稠油乳化降粘剂的研究及应用

黄丽仙，刘小平，孟莲香，美宏江，吴发英

（中石化中原油田分公司采油工程技术研究院，河南濮阳 457001）

中原油田的稠油油藏较分散、不集中，稠油采出程度低仅6%～9%，油藏埋藏深达3000 m，地层温度高达110℃，地层水矿化度高达25×104mg/L，由于原油粘度高，有的井原油粘度甚至达5000 mPa·s，生产中常有抽油杆断脱，井卡等事故，热洗工作量大，而且影响产量，检泵周期短。适合中原油田稠油特点的稠油井乳化降粘剂研究，该技术使稠油在井下乳化分散，降低稠油的粘度，大大增加了原油的流动性，同时改变油管内壁的润湿性，使稠油以冷抽方法采出。该技术投资少、见效快，工艺简单，针对性强。

1 稠油降粘剂的降粘作用机理

1.1 乳化降粘机理

1.1.1 乳化转向作用 原油是油包水（W/O）乳液，粘度大。降粘剂在活性剂的作用下，活性剂分子具有乳化转向作用，形成水包油型（O/W）乳液，从而降低分子间的摩擦力，增加原油的流动性。

1.1.2 降低油水界面张力 由于多种表面活性剂的作用，能够有效的降低油水界面张力，使原油中的油相与水相的界面张力降低，形成粘度很低的水包油型（O/W）乳液，而使原油的流动性能大大加强。

1.1.3 润湿降阻作用 表面活性剂使原油分散形成O/W 型乳状液，粘度和摩阻大幅度降低，破坏抽油杆和油管表面的稠油膜，使表面润湿性反转为亲水性，形成连续的水膜。

1.2 稠油降粘剂配方体系

该配方体系主要由NP-10、ABS、两性表面活性剂等组成，其质量比为1：2：2。其性能稠油降粘剂降粘率高，降粘率达98%以上，降粘剂配方使用浓度为2 ‰～6 ‰，该降粘剂耐温性高达110℃，具有耐盐，抗钙抗镁二价阳离子的影响，降粘剂配方与地层流体的配伍性好，研究的各区块降粘剂配方洗油能力强，可作为稠油井的热洗药剂。

2 实验部分

2.1 实验药品及仪器

实验样品主要包括，文38 块稠油、胡19 块稠油、NaOH，Na2CO3，NaHCO3，OP 系列、非离子型、两性型等不同类型工业品表面活性剂。

仪器主要包括TB200 旋转粘度计,量程：10～200×104mPa·s（成都产），NDJ-1 旋转粘度计,量程：10～10×104mPa·s（上海产），电脱水测定仪，全自动万分之一天平，十分之一电子天平，电热恒温水浴锅，电热恒温干燥箱。

2.2 稠油降粘剂的降粘效果评价测试方法

称取一定量的含水原油，放入50℃的超级恒温水浴预热30 min，按参水比为：油：水=7：3（8：2）加入降粘剂药剂，恒温50℃，30 min，用900 r/min 搅拌机搅拌2 min，形成水包油（O/W）乳液，测定其乳化液粘度。稠油粘度测定：按SY/T7549-2000 测定稠油的粘温曲线及稠油粘度测定。

降粘效率测定：按下式计算：

式中：η0-原油的表观粘度（mPa·s）；η-降粘后乳化液表观粘度（mPa·s）。

3 矿场试验

3.1 现场工艺研究

3.1.1 选井条件及应用范围 稠油粘度大于100mPa·s的普通稠油；应用范围：该技术主要是针对文38 块、胡19 块稠油进行研究的，该配方体系降粘剂不但适用于中原油田各区块稠油井井筒降粘，而且也适用在内蒙探区查干凹陷毛8 块稠油降粘。另外也适用于边远井及油层因稠油、胶质、沥青质堵塞的吞吐解堵。

3.1.2 现场工艺优化参数 根据井筒地层温度场变化、生产情况、原油产量、含水量、原油性质等参数进行综合分析、实验优化，确定加药浓度、掺水比例、加药周期、首次加药量、加药方式等。

3.2 稠油降粘效果评价

加药前后电流的变化：加入降粘剂前和降粘后每天测电流值进行比较，发现降粘后原油粘度降低，抽油机负荷减少，因而电流降低，通过加入降粘剂前后电流变化，可判断降粘效果。

加药前后回压的变化：加入降粘剂后，稠油流动增大，从试验井到计量站回压的降低，可判断降粘效果。

加药前后原油测粘温曲线的变化：加药前测稠油的粘温曲线与加药后取油样测原油的粘温曲线（不加药剂、不掺水），比较相同温度下原油粘度是否降低，可判断降粘效果。

井筒加药降粘或吞吐降粘后井产液量、产油量、含水量的变化，作采油曲线图，分析产量的变化，可判断降粘效果。

现场人员观察加入药剂前后井的启动电流、井是否正常开启、原油流动速度、抽油机的声音变化、是否减少稠油井热洗或掺热水次数，节省热洗车辆和设备，减少抽油杆断脱、稠油卡死等作业事故，能否维护正常生产，延长检泵周期。

3.3 现场应用

针对文38、胡19 块稠油特点，筛选稠油降粘剂系列配方，满足中原油田高温高压稠油油藏降粘需要。现场试验19 井次，试验的井均取得良好的效果，加药降粘前后原油的粘度明显下降，原油流动性大大增加，降低了抽油机负荷，使抽油机上行/下行电流降低，加药后的粘温曲线都低于加药前的粘温曲线，原油产量有所上升，见到了明显的效果，维护了油井的正常生产，该技术的成功应用，解决了稠油无法开采的难题，

典型井分析：文69-5 井从2002年8月就因油稠，原油流不动，抽油机负荷大，开不起来，原油抽不到井口，一直停产，从实施稠油吞吐降粘处理后，原油粘度大大降低由1140 mPa·s 降到190 mPa·s，加药前后的粘温曲线对比、加降粘剂后原油流动性增大，抽油机负荷降低，上行/下行电流由100/60 下降到80/50，上行电流下降率20%，该井从施工到现在，生产一直正常，最高日产液6 t，最高日产油4.2 t，平均每日增产液量3.8 t、平均每日增产原油2.4 t，起到了明显增油效果，使文69-5 井死井复活（见图1）。

图1 文69-5 加药前后的粘温曲线对比

胡19-41 井采用周期加药方式，加药前原油粘度高，抽油机负荷大，原油的粘度从加药前3400 mPa·s下降为155 mPa·s，稠油降粘率达95%，加药后粘温曲线显著降低（见图2），加药后电流下降很明显，电流从35/40（高压1140 伏）下降到15/12，电流下降率达57%，原油产量上升。

图2 胡19-41 加药前后的粘温曲线对比

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