聚合物强化CO2泡沫稳定性能研究

聚合物可作为稳泡剂进一步提高CO2泡沫的稳定性,从而有效降低驱替过程中CO2流度,获得更高的波及体积和采收率。通过对搅拌方式生成的泡沫和多孔介质中生成的泡沫进行稳定性评价,考察了聚合物羟丙基甲基纤维素(HPMC)提高泡沫稳定性的效果,以及气液比、注气方式、注入流速对泡沫阻力因子的影响。实验结果表明:当十二烷基胺聚氧乙烯醚-2质量分数达到0.2%后,继续增加表面活性剂质量浓度,对泡沫稳定性影响不大;聚合物可通过提高液相黏度而增强泡沫稳定性,在60℃,12 MPa条件下,0.1%聚合物可将泡沫半衰期提高115%,且对起泡体积影响不大;气液比为8∶2时,聚合物强化CO2泡沫在填砂管中的阻力因子可达200左右;气液同注方式下泡沫达到稳态所需注入量低于气液交替方式;随注入流速升高,阻力因子均先增加后降低,但单独表面活性剂体系稳定的泡沫对注入流速更敏感。

废弃茶叶水溶液起泡能力和泡沫稳定性能的研究

茶皂素是一种天然非离子表面活性剂,具有较好的起泡能力,具备作为起泡剂的基本条件。茶叶中含有茶皂素,为利用废弃茶叶中的茶皂素,本文中研究了不同条件下废弃茶叶水溶液的起泡性能、泡沫稳定性和表面张力。试验结果表明,废弃茶叶质量浓度越高,水溶液的起泡能力越强,泡沫的稳定性能越好;茶叶浸泡温度升高,废弃茶叶水溶液的起泡能力增强,温度为70℃时,泡沫稳定性最好;随着浸泡时间增加,废弃茶叶水溶液泡沫稳定性变好,浸泡时间为6h时,水溶液的表面张力最小,起泡能力最差。

泡沫运动模拟与印花色浆泡沫的稳定性试验

针对泡沫印花所用泡沫稳定性差的问题,使用流体体积法(VOF)和连续表面力(CSF)模型对泡沫运动过程进行模拟,结合试验共同探讨表面张力、液相黏度、气泡间距、气泡直径差对稳定性的影响。结果表明:降低表面张力更有利于在气泡上升过程中维持气泡形状,减少气体扩散,同时能够在试验条件下得到更高的发泡体积;提高液相黏度能够减弱气泡上升过程中的速度,提高泡沫的稳定性;当气泡间距较小时气泡会发生兼并,汇聚成大气泡,缩小气泡直径差距和增大气泡间距能够减弱气泡兼并进程,提高稳定性;使用较高黏度的发泡液制备的泡沫均匀度更高、气泡运动更弱,具有较高的整体稳定性。

原油沥青质含量对纳米颗粒-十二烷基硫酸钠发泡二氧化碳泡沫稳定性的影响

采用十二烷基硫酸钠(SDS)表面活性剂和SiO_(2)纳米颗粒作为发泡体系,在不同原油沥青质含量下进行泡沫稳定性实验,测量CO_(2)泡沫半衰期;采用扫描电子显微图像、紫外分光光度法测试和Zeta电位测量,分析沥青质降低CO_(2)泡沫稳定性的机理。研究表明:当合成油与发泡体系质量比为1∶9时,合成油沥青质质量分数从0增至15%,SDS稳定泡沫半衰期从751 s减少至239 s,SDS-SiO_(2)稳定泡沫半衰期从912 s缩短至298 s;当合成油与发泡体系质量比为2∶8时,随着沥青质质量分数增大,SDS稳定泡沫半衰期从526 s缩短至171 s,SDS-SiO_(2)稳定泡沫半衰期从660 s缩短至205 s。由于沥青质与SDS和SiO_(2)纳米颗粒在水相中的相互作用,Zeta电位绝对值减小,颗粒表面电荷降低,导致薄液膜两侧界面之间的排斥力减小,从而破坏泡沫稳定性。

石英对浮选泡沫稳定性的影响及其机理

泡沫稳定性是影响浮选过程的重要因素之一,为了考察石英对浮选泡沫稳定性的影响,通过泡沫稳定性试验和析液试验,研究石英在不同捕收剂浓度、颗粒粒度和质量浓度下的泡沫稳定性。并通过接触角测量、Zeta电位测试、泡沫光学图像观察、表面张力和矿浆黏度测定,进一步分析石英对浮选泡沫稳定性的影响机理。结果表明,随着十二胺浓度的增加,溶液的起泡能力增强,泡沫稳定性先增加后降低,这主要是由于十二胺使得溶液体系的表面张力显著降低,减缓了泡沫液膜在Plateau通道内排液的平均流速,石英表面疏水性逐渐增大,泡沫稳定性增强。但当十二胺浓度大于60 mg/L时,石英三相接触角超过90°,强疏水性颗粒不再具有稳泡效果,而是遵循桥联-反润湿机理消泡,泡沫稳定性降低;石英颗粒粒度越细,质量浓度越大,使矿浆黏度增大,阻碍了液膜排液,泡沫稳定性增强;析液试验结果说明,石英颗粒粒度越大,泡沫破裂速度越快,该结论与泡沫稳定性试验结果一致;十二胺通过静电作用吸附在石英表面,改变了石英表面的电负性。在浮选试验条件下,有利于形成稳定的泡沫体系;通过泡沫图像发现,石英黏附在泡膜表面,增加了液膜厚度,在两气泡边界区和Plateau Border边界区形成一道紧密排列的壳层结构,增强了泡沫稳定性。

改性纳米SiO_(2)颗粒提高CO_(2)泡沫稳定性

泡沫注入作为一种提高采收率的方法,其稳定性和改善泡沫从裂缝向基质的运移一直是裂缝性油藏泡沫注入领域的2个主要问题。使用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)对二氧化硅纳米颗粒进行改性来稳定二氧化碳泡沫,选择FTIR分析和接触角测量表征泡沫的产生和稳定性。实验在不同质量分数的NPs(0.04%~0.20%)、2种质量分数的SDS(0.236%~0.472%)、存在和不存在MgCl_(2)盐的情况下进行。结果表明:APTES对二氧化硅进行表面改性后,纳米颗粒在油水体系中更亲油,在空气-水体系中更亲气。这反过来又放大了改性二氧化硅(MS)向水气界面的迁移,增强了CO_(2)泡沫的稳定性。泡沫稳定性实验证实了这一机制的存在,将泡沫稳定剂从二氧化硅切换到MS纳米颗粒导致泡沫最大半衰期增加33.3%。泡沫性不受NPs类型的影响;然而,由于SDS在纳米颗粒表面的吸附,泡沫性降低。

甜菜碱泡沫稳定性的高盐增效机制

甜菜碱泡沫耐盐且稳定性可随盐度增加而增强,在提高高盐油藏采收率方面独居优势。以椰油酰胺丙基羟磺甜菜碱和十二烷基羟丙基磺基甜菜碱为研究对象,在剖析其泡沫衰变特征对盐度变化响应的基础上,结合表面扩张流变性质与扩散吸附行为,研究高盐增效甜菜碱泡沫稳定性的作用机制。结果表明,NaCl质量分数从2.3%增至21.1%,甜菜碱泡沫初期排液速度变化不大,但泡沫半衰期最高可延长13倍。盐度增加,甜菜碱饱和吸附量增大、扩散吸附速率减小,导致扩张模量增大、液膜弹性增强,进而明显抑制粗化、聚并,令甜菜碱泡沫稳定性提高。研究成果有助于完善泡沫稳定机理,为高盐油藏泡沫驱体系优化提供技术支持。

通道弯数与长度对静脉曲张泡沫硬化疗法的泡沫稳定性影响实验研究

目的研究通道弯数与长度对静脉曲张泡沫硬化疗法的泡沫稳定性影响。方法设置3组实验:实验组1通道弯数不同(A、B、C组弯数分别为1、2、3)、实验组2(对照组)通道总长度不同(A、B、C组总长度分别为2、6、10)、实验组3通道长短比例不同(A、B、C组长短边比值分别为1∶1、5∶1、9∶1)。选用5 mL注射器,液气比1∶4,并在室温环境下进行CO_(2)和空气的Tessari法制备泡沫实验。每组实验全程摄像,设置重复实验5次,通过视频回放方式获取析水时间、半衰期、析水率曲线等数据。结果实验组2中,CO_(2)泡沫除析水率40%和80%,A组与B组、C组都具有显著性差异。空气泡沫中,析水率20%和50%的B组与A组具有显著性差异;所有析水率下,C组与A组具有显著性差异。通道总长度对CO_(2)泡沫的影响更为显著。通道总长度越长,泡沫越稳定。实验组1与对照组对比,CO_(2)泡沫的实验组1析水率曲线明显高于对照组,而空气泡沫出现重合和交叉,差异不明显。实验组3和对照组对比,CO_(2)泡沫实验组3的曲线明显高于对照组,而空气泡沫只在析水达到100%时,实验组明显高于对照组。通道长短比例的影响在CO_(2)泡沫中较为明显。半衰期在CO_(2)泡沫中存在较大影响。结论制备泡沫的通道弯数增强了泡沫的稳定性,通道总长度增加对泡沫稳定性具有积极意义,而通道长短比例对泡沫稳定性的影响较大。研究结果对于临床制备泡沫以及其他泡沫的稳定性研究具有一定意义。

SiO_(2)纳米颗粒对环保型泡沫灭火剂稳定性的影响

本工作以碳氢表面活性剂(APG0810)和短链氟碳表面活性剂(FS-50)为核心组分制备了环保型泡沫灭火剂,系统地研究了SiO_(2)纳米颗粒对泡沫灭火剂溶液性质、起泡性能及泡沫稳定性的影响,分析了SiO_(2)纳米颗粒对泡沫灭火剂稳定性的增强机理。结果表明,SiO_(2)纳米颗粒对泡沫灭火剂的溶液性质与泡沫性能均有较大影响。随纳米颗粒浓度的增加,泡沫灭火剂溶液的表面活性先降低后增加,动态粘度逐渐增加,电导率逐渐降低,而起泡性略微下降。泡沫稳定性随着纳米颗粒浓度的增加而显著增加,达到7%后,泡沫稳定性急剧增加。SiO_(2)纳米颗粒与泡沫灭火剂活性组分在泡沫液膜和Plateau边界中相互作用,形成网状结构聚集体,有效地延缓泡沫析液和粗化,从而增强泡沫的稳定性。本工作的研究结果能够为SiO_(2)纳米颗粒在环保型泡沫灭火剂的研发和应用方面提供理论指导。

改性二氧化硅纳米粒子提升泡沫稳定性研究

利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)对SiO_(2)纳米粒子进行改性,得到改性SiO_(2)纳米粒子,通过FTIR和接触角分析对其进行了表征,并通过静态实验考察了十二烷基硫酸钠(SDS)溶液、SiO_(2)-SDS纳米流体、改性SiO_(2)-SDS纳米流体在有、无氯化镁存在下对CO_(2)泡沫的起泡性、发泡性和稳定性的影响。结果表明,经改性SiO_(2)纳米粒子表面改性的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)表面在油-水体系中更亲油,在空气-水体系中更亲气;与SDS溶液(质量浓度0.236%,半衰期80 min)相比,SiO_(2)(质量浓度0.06%)-SDS纳米流体、改性SiO_(2)(质量浓度0.05%)-SDS纳米流体的泡沫半衰期均有所延长,分别延长至120 min、140 min;当SDS质量浓度从0.236%增至0.472%时,改性SiO_(2)-SDS纳米流体的泡沫半衰期从140 min延长至270 min;在氯化镁存在下,改性SiO_(2)-SDS纳米流体的泡沫半衰期可达90 min。

纳米纤维强化泡沫液膜渗透性及稳定性实验研究

泡沫可有效改善致密油藏气驱因气液流度差异、裂缝等造成的窜流问题,扩大气驱波及效率。但泡沫为热力学亚稳定体系,其长期稳定性受限制。基于纳米纤维(NCF)强化泡沫体系,对比分析其对N_(2)泡沫、CO_(2)泡沫中气体通过液膜渗透性影响,并观察两种NCF强化泡沫体系在不同含油条件下的微观形态变化,探讨了纳米纤维对泡沫稳定性的改善作用及泡沫体系稳定性与泡沫液膜渗透率的对应关系。研究发现,纳米纤维能有效降低液膜渗透性,0.1 wt%的NCF能使N_(2)气泡、CO_(2)气泡的渗透率分别降低约89%、65%,消泡时间分别提升2.7倍、11.3倍,表明纳米纤维通过降低液膜渗透性抑制了气泡失稳;经显微观察,NCF强化N_(2)泡沫液比CO_(2)泡沫初始膜厚度更大、泡沫直径更小,在不同含油条件下NCF强化CO_(2)泡沫的失稳趋势更强,表明NCF对N_(2)泡沫稳定性增强效果更佳。通过纳米纤维能改善泡沫性能,优化泡沫体系,从而增强泡沫稳定性,相关研究对提高油藏气驱采收率有一定的借鉴意义。

表面活性剂疏水链长对高温下泡沫稳定性的影响

选用不同疏水链长的α-烯烃磺酸盐(AOS)形成泡沫,分别用泡沫衰减法和泡沫岩芯封堵法测定不同温度下的泡沫稳定性,并采用动态表面张力、界面流变、分子模拟等方法研究了表面活性剂在气/液界面的吸附行为和界面吸附层的性质,分析了高温下泡沫的稳定机制.实验结果表明,在高温下,极性头的'锚定作用'减弱,表面活性剂疏水链难以在气液界面保持以直立状态吸附,疏水链碳数大于20的表面活性剂分子难以分立吸附,其疏水链相互交叉缠绕,增强了泡沫膜的强度,减缓了气体通过液膜的扩散,形成的泡沫在高温下具有较好的稳定性.

泡沫复合驱泡沫稳定性及影响因素研究

利用毛细管粘度计和多功能驱替装置 ,研究了泡沫复合体系组分中不同起泡剂、聚合物、碱、气体对泡沫稳定性的影响规律 ,以及泡沫复合体系驱替过程中 ,不同的气液比、注入速度、岩心渗透率、原油存在 (残余油饱和度 )等条件对泡沫稳定性的影响规律 。

季铵盐和十二胺对云母类矿物浮选行为和泡沫稳定性的影响

通过单矿物浮选试验方法研究了3种季铵盐捕收剂和十二胺阳离子捕收剂对白云母、金云母和锂云母浮选行为的影响。利用亲水-疏水平衡值(HLB)分析比较了不同捕收剂的性能。采用二相泡沫试验方法比较了不同捕收剂的浮选泡沫稳定性。研究表明,十四烷基三甲基氯化铵(1431)可以作为浮选锂云母和金云母的有效捕收剂,并可降低浮选泡沫黏度。

油相对泡沫稳定性的影响规律

油相的存在会导致泡沫的稳定性变差,从而影响泡沫驱的效果,如何提高泡沫的稳定性,指导泡沫体系设计成为泡沫驱提高采收率中亟待解决的难题。为探索油相对泡沫稳定性的影响规律,采用泡沫衰减法和微流控制法研究了界面张力和油相对泡沫体系稳定性的影响,并评价了乳化油滴和气泡间的相互作用。通过固定油相,改变泡沫体系,研究油相与泡沫体系之间界面张力对泡沫稳定性的影响,结果表明,油水界面张力越低的泡沫体系所形成的泡沫半衰期越短,油相对泡沫的稳定性影响越大。采用同一泡沫体系,改变油相,不同油相对泡沫稳定性影响结果表明,表面张力越低的油相对泡沫体系的稳定性影响越大,泡沫稳定性越差。这是由于油相相对分子质量越大、表面张力越大,越不易在气水界面铺展,与泡沫的相互作用也越弱。

水基泡沫的稳定性评价技术及影响因素研究进展

综述了当前比较常用的和新开发的泡沫稳定性评价技术,评述了水基泡沫稳定性的影响因素,并对改变泡沫稳定性的途径进行了探讨,同时展望了有关泡沫稳定性研究的发展方向。

氮气泡沫体系稳定性的影响因素研究

利用填砂管研究了不同注气压差下多孔介质中泡沫的产生及其对气体阻力特性的影响,并对泡沫在烧杯及多孔介质中的稳定性进行了对比评价。结果表明,随着氮气注入压差的增加,泡沫对气体的初始残余阻力系数呈幂指数增加;而其残余阻力系数(对气和液)随时间均呈幂指数下降。泡沫在体相中的稳定性远低于多孔介质,且随着环境压力的增大,泡沫的稳定性呈线性增大。基于简单的孔隙模型分析可知,孔隙介质中良好的分散条件及在分散过程中具有的较厚液膜是其稳定性远远高于体相中的重要原因。孔隙和喉道半径比值越大,则孔隙中的气体附加压力越大,泡沫的初始残余阻力系数将越大;吼道越长,泡沫聚并的几率降低,其稳定性增大。若孔隙网络中非均质性越强,则孔隙中气体压差越大,不同孔隙中气体聚并的几率增大,泡沫的稳定变差。

泡沫驱油核磁共振实验及泡沫动态稳定性评价

将核磁共振技术与传统岩心驱替实验相结合形成一种泡沫驱油核磁共振实验方法,在此基础上建立了评价泡沫在岩心中驱油时动态稳定性的新方法,研究了泡沫体系S-2(主要成分为十二烷基硫酸钠)和S-NP-2(主要成分为十二烷基硫酸钠和二氧化硅纳米颗粒)在直接泡沫驱和水驱后泡沫驱下的驱油特征以及泡沫的动态稳定性。研究表明,通过核磁共振图像和T2(横向弛豫时间)谱可以直观反映泡沫的驱油特征;水驱后进一步使用泡沫体系S-2和S-NP-2驱替后的驱油效率提高幅度分别为18.05%和25.68%,最终驱油效率分别达到63.72%和67.50%,高于直接使用泡沫驱替时的驱油效率;同一泡沫体系在水驱后泡沫驱的方式中比在直接泡沫驱的方式中稳定性更好,相同驱替方式下泡沫体系S-NP-2比泡沫体系S-2更稳定。

改良DSS法制作稳定泡沫的效果评价

目的:对双注射器系统(double-syringe system,DSS)进行改良,使之能够制作出更稳定的硬化剂泡沫。方法:分别用经典DSS方法和改良DSS方法制备1%聚多卡醇(polidocanol,POL)泡沫。在改良DSS方法中,用自制弹性气囊替代DSS方法中的一个注射器。改良DSS方法制备POL泡沫过程如下,先用注射器抽取2 mL POL液体,再抽取8 mL空气;之后将注射器与连有自制气囊的三通直线连接,反复推拉注射器20次,产生泡沫。采用泡沫半衰期(foam half-time,FHT)和显微镜观察,比较2种泡沫稳定性及均一性。检测改良DSS方法制备中泡沫体积的变化,比较扭转三通角度后,改良DSS方法制备泡沫的质量。采用GraphPad Prism 8.0软件包对于数据进行统计学分析。结果:用自制弹性气囊替代经典DSS方法中单个注射器的改良DSS方法,能够制备出半衰期更长、微泡更均一的泡沫,可能与泡沫制备过程中的体积压缩有关。同时,改良DSS方法可以通过扭转三通角度,进一步提升泡沫质量。结论:改良DSS方法用弹性气囊替代经典DSS方法中的单个注射器,能够产生更稳定的泡沫。

绿泥石颗粒效应对泡沫稳定性的影响

利用改进的Hallimond管,以甲基异丁基甲醇(MIBC)为起泡剂,研究起泡剂质量浓度、绿泥石质量分数以及粒度对泡沫稳定性的影响;基于Plateau泡沫结构理论分析矿浆性质对泡沫稳定性的影响,研究泡沫稳定性对绿泥石夹带行为的影响。研究结果表明:随着MIBC质量浓度增加,液体表面张力降低,导致气泡间Plateau通道内排液速率降低,泡沫稳定性增强;绿泥石质量分数越大,颗粒粒度越小,则矿浆黏度越大,泡沫最大高度及半衰期越大,泡沫的无选择性夹带行为越显著。