泡沫排水采气技术研究

张伟 , 王阁

泡沫排水采气技术研究

张伟1, 王阁2

（1. 陕西延长石油（集团）有限责任公司延长气田采气三厂， 陕西 延安 716000；2. 陕西延长石油（集团）有限责任公司南泥湾采油厂，陕西 延安 716000）

天然气作为一种环保型清洁能源，对经济社会的发展与构建生态文明社会有着积极的作用，十四五期间对天然气的需求将越来越大，天然气作为一种不可再生资源，如何实现天然气的高效开采就显得尤为重要。排水采气是提高天然气采收率的重要措施。目前排水采气工艺使用较多的主要为电潜泵、柱塞、气举等工艺技术，与其他工艺技术相比泡沫排水采气技术具有操作简单、适应性广、成本简单等优势，近年来受到了国内外广泛关注。该文对泡沫排水采气技术进行了研究，重点分析了起泡剂的筛选评价。

天然气；泡沫排水采气；起泡剂；筛选

目前排水采气工艺技术体系主要有电潜泵、柱塞、气举等工艺技术，与其他工艺技术相比泡沫排水采气技术具有操作简单、适应性广、成本简单等优势，近年来受到了国内外广泛关注[1-8]。泡沫排水采气工艺技术的核心是配制、筛选合适的起泡剂，以达到高收益、高采出程度，实现气田高效开发的目的。本文对起泡剂的筛选进行了研究。

1 实验方法

实验仪器主要采用高速搅拌机、量筒、电子天平、秒表、烧杯、恒温箱等；

实验试剂采用KMW-1、KMW-6、KMW-8、KMW-11起泡剂；

实验流体采用研究区地层水；

实验方法参考石油天然气行业标准SY/T 6465—2000筛选适合研究区的起泡剂[9-14]。

2 室内评价

2.1 起泡剂初选

在地层水中分别加入KMW-1、KMW-6、KMW-8、KMW-11起泡剂，配制体积分数为1%的泡沫液，采用高速搅拌机进行搅拌，倒入量筒中，静止24 h后，观察溶液是否有沉淀产生，见表1。

实验结果表明，KMW-1、KMW-6、KMW-11目标液在静止24 h后，溶液透明、清澈，无沉淀生成，与地层水配伍性好；KMW-8目标液在静止24 h后，溶液浑浊，产生少许沉淀，与地层水配伍性较差。下面进一步对KMW-1、KMW-6、KMW-11起泡剂耐温性进行评价。

表1 起泡剂初选

2.2 起泡剂耐温性评价

由于研究区储层温度较高，对起泡剂耐温性具有较高的要求，开展起泡剂耐温性评价就显得十分必要。采用初选出的起泡剂配制体积分数为1%的KMW-1、KMW-6、KMW-11泡沫液，静止置于恒温箱中，温度设置为65 ℃，老化48 h，测定起泡体积与半衰期，见表2。

表2 起泡剂耐温性评价

实验结果表明，体积分数为1% KMW-1、KMW-6、KMW-11起泡剂起泡量对比，KMW-11起泡剂起泡效果最好为460 mL，KMW-6起泡剂起泡效果最差为350 mL，KMW-1起泡剂起泡效果介于两者之间，为410 mL；泡沫稳定性对比，KMW-6起泡剂最稳定，半衰期235 s，KMW-11起泡剂半衰期172 s，稳定性最差，KMW-1起泡剂半衰期226 s，稳定性介于两者之间。综合起泡效果与泡沫稳定性，推荐KMW-1起泡剂。

2.3 起泡剂体积分数优选

起泡剂的优选不仅要重视起泡能力，还要考虑经济成本，优选起泡剂的合理浓度。分别配制体积分数为0.2%、0.5%、0.8%、1.0%、1.5%、2.0%的KMW-1溶液，测定其起泡体积与半衰期，见表3。

表3 起泡剂体积分数优选

图1 起泡体积随体积分数变化曲线

图2 泡沫液半衰期随体积分数变化曲线

起泡体积随起泡剂浓度变化（图1），表明，随着起泡剂浓度的增加，起泡体积不断增加，但增加的幅度不断减小，KMW-1起泡剂体积分数大于0.8%后，起泡体积变化明显减小；

泡沫液半衰期随起泡剂浓度变化曲线（图2），表明，随着起泡剂浓度的增加，半衰期不断增加，泡沫稳定性越好，但KMW-1起泡剂体积分数大于0.8%后，半衰期增加幅度减小。

综合起泡量及半衰期，最终推荐KMW-1起泡剂体积分数为0.8%。

3 应用

矿场选用具有代表性的3口采气井。试验前由于井底积液严重，气井处于关停状态，采用KMW-1泡沫液进行排液后，井口油压上升，套压下降，排液取得较好效果，采气井产能得到恢复，1口气井日产量达到停产前产量，2口气井日产气量为关停前产量1.3倍。通过泡沫排水采气工艺，采气井排液能力加强，有效保证气井稳产。下一步，进一步在该气田推广KMW-1泡排工艺的使用，提高气藏采收率。

4 结 论

1）KMW-1、KMW-6、KMW-11起泡液与地层水配伍性好；KMW-1起泡剂耐温性最佳。并在基础上，对KMW-1起泡剂进行了浓度优选。通过配伍性、耐温性以及浓度优选，筛选出适合研究区的起泡剂体积分数为0.8%的KMW-1溶液。

2）起泡剂的优选不仅要重视起泡能力，还要考虑经济成本，优选起泡剂的合理浓度。

3）随着起泡剂浓度的增加，起泡体积不断增加，且增加的幅度不断减小；随着起泡剂浓度的增加，半衰期不断增加，泡沫稳定性越好。

4）KMW-1泡沫溶液在矿场取得很好的应用效果，进行排液后，井口油压上升，套压下降，采气井产能得到恢复，日产量达到停产前产量，有效保证气井稳产。

[1]宋言刚,杨小速.泡沫排水采气在气田开发中研究及应用[J].清洗世界,2020,36(07):88-89.

[2]李希. 苏西产水井生产规律及排水采气适应性评价[D].西安石油大学,2020.

[3]刘永辉,吴朋勃,罗程程,等.泡沫排水采气适用界限的实验研究[J].深圳大学学报(理工版),2020,37(05):490-496.

[4]田雨露,王纪伟,李加玉.气田泡沫排水采气起泡剂研究进展[J].应用化工,2021,50(01):183-188.

[5]胡晖.苏75区块泡沫排水采气技术研究与应用[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(20):203-204.

[6]蒋思思,蒋成银,孟婉莹,等. 苏里格气田精细化泡沫排水采气工艺研究[A]. 宁夏回族自治区科学技术协会.第十五届宁夏青年科学家论坛石化专题论坛论文集[C].宁夏回族自治区科学技术协会:《石油化工应用》杂志社,2019:9.

[7]李希,程方敏,杨渊宇,等. 泡沫排水与增压采气复合技术的应用[A]. 中国石油学会天然气专业委员会.2018年全国天然气学术年会论文集（04工程技术）[C].中国石油学会天然气专业委员会:中国石油学会天然气专业委员会,2018:6.

[8]唐伯鹰. 泡沫性质及泡沫排水采气实验研究[D].西南石油大学,2018.

[9]高里阳. 泡沫排水采气影响因素研究[D].西安石油大学,2017：37-40．

[10]贾友亮,杨亚聪,陈德见,等.长庆气田泡沫排水数字化配套技术[J].化工技术与开发,2012,41(07):64-66.

[11]洪鸿,李强,刘帮华,等. 旋流雾化井下排水采气工艺技术研究与应用[A]. 宁夏回族自治区科学技术协会、宁夏社会科学界联合会、共青团宁夏回族自治区委员会、宁夏回族自治区青年联合会.石化产业创新·绿色·可持续发展——第八届宁夏青年科学家论坛石化专题论坛论文集[C].宁夏回族自治区科学技术协会、宁夏社会科学界联合会、共青团宁夏回族自治区委员会、宁夏回族自治区青年联合会:《石油化工应用》杂志社,2012:7.

[12]刘亚莉.泡沫排水采气工艺及技术研究[J].西部探矿工程, 2012, 24 (04): 63-65.

[13]马品刚,杨芳.深层、高温火山岩气藏泡沫排水采气技术[J].采油工程,2011(02):26-29.

[14]蔡立峰. 苏里格苏48区块排水采气工艺技术研究[D].西安石油大学,2011.

Research on Foam Drainage Gas Recovery Technology

1,2

(1. Yanchang Gas Field No. 3 Gas Production Plant of Shaanxi Yanchang Petroleum (Group) Co., Ltd., Yan'an Shaanxi 716000, China; 2. Nanniwan Oil Production Plant of Shaanxi Yanchang Petroleum (Group) Co., Ltd., Yan'an Shaanxi 716000, China)

As an environmentally friendly clean energy, natural gas plays a positive role in the development of the economy and society and the construction of an ecologically civilized society. In the 14th Five-Year Plan period, the demand for natural gas will increase. As a non-renewable resource, how to realize natural gas efficient development is particularly important. Drainage gas recovery is an important measure to improve the recovery rate of natural gas. Currently, electric submersible pumps, plungers, gas lift and other process technologies are mainly used in drainage gas recovery technology. Compared with other process technologies, foam drainage gas recovery technology has the advantages of simple operation, wide adaptability, and simple cost. In recent years, it has

extensive attention at home and abroad. In this paper, the foam drainage gas recovery technology was studied, and the selection and evaluation of foaming agents were discussed.

Natural gas; Foam drainagegas recovery; Foaming agent; Screening

2021-3-29

张伟（1983-），男，汉族，地质工程师，陕西延安人，2011年毕业于西安石油大学，石油工程专业，从事气田地质研究工作。

TE377

A

1004-0935（2021）06-0895-03