泡沫压裂液的起泡与稳泡特性分析Word文档格式.docx
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起泡剂YFP-1
甜菜碱（BS-12）
天津助剂厂天津助剂厂中国石油廊坊分院山东金岭集团长庆油田井下化工厂天津助剂厂
•259•
器2002流变学进展 第四部分多相体系 中国科学技术出版社ISBN7・5046・3348：
血71
（4）
•261*
L2实验方法
起泡及稳泡性能试验是筛选起泡剂、稳定剂等添加剂的基础试验。
研究中采用搅拌一静置试验方法，即量取加有起泡剂的水溶液或加有起泡剂、稳定剂的水溶液240ml,置于WARING混调器中，通过调压器，使工作电压为160V，将液体搅拌2min＞形成泡沫，快速将泡沫倒入带封口的1000ml量简中，测量泡沫的体积匕；
同时记录从泡沫析出不同液量（水溶液）的时间。
起泡性能可用起泡效率（，）和泡沫质量（广）表征。
稳泡性能用泡沫析水率和半衰期（泡沫析水率S为50%的时间）表征.
»
；
（%）=x100 ”）
（3）
Vf-Vr（%）--^-Y---xioo
v
5（%）=产x100
2起泡剂的起泡与稳泡特性
11不同起泡剂性能对比
不同起泡剂由于表面化学特性不同，起泡与稳泡性能有较大差异•将新研制的FL-36起泡剂与国内油田常用的B・18起泡剂（山东金岭集团）、YPF-1起泡剂（长庆油田井下化工厂人甜菜碱（BS-12）.十二烷基硫酸钠（Ki2）进行了起泡与稳泡性能对比试验。
将不同起泡剂的试验结果按公式1-1、1・2和1.3分别计算其起泡效率和泡沫质量，5种起泡剂起泡性能对比见表1.可见，FL.36具有低的表面自由能（表面张力），在相同条件下产生的泡沫量大，起泡效率高，半衰期长。
*1 起泡剂起泡性能对比
起泡剂代号
FU36
B-18
YPF-1
BS-12
Ki2
表商张力，mN/m
23.5
274
25.9
25.7
27.8
起泡效事儿%
243.8
220.8
210.4
204.0
212.0
泡沫质童厂，%
70.9
68.S
67.8
67,1
67.9
2.2泡沫的稳泡特性
以不同起泡剂水溶液240ml在220v电压的搅拌器搅拌Imin形成泡沫，观察泡沫在不同时间内析出水的量•泡沫由于重力作用使泡沫之间的液体排出，膜与膜相互叠加，气泡变大,稳定性变差，以至泡沫消失。
不同的起泡剂的稳泡能力，即析出水量不同.油田常用起泡剂
FL・36、B・18和YFP-1的稳泡特性曲线见图U清水泡沫水溶液的稳泡模型符合指数模型，即=
其中f为稳泡时间（min）,x为析出水量（ml〉，色、X为稳泡特性参数。
将试验结果以指数模型进行回归，分别求得泡沫流体的稳泡特性参数（见表2）。
可见，泡沫流体的稳泡特性符号指数模型，具有很好的相关性，特性参数⑶值大于1，而3值为小于1且大于S
衰2泡沫流体的稳泡特性参致
起泡剂类型与代号
特性弁数
相关系数R2
值
们值
FL-38起泡制
6J047
0.0108
0.9945
8・18起泡剂
3,1841
0.0123
0.9959
YPF-1起泡剂
2.5836
0.0084
0.73
图1不同起泡剂水溶液的泡沫稳定性对比
2.3影响起泡与稳泡因素分析
在工程应用中，影响泡沫流体的起泡与稳泡的因素很多，包括搅拌动力、搅拌时间、起泡剂类型与浓度等.由于这些因素是独立，互不影响，可以采用正交试验方法国进行试验研究与分析.
应用正交试验方法，分别研究了不同搅拌转速、搅拌时间、起泡剂类型与浓度对起泡与稳泡性能的影响*根据在压裂工程应用中常用条件，提出了正交试验的因素和水平（见表3）,搅拌转速2500rpm>
4000rpm和6000rpm；
搅拌时间为30s.90s、150$；
起泡剂代号为B-18（阴离子型）、YFP・1（阳离子型）和FL-36（两性表面活性剂）；
起泡剂浓度分别为0.4%、0.8%和1.2%。
根据正交试验3水平4因素的正交试验表列出了各因素与水平的试验组合。
按前述试验方法，分别对9组试验进行了起泡试验与稳泡试验，测试形成泡沫的起泡高度和表征泡沫稳定性的半衰期。
正交试验组合与试验结果见表牝
衰3正交试验的因素与水平表
携拌转携（rpm）
搅拌时间（A）
起泡剂类型
起港剂浓度（％）
2500
30
B48
_04
4000
90
YFP-1
6000
150
FW8
1.2
表4 正交实验袅与实箜果
序号
转速（rpm）
时间⑴
起泡剂
浓度（%）
指标
泡高（ml）
半衰期（mln）
1
30
0.4
400
2
0.8
850
3
FL-38
1030
Z63
4
750
3.77
5
FL-3«
590
223
6
440
0J5
0,«
660
2.S5
8
12
490
1.37
9
120
500
1.53
根据正交试验数据处理方法，对试验结果进行了数据分析处理，不同因素对起泡和稳泡特性影响的试验结果分别见表5和表6。
不同因素的试验结果极差大小可以表征影响因素的主次，对起泡效率的影响表明，起泡剂的类型是影响起泡主要因素，极差最大（317）,依次为起泡剂浓度（260）、搅拌的转速（210）,最小为搅拌时间（54）t在起泡剂中以FL・36起泡剂的起泡效率最好，其次为YFP1起泡剂；
随着起泡剂浓度的增加起泡效率越高：
随着转速的增加，搅拌速率增加，特别是高速区具有一定的消泡作用，降低了起泡效率，而搅拌的时间对起泡效率影响不大。
对泡沫的稳定性，即半衰期而言，这四种因素的影响都不是很大，但影响结果与起泡效率一致，影响半衰期的主次分别为起泡剂类型、起泡剂浓度、搅拌转速和搅拌时间；
在起泡剂中，以FL.36起泡剂的稳泡性最好，半衰期最长，其次为YFP・1起泡剂；
随着起泡剂浓度的增加半衰期越长，浓度大于1.0%越明显，可见，从起泡和稳泡看以FL-36起泡剂性能最佳，起泡剂浓度选择在0.5%〜1.0%。
正交试验起泡效率结果分析
水平序列
转速
时间
起泡荆浓度
序列1
760
603
443
497
序列2
593
643
700
650
序列3
550
657
757
极差
210
54
317
260
衰6正交试验稼泡特性（半衰期）结果分析
¥
起泡剂浓度
序列I
4J1
Z48
L05
232
2.59
3.16
2.66
L92
337
4.24
4.26
229
0.89
3.19
273
2002流变学进展 第四部分多相体系 中国科学技术出板社ISBN7・504&
334&
8/O71%
参考文献
1.于洪坤，等编译.泡沫在油田开采中的应用.中国石油天然气总公司信息研究所，1997.10
2.赵国玺.衰面活性剂物理化学北京，北京大学出版社，1991,408〜412
3.臭野忠一等著.试验设计方法.北京：
机械工业出版社，1985：
234-239
Researchesonthecharacteristicoffbamerandfbamstability
forfoamfracturingfluid
LuYongjun^ShuYuhua®
JiangTiqian① FangBo°
FangDingye°
（①ResearchLabofRheology,EastChinaUniversityofScienceandTechnology,Shanghai,200237;
®
LangfangBranch,ResearchInstituteofPetroleumExplorationanddevelopment,Langfang,065007）
AbstractTheevaluationmethodandtokenparameteroffoamfluidaregiven,includetheefficiencyfoam,thefbamquantity*therateofseparatewater,andthehalf-time.Thecharacteristicoftheoil-fieldprimarilyfoamerisanalyzed.Thestabilityfoammodelandthemainfactorsoffoamfluidhavebeeninvestigated.
Keywordsfoamfluidfoamerfoamstabilitystimulation
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