纳米粒子增强泡排剂性能及影响因素研究

针对深层产水气井温度高(110～150℃)、矿化度高的特点,通过在普通液相泡排剂中引入合适尺寸、疏水程度的纳米粒子充当固态稳泡剂,使其吸附在气水界面形成稳定的空间壁垒,阻止气泡的聚并和歧化,从而极大地提高了普通液相泡排剂的起泡性与稳定性。为了给现场施工提供指导,利用高温高压泡沫评价仪实时评价研究了添加纳米粒子的泡排剂随浓度变化的性能,同时还考察了矿化度、温度、压力这3种外界因素对添加纳米粒子的泡排剂性能的影响。添加纳米粒子的泡排剂在矿化度为250 000mg/L下,其初始起泡体积V₀和泡沫半衰期t_1/2分别高达2 180mL和760s;在150℃高温下其初始起泡体积V₀与泡沫半衰期t_1/2分别高达1 925mL和700s;这些数据证明纳米粒子对泡排剂性能具有显著增强作用。该添加纳米粒子的泡排剂在重庆气矿现场应用效果良好。     

适用于深层产水气井的纳米粒子泡排剂

针对深层产水气井温度高、矿化度高、含高浓度H2S气体及凝析油的特点,研制了纳米粒子泡排剂,评价了其性能,并进行了现场试验。将耐高温的阴离子表面活性剂、耐高矿化度及H2S的两性离子表面活性剂及耐凝析油的氟碳表面活性剂进行复配制成液相泡排剂,再加入使用硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅球作为固态稳泡剂,制备出纳米粒子泡排剂。通过室内实验研究了泡排剂的性能,结果表明:泡排剂抗温可达150℃,抗矿化度可达250 g/L,抗H2S浓度可达0.04%,抗凝析油含量可达30%,起泡性、稳泡性优良。光学显微镜观察、Zeta电位表征结果说明,纳米粒子增强液相泡排剂性能的机理在于纳米粒子吸附在气液界面形成固态的粒子化膜,改性纳米二氧化硅球浓度约为0.002%时具有最佳稳泡效果。现场试验结果表明:泡排剂性能稳定,满足现场施工要求,可显著提高泡沫排水采气有效率并降低成本。     

一种新型高效泡排剂LH的泡沫性能研究

泡沫排水采气方法是一种经济性高、效率高、施工方便的排水采气方法，在油气田得到了广泛的应用。气井泡沫排液所使用的泡排剂直接影响到排液的效率，针对大量的泡排剂不能同时适合高温、高矿化度和高凝析油气水井的情况，结合有水气藏的开发特点，根据表面活性剂理论和起泡性、稳泡性理论，在实验的基础上采用正交设计实验方法研制了一种新型泡沫排水剂--LH。采用Ross-Miles法和搅拌法对泡排剂LH进行泡沫静态性能研究，利用现场取得的凝析油和地层水对新型泡排剂LH的起泡能力、抗矿化度能力、抗凝析油能力及其抗高温能力进行了系统的分析和研究。并在同等实验的条件下与其他泡排剂进行比较，实验结果表明，泡排剂LH是一种起泡性能好、泡沫稳定性优良、抗高温、抗高矿化度、抗高凝析油的泡排剂。     

阳离子型双子表面活性剂在制备耐高温、高矿化度泡排剂中的应用

常规泡排施工中,泡排剂一般适用于90 ℃以下及矿化度小于100 000 mg/L 的地层,阻碍了泡沫排水采气工艺在高温、高矿化度产水气井中的应用。针对高温、高矿化度产水气井的特点,通过深入研究表面活性剂理论,确立了通过阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂进行复配的方式来获得在高温、高矿化度下具有良好的起泡性、稳泡性以及携液速率的泡排剂GWJ。研究表明,在温度为160 ℃、矿化度为250 000 mg/L下,其初始起泡体积与泡沫半衰期分别达到1 860 mL 和620 s,证明泡排剂GWJ 具有优良的耐高温与耐高矿化度性,可以满足高温、高矿化度产水气井的泡排施工要求。     

抗凝析油泡排剂HY 4的合成与泡沫性能

针对凝析气井常规泡排剂排水效果不好的状况，研制了抗凝析油泡排剂HY-4。该剂具有独特的梳状结构和双子结构，采用Ross=miles法和动态带水法对其泡沫性能进行了研究，并在同等实验的条件下与其他泡排剂进行比较。实验结果表明，泡排剂HY-4是一种极强的抗凝析油专用泡排剂，同时具有较好的抗高矿化度、抗高温能力。     

高温高压高盐泡排剂性能特征实验

泡沫排水采气技术是一种成本低、效果好的采气方式,广泛应用于气田的出水治理。为了评估高温、高压、高矿化度对泡排剂性能的影响,改进了现有罗氏泡沫评价法的实验设备;通过实验研究了10种泡排剂样品起泡性、稳定性以及动态携液性并对实验数据进行了分析。结果表明:温度对泡排剂性能的影响较大,随着温度的升高,特别是高于90℃以后,泡排剂的起泡能力和稳定性急剧下降;压力对泡排剂的性能影响较明显,随着压力的升高,泡排剂的起泡能力、稳定性以及携液性能都有所增加,但达到8 MPa后,增加趋势不再明显。     

高温高矿化度CO2泡沫性能实验研究

在高温、高矿化度条件下,通过测试起泡剂浓度、温度、矿化度和压力对CO₂泡沫性能的影响,筛选出了耐温、耐盐性能良好的表面活性剂作为起泡剂,并通过动态驱替实验,考察了起泡剂在高温、高矿化度条件下的CO₂泡沫的流度控制和封堵能力。实验结果表明,HLB值在14¹6之间的两性和非离子表面活性剂复配的起泡剂泡沫稳定性较好;高压下（15MPa）所产生CO₂泡沫更为稳定,在100℃下驱替实验所测得最大阻力因子达130,表现出良好的封堵和流度控制性能。泡沫仪测试和驱替实验结果对比表明,泡沫半衰期对阻力因子的影响更为敏感,是衡量泡沫稳定性和封堵能力的主要因素。表4图5参11     

一种耐油抗甲醇气井泡排剂的研究

本文以氧化胺(A)、合成两性表面活性剂(B)为主剂,特种表面活性剂(C)为稳定剂,研制出一种性能优异的泡排剂FHG-1。采用罗氏-迈尔斯评价方法,以起泡高度和携液量为指标,通过实验筛选A、B、C最优配比8:2:1,评价了泡排剂FHG-1的相关性能。实验结果表明:FHG-1在30℃、含20%油(或含20%醇)的矿化度为5.0×10~4mg/L的配液用水中的5min后泡沫高度为110mm(170mm),携液量为116mL(176mL),表明FHG-1耐凝析油、抗甲醇能力优异。另外FHG-1与配液用水、地层水的配伍性优良,可适用于含甲醇、含凝析油的气井生产。     

化学泡沫排液中凝析油的影响

从气井中排液,广泛采用能生成泡沫的表面活性剂。试验证明,表面活性剂的起泡能力和从气井中排液的效率,主要是与泡沫形成的条件、积液(地层水或凝析油)的矿化度和存在的凝析油有关。凝析油存在时,不仅要改变生成泡沫的条件,更主要的是泡沫的性能亦要改变。并且随着凝析油含量的增加泡沫稳定性有某些提高,但是当凝析油中芳烃含量增高时,溶液起泡性能变差,消泡性增强。图4,表1,参8。     

耐高含量凝析油泡排剂的研制及现场应用

针对龙凤山气区出水气井普遍具有井较深(3000 m)、气层温度较高(104～149℃)、部分区块凝析油含量特高(10%～60%)的特点,研制了一种有机铵盐型阳离子氟碳表面活性剂,将氟碳表面活性剂与实验室自制起泡剂(月桂酰胺丙基甜菜碱与α-烯基磺酸钠的质量比为10∶1)按质量比1∶15混合,得到耐高含量凝析油的泡排剂PQ-Y,考察了该泡排剂在高凝析油含量下的起泡力、稳泡力和携液能力及耐温耐盐性能,并进行了现场应用。研究结果表明,该泡排剂在160℃老化14 h后的初始起泡高度H_0和5 min后泡沫高度H5仍分别高达194 mm和186 mm,在矿化度高达250000 mg/L时其H0和H_5仍分别高达189 mm和180 mm,在50%石油醚含量下初始起泡高度H_0和5min后泡沫高度H_5分别高达171 mm和168 mm,携液速率达8 mL/min,证明其有较强的抗凝析油能力。在龙凤山北201-XY井现场试验中,平均产气量由7256 m~3/d提高到11329 m~3/d,提高幅度达56%;平均油套压差由2.66 MPa下降到2.38 MPa,下降10.5%;携液增产效果明显。该泡排剂可满足凝析油含量较高气区排水采气需求。图3表5参12     

复合热泡沫体系驱油效果研究

复合热泡沫体系驱油是聚合物驱之后进一步提高原油采收率的一项重要接替技术。该体系具有泡沫驱油和热力采油的优点,又具有一定二氧化碳和氮气驱油的作用。实验选择HY-3表面活性剂为发泡剂,热烟道气为发泡气体,羧甲基纤维素纳为稳泡剂。实验结果表明,起泡体系与烟道气同时注入方式提高采收率的效果好于交替注入效果;随着复合热泡沫段塞的增大,驱替压差和泡沫驱采收率随之增加,优化出的泡沫段塞为0.6PV;复合热泡沫体系加入稳泡剂后,增加了复合热泡沫的强度,原油采收率的提高幅度增加;聚合物驱后,复合热泡沫体系驱提高采收率的幅度随温度的提高而增加,高温条件下,复合热泡沫驱油提高采收率达到16.29%。     

氮气泡沫驱注入参数优化试验研究

为提高高温高矿化度中渗油藏注水开发后期的油藏原油采收率,研究优选了发泡剂浓度、气液比、注入量、注入方式、设备注入性和泡沫的封窜能力等工艺参数。实验结果表明:最佳气液比为2:1;最佳发泡剂浓度为0.5%;在气液比为2:1和发泡剂浓度0.5%的条件下,氮气泡沫注入量由0.11 PV增加到0.54 PV,采收率由20.6%增大到68.6%;水段塞与氮气泡沫段塞体积比为1:2～1:3时,最终采收率较高;在2.0 mL/min范围内,注入速度的变化对提高原油采收率的影响不明显。试注试验表明:注气设备额定压力在35 MPa以上可以满足试验区注入要求;水气交替注氮气易发生气窜;泡沫具有明显的封堵气窜和调剖作用。     

GC-1型泡排剂应用效果评价

气田经过不断开发,地层压力逐渐降低,井筒积液严重影响气井的产能发挥,目前主要采取泡沫排水采气技术排出井筒积液,该技术具有工艺简单、低成本、见效快、易操作的特点,在本厂广泛使用。但部分气井由于高含凝析油,随环境温度的升高和凝析油含量的增加,泡排剂的起泡能力和稳定性会大大降低,尤其对于凝析油含量大于20%的气井中,许多起泡剂产生的泡沫会在1~2min内消失,甚至不产生泡沫,泡排效果不明显,应用一种能够用于凝析气井开采的泡排剂成为一种需要。     

抗油低含水率起泡剂研制及其在苏里格气田应用

苏里格气田气井普遍具有低压、低产、小水量、含凝析油、井筒压力损失大的特点,为提升泡沫排水采气工艺效果,以降低单位体积泡沫含液量为技术思路,从抗凝析油、降含水率两方面优化泡排剂性能,研发了适合苏里格气井特点的含液量小、液膜薄、稳定的抗油起泡剂UT-8,单位体积含水率降低30%,,减小了泡沫在举升过程中对井底造成的回压。在苏里格气田现场试验7井次,气井产量增加,油套压差平均降低1.85MPa,取得了良好的试验效果,对苏里格气田高效开发提供了技术支撑。     

高温高矿化度油藏 CO2 泡沫调堵实验

CO₂ 泡沫调堵是一种选择性化学调剖堵水方法, 其应用技术的关键在于发泡剂的选择。针对油藏高温、高矿化度特殊环境,综合考虑了影响发泡剂性能的关键因素,并以此为基础筛选出了具有良好抗盐、耐温性能及 pH 值稳定性的表面活性剂 YFP-2 作为发泡剂。借助岩心驱替流动实验,进一步研究了该发泡剂在模拟油藏环境下所产生的泡沫对驱替岩心的封堵作用。封堵实验结果表明,该泡沫体系具有较强的流动阻力保持性能,且对驱替剂的流动具有一定的转向作用。     

低密度负压泡沫洗井用泡排剂的室内研究

以α烯烃磺酸盐(AOS)为主剂,选择泡沫基液和气源,考察起泡剂和稳泡剂对泡排剂泡沫性能的影响,确定了低密度负压泡沫洗井用泡排剂最佳配方:0.5%AOS发泡剂+0.6%W-1稳泡剂+清水+氮气,泡沫体系密度为0.92 g/cm3。室内评价结果表明,该泡排剂在负压泡沫洗井中具有较好的起泡、稳泡、耐高温和抗腐蚀能力,在低压高温洗井作业中具有良好的应用前景。     

起泡剂在不同驱油方式下的驱油效果

对起泡剂XHY-4(阴离子表面活性剂)开展了空气泡沫驱和表面活性剂驱两种驱油方法的效果研究。单管岩心驱替实验结果表明,两种驱油方式下,采收率增幅均随起泡剂浓度的增加而增大并逐渐稳定;起泡剂质量分数相同时,空气泡沫驱采收率增幅高于表面活性剂驱;在XHY-4加量为0.1%时,泡沫驱增幅为8.5%,表面活性剂驱为3.4%。双管并联岩心驱替实验结果表明,表面活性剂驱综合采收率增幅为5.47%,高渗管为7.6%,低渗管为3.3%,含水率由99.55%降至94.95%;泡沫驱综合采收率提高16.5%,高渗管为13.82%,低渗管为19.53%,含水率由98.08%降至70.97%。表面活性剂驱以提高洗油效率为主,而空气泡沫驱以提高低渗管波及体积来提高采收率,低渗管累计增液量为0.14 PV。     

井下自生气复合泡沫技术在稠油热采中的研究与应用

针对乐安稠油老区吞吐末期开发效果日益变差的状况，开展了井下自生气复合泡沫技术研究。根据室内研究，在高温下引发剂迅速分解产生的CO2等气体，能扩大蒸汽扫油面积，降低原油粘度，提高注汽效果。当引发剂与泡沫剂混合注入时，则兼具气驱、活性液驱与泡沫驱的功效。该工艺现场施工简单，费用低，在草20区块开展了3口井的现场应用试验，收到了较好的增油效果。