泡沫排水剂内控标准的制定及实施探讨

泡沫排水剂内控标准的制定及实施探讨
王婉;万华;王妍琼;窦亚娟;吕俊华
【摘要】针对现有泡沫排水剂企业标准和行业标准存在的问题,分析了各标准中在实验条件、实验仪器和技术指标之间的差异,根据地层水特点和现场的实际生产需求,确定各主要技术指标,制定出适用于本企业的产品内控标准,并对其实施过程中的相关问题进行了探讨.
【期刊名称】《石油工业技术监督》
【年(卷),期】2016(032)001
【总页数】4页(P40-43)
【关键词】泡沫排水剂;起泡力;稳泡力;携液量;内控标准
【作者】王婉;万华;王妍琼;窦亚娟;吕俊华
【作者单位】中国石油长庆油田分公司西安长庆化工集团有限公司陕西西安710018;中国石油长庆油田分公司西安长庆化工集团有限公司陕西西安710018;
中国石油长庆油田分公司西安长庆化工集团有限公司陕西西安710018;中国石油
长庆油田分公司西安长庆化工集团有限公司陕西西安710018;中国石油长庆油田
分公司西安长庆化工集团有限公司陕西西安710018
【正文语种】中文
泡沫排水采气技术是提高气井采收率的有效措施之一，是目前国内气田最为普遍的排水采气方法。

其主要是通过向气井注入一定量的泡沫排水剂，在井底积液与天然气的共同作用下，产生大量的泡沫，与井底积液的密度相比，泡沫的密度大大降低。

更容易被气体带到地面，可以解决井底积液使气井正常生产的影响[1]。

而气田生
产中现用的泡排剂种类繁多，绝大多数分别在高矿化度、高凝析油或高甲醇含量的条件下，其起泡力、稳泡力和携液量都有所降低，尤其是在一些复杂的环境条件下，甚至不产生泡沫,会对生产产生不良影响，因此需要对泡排剂产品进行更为详细的
检测。

目前，泡排剂产品没有适用的国家标准,各种产品的内控标准成为企业质量
监督检验的技术依据。

而现有企业内控标准，种类繁多、内容参差不齐，且大部分存在制定时间早、技术指标低、实验条件单一等问题，因此，有必要针对不同气田的储层物性，制定出适用于此区块的泡排剂产品的内控标准，并对其实施进行探讨[1]。

市场现有泡排剂标准种类繁多、内容参差不齐，除了各类厂家的产品内控标准，目前，比较权威的泡排剂标准主要是石油天然气行业标准SY/T 5761-1995《排水采气用起泡剂CT5-2》和SY/T 6465-2000《泡沫排水采气用起泡剂评价方法》[2-3]。

其中，《泡沫排水采气用起泡剂评价方法》只有评价方法，未规定技术指标、且评价温度低（仅40℃），评价方法简单，评价条件单一。

而《排水采气用起泡
剂CT5-2》是1995年制定的针对单一泡排剂产品CT5-2的检测标准，技术指标
较低，且起泡力和稳泡力仅有矿化水条件下的评价，携液量仅有石油醚条件下的评价。

同时，这2个标准规定矿化度都很低，最高仅为50g/L，且对其他实验条件
都未规定，例如现场经常要考虑的凝析油含量、甲醇含量，还有对现场气井流量的模拟条件的规定等储多问题。

目前，在对各类泡排剂产品进行检测的过程中，发现其送样单位所提供的产品内控标准五花八门，这些单位既包含了研发产品的各生产厂家、高校、研发机构，也包括产品的使用机构各气田的采气厂。

同时，也进行了产品的自主研发，对现场的使用条件进行了调研，从各方面真实的反映出各类内控标准中存在的问题。

2.1 主要技术指标的差异
技术指标的差异主要反映在起泡力、稳泡力和携液量。

对于含矿化水条件下使用的泡排剂,起泡力有定0min泡高（HO）＞60mm、＞80mm、＞90mm、＞120mm，最大相差60mm;稳泡力有定5min泡高（H5）＞40mm、＞50mm、＞60mm、＞90mm，最大相差50mm，还有稳泡力定
3min泡高(H3)＞60mm、＞80mm、＞100mm,两者相差40mm,甚至有些标准根本没有定稳泡力指标。

对于含凝析油条件下使用的泡排剂,起泡力有定0min泡高（HO）＞20mm、＞40mm、＞60mm、＞90mm,最大相差70mm；稳泡力有定5min泡高（H5）＞10mm、＞20mm、＞40mm、＞60mm，最大相差50mm，还有稳泡力定3min泡高(H3)＞20mm，甚至某些内控标准中完全没有稳泡力指标。

在不同条件下评价携液量差异更大，指标有定0.29L/min、
3.0L/min、57L/min,最大相差190多倍，且评价装置不尽相同，有的加压，有的未加压，造成评价结果差异较大。

2.2 矿化水的差异
矿化水条件下评价泡排剂时,矿化度有100g/L、60g/L、54g/L、50g/L，矿化度差异没有阶梯设置，缺乏针对性，且配制方法也存在差异，不仅各厂家内控标准有差异，行业标准也有差异。

石油天然气行业标准SY/T 5761-1995《排水采气用起泡剂CT5-2》中矿化水矿化度太低，是150mg/L硬水的配制：称取0.099 9g氯化钙，0.148g硫酸镁，用蒸馏水溶解于1 000mL容量瓶中，并稀释至刻度，摇匀；SY/T 6465-2000《泡沫排水采气用起泡剂评价方法》中矿化水的配制分为2种，矿化水1是以上150mg/L硬水的配制方法，矿化水2是50g/L矿化水的配制：称取10g氯化钙和40g氯化钠，用蒸馏水于烧杯中溶解，搅匀后转入1 000mL容量瓶中，并用蒸馏水冲洗3次，冲洗液全部转入该容量瓶中，加蒸馏水至总体积1 000mL。

可以看出，对于含有高矿化水的气田，2个标准规定的矿化水的矿化度都太低，最高仅为50g/L，而长庆气田矿化水的矿化度普遍较高，最
高可达到200g/L左右，且大部分水型都是氯化钙型，因此，在制定针对长庆气田的企业标准时，采取了SY/T 6465-2000《泡沫排水采气用起泡剂评价方法》中矿化水2的配制方法和比例，制定了3种矿化度50g/L、150g/L和250g/L，这种
对矿化水进行的梯度设置更适合于现场应用。

2.3 凝析油的差异
凝析油含量是影响泡排剂评价结果最重要的因素之一。

针对目前许多气井含有凝析油的情况，许多标准采用煤油或石油醚替代凝析油进行评价,造成携液量结果偏高，尤其是用石油醚进行评价时，起泡力评价结果比采用凝析油高出几倍，即使采用凝析油评价，各个标准的含量差别也较大，有5%、10%、20%，而长庆气田大部分气井含凝析油较高，普遍在10%左右，最高达20%以上，较低的凝析油含量对长庆气田并不适用。

此外，凝析油品质差异对实验结果影响也较大[4]，不同凝析油
评价的起泡力和稳泡力差别可达10～60mm,携液量差别可达5～40mL。

因此，
在制定针对长庆气田的企业标准时，采用10%、20%和30%的措施井凝析油进行评价。

2.4 温度的差异
温度对泡排剂的起泡力、稳泡力、携液量和表面张力均有所影响,特别是对稳泡力
的影响最大，温度低的稳泡力较高，温度高的甚至没有稳泡力。

在检验过程中发现，2个石油天然气行业标准的评价温度仅有40℃，而各内控标准的评价温度有定40℃、50℃、60℃和70℃，这就造成各产品评价结果之间没有可比性[5]。

2.5 评价加量的差异
不同厂家泡排剂的评价加量也不尽相同,有0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和3.0%，
对于液体泡排剂，加量每增加0.1%，其评价结果都会有很大的差别，而现场实际生产中的加量一般都在0.5%左右。

在泡排剂的各类标准中，在对其性能进行检测评价时，除了基本的物理性能外，最
主要的几个技术指标是起泡力、稳泡力、携液量和表面张力。

根据气田现场实际生产需求和大量实验室现场模拟实验，在制定泡排剂的内控标准时，规定各指标的评价温度为60℃，加量为0.5%。

3.1 起泡力和稳泡力
起泡力和稳泡力，有些标准中也叫起泡性能和稳泡性能。

目前，除个别厂家的内控标准采用瓦楞法来检测这2项性能外，其他厂家均采用现在国际上较为通用的Ross-Miles法来检测。

参照GB/T 13173 -2008《表面活性剂洗涤剂试验方法》[4]中11.4.3和4.5.2的中规定的方法和仪器来进行检测，这也是目前仅有的2个
石油天然气行业标准SY/T 5761-1995《排水采气用起泡剂CT5-2》和SY/T 6465-2000《泡沫排水采气用起泡剂评价方法》规定的方法，唯一不同的是，对
实验条件进行了更为细致、更为严苛的划分与规定。

其他标准中，对于配置泡排剂的试液，最多的仅为4种，由于长庆气田的许多区块地质条件复杂，地层水矿化
度高，还含有凝析油等，例如苏里格气田，其地层水矿化度最高可达250g/ L，凝析油含量在10%～30%之间，因此，根据气田生产中的实际条件和需求，按照将
矿化水和凝析油试液的配置扩大到6种，分别为50g/L矿化水、150g/L矿化水、250g/L矿化水、10%凝析油、20%凝析油和30%凝析油，以保证产品在实际生
产中的质量。

在制定泡排剂产品的内控标准时，除了以上对实验条件的细化外，规定含凝析油条件下起泡力不低于150mm,稳泡力不低于40mm,含矿化水条件下起泡力不低于150mm，稳泡力不低于150mm，这些指标都高于目前的行业标准和厂家标准。

3.2 携液量
在现有的泡排剂的各类标准中，对于其携液量的测定，尚无统一定论，尤其是对携液装置的规定问题，差异较大，直接影响到对泡排剂最重要的指标-携液量的测定。

参照SY/T 5761-1995《排水采气用起泡剂CT5-2》中规定的携液量装置（图1），
将连接气体分散头的进气管，由发泡管管口进入改为发泡管出液管口进入（图2），并将原有的气体分散头，直接置于发泡管管底，这样不仅保证所有待测液体都能得到气流的冲击，避免了原来气体分散头以下的液体并没有得到有效气流的冲击，而且进气管由下端进入，也使得整个发泡管内部的待测液体，都得到较为均匀稳定的气流冲击，也为后续的排液和清洗工作创造了方便。

除了以上对实验仪器的改进外，规定含凝析油条件下携液量不低于100mL,含矿化水条件下携液量不低于120mL,
这些指标也都高于目前的行业标准和厂家标准。

3.3 表面张力
按照SY/T 5370-1999《表面及界面张力测定方法》的规定[5]，采用先进的KRUSS K100MK3表界面张力仪进行测定，参照其他标准最高要求，规定在30℃，1.0%的加量下，表面张力不低于35mN/m。

按照以上要求，参照其他各类泡排剂标准，对差异较大的各主要技术指标进行了更加严格的修订，以保证泡排剂在现场应用中的产品质量，最终制定了Q/CHG
070-2014《油气集输用泡沫排水剂烷基氧化胺类CQF-1》。

内控标准的实施不是简单的发布,而是需要企业各部门的严格遵守，并提供一定的
物质基础和相应的文件支持[5]，这就需要配备必需的检验手段和试验设备,编制科
学合理的试验方法。

在内控标准发布实施后，严格按照标准中规定的仪器和方法进行检测，但仍然在实施过程中发现了一些问题。

4.1 起泡力和稳泡力的重现性较差的问题
目前,内控标准中对起泡力和稳泡力的评价，是按照国际上通用的Ross-Miles法及其配套的罗氏米尔泡沫仪，即GB/T 13173.6的规定进行评价。

在评价过程中发现，即使严格按照内控标准执行，多次试验的数据依然重现性较差，经过仔细的查找，发现几乎所有相关标准中，都要求将滴液管垂直放置刻度量管内径中心，下端与罗氏泡沫仪刻度量管上口要求的刻度线对齐。

标准中的规定没有任何问题，但是几乎
所有企业在固定滴液管的时候，均采用铁架台或类似的工具，其在每次拆卸安装时，都是目测校对滴液管位置，难免造成平行样测定时的人为误差，尤其是要求在刻度量管内径中心位置，稍微有所偏离，就会对实验结果造成一定误差，而每次的目测校准也较为麻烦，必须经过几次测试，才能达到要求的位置。

为了保证内控标准的准确性，我们仔细分析问题，精确测量仪器，制作了与滴液管配套的敞口玻璃管，其内径与滴液管外径相同，保证其可以将滴液管稳稳地固定于其中，下端口比滴液管短，保证待测液体在流出滴液管时，不受配套玻璃管的影响，上端为开放式，方便其取用。

将其按滴液管的位置要求，固定于铁架台上，每次测定时，只需将滴液管轻轻放入或取出即可，基本每次将滴液管都置于一个固定的位置，操作简便，清洗容易，大大减少了每次装卸校对的误差。

4.2 凝析油差异的问题
内控标准对实验条件进行了严格的规定，其中对矿化水有明确的配制方法和矿化度的规定，而对于凝析油，内控标准仅对其浓度进行了规定，因为气田生产中，各区块所含凝析油的成分差别较大，实验中发现，不同区块的凝析油对泡排剂起泡力、稳泡力和携液量均有所影响，起泡力和稳泡力的差别最高可以达到上百毫米，携液量的差别最高可以达到几十毫升。

针对此问题，为了保证产品的实际应用效果，内控标准中往往采用泡排剂适用区块的凝析油来评价此泡排剂，若泡排剂的做对比评价时，必须用同一区块的凝析油评价各待测样品。

自泡排剂产品内控标准颁布以来，泡排剂在性能评价时，实验条件的划分更为细致准确，更符合现场实际需求；规定仪器的改进，使准确度提高，人为误差减少；技术指标也更加严格，均高于目前的行业标准和企业标准，使泡排剂产品质量有了极大的提高，为气田生产的顺利运行提供了有力的保证。

【相关文献】
[1]牛振群.气井泡排及泡排棒在榆林气田的应用[D].西安：西安石油大学，2010.
[2]油田化学专业标准化委员会.排水采气用起泡剂CT5-2：SY/T 5761-1995[S].北京:石油工业出版社,1995.
[3]采油采气专业标准化委员会.泡沫排水采气用起泡剂评价方法：SY/T 6465-2000[S].北京:石油工业出版社,2000,3.
[4]中国国家标准化管理委员会.表面活性剂洗涤剂试验方法：GB/T 13173-2008[S].北京:中国标准出版社,2008.
[5]油气田开发专业标准化委员会.表面及界面张力测定方法：SY/T 5370-1999[S].北京:石油工业出版社,1999.。