非離子型纖維素對泡沫穩(wěn)定性的影響研究

(1.東北石油大學機械科學與工程學院 黑龍江 大慶 163000)

(2.大慶油田天然氣分公司油氣加工五大隊喇二淺冷站 黑龍江 大慶 163000)

(3.大慶油田有限責任公司第一采油廠二礦北八隊 黑龍江 大慶 163000)

非離子型纖維素對泡沫穩(wěn)定性的影響研究

李新妍1劉宇2周芷儀3

(1.東北石油大學機械科學與工程學院黑龍江大慶163000)

(2.大慶油田天然氣分公司油氣加工五大隊喇二淺冷站黑龍江大慶163000)

(3.大慶油田有限責任公司第一采油廠二礦北八隊黑龍江大慶163000)

泡沫復合驅(qū)以其優(yōu)越的提高采收率性能受到現(xiàn)場的重視，但泡沫在高溫油藏容易破裂，大大減弱其提高采收率能力。目前通常會添加一定的穩(wěn)泡劑來增加泡沫的穩(wěn)定性，本文研究了新型穩(wěn)泡劑非離子型纖維素對泡沫穩(wěn)定性的影響。常溫下泡沫的穩(wěn)定性隨著纖維素濃度的增加而增強。高溫條件下，起泡能力也較好，質(zhì)量分數(shù)為0.2%的非離子型纖維素在高溫下具有較好的提高泡沫穩(wěn)定性的能力。酸性和堿性環(huán)境對非離子型纖維素的凝膠化溫度幾乎沒有影響，其能夠在PH變化時，隨著溫度的變化發(fā)生可逆的凝膠化反應(yīng)，非離子型纖維素穩(wěn)定泡沫的能力受PH的影響較小。

非離子型纖維素；穩(wěn)泡能力；耐高溫

一、緒論

泡沫復合驅(qū)以其優(yōu)越的提高采收率性能受到現(xiàn)場的重視，但泡沫在高溫油藏容易破裂，大大減弱其提高采收率能力。目前通常會添加一定的穩(wěn)泡劑來增加泡沫的穩(wěn)定性，本文研究了新型穩(wěn)泡劑非離子型纖維素對泡沫穩(wěn)定性的影響。非離子型纖維素物具有易溶于冷水，具有增稠能力、pH穩(wěn)定性、優(yōu)良的成膜性以及分散性等特點。它具有的熱凝膠效應(yīng)使得其對溫度具備良好的適應(yīng)性能，大大增強了泡沫的穩(wěn)定性。下面對其具體的性能進行評價。

二、實驗部分

(一)實驗材料和設(shè)備

1.實驗材料

非離子型纖維素物穩(wěn)泡劑由非離子型纖維素物、氯化鈣、氯化鎂等組成，藥劑由市場購買，有效含量100%。

實驗用水為某油田模擬水，水質(zhì)分析見表1。

表1 水質(zhì)分析

2.實驗設(shè)備

實驗設(shè)備主要包括布氏粘度計(由美國Brookfield公司生產(chǎn))、高速攪拌器、真空干燥箱、電子天平、500mL量筒若干等。

三、結(jié)果分析

(一)常溫下穩(wěn)定泡沫能力評價分析

非離子型纖維素是一種高分子水溶性聚合物，以其較強的增粘作用可以改善流度比。下面選用冷水分散型纖維素，并在室溫條件下，研究其對于泡沫體系穩(wěn)定性的影響規(guī)律。分別用不同質(zhì)量分數(shù)的非離子型纖維素水溶液配置0.8%的表面活性劑溶液，攪拌60s，記錄泡沫數(shù)據(jù)，繪制下圖中：

圖1 常溫下泡沫穩(wěn)定性

由圖1中可見，常溫下泡沫的穩(wěn)定性隨著纖維素濃度的增加而增強。機理分析表明，非離子型纖維素溶于水后使得水溶液的粘度增大，包裹在氣泡表面阻礙了氣泡排液通道，從而使得氣泡的排液速度減慢，延長了氣泡的半衰期，但這種作用對泡沫綜合值的增加幅度不大，提高泡沫穩(wěn)定性的幅度較小。

(二)高溫下穩(wěn)定泡沫能力評價分析

溫度是對泡沫穩(wěn)定性影響的重要因素，泡沫復合驅(qū)在現(xiàn)場應(yīng)用中油藏的溫度會影響其對泡沫的穩(wěn)定能力。下面考察65℃條件下非離子型纖維素的穩(wěn)泡性能。用常溫下相同的方法配置成不同濃度的溶液，置于老化罐中65℃恒溫10天，然后取出溶液，高攪，觀察泡沫的穩(wěn)定性。

圖2 高溫下泡沫穩(wěn)定性

由圖2可見，在65℃下，非離子型纖維素對泡沫的穩(wěn)定作用非常明顯，高溫條件下，表面活性劑的性質(zhì)會受到影響，起泡體積和穩(wěn)定性會降低，純起泡劑體系在65℃條件下泡沫綜合值由原來的40000mL·min降低到低于20000mL·min，隨著非離子型纖維素濃度的增加到0.2%，泡沫綜合值能增加到未添加非離子型纖維素時的兩倍左右，提高幅度較大。

(三)PH對非離子型纖維素穩(wěn)定泡沫能力的影響

非離子型纖維素能夠發(fā)生凝膠化的反應(yīng)直接關(guān)系到能否起到穩(wěn)定泡沫的能力，實驗PH對其穩(wěn)定泡沫的能力影響可以間接的實驗PH是否對非離子型纖維素凝膠化產(chǎn)生影響，下面配置兩種不同PH的聚合物溶液，看pH是否對0.2%的非離子型纖維素溶液性質(zhì)隨溫度變化產(chǎn)生影響。非離子型纖維素的具有一定的耐酸堿的能力，它的水凝膠性質(zhì)同樣受酸堿度的影響較小，圖3中，酸性和堿性環(huán)境對非離子型纖維素的凝膠化溫度幾乎沒有影響，其能夠在PH變化時，隨著溫度的變化發(fā)生可逆的凝膠化反應(yīng)，非離子型纖維素穩(wěn)定泡沫的能力受PH的影響較小。

圖3 酸堿條件下泡沫穩(wěn)定性

四、結(jié)論

1.非離子型纖維素作為穩(wěn)泡劑具有良好的穩(wěn)泡性能，尤其高溫下穩(wěn)泡能力優(yōu)異。2.非離子型纖維素作為穩(wěn)泡劑具有一定的耐酸堿的能力，適用于酸性和堿性地層。