低密度修井液的室内研究

低密度修井液的室内研究Ξ
全红平,李建波,刘　畅
(西南石油大学,成都610500)
摘　要:本实验主要研究密度低于0.8g c m3的泡沫修井液体系。

该体系用SD S(十二烷基硫酸钠)与Q H P的复配物(最佳配比是4∶1,最佳加量1.5%)作为起泡剂,用0.08%的十二醇、1.2%的C M C 和H EC混合物(比例为3∶2)以及0.2%的明胶作为稳泡剂。

制备出的泡沫稳定性好,具有好的抗盐性,抗油性,抗水性,可用作低压油井修井液。

关键词:泡沫;起泡剂;稳泡剂;修井液;低密度
目前,国内外对低密度修井液进行了大量的研究。

当密度在0.8g c m3～1g c m3之间时可用油水乳状液来做修井液基液;而当密度低于0.8g c m3时可用密度更低的泡沫作修井液基液。

用泡沫作修井液时油井施工时间不易太长,因为泡沫本身就是一个不稳定体系,它会自动的破裂,在外界的干扰下就更易破裂。

本文通过室内实验研究出泡沫修井液的基本配方,得到了性能优异的低密度修井液。

1　实验
1.1　实验药品
十二烷基硫酸钠(SD S),化学纯;FL C6-1,工业品;Q H P,工业品;十二醇,化学纯;C M C,化学纯;
H EC,化学纯;PAM,化学纯;H PAM,化学纯;明胶,化学纯。

1.2　起泡剂优选
1.2.1　修井液对起泡剂的要求
要成功地实现用泡沫作修井液,必须要制备出优良的泡沫,而起泡剂则是泡沫修井液质量好坏的关键。

好的起泡剂应具有:①起泡能力好;②泡沫稳定性强;③抗污染能力强,与储层液体及处理剂配伍性好,遇到地层水时性能稳定[1]。

1.2.2　起泡剂的选择
按中国石油天然气行业标准《SY T5350-91钻井液用起泡剂评价程序》,分别在淡水、4%盐水、淡水+15%煤油、4%盐水+15%煤油中对多种起泡剂及它们的复配进行了实验[1],结果表明:SD S与Q H P复配(SD S Q H P)制备的泡沫半衰期长,并且具有好的抗盐、抗油、抗水能力。

故选择SD S Q H P 作为泡沫修井液的起泡剂。

1.2.3　起泡剂加量
在淡水中进行实验确定起泡剂的最佳加量。

结果表明:起泡剂加量少时起泡能力不是很好,但随着起泡剂加量的增加,发泡体积不断增加。

当起泡剂加量在1.5%～1.8%时,发泡体积为350mL～400mL,即能满足要求。

1.2.4　起泡剂的最佳复配比
在确保SD S Q H P复配物的加量为1.5% (w%)不变的前提下,改变SD S Q H P复配比,用淡水制备泡沫,室温下观察泡沫的半衰期,结果见图
1:
图1　起泡剂SD S和Q H P复配对半衰期的影响
由图1可见,当G S D S:G Q HP为4:1时效果最好。

原因是两种起泡剂在该复配比下达到最佳的协同效果。

以下实验起泡剂均按1.5%(w%)和G S D S:G QH P =4∶1进行。

1.3　稳泡剂优选
1.3.1　十二醇的影响
实验证明在起泡剂中加入少量极性物质,可以提高泡沫的稳定性。

本实验选择碳链与SD S碳链相同的十二醇作为稳泡剂。

十二醇的最佳加量见表1:表1　十二醇加量对半衰期的影响
十二醇加量 %T1 2 m in
0180
0.02720
0.04820
0.08850
0.1845
由表1可知,当加量在0.08%以下时,泡沫半衰期随十二醇加量增大而变大;加量超过0.08%
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　2007年第5期 内蒙古石油化工
Ξ收稿日期:2006-12-09
作者简介:全红平(1982-),男(汉族),四川广安人,在读硕士,主要研究领域为油田应用化学。

后,泡沫半衰期随加量增大而变小。

故确定十二醇最佳加量为0.08%。

1.3.2　聚合物的影响
聚合物的作用主要是增加溶液粘度,溶液本身的粘度大,则泡沫中的液体不易排出,又使气体在液膜中的溶解度降低,增加了泡沫的重力排液松弛时间,气体扩散松弛时间及泡沫半衰期,因而延缓了液膜破裂时间,增加了泡沫的稳定性[2]。

聚合物稳泡剂实验结果见表2。

由表2可知,复配后的聚合物稳泡效果均好于单一聚合物。

其中C M C 和H EC 复配的效果最好,泡沫半衰期达到4000m in 。

表2　
聚合物对半衰期的影响
SDS QHP 十二醇加量
%聚合物种类复配比加量 %T 1 2 m in 4:10.08CM C 128004:10.08HEC
117004:10.08PAM
115004:10.08HPAM
112004:1
0.08
CM C HEC 1:11
4000
4:10.08CM C PAM 1:1136004:10.08CM C HPAM 1:1132004:10.08HEC PAM 1:1128004:10.08HEC PAM 1:1
12800 为了找到C M C 和H EC 的最好复配比例。

在保持聚合物浓度为1%的情况下,改变C M C 和H
EC 的比例进行实验。

结果见图2:图2　C M C 和H EC 的复配比对半衰期的影响由图2可见,C M C H EC 按3:2复配效果最好,此时半衰期为5040m in 。

其主要原因是C M C 能提高溶液的粘度使泡沫里的液体不易排出,而H EC 则可以降低失水。

泡沫的半衰期随着聚合物加量增加而增加,但聚合物加的太多会使修井液粘度太大,给施工造成困难,故须确定聚合物的最佳加量。

通过大量实验得到聚合物最佳加量为1.2%,此时半衰期为5760m in 。

1.3.3　明胶的影响
在上面实验的基础上加入明胶后,发现泡沫的半衰期明显增加。

其主要原因是明胶与表面活性剂缔合成聚集体,聚集体的疏水作用阻止了液膜间的液体流失,从而使泡沫具有更好的稳定性[3]。

实验结果见图3:
图3　明胶加量对半衰期的影响
由图3可见,明胶的最佳加量为0.2%,此时半
衰期为7500m in 。

2　结果与讨论(1)由SD S 与Q H P 复配而成的起泡剂具有较好的起泡性;(2)十二醇能增加泡沫的半衰期,其最佳加量为0.08%;(3)C M C 和H EC 的复配对泡沫有很好的稳定
作用,最佳复配比为C M C H EC =3∶2;C M C 和H EC 加入总量为1.2%;
(4)明胶对该体系有稳泡效果,其最佳加量为0.2%;
(5)该修井液配方能很好的适用于密度低于0.8g c m 3
的低压油井中。

[参考文献][1]　左凤江等.可循环微泡沫钻井液技术研究与应用[J ].钻井液与完井液,2002,19(6);85.[2]　尹忠.泡沫的性质及其在油田的应用[J ].表面活性剂工业,1996,(3);41.
[3]　姜鹏等.明胶对十二烷基硫酸钠 十六烷基溴化吡啶复配体系泡沫的稳定作用[J ].日用化学工业,2001,6(31);7-9.
Labora tory Research of the L ow D en sity W orkover Flu id Syste m
QUA N H ong -p ing ,L I J ian -bo ,L IU Chang (Sou thw est Petro leum U n iversity ,Chengdu 610500)
Abstract :T h is exp eri m en t m ain ly studied the foam w o rkover flu id system w ho se den sity is below 0.8g c m 3
.T he com pound w h ich com po sed of SD S (sodium dodecyl su lfate )and Q H P (the best p ropo rti on is 4:1and the best do sage is 1.5%)is u sed as foam ing agen t .T he foam ing stab ilizer is com po sed of lau ryl alcoho l the m ix tu re of C M C and H EC (the p ropo rti on is 3:2)and gelatin .T heir do sages are sep arately as fo llow s :0.08%,1.2%and 0.2%.T he foam stab ility is excellen t .Since its an ti -salt p rop erty ,an ti -o il p rop erty and an ti -w ater p rop erty are excellen t ,it can be u sed as w o rkover liqu id of the low -p ressu re o il
w ell
.Key words :foam ing ;foam ing agen t ;foam ing stab ilizer ;w o rkover flu id ;low den sity
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12内蒙古石油化工 2007年第5期　。