X油田不同因素對原油粘度的影響研究

安 輝，江 山

（長江大學(xué)，湖北 武漢 430100）

油田化學(xué)

X油田不同因素對原油粘度的影響研究

安 輝，江 山

（長江大學(xué)，湖北 武漢 430100）

本論文以X油田為研究背景，重點(diǎn)分析了影響該區(qū)塊粘度的因素，從而找到了適合該區(qū)塊的降粘工藝，不僅對于該區(qū)塊的石油開采具有很好的指導(dǎo)意義，還可以對鄰井的開采具有一定的借鑒作用。

X油田；稠油；粘度；因素；降粘

石油作為當(dāng)今世界最重要的能源物質(zhì)，對于國民經(jīng)濟(jì)的提升具有很大的作用。但隨著勘探開發(fā)的不斷進(jìn)行，石油資源的開采量越來越少，開發(fā)難度越來越大。因此，稠油的勘探開發(fā)越來越受到重視。X油田奧陶系碳酸鹽巖油藏勘探開發(fā)主要是中至重質(zhì)原油。同一油井在不同的開采階段，原油性質(zhì)也會發(fā)生一定的變化。本論文主要是針對X油田不同因素對原油粘度的影響機(jī)制，找到了適合該區(qū)塊的降粘工藝，對于該區(qū)塊稠油的開發(fā)具有一定的理論指導(dǎo)意義。

1 影響原油粘度的因素分析

稠油中的固體組分主要是石蠟、瀝青質(zhì)和膠質(zhì)，當(dāng)這些固體物質(zhì)在稠油中的濃度比較大時，稠油粘度急劇增大，具有明顯的非牛頓流體的特征。

1.1 蠟對稠油粘度的影響

石蠟是大多數(shù)原油沉積物的主要成份，典型原油蠟沉積物由約40%～60%的石蠟和少于10%的微晶蠟組成。微晶蠟與石蠟的組成和性質(zhì)等都有明顯差異，它們對原油流變性的影響也不同。

X油田的稠油含蠟量約為2%～6%，屬中、低含蠟。當(dāng)原油的含蠟量較高時，化學(xué)降粘效果差；反之，當(dāng)原油的含蠟量低時，化學(xué)降粘效果好。

1.2 膠質(zhì)對稠油粘度的影響

膠質(zhì)分子主要是由4～6個亞甲基將芳香環(huán)連在一起，相關(guān)研究表明膠質(zhì)含量與稠油粘度成正相關(guān)系，膠質(zhì)中S及（S+N+P）元素的含量與稠油的粘度正相關(guān)。膠質(zhì)中存在大量的雜環(huán)原子，使膠質(zhì)分子之間或膠質(zhì)分子與瀝青質(zhì)分子間形成絡(luò)合物。這種絡(luò)合物會導(dǎo)致稠油粘度的增大。對X油田原油的膠質(zhì)含量統(tǒng)計并與其他油田對比見下表1。

表1 國內(nèi)主要稠油油田及塔河油田稠油膠質(zhì)及瀝青質(zhì)含量對比Tab.1 Comparison of colloid and asphaltene content in heavy oil field and Tahe heavy oil field

由表1可以看出，X油田稠油的膠質(zhì)含量低于國內(nèi)其他油田的稠油膠質(zhì)含量。相對來說，其膠質(zhì)對該區(qū)塊原油粘度的影響較小。

1.3 瀝青質(zhì)對稠油粘度的影響

瀝青質(zhì)是從原油中分離出來的分子量最大的組分，在原油中以凝膠或溶膠狀態(tài)存在。從上表1可知，X油田瀝青質(zhì)的總含量要高于國內(nèi)其他稠油油田，是導(dǎo)致該區(qū)塊原油粘度高的重要因素。

1.4 溫度對粘度的影響

隨油溫從高到低的變化，稠油會從牛頓流體轉(zhuǎn)變?yōu)榉桥ｎD流體，稠油的粘度明顯呈上升趨勢。根據(jù)下圖1油田所測粘溫曲線可得：

（1）X油田稠油粘度隨著溫度的升高急劇降低；

（2）同一區(qū)塊的不同井，在同一溫度下對應(yīng)的的粘度差隨溫度的升高而降低；

（3）各區(qū)塊每條粘溫曲線都有一個拐點(diǎn)，在低溫段，粘度較敏感。不同的井在到達(dá)拐點(diǎn)前，原油粘度存在很大的差異。

圖1 X油田部分井粘溫曲線Fig.1 Curve of viscosity temperature in X oilfield

1.5 含水對粘度的影響

對X區(qū)塊稍微三口井進(jìn)行分析，結(jié)果見表2和圖2。

表2 不同含水粘度變化率計算Tab.2 Calculation of change rate of different water viscosity

圖2 三口井不同含水率對原油粘度的影響Fig.2 Effect of different water content on viscosity of crude oil in three wells

由表2、圖2可以看出，X區(qū)塊的稠油在井筒內(nèi)流動時具有以下特點(diǎn)：（1）在一定含水范圍內(nèi)，隨著含水的上升原油粘度上升，上升的幅度增大；在含水高于某點(diǎn)進(jìn)入油包水向水包油轉(zhuǎn)化后，粘度隨含水上升而下降；（2）含水乳化對X油田稠油粘度影響同樣因井而異。實(shí)驗(yàn)表明主要在含水20%～60%時乳化嚴(yán)重，乳化區(qū)間隨著井位的不同而不同。

2 不同降粘工藝的效果分析

2.1 摻稀比對稠油粘度的影響

摻稀工藝就是將輕質(zhì)原油、凝析油或原油蒸餾產(chǎn)品等按照一定比例與稠油進(jìn)行摻混，以達(dá)到降低稠油粘度的作用。輕質(zhì)油稀釋稠油不僅有好的降粘效果，且能增加產(chǎn)油量。通過對X區(qū)塊的411井的不同稀稠比粘溫關(guān)系以及降粘率的計算分析得到如下表3及圖3。隨著稀稠比的增大，441井的降粘率逐漸增加，增加到一定程度，趨勢變緩。在此條件下稀稠比為3∶7時，降粘效果較優(yōu)。

表3 441井不同稀稠比粘溫關(guān)系Tab.3 Tab Relationship between viscosity and temperature at different dilution ratio in 441 well

圖3 不同溫度下稀稠比與降粘率關(guān)系曲線圖Fig.3 Relationship between viscosity ratio and viscosityreduction rate at different temperatures

2.2 化學(xué)降粘對粘度的影響

化學(xué)降粘是指在稠油中加入某種藥劑，通過藥劑的作用達(dá)到降低原油粘度的方法。常用降粘方法有加入油溶性降粘劑的降粘技術(shù)和加乳化劑的降粘技術(shù)。不同的區(qū)塊應(yīng)該采取不同的化學(xué)降粘劑以達(dá)到最佳的效果。

2.2.1 油溶性粘劑降粘技術(shù) 油溶性降粘劑技術(shù)是在降凝劑技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型降粘技術(shù)。目前，國內(nèi)對該種降粘劑的研究僅僅局限于室內(nèi)還沒有大規(guī)模的進(jìn)行現(xiàn)場推廣。X油田在原油溶性降粘劑DS-1、DS-2、DS-3的基礎(chǔ)上，優(yōu)化出DS-4、DS-5兩種新的油溶性降粘劑，分別在如下幾口井進(jìn)行降粘試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 油溶性稠油降粘劑優(yōu)化評價試驗(yàn)Tab.4 Evaluation test of oil soluble heavy oil;viscosity reducer;optimization

由表4可知，降粘劑DS-4對1252井稠油降粘效果較好，在稀稠比56∶64時，加藥濃度0.5%時，50℃降粘率就達(dá)到73.2%；降粘劑DS-5對1286、TK1252、TK1294井降粘效果均較好，在加藥濃度0.5%時，50℃降粘率均達(dá)到50%以上。

2.2.2 稠油乳化降粘技術(shù) 乳化降粘就是稠油在表面活性劑作用下，形成O/W型乳狀液，從而達(dá)到降粘的目的。乳化降粘的關(guān)鍵是選擇質(zhì)優(yōu)、價廉、高效的乳化降粘劑。陰離子表面活性劑界面活性高，耐高溫，但抗礦鹽性差。X油田地層水礦化度超高（220～240g·L-1），因此，采用耐鹽型降粘劑在該區(qū)塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表5。

表5 耐鹽型降粘劑評價試驗(yàn)Tab.5 Evaluation test of salt resistant viscosity reducer

由表5可以看出，乳化降粘技術(shù)在一定條件下對X油田的降粘率基本可達(dá)99%以上，可以在該區(qū)塊進(jìn)行大力的推廣。

3 結(jié)語

本論文基于X油田超稠油的背景，從原油中的含蠟、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等物質(zhì)以及溫度和含水率的角度對該區(qū)塊稠油的機(jī)理進(jìn)行了分析，最終提出了適合該區(qū)塊的降粘技術(shù)：（1）采用3∶7的摻稀比來進(jìn)行混合；（2）采用油溶性稠油降粘劑在加藥濃度為0.5%是效果較好；（3）采用稠油乳化降粘技術(shù)對原油進(jìn)行降粘。通過大量的實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)這,3種方式在X油田的不同井位具有較好的降粘效果，值得進(jìn)一步的推廣與應(yīng)用。

［1］ 石斌，任振東，門秀杰.固體酸/堿和引發(fā)劑促進(jìn)渣油輕質(zhì)化的初步研究［J］.燃料化學(xué)學(xué)報，2006，34（4）：434-438．

［2］ 王建新，倪忠斌，沈曉東.高分子碳系自由基引發(fā)劑及其應(yīng)用［J］.現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用，2002，14（6）：40-42.

［3］ 鐘立國，劉喜林，范洪富.稠油的水熱裂解反應(yīng)及其降粘機(jī)理［J］.大慶石油學(xué)院學(xué)報，2002，26（3）：95-98.

［4］ 劉春天，劉永建.稠油水熱裂解反應(yīng)中有機(jī)硫化合物的轉(zhuǎn)化研究［J］.石油與天然氣化工，2004，33（6）：424-426.

Study on the influence of different factors on the viscosity of crude oil in X oilfield

AN Hui，JIANG Shan
（Yangtze University,Wuhan 430100，China）

In this paper,X oilfield as the research background,this paper analyzes the influencing factors of viscosity of the block,so as to find the visbreaking process for the block,not only has the very good guiding significance for the block of oil exploitation,can also have a certain reference for the exploitation of adjacent wells.

X oilfield;heavy oil;viscosity;viscosity factor

TE345

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20171141

2017-08-23

安 輝（1993-），男，長江大學(xué)在讀碩士研究生，研究方向：石油開發(fā)地質(zhì)。

導(dǎo)師簡介：江 山（1980-），男，副教授，研究方向：油藏工程與數(shù)值模擬。