天然气井排水采气用泡排剂的研究与应用

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1、天然气井排水采气用泡排剂的研宄与应用【摘要】排水采气工艺是气井开采中后期提高有水气藏采收率的有效措施，泡沫排水采气技术广泛应用于产水量不大且具有一定自喷能力的气井，主要介绍了泡沬排水采气工艺技术的特点、泡排剂的分类和使用要求和适应不同气井条件下的泡排体系等内容。【关键词】天然气井；井筒积液；排水采气；泡排剂；泡沬稳定性；研究；应用【Abstract】Drainagegasrecoveryiseffectivemeasurestoimproverecoveryefficiencyofwatergasreservoir.Foamdrainagegasrecove

2、rytechnologyhasbeenwidelyusedingaswellswithlittlewaterproductionandacertaincapacityfromthespray.Thepapermainlyintroducescharacteristicsoffoamdrainagegasrecoverytechnology，classificationandrequirementsoffoamingagent,andfoamingsystemunderdifferentgasconditions.【Keywords】Gaswell；Wellb

3、orefluid；Drainagegasrecovery；Foamingagent；Foamstability；Research；Application0前言随着世界各国对能源的进一步需求和对环境问题的日益关注，天然气受到普遍重视，发展天然气工业已成为当代世界潮流［1］。从环保和优质能源的角度出发，21世纪的主要能源非天然气莫属。产水气井整个生产阶段分为无水生产期和排水采气生产期［2］，在无水生产期产量高、工艺简单、开采成本较低，优化合理的采气速度可延长气井的无水采气期。随着采气生产过程的进行，地层能量逐渐衰竭，气井的产气量低于临界携液流量，产出气不足以将产

4、出的地层水或凝析液携带至地面，产出液在井底聚积。如果不及时采取措施，井底水将会严重降低产气量，甚至导致气井水淹停产，此时则需要采用相关排水采气工艺协助气井生产［3］。产水气藏的排水采气工艺技术始于20世纪50年代的美国，经过近60年的发展，已形成了多种成熟的排水采气技术［4］。排水采气工艺是气井开采中后期提高有水气藏采收率的有效措施，目前常用的排采工艺包括优选管柱、泡沫排水、柱塞气举、连续气举、有杆泵、射流泵、电潜泵、机抽等，而每种排采方式有其不同的适应性和优缺点。1泡沬排水采气技术的特点泡沬排水采气工艺技术［5］是将表面活性剂（泡排剂）从携液能力不足的生产

5、井井口注入井底，借助于天然气气流的搅动作用，使之与井底积液充分接触，从而减小液体表面张力，产生大量较稳定的含水泡沫，减少气体滑脱量，使气液混合物密度大大降低，以大幅度降低自喷井油管内的摩阻损失和井内重力梯度，如图1所示，不加起泡剂时水分子液滴较大，在气井中加入起泡剂后，水分子和起泡剂形成泡沫液滴，在天然气流的作用下带出井底［6］。泡沬排水采气工艺充分利用地层自身能量实现举升，具有单位排液量大、适宜较深井况、地面及环境条件要求低、设计简单、维修方便、注入灵活且免修期长、收效快等特点［7］。不同泡排剂能够适应不同类型生产井的需要，成为目前应用于低产积液气井的一种

6、广泛、有效排水采气措施。该工艺要求气井具有一定的自喷能力，无自喷能力的水淹井需要采用放喷或其它诱喷措施，且需定时定量向井筒内添加泡排剂，工艺的排液能力不高［8］。2泡排剂的分类和使用要求2.1泡排剂的分类泡沫排水采气工艺中通常使用的泡排剂是由一种、或多种表面活性剂复合而组成，品种繁多。一般地，泡排剂按照泡沬排水用表面活性剂分为固态和液态两种：固态泡排剂主要有泡棒、酸棒和滑棒，液态泡排剂主要有离子型(主要为阴离子型)、非离子型、两性离子型和高分子聚合物型及复合表面活性剂等，主要分为如下几类：2.1.1阴离子起泡剂此类起泡剂实质上就是阴离子表面活性剂［9］，典型

7、的阴离子表面活性剂分子式R0S03M，其中R为12-14个碳的烷基，M为Na+或NH4+。常用的阴离子表面活性剂有：焼基礴酸盐、焼基硫酸盐、焼基苯礴酸盐、脂肪醇醚硫酸盐、椰子油烷基硫酸盐、脂肪酸皂等。该类表面活性剂起泡性能好，价格适中且来源广，耐地层水总矿化度2.1.4两性离子起泡剂此类起泡剂实质上就是两性离子表面活性剂［16］，典型分子式是RN(CH3)2CH2COOM，其中R为12-18个碳的烷基。两性起泡剂主要有甜菜碱型、咪唑啉型、氨基竣酸型、a-亚氨基酸型、烷基氧化胺等。两性离子表面活性剂在水溶液中能离解出既带有阳离子又带有阴离子的两性离子，此两性离

8、子随着pH值变化而变化，通常在碱性条件下显阴离子性质