泡沫形成的前提条件是必须有气体和液体发生相互接触。而气体和液体的接触可通过三种途径达到：一是直接向液体中通入外来气体；二是利用气井内气流的搅动；三是钻井液中的添加剂在一定条件下发生反应产生不溶气体。
对肥皂水搅拌或吹气可以产生泡沫。仔细观察可以发现，泡沫是由许多气泡被液体分隔开的体系。表面看来泡沫与乳状液都是由液膜隔开的，但本质上有很大的差别。乳状液是一种液体被另一种不相混溶的液体分隔开来，而泡沫则是气体分散在液体中的分散体系，气体是分散相(不连续相) ，液体是分散介质(连续相) 。由于气体和液体密度相差很大，故在液体中的气泡总是很快上升至液面，形成以少量液体构成的液膜分隔的气泡聚集物，即通常所说的泡沫。-石油钻井人技术交流1e1@0|+T)|.E
一般来说，泡沫中气体含量较低时，以小球型均匀分散，气体含量较高时，呈多面体结构。在钻探(井) 作业中的泡沫是气体含量高的泡沫，称作浓泡沫或干泡沫。
纯液体是很难形成稳定的泡沫的。钻井液发泡并稳定，这是由于加入表面活性剂或高分子聚合物，这些对泡沫起稳定作用的物质称为稳泡剂，最常用的稳泡剂仍然是表面活性剂，现简要介绍如下。www.china-drilling.net7U;M'?:w,y2f
1) 表面活性剂类：油钻井人技术交流.i5I2I#`/f,b'L%N,R
这是常见的发泡剂。例如十二烷基苯磺酸钠，十二醉硫酸钠以及肥皂等，都具有良好的发泡能力。这些活性剂的溶液表面张力很容易达到25mNm-1左右，这样低的表面张力无疑是具有良好起泡作用的主要因素之一，同时这类分子在液膜上下两侧的气液界面作定向排列，伸向气相的碳氢链段之间的相互吸引，使活性剂分子形成相当坚固的膜，同时伸向液相的极性基团由于水化作用，具有阻止液体流失的能力。这些性质对泡沫稳定性起着重要的作用。中国钻井网-论坛'y1C"S!g(O"~%i
2) 蛋白质类：
例如蛋白质、明胶等对泡沫也有良好的稳定作用。这类物质虽然对降低表面张力的能力有限，但是它可以形成具有一定强度的薄膜，这是因为蛋白质分子间除了范德华引力外，分子中的竣酸基与胺基之间有形成氢键的能力。所以蛋白质生成的薄膜十分牢固，形成的泡沫也相当稳定。但这类发泡剂易受溶液pH值的影响，并有老化现象。中国钻井网-论坛'|%J/T:v3{
3) 固体粉末类:
像炭沫矿粉、粘土等固体粉沫常常聚集于气泡表面，也可以形成稳定泡沫。这是因为在气-液界面上的固体粉末，成了防止气泡相互合并的屏障。同时吸附在液膜上的固体粉末，形状各异，杂乱堆集，这就增加了液膜中液体流动阻力，也有利于泡沫的稳定。
4) 其它类型：www.china-drilling.net#^'F-K&E7Q$H:E+P8q
一些高聚物，例如聚乙烯醇、甲基纤维素以及皂素等。0l)P4{6j&}&j:m
综上所述，各类发泡剂的一个共同特点是，必须在气-液界面上形成坚固的膜。除了使用以上的稳泡剂外，为了使泡沫具有一定持久性，往往再加入一些辅助泡沫稳定的表面活性助剂，常用的这类助剂有尼纳尔(月桂酰二乙醇胺等) 。中国石油钻井行业第一门户7T7v,]*H%\5
泡沫稳定性影响因素
泡沫的稳定性主要取决于液体析出的快慢和液膜的强度，而这两方面又是由诸多因素决定的。下面就从几个方面进行讨论。
1.溶液的表面张力www.china-drilling.net0~4D,M9e8R
如上所述，泡沫生成时，随着液体表面积的增加，体系的能量也随着增加。当泡沫破坏时，体系的能量也就相应下降。但是，单纯的表面张力并不是影响泡沫稳定性的决定因素。从能量观点考虑，低表面张力有利于泡沫的形成，即生成相同总表面积的泡沫，可以少作功，但不能保证泡沫有较好的稳定性。只有当表面膜有一定强度、能形成多面体的泡沫时，低表面张力才有助于泡沫的稳定。因为根据Laplace公式，液膜的Laplace交界处与平面膜之间的压差和表面张力成正比，表面张力低则压差小，因而排液速度较慢，液膜变薄较慢，有利于泡沫稳定。中国钻井网-论坛.`.C4}'A6X
生成泡沫时，随着液体表面积的增加，体系的能量也逐渐增加。泡沫破坏时，体系的能量也相应下降。因此，从能量观点来看，低表面张力对生成泡沫有利。-石油钻井人技术交流-a'N&^(w"[5x-q$J
低表面张力对泡沫的稳定作用，可以通过表面张力对Plateau边界和Marangoni效应的影响程度体现出来。表面张力愈小，Plateau边界外与平面膜之间的压差愈小，因而排液越慢。Marangoni效应也随着σ-σ0的增大而增强.因此低表面张力有利于泡沫稳定。中国钻井网-论坛-t)~/b.J)h!c.]&]8j#Z1`*{
2.溶液粘度石油钻井装备,钻井机械,钻井设备,钻井机,海洋钻井,钻井液6h)g4q(Z*T#M*U.T1@+k
溶液粘度影响液膜的排液过程。由于液膜是由两层表面活性剂中夹一层溶液构成，如果液体本身的粘度较大，则液膜中的液体不易排出，液膜厚度变小的速度较慢，因而延缓了液膜破裂时间，增加了泡沫的稳定性。但是应该注意，液体内部粘度仅为一辅助因素，若没有表面膜形成，则即使内部粘度再大也不一定能形成稳定泡沫。若体系中既有增高液相粘度的物质，又有增高表面粘度的物质时，泡沫的稳定性可大大提高。中国石油钻井行业第一门户(]5J0Q:g$v8x3B5V4{
3.表面粘度
表面粘度是指表面膜液体单分子层内的粘度。这种粘度主要是表面活性分子在其表面单分子层内的亲水基间相互作用及水化作用而产生的。表面粘度越大，膜的强度越大，泡沫的稳定性也就越好。表面膜的强度与表面吸附分子间的相互作用有关，相互作用大者膜强度也大。一般高分子有机化合物由于分子量较大，分子间作用较强，故其水溶液所形成的泡沫稳定性也比较高。一般疏水基中分支较多的表面活性剂，其分子间作用比直链者差，因而溶液的表面粘度较小，泡沫的稳定性也较差。
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