不同類型泡沫抗溫抗鹽護理劑性能研究

不同類型泡沫抗溫抗鹽護理劑性能研究

泡沫體屬于非牛頓流體，具有剪切稀釋特征。高滲透層的表觀粘度高于低滲層。因此，它對高滲層起到了密封作用，并對低滲層起到了增加波體積和改善波系數(shù)的作用。泡沫流體具有遇水穩(wěn)定、遇油消泡的特性,能夠實現(xiàn)堵水不堵油的目的。氣體泡沫的破滅和再生同時進行,能夠實現(xiàn)對地層深部的封堵;隨著注汽過程的完成,氣泡自行消失,不凝固,對產(chǎn)層傷害小,能保持油井產(chǎn)量1實驗部分1.1樣品結構及組分羅氏泡沫儀、秒表、恒溫箱、藍口瓶、電子天平、高速攪拌器,表面活性劑樣品(其中AS為氨基羧酸鹽系列、AH為氨基磺酸鹽系列、BH為苯磺酸鹽系列、SH為雙磺酸基系列、JS為季銨鹽-磺酸系列、SS為雙羧酸系列,各系列名稱的不同順延代表分子量的依次上升)、十二烷基苯磺酸鈉。1.2實驗方法1.2.1膜結構排列中氣體體積的變化泡沫體系的起泡能力和穩(wěn)定性是泡沫的關鍵因素,隨著溫度的升高,泡沫中形成膜的分子運動和膜結構中的氣體分子同時加快,膜結構中的氣體體積增大,膜結構排列中的分子間間距變得稀疏,氣體的透過性變大。尤其是對于抗溫能力差的表面活性劑,分子鏈在溫度升到一定值后產(chǎn)生降解,界面膜的結構破壞,氣泡迅速聚并、結構崩潰,穩(wěn)定性下降根據(jù)油田泡沫劑應用范圍,分別在65℃和95℃條件下,測定不同結構表面活性劑起泡高度以及泡沫半衰期,十二烷基苯磺酸鈉為參比,質量濃度為1%。1.2.2溶液放置的影響用模擬溶液配制各種表面活性劑的1%溶液2份,一份在常溫下放置24h,觀察溶液變化;另一份在95℃烘箱中放置24h后,觀察溶液變化。模擬溶液總礦化度為38000mg/L。1.2.3發(fā)泡劑實驗評價穩(wěn)定性包括表面活性劑的泡沫穩(wěn)定性(半衰期)以及藥劑自身性狀變化。根據(jù)實驗室條件和實驗目的,采用高速攪拌發(fā)泡法進行發(fā)泡劑實驗評價。取100mL濃度為1%的泡沫基液,使用數(shù)顯攪拌器2000r/min攪拌1min,迅速將泡沫傾倒于500mL的量筒中記錄泡沫體積V(mL)作為起泡能力,同時記錄析液半衰期和泡沫半衰期。1.2.4表面活性劑的影響現(xiàn)場地層水成分如表1所示。地層水中含有不同類型的無機鹽,這些鹽類會使表面活性劑的作用受到影響,降低起泡性能及穩(wěn)定性。尤其是對陰離子表面活性劑,各種金屬離子就是其反離子,反離子效應導致表面活性劑溶液體系中的表面張力和表面活性增強,泡沫性能降低2結果與討論2.1無砂生物表面活性劑的穩(wěn)泡能力不同結構類型的表面活性劑泡沫性能不同,由樣品結構分析可知,JS季銨鹽-磺酸系列、AS氨基羧酸鹽系列、BH苯磺酸鹽系列、SS雙羧酸系列表面活性劑的結構是影響泡沫高度和穩(wěn)定性的內(nèi)在根本因素,不同的表面活性劑在液膜中的排列、與水的相互作用不同,導致了攜液、排液過程的不同,從而影響液膜的厚度、彈性以及溶液的粘度,使得泡沫表現(xiàn)出不同的性能。不同結構表面活性劑起泡能力和穩(wěn)泡能力實驗結果如圖1、2所示。從圖中可以看出,65℃時,發(fā)泡高度150mL以上的有JS-1、JS-3、AS-1、AH-1、BH-1、BH-2、SS-2和十二烷基苯磺酸鈉;95℃時,發(fā)泡高度150mL以上的有JS-3、AS-1、AS-2、BH-1、BH-2和SS-2。因此表面活性劑JS-3、BH-1、BH-2、SS-2的起泡能力在不同溫度下性能穩(wěn)定,效果較好;其中,BH系列表面活性劑在不同的溫度下的起泡性能都明顯優(yōu)于其它系列表面活性劑。從圖中可以看出,隨著溫度的升高,泡沫穩(wěn)定性受到不同程度的影響。其中,AS系列的低分子量產(chǎn)品受溫度影響小,而高分子量產(chǎn)品在較高溫度下穩(wěn)定性急劇變差;AH系列穩(wěn)定性受溫度影響較大,在高溫下穩(wěn)定性效果變差;SS系列隨分子量的增加受溫度影響變大;BH系列在不同溫度下穩(wěn)定性差別較小,受溫度影響較小。2.2抗溫抗溫特性在模擬溶液中的表面活性劑抗鹽抗溫性能如表2所示。從表中可以看出,在較高的礦化度下,BH苯磺酸鹽系列和SS雙羧酸鹽系列抗鹽抗溫性表現(xiàn)好,尤其是BH系列,不管是常溫還是高溫條件下,都能保持澄清狀態(tài)。這是因為苯磺酸鹽分子結構中不但含有抗鹽的磺酸基團,而且含有苯環(huán)結構,抗鹽抗溫性能都顯突出;而雙羧酸鹽結構中由于含有雙親水基團,可將陽離子“鉗夾”住,抑制破壞作用而表現(xiàn)優(yōu)異。綜上所述,表面活性劑BH-1、BH-2及SS-2在不同溫度下的起泡、穩(wěn)泡能力及抗溫抗鹽性能明顯優(yōu)于其他表面活性劑。2.3冷卻時間對br-2的影響將不同表面活性劑在不同溫度下放置24h,觀察泡沫體系穩(wěn)定性能,實驗結果如表3所示。從表中可以看出,BH-2在冷卻后隨時間的延長,自身化學穩(wěn)定性發(fā)生變化,產(chǎn)生分層,效果較差;BH-1、SS-2在不同溫度下泡沫穩(wěn)定性較好且藥劑自身穩(wěn)定性強,有利于達到泡沫穩(wěn)定性好、延長封堵時間的效果,利于生產(chǎn)的進行。2.4與現(xiàn)場水常見離子的復合劑實驗結果取現(xiàn)場地層水新鮮油水樣,用定性濾紙過濾、真空泵抽濾,濾除原油及雜質,配制1%泡沫基液進行發(fā)泡能力和穩(wěn)定性的評價,實驗結果如圖3、表4所示。從圖中可以看出,在現(xiàn)場水各種離子的影響下,4種表面活性劑的發(fā)泡高度均受到不利影響,起泡高度都有不同程度的降低。其中BH-1和SS-2在65度是效果明顯優(yōu)于AS-1和SS-6;但在高溫95度條件下,SS-2起泡能力明顯降低。從表中可以看出,在65度條件下,BH-1、SS-6的穩(wěn)泡能力有所增加,SS-2的穩(wěn)泡能力基本不變,AS-1效果最差;在高溫95度條件下,四種表面活性劑的穩(wěn)泡能力都有所降低,其中BH-1降低最少,效果最好。3起泡劑的研制(1)通過室內(nèi)實驗對不同類型起泡劑的起泡能力、抗溫抗鹽性能及穩(wěn)定性進行了研究,結果表明,起泡劑BH-1、