海上稠油采油工艺配套技术研究——以南海东部西江30－2油田稠油组化学降黏为例

杜河泉（中海石油（中国）有限公司深圳分公司，广东 深圳 518068）

西江30－2油田位于珠江口盆地惠州凹陷南部，油田平均水深约100m，是中海石油（中国）有限公司第一批对外合作生产的油田。油田共划分5个油组45个油藏。其中G0油组有6个油藏，分别为H0、H01、H00、H001、H000、H0001，底水油藏5个，边水油藏1个。油层厚度为5m左右，原油黏度为84.17mPa·s，地质储量大约为460×104m3，可以说到目前基本没有动用。该稠油层曾分别于2002年和2005年打了2口生产井，累计产油只有6×104m2。

1 化学降黏技术研究

化学乳化降黏技术在国内始于20世纪90年代，在辽河、胜利、新疆克拉玛依、塔河、吐哈、中原等油田都取得了较好的应用效果。能够有效改善稠油在地下和井筒中的流动性，成本低且工艺简单，有效缓解稠油开发的难度，增加稠油油井的产量。针对渤海油田的稠油物性，研发的化学乳化降黏系列体系BHJ－01和BHJ－02，降黏率＞95%，能够有效改善原油流动性，适用于井筒降黏和地层吞吐降黏，产品无毒、无腐蚀性，在渤海稠油油田成功应用10余井次，取得了良好的经济效益。由于西江30－2油田韩江组稠油物性与渤海油田的差异性，目的是针对西江30－2油田储层物性、流体特性、地面流程特点开展化学降黏技术研究，形成与之适用的化学降黏开采工艺技术。

降黏剂地层吞吐形成乳化体系需具备两个必要条件，首先是一相必须扩散到另一相中。在注降黏剂期间，高速注入形成机械动力能够导致物理混合和相扩散，同时，降黏剂活性体系与原油的重力差异可以导致两相的混合。另外，形成乳化体系的必要条件是存在表面活性剂，这种表面活性剂能使油水混合后分散在油中的水相稳定。降黏剂体系就具有这样的性能。当存在低质量分数表面活性剂时，油水分散体系能保持稳定，若没有表面活性剂存在，油水体系就会由于重力作用而迅速分离。

2 西江30－2油田韩江组浅层稠油化学降黏体系研究

2.1 降黏剂体系初选研究

根据西江30－2油田储层温度、地层水特性及原油特性，从与地层水的配伍性、储层温度的耐温性、原油的降黏性能角度出发，对非离子类、阴离子－非离子类、阴离子类及双子型类降黏剂体系共13种药剂进行初步筛选，得到适用于西江30－2油田油、水特性的降黏剂体系。

1）与地层水配伍试验 用模拟地层水配制质量分数为1.0%的降黏剂溶液，室温下观察溶液状态。若产生沉淀，说明该降黏剂与地层水不配伍；若溶液清晰透明，说明该药剂与地层水配伍，进行耐温性能试验评价。

2）降黏剂在储层温度下的稳定性试验 将与地层水配伍的降黏剂配制成质量分数1.0%的溶液，在地层温度（76℃）下放置72h后观察溶液状态。若产生沉淀，说明该药剂不能适应地层温度条件；若溶液清晰透明，说明该药剂能够适应地层温度条件，进行降黏性能试验评价。

3）降黏性能评价 将能够耐地层温度的降黏剂配制成质量分数0.1%的溶液，在油水比7∶3、50℃下使用旋转黏度计测原油乳液的黏度。选取降黏率≥50%的药剂体系作为西江30－2油田稠油降黏剂的初选配方，进行系统研究。在西江30－2油田地层温度、油水特性情况下，进行了13种降黏剂体系试验研究。结果表明：非离子型降黏剂表现出耐温性能差特点，同时存在浊点效应，地层温度（76℃）下性能失效；阴离子型降黏剂抗盐性能差，与模拟水中的Ca2＋、Mg2＋离子混合后降黏剂活性组分的可溶性和分散性下降，含盐量达到一定值时，O／W乳状液反相变为W／O乳状液，乳状液不稳定且出现分层；阴－非离子型降黏剂兼具阴离子型降黏剂的耐温性能和非离子型降黏剂的抗盐性能，对目标油田原油的降黏性能一般；双子型降黏剂耐温和抗盐性能好，对目标油田原油的降黏性能较好。根据试验结果，确定西江30－2油田原油化学降黏体系配方为：双子型降黏剂（90%）＋ 润湿剂（5%）＋ 渗透剂（5%），命名为西江－01降黏剂。

2.2 药液质量分数对降黏效果的影响研究

为了优选现场应用时的加药质量分数，通过测定加入不同质量分数降西江－01降黏剂的原油降黏效果，确定使用质量分数。选取西江－01降黏剂的加药质量分数为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，油水比7∶3，测定降温过程（76～25℃）原油乳液黏度。试验结果显示，随着降黏剂质量分数的增加，原油乳液黏度降幅越大，加药质量分数为0.3%时，降黏率＞90%；继续增大药液的质量分数，原油乳液黏度降低幅度不明显。因此确定西江－01降黏剂的现场加药质量分数为0.3%。

2.3 原油含水率对降黏效果的影响研究

为了研究西江－01降黏剂对于原油含水高低的适应性，确定降黏剂对于原油含水率的要求，分别测定不同原油含水率10%、20%、30%、40%、50%和降黏剂加药质量分数0.3%情况下，原油乳液在降温过程（76～25℃）的黏度。试验结果表明，原油含水率＜30%时，降黏效果较差；当原油含水率≥30%时，降黏效果明显。因此，使用西江－01降黏剂时，原油含水率≥30%情况下效果较好。

2.4 西江－01降黏剂润湿性能研究

1）对油管管壁润湿性评价 根据井筒化学降黏的机理，通过降黏剂的湿润作用，使液流流动阻力显著减少，即在管壁上吸附了一层水膜，从而使原油和管壁之间的摩擦变成表面活性剂水溶液与管壁的摩擦，达到流动阻力显著下降的目的。因此，降黏剂对于油管管壁润湿性的影响，是选取化学降黏剂及井筒乳化降黏工艺的需要考虑的关键因素之一。

试验方法：分别将原油及其0.3%西江－01的原油乳状液置于玻璃试管中，将N80材质挂片置于液体中，取出后观察挂片表面原油黏附现象，同时将原油及乳液从试管中倒出，观察玻璃管壁原油黏附现象，试验结果见图1。

由图1看出，未乳化原油强力黏附在N80钢片上，黏附量大且难以剥离；而乳化原油黏附能力较弱，黏附量较小且易于剥离。另外，从玻璃管壁黏附看，未乳化原油有大量原油黏附在内壁上，而乳化原油仅有少量挂壁。因此西江－01降黏剂能够在管壁形成亲水膜，提高管壁亲水性，原油不黏附，对原油流动具有很好的减阻作用。

2）对地层岩石润湿性评价 根据化学吞吐降黏的作用机理，化学吞吐液进入油层后，通过改善岩石表面亲水性，提高油相渗透率。此外，吸附滞留在地层中的化学降黏剂还具有预防胶质沥青质沉积的作用。通过降黏剂对地层岩石润湿性的改善影响试验研究，评价降黏剂在吞吐降黏开采工艺中的性能。

试验方法：采用接触角法测试，分别测量模拟地层水、0.3%西江－01降黏剂模拟地层水溶液与岩心的接触角。

结果表明，地层水溶液在岩心片表面的接触角为61°，0.3%的西江－01地层水溶液在岩心片表面的接触角为22°。西江－01降黏剂能够改善地层润湿性，增强岩石亲水性。

2.5 西江－01降黏剂降低油水界面张力性能研究

化学吞吐降黏开采过程中，降黏剂溶液通过降低油水界面张力，可显著降低毛细管力，提高洗油效率，使油滴能在较低的压差下通过较小的喉道。因此，降黏剂降低油水界面张力的性能尤为重要。试验方法：配制0.1%～0.5%质量分数的西江－01降黏剂模拟地层水溶液，测其与原油的界面张力值，每质量分数下测试3次，取平均值。结果表明，加入西江－01降黏剂后，油水界面张力大幅度降低。药液质量分数越高，降黏幅度越大；超过0.3%后，油水界面张力达到超低界面张力级别（10－4N／m），继续增大药液质量分数，界面张力值降低不明显。该结果与降黏剂优选使用质量分数0.3%相符合。

2.6 西江－01降黏剂腐蚀性试验研究

降黏剂在使用过程中，是否会造成注入管线和油管的腐蚀，是化学降黏技术应用需考虑的问题之一。因此需要开展西江－01降黏剂在西江30－2油田油水特性下的腐蚀性能评价试验。

试验方法：参照标准 《SY－T 5273—2000油田采出水用缓蚀剂性能评价方法》。试验温度参考地层温度（76℃）；挂片为 N80；配制用水为模拟地层水；西江－01降黏剂质量分数为0.1%、0.3%、0.5%，每质量分数下做2组平行试验。在试验条件下，空白水样（地层水）的静态腐蚀速率为0.0641mm／a；加入西江－01降黏剂后，腐蚀速率＜0.05mm／a；随着降黏剂质量分数的增加，腐蚀速率随之降低，且均低于油田水控制腐蚀速率＜0.076mm／a。西江－01降黏剂溶液与空白地层水相比，在注入和产出过程中不会造成或加剧注入管线和油管的腐蚀，且表现出一定的缓蚀性能，主要因为西江－01中的主要组分双子型表面活性剂易于吸附钢材表面，形成钝化保护膜，起到防腐蚀作用。

图1 玻璃管壁原油黏附现象

3 结论

西江30－2油田韩江组浅层稠油为胶质沥青石蜡混合基稠油，在开采过程中易发生地层流动性差和井筒举升困难问题；另外的挑战就是油层薄，一般只有5～6m；而且大底水，像这样的油藏特征如没有特殊的开采方法和技术很难形成规模性的生产或好的经济效益。针对西江30－2油田储层温度、油水特性、地面油水处理流程特点，开展化学降黏技术的研究，其意义深远。研究结果表明，化学降黏对提高西江油田稠油开采效果十分显著。

1）开发出一种适用于西江30－2油田稠油化学降黏剂体系西江－01，其配方为双子型表面活性剂（90%）＋ 润湿剂（5%）＋ 渗透剂（5%）。该降黏剂体系使用质量分数0.3%下的原油降黏率＞90%，具有良好的洗油和改善岩石表面亲水性的能力，能够有效降低油水界面张力至超低界面张力级别，在原油含水率≥30%时效果较佳，可分别应用于地层吞吐降黏开采和井筒化学降黏技术中。另外，西江－01降黏剂体系具有良好的缓蚀性能，与油水处理流程中药剂配伍性良好，对原油脱水速率及脱出水质无影响。

2）形成了西江30－2油田稠油井筒化学降黏工艺和地层吞吐降黏工艺。

以上研究形成的这套化学降黏技术将很快投入应用，同时结合其他有效的控水技术如流入控制装置ICD、中心管采油技术、可渗透性膜控水装置、双完井技术和智能完井系统等。相信通过这一系列的配套技术，西江油田的生产必将焕发青春，更上一层楼。