一种原油乳化泡沫稳定性的调控方法技术

本发明专利技术提供一种原油乳化泡沫稳定性的调控方法，通过控制原油乳化泡沫中原油含量、表面活性剂的用量，可以达到控制其稳定性的目的，方法简单、实现成本低。原油对泡沫的稳定性有着显著影响，无论是稳泡作用还是消泡作用都在极大程度上决定了石油与天然气开采作业效率。本发明专利技术可为石油与天然气开采作业中，诸如泡沫驱油、泡沫堵水、堵气、泡沫排液、泡沫压裂等作业提供技术指导。

A regulation method for stability of emulsified foam in crude oil

The invention provides a regulating method for the stability of the crude oil emulsion foam, and achieves the purpose of controlling the stability by controlling the crude oil content and the surfactant dosage of the crude oil emulsified foam, and the method is simple and the cost is low. Crude oil has a significant effect on the stability of foam. Whether it is stabilizing or defoaming, it determines the efficiency of oil and natural gas exploitation to a great extent. The invention can provide technical guidance for the operation of oil and natural gas, such as foam flooding, foam plugging, plugging, foam drainage and foam fracturing.

【技术实现步骤摘要】
一种原油乳化泡沫稳定性的调控方法
本专利技术属于原油开采领域，涉及一种原油乳化泡沫稳定性的调控方法。
技术介绍
泡沫流体因其静液柱压力低、滤失量小、携砂性能好、助排能力强及对地层伤害小等特性，在油气田开发开采中的应用已受到愈来愈多的重视。泡沫流体在泡沫驱油、调剖堵水、压裂、洗井、钻井、气井排液、酸化等作业中得到了广泛应用。特别是泡沫驱油的室内试验结果为提高原油采收率展示了光明前景。但在油气运输过程中，原油在分离器中进行气液分离时，原油中溶解的气体会因为压力降低而逸出，此时含有羧酸、胶质、沥青质和蜡等天然表面活性剂的原油就会产生很多泡沫，有的泡沫在原油中稳定存在很长时间也不会破灭，这时这些稳定泡沫会吸附微小杂质固体，导致堵塞，大量的泡沫还会使泵发生气蚀对原油集输造成多方面危害。在多孔介质中泡沫的表观粘度与孔径大小呈正比，推动泡沫所需的压力梯度在高渗透区大而在低渗透区小，泡沫在油层中可均匀推进，波及系数高，不出现其他驱油体系在非均质油层中常会发生的指进和重力分异问题。泡沫驱油被看作“带有方向性的最高驱油方法，将推动三次采油技术的发展。在上述泡沫的作业过程中，都存在一个共性问题，那就是泡沫与原油或轻质原油的接触，造成无法预测泡沫在地下作业中的稳定和流动行为。众所周知，原油对泡沫的稳定性有着显著的影响。原油对泡沫的破坏程度各异，遇到原油时有些泡沫较稳定，另一些泡沫则很不稳定；同一泡沫遇到不同原油时破坏的程度也不同。所以稳定性是泡沫研究和应用的核心问题，在石油开发工程中这是必须考虑的重要问题，有时是决定施工成败的因素。在油-水-气三相泡沫体系中，泡沫的稳定性机理相对于纯水相泡沫要复杂得多。原油在水相泡沫中通常有两种存在方式：油相溶解在胶束中；油相以乳状液的形式存在；油相以溶解的形式存在的量通常只有0.2％～0.5％，大多以乳状液滴的形式存在。Ross采用Harkins在1941年提出的“铺展系数S”，用以表示油在气/水界面发生铺展现象的驱动力。S数值的大小表征了油滴在气泡界面不同构型所造成的表面自由能的变化。原油在泡沫液膜表面的铺展可用S>0的判据来预测:S＝σw/a-σw/o-σo/a(1)式中，σw/a和σo/a分别表示水溶液和原油的表面张力，σw/o表示水相与原油间的界面张力。若S>0，则原油在泡沫液膜表面铺展，将引起界面性质改变，在液膜上形成“弱点”促使液膜破裂。若S<0，则原油不能铺展，对泡沫液膜不产生影响。Robinson和Woods根据热力学原理于1948年提出“进入系数E”的概念，油滴进入气/水界面的条件是E>0。并且发现进入系数与消泡行为有着较好的关联。进入系数表示了油滴进入气/水界面前后自由能的减少程度。油滴在气/水界面构型的变化可用如下的定义式表示：E＝σw/a+σw/o-σo/a(2)Schramm等从泡沫液膜上应力的作用出发，描述了原油乳化进入泡沫液膜的机理和过程，提出“膜数(Lamellanumber，符号L)”的概念。L定义为油滴进入泡沫液膜的推动力和阻力之比。设推动力为ΔPC，即接触原油前泡沫液膜与Plateau区溶液间的静压差；阻力为ΔPR，表示油接触泡沫液膜动态过程中的弯曲液面阻力。根据大量实验数据的分析，所研究的泡沫膜数L均可用下式求算：L＝0.15σw/a/σw/o(3)式(1)和(2)给出热力学判据S(>0)和E(>0)，式(3)给出动态下的判据L，可定量地描述原油与泡沫间的相互作用程度；这三个判据均可用实验方法测定。“铺展-进入”理论被许多研究者用实验所检验，不能准确地预测原油与泡沫的相互作用，因为它没有考虑油滴与气/水界面的假乳液膜的存在。膜数理论成功地描述了泡沫与轻质或较重质原油相互作用行为，但对于重质原油至今还没有结论。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种原油乳化泡沫稳定性的调控方法，通过控制原油含量可实现对泡沫流体稳定性控制，具有方法简单、实现成本低的特点。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种原油乳化泡沫稳定性的调控方法，通过调控原油乳化泡沫中原油的含量和表面活性剂的含量，来调控原油乳化泡沫的稳定性。优选的，按照质量百分比计，表面活性剂的含量为0.005％-0.015％。优选的，按照体积百分比计，控制原油含量小于1％，原油以乳化液滴形式存在于含表面活性剂的水相胶束中，测得原油乳化泡沫稳定时间。优选的，按照体积百分比计，控制原油含量在1％～75％之间，使原油以乳化液滴形式存在于含表面活性剂的水相胶束中，测得原油乳化泡沫稳定时间。优选的，按照体积百分比计，控制原油含量大于75％，使原油溶解于含表面活性剂的水相胶束中，测得原油乳化泡沫稳定时间。所述的原油乳化泡沫稳定性的调控方法，包括如下步骤：步骤1，水中添加表面活性剂，搅拌生成泡沫，然后滴加原油，得到油水混合物，控制油水混合物中原油含量和表面活性剂的含量；步骤2，对配制好的油水混合物进行起泡，制得原油乳化泡沫。优选的，步骤1中，表面活性剂为司盘或吐温。优选的，步骤2中，搅拌速度控制在5000-10000rpm，时间为10-15min。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术发现通过控制原油乳化泡沫中原油含量、表面活性剂的用量，可以达到控制其稳定性的目的，方法简单、实现成本低。原油对泡沫的稳定性有着显著影响，无论是稳泡作用还是消泡作用都在极大程度上决定了石油与天然气开采作业效率。本专利技术可为石油与天然气开采作业中，诸如泡沫驱油、泡沫堵水、堵气、泡沫排液、泡沫压裂等作业提供技术指导。当原油含量非常小时(<1％)，常以乳化液滴形式存在，此时假乳液膜稳定性较好，对泡沫的稳定性有正面影响，泡沫量有所减少，但泡沫的稳定性很好，此时泡沫与乳液并存。当原油含量在1％～75％之间时，常以乳化液滴形式存在，此时假乳液膜稳定性较差，对泡沫的稳定性有消极影响，泡沫消失，乳化现象占主导地位。当原油含量>75％时，原油溶解于水相胶束中(溶解油)，有消泡作用，快速降低泡沫的稳定性。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。本专利技术发现原油乳化泡沫中原油含量变化时、表面活性剂用量变化时，会引起其半衰期的变化，从而可以通过控制原油乳化泡沫中原油的含量和表面活性剂用量，以达到控制其稳定性的目的。大量实验证明原油乳化泡沫中原油含量、表面活性剂种类和表面活性剂用量与其稳定性之间存在如下关系：按体积百分比计，当原油含量非常小时(<1％)，常以乳化液滴形式存在，此时假乳液膜稳定性较好，对泡沫的稳定性有正面影响，泡沫量有所减少，但泡沫的稳定性很好，此时泡沫与乳液并存，原油乳化泡沫半衰期为两天以上。按体积百分比计，当原油含量在1％～75％之间时，常以乳化液滴形式存在，此时假乳液膜稳定性较差，对泡沫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原油乳化泡沫稳定性的调控方法，其特征在于，通过调控原油乳化泡沫中原油的含量和表面活性剂的含量，来调控原油乳化泡沫的稳定性。/n

【技术特征摘要】
1.一种原油乳化泡沫稳定性的调控方法，其特征在于，通过调控原油乳化泡沫中原油的含量和表面活性剂的含量，来调控原油乳化泡沫的稳定性。


2.根据权利要求1所述的原油乳化泡沫稳定性的调控方法，其特征在于，按照质量百分比计，表面活性剂的含量为0.005％-0.015％。


3.根据权利要求1所述的原油乳化泡沫稳定性的调控方法，其特征在于，按照体积百分比计，控制原油含量小于1％，原油以乳化液滴形式存在于含表面活性剂的水相胶束中，测得原油乳化泡沫稳定时间。


4.根据权利要求1所述的原油乳化泡沫稳定性的调控方法，其特征在于，按照体积百分比计，控制原油含量在1％～75％之间，使原油以乳化液滴形式存在于含表面活性剂的水相胶束中，测得原油乳化泡沫稳定时间。


5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：燕永利，牛梦龙，尹丰丰，吕博，蔡雨秀，奚琪，张阳，宋兆洋，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61