适于徐深气田的耐寒耐高温泡排剂

针对徐深气田深度≥3000 m、井温≤150℃、冬季时间长、气温低的特点,以马来酸酐、十六胺、无水亚硫酸钠为原料,通过酰胺化反应和磺化反应两步合成了阴离子表面活性剂棕榈酰胺磺基丁酸二钠(ASB-16A)。将ASB-16A与优选的起泡剂月桂基葡糖苷(APG1214)、防冻剂乙醇、去离子水混合制得耐寒耐高温泡排剂(CYY-1)。评价了CYY-1的泡沫性能、耐高温性能、低温稳定性、与地层水的配伍性,并在徐深气田进行了现场应用。结果表明,CYY-1的最优配方为:10%ASB-16A、10%APG1214、44%乙醇,其余为去离子水。CYY-1的起泡性和稳泡性较好。在80℃下,1.25%CYY-1溶液的初始泡沫高度为150 mm,静置3、5 min的泡沫高度分别为150、75 mm,携液量为1100 mL。在150℃、pH=8.5的弱碱条件下老化24 h,对CYY-1的泡沫性能影响较小。CYY-1的低温稳定性好于常用的低温泡排剂。在-35℃冷冻7 d,CYY-1变浑浊,但仍可在管线中流动,满足装置自动加注要求。CYY-1与地层水的配伍性良好,0.5%~10.0%的溶液在常温下静置48 h后仍澄清透明,可以实施自动化泡排加注。在现场试验2口井,某井日产气量由2.46×10^(4)m^(3)增至3.07×10^(4)m^(3),日产水量由5.77 m^(3)降至3.70 m^(3),实现稳定带水生产。CYY-1适用于井温≤150℃、矿化度≤16 g/L、pH值为8.5的气井的泡沫排水采气。

排水采气用泡排剂在气田开发中的研究进展

本文详细介绍了传统气田泡排剂的体系概况,着重综述了抗H2S、抗凝析油等新型泡排剂在气田开发中的应用进展,剖析对比了不同泡排剂的技术优缺点,并指出其在理论、技术、经济及实用性等领域面临的挑战,最后提出了从国际合作、学科交叉及理论实践并举3个方面出发,共同推进泡沫排采技术产业化推广和规模化应用的建议。

增能泡排剂在苏19区块的应用

苏里格合作开发区块召51、苏77、苏19区块是典型的低孔、低渗、低含气饱和度、高含水区块,经过多年开发,地层压力在逐年下降,井筒积液问题日趋严重,导致生产时间缩短,甚至停产,影响措施井的产气量。然而,传统的泡排剂表现不太理想,价格昂贵,且与生产参数的匹配程度较低,这导致了泡沫排水采气工艺在稳定生产和提高产量方面效果受限。针对合作区块的地层水型,研发出一种具备优异携液性能的增能泡排剂,其耐高温性能高达120℃,并能有效抵抗凝析油的影响,从而提升排水采气的成效。

阴-非体系高温泡排剂HDHP的研究及应用——以四川盆地东胜页岩气井为例

四川盆地东胜区块页岩气井储层垂深大(最大4300 m)、地层温度高(最高140℃)、钙镁离子质量浓度高(最高2.8×10^(-3)kg/L),导致返排液量过低,泡排剂效果不佳。针对此问题,在室内选取脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、含氟己基乙醇聚氧乙烯醚(FT)、改性硅油树脂聚醚(FM)和金属螯合剂(EDTA-2Na)为原料,制得阴-非体系高温泡排剂HDHP。通过正交试验,研究了AES、FT和FM不同配比对发泡、稳泡性能的影响,从而确定HDHP的最佳配比。通过室内实验评价HDHP的泡沫综合性能,表明高温泡排剂HDHP具有良好的抗温性和抗钙镁离子能力。在东胜区块3口井的试验过程中,平均单井产气量提高了30%。研究结果表明,阴-非体系高温泡排剂HDHP适用于东胜区块超深页岩气井泡沫排采工艺,具有良好的应用前景。

基于气井产水量预测的泡排剂加注制度优化

针对目前气井泡排剂加注制度仅凭经验制定,无法满足现场产出水的动态变化,提出基于时间序列模型的天然气井产水量预测方法,根据产水量预测结果调整泡排剂加注制度,指导现场生产。以苏南气田两口产水气井为研究对象,采用简单移动平均法、加权移动平均法、趋势移动平均法和指数平滑法进行产水量预测,依据预测数据和实际观察值的均方根误差(RMSE)、期望值绝对偏差(EVAD)和总产水量相对误差的对比,优选气井产水量预测方法,并根据预测结果优化泡排剂加注制度,并进行现场试验。结果表明:趋势移动平均法不适合气井的日产水量预测,简单移动平均法、加权移动平均法和指数平滑法能够满足气井现场产出水预测要求。对于产水量波动较大的气井,也可采用上述三种预测方法,但在预测过程中需要注意基础数据的选取。根据指数平滑法预测的气井产水量结果优化泡排剂加注制度能够显著提高气井产量,1#气井和2#气井的产气量分别提高了26.37%和28.03%。

甜菜碱类复合缓蚀泡排剂的制备与性能研究

针对气田开发中后期面临出水和腐蚀两大问题,气田现用泡排剂和缓蚀剂配伍性较差,排水采气和缓蚀效果均受到影响。以十二烷基二甲基羟丙基磷酸酯甜菜碱作起泡组分主剂,有机膦类缓蚀剂和气田现场缓蚀剂作缓蚀组分,制备出一种甜菜碱类复合缓蚀泡排剂配方体系。结果表明,当甜菜碱类复合缓蚀泡排剂质量分数为0.31%时,200 mL溶液初始起泡体积为710 mL,析液半衰期为420 s,泡沫半衰期6 h以上,腐蚀速率为0.0659 mm/a,可满足现场对缓蚀泡排剂起泡性能和腐蚀速率的要求。

雅克拉采气厂耐温抗盐甜菜碱型泡排剂的研发

为解决雅克拉采气厂90%以上的气井出现井底积液,影响油气田开发和生产的问题,文章在优选起泡剂和助剂的基础上,利用现场取得的地层水进行泡沫性能评价实验,确定了6种优势复配比;通过矿化度和温度评价实验得到了一种最适用于雅克拉采气厂的耐温抗盐甜菜碱型泡排剂。结果表明,所合成的甜菜碱型泡排剂具有良好的表面活性,起泡及稳泡性能优异,热稳定性好,耐温可达120℃,抗矿化度可达2.1×10^(5)mg/L,为气田的后续高效开发提供了技术支撑。

泡排剂耐盐抗油性能的优化

泡排剂YUZ有着优异的泡沫性能,但是其耐盐、抗凝析油能力有待改善。因此,本文以泡排剂YUZ为主剂,加入少量特种表面活性剂,得到耐盐抗油性能比泡排YUZ优异的泡排剂YUZ-1。室内实验以起泡高度和携液量为评价指标,采用罗氏-迈尔斯(Ross-Miles)方法考察了泡排剂YUZ-1的耐盐能力、抗凝析油能力等,室内实验还考察了泡排剂YUZ-1的缓蚀能力及配伍性。试验结果表明,该泡排剂YUZ-1与泡排剂YUZ相比,具有较强的缓蚀性能、抗凝析油能力以及耐盐能力,且与地层水具有良好的配伍性能。

新型高效泡排剂LYB-1的研制及其性能评价

目前,我国多数气田已进入开采中后期,多数气井已出现井底积液的情况,普通泡沫排水剂难以满足现阶段天然气开采的需求。为此,通过正交设计实验法优化得到泡排剂的最佳配比,研制出了一种新型高效气井泡排剂——LYB-1。室内试验主要采用罗氏—迈尔斯评价方法,借助现场取得的地层水和凝析油对该泡排剂的起泡能力、携液能力、耐温能力、抗油能力、抗甲醇能力、缓蚀能力以及与地层水的配伍性等进行了系统的研究与分析。试验结果表明,该泡排剂与地层水具有良好的配伍性能和缓蚀性能,不仅具有优良的耐温能力、抗凝析油能力,而且具有较强的抗甲醇能力,是一种环保型的泡排剂。

深井耐高温泡排剂研制及实验评价方法

有水气藏开发到中后期,气井出水不可避免,为了提高气藏的采收率,须使用泡排剂进行增产作业,但多数泡排剂在温度高于90℃时其化学稳定性和泡排效果将大大降低。为此,针对四川盆地龙岗气田气井深、温度高且含水的特征,提出了深井耐高温泡排剂的研制原则,建立了一套耐高温泡排剂评价实验方法,引入了分子量测定、聚集数测定、核磁光谱、红外光谱等实验手段,从机理上分析了影响泡排剂性能的主要因素,从分子结构方面研究了泡排剂的耐高温作用机理,并在此基础上研制出了一种耐高温泡排剂。室内评价实验和现场应用试验结果证明:该型泡排剂在170℃下仍具有较好的起泡和带水能力,在深井高温有水气藏排水采气作业中具有良好的应用前景。

适用于深层产水气井的纳米粒子泡排剂

针对深层产水气井温度高、矿化度高、含高浓度H2S气体及凝析油的特点,研制了纳米粒子泡排剂,评价了其性能,并进行了现场试验。将耐高温的阴离子表面活性剂、耐高矿化度及H2S的两性离子表面活性剂及耐凝析油的氟碳表面活性剂进行复配制成液相泡排剂,再加入使用硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅球作为固态稳泡剂,制备出纳米粒子泡排剂。通过室内实验研究了泡排剂的性能,结果表明:泡排剂抗温可达150℃,抗矿化度可达250 g/L,抗H2S浓度可达0.04%,抗凝析油含量可达30%,起泡性、稳泡性优良。光学显微镜观察、Zeta电位表征结果说明,纳米粒子增强液相泡排剂性能的机理在于纳米粒子吸附在气液界面形成固态的粒子化膜,改性纳米二氧化硅球浓度约为0.002%时具有最佳稳泡效果。现场试验结果表明:泡排剂性能稳定,满足现场施工要求,可显著提高泡沫排水采气有效率并降低成本。

阳离子型双子表面活性剂在制备耐高温、高矿化度泡排剂中的应用

常规泡排施工中,泡排剂一般适用于90℃以下及矿化度小于100 000 mg/L的地层,阻碍了泡沫排水采气工艺在高温、高矿化度产水气井中的应用。针对高温、高矿化度产水气井的特点,通过深入研究表面活性剂理论,确立了通过阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂进行复配的方式来获得在高温、高矿化度下具有良好的起泡性、稳泡性以及携液速率的泡排剂GWJ。研究表明,在温度为160℃、矿化度为250 000 mg/L下,其初始起泡体积与泡沫半衰期分别达到1 860 m L和620 s,证明泡排剂GWJ具有优良的耐高温与耐高矿化度性,可以满足高温、高矿化度产水气井的泡排施工要求。

新型气井泡排剂SP的起泡性能研究

将一种烷基化两性咪唑啉衍生物与钙镁离子络合剂、高分子稳泡剂复配,制得了气井泡排剂SP,与常用泡排剂CT5-2及OP-10、SDS对比研究了SP的应用性能。用Ross-Miles(R-M)法和Waring Blender(WB)法测定,20℃时SP在蒸馏水中的起泡能力和泡沫稳定性均好于CT5-2,特别是WB法t1/2值为CT5-2的2.6倍;在含10 g/LCaCl2和40 g/L NaCl的矿化水中,SP的起泡能力和泡沫稳定性降低程度最小,表明SP耐盐钙性好;在40℃、70℃、90℃的矿化水中按R-M法测定的SP的起泡能力和泡沫稳定性均最好,表明SP的耐温性好;与不含H2S时的测定值相比,SP和CT5-2在饱和H2S(3.8 g/L)的矿化水中起泡能力和泡沫稳定性(R-M测定值)基本不变,但SP好于CT5-2。用气流法测定2.5 g/L泡排剂溶液形成的泡沫的携液量,在蒸馏水中SP低于CT5-2,在矿化水中SP与CT5-2相当,而有10%煤油存在时则SP远好于CT5-2。在70℃含H2S矿化水中,加入1 g/L SP和CT5-2使N80钢片的腐蚀速率分别下降93%和86%。SP作为泡排剂,在普通气井和含H2S气井中均可使用。

高温高压条件下泡排剂PP-F13发泡性及稳定性评价

使用改进气流法,对泡排剂PP-F13在高温高压条件下的发泡能力、稳定性及携液能力开展了实验评价。结果表明,高压有利于泡沫性能,随着压力的增大,泡沫稳定性显著提高,20 MPa的泡沫半衰期较常压增幅为199.14%,并且压力高于10 MPa后,泡沫稳定性提高幅度不大;而随着温度的增加,泡沫稳定性大幅度降低。压力与温度对泡沫的发泡性影响都不大。稳泡剂能够改善泡排剂的高温稳定性,其中无机稳泡剂SiO_2稳泡能力优于有机稳泡剂HPAM及CMC,适用于高温气藏条件。当压力10 MPa、温度120℃时,含SiO_2复合泡沫体系的泡沫半衰期是相同条件下无稳泡剂泡沫体系的3.59倍,达到1 295 s。高温高压动态携液实验表明,气流速度较低时,SiO_2稳泡剂对泡排剂携液能力作用小,但随着气流速度的增大,SiO_2复合泡沫体系携液能力较无稳泡剂泡沫体系有显著提高。

一种耐油抗甲醇气井泡排剂的研究

本文以氧化胺（A）、合成两性表面活性剂（B）为主剂,特种表面活性剂（C）为稳定剂,研制出一种性能优异的泡排剂FHG-1。采用罗氏-迈尔斯评价方法,以起泡高度和携液量为指标,通过实验筛选A、B、C最优配比8：2：1,评价了泡排剂FHG-1的相关性能。实验结果表明：FHG-1在30℃、含20%油（或含20%醇）的矿化度为5.0×104mg/L的配液用水中的5min后泡沫高度为110mm（170mm）,携液量为116mL（176mL）,表明FHG-1耐凝析油、抗甲醇能力优异。另外FHG-1与配液用水、地层水的配伍性优良,可适用于含甲醇、含凝析油的气井生产。

长庆气田现用泡排剂评价及自生气泡排剂研究

通过实验评价长庆气田现用4种泡排剂,均存在耐凝析油效果有限的问题。为延长泡排剂发泡时间、提高举升力、降低井筒积液密度,同时解决严重水淹气井井筒排液问题,研制了一种利用化学反应在气井内产生气体的自生气泡排剂。通过实验对影响该化学反应速率的因素进行分析,并对其在气田应用的可行性进行探讨。实验结果表明:自生气泡排剂对矿化度水适应性较好;与现用泡排剂相比,在苏A-2、苏B-1、苏C-56地层水中的起泡能力有明显提高;排除积液能力较好,携液率最高可达53.5%;自生气泡排棒基础配方为:41%CQN+56%CQO+2.95%柠檬酸+0.05%泡排剂。

基于Gemini表面活性剂及纳米材料的高效泡排剂

针对部分低压产水气井温度高、矿化度高以及含高浓度H_2S气体的特点,通过合成特殊梳状结构的Gemini阴离子表面活性剂,并将其作为起泡剂分子,再加入改性后的一定尺寸、疏水程度的纳米粒子充当固态稳泡剂,制备出高效泡排剂。该高效泡排剂一方面利用特殊梳状结构的Gemini阴离子表面活性剂可以在气液界面形成致密排列的结构,增强泡膜的稳定性;另一方面固态稳泡剂——纳米粒子可以吸附在气水界面形成稳定的空间壁垒,从而阻止气泡的聚并和歧化;该体系极大程度的发挥了表面活性剂和纳米粒子之间的协同作用从而达到提高泡沫稳定性的作用。室内实验研究结果表明:该泡排剂在温度为150℃、矿化度为250000ppm、H_2S浓度为400ppm下起泡性、稳泡性优良,而压力的增加则会提高泡沫稳定性,可以满足高温、高矿化度及含酸性腐蚀气体产水气井的泡排施工要求。

新型抗凝析油泡排剂的研究及应用

针对高含凝析油气井泡排剂应用效果差的问题,在两性表面活性剂链上引入亲油类阴离子表面活性剂,充分反应后,加入自制长链烷基类阳离子表面活性剂,生成一类抗油性能较好的新型泡排剂。采用GB/T 13173.6-2000《洗涤剂发泡力的测定》、SY/T 5761-1995《排水采气用起泡剂CT5-2》和SY/T 6465-2000《泡沫排水采气用起泡剂评价方法》对该泡排剂进行室内性能测试,其在60℃、凝析油体积分数30%条件下,发泡高度及携液率分别高达105mm、62%,其抗温能力可达120℃,抗盐250g/L、抗甲醇30%(φ)。在苏里格气田开展4口井现场试验(凝析油体积分数10%~25%),加注后气井平均油套压差降低2.21 MPa,产气量增加0.45×10~4 m^3/d,排水采气效果明显。

新型低分子泡排剂的研制及应用

泡排施工时,现有的泡排剂大多数产生的泡沫含水率较高,携液量也较大,不能很好地适用于苏里格低压低产积液井。针对苏里格气田低压低产井井筒积液的实际情况,研制出一种新型低分子泡排剂,并采用Ross-Miles法和搅拌法在实验室对该泡排剂进行泡沫性能评价,同时在同等实验条件下与不同泡排剂携液过程中的泡沫含水率进行了比较,在苏里格部分气井进行了泡沫排水现场评价。研究表明,该新型低分子泡排剂泡沫含水率低,能有效控制携液量,降低井筒压力梯度,可满足苏里格气田低压低产气井的泡排作业要求。

抗凝析油泡排剂SH-1的泡沫性能研究与应用

对抗凝析油气井起泡剂SH-1[其配方组成(质量比)为三聚环氧六氟丙烷酰胺甜菜碱∶椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠∶椰油酰胺丙基甜菜碱∶辅料=(5~10)∶(15~20)∶(20~30)∶(50~60)]的抗高凝析油、高矿化度及抗硫化氢等性能进行综合评价。经室内和现场试验表明,加入SH-1质量浓度为0.5%时,泡沫的稳定性、起泡性能及携液量优良,该泡排剂性能优异,达到了Q/SY 1815—2015《排水采气用起泡剂技术规范》中技术要求,增产效果显著,适用于含凝析油、高矿化度地层水及含硫化氢较高的天然气井积液的排除,也适用于一般气水井,可在各类气田应用。