稠油沥青分散剂的筛选及效果研究

向 晶，唐善法，刘志明，刘 进

(1.长江大学石油工程学院，湖北武汉 430000;2.中国石油西北油田分公司塔河采油三厂，新疆阿克苏 842016)

我国西部某油田富含胶质、沥青质，部分生产井沥青质含量高达50%以上，油藏流体在油层和地面的表现差异较大，具有高热敏性。随着油藏开采程度的不断加深，外来流体的侵入造成油藏流体组成发生很大变化，破坏了原油体系的相平衡状态，导致原油中胶质、沥青质等有机固相组分不断析出、沉积［1］，使部分孔喉受到堵塞，岩石渗透率明显下降，导致原油产量及注水量的降低［2］。堵塞物在井筒中不断沉积，将增加原油举升阻力，堵塞油管及油套环空，严重时导致油井停产［3］。目前常用的清除沥青质沉积方法有减小剪切力及压力降、定期刮管清除、溶剂处理、注入分散剂［4－5］等，其中注入分散剂由于具有分散效果好、施工安全、环保等特点成为解决沥青堵塞问题的有效途径［5－6］。这类分散剂的主要作用是将沥青质分子包围使其稳定在原油中，而不发生絮凝和沉积造成堵塞［6］。本研究考察了几种分散剂的溶解和分散性能，筛选出对堵塞物溶解效果最好的分散剂XJ－2，并对其性能进行评价。

1 实验

1.1 原料

分散剂WD－06，主要成分为甲苯，山东万达有限公司;JX－108，主要成分为胺类，河北省河间市吉祥石油助剂有限公司;CL－5，主要成分为十二烷基苯磺酸，HSMY－J北京汇思明远能源技术有限公司;MCS，主要成分为聚醚多元醇，石油大学;XJ－2，主要成分为长烷基链环状醇醚，石油大学。堵塞物样品，国内西部某油田沥青堵塞物垢样，堵塞物组分分析见表1。原油，国内西部某油田脱水油样，物理性质见表2。

表1 胶质沥青质析出井堵塞物组分分析 %

表2 原油组分及物理性质分析

1.2 仪器

HH－4恒温水浴锅，上海锦屏仪器仪表有限公司;DZF－1恒温干燥箱，天津市泰斯特仪器有限公司;NDJ－4旋转黏度计，上海赛德利思精密仪器仪表有限公司。

2 结果与讨论

2.1 分散剂的筛选

2.1.1 分散剂对沥青堵塞物的溶解性

分别取5种分散剂(纯剂)10 mL加入25 mL比色皿中，放入60℃水浴中预热15 min，加入约3.000 0 g块状堵塞物，摇匀后置于60℃恒温电热水浴锅中溶解1 h，滤出剩余未溶解垢样，在60℃恒温干燥箱中干燥2 h，取出剩余垢样，计算溶解速率及溶解率，结果见表3。

表3 不同类型分散剂对沥青的溶解性实验结果

从表3看出，上述5种分散剂对沥青堵塞物均具有一定的溶解能力，且分散剂XJ－2溶解率均高于其他分散剂，这是因为该分散剂主剂是含环状和长烷基链的表面活性剂，可吸附在沥青质分子上，形成沥青质的空间稳定层稳定沥青质。其次，其含一种阴离子表面活性剂作为渗透剂，为分散剂快速进入有机沉积物内部形成通道，提高分散剂的溶解效果。

2.1.2 分散剂对石蜡的溶解性

采取相同实验方法，考察沥青分散剂XJ－2和CL－5对不同生产井蜡质堵塞物的溶解效果，并将溶解后的滤液置于冰箱中，降温观察蜡再次析出时温度，结果见表4。

表4 分散剂XJ－2对蜡样溶解性实验结果

从表4看出，2种分散剂对蜡质堵塞物均具有良好的溶解能力。60℃下浸泡1 h，可将蜡质堵塞物全部溶解。但对滤液的降温过程中，添加分散剂XJ－2的滤液在温度降至－12℃时仍无蜡质堵塞物析出，说明分散剂XJ－2对蜡质堵塞物有良好的抑制作用。综合考虑，选择XJ－2为沥青分散解堵剂。

2.2 温度对溶解能力的影响

固定其他条件，考察温度对分散剂XJ－2溶解效果的影响，结果见图1。

图1 温度对分散剂XJ－2溶解速率的影响

从图1看出，分散剂XJ－2对堵塞物的溶解速率随温度升高呈增加趋势，在60～70℃时增加迅速，大于70℃时增加缓慢，70℃时溶解速率达1.490 3 mg/(mL·min)，而 90℃ 时最高，达1.713 2 mg/(mL·min)。

2.3 分散剂最大溶解量

分别取分散剂XJ－2 20 g 4份于烧杯中，置于90℃水浴中预热15 min，加入不同生产井沥青质堵塞物垢样约3 g，摇匀后置于90℃水浴中溶解1.5 h，观察堵塞物垢样溶解情况，若完全溶解则继续加入约3 g堵塞物垢样，以此类推直至不能溶解，滤出剩余未溶解垢样，在90℃恒温干燥箱中干燥2 h，取出剩余垢样，结果见表5。

表5 分散剂XJ－2的最大溶解量

由表5看出，分散剂XJ－2用量为20 g时，对沥青质堵塞物的最大溶解质量达8.840 8 g，最大溶解率达97.32%，溶解效果明显。

2.4 分散剂浓度对原油黏度的影响

将分散剂XJ－2按不同浓度加入原油样品中，30℃下，采用 NDJ－4旋转黏度计，考察XJ－2浓度对原油体系黏度的影响，结果见图2。分散剂XJ－2对原油具有一定的降黏效果，当其浓度为1 000 mg/L时，原油黏度大幅下降，大于1 500 mg/L后黏度下降较缓慢。

图2 分散剂XJ－2浓度对原油黏度的影响

3 现场应用

针对沥青堵塞物析出而堵塞井筒现象，现场应用分散剂XJ－2进行解堵，措施成功率100%，经济效益非常显著，典型井例如下:

Th1井:该井原油流动性较好，沥青质平均含量51.4%，胶质平均含量5.54%。该井在生产历程中累计发生4次沥青质堵塞问题，堵塞物呈细小颗粒状，处理井筒期间返出5 m3胶质沥青质堵塞物，处理后恢复生产。2013年4月加注分散剂XJ－2，解堵效果明显，至今未出现沥青质堵塞问题。目前，该井井口压力稳定在1.10 MPa，套管压力稳定在0.98 MPa，日产液量35 t，不含水。

TP12井:沥青质平均含量7.22%，胶质平均含量11.28%。该井在2012年6月发生沥青质堵塞电泵，洗井作业无效后处理井筒，处理井筒过程中发现存在大量胶质沥青质堵塞物。2012年8月上调油嘴直径至12.0 mm生产，2013年6月采取加注分散剂XJ－2，至今未出现沥青质堵塞问题。目前，该井井口压力稳定在0.22～0.89 MPa，套管压力稳定在1.06～1.68 MPa之间，日产液量19～40 t，基本不含水。

4 结论

1)分散剂XJ－2具有极强的溶解稠油中胶质沥青质及杂环芳烃能力，极强的分散胶质沥青质的能力。

2)分散剂XJ－2可有效地降低稠油黏度，提高原油在低温下的流动性，改善原油在井筒中的举升能力。

3)现场应用证明，分散剂XJ－2能有效清除胶质、沥青质造成的堵塞，是一种发展前景良好的分散剂。

［1］Newberry M E，Barker K M.Organic formation damage control and remediation［J］.SPE 58723 － MS，2000.

［2］汪伟英，周克厚，王尤富，等.有机垢对地层损害机理研究［J］.油气地质与采收率，2002，9(6):67 －68.

［3］马爱青.沥青分散技术研究［J］.化学工程与装备，2012(2):26－29.

［4］赵凤兰，鄢捷年.用于预防和解除有机垢的修井液添加剂［J］.钻井液与完井液，2005，22(BO5):107 －109.

［5］樊泽霞，丁长灿，李玉英，等.沥青质沉淀清除剂的研制与应用［J］.特种油气藏，2013，20(4):113 －116.

［6］赵凤兰，鄢捷年.沥青质沉积抑制剂和清除剂研究［J］.油田化学，2004，21(4):310 －312，309.