Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 [ 63 ] 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152

Т а б л и ц а 7.26 Области применения пен

Примечание. Вода вводится до 100 % в состав водного раствора промывочной жидкости, которая затем вспенивается.

молекулы ПАВ более активно взаимодействует с молекулами воды, а гидрофобная - с молекулами воздуха, неполярной жидкостью или твердым телом. Это также определяет стремление молекул ПАВ к концентрации на межфазных границах раздела и определенной ориентации.

В состав молекул ПАВ входят следующие гидрофильные группы: гидроксильная СООН;

карбоксилатная СООМе (Ме - атом металла); сульфонатная 803Ме; сульфатная 804Ме; фосфатная РО3Ме; аминогруппа NH2; оксиэтильная CH2, CH20 и др.

Наиболее часто в отечественной практике рекомендуется использовать сульфонол в качестве пенообразователя. В качестве добавок, улучшающих свойства пены, можно использовать хлорид алюминия и азотнокислый натрий, КМЦ и мылонафт, желатин и гидроксид лития.

Эффективный пенообразователь в условиях поступления высокоминерализованных пластовых вод - анионактивное ПАВ ДС-РАС. При увеличении концентрации хлорида натрия в воде необходимо повышать концентрацию пенообразования ДС-РАС для возрастания устойчивости пен. Дальнейший рост устойчивости пены достигается за счет введения стабилизаторов (КМЦ, крахмала, костного клея, технического желатина). Кроме того, для повышения пенообразующей способности растворов ДС-РАС и стабильности пены к ним рекомендуется добавлять сульфонат никеля и кальцинированную соду в соотношении (в %, по массовой доле): ДС-РАС - 1-2; сульфат никеля 0,5-1,0; кальцинированная сода 1 -2; вода - остальное.

В лаборатории промывки и крепления скважины (ВИТР ВПО "Геотехника") создана композиция пенообразователя "пенол-1".

По составу "пенол-1" состоит из смеси натриевых солей органических сульфокислот, оксиэтилированных жирных спиртов или оксиэти-лированных алкилфенолов, лигносульфоната аммония, моноэтанола-мида жирных кислот и других веществ. Рекомендуемые соотношения компонентов состава "пенол-1" приведены в табл. 7.27.

Определенные в таблице композиционные составы "пенол-1" по внешнему виду представляют собой жидкости темно-коричневого цвета с температурой застывания от -4 до -6 °С, рН = = 8,15-8,50. При добавлении рабочей концентрации (0,5 %) "пенола-1" в воду с минерализацией NaCl до 5 % (объем раствора 50 см3) вспениваемость (через 30 с) составляет 310-340 см3 при достаточно стабильной пене через 30 мин после вспенивания.

Пена - это система, состоящая из пузырьков газа (воздуха), пред-

Т а б л и ц а 7.27 Соотношение компонентов

Примечание. См. примечание к табл. 7.26.

ставляющих собой дисперсную фазу, и непрерывной дисперсионной среды (жидкости), которая вырождается до состояния тонких пленок. Исходя из этого, пена имеет пленочно-ячеистое строение.

Пены эффективно применяют для бурения скважин в твердых породах (известняках, доломитах), многолетнемерзлых породах, пористых поглощающих горизонтах, при вскрытии продуктивных пластов, освоении и капитальном ремонте скважин, если пластовое давление составляет 0,3-0,8 гидростатического.

Для повышения стабильности пен в них добавляют реагенты-стабилизаторы (КМЦ, ПАА, ПВС), увеличивающие вязкость растворителя и способствующие замедлению процесса истечения жидкости из пленок.

Для получения устойчивой пены в состав пенообразующего раствора должны входить (в г/л): пенообразующие ПАВ (в зависимости от молекулярной массы) 0,5-50; полимер - стабилизатор пены (КМЦ, ПАА, ПВС) 0,2-0,75; электролиты (тринатрийфосфат, NaCl) 0,1-0,5; вода - остальное.

В состав менее устойчивых пен вводят 0,5-10 г/л пенообразующего ПАВ, остальное - вода.

Пену, как систему, можно охарактеризовать следующими основными свойствами:

1) пенообразующей способностью (вспениваемостью) - объемом пены (в мл) или высотой ее столба (в мм), который образуется из объема (50 см3) раствора;

2) кратностью пены в - отношением объема пены ¥п к объему раствора ¥.ж, расходуемого на ее образование, т.е. в = Кп/Кж;

3) стабильностью (устойчивостью) - временем существования определенного объема пены;

4) дисперсностью - средним размером пузырьков или распределением пузырьков по размерам.

Наиболее распространен в промышленности диспергационный способ получения пен, при котором пена образуется в результате интенсивного совместного диспергирования пенообразующего раствора и воздуха в соответствии с технологическими схемами (см. рис. 7.1 и

7.2).

При приготовлении и использовании пен необходимо учитывать следующие факторы:

1 ) мыла жирных кислот имеют максимальную пенообразующую способность при рН = 8+9;

2) алкиларилсульфонаты обладают хорошей пенообразующей способностью при рН < 12;

3) пенообразующая способность неионогенных ПАВ не изменяется при рН = 3+9;