稠油乳化降粘劑的研究及應(yīng)用

黃麗仙，劉小平，孟蓮香，美宏江，吳發(fā)英

（中石化中原油田分公司采油工程技術(shù)研究院，河南濮陽 457001）

中原油田的稠油油藏較分散、不集中，稠油采出程度低僅6%～9%，油藏埋藏深達3000 m，地層溫度高達110℃，地層水礦化度高達25×104mg/L，由于原油粘度高，有的井原油粘度甚至達5000 mPa·s，生產(chǎn)中常有抽油桿斷脫，井卡等事故，熱洗工作量大，而且影響產(chǎn)量，檢泵周期短。適合中原油田稠油特點的稠油井乳化降粘劑研究，該技術(shù)使稠油在井下乳化分散，降低稠油的粘度，大大增加了原油的流動性，同時改變油管內(nèi)壁的潤濕性，使稠油以冷抽方法采出。該技術(shù)投資少、見效快，工藝簡單，針對性強。

1 稠油降粘劑的降粘作用機理

1.1 乳化降粘機理

1.1.1 乳化轉(zhuǎn)向作用 原油是油包水（W/O）乳液，粘度大。降粘劑在活性劑的作用下，活性劑分子具有乳化轉(zhuǎn)向作用，形成水包油型（O/W）乳液，從而降低分子間的摩擦力，增加原油的流動性。

1.1.2 降低油水界面張力 由于多種表面活性劑的作用，能夠有效的降低油水界面張力，使原油中的油相與水相的界面張力降低，形成粘度很低的水包油型（O/W）乳液，而使原油的流動性能大大加強。

1.1.3 潤濕降阻作用 表面活性劑使原油分散形成O/W 型乳狀液，粘度和摩阻大幅度降低，破壞抽油桿和油管表面的稠油膜，使表面潤濕性反轉(zhuǎn)為親水性，形成連續(xù)的水膜。

1.2 稠油降粘劑配方體系

該配方體系主要由NP-10、ABS、兩性表面活性劑等組成，其質(zhì)量比為1：2：2。其性能稠油降粘劑降粘率高，降粘率達98%以上，降粘劑配方使用濃度為2 ‰～6 ‰，該降粘劑耐溫性高達110℃，具有耐鹽，抗鈣抗鎂二價陽離子的影響，降粘劑配方與地層流體的配伍性好，研究的各區(qū)塊降粘劑配方洗油能力強，可作為稠油井的熱洗藥劑。

2 實驗部分

2.1 實驗藥品及儀器

實驗樣品主要包括，文38 塊稠油、胡19 塊稠油、NaOH，Na2CO3，NaHCO3，OP 系列、非離子型、兩性型等不同類型工業(yè)品表面活性劑。

儀器主要包括TB200 旋轉(zhuǎn)粘度計,量程：10～200×104mPa·s（成都產(chǎn)），NDJ-1 旋轉(zhuǎn)粘度計,量程：10～10×104mPa·s（上海產(chǎn)），電脫水測定儀，全自動萬分之一天平，十分之一電子天平，電熱恒溫水浴鍋，電熱恒溫干燥箱。

2.2 稠油降粘劑的降粘效果評價測試方法

稱取一定量的含水原油，放入50℃的超級恒溫水浴預(yù)熱30 min，按參水比為：油：水=7：3（8：2）加入降粘劑藥劑，恒溫50℃，30 min，用900 r/min 攪拌機攪拌2 min，形成水包油（O/W）乳液，測定其乳化液粘度。稠油粘度測定：按SY/T7549-2000 測定稠油的粘溫曲線及稠油粘度測定。

降粘效率測定：按下式計算：

式中：η0-原油的表觀粘度（mPa·s）；η-降粘后乳化液表觀粘度（mPa·s）。

3 礦場試驗

3.1 現(xiàn)場工藝研究

3.1.1 選井條件及應(yīng)用范圍 稠油粘度大于100mPa·s的普通稠油；應(yīng)用范圍：該技術(shù)主要是針對文38 塊、胡19 塊稠油進行研究的，該配方體系降粘劑不但適用于中原油田各區(qū)塊稠油井井筒降粘，而且也適用在內(nèi)蒙探區(qū)查干凹陷毛8 塊稠油降粘。另外也適用于邊遠井及油層因稠油、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)堵塞的吞吐解堵。

3.1.2 現(xiàn)場工藝優(yōu)化參數(shù) 根據(jù)井筒地層溫度場變化、生產(chǎn)情況、原油產(chǎn)量、含水量、原油性質(zhì)等參數(shù)進行綜合分析、實驗優(yōu)化，確定加藥濃度、摻水比例、加藥周期、首次加藥量、加藥方式等。

3.2 稠油降粘效果評價

加藥前后電流的變化：加入降粘劑前和降粘后每天測電流值進行比較，發(fā)現(xiàn)降粘后原油粘度降低，抽油機負荷減少，因而電流降低，通過加入降粘劑前后電流變化，可判斷降粘效果。

加藥前后回壓的變化：加入降粘劑后，稠油流動增大，從試驗井到計量站回壓的降低，可判斷降粘效果。

加藥前后原油測粘溫曲線的變化：加藥前測稠油的粘溫曲線與加藥后取油樣測原油的粘溫曲線（不加藥劑、不摻水），比較相同溫度下原油粘度是否降低，可判斷降粘效果。

井筒加藥降粘或吞吐降粘后井產(chǎn)液量、產(chǎn)油量、含水量的變化，作采油曲線圖，分析產(chǎn)量的變化，可判斷降粘效果。

現(xiàn)場人員觀察加入藥劑前后井的啟動電流、井是否正常開啟、原油流動速度、抽油機的聲音變化、是否減少稠油井熱洗或摻熱水次數(shù)，節(jié)省熱洗車輛和設(shè)備，減少抽油桿斷脫、稠油卡死等作業(yè)事故，能否維護正常生產(chǎn)，延長檢泵周期。

3.3 現(xiàn)場應(yīng)用

針對文38、胡19 塊稠油特點，篩選稠油降粘劑系列配方，滿足中原油田高溫高壓稠油油藏降粘需要?，F(xiàn)場試驗19 井次，試驗的井均取得良好的效果，加藥降粘前后原油的粘度明顯下降，原油流動性大大增加，降低了抽油機負荷，使抽油機上行/下行電流降低，加藥后的粘溫曲線都低于加藥前的粘溫曲線，原油產(chǎn)量有所上升，見到了明顯的效果，維護了油井的正常生產(chǎn)，該技術(shù)的成功應(yīng)用，解決了稠油無法開采的難題，

典型井分析：文69-5 井從2002年8月就因油稠，原油流不動，抽油機負荷大，開不起來，原油抽不到井口，一直停產(chǎn)，從實施稠油吞吐降粘處理后，原油粘度大大降低由1140 mPa·s 降到190 mPa·s，加藥前后的粘溫曲線對比、加降粘劑后原油流動性增大，抽油機負荷降低，上行/下行電流由100/60 下降到80/50，上行電流下降率20%，該井從施工到現(xiàn)在，生產(chǎn)一直正常，最高日產(chǎn)液6 t，最高日產(chǎn)油4.2 t，平均每日增產(chǎn)液量3.8 t、平均每日增產(chǎn)原油2.4 t，起到了明顯增油效果，使文69-5 井死井復(fù)活（見圖1）。

圖1 文69-5 加藥前后的粘溫曲線對比

胡19-41 井采用周期加藥方式，加藥前原油粘度高，抽油機負荷大，原油的粘度從加藥前3400 mPa·s下降為155 mPa·s，稠油降粘率達95%，加藥后粘溫曲線顯著降低（見圖2），加藥后電流下降很明顯，電流從35/40（高壓1140 伏）下降到15/12，電流下降率達57%，原油產(chǎn)量上升。

圖2 胡19-41 加藥前后的粘溫曲線對比

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