GC-1型泡排剂应用效果评价

龚浩研 ，胡均志 ，王雅萍 ，李晓芸 ，李 耀 ，张玉华

（1.西安石油大学石油工程学院，陕西西安 710065；2.中国石油长庆油田分公司第二采气厂，陕西榆林 719000）

榆林气田气田水质均呈现CaCl2水型，Cl-含量在26.94～123 107.6 mg/L，平均为 10 655.54 mg/L，矿化度358.5～98 452.3 mg/L，总矿化度平均：19 244.87 mg/L。

子洲气田气田水质均呈现CaCl2水型，Cl-含量在1 061.11～80 929.24 mg/L，平均为：12 180.80 mg/L；矿化度为1 140.94～220 990.19 mg/L，总矿化度平均：33 473.5 mg/L。

1 泡沫排水采气现状分析

1.1 应用情况

2011年，全厂共开展泡排65口井402井次，累计增产气量765.646 6×104m3。其中，榆林南区共开展泡排排水采气气井39口273井次，子洲-米脂共开展泡沫排水采气气井26口127井次。

1.2 存在问题

2010年全年，本厂共实施泡排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，但仍不能达到目标。分析部分气井泡排效果不明显原因：

（1）部分气井气量小、压力低，泡排不能连续加注，气井携液不充分；

（2）泡排气井中，含凝析油较高气井泡排效果较差，加注泡排剂后，不能正常携液。

2 室内试验评价

2.1 矿化度对泡沫性能的影响

为考察矿化度对GC-1泡排剂泡沫性能的影响，首先测定矿化度对GC-1泡排剂降低表面张力能力的影响，试验结果（见图1）。

试验结果显示，矿化度对GC-1泡排剂的表面张力降低能力几乎无影响，接下来进行泡沫性能测试（见图2、图3）。试验数据表明，GC-1泡排剂在矿化度0～100 000 mg/L区间，其泡沫稳定性和携液能力随矿化度递增而递减，这符合表面活性剂的一般规律，但递减程度轻微，总体趋于稳定，尤其是携液能力基本保持不变；表面张力数据也显示变化不大（28～29mN/m区间），这表明GC-1泡排剂有很好的适应矿化度变化的能力。

2.2 甲醇对泡沫性能的影响

为考察甲醇对GC-1泡排剂泡沫性能的影响，首先进行了甲醇对表面张力的影响试验（见图4）。

为进一步具体考察GC-1抗甲醇能力，分别在10 000 mg/L、25 000 mg/L、50 000 mg/L、75 000 mg/L 和 100 000 mg/L矿化度下进行了泡沫试验，找出各自区间泡排剂的最低用量点。

GC-1型泡排剂室内试验是比较成功的，但试验数据显示，当甲醇含量大于40%时，泡排剂的理论加注量偏大，还有待于进一步完善。

2.3 泡沫稳定性与起泡剂结构的关系

影响起泡剂稳定性的主要因素有分子结构、温度、界面张力等，而影响泡沫的持久性与起泡剂结构的相关四个因素：

（1）界面层排液程度:排液可使界面厚度变薄，一旦到达临界厚度，膜将破裂，低界面张力有助于泡沫的持久。

（2）表面膜强度:增加表面膜的强度，能形成多面体的泡沫，泡沫可持久。

（3）气体透过性:泡沫有大泡和小泡，根据Laplace关系式，小泡中气体压力较大泡高，气体从小泡透过液膜扩散至大泡中，结果是小泡变小，直至消失，而大泡变得更大，最后破裂。气体透过性与表面膜中分子排列的紧密度有关，膜的表面粘度高，气体透过性就低，泡沫持久性也较好。

（4）表面电荷：两个气泡之间的液膜两侧如为离子活性剂，因双电层的存在，其电斥力促使泡沫稳定性增加，尤其液膜很薄时（＜200 nm），此种影响更为明显。

2.4 泡沫稳定性与凝析油的关系

通过实验：原油/水=5:5时泡沫的寿命最长，稳定性最好；原油/水=0:10时泡沫的寿命最短，稳定性最差；随着原油的体积百分比的降低（水的体积百分比的升高），泡沫量越来越大，泡沫的寿命越来越短，稳定性越来越差。综合所有的表面活性剂，GC-1（阴离子与两性表面活性剂复配）的发泡较好，稳定性最好。

2.5 室内试验评价

现场取水样做发泡性能试验及发泡剂性能评价实验，通过不同条件下测试不同浓度GC-1的发泡和携液能力测试，从数据可以看出：

（1）GC-1在高矿化度，高含凝析油、高甲醇含量条件下能够满足气井正常携液；

（2）随着药剂浓度的增大，产品的发泡和携液能力也有所提高；但当甲醇含量达到60%，产品的浓度即使增加到1%，也不产生泡沫。说明：不能单靠增加药剂用量来实现产品抗甲醇能力。

3 现场应用及效果评价

3.1 现场应用

2011年，共计应用GC-1泡排剂/棒5口井20井次，泡排有效率为60%。

3.2 效果评价

统 33-13 井：生产层位山 2+马五13、五21、五22，无阻流量1.896 3×104m3/d，以1.5×104m3/d生产该井共计泡排6井次，泡排周期8天/次，气井生产平稳，生产油、套压差为2 MPa左右，效果明显。

榆47-7井：生产层位山2，无阻流量2.54×104m3/d，以2.0×104m3/d生产该井共计泡排5井次，将该井泡排制度调整为油套压差大于2.0 MPa时泡排，7天为周期泡排，目前生产平稳。

总结分析GC-1泡排剂现场应用情况，表明，该泡排剂能够在具含凝析油、高矿化度、含甲醇气井中应用，有较好的效果，能够有效降低油套压差，平均油套压差下降2.1 MPa左右，减少井筒积液，单井产液提高0.51 m3/d。可有效提高排水采气有效率，应用期间泡排有效率提高6.2%，增产天然气60.646 6×104m3。

4 结论及认识

通过对泡沫排水采气现状进行分析，并对非水相泡沫开展研究，取得了一系列对生产具有指导意义的成果：

（1）泡沫的稳定性与起泡剂结构、凝析油含量、矿化度、甲醇浓度、扰动程度有关，其中甲醇浓度、凝析油含量对其影响较大；

（2）通过泡排剂优选及合成，GC-1泡排剂GC-1在高矿化度，高含凝析油、高甲醇含量条件下能够满足气井正常携液，符合现场使用需求；

（3）有效提高泡沫排水采气有效率，较2010年，有效率提高了6.2%，增产气量60.646 6×104m3。

［1］彭年穗.气井泡沫排液中的起泡剂［J］.油田化学，1989，6（1）:84-89.

［2］尹忠.泡沫评价及发泡剂复配的实验研究［J］.西南石油学院学报，2004，26（4）：56-58.

［3］张书平，等，低压低产气井排水采气工艺技术［J］.天然气工业，2005，25（4）：106-109.