２０１０年１２月 张新庄等．气井排水采气用起泡剂的室内评价 １３ 气井排水采气用起泡剂的室内评价 张新庄 高 新 李稳宏 高晶晶 朱忠伟 （１．陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院，西安７１００７５；２．西北大学化工学院，西安７１００６９） 摘要针对某气田部分气井大量产水而影响气田正常开发，为三类典型产水优选出了３种 对应的起泡剂，对所选起泡剂进行了室内评价。结果表明，所选起泡剂不仅具有较好的发泡及稳 泡性能，而且携液量大、热稳定性好、表面活性强、对管材腐蚀性小，并能用于该气田泡沫排水采气 工艺。 关键词起泡剂天然气井泡沫排水室内评价 天然气井特别是生产到中、后期的产水气井， 性能评价装置，自制；ＤＣＡＴ ２１型表面张力仪，德 随着地层压力降低，气井携液能力下降，井底不同 国Ｄａｔａｐｈｙｓｉｃｓ公司；静态腐蚀评价装置，自制。 程度产生积液，使生产条件恶化，产量降低，甚至 １．３试剂 水淹停产。因此，必须及时排出积水¨】。 起泡剂ｕＴ一１１Ｂ，ＵＴ一１５和ｕＴ一８，液体，均 在国内外成熟应用的排水采气工艺中，泡沫 由成都孚吉科技有限责任公司生产。 排水采气工艺因具有排液量大、较深井况适宜性 １．４起泡剂性能评价方法 强、地面及环境条件要求低、设计简单、维修方便、 参照石油天然气行业标准ＳＹ／Ｔ ６４６５－－２０００ 投资成本低、注入灵活且免修期长等优点，是应用 《泡沫排水采气用起泡剂评价方法》和ＳＹ／ 较为广泛的一种有效排水措施 ０］。将起泡剂注 Ｔ ５３５Ｏ—９ｌ《钻井液用发泡剂评价程序》进行起泡 入产水气井中，使井底液体与起泡剂接触后，借助 剂的性能评价。 天然气流的搅动，生成大量低密度含水泡沫，泡沫 罗氏泡沫高度：根据ＧＢ／Ｔ７４６２－－－－９４标准，用 携水随气流从井底到地面，可以达到稳产、增产和 气井产出水水样配制起泡剂溶液，在液流停止后 延长其自喷期的目的 。 ３０ ｓ，３ ｍｉｎ和５ ｍｉｎ测定泡沫高度。 针对某气田３口典型产水气井的特点，我们 高速搅拌下起泡能力：参照标准 从国内生产厂家中选择了３种起泡剂，对其进行 Ｑ／ＣＮＰＣＣＱ３２５１－－２００５，起泡剂溶液在ＧＪ一３Ｓ型 了系统的性能评价。 数显高速搅拌机中高速搅拌ｌ ｍｉｎ后，测定产生泡 沫的体积及析出５０ ｍＬ液体的时间（半衰期）。 １实验 １．１ ３口典型产水气井基本状况 动态携液能力：参照标准ＳＹ／Ｔ ６４６５－－２０００， 实验所选取３口典型产水气井的基本状况见 用气井产出水配制起泡剂溶液，在泡沫动态性能 评价装置中，测定一定时间内泡沫携带出的液体 表１，其中油管材质均为Ｎ８０。 体积。 表１ ３口典型产水气井基本状况 热稳定性：起泡剂在１１０ ｏＣ下老化２４ ｈ后，在 泡沫动态性能评价装置中，测定起泡剂溶液的携 液量。 表面活性：在ＤＣＡＴ型表面张力仪中，测定不 同水样及不同质量分数起泡剂溶液的表面张力。 缓蚀性能：参照标准ＳＹ／Ｔ ５２７３－－２０００（油田 １．２仪器 ＩＲＩＳ型ＩＣＰ分析仪，美国热电公司；罗斯一米 尔泡沫测定仪，自制；ＧＪ一３Ｓ型数显高速搅拌机， 收稿日期：２０１０一ｏ９—０６。 作者简介：张新庄，助理工程师，现主要从事能源化工工艺方 北京路业通达实验仪器设备有限公司；泡沫动态 面的工作。 精１４ 细石油化工进展 第ｌ１卷第１２期 ＡＤＶＡＮＣＥＳ ＩＮ ＦＩＮＥ ＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＳ 采出水用缓蚀剂性能评价方法》，测定起泡剂的 缓蚀性能。 ２结果与讨论 表４高速搅拌下起泡剂的起泡能力 ２．１起泡剂与产出水的配伍性 将起泡剂ＬＩＴ一１１Ｂ，ＵＴ一１５，ＵＴ一８分别与３ 口典型井１ ，２ ，３ 水样配制成不同质量分数的溶 液，静置２４ ｈ，考察起泡剂与产出水的配伍性，结 果见表２。 表２起泡剂与典型井水样的配伍性 ０．１ ０．３ 均一透明、无分层 ０．５ 由表２可知，起泡剂与水样配伍性均良好。 ２．２起泡剂的发泡及稳泡性能 ２．２．１罗氏泡沫高度 在常温下，采用罗斯一米尔泡沫测定仪测定 泡沫高度，考察起泡剂的起泡及稳泡能力，结果见 表３。 表３起泡剂罗氏泡沫高度实验结果 水样 起泡剂 质量分数，％ ／ｍｍ ／ｍｍ ／ｍｍ Ｏ．１ １１０ １０５ １０５ １ ＵＴ—ｌ１Ｂ ０．３ １３０ １２０ １１５ Ｏ．５ １３０ １２５ １２Ｏ Ｏ．１ ４５ ４３ ４Ｏ ２ ＵＴ一１５ ０．３ ６０ ５５ ５Ｏ Ｏ．５ ６Ｏ ５７ ５４ ０．１ ｌ０５ １００ １００ ３ ＵＴ一８ ０．３ ｌ２０ １１５ １１０ Ｏ．５ ｌ２２ ｌ１８ ｌｌ５ 注： ， ， 分别为３０ ｓ，３ ｒａｉｎ，５ ｍｉｎ时的泡沫高度。 由表３可看出，ｕＴ一１ｌＢ和ｕＴ一８的起泡能 力较好，ｕＴ一１５稍差，３种起泡剂的稳泡能力均 较好；起泡剂质量分数为０．１％时，仍具有较好的 发泡及稳泡性能。 ２．２．２ 高速搅拌下起泡剂的起泡能力 常温下，采用ＧＪ一３ｓ型数显高速搅拌机测定 泡沫体积和半衰期，考察３种起泡剂的起泡和稳 泡能力，结果见表４。 由表４可看出，３种起泡剂质量分数为０．１％ 时，具有较好的发泡及稳泡性能，当达到０．３％和 ０．５％时，发泡和稳泡性能已相近，所以实验中选 择起泡剂质量分数为０．３％。 ２．３起泡剂的携液性能 在常温下，采用泡沫动态性能评价装置进行 测定，考察起泡剂的携液能力，结果见表５。 表５起泡剂的携液能力 由表５可看出，３种起泡剂的携液能力均较 好，起泡剂质量分数以０．３％为宜。 ２．４起泡剂的热稳定性 将老化后的起泡剂用相应水样配制０．３０％ 的起泡剂溶液，进行泡沫动态性能测定，考察起泡 剂的热稳定性，结果见表６。 表６起泡剂的热稳定性 由表６可知，起泡剂老化后携液量较老化前 稍下降，但变化不大，这说明所选起泡剂的热稳定 性良好，适合深井高温下使用。 ２．５起泡剂的表面活性 在２０℃下，以蒸馏水为空白样，采用表面张 ２０１０年１２月 张新庄等．气井排水采气用起泡剂的室内评价 １５ 力仪，测定不同质量分数起泡剂溶液的表面张力， 表８起泡剂的腐蚀实验结果 结果见表７。 表７起泡剂溶液的表面活性 ３结论 （１）３种起泡剂与３口典型产水气井水样具 有良好的配伍性。 （２）起泡剂质量分数为０．３％时，具有较好的 由表７可看出，加入起泡剂后，表面张力均大 发泡、稳泡性能及携液能力。 幅下降，其中３ 水样中加入ＵＴ一８后，表面张力 （３）３种起 剂的热稳定性良好，降低液体表 下降率最大；同种起泡剂质量分数为Ｏ．３％时，表 面张力的作用明显，同时对采气管材具有一定的 面张力下降率最大。 缓蚀性能。 ２．６起泡剂的缓蚀性 （４）所选起泡剂适用于该气田的典型产水气 采用处理后的Ｎ８０金属材质制作钢片，配制 井，能保证其连续排液，正常生产。 ０．３％的起泡剂溶液，将钢片在５０℃的起泡剂溶 参考文献 液中静 ｄ，测定钢片的腐蚀速率，结果见表８。 １蒋泽银，唐永帆，石晓松等．中２１井泡沫排水技术研究及效果 从实验现象可看出，水样中加入起泡剂后对Ｎ８０ 评价・天然气工业，２ｏｏ６，２６（ ）：９７—９９ 钢材的腐蚀主要以均匀腐蚀为主，没有点蚀和局 】国内外排水采气工艺现状‘吐哈油气’ ０ｏ４’ 部腐蚀发生，平均腐蚀速率均达到ＧＢ５００５０￣ ３杨继盛采气工艺基础．北京：石油工业出版社，１９９２．４０２ ２００７的要求（平均腐蚀速率不大于０．０７６ ４马成华．一种高温泡排剂的实验室评价．精细石油化工进展， ｍｍ／ａ）。 ２００７，８（１２）：３７～３９ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｎ Ｆｏａｍｅｒ ｆｏｒ Ｇａｓ Ｗｅｌｌ Ｇａｓ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｂｙ Ｗａｔｅｒ Ｄｒａｉｎａｇｅ Ｚｈａｎｇ Ｘｉｎｚｈｕａｎｇ’Ｇａｏ Ｘｉｎ Ｌｉ Ｗｅｎｈｏｎｇ。Ｇａｏ Ｊｉｎｇｊｉｎｇ Ｚｈｕ Ｚｈｏｎｇｗｅｉ。 （１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｈａｎｘｉ Ｙａｎｃｈａｎｇ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉａ＇ｎ ７１００７５； ２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ＂ａｎ ７１００６９） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｃｅｓｓ ｗａｔｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｓｏｍｅ ｇａｓ ｗｅｌｌｓ ｏｆ ａ ｇａｓ ｆｉｅｌｄ ｗｈｉｃｈ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｎｏｒｍａｌ ｇａｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｄｖｅｒｓｅｌｙ．ｔｈｒｅｅ ｆｏａｍｅｒｓ ｆｏｒ ｄｅａｌｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｒｅｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｙｐｉｃａｌ ｗａｔｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｓ ｗｅｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｆｏａｍｅｒｓ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｈａｖｅ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ ｔｈｅｓｅ ｔｈｒｅｅ ｆｏａｍｅｒｓ ａｒｅ ｏｆ ｇｏｏｄ ｆｏａｒｎａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｆｏａｍ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｌａｒｇｅ ｌｉｑｕｉｄ ｃａｒｒｙｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ，ｈｉｇｈ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｓｔｒｏｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ，ａｎｄ ｌｉｔｔｌｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｐｉｐｅ，ａｎｄ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏａｍ ｄｒａｉｎｉｎｇ ｇａｓ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｇａｓ ｆｉｅｌｄ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ ｆｏａｍｅｒ，ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ ｗｅｌｌ，ｆｏａｍ ｄｒａｉｎａｇｅ，ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ
