Schaumanalysen

Schäumbarkeit und Schaumstruktur bei hohen Drücken

Das neue HPFA-Instrument von Krüss dient zur Untersuchung schaumgestützter Verfahren der tertiären Erdölförderung. Es kann Lagerstättenbedingungen wie Druck und Gesteinsporosität sowie des Kontakts zwischen Schaum und Öl simulieren.

High Pressure Foam Analyzer HPFA für Schaumanalysen unter Erdöl-Lagerstättenbedingungen.  

Mit dem High Pressure Foam Analyzer HPFA hat das Hamburger Unternehmen Krüss laut eigenem Bekunden das weltweit erste Messinstrument zur gleichzeitigen Erfassung der Schaumhöhe und der Schaumstruktur bei hohem Druck auf den Markt gebracht.

Verwendung findet das HPFA vor allem in der tertiären Erdölförderung, wo Schäume die Effizienz von Flutungsverfahren mit Gasen wie Kohlendioxid oder Stickstoff steigern. Der Schaum verbessert dabei die Flusskontrolle, so dass das Öl effizient aus dem Gestein gelöst werden kann.

Eingesetzte Schäume müssen unter dem hohen Druck der Lagerstätte lange stabil bleiben und auch starken Deformationen beim Strömen durch poröses Gestein standhalten. Die Struktur der Schaumlamellen und die Zerfallsdynamik unter Hochdruck sind daher für die Effektivität des Prozesses außerordentlich relevant.

Beim HPFA erfassen zwei hochauflösende Kameras parallel die Schaummenge und ein Videobild der Schaumlamellen während des Aufschäumens und danach. Unterstützt durch die Echtzeit-Bildauswertung der Software Advance ermittelt das Instrument die Schäumbarkeit und den Schaumzerfall sowie die Veränderungen der absoluten Blasengrößen und deren statistische Verteilung.

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Die Messzelle des HPFA arbeitet bei Drücken bis 350 bar und Temperaturen bis 120 °C. Dabei übergeben Sensoren permanent Messwerte für den Druck und die Temperatur an die Software.

Für eine reproduzierbare Schaumbildung sorgt ein Filter, durch den das Gas unter Druck in die flüssige Probe strömt. Variable Filter mit verschiedenen Porengrößen simulieren die charakteristische Porosität des jeweiligen Gesteins und erlauben die Modellierung von Schäumen mit unterschiedlichen Blasengrößen.

Beim Einsatz des Schaums im Förderprozess trifft oftmals der wässrige Schaum im Reservoir auf das schaumhemmend wirkende Öl. Dabei kann ein unerwünschter Schaumzerfall einsetzen. Dieser Effekt konnte bisher nicht unter Lagerbedingungen untersucht werden. Speziell für diesen Fall verfügt das HPFA über eine neuartige Dosiereinheit, welche die Zudosierung beliebiger Flüssigkeiten unter Druck während der laufenden Schaumanalyse ermöglicht. 

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