泡沫沥青和乳化沥青冷再生混合料性能差异研究

为了探究泡沫沥青和乳化沥青冷再生混合科之间性能的差异,对冷再生混合料进行了室内混合料设计和性能试验评价。结果显示:泡沫沥青和乳化沥青冷再生混合料具有优异的高温抗变形能力,适合作为路面的主要抗车辙层;乳化沥青冷再生混合料低温性能和水稳定性优于泡沫沥青混合料,抗弯拉和抗水损害能力较强。泡沫沥青和乳化沥青冷再生混合料均可用作沥青路面面层较低层位。     

泡沫沥青冷再生的试验研究

通过对泡沫沥青混合料的配合比设计,探讨了泡沫沥青冷再生混合料的性能特点,并对设计材料的有关性能进行了分析,以期对泡沫沥青的应用具有借鉴意义。     

泡沫沥青及其混合料的研究现状

环境保护和可持续发展是公路今后发展的一个方向。泡沫沥青和混合料的研究与应用无论是对环保，还是对改善冷再生路面使用性能，都很有价值。回顾了泡沫沥青的发展历史，总结了其优缺点，详细地介绍了国外泡沫沥青及混合料的研究情况，分析了现阶段存在的问题，并对今后发展的几个重要问题进行了探讨。     

泡沫沥青与乳化沥青冷再生混合料的水稳性比较

泡沫沥青及乳化沥青混合料作为最常用的柔性再生混合料,具有广泛的应用前景.由于现行路面设计要求较低及路面所用集料粒径的增大,部分水分会穿过面层渗入到基层,这就要求基层具有良好的水稳性.本试验选取4个沥青含量,采用湿劈裂强度及干湿劈裂强度比两个指标对两种混合料的水稳性进行了比较.通过对混合料成型机理、试验现象及试验结果的分析,得出乳化沥青混合料水稳性优于泡沫沥青混合料的结论.     

《泡沫沥青冷再生技术》被授予了杭州市十大职工创新成果奖

近日,由浙江省杭州市公路局张永平等人组成的技术团队研究的《泡沫沥青冷再生技术》被杭州市科学技术委员会授予了杭州市十大职工创新成果奖。泡沫沥青冷再生技术是一科先进的道路维修方法,具备节能、环保、经济和有效解决发射裂缝等优点,在国内首次形成了《泡沫沥青冷再生设计及施工技术规程》,弥补了国内外部分关键技术成果上的空白,进一步完善和发展了泡沫沥青冷再生技术。     

冷再生铣刨回收沥青混合料微表处技术研究

研究了铣刨回收沥青混合料在微表处中的应用，通过实例介绍了铣刨回收沥青混合料的检验与评价、冷再生稀浆混合料材料选择技术要点及配合比设计流程和方法。研究了冷再生稀浆混合料的施工性能和路用性能，并做对比试验路段对研究成果进行了验证。     

泡沫沥青混合料动态性能研究

为更好地模拟泡沫沥青混合料在车辆动载作用下的动态性能，便于与国外相关研究进行比较，采用劈裂法对混合料动态性能进行研究。通过试验研究骨料类型、级配、水泥用量等对泡沫沥青混合料动态回弹模量的影响，总结了泡沫沥青混合料动静模量的关系。     

基于泡沫沥青冷再生技术的基层材料抗剪性能研究

近年来,泡沫沥青冷再生技术已得到了社会的广泛应用和好评,但对其再生后用于基层材料的抗剪性能,在设计中并没有进行全面的分析研究。采用单轴贯入的试验方法,对泡沫沥青冷再生混合料基层材料的抗剪性能展开研究,经研究得出:铣刨料的级配组成会对混合料的抗剪性能产生不利影响,建议在工程应用中要严格控制铣刨料的用量;水泥使混合料的抗剪性能大大提高,但水泥用量过大会导致脆性增加,建议在其混合料中要适当掺加水泥;养生3d的混合料抗剪强度迅速增长到90%以上,能为即时开放交通提供依据;针对混合料在较高温度下的抗剪性能下降速度很快以及强烈的温度敏感性,建议在其混合料设计中要进行较高温度下抗剪性能试验检测。     

乳化沥青冷再生混合料初期性能评价

废旧沥青混合料的乳化沥青冷再生技术是路面养护和维修的重要措施。由于乳化沥青在冷再生混合料成型初期提供的粘结力较低，使人们担心会发生松散破坏。为此提出对乳化沥青冷再生混合料增加初期性能的评价。用肯塔堡飞散试验评价其初期抗松散性，用修正的冻融劈裂试验分析成型过程中水对其初期路用性能的影响。最后对使用哈一同公路维修旧料所设计的乳化沥青冷再生混合料的初期性能进行检验。发现采用该方法能够区分和评价乳化沥青冷再生混合料的初期性能，可以作为这种混合料性能检验的一个方法。     

泡沫沥青冷再生水泥稳定碎石基层力学性能实验室研究

针对泡沫沥青冷再生混合料,对沥青的发泡性能、级配及泡沫沥青冷再生混合料力学性能等进行了研究,并对泡沫沥青冷再生混凝土各性能参数进行了归纳总结,对泡沫沥青冷再生材料的推广应用具有借鉴意义。     

泡沫缓蚀机理研究

模拟泡沫钻井腐蚀环境，对配制的防腐稳定泡沫的缓蚀性和发泡能力进行了评价，用电化学测量方法，研究其钝化行为，通过扫描电镜和X射线能谱分析等表面分析手段对腐蚀产物膜形貌与组成进行了分析。结果表明，泡沫具有一定的缓蚀能力；地层水腐蚀后的钢片表面有蚀坑，蚀坑中有类似于食盐状的晶粒出现，添加泡沫后腐蚀层表面颗粒均匀细小，结构更紧密，添加泡沫和缓蚀剂后钢片表面基本无明显腐蚀，但有水流冲刷和钻屑磨蚀的微小痕迹存在。结合实验现象和理论分析，首次总结提出泡沫钻井中泡沫的缓蚀机理，泡沫的缓蚀性主要在于：发泡剂在钢铁表面的吸附；稳泡增粘剂能与地层水中的多价金属离子络合；泡沫对氧的隔绝；泡沫能固定砂粒，减少冲蚀。在泡沫中添加缓蚀剂和除氧剂，泡沫缓蚀能力进一步得到提高。     

响应面法优化纳米材料稳定的泡沫钻井液

为提高泡沫钻井液的稳定性,向体系中引入纳米材料,并研究了纳米材料润湿性对于泡沫质量的影响。根据Box-Behnken Design设计原理,采用三因素三水平响应曲面法,优化了起泡剂BS-12、亲水性纳米SiO2和增黏剂XC的加量,探究了它们之间交互作用对于泡沫综合指数的影响,并以此为基础研制了泡沫钻井液体系。结果表明,纳米材料润湿性会显著影响不同类型起泡剂的泡沫质量,疏水性纳米材料能够提高阴离子起泡剂SDS的泡沫稳定性,但对两性离子起泡剂BS-12的泡沫起泡量和半衰期呈现负相关关系,亲水性纳米材料才能提高两性离子起泡剂BS-12的泡沫稳定性;通过响应曲面优化设计得到的最优浓度配比为：0.6% BS-12+4%纳米SiO2+0.3% XC。响应曲面分析表明,对于泡沫综合指数的显著性影响程度,纳米材料浓度 > 起泡剂浓度 > XC浓度;纳米稳定的泡沫钻井液体系性能评价表明,该体系表观黏度为42mPa·s,密度为0.81 g/cm3,半衰期达60 h,能长时间保持性能稳定,抑制性强,线性膨胀率较清水下降65%,储层保护效果好,煤岩岩心气测渗透率恢复率在90%以上,携岩效果好,岩屑和煤屑的沉降速度较清水降低92%以上,能够满足现场煤层气钻井的需要。     

抗高温发泡体系的研制及性能评价

目前随着油气钻探井深的增加,泡沫钻井液的抗温性成为泡沫钻井的限制条件之一。不同类型表面活性剂之间存在协同增效作用,因此可通过表面活性剂之间的复配实现泡沫性能的稳定提升。笔者选用了6种表面活性剂,确定最佳发泡浓度是0.6%,以泡沫综合值为泡沫性能指标,对泡沫性能较好的4种表面活性剂进行了耐盐性能、抗温性能评价。实验表明,十二烷基二甲基氧化铵（OA）随盐度的增加,泡沫综合值曲线变化平稳,耐盐性较好;α-烯烃磺酸钠（AOS）在100℃以上时泡沫综合值较高,耐温能力较好。再对AOS和OA以不同浓度比例复配,得到2者最佳配比是4：1,复配体系最佳发泡浓度为0.4%。通过BZY-1表面张力仪对复配体系评价,表明复配发泡剂表面张力值随温度升高而降低,复配发泡剂体系更加稳定;抗温性评价表明复配体系在150℃以下时协同作用明显,耐温性效果较好,在100℃时泡沫综合值可以达到21.96×104 mL ·s。     

页岩气平台井泡沫排水采气技术

井底积液是页岩气井生产过程中普遍面临的问题,需要尽早采取排水采气的工艺措施。泡沫排水(以下简称泡排)采气工艺具有成本低、见效快的优点,在国外页岩气开发中已被大量使用,但在国内还鲜有报道。为此,结合现场生产和集输工艺流程,通过优选泡排工艺流程、研制并持续改进平台整体橇装化远程控制起泡剂和消泡剂自动加注装置、优化起泡剂和消泡剂性能、建立消泡效果监控方法,形成了一套适用于四川盆地川南地区长宁区块页岩气平台井的整体泡排工艺技术。研究结果表明:①起泡剂从各井油套管环空注入、消泡剂从各井一级针阀后通过雾化器加注,能适用于集中计量平台和单井计量平台的起泡剂和消泡剂加注;②优化、改进了橇装化远程控制起泡剂和消泡剂自动加注装置,起泡剂装置采用单泵轮换加注,消泡剂装置采用一口井一台泵加注,具备自动配液、自动加注控制、自动故障报警、远程控制的功能,能够满足页岩气平台井泡排药剂加注的需要;③起泡剂配方优化后,5 min泡沫高度增加37%～50%,建立了消泡率评价方法及消泡剂性能指标要求,通过优化消泡剂配方,初始消泡率提高1.5%～3.0%,3min消泡率提高0.7%～0.9%;④起泡剂用量为2.0g/L、消泡剂用量介于4.0～5.0g/L可以满足现场泡排及消泡要求;⑤通过对分离器和高级孔板阀排污口泡沫情况进行观察,以及取泡排返出水进行二次发泡评价来评估消泡效果,进而优化消泡剂加注制度来进一步提升消泡效果。结论认为,整体泡排技术可以明显提升该区页岩气的开发效果。     

Experimental investigation of enhancement of carbon dioxide foam stability, pore plugging, and oil recovery in the presence of silica nanoparticles

The influence of surface-modified silica (SiO₂) nanoparticles on the stability and pore plugging properties of foams in porous media was investigated in this study. The pore plugging ability of foams was estimated from the pressure drop induced during foam propagation in porous media. The results clearly showed that the modified SiO₂ nanoparticlestabilized foam exhibited high stability, and the differential pressure increased in porous media by as much as three times. The addition of SiO₂ nanoparticles to the foaming dispersions further mitigated the adverse effect of oil toward the foam pore plugging ability. Consequently, the oil recovery increased in the presence of nanoparticles by approximately 15% during the enhanced oil recovery experiment. The study suggested that the addition of surface-modified silica nanoparticles to the surfactant solution could considerably improve the conventional foam stability and pore plugging performance in porous media.     

肉豆蔻酸单乙醇酰胺硫酸酯盐的合成及泡沫性能研究

介绍了肉豆蔻酸单乙醇胺硫酸酯盐（MMS）的合成方法,考察了MMS含量、溶液温度及硬水度对MMS泡沫性能的影响。结果表明,当MMS含量大于0．15％时,MMS显示出较强的起泡性与稳泡性;溶液温度升高,有助于提高MMS起泡性能,但稳泡性略有降低;MMS在较强的硬水介质中仍能保持较高的起泡性和稳泡性。并与其他表面活性剂FAS（十二烷基硫酸酯盐）、AES（月桂醇醚硫酸酯盐）进行了比较,结果表明,MMS起泡性与稳泡性皆优于其他表面活性剂。     

纳米粒子增强泡排剂性能及影响因素研究

针对深层产水气井温度高(110～150℃)、矿化度高的特点,通过在普通液相泡排剂中引入合适尺寸、疏水程度的纳米粒子充当固态稳泡剂,使其吸附在气水界面形成稳定的空间壁垒,阻止气泡的聚并和歧化,从而极大地提高了普通液相泡排剂的起泡性与稳定性。为了给现场施工提供指导,利用高温高压泡沫评价仪实时评价研究了添加纳米粒子的泡排剂随浓度变化的性能,同时还考察了矿化度、温度、压力这3种外界因素对添加纳米粒子的泡排剂性能的影响。添加纳米粒子的泡排剂在矿化度为250 000mg/L下,其初始起泡体积V₀和泡沫半衰期t_1/2分别高达2 180mL和760s;在150℃高温下其初始起泡体积V₀与泡沫半衰期t_1/2分别高达1 925mL和700s;这些数据证明纳米粒子对泡排剂性能具有显著增强作用。该添加纳米粒子的泡排剂在重庆气矿现场应用效果良好。     

气驱起泡剂综合性能评价

首先对2种起泡剂的发泡性、稳定性、抗盐性、抗温性、抗油性等静态性能进行了测试评价,并优选了起泡剂的最佳使用浓度。然后,针对氮气／水交替注入和氮气／起泡剂水溶液交替注入2种方式,在岩心中对起泡剂的发泡能力及封堵性能进行了评价实验。最后,从改善驱油效率的角度对起泡剂进行了评价。综合评价结果认为,B号起泡剂溶液在岩心中的封堵能力大于A号起泡剂溶液。B号起泡剂溶液与氮气交替注入的方式在岩心产生的阻力因子呈波浪增加这一特点,可能在一定程度上能够克服气水交替过程中注入能力降低的问题,对改善油藏的注入能力是有利的。从驱油效率看,B号起泡剂比A号起泡剂提高原油采收率幅度更大,降低残余油饱和度幅度更大,更适合该油藏的气驱过程。     

用泡沫扫描分析仪考察泡沫剂的性能

采用泡沫扫描分析仪评价了4种泡沫剂的起泡能力和泡沫稳定性,并以优选出的泡沫剂为例,考察了温度、凝析油、金属离子的价态和地层水对泡沫剂起泡能力和泡沫稳定性的影响,同时利用泡沫扫描分析仪携带的软件对实验数据进行分析对比。分析结果表明,温度升高,泡沫稳定性变差;高价态的金属离子对泡沫剂的起泡能力和泡沫稳定件影响较大;油田的不同区块适用的泡沫剂不同,适用于某一区块的泡沫剂不一定适用于其他区块。用泡沫扫描分析仪评价泡沫剂性能的方法具有测试原理简单易懂、耗时短、相关参数对比清晰明了的优点,是一种研究泡沫剂性质及影响因素的新方法,具有推广价值。     

GC-1型泡排剂应用效果评价

气田经过不断开发,地层压力逐渐降低,井筒积液严重影响气井的产能发挥,目前主要采取泡沫排水采气技术排出井筒积液,该技术具有工艺简单、低成本、见效快、易操作的特点,在本厂广泛使用。但部分气井由于高含凝析油,随环境温度的升高和凝析油含量的增加,泡排剂的起泡能力和稳定性会大大降低,尤其对于凝析油含量大于20%的气井中,许多起泡剂产生的泡沫会在1~2min内消失,甚至不产生泡沫,泡排效果不明显,应用一种能够用于凝析气井开采的泡排剂成为一种需要。