Gemini表面活性剂及纳米材料在制备高效泡排剂中的应用研究

摘要

泡排施工中,现有的泡排剂一般适用于90°C以下以及矿化度小于100000ppm的地层,从而阻碍了泡沫排水采气工艺在高温、高矿化度产水气井中的应用.针对部分低压产水气井具有气层温度高(110°C～150°C)、矿化度高以及含高浓度H2S气体的特点,通过合成特殊梳状结构的Gemini阴离子表面活性剂,并将其作为起泡剂分子,同时,合成并筛选一定尺寸、疏水程度的纳米粒子,并将其引入上起泡剂溶液中充当固态稳泡剂,使其吸附在气水界面形成稳定的空间壁垒,从而阻止气泡的聚并和歧化,达到提高泡沫稳定性的作用.同时利用光学显微镜观察了由添加纳米粒子的泡排剂形成的泡沫的形貌,并采用zeta电位表征手段探讨了纳米粒子增强泡排剂性能的机理.为了给现场施工提供理论指导,利用高温高压泡沫评价仪实时评价研究了温度、矿化度、压力以及H2S气体浓度这三种外界因素对添加纳米粒子的泡排剂性能的影响.实验数据表明纳米粒子对泡排剂性能具有显著增强作用,可以满足高温、高矿化度及含酸性腐蚀气体产水气井的泡排施工要求.