英旺油田高含蠟原油降凝劑篩選及現(xiàn)場應(yīng)用

王賀誼，白建林，江紹靜，王前榮，仝敏波，何 晨，賀新宏

（1.陜西延長石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司a.研究院，陜西 西安 710075；b.英旺采油廠，陜西 宜川 716200；2.長慶油田分公司 第一采氣廠，陜西 靖邊 718500）

高蠟原油的共同特點(diǎn)是含蠟量高、凝固點(diǎn)高、粘度低。一般認(rèn)為蠟質(zhì)、瀝青質(zhì)膠質(zhì)是引起原油高凝高粘的根本原因，開采過程中由于蠟晶析出結(jié)蠟和膠質(zhì)瀝青質(zhì)的沉淀析出，造成井筒舉升和管線輸送困難，由于原油流變特性與這些重質(zhì)組分的微觀結(jié)構(gòu)及其相互作用方式的內(nèi)在聯(lián)系非常復(fù)雜，至今有關(guān)這些重組分對原油粘度和凝固點(diǎn)異常的作用機(jī)理尚不清楚。而且，對原油在地層多孔介質(zhì)中的流變特性的研究也不完善[1-3]。目前，國內(nèi)外對原油的開采和輸送主要有物理逐站加熱和化學(xué)降凝降粘兩種方法。物理法能耗大、成本高，且存在停輸再啟動困難等問題[4，5]。化學(xué)降凝法是通過在原油中添加化學(xué)試劑（一般為高分子聚合物）降低原油凝固點(diǎn)的方法。它成本低、使用方便，是改進(jìn)原油開采和輸送[6-8]。

英旺油田長8油藏類型主要為上傾方向遮擋形成的巖性油藏，其儲層嚴(yán)格受著沉積巖性控制，具有巖性致密，滲透率特低，孔喉導(dǎo)流性差，非均質(zhì)性強(qiáng)，驅(qū)動能量不足等特點(diǎn)。油層埋深在50～400m之間，平均埋深230m，油藏溫度低，平均17～20℃，通過巖芯分析儲層孔隙度平均值為10.8%，滲透率平均值為1.5×10-3μm2，含油飽和度平均值為30%，油層有效厚度10m。原油具有高凝固點(diǎn)（27～32℃）、高含臘量（14%左右）、粘度大162.1 mPa·s（20℃，170s-1）、高初鎦點(diǎn)、低殘?zhí)康奶卣?，給石油開采工藝造成較大的困難。針對英旺油田目極淺層油藏的流動問題而采取的低溫降凝技術(shù)極為困難，開展了原油降凝劑配方的篩選及礦場試驗(yàn)。

1 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑

DHG電熱鼓風(fēng)干燥箱；FA2004C電子天平；FA2004C型電子分析天平；SYD-510G石油產(chǎn)品凝點(diǎn)測試器等。

柴油降凝劑、解聚劑、T808、HABS、雙子表活計(jì)、分散劑、SLHG降凝劑等；英旺高131原油、英旺地層水。

2 結(jié)果與討論

2.1 英旺長8原油基本性質(zhì)分析

2.1.1 長8油層高131原油流變曲線 原油為石臘基稀油，地面原油冬季呈金黃色粘稠狀，夏季呈墨綠色液態(tài)，且有輕質(zhì)餾分從中逸出，具有高凝固點(diǎn)、高含蠟量、高初鎦點(diǎn)、低殘?zhí)啃偷奶攸c(diǎn)。英旺長8油層20℃地面原油密度0.8368g·cm-3，溫度在30℃時粘度為11.18 mPa·s，凝固點(diǎn)17℃，含蠟量13.58%。

圖1 長8高131原油流變曲線Fig.1 Flow curve of Gao131 crude oil for chang 8 reservoir

由圖1可知，長8高131原油粘度在剪切速率為0～50s-1的增加逐漸下降呈假塑性流體特征。當(dāng)剪切速率超過50s-1以后，剪切速率對原油的粘度基本不產(chǎn)生影響，原油呈牛頓流體狀態(tài)。

圖2為不同剪切條件下原油粘度隨溫度變化曲線。

圖2 長8油層高131井原油粘溫性能測定Fig.2 Determination of viscosity-temperature properties of chang 8 reservoir Gao131 crude oil

由圖2可知，當(dāng)溫度高于高131井原油凝點(diǎn)17℃時，在21℃時斜率增大，發(fā)生轉(zhuǎn)折，此溫度也為該原油的析蠟點(diǎn)，之后原油粘度隨溫度的變化逐漸減小，當(dāng)溫度高于27℃時，粘度基本不受溫度影響。由粘溫性能曲線可知，若注熱水，注入地層水的溫度只要大于27℃就可以。

2.1.2 長8油層高131原油色質(zhì)分析 高131原油色譜圖如圖3所示。

圖3 長8油層高131原油色譜圖Fig.3 Chromatograms of chang 8 reservoir Gao131 crude oil

原油色質(zhì)分析為降凝劑的篩選可提供可靠的依據(jù)。由圖3可以看出，高131原油以正構(gòu)烷烴組分為主，相對含量54.12%，其中碳數(shù)≥15的正構(gòu)烷烴占總正構(gòu)烷烴的76.55%；其次是其他有機(jī)物類34.85%；環(huán)烷烴相對含量6.23%，以甲基環(huán)己烷和二甲基環(huán)己烷為主；苯系物相對含量4.39%；多環(huán)芳烴相對含量0.41%。

2.2 降凝劑篩選實(shí)驗(yàn)

長8原油含蠟14%，凝固點(diǎn)約為32℃，而地層溫度只有17℃，為解決其在極淺層油藏的流動問題而采取的低溫降凝技術(shù)極為困難，必須打破傳統(tǒng)思路，有針對性地開展降凝實(shí)驗(yàn)。室內(nèi)選用柴油降凝劑、解聚劑、T808、HABS、雙子表活計(jì)、分散劑、SLHG降凝劑共7種藥劑進(jìn)行降凝實(shí)驗(yàn)。

7種藥劑單獨(dú)使用對長8儲層原油降凝效果不明顯，見下表1。

表1 不同種類化學(xué)劑降凝效果Tab.1 The pour point depressant effect on different types of chemicals

由表1可見，柴油降凝劑、解聚劑、T808、HABS、雙子表活劑沒有效果，分散劑和SLHG降凝劑可以將凝固點(diǎn)降低2℃。

利用具有降凝效果的分散劑和SLHG降凝劑作為主劑進(jìn)行復(fù)配，觀察實(shí)驗(yàn)效果。表2為復(fù)配后對長8儲層原油的降凝效果。

表2 復(fù)配藥劑對長8原油降凝效果Tab.2 The pour point depressant effect of compounding pharmacy on chang 8 reservoir crude oil

由表2可見，復(fù)配后藥劑可降低長8儲層原油凝固點(diǎn)1～3℃，只有2#添加劑和分散劑復(fù)配能夠明顯降低原油的凝固點(diǎn)。

室內(nèi)試驗(yàn)過的降凝類型有樹脂類、酐類、表面活性劑類、高碳醇酯類、分散類和復(fù)配類。其中復(fù)配類效果最好，利用分散劑作為主劑，加入某種添加劑可以有效降低長8和長8儲層原油凝固點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)稠油為長8儲層原油。一定濃度的分散劑與不同濃度添加劑對長8儲層原油凝固點(diǎn)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。其中配方濃度為重量百分比。

表3 復(fù)配添加劑對長8原油降凝效果Tab.3 The pour point depressant effect of combined additives on chang 8 reservoir crude oil

從表3可以看出，分散劑和添加劑復(fù)配可有效降低長8儲層原油凝固點(diǎn)，最低可降到4℃。添加劑的最佳濃度為0.5%。

用長8儲層原油作為實(shí)驗(yàn)用油，添加劑濃度為0.5%，分散劑選用不同濃度進(jìn)行試驗(yàn)，優(yōu)選出分撒劑最佳濃度。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表4。

表4 不同濃度分散劑對長8儲層原油降凝效果的影響Tab.4 The pour point depressant effect of different concentrations of dispersant on chang 8 reservoir of crude oil

根據(jù)表4繪制濃度-凝固點(diǎn)曲線見圖4。

圖4 不同濃度比例分散劑和添加劑時長8原油凝固點(diǎn)Fig.4 Ppour point depressant of Different concentration ratio of dispersant and additives for chang 8 reservoir crude oil

從以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，對于長8儲層原油，分散劑和添加劑復(fù)配可有效降低該儲層原油凝固點(diǎn)。添加劑最佳濃度為0.5%。分散劑最佳濃度為5%。5%分散劑+0.5%添加劑可使長8儲層原油凝固點(diǎn)從27℃降低到4.5℃。

2.3 降凝劑現(xiàn)場試驗(yàn)

經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)，多次調(diào)整降凝劑配方，最終將凝固點(diǎn)降低到5℃。2011年3月初經(jīng)過專家及采油廠對現(xiàn)場的勘察及了解初步確定了蒸汽吞吐、清潔壓裂液壓裂、降凝劑吞吐等工藝措施。初步篩選效果比較好、成本相對比較低的降凝劑+N2吞吐試驗(yàn)方案及清潔壓裂液壓裂方案。并做出了英53井的具體實(shí)施方案，工藝原理主要是利用降凝劑降低原油凝固點(diǎn)，利用氮?dú)庋a(bǔ)充能量并增加降凝劑的波及面積。

按照清潔壓裂液壓裂、RPIE采油方案，于2011年5月27日對英53井456～457m，460～464m，468～469m進(jìn)行了清潔壓裂液壓裂改造，破壓25.7 MPa，加砂 41m3，總液量 162.86m3。憋壓 1.5h 后利用5mm油嘴控制放噴，放噴結(jié)束后下泵投產(chǎn)，于5月29日見到油花，截止5月31日停抽累計(jì)產(chǎn)液113.7 m3，累計(jì)產(chǎn)油1.03t，最高日產(chǎn)油0.7t。6月1日注降凝劑12m3，最高壓力為9MPa。6月2日開始注N2，最高壓力為9.5MPa。6月9日中午11:30停注，累計(jì)注入N290063m3。6月10～6月12日關(guān)井后壓力降為6.8MPa，下午15:03開始放壓，6月13日繼續(xù)放壓，放噴時產(chǎn)液4.68m3，產(chǎn)油2t。6月14日中午14:00起出封隔器，后下泵投產(chǎn)，于晚上18:30上液，泵掛為420m，沖程為1.5m，沖次為11次，投產(chǎn)后無壓力，截止8月28日，累計(jì)產(chǎn)液77.82m3，累計(jì)產(chǎn)油17.18t，目前日產(chǎn)液0.48m3，日產(chǎn)油0.1t。試驗(yàn)井采出液凝點(diǎn)均已降低到5℃以下，原油流動性也很好，產(chǎn)量較試驗(yàn)前有很大提高。

3 結(jié)論

（1）長8油層高131原油粘度在剪切速率超過50s-1以后，剪切速率對原油的粘度基本不產(chǎn)生影響，原油呈牛頓流體狀態(tài)。組分以正構(gòu)烷烴為主，相對含量54.12%，其中碳數(shù)≥15的正構(gòu)烷烴占總正構(gòu)烷烴的76.55%。

（2）對于長8儲層原油，分散劑和添加劑復(fù)配可有效降低該儲層原油凝固點(diǎn)。在添加劑最佳濃度為0.5%，分散劑最佳濃度為5%時可使長8儲層原油凝固點(diǎn)從27℃降低到4.5℃。

（3）現(xiàn)場試驗(yàn)井采出液凝點(diǎn)均已降低，原油流動性也很好，產(chǎn)量有所增加且穩(wěn)定。

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