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                        醚類起泡劑
                        作者:河北立百工貿有限公司 來源:www.artauctionsofamerica.com 發表時間:2016-10-19 瀏覽: 次  百度一下
                        一、概述
                        泡沫體系在油藏中,具有良好的封堵能力,能夠形成較高的封堵壓力。室內試驗證明,在滲透率1-10達西沒有油存在的石英砂孔隙介質中能夠形成1Mpa/m的封堵能力,并且由于泡沫具有遇油破滅的特點,因此對于油藏具有選擇性,堵水而不堵油。
                        國內外,許多石油公司和國家石油研究單位,進行了泡沫驅以及深部調剖的研究,取得了很好的效果,我國的勝利油田、大慶油田泡沫驅提高采收率已取得了初步的成功,已列為中石化重大先導性項目,目前,正在進行先導性施工。國內外,許多的油田和研究單位對于泡沫調剖也作了很好的探索,已有泡沫調剖封堵的成功先例;就目前來說,泡沫調剖還是一項較新的技術,還沒有大規模的應用于生產實踐,一些問題還需要研究和探索。但是,泡沫應用于調剖堵水是一件非常有意義的研究課題。結合前期泡沫驅提高采收率的室內施工研究及礦場施工,對于泡沫調剖,建議進行一些前期的研究工作,選擇較好的施工方案,力爭取得較好的施工效果,開創泡沫新的應用領域。
                        泡沫調剖堵水施工是中國石化重大先導施工項目方案,其目的是為了建立適用于油藏條件下的泡沫體系;確定合理的泡沫注入參數;研究泡沫驅的生產規律;優化地面、注采工藝,形成泡沫調剖堵水配套技術,解決油田開發后期高含水低效開發技術難題,提高水驅后高含水油田的采收率。
                        二、工作機理以及有關技術說明
                        1、工作原理
                        泡沫調剖是由于穩定的泡沫流體在注水層中疊加的氣液阻效應,賈敏效應作用和巖石孔隙中泡沫氣泡的膨脹。使水流在巖石孔隙介質中流動阻力大大增加,同時從液體中析出的氮能改變巖石表面的性質,并能在一定的條件下使多孔介質的表面增水,這些作用均能限制水的竄通。但在含油地帶泡沫不起作用,也就是不會限制油的流通。
                        (1)、起泡劑本身是一種活性很強的陰離子型表面活性劑,能較大幅度降低油水界面張力,改善巖石表面潤濕性,使原來呈束縛狀態的油通過油水乳化,液膜置換等成為可流動的油。從而提高驅替效率,增加波及系數。
                        降低油水界面張力:提高驅油效率一般通過增加毛細管準數來實現,而降低油水界面張力則是增加毛細管準數的主要途徑。毛細管準數與界面張力的關系如下:
                        Nc=uμw/δwo式中,Nc—毛細管準數;u—驅替速度,m/s;μw—驅替液粘度,mpa·s; δwo—油和驅替液之間的界面張力,Mn/m。
                        Nc越大,殘余油飽和度越小,驅油效率越高。增加μw 和u,降低δwo 可提高Nc。其中降低界面張力是泡沫驅的一個屬性,起泡劑就有此特性。在注水開發的后期,Nc一般在10-7—10-6,Nc增加將顯著提高原油采收率,理想狀態下Nc增加到10-2時,原有采收率將達到100%,通過降低油水界面張力,可使Nc有2-3的數量級的變化。理想的表面活性劑可以使界面張力降至10-4-10-3Mn/m,從而大大降低或消除地層的毛細管作用,減少剝離原油所需的粘附功,提高驅油效率。
                        油水乳化:起泡劑對原油有較強的乳化能力,在水油兩相流動的剪切的條件下,能迅速將巖石表面的原油分散,剝離,形成水包油(O/W)型乳化液,從而改善油水兩相的流度比,提高波及系數。同時,由于起泡劑是陰離子,可以在油滴表面吸附而使油滴帶有電荷,油滴不易重新粘回地層表面,從而被活性水夾帶流向采油井。
                        改善巖石表面的潤濕性:驅油效率與巖石的潤濕性密切相關。油濕表面導致驅油效率差,水濕表面導致驅油效率好。合適的起泡劑可以使原油與巖石間的潤濕接觸角增加,使巖石表面由油濕性向水濕性轉變,從而降低油滴在巖石表面的粘附功。
                        (2)、泡沫流動需要較高的壓力梯度,從而能克服巖石孔隙的毛細管作用力,把小孔隙中的油驅出。泡沫在油層中的流動是一種復雜的多相體系物理化學滲流,沿流動方向有3個滲流帶,即前沿的O/W乳狀液滲流帶,中部的泡沫混氣水和O/W乳狀液共存的滲流帶,后沿的泡沫流帶。
                        (3)、當泡沫的干度在一定范圍內時(54%-74%)其粘度大大高于基液的粘度,流動阻力將明顯增加,就大大降低驅替流體的流速,改善了驅替液與油的流比度提高波及系數。
                        (4)、泡沫具有遇油消泡,遇水穩定的特性,消泡后粘度降低,不消泡時粘度不降,從而起到了堵水不堵油的作用,提高了驅油效率。
                        (5)、當泡沫干度一定時,剪切會使泡沫液的粘度下降,剪切速率越高,粘度下降越多,對干度為70%的泡沫液,用RV-20的旋轉粘度計進行試驗,當轉速為100r/min,視粘度為115mpa·s,當轉速為195r/min時,視粘度為85 mpa·s,當轉速為290r/min,視粘度為45 mpa·s,在地層條件下,在滴滲透層中的平均孔隙半徑大于高滲透層的平均孔隙半徑,在相同注入速度下,泡沫液在小孔道中的剪切速率比在大孔道中大,因此它在大孔道中的粘度大,在小孔道中的粘度小,因此,導致在低滲透層中的流動阻力較小,宏觀表現為阻力因子較小,從增加的趨勢上看,隨著滲透率的增加,泡沫阻力因子的增加幅度變小,當達到某一臨界值,泡沫阻力可能不再增加,出現這種現象的原因是,巖石滲透率和孔隙度有一定的關系,一般來講,滲透率小則孔隙度小,而產生的泡沫容易被破壞,使阻力較小,反之亦然,這樣,對于滲透率高的巖層,泡沫在巖石孔隙中膨脹,粘度增大,堵塞巖石通道,有效封堵高滲透層,這樣形成一定的壓力,使驅替流體更多的分流進入低、中滲透層,調整了吸水剖面。
                        機理表明
                        泡沫在多孔介質中并不是以整體形式流動的;相反,組成泡沫的氣相和液相分別以液膜破裂和再生成方式在孔隙系統中流動,當存在足夠強的泡沫存在時,氣體在泡沫中的流動將停止,液體的流動也將大幅度減弱。據此泡沫通過降低或封堵滲透帶而改變注入流體在非均質油藏的驅替狀況,提高波及系數和驅油效率。
                        2、泡沫特點
                        泡沫根據起泡液的成份分為二相泡沫和三相泡沫,前者含有表面活性劑和添加劑。后者除上述成份還有固相,如膨潤土,粘土,白粉等,三相泡沫的穩定性比二相泡沫高許多倍,這是因為固相的顆粒能加固小氣泡的薄膜,泡沫的性能不用于其他液體,它具有彈性,在泡沫系統中,液氣兩相形成的小氣泡具有壓縮性。無論二相或者三相泡沫流體其穩定性均加入一種穩定添加劑(如CMC,硅酸鈉及非極性溶劑)。
                        3、泡沫穩定性的影響
                        泡沫穩定性與泡沫的干度,基液的粘度(常表現為增稠劑的用量)等因素有關,見表1、半衰期越長說明泡沫越穩定,半衰期在3min以上的泡沫被認為是穩定的泡沫。
                        表1 泡沫的穩定性
                        起泡劑濃度(%) 起泡體積(ml) 泡沫半衰期(min) 
                        0.2 200 90 
                        0.5 260 95 
                        1 300 120 
                        2 350 135



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