泡沫排水采氣技術(shù)研究

張偉 , 王閣

泡沫排水采氣技術(shù)研究

張偉1, 王閣2

（1. 陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司延長(zhǎng)氣田采氣三廠， 陜西 延安 716000；2. 陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司南泥灣采油廠，陜西 延安 716000）

天然氣作為一種環(huán)保型清潔能源，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展與構(gòu)建生態(tài)文明社會(huì)有著積極的作用，十四五期間對(duì)天然氣的需求將越來越大，天然氣作為一種不可再生資源，如何實(shí)現(xiàn)天然氣的高效開采就顯得尤為重要。排水采氣是提高天然氣采收率的重要措施。目前排水采氣工藝使用較多的主要為電潛泵、柱塞、氣舉等工藝技術(shù)，與其他工藝技術(shù)相比泡沫排水采氣技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、適應(yīng)性廣、成本簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，近年來受到了國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注。該文對(duì)泡沫排水采氣技術(shù)進(jìn)行了研究，重點(diǎn)分析了起泡劑的篩選評(píng)價(jià)。

天然氣；泡沫排水采氣；起泡劑；篩選

目前排水采氣工藝技術(shù)體系主要有電潛泵、柱塞、氣舉等工藝技術(shù)，與其他工藝技術(shù)相比泡沫排水采氣技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、適應(yīng)性廣、成本簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，近年來受到了國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注[1-8]。泡沫排水采氣工藝技術(shù)的核心是配制、篩選合適的起泡劑，以達(dá)到高收益、高采出程度，實(shí)現(xiàn)氣田高效開發(fā)的目的。本文對(duì)起泡劑的篩選進(jìn)行了研究。

1 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)儀器主要采用高速攪拌機(jī)、量筒、電子天平、秒表、燒杯、恒溫箱等；

實(shí)驗(yàn)試劑采用KMW-1、KMW-6、KMW-8、KMW-11起泡劑；

實(shí)驗(yàn)流體采用研究區(qū)地層水；

實(shí)驗(yàn)方法參考石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 6465—2000篩選適合研究區(qū)的起泡劑[9-14]。

2 室內(nèi)評(píng)價(jià)

2.1 起泡劑初選

在地層水中分別加入KMW-1、KMW-6、KMW-8、KMW-11起泡劑，配制體積分?jǐn)?shù)為1%的泡沫液，采用高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，倒入量筒中，靜止24 h后，觀察溶液是否有沉淀產(chǎn)生，見表1。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，KMW-1、KMW-6、KMW-11目標(biāo)液在靜止24 h后，溶液透明、清澈，無沉淀生成，與地層水配伍性好；KMW-8目標(biāo)液在靜止24 h后，溶液渾濁，產(chǎn)生少許沉淀，與地層水配伍性較差。下面進(jìn)一步對(duì)KMW-1、KMW-6、KMW-11起泡劑耐溫性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表1 起泡劑初選

2.2 起泡劑耐溫性評(píng)價(jià)

由于研究區(qū)儲(chǔ)層溫度較高，對(duì)起泡劑耐溫性具有較高的要求，開展起泡劑耐溫性評(píng)價(jià)就顯得十分必要。采用初選出的起泡劑配制體積分?jǐn)?shù)為1%的KMW-1、KMW-6、KMW-11泡沫液，靜止置于恒溫箱中，溫度設(shè)置為65 ℃，老化48 h，測(cè)定起泡體積與半衰期，見表2。

表2 起泡劑耐溫性評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，體積分?jǐn)?shù)為1% KMW-1、KMW-6、KMW-11起泡劑起泡量對(duì)比，KMW-11起泡劑起泡效果最好為460 mL，KMW-6起泡劑起泡效果最差為350 mL，KMW-1起泡劑起泡效果介于兩者之間，為410 mL；泡沫穩(wěn)定性對(duì)比，KMW-6起泡劑最穩(wěn)定，半衰期235 s，KMW-11起泡劑半衰期172 s，穩(wěn)定性最差，KMW-1起泡劑半衰期226 s，穩(wěn)定性介于兩者之間。綜合起泡效果與泡沫穩(wěn)定性，推薦KMW-1起泡劑。

2.3 起泡劑體積分?jǐn)?shù)優(yōu)選

起泡劑的優(yōu)選不僅要重視起泡能力，還要考慮經(jīng)濟(jì)成本，優(yōu)選起泡劑的合理濃度。分別配制體積分?jǐn)?shù)為0.2%、0.5%、0.8%、1.0%、1.5%、2.0%的KMW-1溶液，測(cè)定其起泡體積與半衰期，見表3。

表3 起泡劑體積分?jǐn)?shù)優(yōu)選

圖1 起泡體積隨體積分?jǐn)?shù)變化曲線

圖2 泡沫液半衰期隨體積分?jǐn)?shù)變化曲線

起泡體積隨起泡劑濃度變化（圖1），表明，隨著起泡劑濃度的增加，起泡體積不斷增加，但增加的幅度不斷減小，KMW-1起泡劑體積分?jǐn)?shù)大于0.8%后，起泡體積變化明顯減小；

泡沫液半衰期隨起泡劑濃度變化曲線（圖2），表明，隨著起泡劑濃度的增加，半衰期不斷增加，泡沫穩(wěn)定性越好，但KMW-1起泡劑體積分?jǐn)?shù)大于0.8%后，半衰期增加幅度減小。

綜合起泡量及半衰期，最終推薦KMW-1起泡劑體積分?jǐn)?shù)為0.8%。

3 應(yīng)用

礦場(chǎng)選用具有代表性的3口采氣井。試驗(yàn)前由于井底積液嚴(yán)重，氣井處于關(guān)停狀態(tài)，采用KMW-1泡沫液進(jìn)行排液后，井口油壓上升，套壓下降，排液取得較好效果，采氣井產(chǎn)能得到恢復(fù)，1口氣井日產(chǎn)量達(dá)到停產(chǎn)前產(chǎn)量，2口氣井日產(chǎn)氣量為關(guān)停前產(chǎn)量1.3倍。通過泡沫排水采氣工藝，采氣井排液能力加強(qiáng)，有效保證氣井穩(wěn)產(chǎn)。下一步，進(jìn)一步在該氣田推廣KMW-1泡排工藝的使用，提高氣藏采收率。

4 結(jié) 論

1）KMW-1、KMW-6、KMW-11起泡液與地層水配伍性好；KMW-1起泡劑耐溫性最佳。并在基礎(chǔ)上，對(duì)KMW-1起泡劑進(jìn)行了濃度優(yōu)選。通過配伍性、耐溫性以及濃度優(yōu)選，篩選出適合研究區(qū)的起泡劑體積分?jǐn)?shù)為0.8%的KMW-1溶液。

2）起泡劑的優(yōu)選不僅要重視起泡能力，還要考慮經(jīng)濟(jì)成本，優(yōu)選起泡劑的合理濃度。

3）隨著起泡劑濃度的增加，起泡體積不斷增加，且增加的幅度不斷減??；隨著起泡劑濃度的增加，半衰期不斷增加，泡沫穩(wěn)定性越好。

4）KMW-1泡沫溶液在礦場(chǎng)取得很好的應(yīng)用效果，進(jìn)行排液后，井口油壓上升，套壓下降，采氣井產(chǎn)能得到恢復(fù)，日產(chǎn)量達(dá)到停產(chǎn)前產(chǎn)量，有效保證氣井穩(wěn)產(chǎn)。

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Research on Foam Drainage Gas Recovery Technology

1,2

(1. Yanchang Gas Field No. 3 Gas Production Plant of Shaanxi Yanchang Petroleum (Group) Co., Ltd., Yan'an Shaanxi 716000, China; 2. Nanniwan Oil Production Plant of Shaanxi Yanchang Petroleum (Group) Co., Ltd., Yan'an Shaanxi 716000, China)

As an environmentally friendly clean energy, natural gas plays a positive role in the development of the economy and society and the construction of an ecologically civilized society. In the 14th Five-Year Plan period, the demand for natural gas will increase. As a non-renewable resource, how to realize natural gas efficient development is particularly important. Drainage gas recovery is an important measure to improve the recovery rate of natural gas. Currently, electric submersible pumps, plungers, gas lift and other process technologies are mainly used in drainage gas recovery technology. Compared with other process technologies, foam drainage gas recovery technology has the advantages of simple operation, wide adaptability, and simple cost. In recent years, it has

extensive attention at home and abroad. In this paper, the foam drainage gas recovery technology was studied, and the selection and evaluation of foaming agents were discussed.

Natural gas; Foam drainagegas recovery; Foaming agent; Screening

2021-3-29

張偉（1983-），男，漢族，地質(zhì)工程師，陜西延安人，2011年畢業(yè)于西安石油大學(xué)，石油工程專業(yè)，從事氣田地質(zhì)研究工作。

TE377

A

1004-0935（2021）06-0895-03