基于气流法筛选复合泡沫驱用起泡剂体系

针对某油田复合泡沫驱用起泡剂的性能评价,采用气流法对复合泡沫体系驱油用起泡剂的起泡性、稳泡性及其影响因素进行研究。静态试验结果表明:起泡剂浓度、地层水矿化度、气液比等因素对体系性能具有重要影响。通过对比试验发现,阴离子型起泡剂的起泡性能和稳泡性能最优,其中QP-2在不同的气液比和地层水矿化度条件下都具有较好的起泡性能和稳泡性能,并且其最佳使用浓度为0.5%,在不同气液比情况下随矿化度的增加,起泡剂的综合性能逐渐降低,但影响不大,随气液比的增大,起泡剂的起泡性和稳泡性也随之增加。     

铝土矿浮选泡沫消泡研究

以河南混合铝土矿浮选精矿泡沫为研究对象, 分析铝土矿浮选泡沫的稳定原因. 采用物理方法和化学方法, 进行三相泡沫的消泡研究. 结果表明: 油酸钠可以显著降低水溶液体系的表面张力, 同时微细疏水矿粒在气泡表面的吸附降低了气泡表面的排液速率, 并增强了气泡的机械强度, 导致铝土矿浮选泡沫稳定;另外, 转速对机械搅拌消泡有较大的影响, 消泡效果随转速的提高而增强;磷酸三丁酯、 Foamban-ms-575和BD3037对两相泡沫体系具有很好的消泡作用, 但在三相泡沫体系中由于在泡沫表面铺展速率的限制, 消泡效果并不明显;利用机械搅拌和添加消泡剂, 可以在较低的转速下, 大大改善消泡效果.     

巨型表面活性剂强化泡沫封堵性能研究

泡沫驱是一种重要的提升原油采收率技术。本文通过多重点击反应,采用一锅法合成了一种巨型表面活性剂类稳泡剂HPOSS-PS25,利用HPOSS-PS25较高的表面活性及较强的增粘性能,显著改善了起泡液的起泡性能及其泡沫稳定性、粘弹性。通过稳泡实验及泡沫流动实验测定并分析了HPOSS-PS25对起泡液起泡能力及泡沫稳定性、调驱性能的影响。结果发现,与HPAM/SDS泡沫及起泡体系相比,HPOSS-PS25/SDS体系起泡200 ml所用起泡时间缩短了40.1%,为42.3 s;泡沫消泡半衰期提升了128.0%,达871.4 s;50℃阻力因子提高了28.8%,达985。     

NTCP泡沫体系的注入方式及驱油效率

对已优选NTCP泡沫体系的注入方式及驱油效果进行了研究,该体系由0.2%NAPS疏水聚合物为稳泡剂,由起泡剂和工业氮气以一定比例组成的0.15%复合表面活性剂SDS。泡沫有高的阻力系数和低的残余阻力系数。在模拟中原油田三厂所辖的文明寨油田地质条件下,泡沫有很高的驱油效率和调剖能力,对低渗透岩心的伤害程度极小。在单管岩心实验中注入0.8 PV,泡沫驱油效率比水驱提高17.9%~28.7%。通过并联岩心实验得出,注入0.8PV,这种泡沫体系在渗透率极差分别为14.1和38.2的非均质油层的深部调剖,分别提高采收率44.0%和28.6%。     

渗透率及含油饱和度对泡沫性能的影响研究

针对油层渗透率和含油饱和度的不同使同种泡沫体系的起泡能力和封堵能力有较大差异,开展了不同渗透率 和含油饱和度条件下泡沫体系的起泡能力和封堵能力研究。研究依靠室内驱替实验测定压力表读数,计算不同渗透 率和含油饱和度条件下的阻力系数。结果表明：随着渗透率的增加泡沫起泡能力增加、封堵能力变好,当渗透率大于 463 mD 后,渗透率对起泡能力和封堵能力的影响变小;同时随着运移位置的增加阻力系数降低,泡沫体系起泡能力小 于消泡能力,封堵能力变差;而随着含油饱和度的增加泡沫起泡能力和封堵能力逐渐降低,但在不同含油饱和度条件 下降低幅度不同,可以分为3 个阶段：缓慢下降、急剧下降和平衡阶段,在含油饱和度低于33% 情况下,阻力系数高于 23,此时起泡能力强、封堵性能好。为下阶段研究泡沫驱在油田的开展奠定了理论基础。     

新型耐温抗高盐驱油泡沫体系的确定

采用抗盐性能较好的起泡剂XN,对三种抗盐性较好的稳泡剂HXYP、YPA、PAM,在温度为80℃,矿化度为20.3×10 4mg/L条件下,进行了单独和两两复配后的起泡性能对比。实验结果显示：在稳泡剂和起泡剂总浓度相同的条件下,单一稳泡剂体系和YPA与PAM复配稳泡体系不能产生稳定的泡沫,HXYP与YPA、 PAM复配稳泡体系均在配比为9∶1条件下抗盐性能最佳。并对这两种复配稳泡体系进行了起泡剂和稳泡剂总量的优选,确定了泡沫体系的两种配方：①稳泡剂：HXYP1800mg/L＋YPA200mg/L,起泡剂：XN2 000mg/L;②稳泡剂：HXYP1800mg/L＋PAM200mg/L,起泡剂：XN2000mg/L。两个体系的泡沫质量和半衰期分别为68%、59.7min和67.7%、64.1min,抗高盐性能优越。     

驱油泡沫稳定剂的性能研究

在硫酸盐起泡液中添加4种不同类型的增粘性稳泡剂后,用Waring Blender法评价了起泡液的起泡情况以及不同稳泡剂的稳泡效果。利用布氏粘度计对4种稳泡剂溶液粘度的测定,从而了解了不同稳泡剂溶液随温度的升高和盐度的增大其粘度降解的情况。在此基础上,优选出了疏水缔合聚合物及其最佳加量。实验结果表明:添加了疏水缔合聚合物稳泡剂的起泡液具有在较高温度和矿化度下起泡能力较强且所起泡沫半衰期较长的优点,在油田EOR过程中注泡沫体系中具有良好的应用前景。     

十二烷基硫酸钠-长链醇体系泡沫性能与表面参数关系研究

使用德国KRSS公司生产的DSA100界面扩张流变仪,采用小幅周期振荡法在室温下考察十二烷基硫酸钠(SDS)和十二烷基硫酸钠/长链醇体系的泡沫性能(起泡性和稳定性)与表面参数(表面张力和表面扩张流变性)之间的关系。结果表明:向SDS溶液中分别加入十二醇、十四醇、十六醇和十八醇,体系的起泡体积和析液半衰期会随着醇的链长的增加先增大后减小,表面张力会先减小后增大,而体系的扩张模量、弹性模量和表面黏度都会先增大后减小;体系的起泡性由表面张力和表面黏弹性共同决定;体系的析液半衰期随着扩张模量、弹性模量和黏性模量增大而增大,并且析液半衰期与弹性模量具有较为明显的线性关系。     

烷基季铵盐体系泡沫性能与表面性质研究

使用德国KRSS公司生产的DSA100界面扩张流变仪,采用小幅低频振荡法研究阳离子表面活性剂十二烷基三甲基氯化铵(LTAC)、十四烷基三甲基氯化铵(TTAC)、十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)和十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)的泡沫性能与表面性质的关系。结果表明:起泡剂浓度低于其临界胶束浓度(CMC)时,起泡性、稳定性和表面张力随着活性剂浓度的增大而增强,达到CMC后则基本不再变化;起泡剂的疏水链越长,其起泡性和稳定性越差,体系的表面张力也逐渐增大;在LTAC、TTAC、CTAC和OTAC体系的扩张流变性质当中,弹性模量居主导地位,并且弹性模量会随工作频率的增加而增大,随着浓度的增大出现一个极大值,随着疏水链长的增加而减小,而黏性模量则始终很小;泡沫的起泡性由表面张力和表面黏弹性等多个参数共同决定,而弹性模量与泡沫的稳定性具有明显的线性关系。     

复合泡沫酸体系的优选及性能评价

泡沫酸是针对常规酸化反应速度太快、腐蚀作用强、难以返排的缺点而提出的一种缓速酸体系,是以常规酸液及其添加剂为基液,由起泡剂发泡和稳泡剂稳定构成的多相体系。实验对泡沫酸的起泡性能进行了评价,并从温度、原油含量、稳泡剂浓度对起泡性能的影响等方面进行了对比,分别优选出起泡能力和稳泡能力较强的起泡剂和稳泡剂。同时,通过复合泡沫酸体系与石英砂、钢材N80的实验可以看出,泡沫酸体系具有很好的缓速作用和缓蚀作用。泡沫酸具有泡沫所具有的表观粘度高,易返排,携带能力强,以及对地层渗透率和对油水层的选择性的特点,通过室内物理模拟实验,确定了满足现场施工条件的复合泡沫酸体系,为酸化工艺的实施提供了重要的理论依据。     

煤层低伤害氮气泡沫压裂液研究

随着煤层气开发规模不断扩大,在煤层压裂增产过程中压裂液滤失量高、地层伤害严重、返排困难且压裂效果差等问题不断凸显。结合煤层气储层物性,研制低伤害氮气泡沫压裂液体系,即0.5%YSJ杀菌剂+1%FP-1复合起泡剂+2%KCl防膨剂+N2。对该氮气泡沫压裂液体系进行滤失试验和分散试验研究。结果表明:该泡沫压裂液体系起泡及稳泡性能良好,耐剪切能力强,携砂能力强;泡沫和气液两相滤饼的封堵作用可以明显降低压裂液的滤失量,并且氮气可以增强压裂液的返排能力;压裂液体系中的表面活性剂可以降低煤粉与水相的界面张力,提高压裂液对煤粉的分散能力;相对于常规压裂液体系,氮气泡沫压裂液体系对煤层气岩心的伤害较小。     

二元泡沫流动性能影响因素研究

通过研究泡沫在多孔介质中的流动性能,考察了发泡剂和聚合物(HPAM)浓度、气液比、渗透率和注入方式等对提高岩芯波及系数、降低渗透率的影响。实验结果表明:泡沫在岩芯中的阻力系数和残余阻力系数均随发泡剂及HPAM的浓度增加而增加,发泡剂、HPAM浓度大于一定值后,泡沫的阻力系数、残余阻力系数增加缓慢;泡沫在不含油岩芯中的阻力系数和残余阻力系数是含油岩芯中的3倍以上;适当增加气液比有利于提高泡沫的流度控制能力,但过大的气液比会出现气窜;同一泡沫体系并不适合改善所有不同渗透率岩芯的流度控制能力,可以通过改变泡沫体系配方来改善泡沫流度控制能力,提前发泡方式注入的泡沫流度控制能力最佳,交替方式注入泡沫的流度控制能力随交替段塞增加而降低。     

QW-2型氮气泡沫驱起泡剂的研究及其性能评价

为了选择一种适合BZ25．1油田氮气泡沫驱用的起泡剂,利用Waring Blender法分别从多种起泡剂体系和稳泡剂体系中筛选出起泡性能好的起泡剂QP-2和稳泡能力强的稳泡剂WP-3,采用复配增效原理,研制成QW-2型泡沫剂．该体系具有良好的耐温抗盐陛和耐油性能,通过泡沫体系物理模拟试验,测定了泡沫在岩心中驱油效果．室内试验表明,QW-2体系能提高采收率14．5％．     

防灭火三相泡沫添加剂的实验

通过对粉煤灰物理特性和化学成分分析，在其浆液中加入一种合适的发泡剂和稳泡剂，经过物理发泡方式形成粉煤灰三相泡沫，用于防治矿井自然发火。对所选发泡剂在粉煤灰浆液中的发泡性能以及稳泡剂和浆液浓度对粉煤灰三相泡沫稳定性的影响进行了系列实验，井对实验结果进行了分析。指出KDF-l发泡剂适合制备发泡倍数较高、稳定时间较长的煤灰三相泡沫，给出了KDF-l发泡剂用于浆液发泡的最佳浓度。     

泡沫-聚合物复合体系性能及长期稳定性评价

针对稳泡剂对泡沫体系XHY-4作用,开展了复合泡沫体系性能及长期稳定性评价实验。实验结果表明,当XHY-4有效浓度为0.15%、稳泡剂HPAM浓度1 200 mg/L时,复合泡沫体系较单一泡沫体系的发泡能力没有明显变化;但稳定性有很大提高,析液半衰期和泡沫半衰期增幅分别为119%和131%,并且随温度和矿化度的增大,泡沫稳定性降低;复合泡沫体系的稳定性与稳泡剂HPAM视黏度随老化时间变化具有相关性,均表现为随老化时间的增加,先呈缓慢下降趋势再大幅减少;第30 d和第60 d稳泡剂HPAM的黏度保留率分别为70%和16.6%;而较未老化时的析液半衰期分别下降23.4%和30.6%,泡沫半衰期分别下降9.52%和42.4%。驱油实验结果表明复合泡沫体系较单一泡沫体系更能够提高采收率,其增加幅度达5.43%;但复合泡沫体系提高采收率幅度随老化时间的增加而减小。     

抗油抗高矿化度泡沫排水剂的室内研究

针对国内高温深井、高凝析油气井开采后期井底产生大量积液影响正常生产的实际情况,研制出了一种
在高温高含凝析油条件下起泡性和泡沫稳定性良好的泡排剂,能显著提高气井采收率,稳定气井产量。采用改
进Ross–miles 法对各种单一起泡剂的起泡性和泡沫稳定性进行评价筛选,最终选用SDS、CAB、SBFA–30 进行复
配,为了进一步提高泡沫的稳定性,还添加聚乙烯醇（PVA）作为稳泡剂。通过正交实验优化出最佳复配体系为
0.1%SDS+0.1%CAB +0.05%SBFA–30+0.02%PVA,实验结果表明,该复配体系在150 ℃、凝析油体积分数高达50% 具
有良好的起泡性和稳泡性。     

塔河油田高温高盐苛刻油藏高效起泡剂优选与性能评价

 为进一步提高塔河油田高温高盐油藏的采收率,探索高温高盐油藏泡沫驱油的可行性,通过Ross-Miles 法,以泡沫综合值为评价指标优选了耐高温耐高盐起泡剂体系,评价其稳定性、表/界面张力和高温高压下泡沫起泡性能,并通过物理模拟实验研究了泡沫对地层的适应性和驱油效果。实验结果表明:优选的起泡剂为HTS-1 两性表面活性剂,高温高盐稳定性好,且能使油水界面张力降低到10^-1 mN/m 数量级;在高压高温下起泡剂的起泡和稳泡性能大幅度提高,且随着压力的增加,起泡性能有进一步增加的趋势;单管岩心物理实验证明泡沫对地层有较广的适应性,在一定地层渗透率范围下,泡沫的封堵性能随渗透率的增大而增强,超过一定渗透率后泡沫的封堵性能下降;驱油实验显示出泡沫能有效封堵高渗层,实现液流转向,并能提高洗油效率,采收率增值达到17%左右。     

高温高压条件下泡排剂PP-F13发泡性及稳定性评价

使用改进气流法,对泡排剂PP-F13在高温高压条件下的发泡能力、稳定性及携液能力开展了实验评价。结果表明,高压有利于泡沫性能,随着压力的增大,泡沫稳定性显著提高,20 MPa的泡沫半衰期较常压增幅为199.14%,并且压力高于10 MPa后,泡沫稳定性提高幅度不大;而随着温度的增加,泡沫稳定性大幅度降低。压力与温度对泡沫的发泡性影响都不大。稳泡剂能够改善泡排剂的高温稳定性,其中无机稳泡剂SiO_2稳泡能力优于有机稳泡剂HPAM及CMC,适用于高温气藏条件。当压力10 MPa、温度120℃时,含SiO_2复合泡沫体系的泡沫半衰期是相同条件下无稳泡剂泡沫体系的3.59倍,达到1 295 s。高温高压动态携液实验表明,气流速度较低时,SiO_2稳泡剂对泡排剂携液能力作用小,但随着气流速度的增大,SiO_2复合泡沫体系携液能力较无稳泡剂泡沫体系有显著提高。     

煤层气井用高效双子型起泡剂ULT-1的研制

分析起泡剂的分子结构与起泡量、泡沫稳定性的关系,设计新型起泡剂ULT-1的分子结构,室内合成该起泡剂。红外光谱和质谱对起泡剂的结构表征与分子结构设计一致。对起泡剂ULT-1进行性能评价。研究结果表明:质量分数为0.2%的起泡剂ULT-1水溶液的表面张力达到20.40mN/m,较蒸馏水降低了71.82%,发泡体积达501 mL,半衰期长达1 440 s,与质量分数0.5%的常规起泡剂相比,泡沫半衰期提高3倍以上。起泡剂ULT-1的抗盐及抗温性能较好,煤样润湿性恢复值高达93.70%,起泡剂ULT-1容易在煤岩表面脱附,有利于储层保护。     

一种泡沫酸配方及其分流酸化性能评价

泡沫酸因其诸多优于常规酸的性能而被广泛应用于油田增产措施中.室内确定了一种泡沫酸体系配方,以12%HCl和3%HF土酸为酸基液,泡沫体系由0.8%复合型起泡剂EL-23与0.3%高聚物稳泡剂D组成.泡沫体系与酸液配伍性好,泡沫半衰期20 min.分流实验表明,泡沫酸显著降低高渗岩心而增加低渗岩心的注入量,泡沫流体在不同渗透率地层的注入量比例得到合理调整.酸化前后渗透率变化率表明,泡沫酸对低渗层的改善程度高于高渗层.泡沫对水层具有选择性封堵能力,防止酸对水层过度酸化,使酸液更充分改善油层的渗流能力.泡沫酸对渗透率和油水层均具有分流选择性酸化的特点.