新型泡排剂在延长气田的应用及效果评价

张锋三，申峰，吴金桥，杨洪，李彦林，任婷，白方林

（陕西延长石油集团有限责任公司研究院，陕西西安710075）

新型泡排剂在延长气田的应用及效果评价

张锋三，申峰，吴金桥，杨洪，李彦林，任婷，白方林

（陕西延长石油集团有限责任公司研究院，陕西西安710075）

随着延长气田的持续开发和储量动用程度的提高，气藏出水量和出水气井数不断增多，气井井筒积液和出水影响正常生产等问题逐步显现，针对延气2-延128井区的产水问题，优选出适合本区块的MF-1新型泡排剂，实验主要采用罗氏起泡法对该泡排剂的表面张力、耐盐性能、耐温性能以及现场使用进行评价，结果实验表明，该泡排剂MF-1有着较低的临界胶束浓度、较好的耐温、耐盐性能，且在延气2-延128井区三口气井的现场施工中，取得了较好的效果，达到了排水增产的目的。

泡排剂；表面张力；耐盐性；耐温性

延气2-延128气藏无边、底水，气藏开发主要依靠地层流体弹性能量驱动，从目前开发特征看，气田单井产水量以凝析水和层内可动水为主。多数气井出水量较大，为了达到控水稳气的目标，针对气田对排水采气低成本要求，充分借鉴邻区块苏里格气田的排水采气经验，尽早的开展了泡沫排水采气工艺研究［1，2］。

气田泡沫排水采气工艺是将起泡剂采用泵车注入井筒，泡排剂迅速在油管内参与气/液流搅拌并产生大量高速流动的泡沫，降低液体表面张力，减小液体密度，减少液体沿油管壁上行时的滑脱效应，提高气流的垂直举升能力，从而达到排液的目的。

1 泡排机理

在气井生产中，井筒内积液过多，会造成较高的多相压力损失。在气井中泡排剂的作用机理较多，例如泡沫效应、粘度效应和减阻效应等。但起泡剂大多主要由表面活性剂分子组成，该分子具有两亲结构易吸附于气-液界面上，当达到一定浓度后，在界面上就形成了一层坚固的膜，同时使气-液表面张力下降［3］，气泡不易破裂合并，因此形成了比较坚固的泡沫，然后在气体上流的过程中，泡沫将液体举升至井口流出。

2 新型泡排剂的优选与评价

2.1 泡排剂的室内优选

针对延长气田低压低渗、井底流压损失较大、且井底温度较高的特点。研究出新型耐温耐盐抗油起泡剂MF-1，以克服井筒内部温度高，渗出水矿化度较高等现象。通过复配评价出的泡排剂主要以两性离子表面活性剂为主剂，再添加稳泡剂、降粘剂、耐温剂等助剂复配而得。矿化水：模拟地层矿化水，矿化度见标准SY/T 5862-2008聚合物驱油所用水标准。

从表1实验数据可知，在相同浓度的条件下，MF-1泡排剂的起泡性较好，稳泡性能相比于市场产品明显较好，在温度为80℃，矿化度为100 000 mg/L的条件下，MF-1所配置的溶液澄清透亮，泡沫较稳定，由此可知，MF-1有着较好的起泡稳泡性。

表1 泡排剂优选实验对比表

2.2 泡排剂的室内评价

2.2.1 泡排剂表面张力实验选用100 000 mg/L矿化度的水与MF-1起泡剂配置不同浓度的表面活性剂溶液，对MF-1泡排剂的溶液进行表面张力测试。

由图1可知，MF-1起泡剂的表面张力随着起泡剂浓度的增加表面张力逐渐降低，当起泡剂浓度为0.2%时，表面张力值降至最低为27.6 mN/m。该起泡剂具有较好的表面活性能够将井底残余液表面活性提高，起泡后随着气体的托举将残余液从井底驱出，提高泡排效果。

2.2.2 泡排剂的起泡性评价对MF-1起泡性进行分析，将不同量的起泡剂加入矿化度为50 000 mg/L的矿化水中配置成不同体系的水溶液。在80℃的条件下，对水溶液的起泡能力进行罗氏泡高实验，结果（见图2）。

图1 起泡剂表面张力与浓度的变化关系

图2 MF-1起泡剂溶液的起泡性与浓度的变化关系

由图2可知，MF-1起泡剂在很小的浓度下具有较好的起泡能力，随着起泡剂浓度的增加起泡能力逐渐增强，当浓度达到0.3%时，起泡高度达到最大值，再增加起泡剂的量起泡高度变化不大。起泡剂在浓度为0.3%时起泡能力最强，此浓度也为该起泡剂的临界胶束浓度。由此可知，该起泡剂在临界胶束浓度时起泡性能最好。

2.2.3 泡排剂的耐盐性评价对MF-1起泡剂耐盐性进行分析，0.3%起泡剂加入不同矿化度的模拟矿化水中配置成不同体系的水溶液。在80℃的条件下，对水溶液的起泡能力进行罗氏泡高实验，结果（见图3）。

由图3可知，在相同浓度起泡剂下，起泡能力随着矿化度的增加逐渐增强，当矿化度为100 000 mg/L时，起泡能力达到最大，之后随着矿化度的增加起泡能力逐渐降低。这是因为在低矿化度下，添加的起泡剂分子未完全舒展，未完全溶解分散，随着盐的添加，起泡剂分子逐渐全部舒展起泡性能增强［4］，当盐分达到一定值后，溶液内部存在盐析，起泡剂分子卷曲导致起泡能力下降。

图3 浓度为0.3%的起泡剂溶液的起泡性与矿化度的变化关系

2.2.4 泡排剂的耐温性评价对MF-1起泡剂耐盐性进行分析，0.3%起泡剂加入矿化度为50 000 mg/L的矿化水中配置成不同体系的水溶液。在不同温度条件下，对水溶液的起泡能力进行罗氏泡高实验，结果（见图4）。

图4 浓度为0.3%的起泡剂溶液的起泡性与温度的变化关系

由图4可知，随着温度的升高，起泡剂溶液的起泡体积先增加，达到一定值后又呈下降趋势。这是因为在一定温度范围内，当温度升高时，溶液膨胀，起泡剂溶解更加充分，起泡剂分子间距离增大，动能增加，分子容易摆脱水的束缚而逃逸到水面，导致表面吸附的起泡剂分子增多，表面张力下降，即表现为起泡体积增加。但随着温度的继续升高，一是液膜的水分蒸发加剧，使液膜变薄，排液速度加快，则泡沫容易破灭，在Waring Blender高速搅拌器的搅拌下生成的泡沫很快消失，因而起泡体积呈下降趋势［5］。

3 新型起泡剂（MF-1 ）现场效果分析

2013年延长气田延气2-延128气藏实施了10口井的泡沫排水工艺措施，包括3口采气井和7口试气井，总体上取得了非常好的工艺效果，排出了井筒积液、恢复了正常生产。下面主要对三口采气井泡排前后效果进行分析，采用移动泡排车从油套环空注入液体泡排剂的工艺方式，消泡工艺为集气站内进站处高压柱塞泵消泡。注入泡排剂浓度为0.3%，注入量为20 L/d～30 L/d，施工时间为5 d。泡排前后效果（见表2）。

本次泡排工艺试验井有针对性的选择了不同井区和重点实施排水采气工艺的层位，试204井盒8层在泡排前后日产气量增加2.12×104m3，日产水量增加0.7 m3，在此井上泡排工艺取得较好的效果。试213-3井山1层在泡排前后日产气量增加36.6%，油套压差降低3.5 MPa且排水量明显增加。试21井本1层在泡排前后日产气量增加0.35×104m3，日产水量明显增加，油套压差降幅明显。三口井三个不同层位均取得了良好的工艺效果，证明了泡排工艺的适应性良好，建议在延长气田推广应用泡沫排水采气工艺。

表2 延长气田延气2～延128井区部分井泡排前后效果分析

4 结论与建议

（1）通过将MF-1泡排剂与市场泡排剂比较，得出该MF-1泡排剂的起泡、稳泡性能明显优于市场产品，且耐温耐盐性较好。

（2）通过对MF-1泡排剂的室内评价，该泡排剂在浓度0.3%时达到临界胶束浓度值，在此浓度下起泡、稳泡性最好，在温度为80℃，矿化度为100 000 mg/L的溶液中，起泡性仍然较好。

（3）将此MF-1泡排剂用于延气2-延128井区的三口井三个不同层位均取得了良好的泡排效果，建议在延长气田推广应用泡沫排水采气工艺。

［1］李强，田喜军，周玉荣，侯亚龙，许晓伟，胡均志，张玉华.子洲-米脂气田泡沫排水采气技术研究与应用［J］.石油化工应用，2010，（4）：57-63.

［2］李谦定，卢永斌，李善建，李恒娟.新型高效泡排剂LYB-1的研制及其性能评价［J］.天然气工业，2011，（6）：56-59.

［3］胡世强，刘建仪，李艳，叶长青，杜学彪.一种新型高效泡排剂LH的泡沫性能研究［J］.天然气工业，2007，（1）：17-22.

［4］强永和.高温泡排剂的研制与应用［J］.石油钻采工艺，2003，（3）：109-111.

［5］张书平，白晓弘，樊莲莲，桂捷.低压低产气井排水采气工艺技术［J］.天然气工业，2005，（4）：138-141.

Application and effect of the foam solvent to Yanchang oilfield

ZHANG Fengsan，SHEN Feng，WU Jinqiao，YANG Hong，LI Yanlin，REN Ting，BAI Fanglin
（Research Institute of Shanxi Yanchang Oilfield Co.，Ltd.，Xi＇an Shanxi 710075，China）

With the continued development of Yanchang oilfield，the amount of water and the effluent gas wells have increased in the all erea.For the problem of gas well effluent，the technology have selected for the new foam solvent MF-1，the ability of surfactant，the tolerant of salt properties and temperature are measured by the Roche foaming method.The result of the experiment that the MF-1 have lower CMC，heat resistance and salt tolerant，and the MF-1 is succeed in three gas well，achieved good effect to increasing the drainage purposes.

foam solvent；surfactant；salt property；heat tolerant

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.08.005

TE377

A

1673-5285（2015）08-0017-04

2015－07-17

国家高技术研究发展计划（863计划）“页岩气勘探开发新技术”，项目编号：2013AA064501；陕西省科技统筹创新工程计划，项目编号：2012KTZB03-03。

张锋三，男（1987-），助理工程师，从事油田技术的应用研究工作，邮箱：694267263@qq.com。