油田高泡发泡剂的工作原理是什么?
一、起泡原理
1、表面活性剂作用 高泡发泡剂的主要成分是表面活性剂,分子一端亲水一端亲油,加入水中后集中在气液界面,降低水的表面张力,气泡更容易形成。
2、气液混合起泡 气体进入含有发泡剂的水溶液,气液两相接触,表面活性剂包裹气体形成泡沫,气体被液膜包裹成一个个气泡。
3、发泡方式 泡沫排水采气中,气体从井底气层进入积液,和发泡剂溶液混合,在井筒上升过程中不断发泡膨胀,形成泡沫柱。
4、发泡倍数 发泡倍数指泡沫体积和原液体积的比值,高泡发泡剂发泡倍数高,单位药液能产生更多泡沫。
二、稳泡原理
1、液膜稳定 泡沫是气体被液膜包裹的结构,液膜稳定泡沫才稳定。表面活性剂在液膜两侧排列,增强液膜强度和弹性。
2、表面张力梯度 泡沫液膜局部变薄时,表面活性剂浓度变化产生表面张力梯度,溶液自动回流修复液膜,阻止液膜破裂,这就是马兰戈尼效应。
3、降低排液速度 液膜中的水在重力作用下会往下流,表面活性剂和稳泡剂加大液膜黏度,减缓排液,延长泡沫寿命。
4、半衰期 泡沫半衰期指泡沫体积衰减一半的时间,半衰期越长泡沫越稳定,携液能力越强。
5、稳泡剂辅助 配方中加入稳泡剂、增稠剂,进一步提高泡沫稳定性,适应高温高盐井况。
三、高泡性能指标
1、发泡能力 发泡高度或发泡倍数表示起泡能力,高泡发泡剂要求发泡快、泡沫多。
2、泡沫质量 泡沫质量指泡沫中气体体积占比,携液用泡沫质量一般要达到一定比例才有好的携液效果。
3、半衰期 半衰期越长越好,保证泡沫在井筒上升过程中不提前破裂。
4、携液能力 泡沫能否把液体携带上升,是泡排剂较核心的性能,直接决定排水采气效果。
5、耐温耐盐 高温高盐下泡沫仍稳定,是高泡发泡剂适应油田工况的关键。
四、井下工作过程
1、泡沫排水采气 发泡剂从井口注入或从油套环空加入,落到井底积液层,气体上窜和发泡剂溶液混合起泡,泡沫密度远小于水,井底积液以泡沫形式被气流携带上升,从井口排出,恢复气井产能。
2、泡沫洗井冲砂 发泡剂配成泡沫液,泡沫黏度大、携砂能力强,能把井筒底部砂粒携带出来,同时泡沫密度低,对低压易漏地层伤害小。
3、泡沫压裂 发泡剂和压裂液混合形成泡沫压裂液,泡沫带砂进入地层裂缝,携砂性能好,破胶后返排快,对地层伤害小。
4、泡沫调剖驱油 发泡剂和气体在地层中形成泡沫,泡沫选择性封堵高渗层,把驱替液推向低渗区,提高波及体积和采收率。
五、影响发泡效果的因素
1、发泡剂浓度,浓度过低起泡少泡沫薄,浓度过高浪费,按建议加量使用。
2、水质矿化度,高盐高钙镁会压缩液膜双电层,影响起泡稳泡,要选抗盐配方。
3、温度,高温加速液膜蒸发和排液,泡沫稳定性下降,选耐温产品。
4、含油量,油会进入液膜破坏泡沫,含油井选抗油型发泡剂。
5、气体类型,天然气、氮气、二氧化碳起泡效果不同,按气源匹配。

