GC-1型泡排劑應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

龔浩研 ，胡均志 ，王雅萍 ，李曉蕓 ，李 耀 ，張玉華

（1.西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院，陜西西安 710065；2.中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西榆林 719000）

榆林氣田氣田水質(zhì)均呈現(xiàn)CaCl2水型，Cl-含量在26.94～123 107.6 mg/L，平均為 10 655.54 mg/L，礦化度358.5～98 452.3 mg/L，總礦化度平均：19 244.87 mg/L。

子洲氣田氣田水質(zhì)均呈現(xiàn)CaCl2水型，Cl-含量在1 061.11～80 929.24 mg/L，平均為：12 180.80 mg/L；礦化度為1 140.94～220 990.19 mg/L，總礦化度平均：33 473.5 mg/L。

1 泡沫排水采氣現(xiàn)狀分析

1.1 應(yīng)用情況

2011年，全廠共開展泡排65口井402井次，累計(jì)增產(chǎn)氣量765.646 6×104m3。其中，榆林南區(qū)共開展泡排排水采氣氣井39口273井次，子洲-米脂共開展泡沫排水采氣氣井26口127井次。

1.2 存在問題

2010年全年，本廠共實(shí)施泡排49口井213井次，泡排有效率60.5%，泡排有效率比往年有所提升，但仍不能達(dá)到目標(biāo)。分析部分氣井泡排效果不明顯原因：

（1）部分氣井氣量小、壓力低，泡排不能連續(xù)加注，氣井?dāng)y液不充分；

（2）泡排氣井中，含凝析油較高氣井泡排效果較差，加注泡排劑后，不能正常攜液。

2 室內(nèi)試驗(yàn)評(píng)價(jià)

2.1 礦化度對泡沫性能的影響

為考察礦化度對GC-1泡排劑泡沫性能的影響，首先測定礦化度對GC-1泡排劑降低表面張力能力的影響，試驗(yàn)結(jié)果（見圖1）。

試驗(yàn)結(jié)果顯示，礦化度對GC-1泡排劑的表面張力降低能力幾乎無影響，接下來進(jìn)行泡沫性能測試（見圖2、圖3）。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，GC-1泡排劑在礦化度0～100 000 mg/L區(qū)間，其泡沫穩(wěn)定性和攜液能力隨礦化度遞增而遞減，這符合表面活性劑的一般規(guī)律，但遞減程度輕微，總體趨于穩(wěn)定，尤其是攜液能力基本保持不變；表面張力數(shù)據(jù)也顯示變化不大（28～29mN/m區(qū)間），這表明GC-1泡排劑有很好的適應(yīng)礦化度變化的能力。

2.2 甲醇對泡沫性能的影響

為考察甲醇對GC-1泡排劑泡沫性能的影響，首先進(jìn)行了甲醇對表面張力的影響試驗(yàn)（見圖4）。

為進(jìn)一步具體考察GC-1抗甲醇能力，分別在10 000 mg/L、25 000 mg/L、50 000 mg/L、75 000 mg/L 和 100 000 mg/L礦化度下進(jìn)行了泡沫試驗(yàn)，找出各自區(qū)間泡排劑的最低用量點(diǎn)。

GC-1型泡排劑室內(nèi)試驗(yàn)是比較成功的，但試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)甲醇含量大于40%時(shí)，泡排劑的理論加注量偏大，還有待于進(jìn)一步完善。

2.3 泡沫穩(wěn)定性與起泡劑結(jié)構(gòu)的關(guān)系

影響起泡劑穩(wěn)定性的主要因素有分子結(jié)構(gòu)、溫度、界面張力等，而影響泡沫的持久性與起泡劑結(jié)構(gòu)的相關(guān)四個(gè)因素：

（1）界面層排液程度:排液可使界面厚度變薄，一旦到達(dá)臨界厚度，膜將破裂，低界面張力有助于泡沫的持久。

（2）表面膜強(qiáng)度:增加表面膜的強(qiáng)度，能形成多面體的泡沫，泡沫可持久。

（3）氣體透過性:泡沫有大泡和小泡，根據(jù)Laplace關(guān)系式，小泡中氣體壓力較大泡高，氣體從小泡透過液膜擴(kuò)散至大泡中，結(jié)果是小泡變小，直至消失，而大泡變得更大，最后破裂。氣體透過性與表面膜中分子排列的緊密度有關(guān)，膜的表面粘度高，氣體透過性就低，泡沫持久性也較好。

（4）表面電荷：兩個(gè)氣泡之間的液膜兩側(cè)如為離子活性劑，因雙電層的存在，其電斥力促使泡沫穩(wěn)定性增加，尤其液膜很薄時(shí)（＜200 nm），此種影響更為明顯。

2.4 泡沫穩(wěn)定性與凝析油的關(guān)系

通過實(shí)驗(yàn)：原油/水=5:5時(shí)泡沫的壽命最長，穩(wěn)定性最好；原油/水=0:10時(shí)泡沫的壽命最短，穩(wěn)定性最差；隨著原油的體積百分比的降低（水的體積百分比的升高），泡沫量越來越大，泡沫的壽命越來越短，穩(wěn)定性越來越差。綜合所有的表面活性劑，GC-1（陰離子與兩性表面活性劑復(fù)配）的發(fā)泡較好，穩(wěn)定性最好。

2.5 室內(nèi)試驗(yàn)評(píng)價(jià)

現(xiàn)場取水樣做發(fā)泡性能試驗(yàn)及發(fā)泡劑性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，通過不同條件下測試不同濃度GC-1的發(fā)泡和攜液能力測試，從數(shù)據(jù)可以看出：

（1）GC-1在高礦化度，高含凝析油、高甲醇含量條件下能夠滿足氣井正常攜液；

（2）隨著藥劑濃度的增大，產(chǎn)品的發(fā)泡和攜液能力也有所提高；但當(dāng)甲醇含量達(dá)到60%，產(chǎn)品的濃度即使增加到1%，也不產(chǎn)生泡沫。說明：不能單靠增加藥劑用量來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品抗甲醇能力。

3 現(xiàn)場應(yīng)用及效果評(píng)價(jià)

3.1 現(xiàn)場應(yīng)用

2011年，共計(jì)應(yīng)用GC-1泡排劑/棒5口井20井次，泡排有效率為60%。

3.2 效果評(píng)價(jià)

統(tǒng) 33-13 井：生產(chǎn)層位山 2+馬五13、五21、五22，無阻流量1.896 3×104m3/d，以1.5×104m3/d生產(chǎn)該井共計(jì)泡排6井次，泡排周期8天/次，氣井生產(chǎn)平穩(wěn)，生產(chǎn)油、套壓差為2 MPa左右，效果明顯。

榆47-7井：生產(chǎn)層位山2，無阻流量2.54×104m3/d，以2.0×104m3/d生產(chǎn)該井共計(jì)泡排5井次，將該井泡排制度調(diào)整為油套壓差大于2.0 MPa時(shí)泡排，7天為周期泡排，目前生產(chǎn)平穩(wěn)。

總結(jié)分析GC-1泡排劑現(xiàn)場應(yīng)用情況，表明，該泡排劑能夠在具含凝析油、高礦化度、含甲醇?xì)饩袘?yīng)用，有較好的效果，能夠有效降低油套壓差，平均油套壓差下降2.1 MPa左右，減少井筒積液，單井產(chǎn)液提高0.51 m3/d。可有效提高排水采氣有效率，應(yīng)用期間泡排有效率提高6.2%，增產(chǎn)天然氣60.646 6×104m3。

4 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

通過對泡沫排水采氣現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并對非水相泡沫開展研究，取得了一系列對生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義的成果：

（1）泡沫的穩(wěn)定性與起泡劑結(jié)構(gòu)、凝析油含量、礦化度、甲醇濃度、擾動(dòng)程度有關(guān)，其中甲醇濃度、凝析油含量對其影響較大；

（2）通過泡排劑優(yōu)選及合成，GC-1泡排劑GC-1在高礦化度，高含凝析油、高甲醇含量條件下能夠滿足氣井正常攜液，符合現(xiàn)場使用需求；

（3）有效提高泡沫排水采氣有效率，較2010年，有效率提高了6.2%，增產(chǎn)氣量60.646 6×104m3。

［1］彭年穗.氣井泡沫排液中的起泡劑［J］.油田化學(xué)，1989，6（1）:84-89.

［2］尹忠.泡沫評(píng)價(jià)及發(fā)泡劑復(fù)配的實(shí)驗(yàn)研究［J］.西南石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，26（4）：56-58.

［3］張書平，等，低壓低產(chǎn)氣井排水采氣工藝技術(shù)［J］.天然氣工業(yè)，2005，25（4）：106-109.