吉林油田耐低温、低矿化度排水采气用泡排剂实验

王志超 潘钰 刘苗

（吉林油田公司油气工程研究院 吉林松原 138000）

引言

天然气在开采过程中，随着地层能量的衰减，地层水不能完全随气流产出，井筒内出现积液，影响产量。泡沫排水采气工艺是通过从油套管环形空间内注入泡排剂，在气流的搅动下形成大量泡沫，从而确保井底积液可以随气流排出。

F气田处于开采中后期，产气量小于临界携液量，井筒内积液不能全部排出。针对吉林油田F气田储层物性、气井深度、井底温度、矿化度等特征，大多数气井主要依靠泡沫排水采气工艺来延长气井寿命，而泡排剂的性能直接决定泡沫排水工艺是否有效，因此本文通过对泡排剂进行室内评价和试验，进而筛选出适合F气田的泡排剂，以充分发挥泡排工艺在产水气田中的作用。

1 排水采气用泡排剂合成研究

1.1 地层水性质

F气田气藏类型属于正常地温梯度气藏。埋深1500～3500m，地层水总矿化度为3589.47～6400.01mg/L，压力系数为0.4～0.95，地温梯度为3.7～4.42℃/100m。

1.2 泡排剂研制思路

常用的泡排剂有阴离子型表面活性剂（大多数为阴离子型）、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂等，阴离子型表面活性剂性能较好，但价格较高，稳定性不如非离子型表面活性剂，非离子表面活性剂的来源广泛，性能稳定，但起泡能力不如阴离子型表面活性剂，两性表面活性剂起泡能力相对较差。

针对吉林油田F气田储层物性、气井深度、井底温度、矿化度等特征，在保证携液能力、稳泡能力的前提下尽量降低成本。因此，综合考虑最终确定泡排剂主要由阴离子型表面活性剂JL-1、非离子型表面活性剂JL-2和稳泡剂JL-3组合而成。

2 排水采气起用泡排剂实验评价及性能

2.1 泡排剂室内评价标准

将泡排剂JL-1、JL-2、JL-3与矿化度为6000mg/L的F区块地层水按照不同比例、不同浓度复配成药剂1～8，利用高温高压动态泡沫评价装置、罗氏泡沫仪、电热恒温水浴箱等装置对药剂的携液能力、起泡能力、稳泡能力、配伍性等性能进行室内评价实验研究，筛选出最符合企业标准的药剂。

结合吉林油田F区块现状，当泡排剂的表面张力小于35mN/m；初始泡高大于160mL、3min后泡沫高度大于140mL；60min携液率大于45%；配伍性表现为溶液澄清透明、无浑浊现象及无沉淀物等产生时，则符合吉林油田企业要求（表1）。

2.2 泡排剂性能评价

2.2.1 起泡、稳泡性能评价

将F区块地层水和配置的不同比例、浓度为0.3%和0.5%的药剂样品1～8，置于恒温水浴里加热至40℃，利用罗氏泡沫仪记录初始泡高和3min后的泡高数据，具体数据如图1、图2所示。

表1 泡排剂企业标准

图1 起泡、稳泡能力实验图

图2 泡沫高度柱状图

采用吉林油田企业标准对泡排剂进行起泡、稳泡性能评价，从起泡和稳泡能力的实验柱状图中可以看出，药剂1、2、3、4、5、8符合吉林油田企业标准。

2.2.2 配伍性评价

将F区块地层水和配置的不同比例、浓度为0.3%和0.5%的药剂样品1～8，置于70℃烘箱中，静置48小时后与地层水对比观察实验结果，见图3、表2。

从配伍性实验结果可以看出，药剂1～8在不同比例、0.3%和0.5%浓度下都符合企业标准。

表2 配伍性能实验结果表

2.2.3 携液能力评价

将F区块地层水和配置的不同比例、浓度为0.3%和0.5%的药剂样品1～8，在温度70℃、压力0.2MPa下将2000mL溶液泵入高温高压动态泡沫评价装置的模拟井筒中，缓慢向模拟井筒中加气直到流量达到5L/min，通过软件测定60min时的携液能力，如图4、图5所示。

按照企业标准60min的携液率大于45%衡量，只有药剂7和8符合要求，实验过程中泡沫丰富，细腻。

2.2.4 表面张力评价

针对自配药剂7和8测定它们的表面张力看是否符合企业要求。经过试验测定，药剂7的表面张力为29.86mN/m，药剂8的表面张力为26.59mN/m，都小于企业标准35mN/m，符合企业要求。

综合考虑，药剂8各方面的指标都符合企业标准，最终选定浓度为0.5%的药剂8应用于F气田。

3 泡排剂现场试验

3.1 选井条件

图3 配伍性实验图

图4 携液能力实验图

图5 携液率折线图

图6 加注泡排剂前后JL-1井产气量、产液量变化图

（1）井深一般小于4500m，油套管连通性好。

（2）产水量一般在100m3/d以下，最大排水量为120m3/d。

（3） 井底油管鞋处气流速度大于0.1m/s的气井。

（4）气水比在160～1500m3/m3。（5） 水矿化度≤150000mg/L。（6）液态烃含量≤30%。

3.2 典型井例

为验证药剂8在F气田的适用性，选取JL-a井对药剂8进行先导性试验。JL-a井注入泡排剂浓度为0.5%，加注周期为4天，单次加注12.5kg泡排剂。加注后平均日产气量增加0.1×103m3，平均日产液量增加0.3×103m3，图6为加注前后JL-a井产气量、产液量变化图。由图6可以看出，加注后产气量和产液量有明显提高，效果较好。

4 结论与认识

（1）泡沫排水采气技术适用于低压低产、弱喷及间歇喷产水气井，其优点是成本低、见效快。

（2）通过对药剂1～8进行室内评价和试验，最终筛选出浓度为0.5%的药剂8。其携液能力、起泡和稳泡能力等性能都符合吉林油田企业标准。

（3）针对药剂8选取JL-a井进行现场试验，通过试验气井产气量和产液量有明显提高，效果较好。