发布时间 : 星期一 文章氮气泡沫调剖堵及提高采收率的应用机理研究更新完毕开始阅读45df0e1b10a6f524ccbf853d
性地层和渗透率特别低的地层，但价格昂贵且易燃，施工不安全，携砂性能也较差，同时也不能在含沥青或石蜡原油的井中使用，以避免生成固体沉淀，堵塞油层。
●烃基
用于烃基的泡沫基液可以是原油或经加工过的柴油、煤油及凝析油。原油价格较低，但含有石蜡、树脂及沥青，通常难于形成稳定的泡沫。炼制油与氮气容易混合形成较为稳定的泡沫，但成本高、易着火不安全。烃基泡沫一般也不宜用于气井，可能会降低其相对渗透率。
●酸基
一般的有机酸、无机酸以及它们的混合酸均可形成泡沫酸。一般常用盐酸、氢氟酸、甲酸、醋酸以及它们的混合酸作基液。
对基液增稠可有助于泡沫的稳定，泡沫酸可用于含钙质砂岩或灰岩。 六、起泡剂
●对起泡剂的一般要求
①起泡性能好，一旦与气体接触立即可产生大量泡沫，即泡沫膨胀倍数高。
②稳泡能力强，所产生的泡沫性能稳定，寿命长，即使在较长时间泵送的剪切条件下，可保持性能稳定。
③与地层岩石、流体及修井液的配伍性好，即使与原油、盐水、碳酸盐及各种化学添加剂接触时，也能保持其稳定性，并且不损害油层的导流能力。
④用于热采油井（热水、蒸汽）的起泡剂要耐高温（250～300℃），有筛选标准。对于具体使用目的，尤其是用于油田注水驱注氮气泡沫堵水调剖提高采收率的项目，必需按规定要求进行筛选评价，也要参照筛选标准进行筛选实验。
⑤凝固点低，具有生物降解能力，毒性小。
⑥压力释放时，气泡膨胀，泡沫易于破裂，有利于环境保护。 ⑦用量小，成本低。 ⑧货源充足，便于就地取材。
●我国热采油井筛选实验过的高温起泡剂，大部分是石油磺酸盐类（见表1-3），由中油勘探开发研究院及辽河、胜利等油田研制，耐温达到250～300℃，也用于常温注水井。
●美国、加拿大广泛应用的高温起泡剂主要有SD-1000、TechⅣ等。部分起泡剂结构类型见表1-3。
表1-3 起泡剂的分子结构
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样品代号 AOS1 AOS2 AOS3 AAS7 AAS2 AAS6 AAS5 AAS4 SD1000 结构类型 直链α-烯烃磺酸盐 直链α-烯烃磺酸盐 直链α-烯烃磺酸盐 直链烷基苯磺酸盐 直链烷基苯磺酸盐 直链烷基甲苯磺酸盐 直链烷基甲苯磺酸盐 直链烷基二甲苯磺酸盐 α-烯烃磺酸盐二聚物 碳数范围 C10～C14 C14～C18 C17～C20 R 表1-4 美国哈里伯顿公司推荐的起泡剂 序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [1] 泡沫类型 水基泡沫 水基泡沫 水基泡沫 水基泡沫 水基泡沫 水基泡沫 酸基泡沫 酸基泡沫 醇+水（醇50％） 醇+水（醇50％） 醇+水（醇25％） 醇+水（醇25％） 烃基泡沫 起泡剂 HOWCO.suds SEM-7 TRI-S AQF-1 Pen-5E HC-2 Pen-5E HC-2 SEM-7 AQF-1 SEM-7 AQF-1 OFA-2 电性 (-) (-) (-) (O) (O) (O)(+) (O) (O)(+) (-) (O) (-) (O) (O) 起泡剂用量 L/m低 温 2-5/93℃ 2-5/93℃ 2-5/93℃ 2-5/93℃ 5-10/65℃ 2-5/93℃ 10/93℃ 5-10/93℃ 4-6/79℃ 5-7/79℃ 4-6/79℃ 4-6/79℃ 2/88℃ 3 高 温 6-10/121℃ 6-10/149℃ 6-10/135℃ 不推荐 不推荐 6-10/149℃ 10/121℃ 不推荐 不推荐 10/149℃ 不推荐 ●加拿大NOWSCO公司推荐的常用起泡剂见表1-5。 10 表1-5 加拿大NOWSCO公司推荐的起泡剂 序号 1 2 3 4 5 泡沫类型及泡沫质量 水基泡沫，75％质量，（气相-N2） 油基泡沫，75％质量，（气相-N2） 酸基泡沫，75％质量，（气相-N2） 复合泡沫，65-90％质量，（气相-CO2） CO2泡沫酸，80％质量 [2] 起泡剂 SF-1 SF-3 SF-2 SF-10 SF-10 用 量 3 L/m10 10 10 10 10 SF-1：为阴离子型，属于聚氧乙烯烷基醇磺酸钠类。 SF-2：为非离子型，属于烷基、苯基、聚氧乙基醚类。 SF-3：为复合型（含氟）（非离子型+阴离子型）。 SF-10：为复合型（主要成分为非离子）。 七、泡沫特性参数 在筛选起泡剂或评价泡沫体系时，常使用一些参数作为表征泡沫的依据。 1．泡沫干度 泡沫干度指一定温度、压力下，泡沫体系内气体体积Vg与泡沫体积VF之比，用F表示： F=Vg/VF VF=Vg+VL 式中VL代表液相体积。 2．泡沫稳定性 指泡沫的组成部分（气泡、液膜）或一定体积的泡沫存在的时间。亦叫“泡沫寿命”（durability）。 3．泡沫膨胀系数 指泡沫体积与产生泡沫的液相体积之比。有时也用泡沫膨胀系数代表泡沫质量。泡沫的膨胀系数越大，泡沫的质量越高，起泡剂的起泡能力越强。 4．泡沫的分散度 泡沫的分散度是泡沫结构的一种反应，一般用单位体积内气泡的平均大小及大小不同的气泡分布，或者气、液界面面积来确定。 5．半衰期 从泡沫中排出一半液体所需要的时间，或者泡沫体积缩减为初始体积的一半时所用的时间。虽然两种测定值都是半衰期，但其差别非常大，前者一般只有几分钟（又称“半泻水期”），而后者则长达 11 几十分钟甚至更长。半衰期可作为衡量泡沫稳定性的一个重要指标。 6．发泡能力 主要用于评价起泡剂产生泡沫的能力，即指定条件下（压力、温度、起泡剂含量、发泡方法及时间等），一定量的起泡剂溶液形成泡沫的体积或泡沫柱高，一般用“毫升”或“厘米”表示。 7．泡沫的流度或表观粘度 这是描述泡沫流变性的一个参数。泡沫的流度定义为通过单位截面积的泡沫总流量与气、液同时通过岩样所需的压降之比，单位是μm/mPa.s。 泡沫的表观粘度等于岩样的盐水渗透率与测定的流度之比，单位为mPa.s。 8．气泡的大小 尽管稳定泡沫中的气泡是多面体，但是习惯上还是象球体一样称其为泡沫气泡的“直径”。泡沫气泡的直径常常大于10μm，也可能大于1000μm。随着压力增大，泡沫尺寸将被压缩变小。 对于具有气泡大小分布的泡沫，若重力加权有助于较小的泡沫，则该泡沫是最稳定的。在这种情况下，大小分布随时间的变化是泡沫稳定性的量度。气泡大小分布对泡沫的表观粘度也有重要影响。对于静电力和空间力的相互作用下的气泡，当气泡减小时（对于给定的泡沫质量）其泡沫粘度增大，这是由于增大的界面面积和变薄的液膜使得流动阻力增大。而当气泡大小相对均匀时，其泡沫粘度也增大，也就是气泡大小分布狭窄的比宽的粘度大（也是对于给定的泡沫质量）。 9．泡沫密度（比重）或质量 在计算一种泡沫的密度（ρF）时，通常可以忽略其中气体的质量，所以 2 ?F?mL VF其中mL是泡沫中液体的质量，VF是泡沫的总体积。对于由密度为ρL、体积为VL的液体所产生的泡沫，有 ?LVF ??FVL比值VF/VL称为泡沫的膨胀因子。因子ρL/ρF确定了由于发泡所引起的体积的增大程度或称发泡能力100[(ρL/ρF)-1]，其中方括弧中的项是泡沫中的气液比。 泡沫的密度一般情况下在大约0.02-0.5g/mL范围内变化。但是，值得注意的是泡沫不一定是均质的，常常出现由于重力引起排液所造成的在垂向上的密度差异。 10．泡沫的液膜的厚度 12