現(xiàn)河稠油井黏度與溫度含水關(guān)系實(shí)驗(yàn)研究與應(yīng)用

王楊

摘要：針對(duì)現(xiàn)河油區(qū)稠油油藏配套電加熱舉升油井?dāng)?shù)不斷增多、耗電量持續(xù)加大的情況，開展了稠油黏度與溫度、含水關(guān)系實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：原油含水變化過程中存在一個(gè)拐點(diǎn)含水，拐點(diǎn)含水兩側(cè)原油黏度變化規(guī)律不同；定量研究了不同含水時(shí)原油黏度變化規(guī)律；同時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明任意含水條件下隨著溫度降低原油稠化速度不斷加快。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上制作了電加熱配套經(jīng)驗(yàn)?zāi)０澹粩鄡?yōu)化電加熱配套運(yùn)行時(shí)間，在現(xiàn)場應(yīng)用過程中取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：稠油、反相乳化拐點(diǎn)、黏度、溫度、含水

現(xiàn)河油區(qū)稠油分布在樂安油田和王家崗油田，含油層系以館陶組、沙河街組、潛山特超稠油油藏為主，原油黏度10000-100000mPa.s，溫度敏感性較強(qiáng)。在稠油開采過程中，電加熱井筒舉升是一項(xiàng)重要輔助工藝，可有效改善稠油的開采效果，但該項(xiàng)工藝耗電量大，造成開發(fā)成本增加。因此有必要針對(duì)稠油井的黏度敏感性進(jìn)行深入細(xì)致的研究，持續(xù)優(yōu)化電加熱井的合理使用，為稠油電加熱井的治理與管控提供技術(shù)支撐。

1、稠油黏度與溫度含水關(guān)系實(shí)驗(yàn)研究

實(shí)驗(yàn)中利用黏度計(jì)對(duì)稠油井產(chǎn)出油進(jìn)行黏度測量，研究不同含水、溫度對(duì)原油黏度影響關(guān)系。實(shí)驗(yàn)主要分為三步：第一步，對(duì)含水原油進(jìn)行電脫水處理；第二步，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要將脫水處理后的原油配置成不同含水的油樣；第三步，用旋轉(zhuǎn)黏度測定法分別測定不同溫度的原油黏度。

選取了不同黏度區(qū)間的10口稠油生產(chǎn)井，如表1所示。將每口稠油井產(chǎn)出液脫水后制作成一個(gè)樣品，分別標(biāo)為1#-10#樣品。其中：1#-5#樣品進(jìn)行50℃條件下原油黏度與含水關(guān)系曲線，即定溫度測黏度-含水關(guān)系曲線；6#-10#樣品進(jìn)行不同溫度條件原油黏度與含水關(guān)系曲線測定，即變溫度測黏度-含水關(guān)系曲線。

2、實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果與結(jié)論

通過上述實(shí)驗(yàn)，在對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析整理的基礎(chǔ)上，可以得出以下結(jié)論：

（1）在混合液含水升高的過程中，出現(xiàn)一個(gè)反相乳化拐點(diǎn)，即黏度極大值點(diǎn)

測定了50℃條件下不同樣品黏度與含水關(guān)系。當(dāng)混合液含水低于拐點(diǎn)含水時(shí)，隨著含水的升高混合液黏度持續(xù)增加；當(dāng)混合液含水達(dá)到拐點(diǎn)含水時(shí)，混合液黏度最高；當(dāng)混合液含水高于拐點(diǎn)含水時(shí)，隨著含水的升高混合液黏度持續(xù)降低。

（2）脫水原油黏度越高，含水原油的油水反相乳化拐點(diǎn)越低

對(duì)比分析了不同樣品反相乳化拐點(diǎn)的變化趨勢，針對(duì)不同樣品：當(dāng)脫水原油黏度<1000mPa.s時(shí)，拐點(diǎn)含水在50%左右；當(dāng)脫水原油黏度在1000-10000mPa.s時(shí)，拐點(diǎn)含水在40%-50%之間，當(dāng)脫水原油黏度大于10000mPa.s，拐點(diǎn)含水在30%-40%之間。

（3）含水達(dá)到反相乳化拐點(diǎn)時(shí)，黏度較脫水點(diǎn)黏度上升1.5-3.5倍

任意溫度條件下，在樣品剛脫水時(shí)黏度相對(duì)較低，在含水達(dá)到拐點(diǎn)時(shí)黏度達(dá)到極大值。對(duì)比分析40℃-80℃條件下拐點(diǎn)含水時(shí)對(duì)應(yīng)黏度與脫水點(diǎn)黏度，發(fā)現(xiàn)基本呈現(xiàn)1.5-3倍的倍數(shù)關(guān)系，即拐點(diǎn)含水對(duì)應(yīng)黏度是脫水點(diǎn)黏度的1.5-3倍。

（4）高含水時(shí)黏度較極大值點(diǎn)黏度下降3-10倍

任意溫度條件下，混合液含水達(dá)到80%以上時(shí)黏度將大幅度降低。對(duì)比分析40℃-80℃條件下拐點(diǎn)含水時(shí)對(duì)應(yīng)黏度與80%含水點(diǎn)黏度，發(fā)現(xiàn)基本呈現(xiàn)3-10倍的倍數(shù)關(guān)系。

（5）在任意含水條件下，隨著溫度的降低，原油稠化速度逐漸加快，黏度急劇上升

當(dāng)混合液溫度由80℃下降至70℃時(shí)，黏度上升1.5-2.0倍；而當(dāng)溫度由50℃下降至40℃時(shí)，黏度上升3.0倍左右，原油稠化速度加快。當(dāng)溫度低于40℃時(shí)，由表1可知，大部分樣品將達(dá)到凝點(diǎn)而變?yōu)楣腆w狀態(tài)。

3、實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果在現(xiàn)場初步應(yīng)用

以黏度-含水變化實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，在以上結(jié)論的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，制定了電加熱配套經(jīng)驗(yàn)?zāi)０澹焊唣ざ?、低含水井?shí)施電加熱配套，低黏度、高含水井取消電加熱配套，從而更加合理使用電加熱配套工藝。電加熱配套模板如表2所示。

根據(jù)以上模板，對(duì)現(xiàn)河油區(qū)正常生產(chǎn)的190口配套電加熱稠油井持續(xù)優(yōu)化，2014年取消電加熱配套19口，實(shí)現(xiàn)了電加熱配套井?dāng)?shù)的有效控制；同時(shí)對(duì)取消配套的生產(chǎn)井持續(xù)跟蹤，均正常生產(chǎn)。

如王140-平2井，2014年2月達(dá)到轉(zhuǎn)周生產(chǎn)末期，日油3.1噸，含水94.1%；在該井實(shí)施轉(zhuǎn)周措施時(shí)，考慮到該井黏度在10000mPa.s以內(nèi)，且預(yù)測措施后含水可穩(wěn)定在70%以上，因此根據(jù)模板取消了該井電加熱配套。措施實(shí)施后，該井供液持續(xù)穩(wěn)定，峰值日油水平達(dá)8.1噸，含水平穩(wěn)在70%以上，生產(chǎn)情況平穩(wěn)，表明取消電加熱配套達(dá)到了預(yù)期目的，實(shí)現(xiàn)降本增效。

4、結(jié)論

（1）在任意溫度條件下，隨著含水的上升，原油黏度逐漸增加；當(dāng)含水增加至拐點(diǎn)含水時(shí)，黏度最高；當(dāng)含水繼續(xù)增加，黏度又持續(xù)下降。

（2）在井筒舉升過程中，井筒溫度下降，黏度急劇增加，需配套電加熱工藝來避免稠油稠化凝固；但通過參考經(jīng)驗(yàn)?zāi)０?，可以適時(shí)停止電加熱配套運(yùn)行，從而降低原油開采成本，達(dá)到質(zhì)量與效益雙提升。