80 60 40 20 0 1.0
0.2
0.4
0.6
0.8
PAM浓度(%)
CMC浓度(%)
CMC稳泡效果
PAM稳泡效果
CMC 和 PAM 两种稳泡剂均有较好的稳泡效果，考虑起泡的难易程度、泡沫 的稳定性等方面的因素，最终推荐选用 (0.3-0.4)%CMC 或 (0.3-0.5)%PAM 作为 稳定剂体系。
富氧空气流 中空纤维丝
空气人口 H20 Air Prism Alpha 分离器 CO2 O2
氮气出口
Ar
Nitrogen
中国石油大港油田公司
1、氮气泡沫生成机理 （2）氮气获得 NPTU1200-35DF撬装膜制氮机主要性能 • 制氮量：1200m3/h • 额定泵压：35MPa • 氮气纯度：≥95%
半衰期(min)
450
中国石油大港油田公司
2、起泡剂优选和性能评价 （7）起泡剂表面张力实验研究
相同浓度1%三种起泡剂表面张力
浓度 1% SDS 36.2 mN/m HY-2 22.6 mN/m AES 35.8 mN/m
最佳使用浓度下三种起泡剂表面张力
起泡剂种类 表面张力 SDS 36.3 mN/m HY-2 22.7 mN/m AES 36.0 mN/m
井作业频次加大。
目前在修井维护作业采用水基液体洗井时会产生大量漏失， 有些井甚至无法建立循环，给冲砂作业带来很大难度；部分井即
使采用了暂堵液、胶结砂堵漏等工艺，但也仅能建立循环，修井
液漏失仍然非常严重，地层砂被挤入地层，完井后很快出现砂埋 油层和卡泵现象。
一、泡沫流体的性质
汇 报 内 容
二、现场应用情况
中国石油大港油田公司
2、起泡剂优选和性能评价 （3）抗油性评价——起泡后加原油
900
少量的原油对泡沫的稳定
800
HY-2 AES
性影响不大，但随着原油加量 的增加，泡沫的稳定性就会下
半衰期(s)
700
600
降。这是因为油对泡沫有抑制
和破坏作用，无论用何种起泡 剂配制的泡沫，接触油类后稳
0 5 10 15 20
2.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
起泡剂浓度(%)
起泡剂浓度(%)
HY-2起泡剂开始随着浓度的增加，起泡体积也随之增加，但是在超过 0.5%以 后，起泡体积几乎不再变化，说明已经达到了临界胶束浓度，所以将0.5%作为HY2起泡剂的最佳起泡浓度。
中国石油大港油田公司
2、起泡剂优选和性能评价 （6）稳泡剂的优选
2、起泡剂优选和性能评价 （3）抗油性评价——加原油后起泡
700
900
650
800
起泡体积(mL)
半衰期(s)
600
700
550
600
HY-2 AES
500
HY-2 AES
500
450
400
400 0 5 10 15 20
300 0 5 10 15 20
原油含量(%)
原油加量(%)
20%以内的原油对起泡稍有影响，半衰期稍有下降，这是因为在高速搅拌对油有 很好的乳化作用，被乳化后的油对产生的泡沫有稳定作用。
温度(℃)
温度(℃)
中国石油大港油田公司
2、起泡剂优选和性能评价
（5）起泡剂浓度的优化
900
900
800
850 800
700
起泡体积(mL)
750 700 650
半衰期(s)
600 500 400
600 550 500 0.0
300 200 0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
1
1 1
10
PLC控制器
SIEMENS—S7300，可以实时绘制泡沫出口密度、泡沫出 口压力、泡沫出口流量、泡沫流体累计量等参数的动态 变化曲线，为现场工艺人员提供决策参考。
1
中国石油大港油田公司
2、起泡剂优选和性能评价 （1）起泡剂初选
序号 1 2 3 4 5 6 起泡剂 白皂素 AES 溴化十六烷基三甲基铵 ABS HY-2 F842 起泡体积(mL) 590 630 550 580 670 530 半衰期(min) 2.9 9.8 6.9 8.0 13.0 8.2
膜制氮原理图 NPTU1200-35DF撬装膜制氮机
中国石油大港油田公司
1、氮气泡沫生成机理 （3）泡沫发生器工艺原理
泡沫发生器内有气液混合腔和气液搅拌叶轮。气体直接进入
配气管，分散成小气泡。液体以旋转方式进入，带动气体混合。 初步混合的泡沫液经过固定式叶轮后多次改变方向并产生与水的
搅拌，气体粉碎，在水中成微气泡。
泡沫：均匀的细小泡沫，气泡直径小于0.05mm
中国石油大港油田公司
1、氮气泡沫生成机理 （2）氮气获得 利用空气中各种成分渗透性之间的差异，空气经过分离膜管，氧气、 部分氮气和其它气体成分被过滤出，留下纯度较高的氮气经过增压，进
入泡沫发生器。分离膜管的分离效率与氮气纯度有关。一般油井使用氮
气纯度为95％。分离效率接近50％。
（2）抗盐性评价——CaCl2的影响
900
700 600 500 400 300 200 100 0 0.00
800 700
起泡体积(mL)
半衰期(s)
600 500 400 300 200 100
HY-2 AES SDS
HY-2 AES SDS
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
氮气泡沫流体连续冲砂技术
井下作业公司
2011年08月
中国石油大港油田公司
前
言
大港油田开发已逐步步入中后期，经过多年的开采，油层压
力普遍降低：一方面，产层压力系数降低，远低于正常地层压力
系数，许多井压力系数仅能达到0.6-0.7左右；另一方面多半生产 井出现了出水量增加，含砂增多等生产问题，生产周期缩短，修
500
400
300
定性都会有所下降。
原油加量(%)
中国石油大港油田公司
2、起泡剂优选和性能评价 （4）抗温性评价
900
660
800 700
HY-2 AES
640
起泡体积(mL)
620
HY-2 AES
半衰期(s)
600 500 400 300
600
580
200
560 20 30 40 50 60 70 80 90 100
中国石油大港油田公司
2、起泡剂优选和性能评价 （2）抗盐性评价——NaCl的影响
700
900
600 500 400 300 200 100
起泡体积(mL)
HY-2 AES SDS
800 700
HY-2 AES SDS
半衰期(s)
0 2 4 6 8 10 12 14 16
600 500 400 300 200 100
0 0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
CaCl2溶液浓度(%)
CaCl2溶液浓度(%)
随着CaCl2的加入，AES和SDS的起泡体积和半衰期下降较快，而HY-2在CaCl2 浓度达到3000mg/L时仍有良好的起泡能力，说明其抗CaCl2的能力较强。
中国石油大港油田公司
1.00
250
0.95 0.90 0.85 0.80 0.75
泡沫密度 (kg/m3)
200 150 100 50 0
泡沫质量
0
10
20
3040500源自102030
40
50
时间 (min)
时间 (min)
泡沫质量随时间的变化关系
泡沫密度随时间的变化关系
中国石油大港油田公司
2、起泡剂优选和性能评价
（8）地层砂在泡沫中沉降规律研究
1.0 0.8
0.01
泡沫粘度 (Pa.s)
砂粒直径2.0mm 砂粒直径1.0mm 砂粒直径0.5mm
0.6 0.4 0.2 0.0 0.75
沉降速度 (m/s)
0.80 0.85 0.90 0.95 1.00
1E-3
1E-4
泡沫质量
1E-5 0.75
0.80
0.85
0.90
0.95
1.00
泡沫质量
三种起泡剂在相同浓度下，HY-2的表面活性要明显优于其他两种起泡 剂。SDS和AES表面张力基本相同。在最佳使用浓度下，HY-2的表面活性也 优于其他两种起泡剂。
中国石油大港油田公司
2、起泡剂优选和性能评价 （8）地层砂在泡沫中沉降规律研究
测量过程： 用水和 HY-2 起泡剂配好泡沫基液，用搅拌器搅拌 30min ，将泡沫倒入多 管粘滞系数测量仪，开始计时，测量在不同时刻泡沫的总体积，泡沫析出液 的体积，以及小球在泡沫中的降落时间。
100 20
30
40
50
60
70
80
90
100
HY-2和AES的起泡体积受温度的影响很小，但半衰期随温度的升高下降幅度较 大。半衰期下降是由于在较高温度时，液膜的水分蒸发加剧使液膜变薄，排液速 度增快，导致泡沫容易破灭。在井筒施工条件下，泡沫处于高压状态，不会产生 液膜蒸发的现象，稳定性要远大于实验的结果。
三、结论和认识
中国石油大港油田公司
1、氮气泡沫生成机理 （1）泡沫生成 泡沫一般是由内充气体、泡沫基液等形成 的分散体系，其中液体是连续相，气体是不连 续相。泡沫基液一般是由液体、起泡剂和稳泡