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2022 年 第 12 期 化学工程与装备 2022 年 12 月 Chemical Engineering&Equipment 67 一种高温固体泡排剂研制与应用一种高温固体泡排剂研制与应用 宁凡哲1,2（1大庆油田有限责任公司采油工程研究院；2黑龙江省油气藏增产增注重点实验室，黑龙江 大庆 163000）摘摘 要要：大庆油田深层气井储层温度120，生产管柱带有封隔器的井占比超过 30%，液体泡排剂加注工艺受限。针对现有泡排剂性能降低、人工加注固体泡排剂维护工作量大的问题，研制了新型高温固体泡排剂及配套自动投放装置。通过室内评价，该泡排剂经 150高温老化后，初始泡高200mm，20min 携液量178mL，满足大庆油田深层气井应用需求。在 X 井开展自动投放现场试验，结果表明：试验后平均油套压差由 3.3MPa 降低到 0.9MPa，平均日增气为 0.195104m3，日增水为 0.49m3，降低人工维护工作量75%以上。该工艺的成功应用，为带有封隔器的积液气井提产增效提供了技术支撑。关键词：关键词：大庆油田气田；高温固体泡排剂；应用及评价 大庆油田气井随着开发时间的增加，地层能量越来越弱，积液井数逐年增多，产量递减越来越快，稳产难度大。而气井普遍采用封隔器完井，机械排水工艺受限，泡沫排水采气工艺是稳产的主体工艺。目前，大庆油田气井常用泡排剂，在井温120、井深3500m 条件下泡沫性能降低，排水效果变差；对于封隔器完井气井注剂时需拆卸采气树 7 号阀门上法兰丝堵人工操作投棒，人工强度大、投棒效率低。因此，为克服大庆油田气井，井下温度高、井深、井下普遍带有封隔器以及药剂需人工加注，须攻关研发一种高温固体泡排剂，满足高温、深层气井排水生产工艺要求。1 1 新型高温固体泡排剂研制新型高温固体泡排剂研制 固体泡排剂由主剂、固化剂、碱、调节剂 4 部分构成。主剂：主要为表面活性剂，可一种或多种。用于固体泡排剂的起泡、稳泡。固化剂：主要为有机酸、植物油或其混合物，可一种或多种。用于固体泡排剂的固化成型。碱：主要为氢氧化钠、碳酸钠。与固化剂反应，实现泡排剂的固化成型。调节剂：主要为调速剂、络合剂、稳定剂、助溶剂、水。用于调节固化速度、提高固体泡排剂的稳定性、抗氧化性，延长固体泡排剂的保质期。1.1 表面活性剂评价及优选 实验标准、设备及条件：依照天然气行业标准SY/T 6465-2000 泡沫排水采气用起泡剂评价方法、大庆油田公司企业标准Q/SY DQ 1237-2014 排水采气用起泡剂性能评价方法 中 Ross-Miles法相关规定测定。实验设备为 Ross-Miles 泡沫滴定仪。实验条件：温度：40、80；表面活性剂浓度：2.5g/L；溶剂：去离子水。模拟地层水 2104mg/L。筛选 10 种表面活性并进行室内评价实验进行主剂的优选，结果见表 1。表表 1 101 10 种表面活性剂性能评价数据种表面活性剂性能评价数据 样品自编号 表面活性剂 类型 40 80 H0 H3 H5 20min 携液量/mL H0 H3 H5 20min 携液量/mL CQ001 阴离子 145 145 145 155 160 10 5 120 CQ002 非离子 80 80 30 50 30 5/CQ003 阳离子 80 80 80 100 140 115 50 95 CQ004 皂甙 30 30 30 40 30/CQ005 阴离子 150 150 150 163 180 110 70 145 CQ006 两性 155 155 150 142 170 165 70 135 CQ007 阴离子 160 155 150 145 180 100 70 145 CQ008 两性 150 150 150 100 165 75 30 79 CQ009 阴离子 160 160 160 134 170 60 20 100 CQ010 2 种阴离子 185 175 165 170 190 170 90 170 注：H0、H3、H5 分别为初始泡高、3min 泡高和 5min 泡高，单位为 mm，下同。DOI:10.19566/35-1285/tq.2022.12.01268 宁凡哲：一种高温固体泡排剂研制与应用 结果表明：带有阴离子、两性表面活性剂具有较好的泡沫性能、携液能力；优选室内评价结果较好的 CQ005、CQ006、CQ007、CQ010 作为固体泡排剂的主剂。1.2 新型固体泡排剂配方研制及优选评价 固化方法：将一种或多种表面活性剂搅拌均匀，形成混合物，依次加入固化剂、调节剂、碱溶液，搅拌均匀，静置，观察混合物凝固速度及状态，完全固化后，取出，测定样品物理性质是否满足要求。经过室内反复实验，确定以下五种固体泡排剂配方，编号：LS01LS05，配方组成见表 2。表表 2 2 固体泡排剂配固体泡排剂配方组成表方组成表 配方自编号 配方主要构成，质量（g）备注 表面活性剂 固化剂 碱 水 LS01 CQ010,34 椰子油，17 4 10 调节剂，3 LS02 CQ005，30 十八酸，20 4 6 无 LS03 CQ006，28 十六酸，18 4 6 无 LS04 CQ007，34 椰子油，17 4 10 调节剂,3 LS05 CQ010，37 椰子油，20 5 12 无 五种配方性能评价实验，实验条件：温度：40、80，表面活性剂浓度：2.5g/L。溶剂：去离子水。模拟地层水2104mg/L。结果见表 3。表表 3 53 5 种固体泡排剂配方性能评价表种固体泡排剂配方性能评价表 配方 自编号 40 80 H0 H3 H5 20min 携液量/mL H0 H3 H5 20min 携液量/mL LS01 200 172 165 190 210 195 110 185 LS02 160 160 155 160 185 150 80 145 LS03 150 150 150 150 170 160 70 142 LS04 170 170 165 150 185 115 80 150 LS05 200 170 160 185 200 190 100 180 试验结果表明：配方 LS01、LS05 起泡性能好、泡沫稳定性强、携液能力强，故采用上述 2 种配方，进行高温老化试验。由于表面活性剂在碱液中性能下降，导致配方LS02LS04 泡沫性能差，舍弃。固化完成后，固化剂与碱反应生成脂肪酸盐，提高了泡排剂的泡沫性能。调节剂对固化速度和稳定性有积极作用。1.3 新型固体泡排剂高温老化试验 对 LS01、LS05 进行热稳定性实验。将 2.5 g/L 的固体泡排剂溶液置于老化罐中，将老化罐置于恒温干燥箱中，升温至150，恒温老化24h，取出冷却至常温，重新测定40、80下的泡沫性能，结果见表 4。表表 4 LS014 LS01、LS05LS05 热稳定性实验结果热稳定性实验结果 编号 40 80 H0 H3 H5 20min 携液量/mL H0 H3 H5 20min 携液量/mL LS01 195 170 165 190 205 192 105 185 LS05 195 168 160 182 200 185 97 178 试验结果表明：高温老化后溶液外观未改变，依旧清澈透明，老化前后泡排剂性能差别不大，表明 150老化 24h后，LS01 的起泡性能、稳泡性能、携液能力高于 LS05。因此，采用 LS01 作为新型高温泡排剂。2 2 现场应用现场应用 大庆 XX 井从 2020 年 9 月 6 日起，利用新研制的高温泡排剂及自动投放进行现场试验。试验前，该井平均油压2.8MPa，平均套压 6.1MPa，平均油套压差 3.3MPa，日均产气量 0.11104m3，日均产水量 0.01m3。试验后，平均油套压差由 3.3MPa 降低到 0.9MPa，平均日产气量由 0.11104m3增加到 0.305104m3，平均日产水量由 0.01m3增加到 0.5m3，生产曲线见图 1。宁凡哲：一种高温固体泡排剂研制与应用 69 图图 1 1 大庆大庆 XXXX 井生产曲线井生产曲线 3 3 结结 论论 （1）自主研制的新型高温固体泡排剂在温度120条件下，具有良好的起泡性能、稳泡性能、携液能力。（2）研制的固体泡排剂现场应用效果良好，平均维护周期由 1 天延长至 4 天以上，降低 75%以上。（3）新型高温固体泡排剂在大庆油田应用是可行且可靠的，大大提升了泡排工艺准确性和时效性，也为同类井连续排液措施的实施提供了技术指导。参考文献参考文献 1 曹光强,冯胜利,吴程,等.高温高压高盐泡排剂性能特征实验J.大庆石油地质与开发,2015,34(2):103-107.2 熊颖,刘爽,龙顺敏,等.低 压、小产气井自生气药剂泡沫排水技术及其应用J.开发工程,2013,33(5):61-64.3 赵章明.排水采气技术手册M.北京:石油工业出版社,2014:80-81.（上接第（上接第 6666 页）页）_ 从油层动用对比结果及强碱三元复合驱油层破坏情况看，强碱三元驱适应油层为渗透率较高、均质性较好的油层，聚驱对油层没有溶蚀作用，对薄差储层适应性要优于强碱三元驱，但对高渗层调堵作用较差，适应油层为渗透率相对较低的油层。3 3 结结 论论 （1）强碱三元复合驱与聚合物驱已成为杏北开发区三采采油主要技术手段，两种体系动态上存在着明显差异，特别是注入能力与采出端受效上，聚合物驱注入能力更好，注聚后期受效要优于强碱三元复合驱。（2）油层特性、配注工艺对强碱三元复合驱开发效果影响较大，强碱三元复合驱体系不适用于油层发育差、非均质性强区块，配注工艺上应满足每口井方案需求，发育差层可通过工艺调整降低碱剂注入量，发挥聚合物驱油作用。（3）强碱三元复合驱高渗层驱油效果较好，聚合物驱对薄差储层改善较好，配注工艺上应满足二者可切换组合，对同一区块内部的不同井实现不同驱油体系分类开发，采取差异化体系调整对区块进行实时调整。参考文献参考文献 1 何金钢.流体敏感性损害对页岩纳米孔的影响J.中国石油大学学报(自然科学版),2014(01).2 袁琳.聚合物表面活性剂的乳化特性及运移规律J.油田化学,2021(02).3 文慧俭,王兆雪,孙秋爽,等.三元复合驱后储层孔隙结构变化研究进展J.赤峰学院学报(自然科学版),2018(10).4 柴智,师永民,徐常胜,等.人造岩芯孔喉结构的恒速压汞法评价J.北京大学学报(自然科学版),2012(05).5 杜代军,蒲万芬,李织宏,等.KX 组油藏弱碱三元复合驱的储层损害研究J.油气藏评价与开发,2016(05).6 蒲柏宇.三元复合驱对砂岩储层的影响D.西南石油大学,2017.