耐高溫高鹽泡沫復合驅體系的室內評價

劉小芳,徐麗君,郭 鑫,程家家,張 博

（山東德仕石油工程集團股份有限公司,山東 東營 257000）

0 引言

泡沫驅是一種應用前景廣泛的三次采油技術。室內研究表明[1-3]，復合泡沫驅具有較好的流度控制能力和較高的驅油效率。美國最早進行了礦場先導試驗，我國從上世紀八十年代開始，到九十年代進入大規模礦場先導實驗，并取得較好效果。尤其是在大慶油田[4]，比傳統聚合物驅采收率提高20%，比ASP驅油采收率提高10%，成功開創我國三次采油技術新局面。

1 泡沫劑作用機理

泡沫驅可以從提高縱向波及效率和平面波及效率中提高波及體積，并能夠提高不同類型油層的驅油效率，大幅度提高整個油層的驅油效率[5-6]。

（1）泡沫劑本身是一種活性很強的活性劑體系，能改變巖石表面潤濕性和大幅度降低油水界面張力，使原來呈束縛狀的油成為可流動的油。

（2）泡沫流動能夠克服巖石孔隙毛管力，把小孔隙中的油驅出。

（3）泡沫粘度隨剪切速率的增大而減少，在高滲層中粘度大、在低滲層中粘度小，因而泡沫能起到“堵大不堵小”的作用。

2 實驗部分

2.1 藥品與儀器

2.1.1 藥品

泡沫劑：DXP-01，DXP-06，DXP-24為山東德仕石油工程集團股份有限公司生產；AS-1，PM001，GM-2為各廠家提供。

2.1.2 儀器

羅氏泡沫儀；電子天平；TX-500c旋轉滴界面張力儀；磁力攪拌器；旋轉粘度計；變頻高速攪拌機；60ml燒杯10個、500ml燒杯10個、玻璃棒10根。

2.2 泡沫劑的評價

選用6種泡沫劑進行實驗，評價指標有：不同溫度和濃度下的表面張力、起泡性能、半衰期。

2.2.1 泡沫劑表面張力的測定

用200000mg/L礦化度水將泡沫劑配制成0.5%濃度溶液，在不同溫度下，測定表面張力，只有AS-1在不同溫度條件下，表面張力大于30mN/m，其他泡沫劑表面張力均小于27.3mN/m。表面張力越高，發泡性能差，所以AS-1在此不適用。

2.2.2 泡沫劑不同溫度起泡性能的測定

用200000mg/L礦化度水將泡沫劑配制成0.5%濃度水溶液，在不同溫度下，測定起泡性能。40℃時起泡體積最大，溫度繼續升高，起泡體積呈下降趨勢，半衰期隨溫度的升高也縮短。泡沫劑DXP-01、DXP-06和GM-2表現出較好的起泡性能和半衰期。

2.2.3 泡沫劑不同濃度起泡性能的測定

將DXP-01、DXP-06和GM-2用200000mg/L礦化度水配制成不同濃度溶液，測定80℃下的起泡性能和半衰期，濃度越高，泡沫劑的起泡性能越好，半衰期越長。DXP-06起泡性能最好，半衰期較長。

2.3 穩泡劑的評價

用FS-26、FS-55、PG-18、PS-G3、AMH75種穩泡劑，分別考察不同礦化度水、CaCl2濃度、溫度對穩泡劑粘度的影響，選出較好的穩泡劑與泡沫劑進行配伍實驗。

2.3.1 不同礦化度水對穩泡劑粘度的影響

用清水、10000ppm、20000ppm、200000ppm 不同礦化度的水對0.15%濃度的穩泡劑的粘度進行實驗，FS-55、AMH7的粘度隨礦化度的增大降低幅度小，效果較好；PG-18、PS-G3的粘度隨礦化度的增大降低幅度較大，FS-26在低礦化度水中粘度降低幅度小。

2.3.2 不同CaCl2濃度對穩泡劑的粘度影響

用不同CaCl2濃度對0.15%濃度的穩泡劑粘度進行測試實驗，隨CaCl2濃度的增大，穩泡劑粘度總的趨勢都是降低，按降粘率由小到大依次為：AMH7>FS-55>PG-18>PS-G3>FS-26。

2.3.3 不同溫度對穩泡劑的粘度影響

在200000mg/L礦化度，不同溫度下對0.15%濃度的穩泡劑粘度進行實驗，AMH7的粘度隨溫度的升高降低幅度較小，穩定性較好。FS-55在溫度≤80℃之前表現出較好的粘度保留率，但超過82℃發生突變，粘度迅速下降。綜上所述，耐高溫高鹽的穩泡劑效果較好的為AMH7和FS-55。

2.4 泡沫劑與穩泡劑的配伍性

按waring blender 法進行評價，使用0.3%泡沫劑與0.05%、0.1%、0.15%三個濃度的穩泡劑在80℃、200000mg/L的高礦化度水中進行實驗，穩泡劑AMH7對DXP-06的起泡能力有一定的協同作用，穩泡劑FS-55對泡沫劑DXP-06的起泡能力有一定的抑制作用。由此判定：DXP-06與穩泡劑AMH7配伍性最好。

3 結論

（1）在溫度80℃，礦化度200000mg/L條件下，DXP-06和AMH7復合體系的起泡性能和半衰期性能最好。

（2）穩泡劑濃度過高會抑制發泡能力，低濃度穩泡性強，不影響發泡體積，表現出較佳效果。

（3）穩泡劑FS-55在82℃發生線性突變，粘度降幅大，不同于其他穩泡劑的現象，機理值得今后研究。

[1] 萬里平，孟英峰，楊龍，等.泡沫緩蝕機理研究[J].天然氣工業，2005（06）：56-58.

[2] 李農，鄢友軍.適用于神經高溫高礦化度新型泡沫排水劑研制和應用[J].天然氣工業，2003（06）：159-160.

[3] 伍小林，陳廣宇，張國印.泡沫復合體系配方的研究[J].大慶石油地質與開發，2003（03）：27-29.

[4] 李永太，劉易非，唐長久.提高石油采收率原理和方法[M].北京：石油工業出版社，2008.

[5] 劉欣，郝立軍.高溫發泡劑靜態性能評價試驗研究[J].石油天然氣學報，2012（02）：273-275.

[6] 賴書敏，劉慧卿，龐占喜.高溫氮氣泡沫調驅發泡劑性能評價實驗研究[J].科學技術與工程，2010（02）：400-404.