劉小芳,徐麗君,郭 鑫,程家家,張 博
(山東德仕石油工程集團(tuán)股份有限公司,山東 東營 257000)
泡沫驅(qū)是一種應(yīng)用前景廣泛的三次采油技術(shù)。室內(nèi)研究表明[1-3],復(fù)合泡沫驅(qū)具有較好的流度控制能力和較高的驅(qū)油效率。美國最早進(jìn)行了礦場先導(dǎo)試驗(yàn),我國從上世紀(jì)八十年代開始,到九十年代進(jìn)入大規(guī)模礦場先導(dǎo)實(shí)驗(yàn),并取得較好效果。尤其是在大慶油田[4],比傳統(tǒng)聚合物驅(qū)采收率提高20%,比ASP驅(qū)油采收率提高10%,成功開創(chuàng)我國三次采油技術(shù)新局面。
泡沫驅(qū)可以從提高縱向波及效率和平面波及效率中提高波及體積,并能夠提高不同類型油層的驅(qū)油效率,大幅度提高整個(gè)油層的驅(qū)油效率[5-6]。
(1)泡沫劑本身是一種活性很強(qiáng)的活性劑體系,能改變巖石表面潤濕性和大幅度降低油水界面張力,使原來呈束縛狀的油成為可流動的油。
(2)泡沫流動能夠克服巖石孔隙毛管力,把小孔隙中的油驅(qū)出。
(3)泡沫粘度隨剪切速率的增大而減少,在高滲層中粘度大、在低滲層中粘度小,因而泡沫能起到“堵大不堵小”的作用。
2.1.1 藥品
泡沫劑:DXP-01,DXP-06,DXP-24為山東德仕石油工程集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn);AS-1,PM001,GM-2為各廠家提供。
2.1.2 儀器
羅氏泡沫儀;電子天平;TX-500c旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀;磁力攪拌器;旋轉(zhuǎn)粘度計(jì);變頻高速攪拌機(jī);60ml燒杯10個(gè)、500ml燒杯10個(gè)、玻璃棒10根。
選用6種泡沫劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn),評價(jià)指標(biāo)有:不同溫度和濃度下的表面張力、起泡性能、半衰期。
2.2.1 泡沫劑表面張力的測定
用200000mg/L礦化度水將泡沫劑配制成0.5%濃度溶液,在不同溫度下,測定表面張力,只有AS-1在不同溫度條件下,表面張力大于30mN/m,其他泡沫劑表面張力均小于27.3mN/m。表面張力越高,發(fā)泡性能差,所以AS-1在此不適用。
2.2.2 泡沫劑不同溫度起泡性能的測定
用200000mg/L礦化度水將泡沫劑配制成0.5%濃度水溶液,在不同溫度下,測定起泡性能。40℃時(shí)起泡體積最大,溫度繼續(xù)升高,起泡體積呈下降趨勢,半衰期隨溫度的升高也縮短。泡沫劑DXP-01、DXP-06和GM-2表現(xiàn)出較好的起泡性能和半衰期。
2.2.3 泡沫劑不同濃度起泡性能的測定
將DXP-01、DXP-06和GM-2用200000mg/L礦化度水配制成不同濃度溶液,測定80℃下的起泡性能和半衰期,濃度越高,泡沫劑的起泡性能越好,半衰期越長。DXP-06起泡性能最好,半衰期較長。
用FS-26、FS-55、PG-18、PS-G3、AMH75種穩(wěn)泡劑,分別考察不同礦化度水、CaCl2濃度、溫度對穩(wěn)泡劑粘度的影響,選出較好的穩(wěn)泡劑與泡沫劑進(jìn)行配伍實(shí)驗(yàn)。
2.3.1 不同礦化度水對穩(wěn)泡劑粘度的影響
用清水、10000ppm、20000ppm、200000ppm 不同礦化度的水對0.15%濃度的穩(wěn)泡劑的粘度進(jìn)行實(shí)驗(yàn),F(xiàn)S-55、AMH7的粘度隨礦化度的增大降低幅度小,效果較好;PG-18、PS-G3的粘度隨礦化度的增大降低幅度較大,F(xiàn)S-26在低礦化度水中粘度降低幅度小。
2.3.2 不同CaCl2濃度對穩(wěn)泡劑的粘度影響
用不同CaCl2濃度對0.15%濃度的穩(wěn)泡劑粘度進(jìn)行測試實(shí)驗(yàn),隨CaCl2濃度的增大,穩(wěn)泡劑粘度總的趨勢都是降低,按降粘率由小到大依次為:AMH7>FS-55>PG-18>PS-G3>FS-26。
2.3.3 不同溫度對穩(wěn)泡劑的粘度影響
在200000mg/L礦化度,不同溫度下對0.15%濃度的穩(wěn)泡劑粘度進(jìn)行實(shí)驗(yàn),AMH7的粘度隨溫度的升高降低幅度較小,穩(wěn)定性較好。FS-55在溫度≤80℃之前表現(xiàn)出較好的粘度保留率,但超過82℃發(fā)生突變,粘度迅速下降。綜上所述,耐高溫高鹽的穩(wěn)泡劑效果較好的為AMH7和FS-55。
按waring blender 法進(jìn)行評價(jià),使用0.3%泡沫劑與0.05%、0.1%、0.15%三個(gè)濃度的穩(wěn)泡劑在80℃、200000mg/L的高礦化度水中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),穩(wěn)泡劑AMH7對DXP-06的起泡能力有一定的協(xié)同作用,穩(wěn)泡劑FS-55對泡沫劑DXP-06的起泡能力有一定的抑制作用。由此判定:DXP-06與穩(wěn)泡劑AMH7配伍性最好。
(1)在溫度80℃,礦化度200000mg/L條件下,DXP-06和AMH7復(fù)合體系的起泡性能和半衰期性能最好。
(2)穩(wěn)泡劑濃度過高會抑制發(fā)泡能力,低濃度穩(wěn)泡性強(qiáng),不影響發(fā)泡體積,表現(xiàn)出較佳效果。
(3)穩(wěn)泡劑FS-55在82℃發(fā)生線性突變,粘度降幅大,不同于其他穩(wěn)泡劑的現(xiàn)象,機(jī)理值得今后研究。
[1] 萬里平,孟英峰,楊龍,等.泡沫緩蝕機(jī)理研究[J].天然氣工業(yè),2005(06):56-58.
[2] 李農(nóng),鄢友軍.適用于神經(jīng)高溫高礦化度新型泡沫排水劑研制和應(yīng)用[J].天然氣工業(yè),2003(06):159-160.
[3] 伍小林,陳廣宇,張國印.泡沫復(fù)合體系配方的研究[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2003(03):27-29.
[4] 李永太,劉易非,唐長久.提高石油采收率原理和方法[M].北京:石油工業(yè)出版社,2008.
[5] 劉欣,郝立軍.高溫發(fā)泡劑靜態(tài)性能評價(jià)試驗(yàn)研究[J].石油天然氣學(xué)報(bào),2012(02):273-275.
[6] 賴書敏,劉慧卿,龐占喜.高溫氮?dú)馀菽{(diào)驅(qū)發(fā)泡劑性能評價(jià)實(shí)驗(yàn)研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2010(02):400-404.