Page 205 - 精细化工2019年第8期
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第 8 期 杨 奕,等: 低界面张力抗温抗盐 YUDP 型起泡剂性能评价 ·1693·
起泡剂的起泡体积与半衰期呈现先上升后下降的趋 滴和原油中的胶质、沥青质等组分替换了泡沫液膜
势。不同浓度的钙镁离子含量会对起泡剂的泡沫性 上的表面活性剂分子,使该处的表面张力下降。但
能以及油水界面张力产生促进或者抑制作用。当起 是附有表面活性剂的液膜表面的表面张力则会升
泡剂溶液中的钙镁离子含量上升时,钙镁离子与起 高,由此产生的收缩力会导致表面张力低处的液膜
泡剂分子相互作用压缩泡沫薄膜上的扩散双电层, 伸长变薄,最后直至破裂。同时,由于泡沫液膜上
使薄膜上的起泡剂分子排列更加紧密,从而形成更 附着的表面活性剂浓度减小,泡沫的自我修复作用
加稳定的泡沫 [28] 。但随着钙镁离子含量的持续增加, 消失,从而导致起泡剂的泡沫性能降低 [31] 。实验表
这种压缩作用持续加强从而屏蔽了离子型起泡剂离 明,原油质量分数达到 15%时,YUDP 起泡剂依然
子的电荷,破坏了水化膜,导致起泡剂的泡沫性能 能达到 220 mL 的起泡体积以及长达 22.4 min 的半
下降,同时钙盐具有亲油性,当大量的钙镁离子进 衰期,说明 YUDP 起泡剂具有良好的抗油性。
入起泡剂溶液时,存在于水相中的钙盐有吸附于油
水界面的倾向,这种倾向可能会“挤压”吸附在油 3 结论
水界面的起泡剂分子,迫使通过水相吸附在界面层
(1)YUDP 型起泡剂在质量浓度为 0.4%时具有
的起泡剂分子进入油相中,致使起泡剂分子在油水 最佳的泡沫性能以及油水界面活性。
界面吸附失衡,结果导致油水界面张力上升 [29] 。泡
(2)YUDP 型起泡剂具有良好的抗温抗盐性能,
沫的强度表现为先上升后下降,钙镁离子质量浓度
在 60~75 ℃情况下泡沫强度始终高于 3825 mL·min,矿
在 41.8 mg/L 附近时泡沫强度超过 4800 mL·min。以
化度在 16000.0~31037.9 mg/L 的情况下泡沫强度一
上现象说明,YUDP 型起泡剂有良好的抗钙镁离子
直高于 3900 mL·min;YUDP 型起泡剂具有良好的
能力。
抗钙镁离子与抗残余油的能力,钙镁离子总含量在
2.6 残余油饱和度对起泡剂泡沫性能的影响
30~60 mg/L 的情况下起泡体积一直高于 240 mL,半
在 64 ℃,以吉林红岗区块注入水配制 YUDP
衰期始终长于 24 min,残余油饱和度在 15%时泡沫
起泡剂溶液,考察红岗高台子油藏不同残余油饱和
强度一直高于 3696 mL·min。
度对 YUDP 泡沫性能的影响,实验过程中,均为起
(3)YUDP 型起泡剂能有效地降低油水界面张
泡后再加入原油,实验结果见表 8。 力,当矿化度、钙镁离子含量达到最高,pH 达到油
表 8 残余油饱和度对泡沫性能及界面活性的影响 藏最低值时,油水界面张力一直保持在 10 –2 mN/m
Table 8 Effect of residual oil saturation on the foam properties 的数量级,达到吉林油田低界面张力泡沫驱要求。
and interfacial activity
原油质量 起泡 半衰期/ 泡沫强度/ 参考文献:
分数/% 体积/mL min (mL·min)
[1] Kang Wanli (康万利), Tan Junling (谭俊领), Gao Huimei (高慧梅).
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由上表可看出,起泡剂的起泡体积随着原油质 dry-out effect[J]. Energy & Fuels, 2013.27(5): 2363-2375.
量分数的增加而减小,而泡沫的半衰期在原油质量 [4] Holm L W. Foam injection test in the siggins field, illinois[J]. Journal
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分数未超过 5%时处于上升状态,超过 5%之后呈现
[5] Surguchev L, Hanssen J. Foam application in morth sea reservoirs, I:
逐步下降的特征。造成这一现象的原因在于,在油 Design and technical support of field trials[C]//SPE/DOE Improved
含量较小时,油滴与泡沫接触发生乳化现象,导致 Oil Recovery Symposium, Society of Petroleum Engineers, 1996.
形成的许多分散油滴在毛管压差作用下向 Plateau [6] Worthen A J, Bryant S L, Huh C, et al. Carbon dioxide-in-water
foams stabilized with nanoparticles and surfactant acting in
区迁移,并且随着这些分散油滴的聚集,Plateau 区 synergy[J]. AIChE J, 2013, 59(9): 3490-3501.
毛管压差逐渐降低,液膜的 Plateau 排液速率减小 [7] Hendraningrat L, Li S, torsaeter O. Enhancing oil recovery of
[30] low-permeability berea sandstone through optimised nanofluids
。因此,当继续增加油含量时,自发乳化的油滴
concentration[J]. Petrol J Sci Eng, 2013, 111: 128-138.
会逐渐增多。此时 Plateau 区毛管压差减小速度突然
[8] Zhang Li (张莉), Cui Xiaohong (崔晓红), Ren Shaoran (任韶然).
变快,造成液膜排液速率逐渐变慢,泡沫半衰期逐 The study on enhanced oil recovery technology in reservoirs after
渐增大。然而当油含量达到一定值时,大部分的油 polymer flooding[J].Chemical Engineering of Oil and Gas (石油与