Свойства монтажной пены: Монтажная пена – свойства, виды, применение, рекомендации по использованию

Монтажная пена, свойства, области и условия применения – информационная статья

Монтажная пена — это универсальный монтажный, герметизирующий, изоляционный материал, представляющий собой саморасширяющийся вспененный полиуретан, удобный для применения как на стройке так и в быту.

Области применения:

• Монтаж и герметизация окон, дверей, подоконников и откосов
• Заполнение швов, пустот, щелей и отверстий
• Монтаж и изоляция проводки, технических и инженерных коммуникаций
• Тепло- и звукоизоляция помещений, климатических камер, систем кондиционирования
• Соединение и герметизация строительных конструкций

Свойства:

• Температура окружающей среды при использовании для летней пены от +5°C до +35°C, для зимней пены от −18°C до +35°C
• Рабочая температура баллона летней и зимней пены от +20°C до +30°C
• Обладает отличной адгезией к большинству строительных и отделочных материалов, в том числе ПВХ
• Затвердевшая пена является полутвёрдым эластичным полиуретаном с однородной мелкоячеистой структурой, высокой влаго- и термостойкостью (от −60°C до +90°C)
• Первичное расширение пены — около 50%*
• Коэффициент теплопроводности — 0,032 Вт/(м·K)

* При температуре окружающей среды +23°C, влажности воздуха не менее 50%, соблюдении рабочей температуры баллона и технологии монтажа.

Условия применения:

Необходимо помнить, что монтажная пена, находясь в баллоне, еще не является пеной как таковой, а является сложной композицией (смесью) полиэфира, изоцианата, функциональных добавок и сжиженных газов под давлением в 5-7 атмосфер. Процесс формирования пены начинается в момент выхода композиции из баллона, а завершается только после полной ее полимеризации (отверждения).

На конечный результат, технические характеристики готовой пены такие как:

• выход пены (объем готовой пены из одного баллона),
• плотность пены, размер ячеек,
• наличие, количество и размер раковин,
• первичное расширение пены (увеличение объема пены после извлечения ее из баллона и до полного ее отверждения),
• вторичное расширение пены (увеличение объема пены после полного ее отверждения),
• усадку пены (образование щелей, отслоение пены от конструкции, втягивание откосов),
• заполняющую способность,
• скорость застывания пены,

влияет ряд факторов:

• температура баллона пены,
• температура окружающей среды,
• влажность воздуха,
• технология монтажа оконных/дверных конструкций,
• размеры монтажного шва,
• механическое воздействие на сырую пену (ветер и т. п.),
• качество материалов монтируемых конструкций (профиля, армировки, подоконников, откосов) и крепежа (анкеров, анкерных пластин)
• качество пистолета, используемого для извлечения пены из баллона
• «манера» запенивать шов конкретного монтажника.

Основные свойства и показатели монтажных пен

Основные технические параметры полиуретановой пены

Время отлипа (пылесухость)

Время отлипа – это время через которое к свежеуложенной монтажной пене отсутствует прилипание чистой пластиковой трубки.

На что влияет показатель:

• на скорость заполнения больших проемов;
• на степень риска случайного загрязнения окружающих поверхностей.

Время отлипа продуктов ТЕХНОНИКОЛЬ:

• Профессиональная пена ТЕХНОНИКОЛЬ – не более 10 мин;
• Бытовая пена ТЕХНОНИКОЛЬ – не более 15 мин.

Время первичной обработки

Этот параметр отображает время, прошедшее от момента выхода пены из баллона до момента смыкания утолщающейся наружной корочки валика пены в его центре. Таким образом, вся пена внутри валика переходит из жидкой фракции в твердую (можно делать срез).

Данный показатель влияет на срок выполнения монтажных работ в целом.

Основные технические параметры полиуретановой пены после застывания

Первичное расширение (l

₀)

Первичное расширение – это свойство жидкой пены интенсивно расширяться в течении короткого промежутка времени сразу после выпуска пены из баллона;

Показатель влияет на точность дозирования при заполнении пеной монтажных зазоров.

Вторичное расширение (l

₁)

Вторичное расширение – это параметр отображает степень прироста объема валика пены в промежутке времени между выходом валика из баллона и моментом его полной полимеризации.

Вторичное расширение происходит по причине образования в пене углекислого газа.

Время полной полимеризации

Время, за которое в пене заканчиваются все химические процессы, при разрезании опытного образца ножом, на нем отсутствуют следы жидкой монтажной пены.

Время полной полимеризации продуктов ТЕХНОНИКОЛЬ:

• Профессиональная/бытовая всесезонная – не более 24 ч;
• Профессиональная зимняя – не более 30 ч.

Усадка (стабильность размеров)

Уменьшение объема, линейных размеров материала вследствие выхода углекислого газа из застывшей пены.

Важно! Допустимое значение усадки – не более 5%.

Данный показатель влияет на степень риска возникновения необходимости «допенивать» монтажные швы.

Процесс усадки вызван газообменом, который происходит в ячейках: газ-пропеллент уходит во внешнюю среду быстрее, чем его заменяет обычный воздух.

Сильная усадка может вызвать нарушение герметичности шва, если пена отделилась от одной из его поверхностей, либо деформировать шов.

Степень усадки зависит не только от рецептуры, но и от внешних климатических условий – больше всего от влажности.

Эластичность

Эластичность – это свойство застывшей монтажной пены восстанавливать первоначальный размер и форму после деформации (сжатие, удлинение).

Данный параметр влияет на устройство подвижных швов. В процессе эксплуатации монтажного шва полиуретановая пена «дышит» вместе с конструкцией, что позволяет возвращаться в исходное положение не образовывая щелей.

Пористость

Данный параметр отображает количество и величину открытых ячеек (пузырьков) на срезе валика пены, а также однородность структуры пены по площади всего среза.

На что влияет показатель:

• на адгезию пены к поверхностям;
• на параметры звукоизоляции и теплоизоляции.

Чем тяжелее, плотнее и жестче пена тем пена более эффективна.

Важно! Наличие крупных пор ведет к падению звуко- и теплоизолирующей способности пены, создавая каналы для свободного теплообмена.

Структура полиуретановой пены на срезе:

Свойства пены Что отличает одну пену от другой

Опубликовано Дэйв Шерман, 21 августа 2018 г.

Elastomeric Material Solutions

Этот пост (первоначально написанный Дейвом Шерманом) появился в блоге PORON Cushioning. Обновлено 21.08.2018

Пена есть пена, верно?

Одним словом (или тремя) не так уж и много. Наши клиенты часто удивляются, узнав, что все материалы PORON ^® Comfort представляют собой пенополиуретаны с открытыми порами, особенно когда они привыкли видеть пенопласты EVA с закрытыми порами или пенополиуретаны с закрытыми порами.

Пена с открытыми порами имеет много преимуществ и свойств, которых нет у пен с закрытыми порами. Одним из самых больших является то, что он предлагает наилучшую устойчивость к остаточной деформации при сжатии (C-Set) или, для любителей пены, устойчивость к разрушению после многократного использования. По сути, это означает, что пена очень прочная, не разрушается и не теряет своих амортизирующих свойств после многократного использования. В мире обуви это означает постоянную посадку, форму и функциональный уровень, а также сохранение внешнего вида обуви в том виде, в котором она была разработана.

Пенопласты с закрытыми порами и пенопласты с открытыми порами

Вот что еще следует учитывать…

Пенопласты с закрытыми порами:

Пенопласты с закрытыми порами, или пенопласты EVA, состоят из полных пузырьков воздуха. Пузырьки воздуха задерживаются в пене со стенками ячеек, которые препятствуют выходу воздуха. Слипшиеся вместе, как мыльные пузыри в пенной ванне, воздушные карманы имеют решающее значение для функционирования пены. Когда пена сжимается, сжимается и воздух внутри пузырьков, что позволяет пене пружинить при снятии давления. По этой причине они часто используются в стельках для обуви и спортивных прокладках, где ключевыми факторами являются сопротивление и защита.

Свидетельство этого свойства можно продемонстрировать с помощью теннисного мяча. Известно, что теннисные мячи прыгают из-за того, что внутри мяча находится воздух. Но как только теннисный мяч используется несколько раз, воздух начинает просачиваться, в результате чего мяч теряет упругость.

Применяя эту аналогию к пенам с закрытыми порами, это точка, в которой пена начинает становиться плоской или «схватываться» (помните всю эту историю с C-Set?). Вот почему стельки или набивка, сделанные исключительно из пены с закрытыми порами, со временем становятся менее удобными или менее защищающими при следующем ударе.

Пена с открытыми порами:

Пены с открытыми порами также имеют свои плюсы и минусы. Материалы PORON Comfort состоят из открытых ячеек, соединенных порталами, которые позволяют воздуху проходить между ними.

Это означает, что свойства этих материалов зависят не от пузырьков воздуха, а от свойств материалов стенок их ячеек. Благодаря этому они реагируют на давление подобно пружине, возвращаясь в исходное положение после каждого сжатия в обязательном порядке благодаря свободному прохождению воздуха через ячейки. Структура с открытыми порами также позволяет пропускать пары влаги, обеспечивая воздухопроницаемость и сохраняя окружающую среду обуви.

Материалы с открытыми порами PORON Comfort, доступные в различных запатентованных рецептурах, разработаны для обеспечения определенной функциональности, обеспечения нужного уровня поддержки и воздухопроницаемости для конечного пользователя в течение дня и на протяжении всего срока службы обуви.

Итак, какой из них подходит для вашего приложения?

У каждого типа пенопласта есть свои преимущества и недостатки, которые следует учитывать при принятии решения о том, какой из них использовать. Пенопласты с закрытыми порами могут быть очень легкими, так как стенки их ячеек могут быть очень тонкими, но обычно жесткими из-за несжимаемости воздуха внутри них. Они также могут лучше противостоять проникновению жидкости, чем материалы с открытыми порами.

Вспененные материалы с открытыми порами не только устойчивы к схватыванию, но и мягче, и их легче сжимать. Их ячейки также обеспечивают воздухопроницаемость и лучшее сопротивление сжатию (CFD) или, другими словами, меру их прочности или несущей способности.

Иногда правильный раствор пены представляет собой комбинацию материалов с закрытыми и открытыми порами. Используя лучшее из обоих миров, некоторые конструкции состоят из пены с закрытыми порами и пены с открытыми порами, что позволяет более гибкому слою с открытыми порами (например, PORON Comfort) соответствовать форме, заданной в материале с закрытыми порами (например, EVA). .

См. в таблице ниже сводку преимуществ каждого типа пены:

Свойства пены	Открытая ячейка	Закрытая ячейка	Измерение свойств
Отклонение силы сжатия (CFD)	✓		Мягкость/Комфортность
Комплект сопротивления сжатию	✓		Жизнь собственности
Антимикробный	✓ *		Интегральное покрытие
Воздухопроницаемость	✓		МВТР-Да/Нет
Водопоглощение		✓	% Поглощение через некоторое время
Возможность стирки		✓	Циклов при настройке
Формование		✓
Гибкость	✓

* Доступна дополнительная дополнительная защита

Помните об этих различиях, поскольку они связаны с вашим приложением и конструкцией. Если ваше приложение требует более легкого веса и моющейся способности, выберите пенопласт с закрытыми порами. Однако, если долговечность и надежность имеют решающее значение для вашего применения, выберите материалы PORON Comfort в качестве решения.

Теги:
Обувь, Защита от ударов, Общепромышленный

Комментарии

Здравствуйте! Является ли ПОРОН патентованным материалом компании Rogers? Я слышал, как люди говорили о ПОРОНЕ от других поставщиков. Мне нужно уточнить, а не собирать поддельный товар. Спасибо.

Ответ Роджерса: С гордостью производимый уже почти 50 лет, никто, кроме корпорации Rogers и ее совместных предприятий, не производит полиуретановый материал PORON®. В последнее время на рынке наблюдается увеличение количества имитационных материалов, что привело к появлению продуктов, которые, хотя иногда и неправильно маркируются как «PORON», не соответствуют высоким стандартам качества и спецификациям настоящего материала PORON.

Опубликовано Panson Poon 28 июня 2022 г.

Вернуться в блог

Свойства пены — PetroWiki , представляет собой метастабильную дисперсию относительно большого объема газа в непрерывной жидкой фазе, которая составляет относительно небольшой объем пены. Альтернативное определение объемной пены – это «скопление пузырьков газа, отделенных друг от друга тонкими пленками жидкости».

^[1] В большинстве классических пен содержание газа достаточно высокое (часто от 60 до 97% объема). В объемной форме, например, в наземных сооружениях и трубопроводах нефтяных месторождений, пена образуется, когда газ контактирует с жидкостью при наличии механического перемешивания. Используемый здесь объемный пенопласт представляет собой пенопласт, который существует в контейнере (например, в бутылке или трубе), для которого объем контейнера намного больше, чем размер отдельных пузырьков пенообразователя.

Состав

• 1 Общая природа пен
  • 1. 1 Пенообразователи
  • 1.2 Свойства пены
• 2 Режим впрыска
• 3 Каталожные номера
• 4 примечательных статьи в OnePetro
• 5 Внешние ссылки
• 6 См. также
• 7 Категория

Общая природа пен

Капиллярные процессы определяют образование и свойства пен в пористой среде. Пены для улучшения соответствия представляют собой дисперсии пузырьков микрогаза, обычно с диаметром/длиной в диапазоне от 50 до 1000 мкм. Пена в пористых средах существует в виде отдельных пузырьков микрогаза, непосредственно контактирующих со смачивающей жидкостью стенок пор. Эти пузырьки микрогаза разделены пластинками жидкости, которые соединяют стенки пор и образуют жидкую перегородку на шкале пор между пузырьками газа. Пена распространяется в большинстве вмещающих пород-коллекторов в виде цепочки пузырьков, в которой каждый газовый пузырь отделен от следующего пленкой ламелей жидкости. Во многих случаях отдельные пузырьки пены в основной породе коллектора могут иметь длину во много поровых тел.

Гауглиц и др. определили структуру пены в пористой среде как «дисперсию газа в непрерывной жидкой фазе с, по крайней мере, некоторыми путями потока газа, прерывистыми из-за тонких жидких пленок, называемых ламелями». ^[2]

Все пены, обсуждаемые на этой странице, и все пены, которые используются для улучшения соответствия, содержат поверхностно-активные вещества, растворенные в жидкой фазе пены, для стабилизации газовой дисперсии в жидкости. Газовая фаза пены может включать как классический газ, так и сверхкритический газ, такой как сверхкритический/плотный CO

2 . За исключением специально оговоренных случаев, все пены, обсуждаемые в этой главе, которые используются для улучшения соответствия нефтяных месторождений, представляют собой пены на водной основе. Эта глава ограничивается в первую очередь обсуждением пен на водной основе, стабилизированных поверхностно-активными веществами, для использования в улучшении соответствия во время операций по добыче нефти.

На рис. 1 показан двумерный срез общей пенопластовой системы. ^[3] Тонкие пленки жидкости, разделяющие пузырьки пенообразователя, определяются как пластинки пенопласта. Соединение трех ламелей газового пузыря под углом 120° называется границей Плато. В стойких объемных пенах сферические пузырьки пенного газа превращаются в пенные ячейки, многогранники, разделенные почти плоскими тонкими пленками жидкости. Такая пена называется сухой пеной. Ячейки пены многогранников почти, но не совсем правильные додекаэдры. В трех измерениях четыре границы Плато ячейки пены встречаются в точке под тетраэдрическим углом примерно 109°.°.

[3]

Пены в пористой среде обычно имеют пузырьки, которые по размеру равны или больше пористых тел. Пена существует в пористых средах пород-коллекторов в виде цепочек пузырьков, где граница Плато ламелей пены формируется на стенке поры и имеет, для статической нетекущей пены в теле поры, угол около 90° между ламелями жидкости и порой. стена.

Пенообразователи

Поверхностно-активные вещества являются необходимым третьим ингредиентом, необходимым для образования пены, обсуждаемой в этой статье. Понимание основных химических свойств поверхностно-активных веществ необходимо при выборе подходящего поверхностно-активного вещества для конкретного применения пены на нефтяном месторождении.

Молекула поверхностно-активного вещества содержит в одной и той же молекуле как полярный, так и неполярный сегмент. Полярный или гидрофильный сегмент молекулы поверхностно-активного вещества имеет сильное химическое сродство к воде. Неполярный или липофильный сегмент имеет сильное химическое сродство к неполярным углеводородным молекулам. Когда вода и нефть или вода и газ находятся в контакте, молекулы поверхностно-активного вещества имеют тенденцию разделяться на границу раздела нефть/вода или газ/вода и уменьшать межфазное натяжение на границе раздела. Рис. 2 изображена молекула поверхностно-активного вещества, находящаяся на границе раздела масло/вода. Разделение молекулы поверхностно-активного вещества на границе раздела газ/вода и последующее снижение межфазного натяжения является основным механизмом, посредством которого поверхностно-активные вещества стабилизируют дисперсии газа в воде с образованием метастабильной пены.

Поверхностно-активные вещества подразделяются на четыре типа, отличающиеся химическим составом полярной группы молекулы поверхностно-активного вещества.

• Анионные вещества — полярная группа анионного поверхностно-активного вещества представляет собой соль (или, возможно, кислоту), где полярная анионная группа непосредственно присоединена к молекуле поверхностно-активного вещества, а встречный и поверхностно-неактивный катион (часто натрий) сильно разделен на водная сторона границы раздела нефть/вода или газ/вода. Анионные поверхностно-активные вещества часто используются в нефтепромысловых пенах, потому что они являются относительно хорошими поверхностно-активными веществами, обычно устойчивыми к удерживанию, достаточно химически стабильными, доступными в промышленных масштабах и относительно недорогими.
• Катионоактивы — полярная группа катионоактивного поверхностно-активного вещества представляет собой соль, в которой полярная катионоактивная группа непосредственно присоединена к молекуле поверхностно-активного вещества, а противодействующий и поверхностно-неактивный анион сильно разделен на водную сторону поверхности раздела масло/вода или газ/вода. . Катионные поверхностно-активные вещества редко используются в нефтепромысловых пенах, потому что они склонны сильно адсорбироваться на поверхности глины и песка и относительно дороги.
• Nonionics — полярная группа неионогенного поверхностно-активного вещества представляет собой не соль, а химическое соединение, такое как спиртовая, эфирная или эпоксидная группа, которая способствует свойствам поверхностно-активного вещества, создавая контраст электроотрицательности. Неионогенные поверхностно-активные вещества менее чувствительны к высокой солености и могут быть относительно недорогими.
• Амфотерные вещества — Амфотерные поверхностно-активные вещества содержат две или более характеристики ранее перечисленных химических типов поверхностно-активных веществ.

На рис. 3 показана химическая структура некоторых поверхностно-активных веществ. В пределах любого из типов поверхностно-активных веществ могут быть существенные различия в их химическом составе и характеристиках. Химический состав, размер и степень разветвленности липофильного сегмента молекулы поверхностно-активного вещества могут иметь большое влияние на характеристики пенистого поверхностно-активного вещества точно так же, как химический состав гидрофильной части молекулы поверхностно-активного вещества. Даже небольшие и тонкие различия в липофильном сегменте могут резко изменить свойства поверхностно-активного вещества. Большинство коммерческих продуктов с поверхностно-активными веществами содержат распределение типов и размеров поверхностно-активных веществ, что еще больше усложняет поверхностно-активные вещества, используемые в пеноматериалах, улучшающих соответствие требованиям.

При использовании пены в сочетании с заводнением паром или любым применением при повышенной температуре резервуара важно выбрать поверхностно-активное вещество, которое будет термически стабильным в течение необходимого срока службы пены в резервуаре. Исторически сложилось так, что альфа-олефиновые поверхностно-активные вещества и поверхностно-активные вещества на основе нефтяных сульфонатов наиболее широко использовались в пенопластах, применяемых в высокотемпературных (> 170°F) резервуарах. Сульфатные поверхностно-активные вещества иногда использовались в низкотемпературных (< 120°F) коллекторах.

Альфа-олефиновые сульфонаты стали одним из наиболее популярных и широко используемых химических поверхностно-активных веществ для использования в пеноматериалах. Это произошло в значительной степени из-за их комбинированных хороших характеристик пенообразования, относительно хорошей солеустойчивости, хорошей термической стабильности, доступности и относительно низкой стоимости. Смеси поверхностно-активных веществ с различным химическим составом были предложены для обеспечения преимуществ при составлении соответствующих пен. ^[4]

Использование фторированных поверхностно-активных веществ в рецептурах пеноматериалов показало некоторые перспективы. ^[5] Сообщалось, что фторсодержащие поверхностно-активные вещества, используемые с другими поверхностно-активными веществами, часто улучшают устойчивость пены к воздействию масла. ^[6] Фторсодержащие поверхностно-активные вещества не нашли широкого применения в промысловых пенах в основном из-за их относительно высокой стоимости.

Свойства пены

Некоторые свойства, важные для характеристики объемной пены, которые могут существовать в бутылке, включают качество пены, текстуру пены, распределение пузырьков по размерам, стабильность пены и плотность пены. Качество пены — это объемный процент газа в пене при заданном давлении и температуре. Качество пены может превышать 97%. Объемные пены, имеющие достаточно высокое качество пены, так что ячейки пены состоят из многогранных жидких пленок, называются сухими пенами. ^[3] Пеноматериалы для улучшения эксплуатационных характеристик нефтяных месторождений обычно имеют качество пенообразования в диапазоне от 75 до 90%. При распространении через пористую среду подвижность многих пен уменьшается по мере увеличения качества пены до верхнего предела стабильности пены с точки зрения качества пены (верхний предел часто > 93% качества пены). При работе с паровыми пенами на нефтяных месторождениях качество пара относится к массовой доле воды, которая превращается в пар.

Текстура пены является мерой среднего размера пузырьков газа. Как правило, по мере того, как текстура пены становится тоньше, пена будет иметь большее сопротивление течению в вмещающей породе.

Распределение размеров пузырьков является мерой распределения размера пузырьков газа в пене. При неизменности всех других переменных объемная пена с широким распределением размеров пузырьков газа будет менее стабильной из-за диффузии газа от маленьких пузырьков газа к большим. Сопротивление течению жидкости в пористой среде со стороны пены будет выше, когда размер пузырьков относительно однороден. ^[3]

Стабильность пены на водной основе зависит от химических и физических свойств стабилизированной поверхностно-активным веществом водной пленки, разделяющей газовые пузырьки пены. Пены являются метастабильными образованиями; следовательно, все пены в конечном итоге разрушатся. Распад пены происходит в результате чрезмерного утончения и разрыва пленок жидкой пены со временем, а также в результате диффузии газа из более мелких пузырьков в более крупные, что приводит к увеличению размера пузырьков пены. Внешние воздействия, такие как контакт с пеногасителем (например, нефтью или неблагоприятной соленостью), контакт с гидрофобной поверхностью и локальный нагрев могут разрушить структуру пены.

Факторы, влияющие на стабильность ламелей пенопласта, включают гравитационный дренаж, капиллярное всасывание, поверхностную эластичность, вязкость (объемную и поверхностную), электрическое двухслойное отталкивание и стерическое отталкивание. ^[3] Стабильность пены, находящейся в пористой среде, требует целого ряда дополнительных соображений, которые рассматриваются в следующем подразделе этой главы.

Одной из привлекательных особенностей пен для использования с операциями заводнения газом является относительно низкая эффективная плотность пены. (В качестве встречной справки: пены с улучшенными характеристиками, изготовленные с использованием сверхкритического CO ₂ может достигать плотности, превышающей плотность некоторых видов сырой нефти.) Низкая плотность имеет положительное значение для пен, используемых как при заводнении для контроля подвижности, так и для блокирования потока жидкости. Низкая эффективная плотность приводит к выборочному размещению пены выше в интервале продуктивного пласта, где наиболее вероятно происходит заводнение газа или добыча газа.

Для технического пояснения: течение пены в пористой среде фактически происходит в виде цепочек пузырьков газа, разделенных ламелями жидкости. Таким образом, строго говоря, течение пены в пористых средах протекает как двухфазное течение — газопузырьковое и жидкостно-пластинчатое. С этой более технически правильной точки зрения именно низкая плотность газовой фазы способствует более предпочтительному размещению пены выше в резервуаре. При заводнении газом, например, паром или CO ₂ пены низкой плотности для заводнения, используемые для контроля подвижности, хорошо подходят для решения и уменьшения распространенной проблемы блокировки газа, которая часто препятствует контакту нагнетаемого нефтедобывающего газа с уровнем нефтенасыщенности ниже в вертикальном интервале коллектора. Избирательный контроль подвижности с помощью пены низкой плотности в верхней части коллектора заставит большее количество вытесняющего текучего газа контактировать с нефтенасыщенными участками ниже в коллекторе.

Низкая плотность пены, используемой во время газоблокирующей обработки, приводит к тому, что пена размещается выше в интервале пласта, где наиболее вероятны приток и добыча агрессивного газа. В этом отношении пены для использования в обработках с блокирующими агентами хорошо подходят для решения проблем, связанных с образованием газовых конусов и скоплений газа, возникающих в добывающих скважинах. Кроме того, перерегулирование газа в относительно однородном коллекторе с хорошей вертикальной проницаемостью вызывает избыточную добычу газа в верхнем интервале добывающих скважин. Газоблокирующая пена низкой плотности способствует удобному размещению вокруг таких проблемных скважин.

При рассмотрении потенциального преимущества низкой плотности во время укладки пены в рамках операции по улучшению соответствия необходимо тщательно учитывать относительное влияние сил гравитации и сил вязкости, действующих во время укладки пены. То есть необходимо оценить горизонтальный градиент перепада давления по сравнению с вертикальным градиентом перепада давления, который будет испытывать пена во время ее течения и/или размещения в резервуаре.

Режим впрыска

Для впрыска пены, улучшающей соответствие, используется один из трех совершенно разных способов:

• Последовательный впрыск
• Совместный впрыск
• Готовая пена, созданная на поверхности перед инъекцией.

Последовательная закачка предполагает поочередную закачку в нефтяной пласт газовой и водной фаз пены. Совместная закачка включает в себя совместную закачку в пласт газовой и жидкой фаз пены. Из-за существенной эффективной вязкости пен и связанной с этим плохой приемистости предварительно сформированных пен, ранние применения пен с улучшенными характеристиками, как правило, включали режим последовательного впрыска или совместного впрыска. Кроме того, последовательный ввод и совместный ввод значительно проще реализовать в полевых условиях. Последовательный впрыск также позволяет избежать проблем с коррозией труб, если газ и пенообразующий раствор образуют коррозионно-активную смесь, такую ​​как CO ₂ пены.

Концепция, которая подтверждается лабораторными данными, заключается в том, что в режиме последовательной или совместной закачки пена будет образовываться на месте в основной породе-коллекторе. Поддержкой этого утверждения является ожидание того, что газ с низкой вязкостью и высокой подвижностью будет иметь тенденцию проникать в водный пенообразующий раствор и образовывать пену на месте.

Однако есть два существенных противодействия. Во-первых, по мере того, как газ начинает проникать в водный раствор и образовывать пену на месте, вновь образованная пена будет существенно уменьшать последующее проникновение газа и отклонять последующий газовый поток от оставшегося водного пенообразующего раствора, находящегося непосредственно перед первоначально образовавшейся пеной. Это явление приводит к неэффективному и неэффективному использованию впрыскиваемых химикатов и жидкостей для пенообразования при производстве пены. Во-вторых, в промежуточных и дальних участках ствола скважины может не хватить механической энергии и/или перепада давления для образования пены на месте при использовании обычных пенообразующих растворов. Это особенно касается пенообразователей пара, азота и природного газа.

Краузе и др. ^[7] сообщается об обработке пеной в призабойной зоне добывающей скважины, которая применялась на месторождении Прадхо Бэй для снижения избыточного газового фактора, возникающего при добыче повторно закачиваемого природного газа. Первая обработка включала закачку пенообразующего раствора в резервуар с последующей серией промывок. Предполагалось, что последующая добыча газа через введенный пенообразующий раствор, аналогично режиму последовательного нагнетания, вызовет образование газоблокирующей пены на месте. Вторая обработка по блокированию пенного газа включала последовательную закачку пенообразующего раствора и порцию азота. Ни одна из этих первых двух обработок блокировкой пенного газа не показала снижения ГФ после обработки. Третьей обработкой для блокировки пенного газа была азотная пена с качеством 65%, которая была предварительно сформирована на поверхности перед закачкой. Эта обработка значительно снизила газовый фактор обработанной добывающей скважины на несколько недель. Эти результаты свидетельствуют о том, что для многих применений пен, улучшающих совместимость с природным газом и азотом, нагнетание пены с использованием предварительно сформированного режима по сравнению с режимом последовательного нагнетания или совместного нагнетания приведет к превосходным характеристикам пены в нефтяном пласте при проведении «околоскважинные» обработки. Если нет веских аргументов в пользу конкретного применения, то пены для большинства применений около- и промежуточных обработок ствола скважины для улучшения соответствия должны быть предварительно сформированы на поверхности перед закачкой.

При использовании пены CO ₂ для контроля подвижности в ходе CO ₂ затопление. Это связано с тем, что CO ₂ , растворенный в водном растворе поверхностно-активного вещества, образует угольную кислоту, вызывающую коррозию стальных труб. Из-за низкого поверхностного натяжения CO ₂ , образование и распространение пены гораздо более осуществимо (чем пены пара, азота или природного газа) при реалистичных градиентах давления в пласте, которые возникают по всему резервуару. ^[1]

Исследования компьютерного моделирования показали, что оптимальной стратегией закачки для преодоления вытеснения газа во время операций заводнения является попеременная/последовательная закачка отдельных больших порций газа и пенообразующей жидкости при максимально допустимом фиксированном уровне. давление впрыска. ^[8] Это исследование было ограничено закачкой пены в однородный коллектор и не учитывало какое-либо взаимодействие пены с нефтью. Режим закачки поверхностно-активного вещества-переменного газа-улучшения (SAGA) для образования пены, контролирующей подвижность на месте, был предложен для использования при проведении крупномасштабных проектов заводнения WAG в водохранилищах Северного моря. ^[9]

Ссылки

1. ↑ ^{1,0 1,1} Россен, В. Р. 1996. Пены при повышении нефтеотдачи. Пены — теория, измерение и применение , Р.К. Изд. Прудомма и С.А. Хана, 413–464. Нью-Йорк: Марсель Деккер Inc.
2. ↑ Gauglitz, P.A., Friedmann, F., Kam, S.I. et al. 2002. Пенообразование в пористых средах. Представлено на Симпозиуме SPE/DOE по повышению нефтеотдачи, Талса, Оклахома, 13-17 апреля 2002 г. SPE-75177-MS. http://dx.doi.org/10.2118/75177-MS
3. ↑ ^{3.0 3.1 3.2 3.3 3.4} Шрамм Л.Л. и Вассмут Ф. 1994. Пены: основные принципы. Пены: основы и применение в нефтяной промышленности , изд. Л.Л. Шрамма, 3-45. Вашингтон, округ Колумбия: Достижения в области химии, серия 242, American Chemical Soc.
4. ↑ Ллаве, Ф.М. и Олсен, Д.К. 1994. Использование смешанных поверхностно-активных веществ для образования пены для контроля подвижности при химическом заводнении. SPE Res Eng 9 (2): 125-132. SPE-20223-PA. http://dx.doi.org/10.2118/20223-PA
5. ↑ Далланд, М. и Ханссен, Дж. Э. 1999. Пены для контроля газового фактора: демонстрация эффективности процесса пенообразования на масляной основе в модели физического потока. Представлено на Международном симпозиуме SPE по нефтепромысловой химии, Хьюстон, Техас, 16-19.Февраль 1999 г. SPE-50755-MS. http://dx.doi.org/10.2118/50755-MS
6. ↑ Маннхардт К., Новосад Дж. Дж. и Шрамм Л. Л. 2000. Сравнительная оценка устойчивости пены к маслу. SPE Res Eval & Eng 3 (1): 23-34. SPE-60686-PA. http://dx.doi.org/10.2118/60686-PA
7. ↑ Краузе Р.Э., Лейн Р.Х., Кюне Д.Л. и другие. 1992. Обработка пеной добывающих скважин для увеличения добычи нефти в Прадхо-Бей. Представлено на Симпозиуме SPE/DOE по повышению нефтеотдачи, Талса, Оклахома, 22-24 апреля 1992. SPE-24191-MS. http://dx.doi.org/10.2118/24191-MS
8. ↑ Шан, Д. и Россен, В. Р. 2002. Оптимальные стратегии закачки для пенного IOR. Представлено на Симпозиуме SPE/DOE по повышению нефтеотдачи, Талса, Оклахома, 13-17 апреля 2002 г.