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长庆苏里格抗油泡排剂的研制与性能多维度评价研究

一、引言

1.1研究背景与意义

苏里格气田作为国内最大的整装气田，其开发对于保障国家能源供应具有重大战略意义。2025年，苏里格气田开发分公司产能建设项目组部署产能25.1亿立方米，计划钻井665口，钻机就位数量较往年提升约30%，展现出其在能源领域的关键地位和持续发展的潜力。然而，该气田气井普遍呈现出低压、低产、小水量、含凝析油以及井筒压力损失大等特点。随着开采进程的推进，井底积液问题日益凸显，严重制约了气井的产能和开采效率。当气井中出现积液时，会增加井底回压，阻碍天然气的顺利产出，导致气井产量下降，甚至停产。

泡沫排水采气工艺是解决气井积液问题的重要手段之一，而泡排剂则是该工艺的核心。在苏里格气田的复杂工况下，普通泡排剂难以满足需求。由于气井中含有凝析油，常规泡排剂的泡沫稳定性会受到严重影响，导致其起泡能力和携液能力下降，无法有效地将井底积液排出。因此，研制一种高效的抗油泡排剂对于苏里格气田的高效开发至关重要。抗油泡排剂能够在含油环境中保持良好的起泡和稳泡性能，提高泡沫的携液能力，从而有效解决气井积液问题，提高气井产量，延长气井寿命，对于降低开采成本、提高能源利用效率以及推动气田的可持续开发具有深远的现实意义。

1.2国内外研究现状

在国外，抗油泡排剂的研究起步较早，一些发达国家如美国、加拿大等在这方面取得了一定的成果。他们注重从分子结构设计出发，研发新型表面活性剂，以提高泡排剂的抗油性能。例如，通过合成具有特殊官能团的表面活性剂，增强其与凝析油的相互作用，从而改善泡沫在含油环境中的稳定性。在现场应用方面，他们积累了丰富的经验，建立了完善的泡排剂性能评价体系和应用规范。

国内对于抗油泡排剂的研究也在不断深入。众多科研机构和企业针对不同气田的特点，开展了大量的实验研究和现场试验。一些研究通过复配不同类型的表面活性剂，优化泡排剂的配方。如将阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂进行合理复配，以综合提高泡排剂的起泡性、稳泡性和抗油性。同时，还对稳泡剂、助剂等添加剂进行研究，进一步改善泡排剂的性能。像在苏里格气田，相关研究人员通过调研储层物性和采气工艺现状，研发出了抗凝析油达30％、抗矿化度达250g／L、抗甲醇达30％的泡排剂CQF-1，并取得了较好的现场应用效果。然而，现有的抗油泡排剂仍存在一些不足之处。部分泡排剂在高温、高盐等极端条件下的性能稳定性有待提高，其抗油性能在凝析油含量较高时会有所下降。此外，一些泡排剂的成本较高，限制了其大规模应用。而且，不同气田的地质条件和流体性质差异较大，目前还缺乏一种通用的、适应性强的抗油泡排剂。

1.3研究内容与方法

本研究的主要内容包括抗油泡排剂的研制和性能评价两方面。在研制过程中，首先进行表面活性剂的筛选，通过对多种阴离子、阳离子、非离子和两性表面活性剂的性能分析，挑选出具有潜在抗油性能的表面活性剂。然后进行复配实验，将筛选出的表面活性剂按照不同比例进行复配，并添加稳泡剂、助剂等添加剂，以优化泡排剂的性能。

在性能评价方面，采用多种实验方法对研制的抗油泡排剂进行全面评估。利用罗氏泡沫仪，按照罗氏迈尔斯法测定泡排剂的起泡性能，通过测量不同时刻的泡沫高度，定性比较其起泡性和稳泡性。开展抗油性能实验，模拟气井中含凝析油的环境，测试泡排剂在不同凝析油含量下的泡沫性能，评估其抗油能力。进行抗盐性能实验，配置不同矿化度的水样，考察泡排剂在高盐环境下的性能表现。开展耐温性能实验，研究温度对泡排剂泡沫性能的影响。此外，还将进行动态携液实验，模拟实际气井生产过程，测试泡排剂在气流作用下的携液能力。通过对实验数据的分析，深入研究抗油泡排剂的性能特点和作用机理，为其优化和应用提供理论依据。

二、抗油泡排剂研制的理论基础

2.1泡排剂作用原理

泡排剂的主要成分是表面活性剂，其分子结构具有两亲性，一端为亲水基团，另一端为疏水基团。当泡排剂加入到气井积液中时，表面活性剂分子会在气-液界面和液-液界面发生吸附。在气-液界面，表面活性剂的疏水基团朝向气相，亲水基团朝向液相，从而形成一层定向排列的单分子膜。这层膜能够显著降低液体的表面张力，使气体更容易进入液体并形成气泡。根据表面张力的定义，它是液体表面分子间相互吸引的结果，表面活性剂分子的介入削弱了这种吸引力，使得液体更容易被气泡所分割。例如，在没有表面活性剂的情况下，水的表面张力较大，气体难以进入水中形成气泡；而加入泡排剂后，表面张力降低，气体能够轻松地在水中形成稳定的气泡。

在液-液界面（如气井积液中可能存在的油水界面），表面活性剂同样会发生吸附，降低油水界面的张力。这有助于将液体中的小液滴分散开来，防止它们聚并。当井底积液与泡排剂接触后，借助天