不同類型泡沫抗溫抗鹽護(hù)理劑性能研究

不同類型泡沫抗溫抗鹽護(hù)理劑性能研究

泡沫體屬于非牛頓流體，具有剪切稀釋特征。高滲透層的表觀粘度高于低滲層。因此，它對(duì)高滲層起到了密封作用，并對(duì)低滲層起到了增加波體積和改善波系數(shù)的作用。泡沫流體具有遇水穩(wěn)定、遇油消泡的特性,能夠?qū)崿F(xiàn)堵水不堵油的目的。氣體泡沫的破滅和再生同時(shí)進(jìn)行,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地層深部的封堵;隨著注汽過程的完成,氣泡自行消失,不凝固,對(duì)產(chǎn)層傷害小,能保持油井產(chǎn)量1實(shí)驗(yàn)部分1.1樣品結(jié)構(gòu)及組分羅氏泡沫儀、秒表、恒溫箱、藍(lán)口瓶、電子天平、高速攪拌器,表面活性劑樣品(其中AS為氨基羧酸鹽系列、AH為氨基磺酸鹽系列、BH為苯磺酸鹽系列、SH為雙磺酸基系列、JS為季銨鹽-磺酸系列、SS為雙羧酸系列,各系列名稱的不同順延代表分子量的依次上升)、十二烷基苯磺酸鈉。1.2實(shí)驗(yàn)方法1.2.1膜結(jié)構(gòu)排列中氣體體積的變化泡沫體系的起泡能力和穩(wěn)定性是泡沫的關(guān)鍵因素,隨著溫度的升高,泡沫中形成膜的分子運(yùn)動(dòng)和膜結(jié)構(gòu)中的氣體分子同時(shí)加快,膜結(jié)構(gòu)中的氣體體積增大,膜結(jié)構(gòu)排列中的分子間間距變得稀疏,氣體的透過性變大。尤其是對(duì)于抗溫能力差的表面活性劑,分子鏈在溫度升到一定值后產(chǎn)生降解,界面膜的結(jié)構(gòu)破壞,氣泡迅速聚并、結(jié)構(gòu)崩潰,穩(wěn)定性下降根據(jù)油田泡沫劑應(yīng)用范圍,分別在65℃和95℃條件下,測(cè)定不同結(jié)構(gòu)表面活性劑起泡高度以及泡沫半衰期,十二烷基苯磺酸鈉為參比,質(zhì)量濃度為1%。1.2.2溶液放置的影響用模擬溶液配制各種表面活性劑的1%溶液2份,一份在常溫下放置24h,觀察溶液變化;另一份在95℃烘箱中放置24h后,觀察溶液變化。模擬溶液總礦化度為38000mg/L。1.2.3發(fā)泡劑實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)穩(wěn)定性包括表面活性劑的泡沫穩(wěn)定性(半衰期)以及藥劑自身性狀變化。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件和實(shí)驗(yàn)?zāi)康?采用高速攪拌發(fā)泡法進(jìn)行發(fā)泡劑實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)。取100mL濃度為1%的泡沫基液,使用數(shù)顯攪拌器2000r/min攪拌1min,迅速將泡沫傾倒于500mL的量筒中記錄泡沫體積V(mL)作為起泡能力,同時(shí)記錄析液半衰期和泡沫半衰期。1.2.4表面活性劑的影響現(xiàn)場(chǎng)地層水成分如表1所示。地層水中含有不同類型的無機(jī)鹽,這些鹽類會(huì)使表面活性劑的作用受到影響,降低起泡性能及穩(wěn)定性。尤其是對(duì)陰離子表面活性劑,各種金屬離子就是其反離子,反離子效應(yīng)導(dǎo)致表面活性劑溶液體系中的表面張力和表面活性增強(qiáng),泡沫性能降低2結(jié)果與討論2.1無砂生物表面活性劑的穩(wěn)泡能力不同結(jié)構(gòu)類型的表面活性劑泡沫性能不同,由樣品結(jié)構(gòu)分析可知,JS季銨鹽-磺酸系列、AS氨基羧酸鹽系列、BH苯磺酸鹽系列、SS雙羧酸系列表面活性劑的結(jié)構(gòu)是影響泡沫高度和穩(wěn)定性的內(nèi)在根本因素,不同的表面活性劑在液膜中的排列、與水的相互作用不同,導(dǎo)致了攜液、排液過程的不同,從而影響液膜的厚度、彈性以及溶液的粘度,使得泡沫表現(xiàn)出不同的性能。不同結(jié)構(gòu)表面活性劑起泡能力和穩(wěn)泡能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1、2所示。從圖中可以看出,65℃時(shí),發(fā)泡高度150mL以上的有JS-1、JS-3、AS-1、AH-1、BH-1、BH-2、SS-2和十二烷基苯磺酸鈉;95℃時(shí),發(fā)泡高度150mL以上的有JS-3、AS-1、AS-2、BH-1、BH-2和SS-2。因此表面活性劑JS-3、BH-1、BH-2、SS-2的起泡能力在不同溫度下性能穩(wěn)定,效果較好;其中,BH系列表面活性劑在不同的溫度下的起泡性能都明顯優(yōu)于其它系列表面活性劑。從圖中可以看出,隨著溫度的升高,泡沫穩(wěn)定性受到不同程度的影響。其中,AS系列的低分子量產(chǎn)品受溫度影響小,而高分子量產(chǎn)品在較高溫度下穩(wěn)定性急劇變差;AH系列穩(wěn)定性受溫度影響較大,在高溫下穩(wěn)定性效果變差;SS系列隨分子量的增加受溫度影響變大;BH系列在不同溫度下穩(wěn)定性差別較小,受溫度影響較小。2.2抗溫抗溫特性在模擬溶液中的表面活性劑抗鹽抗溫性能如表2所示。從表中可以看出,在較高的礦化度下,BH苯磺酸鹽系列和SS雙羧酸鹽系列抗鹽抗溫性表現(xiàn)好,尤其是BH系列,不管是常溫還是高溫條件下,都能保持澄清狀態(tài)。這是因?yàn)楸交撬猁}分子結(jié)構(gòu)中不但含有抗鹽的磺酸基團(tuán),而且含有苯環(huán)結(jié)構(gòu),抗鹽抗溫性能都顯突出;而雙羧酸鹽結(jié)構(gòu)中由于含有雙親水基團(tuán),可將陽離子“鉗夾”住,抑制破壞作用而表現(xiàn)優(yōu)異。綜上所述,表面活性劑BH-1、BH-2及SS-2在不同溫度下的起泡、穩(wěn)泡能力及抗溫抗鹽性能明顯優(yōu)于其他表面活性劑。2.3冷卻時(shí)間對(duì)br-2的影響將不同表面活性劑在不同溫度下放置24h,觀察泡沫體系穩(wěn)定性能,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。從表中可以看出,BH-2在冷卻后隨時(shí)間的延長(zhǎng),自身化學(xué)穩(wěn)定性發(fā)生變化,產(chǎn)生分層,效果較差;BH-1、SS-2在不同溫度下泡沫穩(wěn)定性較好且藥劑自身穩(wěn)定性強(qiáng),有利于達(dá)到泡沫穩(wěn)定性好、延長(zhǎng)封堵時(shí)間的效果,利于生產(chǎn)的進(jìn)行。2.4與現(xiàn)場(chǎng)水常見離子的復(fù)合劑實(shí)驗(yàn)結(jié)果取現(xiàn)場(chǎng)地層水新鮮油水樣,用定性濾紙過濾、真空泵抽濾,濾除原油及雜質(zhì),配制1%泡沫基液進(jìn)行發(fā)泡能力和穩(wěn)定性的評(píng)價(jià),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3、表4所示。從圖中可以看出,在現(xiàn)場(chǎng)水各種離子的影響下,4種表面活性劑的發(fā)泡高度均受到不利影響,起泡高度都有不同程度的降低。其中BH-1和SS-2在65度是效果明顯優(yōu)于AS-1和SS-6;但在高溫95度條件下,SS-2起泡能力明顯降低。從表中可以看出,在65度條件下,BH-1、SS-6的穩(wěn)泡能力有所增加,SS-2的穩(wěn)泡能力基本不變,AS-1效果最差;在高溫95度條件下,四種表面活性劑的穩(wěn)泡能力都有所降低,其中BH-1降低最少,效果最好。3起泡劑的研制(1)通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)對(duì)不同類型起泡劑的起泡能力、抗溫抗鹽性能及穩(wěn)定性進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,起泡劑BH-1、