起泡剂发泡特性及其影响因素研究

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1、2008年5月西安石油大学学报(自然科学版)May2008第23卷第3期JournalofXi′anShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Vol.23No.3文章编号:16732064X(2008)0320072204起泡剂发泡特性及其影响因素研究Studyonthefoamingbehavioroffoamingagentanditsinfluencingfactors吴文祥,徐景亮,崔茂蕾(大庆石油学院提高油气采收率教育部重点实验室,黑龙江大庆163318)摘要:通过对泡沫复合体系发泡特

2、性的静态实验研究,评价了泡沫复合体系发泡特性及泡沫稳定性.通过细玻璃管测定法和综合发泡能力的经验公式,讨论了表面活性剂类型和结构、聚合物分子量、碱浓度、地层水矿化度、温度及原油性质对体系发泡性能的影响.通过研究,得到了泡沫复合驱中表面活性剂、碱和聚合物都存在一个合理的浓度临界值,且随着矿化度、温度和原油轻质含量的增加,体系的综合发泡能力降低的结论.同时得到了不同表面活性剂类型中,硫酸盐型表面活性剂发泡效果最好,磺酸盐直链型次之;而同一类型表面活性剂中,随着表面活性剂碳链长度的增加,发泡效果变好,但碳链增加到一定长度后,综合发泡能力

3、下降的认识.关键词:起泡剂;泡沫复合体系;发泡特性;影响因素;室内实验中图分类号:TE357.4文献标识码:A近几年来在中国大庆油田开展的泡沫驱油技配制发泡体系用水为人工合成盐水,矿化度为[1]术是在一般泡沫驱及三元复合驱基础上发展起3700mg/L,还配备了蒸馏水和矿化度分别为918来的三次采油新技术.由于其具有一般泡沫驱和三mg/L、6778mg/L、10478mg/L的合成盐水,其中元复合驱的优点,因而其提高原油采收率的幅度很各组分含量见表1.[2]大,相关的室内实验研究和先导性矿场试验也取(2)实验用气[324]得了较好的

4、效果.人工合成的标气(天然气),CH4含量大于由于该技术的研究时间较短,因而有许多问题95%.有待去解决,本文对泡沫复合驱起泡剂发泡特性及(3)化学试剂其影响因素进行了研究.起泡剂为国内产品及美国ICT公司提供的ORS41;碱剂NaOH为锦州化学试剂厂的分析纯;1实验部分聚合物1275A相对分子质量1800万,1255相对分1.1实验条件子质量1100万,1115相对分子质量550万.(1)实验用水(4)实验温度表1大庆油田模拟地层水和注入水的物质含量ρ(氯化钠)ρ(氯化钾)ρ(氯化钙)ρ(氯化镁)ρ(硫酸钠)ρ(碳酸氢钠)水型号

5、-1)-1)-1)-1)-1)-1)/(mg·L/(mg·L/(mg·L/(mg·L/(mg·L/(mg·L918-0.0380.0360.0500.0500.74337001.9000.0110.0350.1430.0621.54467783.4890.0200.0640.2620.1142.829104785.3890.0310.0990.4050.1764.373收稿日期:2007211225作者简介:吴文祥(19612),男,教授,博士生导师,博士后,主要从事化学法提高采收率方面的研究.吴文祥等:起泡剂发泡特性及其影响因素

6、研究—73—除温度影响(20℃、45℃、60℃)之外,其他实增大的幅度明显变小,并有下降的趋势,这说明聚合验均在45℃条件下进行.DKS相对分子量2300物质量浓度对泡沫质量的影响存在一个合理的临界万,日本公司提供.值.1.2实验方法随着碱质量分数增大,泡沫质量变差,而且有一(1)取1mL配制好的发泡体系置于直径1.5个明显的台阶(在图中,台阶位置大约在0.8%左cm带有刻度的玻璃管中(发泡用的细管);右).即碱质量分数wa对泡沫质量的影响也存在一(2)通过气体流量计控制发泡细管下端通气速个临界值wao.当wa≥wao时,泡沫质量

7、急剧变差.度(2～3mL/min天然气);因此wqo和wao是在起泡体系配方设计时应特别注(3)当所有的液体均形成泡沫后,通过读取细意的参数.玻璃管中泡沫的高度确定体系的初始发泡量(q0);2.1.2活性剂浓度对体系发泡性能的影响该项(4)观察细玻璃管中不同时间泡沫高度的变化研究以ORS系列为主.经研究发现,随活性剂质量情况,测定泡沫高度降低一半所用的时间(泡沫半衰分数(ws)增大,体系的初始发泡量增大,半衰期也期t1/2).随之增大.这主要是由于高浓度表面活性剂有利于形成稳定而坚固的液膜,但当表面活性剂浓度增加2实验结果到某一值

8、(wso)后,再增加表面活性剂的浓度对体系发泡特性的影响不大.2.1体系配方对体系发泡性能影响图2给出了综合发泡能力随ORS41浓度变化2.1.1聚合物和碱浓度对泡沫特性的影响评价规律.从图2中可以看出,当活性剂质量分数小于泡沫质量的两个重要参数是