泡沫排水采氣技術研究

張偉 , 王閣

泡沫排水采氣技術研究

張偉1, 王閣2

（1. 陜西延長石油（集團）有限責任公司延長氣田采氣三廠， 陜西 延安 716000；2. 陜西延長石油（集團）有限責任公司南泥灣采油廠，陜西 延安 716000）

天然氣作為一種環保型清潔能源，對經濟社會的發展與構建生態文明社會有著積極的作用，十四五期間對天然氣的需求將越來越大，天然氣作為一種不可再生資源，如何實現天然氣的高效開采就顯得尤為重要。排水采氣是提高天然氣采收率的重要措施。目前排水采氣工藝使用較多的主要為電潛泵、柱塞、氣舉等工藝技術，與其他工藝技術相比泡沫排水采氣技術具有操作簡單、適應性廣、成本簡單等優勢，近年來受到了國內外廣泛關注。該文對泡沫排水采氣技術進行了研究，重點分析了起泡劑的篩選評價。

天然氣；泡沫排水采氣；起泡劑；篩選

目前排水采氣工藝技術體系主要有電潛泵、柱塞、氣舉等工藝技術，與其他工藝技術相比泡沫排水采氣技術具有操作簡單、適應性廣、成本簡單等優勢，近年來受到了國內外廣泛關注[1-8]。泡沫排水采氣工藝技術的核心是配制、篩選合適的起泡劑，以達到高收益、高采出程度，實現氣田高效開發的目的。本文對起泡劑的篩選進行了研究。

1 實驗方法

實驗儀器主要采用高速攪拌機、量筒、電子天平、秒表、燒杯、恒溫箱等；

實驗試劑采用KMW-1、KMW-6、KMW-8、KMW-11起泡劑；

實驗流體采用研究區地層水；

實驗方法參考石油天然氣行業標準SY/T 6465—2000篩選適合研究區的起泡劑[9-14]。

2 室內評價

2.1 起泡劑初選

在地層水中分別加入KMW-1、KMW-6、KMW-8、KMW-11起泡劑，配制體積分數為1%的泡沫液，采用高速攪拌機進行攪拌，倒入量筒中，靜止24 h后，觀察溶液是否有沉淀產生，見表1。

實驗結果表明，KMW-1、KMW-6、KMW-11目標液在靜止24 h后，溶液透明、清澈，無沉淀生成，與地層水配伍性好；KMW-8目標液在靜止24 h后，溶液渾濁，產生少許沉淀，與地層水配伍性較差。下面進一步對KMW-1、KMW-6、KMW-11起泡劑耐溫性進行評價。

表1 起泡劑初選

2.2 起泡劑耐溫性評價

由于研究區儲層溫度較高，對起泡劑耐溫性具有較高的要求，開展起泡劑耐溫性評價就顯得十分必要。采用初選出的起泡劑配制體積分數為1%的KMW-1、KMW-6、KMW-11泡沫液，靜止置于恒溫箱中，溫度設置為65 ℃，老化48 h，測定起泡體積與半衰期，見表2。

表2 起泡劑耐溫性評價

實驗結果表明，體積分數為1% KMW-1、KMW-6、KMW-11起泡劑起泡量對比，KMW-11起泡劑起泡效果最好為460 mL，KMW-6起泡劑起泡效果最差為350 mL，KMW-1起泡劑起泡效果介于兩者之間，為410 mL；泡沫穩定性對比，KMW-6起泡劑最穩定，半衰期235 s，KMW-11起泡劑半衰期172 s，穩定性最差，KMW-1起泡劑半衰期226 s，穩定性介于兩者之間。綜合起泡效果與泡沫穩定性，推薦KMW-1起泡劑。

2.3 起泡劑體積分數優選

起泡劑的優選不僅要重視起泡能力，還要考慮經濟成本，優選起泡劑的合理濃度。分別配制體積分數為0.2%、0.5%、0.8%、1.0%、1.5%、2.0%的KMW-1溶液，測定其起泡體積與半衰期，見表3。

表3 起泡劑體積分數優選

圖1 起泡體積隨體積分數變化曲線

圖2 泡沫液半衰期隨體積分數變化曲線

起泡體積隨起泡劑濃度變化（圖1），表明，隨著起泡劑濃度的增加，起泡體積不斷增加，但增加的幅度不斷減小，KMW-1起泡劑體積分數大于0.8%后，起泡體積變化明顯減小；

泡沫液半衰期隨起泡劑濃度變化曲線（圖2），表明，隨著起泡劑濃度的增加，半衰期不斷增加，泡沫穩定性越好，但KMW-1起泡劑體積分數大于0.8%后，半衰期增加幅度減小。

綜合起泡量及半衰期，最終推薦KMW-1起泡劑體積分數為0.8%。

3 應用

礦場選用具有代表性的3口采氣井。試驗前由于井底積液嚴重，氣井處于關停狀態，采用KMW-1泡沫液進行排液后，井口油壓上升，套壓下降，排液取得較好效果，采氣井產能得到恢復，1口氣井日產量達到停產前產量，2口氣井日產氣量為關停前產量1.3倍。通過泡沫排水采氣工藝，采氣井排液能力加強，有效保證氣井穩產。下一步，進一步在該氣田推廣KMW-1泡排工藝的使用，提高氣藏采收率。

4 結 論

1）KMW-1、KMW-6、KMW-11起泡液與地層水配伍性好；KMW-1起泡劑耐溫性最佳。并在基礎上，對KMW-1起泡劑進行了濃度優選。通過配伍性、耐溫性以及濃度優選，篩選出適合研究區的起泡劑體積分數為0.8%的KMW-1溶液。

2）起泡劑的優選不僅要重視起泡能力，還要考慮經濟成本，優選起泡劑的合理濃度。

3）隨著起泡劑濃度的增加，起泡體積不斷增加，且增加的幅度不斷減小；隨著起泡劑濃度的增加，半衰期不斷增加，泡沫穩定性越好。

4）KMW-1泡沫溶液在礦場取得很好的應用效果，進行排液后，井口油壓上升，套壓下降，采氣井產能得到恢復，日產量達到停產前產量，有效保證氣井穩產。

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Research on Foam Drainage Gas Recovery Technology

1,2

(1. Yanchang Gas Field No. 3 Gas Production Plant of Shaanxi Yanchang Petroleum (Group) Co., Ltd., Yan'an Shaanxi 716000, China; 2. Nanniwan Oil Production Plant of Shaanxi Yanchang Petroleum (Group) Co., Ltd., Yan'an Shaanxi 716000, China)

As an environmentally friendly clean energy, natural gas plays a positive role in the development of the economy and society and the construction of an ecologically civilized society. In the 14th Five-Year Plan period, the demand for natural gas will increase. As a non-renewable resource, how to realize natural gas efficient development is particularly important. Drainage gas recovery is an important measure to improve the recovery rate of natural gas. Currently, electric submersible pumps, plungers, gas lift and other process technologies are mainly used in drainage gas recovery technology. Compared with other process technologies, foam drainage gas recovery technology has the advantages of simple operation, wide adaptability, and simple cost. In recent years, it has

extensive attention at home and abroad. In this paper, the foam drainage gas recovery technology was studied, and the selection and evaluation of foaming agents were discussed.

Natural gas; Foam drainagegas recovery; Foaming agent; Screening

2021-3-29

張偉（1983-），男，漢族，地質工程師，陜西延安人，2011年畢業于西安石油大學，石油工程專業，從事氣田地質研究工作。

TE377

A

1004-0935（2021）06-0895-03