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).
                  0         250       25.7      4818.75            Foaming behavior of surfactants in combination flooding[J]. Journal
                  5         245       27.5      5053.13            of  Daqing  Petroleum  Institute  (大庆石油学院学报),  2003,  27(1):
                                                                   13-15.
                 10         235       23.2      4089.00
                                                               [2]   Rouhi  F,  Aliexander  A,  Krastev  R, et  al.  Foam-oil  interaction  in
                 15         220       22.4      3696.00
                                                                   porous media: Implications for foam assisted enhanced oil recovery[J].
                 20         180       20.7      2794.50            Adv Cilloid Interf Sci, 2012, 183: 1-13.
                 25         170       18.8      2397.00        [3]   Ma K, Lopez-salonas J L, Puerto M C, et al. Estimation of parameters
                                                                   for the simulation of foam flow through porous media. Part 1: The
                 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
                                                                   of Petroleum Technology, 1970, 22(12): 1499-1506.
            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
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