min，收集從管柱頂端鼓出的泡沫，并稱(chēng)重，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。

表1 不同濃度發(fā)泡體系的攜液量

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，LAB-35與OP-10的發(fā)泡體系在質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到5％之后攜液量會(huì)較之前有明顯提高，并且可以達(dá)到81.6 g，而繼續(xù)提高其質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其攜液量提高較少，所以當(dāng)LAB-35+OP-10體系的攜液量在使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到5％已經(jīng)可以達(dá)到較為良好的攜液能力。

十二烷基苯磺酸鈉與十二醇的發(fā)泡體系相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高，其攜液能力也逐漸提升，但是提升幅度均較小，而且當(dāng)使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到7％之后其攜液能力也未能達(dá)到LAB-35+OP-10體系的攜液能力，這說(shuō)明十二烷基苯磺酸鈉與十二醇體系攜液能力相較于LAB-35+OP-10體系較弱。

3 凝析油對(duì)泡沫排水劑的性能影響

研究凝析油對(duì)泡沫排水劑的影響是針對(duì)高含油氣井泡沫排水的重要因素，由于凝析油對(duì)于泡沫穩(wěn)定性的影響較大[4]，所以泡沫排水劑的耐油性十分重要，本文以添加石油醚的純凈水作為基液研究了泡沫排水劑對(duì)于凝析油的抗性。

3.1 實(shí)驗(yàn)方法

選擇基液石油醚含量分別為5 g、10 g、15 g、20 g與純凈水配制為100 g的基液然后分別加入LAB-35+OP-10泡沫排水劑0.7 g與十二烷基苯磺酸鈉+十二醇泡沫排水劑0.7 g，配制為溶液后，在50℃條件下測(cè)量攜液量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。

表2 石油醚含量對(duì)攜液量的影響

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，當(dāng)石油醚含量小于10 g時(shí)，泡沫排水劑尚可以達(dá)到40 g以上的攜液量，尤其是LAB-35+OP-10體系受影響較小，而當(dāng)石油醚含量達(dá)到15 g時(shí)，十二烷基苯磺酸鈉+十二醇體系的攜液量已經(jīng)降低至21.8 g，當(dāng)石油醚含量達(dá)到20 g時(shí)，十二烷基苯磺酸鈉+十二醇體系已經(jīng)無(wú)法將液體排出井筒，這時(shí)說(shuō)明泡沫排水劑已無(wú)法發(fā)揮作用，而LAB35+OP-10體系還能保留一部分?jǐn)y液能力，說(shuō)明LAB-35+OP-10體系的耐油性能較十二烷基苯磺酸鈉+十二醇強(qiáng)。

4 礦化度對(duì)泡沫排水劑的性能影響

礦化度對(duì)表面活性劑的發(fā)泡能力也有制約，如果水中無(wú)機(jī)鹽離子含量過(guò)高，將會(huì)對(duì)離子型表面活性劑產(chǎn)生較大的影響，而且無(wú)機(jī)鹽離子會(huì)影響泡沫液膜的雙電層的形成，這會(huì)降低泡沫的穩(wěn)定性。

4.1 實(shí)驗(yàn)方法

分別配制礦化度50 000 mg/L、75 000 mg/L、100 000 mg/L、150 000 mg/L的模擬地層水為泡沫排水劑的基液，然后配制7%的泡沫排水劑溶液，并測(cè)試50℃下的攜液量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。

表3 礦化度對(duì)泡沫排水劑攜液量影響

通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，LAB-35+OP-10體系的耐礦化度程度較十二烷基苯磺酸鈉+十二醇體系為高，當(dāng)?shù)V化度達(dá)到100 000 mg/L時(shí)依然可以有大于50 g的攜液量，但是當(dāng)?shù)V化度達(dá)到150 000 mg/L時(shí)，此時(shí)泡沫排水劑的攜液量不足30 g，說(shuō)明此時(shí)已經(jīng)無(wú)法完全發(fā)揮泡沫排水劑的泡沫排水的功能。所以L(fǎng)AB-35+OP-10對(duì)礦化度的耐受性為100 000 mg/L。

5 溫度對(duì)泡沫排水劑的性能影響

泡沫是一種熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，所以溫度越高，對(duì)于泡沫的穩(wěn)定性影響也越大。溫度越高，不僅泡沫內(nèi)氣體壓強(qiáng)會(huì)增大，提高液膜所受壓力從而使其更易破裂，并且液膜中液體也易失水從而降低液膜強(qiáng)度，增加泡沫的破碎幾率[5]。由于有些氣井的井深較深，所以井底溫度較高，需要考慮溫度對(duì)泡沫排水劑攜液能力的影響。

5.1 實(shí)驗(yàn)方法

配制100 g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%的泡沫排水劑溶液，并分別在50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃條件下測(cè)量泡沫排水劑的攜液量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。

測(cè)量泡沫排水劑的攜液量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。

表4 不同溫度下發(fā)泡體系的攜液量

圖1 溫度對(duì)攜液量的影響

通過(guò)以上結(jié)果可以看出，溫度對(duì)于攜液量的影響在溫度超過(guò)60 ℃之后會(huì)較為明顯，而且LAB-35+OP-10體系受影響更為明顯，這是由于OP-10是一種非離子表面活性劑，其濁點(diǎn)在63~65 ℃之間，所以當(dāng)溫度超過(guò)濁點(diǎn)之后，OP-10會(huì)從溶液中析出，此時(shí)OP-10很難發(fā)揮其穩(wěn)泡能力，所以L(fǎng)AB-35+OP-10體系在溫度超過(guò)70 ℃之后的攜液能力較低。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)兩種泡沫排水劑體系進(jìn)行了動(dòng)態(tài)攜液能力測(cè)試，并且研究了凝析油、礦化度、溫度對(duì)其攜液能力的影響,篩選出了LAB-35+OP-10體系。它的耐油性達(dá)到10 g石油醚，耐礦化度達(dá)到100 000 mg/L，耐高溫能力達(dá)到70 ℃。

［1］鄢友軍,李農(nóng).新型抗高溫高礦化度的泡沫排水劑[J].天然氣勘探與開(kāi)發(fā),2003, 26(4): 26-31．

［2］胡世軍,劉建儀,李艷,等.一種新型高效泡排劑LH的起泡性能的研究[J].天然氣工業(yè),2007, 27(1):102-104．

［3］趙化廷.新型抗鹽抗溫泡沫復(fù)合體系的研究與性能評(píng)價(jià)[D].四川:西南石油,2005.

［4］張莉,郭蘭磊,任韶然.埕東油田強(qiáng)化泡沫驅(qū)礦場(chǎng)驅(qū)油效果[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào),2010,34(1):32-33.

［5］馬國(guó)華,劉三軍,王升.低產(chǎn)氣井泡沫排水采氣技術(shù)應(yīng)用分析[J].石油化工應(yīng)用2009,2(3):5~25.

Evaluation onDynamic Performance of Foam Drainage Agents

1,2,2

（1. Northeast Petroleum University , Heilongjiang Daqing 163318, China；2.Daqing Oilfield Company No.4 Oil Production Plant, Heilongjiang Daqing 163000, China）

The well bottom water can seriously affect the production of gas well during the process of gas field development. When the bottom water of gas well has too much and gas flow is less, the air flow can not bring out the bottom hole loaded liquid. Injecting foam drainage agent to the gas well, can conveniently and quickly bring out the loaded liquid, and the cost can be saved. In this paper, the dynamic liquid carrying capacities of two kinds of foam drainage systemswere tested, and effect of condensate oil, mineralization degree, temperature on the liquid carrying capacity was investigated. Finally, LAB-35+OP-10 system was screened out, its oil resistance reachedto16%, the resistance to salinity reachedto 100000mg/L, and the temperature resistance reached to 70℃.

foam drainage; liquid carrying capacity; salt resistance ; temperature resistance

TE 357

A

1004-0935（2017）03-0214-03

2017-02-21

孫寵，男，碩士在讀，研究方向：油氣井工作液化學(xué)。