稠油对起泡剂的影响研究

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1、稠油对起泡剂的影响研究目录第一章前言1.1课题研究背景及意义自1956年,Fried首次对泡沫驱油进行研究(公布于1961年),1958年Bond等人发表世界上第一份泡沫驱油专利(US2866507)以来,在国外泡沫流体在油田的应用已有40多年的历史,现在已成为油气田开发中的一个重要发展方向。近年来,关于泡沫的成功的现场应用的例子仍不断见诸报道,相关的理论研究也很受重视,直到目前,美国、加拿大等国家均投入大量经费进行相关理论研究,包括美国斯坦福大学、加州大学伯克利分校、加拿大阿尔波特大学等在内的世界知名学府和研究机构均有专门的课题组在进行此方面的攻关[

2、1]。国内于1965年、1971年、1980年先后在玉门、克拉玛依、大庆三个油田进行过矿场试验。胜利油田先后在三个井组进行了泡沫驱试验,均取得了良好的效果。以上这些泡沫驱只是普通的活性水加入气体。从经济上考虑,泡沫复合驱更具优势,优于普通泡沫驱,由于聚合物的加入既提高了泡沫的稳定性和粘度,有良好的流度控制作用,又降低了起泡剂的吸附滞留损失减弱了泡沫液膜对化学剂的敏感性,延长了泡沫的半衰期。显然,泡沫复合驱将成为三次采油新的希望。但是,以上这些方法的研究、成果的取得主要是针对常规油藏的原油进行研究的,将其应用于稠油是否会收到同样的效果,有待进一步研究。尤

3、其是泡沫复合驱是近几年才发展起来的新技术,能否将其作为稠油油藏的提高采收率接替技术,需要开展系列的研究工作。该问题的解决,对我们更好地提高泡沫复合驱的应用效果具有重大指导意义。随着稠油粘度不断增加，泡沫体系的起泡体积先快速减小后趋于稳定，析液半衰期变化不大；而泡沫半衰期先大幅增加后缓慢上升。粘度较低时，粘度变化对泡沫体系的泡沫半衰期的影响大，这可能是因为起泡后加油并搅拌，稠油与泡沫充分接触，从而破坏泡沫，抑制泡沫体积，但是这会使得稠油均匀存在于泡沫的液膜上，粘度高时，增强泡沫的稳定性，而低粘度则有利于液膜表面排液，泡沫稳定性差。泡沫体系堵水又堵油的原因

4、一般认为是：油藏条件下的稠油其胶质和沥青质含量较高，对泡沫体系起泡性能的影响大，特别是沥青质，该组分结构复杂，具有热力学不稳定性，一旦在原油开采过程中，油藏条件发生改变或混入其他某种物质时，沥青质将失去原有的稳定状态，而发生聚集。当该油藏进行空气泡沫驱油时，泡沫与稠油接触，沥青质的不稳定会导致泡沫体系的泡沫半衰期延长，从而使得本该只堵水的泡沫体系发生堵油现象。可见稠油的组成及性质对起泡剂的性能起着关键性的作用。为了降低泡沫体系的堵油效果，提高泡沫剂的驱油效率，研究稠油组成及性质对起泡剂性能的影响规律对实际稠油开采意义不言而喻。1.2泡沫驱油技术1.2.

5、1泡沫的概念泡沫是不溶性(或微溶)气体分散于液体或熔融固体中形成的多相分散体系,其中液体是连续相(分散介质),气体是非连续相(分散相)。泡沫具有很大的表面自由能,在破泡之后体系液体的总表面积大大减少,即能量降低,因而,它是一种热力学的不稳定的体系,但在一定条件下,采取合适的措施,可以保持一定的稳定性。1.2.2泡沫的形成泡沫形成的前提条件是必须有气体和液体发生相互接触。而气体和液体的接触可通过三种途径达到:一是直接向液体中通入外来气体;二是利用气井内气流的搅动;三是溶液中的反应物在一定条件下发生反应产生不溶气体。纯净液体不能形成稳定的泡沫,要形成稳定的

6、泡沫,除了气相、液相外,必须加入发泡剂。具有双亲结构的表面活性剂类物质能够降低泡沫液相的表面张力及泡沫体系的表面自由能从而达到稳泡的效果。这是由于当起泡剂分子在溶液表面的吸附增加到一定浓度时，表面分子就会自动定向排列，趋于减少吸附面积的直立状态。溶液表面的起泡剂分子非极性的憎水基朝外定向排列，减少了气相与液相的接触，降低了表面张力。泡沫是否稳定还取决于液膜的表面粘度。若液体有适当粘度,膜内的液体就不易流走,使泡沫稳定性增加。选择适当稳泡剂可起到这样的效果。①气相气相多为空气丶天然气丶氮气以及二氧化碳气。由于空气和天然气存在易燃易爆等不安全因素，极少用于

7、实际生产作业中。因为我国的产气条件限制，一般采用氮气作为气相。②液相液相由淡水丶地层水丶盐水的一种与起泡剂丶稳泡剂和助剂等组成。因为地层水配制的泡沫其发泡体积或能力低于淡水配制的泡沫，地层水配制的泡沫有助于防止地层黏土膨胀，所以一般采用地层水来配制泡沫溶液。起泡剂的种类比较多，一般采用表面活性剂。表面活性剂是指能够在低浓度下吸附于气液两相界面上，从而改变界面性质，显著降低界面张力，并通过改变体系界面状态，从而产生润湿与反润湿丶乳化与破乳丶起泡与消泡以及在较高浓度下产生增浓的物质。一般泡沫溶液需要加入一种较好的稳泡剂，因为如果只使用单一的表面活化剂，其半

8、衰期一般都很短。泡沫稳定剂的加入会使泡沫稳定性得到极大的提高，从而延长泡沫的寿命。1.2.3泡