孤島稠油對泡沫劑性能影響研究

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1、孤島稠油對泡沫劑性能影響研究趙燕1李偉2（1.中國石油大學(xué)勝利學(xué)院油氣工程學(xué)院，山東東營257000)（2.中石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院，山東東營257015）摘要：由于蒸汽驅(qū)過程中存在汽竄，導(dǎo)致波及效率差，而高溫泡沫劑輔助蒸汽驅(qū)，可以明顯改善蒸汽的波及狀況，提高波及系數(shù)和掃油效率。為了更好的研究泡沫劑輔助蒸汽驅(qū)驅(qū)油機理，通過室內(nèi)實驗裝置模擬了勝利孤島稠油對泡沫劑性能的影響，研究表明，稠油及其不同餾分及組分均會使泡沫劑泡沫性能下降，但是輕組分對泡沫性能的影響大于重組分，稠油四組分中，瀝青質(zhì)的影響最大，膠質(zhì)次之。說明泡

2、沫劑在稠油中較稀油中能發(fā)揮更大的作用。關(guān)鍵詞：稠油、泡沫、四組分、起泡性、穩(wěn)定性0引言稠油蒸汽驅(qū)熱力采油過程中，由于地層非均質(zhì)等影響，導(dǎo)致蒸汽驅(qū)波及效率差，近年來，蒸汽驅(qū)中使用泡沫劑控制汽竄得到應(yīng)用[1-6]，高溫泡沫劑不僅可以比較明顯地改善流度比，降低氣相流度及相對滲透率，提高波及系數(shù)和掃油效率，而且不會給油層帶來永久性傷害，該技術(shù)在勝利孤島現(xiàn)場試驗中獲得成功[7-8]。筆者通過室內(nèi)實驗，測試了孤島稠油及其不同餾分及組分對高溫泡沫劑DHF-1的起泡性和穩(wěn)定性的影響，以期為稠油油藏泡沫劑輔助蒸汽驅(qū)的開發(fā)提供依據(jù)。1實驗準備

3、實驗設(shè)備包括TX-500C旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀、JZHY-180型界面張力儀、羅氏泡沫儀、HP4194A型阻抗/增益/相位測試儀、光學(xué)顯微鏡、恒溫箱、分析天平、實驗玻璃儀器等。實驗用水：勝利油田孤島采油廠中二北Ng5地層水，礦化度5260mg/L，水型為NaHCO3。實驗用油：勝利油田孤島采油廠中二北Ng5地層原油，密度0.98g/cm3，50℃下粘度為6500mPa.s，與地層水界面張力20mN/m。泡沫劑：陰離子表面活性劑DHF-1，300℃，72小時老化后，起泡體積≥120ml，半衰期≥40min，300℃，飽和水條件下

4、阻力因子≥40，殘余油條件下阻力因子≥20。2原油對泡沫性能的影響用地層水配制0.5%的泡沫劑溶液，按泡沫劑溶液質(zhì)量的20%、25%、30%、40%、50%的比例加入孤島脫水原油，65℃下攪拌法測其泡沫性能，實驗結(jié)果圖1看出，原油質(zhì)量分數(shù)小于30%，對泡沫體系發(fā)泡性能、半衰期影響不大，大于30%后，原油的作用會使泡沫劑的發(fā)泡能力及穩(wěn)定能力下降。圖1原油加量對泡沫劑性能的影響原油降低泡沫劑的發(fā)泡能力，其原因是由于油水界面張力遠小于氣水界面張力。當(dāng)油水界面與氣水界面在油層中共存時，界面能按自動趨于減小的規(guī)律變化。泡沫劑將大量地

5、由氣水界面轉(zhuǎn)移到油水界面，泡沫由于失去了活性劑膜的保護作用而自行破裂。原油對泡沫穩(wěn)定性的破壞是通過油滴在泡膜表面鋪展或者以油珠形式進入泡膜實現(xiàn)的。油珠進入泡膜有兩種存在狀態(tài)：乳化油和溶解油，一般以溶解油存在的量很少，大部分以乳化油形式存在。當(dāng)乳化油珠足夠小時，會被泡沫溶液吸入，在泡沫表面鋪展，對泡沫性質(zhì)產(chǎn)生劇烈影響，導(dǎo)致泡沫崩潰，泡沫穩(wěn)定性下降。3稠油輕重組分對泡沫性能的影響對孤島原油蒸餾，將其分為大于360℃的重組分和小于360℃的輕組分，用地層水配制0.5%的泡沫劑溶液，分別將輕、重組分，按泡沫劑溶液的10%、15%、

6、20%、25%、30%、50%的比例加入泡沫體系，65℃下攪拌法測其泡沫性能，實驗數(shù)據(jù)見圖2、圖3。。結(jié)果表明:隨著輕、重組分質(zhì)量分數(shù)的增加，輕組分降低泡沫劑發(fā)泡性能作用較為明顯，而重組分反而起到促進泡沫劑發(fā)泡性能的作用;輕、重組分均降低泡沫穩(wěn)定性，輕組分的影響大于重組分。圖2輕、重組分對泡沫劑發(fā)泡性能的影響圖3輕、重組分對泡沫劑穩(wěn)定性的影響輕組分對泡沫劑氣泡性能及穩(wěn)定性影響大，其原因主要是輕組分主要以小分子化合物為主，其芳烴含量較少，飽和烴含量多，分子極性較小，親油性強，親油基與表面活性劑分子相互作用，使表活劑失活，氣泡

7、性能和穩(wěn)定性下降。重組分中含有部分稠環(huán)芳烴等大分子化合物，極性較大，與表面活性劑分子極性基團協(xié)同作用，使發(fā)泡性增強，重組分對泡沫體系的發(fā)泡能力具有促進作用。3稠油四組分對泡沫性能影響考察3.1孤島稠油四組分分析對孤島原油進行四組分分離，分離出膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、飽和分、芳香分，四組分含量見表1。表1孤島稠油四組分含量數(shù)據(jù)四組分瀝青質(zhì)膠質(zhì)芳香烴飽和烴含量/%30.45%28.46%21.97%19.12%3.2稠油四組分對泡沫性能影響用地層水配制0.5%的泡沫劑溶液，按泡沫劑溶液質(zhì)量的10%、15%、20%、25%、30%的比例分

8、別加入膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、飽和分、芳香分，65℃下攪拌法測其泡沫性能，實驗數(shù)據(jù)見表2。結(jié)果表明:隨著組分質(zhì)量分數(shù)的增加，四種組分均降低泡沫劑的發(fā)泡體積，降低幅度較?。凰慕M分均降低泡沫的穩(wěn)定性，其中瀝青質(zhì)影響最大，其次是膠質(zhì)、飽和烴，芳香烴影響最小。表2稠油四組分不同含量對泡沫性能的影響組分含量/%發(fā)泡體積/m