非离子型纤维素对泡沫稳定性的影响研究

(1.东北石油大学机械科学与工程学院 黑龙江 大庆 163000)

(2.大庆油田天然气分公司油气加工五大队喇二浅冷站 黑龙江 大庆 163000)

(3.大庆油田有限责任公司第一采油厂二矿北八队 黑龙江 大庆 163000)

非离子型纤维素对泡沫稳定性的影响研究

李新妍1刘宇2周芷仪3

(1.东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江大庆163000)

(2.大庆油田天然气分公司油气加工五大队喇二浅冷站黑龙江大庆163000)

(3.大庆油田有限责任公司第一采油厂二矿北八队黑龙江大庆163000)

泡沫复合驱以其优越的提高采收率性能受到现场的重视，但泡沫在高温油藏容易破裂，大大减弱其提高采收率能力。目前通常会添加一定的稳泡剂来增加泡沫的稳定性，本文研究了新型稳泡剂非离子型纤维素对泡沫稳定性的影响。常温下泡沫的稳定性随着纤维素浓度的增加而增强。高温条件下，起泡能力也较好，质量分数为0.2%的非离子型纤维素在高温下具有较好的提高泡沫稳定性的能力。酸性和碱性环境对非离子型纤维素的凝胶化温度几乎没有影响，其能够在PH变化时，随着温度的变化发生可逆的凝胶化反应，非离子型纤维素稳定泡沫的能力受PH的影响较小。

非离子型纤维素；稳泡能力；耐高温

一、绪论

泡沫复合驱以其优越的提高采收率性能受到现场的重视，但泡沫在高温油藏容易破裂，大大减弱其提高采收率能力。目前通常会添加一定的稳泡剂来增加泡沫的稳定性，本文研究了新型稳泡剂非离子型纤维素对泡沫稳定性的影响。非离子型纤维素物具有易溶于冷水，具有增稠能力、pH稳定性、优良的成膜性以及分散性等特点。它具有的热凝胶效应使得其对温度具备良好的适应性能，大大增强了泡沫的稳定性。下面对其具体的性能进行评价。

二、实验部分

(一)实验材料和设备

1.实验材料

非离子型纤维素物稳泡剂由非离子型纤维素物、氯化钙、氯化镁等组成，药剂由市场购买，有效含量100%。

实验用水为某油田模拟水，水质分析见表1。

表1 水质分析

2.实验设备

实验设备主要包括布氏粘度计(由美国Brookfield公司生产)、高速搅拌器、真空干燥箱、电子天平、500mL量筒若干等。

三、结果分析

(一)常温下稳定泡沫能力评价分析

非离子型纤维素是一种高分子水溶性聚合物，以其较强的增粘作用可以改善流度比。下面选用冷水分散型纤维素，并在室温条件下，研究其对于泡沫体系稳定性的影响规律。分别用不同质量分数的非离子型纤维素水溶液配置0.8%的表面活性剂溶液，搅拌60s，记录泡沫数据，绘制下图中：

图1 常温下泡沫稳定性

由图1中可见，常温下泡沫的稳定性随着纤维素浓度的增加而增强。机理分析表明，非离子型纤维素溶于水后使得水溶液的粘度增大，包裹在气泡表面阻碍了气泡排液通道，从而使得气泡的排液速度减慢，延长了气泡的半衰期，但这种作用对泡沫综合值的增加幅度不大，提高泡沫稳定性的幅度较小。

(二)高温下稳定泡沫能力评价分析

温度是对泡沫稳定性影响的重要因素，泡沫复合驱在现场应用中油藏的温度会影响其对泡沫的稳定能力。下面考察65℃条件下非离子型纤维素的稳泡性能。用常温下相同的方法配置成不同浓度的溶液，置于老化罐中65℃恒温10天，然后取出溶液，高搅，观察泡沫的稳定性。

图2 高温下泡沫稳定性

由图2可见，在65℃下，非离子型纤维素对泡沫的稳定作用非常明显，高温条件下，表面活性剂的性质会受到影响，起泡体积和稳定性会降低，纯起泡剂体系在65℃条件下泡沫综合值由原来的40000mL·min降低到低于20000mL·min，随着非离子型纤维素浓度的增加到0.2%，泡沫综合值能增加到未添加非离子型纤维素时的两倍左右，提高幅度较大。

(三)PH对非离子型纤维素稳定泡沫能力的影响

非离子型纤维素能够发生凝胶化的反应直接关系到能否起到稳定泡沫的能力，实验PH对其稳定泡沫的能力影响可以间接的实验PH是否对非离子型纤维素凝胶化产生影响，下面配置两种不同PH的聚合物溶液，看pH是否对0.2%的非离子型纤维素溶液性质随温度变化产生影响。非离子型纤维素的具有一定的耐酸碱的能力，它的水凝胶性质同样受酸碱度的影响较小，图3中，酸性和碱性环境对非离子型纤维素的凝胶化温度几乎没有影响，其能够在PH变化时，随着温度的变化发生可逆的凝胶化反应，非离子型纤维素稳定泡沫的能力受PH的影响较小。

图3 酸碱条件下泡沫稳定性

四、结论

1.非离子型纤维素作为稳泡剂具有良好的稳泡性能，尤其高温下稳泡能力优异。2.非离子型纤维素作为稳泡剂具有一定的耐酸碱的能力，适用于酸性和碱性地层。