一种耐盐耐甲醇耐凝析油泡排剂的室内研究

白慧芳　李颖川　陈　勇　王小魏　刘治彬

邓　琪1　石伟志1　石亮亮1　何乾伟1

1.西南石油大学石油与天然气工程学院,　四川　成都　610500；2.西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,　四川　成都　610500；3.川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司,　陕西　西安　710000



一种耐盐耐甲醇耐凝析油泡排剂的室内研究

白慧芳1李颖川2陈勇3王小魏1刘治彬1

邓琪1石伟志1石亮亮1何乾伟1

1.西南石油大学石油与天然气工程学院,四川成都610500；2.西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500；3.川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司,陕西西安710000

在天然气开采中后期,通常采用泡沫排水采气工艺来清除井底积液,但井筒积液具有较高矿化度,有时含有甲醇、凝析油等，都会影响泡排剂的性能。为了复配出性能更优的泡排剂,以6种常用的泡排剂为主剂,通过评价分析,优选2种泡排剂,确定最佳配比与浓度后,加入3种助剂,增加起泡高度以及半衰期,以改善泡排剂的起泡性能与稳定性能,最后对所复配出的泡排剂进行各项敏感性分析。最终,证明了所复配出的混合型泡排剂具有很好的耐盐性、耐温性、抗甲醇性以及抗凝析油性。

泡排剂；抗甲醇性；抗凝析油性；复配

0　前言

在天然气开采过程中,随着地层能量和产气量的降低,气井会逐渐在井底产生积液,严重时甚至会导致停产,因此要在井底积液威胁气井正常生产之前及时采用排水工艺,泡沫排水采气就是常用方法之一[1-2]。其区别于其他排水采气方式的独特优势在于成本低、施工容易、收效快且不影响气井正常生产,特别是生产少量水的深井,泡排是非常经济的排水采气工艺。泡排的关键在于泡排剂的性能,即在一定的地层水矿化度、甲醇含量、凝析油含量及地层温度下,要求泡排剂有尽可能好的起泡能力、适中的泡沫稳定性和较高的携液量[3-5]。本文通过室内实验研制出一种新型、高效,适用于高温、含高矿化度水的天然气井的泡排剂,以满足天然气开采需要。

1　实验部分

1.1主要药剂与仪器

药剂：泡排剂UT-11C、UT-12、UT-14,工业级,成都孚吉科技有限公司；泡排剂XHY-2、XHY-4 j、XHY-4 k,工业级,兴华科技有限公司；NaCl、Na2SO4、CaCl2、MgCl2盐类；十二烷基磺酸钠(AS)、十二烷基苯磺酸钠(ABS)、乙二胺四乙酸(EDTA)、三乙醇胺(TEA)、甲醇、凝析油等[6-7]。

仪器：恒温水浴锅、Ross-Mils泡沫仪、电子天平、烧杯、量筒等。

1.2实验方法

实验按照SY/T 6465-2000《泡沫排水采气用起泡剂评价方法》和GB/T 7462-1994《发泡力的测定》对泡排剂的起泡能力和稳定性能进行评价。

将200 mL泡排剂溶液从长900 mm、内径2.9 mm的滴液管中流下,滴入50 mL同样温度和浓度的泡排剂溶液中,记录200 mL泡排剂溶液流完后不同时间的泡沫高度,记录泡沫高度下降一半时的时间。

表征起泡剂的起泡性能和稳定性能的参数分别为起泡高度和半衰期。起泡高度指200 mL泡排剂溶液流完时的泡沫高度。半衰期指泡沫高度下降一半时的时间[4]。本实验中药剂浓度均为质量浓度,液体试剂含量均为体积含量。

2　实验结果与讨论

2.1混合型泡排剂研究

2.1.1主剂配比

为了研究单种泡排剂在地层水中的泡沫性能,在实验温度为60 ℃时用倾注法测定了UT-11 C、UT-12、UT-14、XHY-2、XHY-4 j和XHY-4 k 6种泡排剂在矿化度为 10 g/L 的地层水中不同浓度时的起泡性能和稳定性能,进而记录每种泡排剂在起泡高度最高时的浓度和半衰期[8-9],此时浓度为泡排剂的最佳浓度。实验表明,UT-11C、XHY-4 j和XHY-4 k的起泡性能和稳定性能明显优于其他泡排剂,测试结果见表1。

表1不同种类泡排剂最佳起泡性能和稳定性能对比

泡排剂种类最佳浓度/(%)起泡高度/mm半衰期/minUT-11C0.733516UT-120.430012UT-140.352803XHY-20.43503.5XHY-4j0.334015XHY-4k0.333512

由上述实验可知,不同泡排剂的性能有较大差异。一般来说,随着泡排剂浓度的增加,起泡高度和稳定性能先增加后减小,存在一个性能最佳的浓度。从表1可知,UT-11C、XHY-4 j和XHY-4 k的起泡性能和稳定性能明显高于其他泡排剂,同时XHY-4 j和XHY-4 k的最佳浓度较低。

图1　定浓度不同比例XHY-4 j、XHY-4 k性能

图2　定比例不同浓度XHY-4 j、XHY-4 k性能

2.1.2助剂优选

为了进一步获得起泡性能和稳定性能较好的泡排剂,可以在配方中加入适量的添加剂。本文选择4种添加剂(起泡剂十二烷基磺酸钠AS、十二烷基苯磺酸钠ABS,稳泡剂乙二胺四乙酸EDTA、三乙醇胺TEA),其中AS和ABS为阴离子表面活性剂,易溶于水,与其他试剂配伍性好,具有良好的乳化、发泡、渗透和分散性能,能够增强泡排剂的起泡性[10-11]。EDTA为钙镁离子掩蔽剂,可以减少地层水中钙镁离子对泡排剂的影响,能够增强泡排剂的稳定性。EDTA是一种高黏度液体,加入后可进一步增强液膜强度,提高泡沫稳定性。

本文实验采用逐个加入的方式,改变助剂浓度确定最佳比例,所得实验结果见图3,加入助剂后泡沫最佳性能见表2。

表2不同助剂加入后泡沫性能

试剂种类起泡高度/mm半衰期/min0.25%XHY-4k0.25%XHY-4j29514.5加入0.02%ABS32516再加入0.04%AS38019再加入0.015%EDTA38525.5再加入0.020%TEA35024

2.2混合型泡排剂性能评价

现场应用泡排工艺的井往往是含有凝析油、甲醇等成分的生产井,同时伴随有高温、高压、高矿化度等特点,要求泡排剂具有一定的耐盐、耐温、抗甲醇和抗凝析油能力。因此,需要对所配置的混合型泡排剂进行各种敏感性分析[12-13]。

a) 加入ABS

b) 加入AS

c) 加入EDTA

d) 加入TEA图3　不同助剂加入后泡沫高度随时间变化曲线

2.2.1耐盐性能

地层水矿化度较高时,一些泡排剂的起泡能力和稳泡能力会受到很大影响,尤其是阴离子表面活性剂可与Ca2+、Mg2+等阳离子发生反应产生沉淀[14-15]。因此,本文实验测试了混合型泡排剂在不同矿化度下的起泡性能和稳定性能,结果见图4、表3。

图4　不同矿化度含量混合型泡排剂泡沫高度随时间变化曲线

表3不同矿化度时混合型泡排剂性能

泡排剂类型矿化度/(g·L-1)起泡高度/mm半衰期/min混合型泡排剂5285301036027.54034030802952512029035XHY-4j1034015XHY-4k1033512

由图4及表3可知,混合型泡排剂在很低矿化度时起泡性能略差,随着地层水矿化度的上升,起泡性能先上升后下降。总体来说,混合型泡排剂在任意矿化度地层水中的起泡性能都较好,且泡沫寿命较长。

2.2.2耐温性能

图5　不同温度泡沫高度随时间变化曲线

表4不同温度混合型泡排剂性能

泡排剂类型温度/℃起泡高度/mm半衰期/min混合型泡排剂303304045340356036022.5753758904004XHY-4j6034015XHY-4k6033512

由图5及表4可知,随着温度的升高,泡排剂的起泡性能逐渐增强,而稳定性能却逐渐减弱。随着温度的上升,起泡高度和1 min后泡沫高度一直上升,而3 min、8 min 以及15 min后的泡沫高度先上升后下降。总之,该混合型泡排剂在任意温度下都能充分起泡,在小于或等于75℃时泡沫寿命较长,携液时间充裕。

2.2.3抗甲醇性能

图6　不同甲醇含量泡沫高度随时间变化曲线

表5不同甲醇含量混合型泡排剂性能

泡排剂类型甲醇含量/(%)起泡高度/mm半衰期/min混合型泡排剂035026103552320340203036517.54033515XHY-4j2028010XHY-4k2032512.5

2.2.4抗凝析油性能

图7　不同凝析油含量泡沫高度随时间变化曲线

表6不同凝析油含量混合型泡排剂性能

泡排剂类型凝析油含量/(%)起泡高度/mm半衰期/min混合型泡排剂0350261038013.520335103034517.54035520XHY-4j203153XHY-4k203403.5

从表6可知,随着凝析油含量的增加,泡排剂起泡高度小范围内波动变化,而半衰期先缩短再增长。从图7可知,凝析油的存在能够延缓泡沫的生成,滴液管中液体流完3 min后的泡沫高度最大,任意含量凝析油下产生的最高泡沫高度均高于不含凝析油下产生的泡沫高度。而泡沫半衰期随着凝析油含量的增加先缩短后增长,在较高凝析油含量下泡沫寿命较长,携液时间较为充裕。

3　结论

除此之外，还有许多其他的外国文化元素作为时尚出现在田子坊，如印度海娜手绘纹身、日本天空之城，等等。显然，上海作为一座国际化大都市，包容了各种来自不同地域和背景的文化，田子坊作为创意产业园区，吸纳了二十多个国家和地区的创意企业入驻，经营者中有80余人是外籍人士，因此，这里的异国情调也比别的城市里的旅游街区更为明显。

2)通过对泡排剂耐盐性、耐温性、抗甲醇性以及抗凝析油性的研究,证明了所复配出的混合型泡排剂具有一定的耐盐性、耐温性、抗甲醇性以及抗凝析油性。

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能源互联网建设锁定十大重点先期开展试点示范

由国家发展改革委、国家能源局、工业和信息化部联合制定的《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》(以下简称《意见》)，日前发布。《意见》提出，能源互联网建设近中期将分为两个阶段推进，先期开展试点示范，后续进行推广应用，并明确了10大重点任务。

《意见》明确了能源互联网建设目标：2016～2018年，着力推进能源互联网试点示范工作，建成一批不同类型、不同规模的试点示范项目；2019～2025年，着力推进能源互联网多元化、规模化发展，初步建成能源互联网产业体系，形成较为完备的技术及标准体系并推动实现国际化。

《意见》明确了能源互联网建设10大重点任务：一是推动建设智能化能源生产消费基础设施。鼓励建设智能风电场、智能光伏电站等设施；鼓励煤、油、气开采加工及利用全链条智能化改造，实现化石能源绿色、清洁和高效生产；鼓励建设以智能终端和能源灵活交易为主要特征的智能家居等。二是加强多能协同综合能源网络建设。推动不同能源网络接口设施的标准化、模块化建设，大幅提升可再生能源、分布式能源及多元化负荷的接纳能力。三是推动能源与信息通信基础设施深度融合。促进智能终端及接入设施的普及应用，促进水、气、热、电的远程自动集采集抄，实现多表合一。四是营造开放共享的能源互联网生态体系，培育售电商、综合能源运营商和第三方增值服务供应商等新型市场主体。五是发展储能和电动汽车应用新模式。积极开展电动汽车智能充放电业务，探索电动汽车利用互联网平台参与能源直接交易、电力需求响应等新模式。六是发展智慧用能新模式。建设面向智能家居、智能楼宇、智能小区、智能工厂的能源综合服务中心，通过实时交易引导能源的生产消费行为，实现分布式能源生产、消费一体化。七是培育绿色能源灵活交易市场模式。建设基于互联网的绿色能源灵活交易平台，支持风电、光伏、水电等绿色低碳能源与电力用户之间实现直接交易；构建可再生能源实时补贴机制。八是发展能源大数据服务应用。实施能源领域的国家大数据战略，拓展能源大数据采集范围。九是推动能源互联网的关键技术攻关。支持直流电网、先进储能、能源转换、需求侧管理等关键技术、产品及设备的研发和应用。十是建设国际领先的能源互联网标准体系。

(曾妍摘自中国石油新闻中心网)

2015-12-04

国家科技重大专项课题“大牛地致密低渗气田特殊结构井渗流机理与采气工艺研究”(2011.ZX.05045-05-01)

白慧芳(1990-)，女，河南濮阳人，硕士研究生，主要从事泡沫排水采气工艺研究。

10.3969/j.issn.1006-5539.2016.02.013