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稠油破乳降粘减阻剂机理及应用探讨

发表时间：2021/3/26 来源：《中国科技信息》2021年3月作者：仉莉

[导读] 稠油乳化降粘开采法，是近几年一直延续应用的一种稠油开采技术。为了实现有效降低原油在井筒和管线运移阻力和粘度、降低掺水量,可研发新型稠油破乳降粘减阻剂。

中石化胜利油田分公司勘探开发研究院山东东营仉莉 257015

摘要：稠油乳化降粘开采法，是近几年一直延续应用的一种稠油开采技术。为了实现有效降低原油在井筒和管线运移阻力和粘度、降低掺水量,可研发新型稠油破乳降粘减阻剂。本文主要是从稠油破乳降粘减阻剂作用机理出发进行降粘减阻效果测试和高温性能测试，探讨减阻剂的技术和应用情况。
关键词：稠油降粘；破乳减阻；降粘实践
        专家预测：本世纪上半叶石油开采的主要对象是稠油开采。目前，我国辽河和胜利等油田的原油有相当部分属于稠油，储量有13亿吨。这些稠油仅用热力学的方法开采难度非常大。针对这种情况必须采取一些物理或化学的方法提高其流动性，才能进行开采。稠油的流动性差是制约稠油生产的主要矛盾。实践证明：采用蒸汽驱油与稠油破乳降粘减阻开采技术结合能更好的改善稠油的流动性，提高稠油采收率。此法综合成本较低，经济效益较好。
        稠油乳化降粘开采法，是近几年一直延续应用的一种稠油开采技术。但此法在实际生产中尚存在一些技术和实用性问题。如目前油田用的稠油乳化剂有些降粘减阻效果较差，有些不能适合低温，不能适应于正常添加其它药剂条件开采，不能耐高矿化度油井。有些是使用剂量大，约在500～5000ppm左右，成本较高，经济效益低。本项目研制的稠油破乳降粘减阻剂能适合低温、高温、高矿化度油井，又具有破乳、降粘、减阻性能且生产成本低，是稠油开采新技术。
        1稠油破乳降粘减阻剂作用机理
        稠油破乳降粘减阻剂的作用机理是将制备好的稠油破乳降粘减阻剂按一定浓度加入到稠油中，由稠油破乳降粘减阻剂破坏稠油中的天然乳化膜，解开稠油中的油包水乳液（W/O）反相形成水包油（O/W）的稠油乳液，从而降低稠油粘度，减小流动阻力，使其易于采出。
        在油田生产中，稠油破乳降粘减阻开采过程是将一定浓度的化学药剂从油管（套管）环形空间注入井底，在井下泵的抽吸搅拌作用下与稠油混合，形成O/W乳液，使稠油粘度降低而被采出。它包括乳液降粘和润湿降阻两方面作用。乳化降粘是使用水溶性较好的表面活性剂作乳化剂，将一定浓度的摘要乳化剂水溶液注入油井，使原油分散而形成O/W型乳状液，粘度和摩擦阻力大幅度降低；润湿降阻是将表面活性剂水溶液注入油井，破坏油管和抽油杆表面的稠油油膜，使表面润湿性反转变为亲水性，形成连续的水膜，减少抽吸过程中原油流动的阻力。
        2降粘减阻效果测试
       （1）测试仪器和测试方法：本试验采用NDJ-1型旋转粘度计测定稠油的绝对粘度。NDJ-1型旋转粘度计是用于测量液体的粘性阻力与液体的绝对粘度的新型仪器。降粘率测定方法是按照粘度计的标准测试要求进行。用φ70mm（容量250mm）的烧杯装入200ml稠油，在40℃恒温水浴中静置一小时后，用NDJ-1型旋转粘度计测定稠油的粘度，用相同的方法测定加药剂后的稠油的粘度，计算其降粘率。
（2）乳液的配制方法：配制60mL含300ppm稠油破乳降粘减阻剂的活性水，在40℃下将活性水加入盛有140ml稠油的烧杯中，油活性水比为3∶7，边倒边用玻璃棒剧烈搅拌，配制好稠油乳液待测。
（3）测试条件：将盛有稠油的烧杯，在水浴中降温，每隔2～3℃测定一次，在每个温度点上恒温5min，这样测定从40℃～20℃范围的稠油粘度。

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曙古32-10井、曙古32-06井的原油物性、粘度测定结果和加药剂后粘度测定结果
        3高温后样品性能测试
        3.1高温后样品状态
        为考察此药剂的耐高温性能，将合成的破乳降粘减阻剂样品置入烘箱中慢慢升温。在190～220℃，4.5小时后样品外观颜色没有变化。再经过3.0小时，烘箱温度达到270℃样品仍没变色，3小时后样品稍微变成灰白色。又在250℃下放置过夜，第二天样品仍为灰白色，无沉淀及其它物质生成为合格品。此药剂耐温性能好，可适合热采及蒸汽驱井。
        3.2破乳试验
        取未经加破乳降粘减阻剂原油样品进行破乳试验，采用几种破乳剂进行对比筛选，结果表明不论脱水速度、脱水率、水质界面与现场药剂相同。
        4稠油破乳降粘减阻剂现场应用的效果分析
        在现场每口井按设计要求注入一定数量药剂效果来看，稠油破乳降粘减阻剂水溶液与稠油形成水包油乳状液，起到降粘减阻的作用，降低采出液在地层及井筒内的流动阻力，有利于稠油的采出。现场施工工艺与稠油破乳降粘减阻剂水溶液在地层条件下与稠油的混合状态等因素将产生重要的影响。从前面的试验可以看出，温度的升高将有利于稠油降粘便于采出。
        稠油破乳降粘减阻剂加入后油水迅速乳化，在低温和压力变化的情况下大大降低了井筒内流体的流动阻力，稠油从地层渗流到井筒，稠油的采出效果非常明显。此药剂达到了降粘减阻的目的，随着稠油流体较大程度的采出，更有利于常温和低温开采，是一条既经济又实惠的开发稠油有效途径。
        5结论
        （1）从上述试验可以看出，稠油破乳降粘减阻剂对2口井的稠油具有较好的降粘减阻效果，当温度降低到室温20℃的条件下，也表现出较好的降粘减阻效果。同时，稠油破乳降粘减阻剂的耐高温性能较好，在250℃条件下不变化、不变质、不产生其它物质，冷却后，仍具有较好的降粘减阻效果。
        （2）通过稠油破乳降粘减阻剂对曙古
        2口井的稠油在不同温度条件下的降粘减阻效果评价表明，温度及水油比对水包油溶液的形成有影响。在同一温度下，水相比例越大越有利于水包油乳状液的形成。在同一水油比条件下，温度升高有利于水包油乳状液的形成。
        （3）加入此药剂后，不但具有降粘减阻
        作用还具有破乳性能，与现场药剂相比破乳速度、脱水率、水质、界面等指标相同，均优于其它国内厂家几种药剂。可达标合格外输，既节约二次添加破乳剂药剂费，又降低运行成本。
参考文献
[1]杨森,许关利,刘平,伦增珉,孙建芳,秦学杰.稠油化学降粘复合驱提高采收率实验研究[J].油气地质与采收率,2018,25(05):80-86+109.
[2]王治红,肖惠兰,左毅.开采与集输过程中稠油降粘技术研究进展[J].天然气与石油,2012,30(06):1-4+7.
[3]孙建芳.氮气及降粘剂辅助水平井热采开发浅薄层超稠油油藏[J].油气地质与采收率,2012,19(02):47-49+53+114.