油氣開采過程中為什么起泡

油氣開采起泡是多種因素共同作用的結果，其核心原因可從流體性質、物理條件變化、工藝操作等方面進一步細化分析：

一、流體自身性質的影響

1、 表面活性物質的存在

原油、地層水或天然氣中天然含有表面活性成分（如瀝青質、膠質、脂肪酸、硫化物等），這些物質會聚集在氣液界面，降低表面張力，使氣泡更容易形成且不易破裂。例如，瀝青質分子具有極性基團和非極性碳鏈，能在氣泡表面形成穩定的吸附層，類似“保護膜”，增強泡沫的穩定性。

- 實例：重質原油中瀝青質含量高，開采時更容易因攪拌產生穩定泡沫。

2. 多相流體的相互作用

油氣藏通常是油、氣、水三相共存的體系，當流體流動時，氣體分散在液相中形成氣泡。若液相黏度較高（如稠油），氣泡上升受阻，容易堆積形成泡沫層；而地層水中的礦物質（如鈣、鎂離子）可能與表面活性物質結合，進一步穩定泡沫結構。

二、壓力與溫度變化的驅動

1. 氣體溶解度變化導致氣泡析出

地下儲層處于高壓環境，氣體（如甲烷、二氧化碳）溶解在原油或水中。當流體被開采至地面時，壓力驟降（遵循亨利定律），溶解的氣體迅速析出，形成大量微小氣泡。例如，自噴井開采時，流體從高壓地層進入低壓井筒，氣體析出過程中若伴隨攪拌（如通過射孔段、閥門），會加速氣泡聚集。

- 溫度影響：地層溫度變化會改變流體黏度和氣體溶解度。溫度升高可能降低原油黏度，使氣泡更容易上升，但也可能導致某些表面活性物質的性質改變（如溶解度降低），間接影響泡沫穩定性。

三、開采工藝與機械作用的促進 

1. 注入氣體與化學劑的引入

為提高采收率，常采用注氣工藝（如注氮氣、二氧化碳、蒸汽）或添加化學劑（如驅油劑、破乳劑）。注入的氣體在流體中分散形成氣泡，而部分化學劑若具有表面活性（如未完全反應的表面活性劑），會進一步穩定泡沫。例如，二氧化碳驅過程中，CO?溶于水形成碳酸，可能與地層中的礦物質反應生成表面活性物質，加劇起泡。

2. 機械攪拌與流動剪切力

抽油機運轉、井下泵抽吸、流體在管道中高速流動時，會產生強烈的攪拌和剪切作用，將氣體打碎成微小氣泡，并促使氣泡聚并形成泡沫。例如，螺桿泵的旋轉葉輪或射流泵的高速射流，均會顯著增加氣泡生成的概率。

四、地層與井筒環境的特殊性

1. 地層孔隙結構的“起泡效應”

儲層巖石的孔隙和裂縫如同“微型攪拌器”，流體在其中滲流時，氣體被分割成小氣泡；而孔隙表面的潤濕性（如親水性或親油性）會影響氣泡的附著與運移，若孔隙表面吸附表面活性物質，可能進一步穩定氣泡。

2. 井筒多相流的復雜流動狀態

井筒內流體向上流動時，壓力梯度、流速變化會導致氣液滑脫效應，氣體在液相中反復聚并與破裂，形成動態泡沫。尤其是在氣液比高的井中（如氣頂油藏開采），泡沫現象更為明顯。

因此油氣開采中的起泡本質是“表面活性物質降低界面張力、物理條件變化促使氣體析出、機械作用加速氣泡形成與穩定”的綜合結果。理解這些因素有助于針對性地采取消泡措施（如添加破乳劑、優化開采參數），避免泡沫對產量、設備或集輸流程造成影響（如堵塞管道、降低泵效等）。

以上文章來自于廣東中康天誠新材料有限公司研發部

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