泡沫酸配方优选及其配伍性评价

李 国

（中石化胜利石油工程有限公司井下作业公司海洋试油作业大队，山东东营 257077）

泡沫酸配方优选及其配伍性评价

李 国

（中石化胜利石油工程有限公司井下作业公司海洋试油作业大队，山东东营 257077）

通过理论调研和实验分析对泡沫酸配方进行优选并且对其配伍性进行评价。针对泡沫酸的现场应用情况，提出合理的泡沫酸配方以提高对低压低渗非均质油层酸化的效率。

稳定性；泡沫酸；配方；配伍性；实验

1 主要成果和认识

1）通过结合泡沫特性与酸液体系特性的理论研究，使得泡沫酸液兼有泡沫性质和酸化能力。根据实验结果对泡沫酸配方进行优化选择，评价与泡沫稳定性有关的因素及与地层的配伍性；

2）以常规酸化液及其添加剂为基液，通过实验研究确定了耐盐、耐酸、耐高温等条件的起泡剂及稳泡剂的配方，得到能够满足酸化施工要求、性能稳定的酸液配方与地层配伍良好的泡沫状酸化液体系。

2 室内实验研究

泡沫酸酸化施工时，泡沫酸配方的确定尤为重要，泡沫酸体系不仅要有一定的起泡能力和稳定性，而且要求与地层流体配伍。以下各实验在理论调研的基础上，以泡沫流体稳定性影响因素的影响机理为指导，确定了起泡剂 sj-6、sj-8、十二烷基硫酸钠（SDS）、十二烷基苯磺酸钠（ABS）、HY-2、HY-3和稳泡剂CMC、HEC、XC的最佳浓度，给出了泡沫酸配方。

2.1 各起泡剂在基本酸液中的最佳起泡浓度

2.1.1 实验目的及方法

（1）实验目的及原理

本实验主要采用搅拌法进行各起泡剂起泡能力比较，搅拌法是美国工业界评价发泡剂性能的一种常用方法，测定周期短，耗药量少，操作简单，测定结果重复性好，数据直观，可靠性高。在本实验中主要采用此方法测定起泡剂的起泡能力和形成泡沫的稳定性。

（2）实验仪器设备与药品

仪器：电子秤，GJ-3S 型高速搅拌器，秒表，烧杯，量筒，量杯，玻璃棒，药匙，吸管等；

溶液配制 ：10.0%HCl+4.0%HBF4+2.0%A（缓蚀剂）+1.0% B（铁离子稳定剂）+2.0%C（黏土稳定剂）+1.0%D（破乳剂）；

起泡剂 ：sj-6，sj-8，十二烷基硫酸钠（SDS），十二烷基苯磺酸钠（ABS），HY-2，HY-3。空气，蒸馏水。

（3）实验方法 ：本实验采用 Warning-blender搅拌法（搅拌速度 8 000 转 r/min，搅拌时间 5min）。

步骤如下：

①配置基液：为保证实验的准确性，先按比例配置基液（考虑到盐酸的易挥发性，所以盐酸一般不提前在基液中配置）。基 液 由 4.0%HBF4，2.0%A（ 缓 蚀 剂 ），1.0%B（ 铁 离 子 稳 定剂），2.0%C（黏土稳定剂），1.0%D（破乳剂）组成，每一组实验需要此基液10克。取一支烧杯放在电子秤上，去皮归零。通过计算可知应向其加入 HBF4质量为4g，A 质量为2g，B 质量为1g，C 质量为2g，D 质量为1g，配置出基液共10g。配制溶液时首先取出基液放入电子秤上的烧杯里，加入0.3g 相应起泡剂。因为所用的盐酸浓度为36%，实验所需 HCl在总溶液中所占比例为10%，即需要加入浓度为36% 的盐酸27.78g。最后加蒸馏水将总质量补足至100g。

②搅拌：将溶液充分混合后倒入搅拌杯内搅拌，转速为8 000 转 r/min，同时按下秒表计时，搅拌时间为 5min。搅拌时观察此起泡剂的起泡速度。

③观察并测量：搅拌结束后停止秒表计时并归零，将杯中泡沫和液体一并倒入量桶，此时重新按下秒表开始计时测半衰期，同时记下此时量桶中泡沫的高度即起泡体积。泡沫中逐渐析出液体，液体体积逐渐增加，当泡沫下液体体积达到50mL 时停止计时，记下时间即为半衰期。

依次改变同一起泡剂浓度，重复上述步骤进行实验，再加入不同起泡剂依次重复上述步骤分别进行搅拌并测量，分别记下起泡体积与半衰期。

④处理数据：将记录的数据填入表格，用电子表格绘出规律变化曲线图，通过比较起泡体积和半衰期对同一起泡剂的起泡浓度进行优选，再通过比较各起泡剂的最佳起泡浓度，对各起泡剂起泡能力进行优选。

2.1.2 结论

通过室内实验得知，起泡体积和半衰期随着起泡剂浓度的增加呈增加趋势，且当起泡剂浓度继续增加时，起泡体积和泡沫半衰期接近常数甚至下降，从而说明，起泡剂浓度有一个最佳值，并不是浓度越大，泡沫稳定性越好。由于泡沫的稳定性取决于液体的黏度，当起泡剂的浓度增加时即液体的密度增大，所生成得的泡沫中的起泡比较小且均匀，稳定性较好。但当起泡剂的浓度增加到一定浓度时会造成浪费而使泡沫的稳定性下降，并且由于形成泡沫时气液混合物中是无固相，所以液态的起泡剂的溶解性好，起泡效果比较好。

3 结束语

通过室内实验得知相同体系起泡剂在不同内、外因素的影响下泡沫的稳定性是不同的并且是不能忽略的。因为矿化度、温度、含油饱和度等都会影响到液膜的黏度、双电层的压缩作用、液膜的厚度及泡沫的大小，进而改变了液膜的排液能力和气泡的扩散作用（一般是促进液膜的排液能力和气泡的扩散作用）导致气泡的破裂加速，表现为泡沫的稳定性降低。

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[4] 樊西京 .原油对泡沫稳定性的影响 [J].油 田化学，1997，14（4）：384-388.

Optimization of Foam Acid Formulation and Its Compatibility Evaluation

Li Guo

This paper aims to optimize the foam acid formula and evaluate its compatibility by theoretical research and experimental analysis.Aiming at the fi eld application of foam acid，a reasonable foaming acid formula was proposed to improve the eff i ciency of acidif i cation of low pressure and low permeability heterogeneous reservoir.

stability ；foam acid ；formula ；compatibility ；experiment

TE357.2

：A

：1003–6490（2017）07–0238–01

2017–05–22

李国（1983—），男，山东东营人，工程师，主要从事井下试油作业工作。