泡沫酸配方優選及其配伍性評價

李 國

（中石化勝利石油工程有限公司井下作業公司海洋試油作業大隊，山東東營 257077）

泡沫酸配方優選及其配伍性評價

李 國

（中石化勝利石油工程有限公司井下作業公司海洋試油作業大隊，山東東營 257077）

通過理論調研和實驗分析對泡沫酸配方進行優選并且對其配伍性進行評價。針對泡沫酸的現場應用情況，提出合理的泡沫酸配方以提高對低壓低滲非均質油層酸化的效率。

穩定性；泡沫酸；配方；配伍性；實驗

1 主要成果和認識

1）通過結合泡沫特性與酸液體系特性的理論研究，使得泡沫酸液兼有泡沫性質和酸化能力。根據實驗結果對泡沫酸配方進行優化選擇，評價與泡沫穩定性有關的因素及與地層的配伍性；

2）以常規酸化液及其添加劑為基液，通過實驗研究確定了耐鹽、耐酸、耐高溫等條件的起泡劑及穩泡劑的配方，得到能夠滿足酸化施工要求、性能穩定的酸液配方與地層配伍良好的泡沫狀酸化液體系。

2 室內實驗研究

泡沫酸酸化施工時，泡沫酸配方的確定尤為重要，泡沫酸體系不僅要有一定的起泡能力和穩定性，而且要求與地層流體配伍。以下各實驗在理論調研的基礎上，以泡沫流體穩定性影響因素的影響機理為指導，確定了起泡劑 sj-6、sj-8、十二烷基硫酸鈉（SDS）、十二烷基苯磺酸鈉（ABS）、HY-2、HY-3和穩泡劑CMC、HEC、XC的最佳濃度，給出了泡沫酸配方。

2.1 各起泡劑在基本酸液中的最佳起泡濃度

2.1.1 實驗目的及方法

（1）實驗目的及原理

本實驗主要采用攪拌法進行各起泡劑起泡能力比較，攪拌法是美國工業界評價發泡劑性能的一種常用方法，測定周期短，耗藥量少，操作簡單，測定結果重復性好，數據直觀，可靠性高。在本實驗中主要采用此方法測定起泡劑的起泡能力和形成泡沫的穩定性。

（2）實驗儀器設備與藥品

儀器：電子秤，GJ-3S 型高速攪拌器，秒表，燒杯，量筒，量杯，玻璃棒，藥匙，吸管等；

溶液配制 ：10.0%HCl+4.0%HBF4+2.0%A（緩蝕劑）+1.0% B（鐵離子穩定劑）+2.0%C（黏土穩定劑）+1.0%D（破乳劑）；

起泡劑 ：sj-6，sj-8，十二烷基硫酸鈉（SDS），十二烷基苯磺酸鈉（ABS），HY-2，HY-3。空氣，蒸餾水。

（3）實驗方法 ：本實驗采用 Warning-blender攪拌法（攪拌速度 8 000 轉 r/min，攪拌時間 5min）。

步驟如下：

①配置基液：為保證實驗的準確性，先按比例配置基液（考慮到鹽酸的易揮發性，所以鹽酸一般不提前在基液中配置）。基 液 由 4.0%HBF4，2.0%A（ 緩 蝕 劑 ），1.0%B（ 鐵 離 子 穩 定劑），2.0%C（黏土穩定劑），1.0%D（破乳劑）組成，每一組實驗需要此基液10克。取一支燒杯放在電子秤上，去皮歸零。通過計算可知應向其加入 HBF4質量為4g，A 質量為2g，B 質量為1g，C 質量為2g，D 質量為1g，配置出基液共10g。配制溶液時首先取出基液放入電子秤上的燒杯里，加入0.3g 相應起泡劑。因為所用的鹽酸濃度為36%，實驗所需 HCl在總溶液中所占比例為10%，即需要加入濃度為36% 的鹽酸27.78g。最后加蒸餾水將總質量補足至100g。

②攪拌：將溶液充分混合后倒入攪拌杯內攪拌，轉速為8 000 轉 r/min，同時按下秒表計時，攪拌時間為 5min。攪拌時觀察此起泡劑的起泡速度。

③觀察并測量：攪拌結束后停止秒表計時并歸零，將杯中泡沫和液體一并倒入量桶，此時重新按下秒表開始計時測半衰期，同時記下此時量桶中泡沫的高度即起泡體積。泡沫中逐漸析出液體，液體體積逐漸增加，當泡沫下液體體積達到50mL 時停止計時，記下時間即為半衰期。

依次改變同一起泡劑濃度，重復上述步驟進行實驗，再加入不同起泡劑依次重復上述步驟分別進行攪拌并測量，分別記下起泡體積與半衰期。

④處理數據：將記錄的數據填入表格，用電子表格繪出規律變化曲線圖，通過比較起泡體積和半衰期對同一起泡劑的起泡濃度進行優選，再通過比較各起泡劑的最佳起泡濃度，對各起泡劑起泡能力進行優選。

2.1.2 結論

通過室內實驗得知，起泡體積和半衰期隨著起泡劑濃度的增加呈增加趨勢，且當起泡劑濃度繼續增加時，起泡體積和泡沫半衰期接近常數甚至下降，從而說明，起泡劑濃度有一個最佳值，并不是濃度越大，泡沫穩定性越好。由于泡沫的穩定性取決于液體的黏度，當起泡劑的濃度增加時即液體的密度增大，所生成得的泡沫中的起泡比較小且均勻，穩定性較好。但當起泡劑的濃度增加到一定濃度時會造成浪費而使泡沫的穩定性下降，并且由于形成泡沫時氣液混合物中是無固相，所以液態的起泡劑的溶解性好，起泡效果比較好。

3 結束語

通過室內實驗得知相同體系起泡劑在不同內、外因素的影響下泡沫的穩定性是不同的并且是不能忽略的。因為礦化度、溫度、含油飽和度等都會影響到液膜的黏度、雙電層的壓縮作用、液膜的厚度及泡沫的大小，進而改變了液膜的排液能力和氣泡的擴散作用（一般是促進液膜的排液能力和氣泡的擴散作用）導致氣泡的破裂加速，表現為泡沫的穩定性降低。

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Optimization of Foam Acid Formulation and Its Compatibility Evaluation

Li Guo

This paper aims to optimize the foam acid formula and evaluate its compatibility by theoretical research and experimental analysis.Aiming at the fi eld application of foam acid，a reasonable foaming acid formula was proposed to improve the eff i ciency of acidif i cation of low pressure and low permeability heterogeneous reservoir.

stability ；foam acid ；formula ；compatibility ；experiment

TE357.2

：A

：1003–6490（2017）07–0238–01

2017–05–22

李國（1983—），男，山東東營人，工程師，主要從事井下試油作業工作。