稠化油緩速乳化堵水技術(shù)

【摘?要】在室內(nèi)通過一系列模擬實(shí)驗(yàn)，研究了含水率、礦化度、乳化劑濃度等對(duì)乳狀液粘度變化的影響，觀測(cè)乳狀液長(zhǎng)期穩(wěn)定性;通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理分析，找出了影響稠化油緩速乳化堵水效果的主要原因。通過開展室內(nèi)巖心模擬實(shí)驗(yàn)研究，測(cè)定了壓力變化、采收率變化，研究了乳化原油的注入能力，測(cè)定突破壓力，分析了乳化稠油封堵性能，確定了合理的注入?yún)?shù)。

【關(guān)鍵詞】選擇性堵水;緩速乳化;粘度性能;乳化劑

1 前言

注水區(qū)塊開發(fā)已進(jìn)入中后期，存在含水上升速度快，產(chǎn)油快速下降等問題。以往開展了調(diào)剖等穩(wěn)油控水技術(shù)研究與應(yīng)用，取得了一定效果，但部分油井仍存在高含水的現(xiàn)象。對(duì)此，近些年提出了“調(diào)堵結(jié)合”的思想，開展了稠化油堵水技術(shù)研究，篩選出了以高凝稠油為主的乳化體系，但在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施過程中，該體系遇水快速乳化，影響了堵水效果。因此，開展高升油田注水區(qū)塊稠化油緩速乳化堵水技術(shù)進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)油-水緩慢乳化，保證現(xiàn)場(chǎng)施工，達(dá)到封堵水竄通道，提高油井產(chǎn)量的目的。

2 配方體系室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究

將兩種互不相溶的液相，一般可視為水相和油相，其中一相以微粒分散在另一相中而形成乳狀液新體系。乳化過程必須借助于機(jī)械攪拌力和合適的乳化劑的作用。在水—油—乳化劑體系中，乳化液的類型主要取決于乳化劑在水、油兩相的溶解性，又稱親水親油平衡（HLB）。規(guī)定表面活性劑的HLB數(shù)值為1～40，其中非離子表面活性劑的HLB數(shù)值為1～20。HLB數(shù)值越大，親水性越強(qiáng)。作為油包水（W/O）型表面活性劑的表面活性劑HLB值為3.5～6.0，而作為水包油型的為8～18。其中1.5～3.0為消泡劑，7.0～9.0為潤(rùn)濕劑，13～15為洗滌劑。

3乳化稠油穩(wěn)定性影響因素研究

不同乳化劑濃度、含水率、采出水的礦化度對(duì)乳狀液粘度及穩(wěn)定性具有較大影響，本節(jié)考察原油在不同乳化劑濃度、含水率、采出水的礦化度下形成乳狀液的粘度和微觀形態(tài)，評(píng)價(jià)了乳狀液長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

3.1乳化劑濃度的影響

根據(jù)堵水機(jī)理，我們需要研制出高粘度、高穩(wěn)定性的油包水型乳狀液，因此首先需要考察乳狀液的類型，我們主要采用的是稀釋法。稀釋法鑒別乳狀液類型，是通過觀察乳狀液在水中的分散現(xiàn)象，判斷該乳狀液的類型。實(shí)驗(yàn)采用木質(zhì)素磺酸鈉乳化劑、遼河高升采油廠合作脫水原油、遼河高升采油廠采出水，在乳化溫度為75℃，配制不同乳化劑濃度、含水率為60%的乳狀液，觀察乳狀液乳化結(jié)果。采用60%的含水率，在乳化溫度為75℃的條件下，2%～8%的乳化劑都能使高升采油廠合作脫水原油與采出水完全乳化，形成油包水型乳狀液。

3.2含水率的影響

配制乳化劑濃度為6%、不同含水率的乳狀液，通過使用顯微鏡、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)等測(cè)定乳狀液的粘度和微觀形態(tài)，從而考察含水率對(duì)原油乳化類型、乳化后粒徑分布。

在不同溫度下，含水率為50%、60%的乳狀液都能維持在75℃內(nèi)6個(gè)月不破乳。說明該乳化劑的穩(wěn)定性能好，在高含水率、高溫的條件下，都能保持高穩(wěn)定性不破乳。但是含水率70%的乳狀液輕微出水，說明其穩(wěn)定性不好。但是70%含水率形成的液滴大小非常不均勻，而且有些自由液滴非常大，說明70%含水率形成的乳狀液不穩(wěn)定?？紤]粘度和封堵性，因此確定含水為60%。

3.3礦化度的影響

不同地區(qū)采出水礦化度各有不同，如果想要推廣這類乳化劑在各地使用，就要考慮這類乳化劑對(duì)采出水不同礦化度的適應(yīng)性，考察礦化度對(duì)形成乳化劑的影響以及對(duì)高礦化度采出水的敏感性。采用不同礦化度水配置乳狀液，在75℃條件下觀察其穩(wěn)定性，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，礦化度為0mg/L～20000mg/L形成的乳狀液穩(wěn)定性均較好，在75℃時(shí)都能維持6個(gè)月內(nèi)不破乳。

4 配方體系室內(nèi)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)

4.1乳化劑的界面張力研究

乳化劑的主要作用機(jī)理是：①降低液液界面張力，從而減小了因乳化而引起的界面面積增加帶來的體系的熱力學(xué)不穩(wěn)定性;②在分散相液滴表面因表面活性劑吸附而形成機(jī)械的、空間的或電性的障礙，減小分散相液滴聚結(jié)速度。吸附層的機(jī)械和空間障礙作用使液滴相互碰撞時(shí)不易聚結(jié)，而空間和電性障礙可以避免液滴間相互靠攏。

4.2室內(nèi)巖心模擬實(shí)驗(yàn)研究

通過上面的研究，在70℃條件下采用包水型乳化劑HSJ-3，通過模擬地層采取壓裂前后巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)堵水劑配方的封堵率、突破壓力、殘余阻力系數(shù)的參數(shù)等。

通過以上巖心實(shí)驗(yàn)可以得出，封堵率均達(dá)到90%以上，突破壓力梯度均達(dá)到5MPa/m以上，殘余阻力系數(shù)均達(dá)到10以上，封堵性能良好，能夠?qū)Φ貙舆M(jìn)行有效地封堵。以上實(shí)驗(yàn)研究證明，使用本課題研制出的乳化劑制備的活化油堵水劑在注入地層時(shí)，能夠很好的實(shí)現(xiàn)緩速乳化堵水的目的。

5結(jié)論

（1）對(duì)于高升采油廠合作區(qū)塊原油采用油包水型乳化劑HSJ-3時(shí)形成的乳狀液初始粘度比較低，能滿足現(xiàn)場(chǎng)注入壓力的要求，經(jīng)過一段時(shí)間觀察HSJ-3配置的乳狀液粘度增大。觀察6個(gè)月，此乳狀液的粘度一直維持在12000mPa·s以上，符合緩速乳化堵水的要求。

（2）通過研究篩選出的配方體系影響因素，確定了乳化劑使用濃度為6%，含水為60%，耐礦化度達(dá)到20000mg/l。

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作者簡(jiǎn)介：

孫銘澤，女，出生于1983年2月，工程師，2006年7月畢業(yè)于鞍山師范學(xué)院，學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)在遼河油田公司高升采油廠工藝研究所從事油田開發(fā)工作，工程師。

（作者單位：中石油遼河油田公司高升采油廠）