稠油热采泡沫剂性能与泡沫剂-稠油作用机制研究

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稠油在油气资源中占有很大的比重,如何有效开采稠油,使其成为可动用储量,是石油工业一直面临的问题。近年来,热泡沫复合采油技术发展迅猛。本研究以胜利油田孤岛现场用泡沫剂DHF为模型,在实验室条件下,采用Waring– Blender搅拌法对其泡沫性能进行了评价,分别考察了地层温度、硬度、矿化度、离子类型及其含量、pH值对泡沫性能的影响,实验结果表明,该泡沫剂最佳使用浓度为0.5%,温度为55℃时发泡沫性最强;地层水矿化度小于20000mg·L-1,硬度小于240mg·L-1, pH=8~10时使用效果较佳;地层钠离子大于200mg·L-1后即会使泡沫性能下降;钙镁离子对泡沫稳定性影响很大,且钙离子的影响大于镁离子。本研究在模拟现场驱油条件下,分别考察了稠油及其组分对泡沫体系性能的影响及热作用下泡沫剂对稠油界面性质、胶体稳定性、结构组成、重组分胶粒粒度的影响。实验发现:稠油的加入会降低泡沫的稳定性,且稠油轻组分对泡沫性能的影响大于重组分。稠油四组分中,对泡沫性能的影响按沥青质→胶质→饱和分→芳香分的顺序依次递减。泡沫剂辅助蒸汽驱作用下的稠油体系,作用温度越高,界面张力越低,泡沫剂加量越多,油水界面张力就越小;通过分析热-泡沫剂-稠油体系相互作用可知,泡沫剂辅助蒸汽驱作用下,作用温度越高,沥青质聚沉起始点越低,稠油的沥青质含量增多,胶质/沥青质比值降低,沥青质分子量越大,导致体系的胶体稳定性变差;泡沫剂加量越多,稠油沥青质聚沉起始点增高,沥青质的含量降低,油样的胶质与沥青质的比值增大,沥青质分子量减小,稠油胶体体系的胶体稳定性变好,更有助于油的流动而提高驱油效率。相对驱油剂而言,泡沫剂对稠油流变性影响较小。在对现场用剂研究的基础上研制了新型高效泡沫体系,该类体系由起泡剂、稳泡剂及助剂组成,低温泡沫性能为发泡体积660mL,半衰期250s,高温泡沫性能为发泡体积350 mL,半衰期175s,低温性能明显优于现场用剂,高温性能与现场用剂相当。
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