化學降粘工藝在稠油開采過程中的應用

摘 要：綜述了目前常用的稠油（包括特稠油和超稠油）降粘方法（包括摻稀油降粘、加熱降粘、稠油改質(zhì)降粘及化學降粘等四種）的降粘原理及其優(yōu)缺點。摻稀油降粘存在著稀油短缺及稠油與稀油間價格上的差異等不利因素;加熱降粘則要消耗大量的熱能，存在著較高的能量損耗和經(jīng)濟損失;改質(zhì)降粘要求較為苛刻的反應條件，同時使用范圍較窄;化學降粘使用范圍相對較寬（包括油層開采、井筒降粘、管道輸送等領域），同時工藝簡單，成本較低，易于實現(xiàn)。分析認為，采用化學降粘方法進行稠油降粘具有一定的優(yōu)勢，建議優(yōu)先考慮。

關(guān)鍵詞：化學降粘;稠油;降粘劑;采油

由于世界范圍內(nèi)原油供應緊張，儲量豐富的稠油日益引起了人們的關(guān)注。稠油富含膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，粘度高、密度大、流動性差;給開采和運輸帶來了極大的困難。降低稠油的粘度，改善稠油流動性，是解決稠油開采、集輸?shù)葐栴}的關(guān)鍵。

在原油的生產(chǎn)上常用的降粘助產(chǎn)方法有加熱降粘、摻稀降粘及化學降粘（化學降粘包括乳化降粘、油溶性降粘等方法）。近年來化學降粘技術(shù)應用得越來越多，成為石油生產(chǎn)過程中稠油助產(chǎn)的主要方法之一。稠油乳化降粘助產(chǎn)則因其成本低、降粘率高而顯示出了顯著的優(yōu)勢，得到了廣泛的應用。

化學降粘技術(shù)對我國稠油的開采和輸送具有特別重要的意義。我國稠油儲量豐富，但許多油藏因區(qū)塊分散、含油面積小、油層薄等原因不能經(jīng)濟地用蒸汽吞吐或電熱等方法開采;在沙漠和海底鋪設輸油管道時，傳統(tǒng)的加熱輸送方法不能適應惡劣的環(huán)境要求;另外，西部新建管線長且地形復雜，人煙稀少，也不宜采用加熱方法降粘。在這些情況下，化學降粘技術(shù)顯示出了得天獨厚的優(yōu)勢，值得大力推廣【1】。

1稠油的介紹

稠油亦稱重質(zhì)原油/高粘原油，目前國內(nèi)外稠油的分類標準不一致。稠油是指在油層溫度下粘度大于100mPa？s的脫氣原油，但通常都在1Pa？s以上。稠油由粘度高，流動阻力大，不易開采，其突出的點是含瀝青質(zhì)、膠質(zhì)較高。

目前國內(nèi)外在稠油開采過程中常用的降粘方法有：加熱法、摻稀油法、稠油改質(zhì)降粘及化學藥劑降粘法【2】。

2乳化降粘機理和稠油助產(chǎn)劑性能測試

⑴乳化降粘機理

乳化降粘就是在表面活性劑作用下，使稠油或?qū)/O型乳狀液轉(zhuǎn)變成O/W型乳狀液，從而達到降粘助產(chǎn)的目的【3】。

乳化降粘的主要機理包括乳化降粘和潤濕降阻兩方面【4】。乳化降粘中使用水溶性較好的納米復合型稠油助產(chǎn)劑，將一定濃度的納米復合型稠油助產(chǎn)劑水溶液注入油井或管線，使原油分散而形成O/W型乳狀液，把原油流動時油膜與油膜之間的摩擦變?yōu)樗づc水膜之間的摩擦，粘度和摩擦阻力大幅度降低;潤濕降阻是破壞油管或抽油桿表面的稠油膜，使表面潤濕性反轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性，形成連續(xù)的水膜，減少舉升及抽吸過程中原油流動的阻力。

⑵乳化降粘稠油助產(chǎn)劑性能測試

根據(jù)油水樣品，選擇使用JN-01納米復合型稠油助產(chǎn)劑為主劑，經(jīng)適當?shù)恼{(diào)整，作為稠油助產(chǎn)用劑。

JN-01是一種性能優(yōu)良的納米復合型稠油助產(chǎn)劑，由非離子-陰離子型表面活性劑、納米無機助劑復配而成。該產(chǎn)品與稠油接觸，能使油水界面張力下降，形成O/W型乳狀液，表面活性劑分子吸附于油珠周圍，形成保護膜，防止了油珠重新聚合;納米無機助劑，通過進入油水界面，被瀝青質(zhì)包圍后，瀝青質(zhì)能使納米無機助劑顆粒潤濕，在水周圍形成剛性膜，以阻止水滴間的聚合，減少液滴間的碰撞頻率和聚結(jié)速度，提高乳狀液的穩(wěn)定性;降低乳狀液與管壁間、乳狀液內(nèi)部分子間的摩擦力，以達到稠油降粘、助產(chǎn)的目的。

實驗設備

旋轉(zhuǎn)粘度計NDJ-8S（上海精析儀器制造有限公司）

實驗過程

①取150g的石油樣品的檢測樣品放入檢測杯中，并放置到設定溫度下恒溫水浴中。恒溫2個小時后，用旋轉(zhuǎn)粘度計測試樣品的粘度。

②取105g石油樣品，再取45g的水加入產(chǎn)液量的0.8%納米復合型稠油助產(chǎn)劑混合，將樣品和混合液倒入同一個檢測杯中，并分別放置到35℃、40℃、45℃、50℃、55℃恒溫水浴中。恒溫2個小時后，用玻璃棒攪拌樣品，再用旋轉(zhuǎn)粘度計測試樣品的粘度后。

完成上述實驗過程后，按下式計算出降粘率。

上式中，η0——原油初始粘度，mPa·s;

η1——乳化油粘度，mPa·s。

可以看出：在JN-01加入量0.8%（以產(chǎn)液量為基準）的情況下，溫度在35℃-55℃的范圍內(nèi)，其降粘度均在97%以上，降粘后原油體系的最高粘度不高于220mPa·s，效果較為理想。

3乳化降粘工藝技術(shù)在綏中36-1J平臺的應用

⑴乳化降粘在綏中36-1J平臺應用概況

乳化降粘工藝技術(shù)應用于SZ36-1J19井、SZ36-1J20井、SZ36-1J21井三口井。

由于該區(qū)塊稠油，且粘度較高，原油在井筒的流動性較差，對電潛泵的損耗有一定的影響，導致檢泵周期縮短，最終造成產(chǎn)量降低。原油舉升過程中的乳化降粘助產(chǎn)，就是在油套環(huán)空注入一定量的含納米復合型稠油助產(chǎn)劑的熱水，使其與地層滲流到井底的稠油混合而形成O/W形乳化液，這種乳化液與原油相比，粘度大大降低，其降低的幅度可達97%以上，極大的降低了舉升過程中因粘度高而帶來的阻力，提高原油的產(chǎn)量。

⑵乳化降粘工藝及流程設計

原油生產(chǎn)可以分為三個過程：從油藏到井底的流動（油層中的滲流）、從井底到井口的流動（舉升）以及從井口到地面站的流動（集輸），主要是前兩個過程粘度對產(chǎn)量的影響。將地熱水（回注水）與納米復合型稠油助產(chǎn)劑混合成為一定濃度的納米復合型稠油助產(chǎn)劑溶液，將其在油套環(huán)空注入井下，納米復合型稠油助產(chǎn)劑溶液與稠油混合后，再被電泵抽出，送至井口。由于納米復合型稠油助產(chǎn)劑溶液已經(jīng)與稠油在電泵的作用下，充分混合，其結(jié)果是稠油在舉升過程中的粘度大大降低，因而使得阻力減小，產(chǎn)量增加。

總結(jié)

通過該工藝技術(shù)分析得出結(jié)論，將熱水（回注水）與納米復合型稠油助產(chǎn)劑混合成為一定濃度的納米復合型稠油助產(chǎn)劑溶液，將其在油套環(huán)空注入井下。納米復合型稠油助產(chǎn)劑溶液與稠油混合后，再被電泵抽出，送至井口，極大的降低了稠油舉升過程中因粘度高而帶來的阻力，提高原油的產(chǎn)量。

參考文獻：

[1]萬仁溥，羅英俊.采油技術(shù)手冊[M].北京：石油工業(yè)出版社，1996

[2]尉小明，劉喜林，王衛(wèi)東等.稠油降粘方法概述[J].精細石油化工.2002

[3]辛福義.井筒稠油降粘技術(shù)應用現(xiàn)狀[J].特種油氣藏，2010

作者簡介：

石偉（1990年8月），男，漢族，天津市濱海新區(qū)，中海石油（中國）有限公司天津分公司，中級工程師，大學本科，現(xiàn)主要從事海上油氣田生產(chǎn)工作。