化学降粘工艺在稠油开采过程中的应用

摘 要：综述了目前常用的稠油（包括特稠油和超稠油）降粘方法（包括掺稀油降粘、加热降粘、稠油改质降粘及化学降粘等四种）的降粘原理及其优缺点。掺稀油降粘存在着稀油短缺及稠油与稀油间价格上的差异等不利因素;加热降粘则要消耗大量的热能，存在着较高的能量损耗和经济损失;改质降粘要求较为苛刻的反应条件，同时使用范围较窄;化学降粘使用范围相对较宽（包括油层开采、井筒降粘、管道输送等领域），同时工艺简单，成本较低，易于实现。分析认为，采用化学降粘方法进行稠油降粘具有一定的优势，建议优先考虑。

关键词：化学降粘;稠油;降粘剂;采油

由于世界范围内原油供应紧张，储量丰富的稠油日益引起了人们的关注。稠油富含胶质和沥青质，粘度高、密度大、流动性差;给开采和运输带来了极大的困难。降低稠油的粘度，改善稠油流动性，是解决稠油开采、集输等问题的关键。

在原油的生产上常用的降粘助产方法有加热降粘、掺稀降粘及化学降粘（化学降粘包括乳化降粘、油溶性降粘等方法）。近年来化学降粘技术应用得越来越多，成为石油生产过程中稠油助产的主要方法之一。稠油乳化降粘助产则因其成本低、降粘率高而显示出了显著的优势，得到了广泛的应用。

化学降粘技术对我国稠油的开采和输送具有特别重要的意义。我国稠油储量丰富，但许多油藏因区块分散、含油面积小、油层薄等原因不能经济地用蒸汽吞吐或电热等方法开采;在沙漠和海底铺设输油管道时，传统的加热输送方法不能适应恶劣的环境要求;另外，西部新建管线长且地形复杂，人烟稀少，也不宜采用加热方法降粘。在这些情况下，化学降粘技术显示出了得天独厚的优势，值得大力推广【1】。

1稠油的介绍

稠油亦称重质原油/高粘原油，目前国内外稠油的分类标准不一致。稠油是指在油层温度下粘度大于100mPa？s的脱气原油，但通常都在1Pa？s以上。稠油由粘度高，流动阻力大，不易开采，其突出的点是含沥青质、胶质较高。

目前国内外在稠油開采过程中常用的降粘方法有：加热法、掺稀油法、稠油改质降粘及化学药剂降粘法【2】。

2乳化降粘机理和稠油助产剂性能测试

⑴乳化降粘机理

乳化降粘就是在表面活性剂作用下，使稠油或将W/O型乳状液转变成O/W型乳状液，从而达到降粘助产的目的【3】。

乳化降粘的主要机理包括乳化降粘和润湿降阻两方面【4】。乳化降粘中使用水溶性较好的纳米复合型稠油助产剂，将一定浓度的纳米复合型稠油助产剂水溶液注入油井或管线，使原油分散而形成O/W型乳状液，把原油流动时油膜与油膜之间的摩擦变为水膜与水膜之间的摩擦，粘度和摩擦阻力大幅度降低;润湿降阻是破坏油管或抽油杆表面的稠油膜，使表面润湿性反转变为亲水性，形成连续的水膜，减少举升及抽吸过程中原油流动的阻力。

⑵乳化降粘稠油助产剂性能测试

根据油水样品，选择使用JN-01纳米复合型稠油助产剂为主剂，经适当的调整，作为稠油助产用剂。

JN-01是一种性能优良的纳米复合型稠油助产剂，由非离子-阴离子型表面活性剂、纳米无机助剂复配而成。该产品与稠油接触，能使油水界面张力下降，形成O/W型乳状液，表面活性剂分子吸附于油珠周围，形成保护膜，防止了油珠重新聚合;纳米无机助剂，通过进入油水界面，被沥青质包围后，沥青质能使纳米无机助剂颗粒润湿，在水周围形成刚性膜，以阻止水滴间的聚合，减少液滴间的碰撞频率和聚结速度，提高乳状液的稳定性;降低乳状液与管壁间、乳状液内部分子间的摩擦力，以达到稠油降粘、助产的目的。

实验设备

旋转粘度计NDJ-8S（上海精析仪器制造有限公司）

实验过程

①取150g的石油样品的检测样品放入检测杯中，并放置到设定温度下恒温水浴中。恒温2个小时后，用旋转粘度计测试样品的粘度。

②取105g石油样品，再取45g的水加入产液量的0.8%纳米复合型稠油助产剂混合，将样品和混合液倒入同一个检测杯中，并分别放置到35℃、40℃、45℃、50℃、55℃恒温水浴中。恒温2个小时后，用玻璃棒搅拌样品，再用旋转粘度计测试样品的粘度后。

完成上述实验过程后，按下式计算出降粘率。

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%（以产液量为基准）的情况下，温度在35℃-55℃的范围内，其降粘度均在97%以上，降粘后原油体系的最高粘度不高于220mPa·s，效果较为理想。

3乳化降粘工艺技术在绥中36-1J平台的应用

⑴乳化降粘在绥中36-1J平台应用概况

乳化降粘工艺技术应用于SZ36-1J19井、SZ36-1J20井、SZ36-1J21井三口井。

由于该区块稠油，且粘度较高，原油在井筒的流动性较差，对电潜泵的损耗有一定的影响，导致检泵周期缩短，最终造成产量降低。原油举升过程中的乳化降粘助产，就是在油套环空注入一定量的含纳米复合型稠油助产剂的热水，使其与地层渗流到井底的稠油混合而形成O/W形乳化液，这种乳化液与原油相比，粘度大大降低，其降低的幅度可达97%以上，极大的降低了举升过程中因粘度高而带来的阻力，提高原油的产量。

⑵乳化降粘工艺及流程设计

原油生产可以分为三个过程：从油藏到井底的流动（油层中的渗流）、从井底到井口的流动（举升）以及从井口到地面站的流动（集输），主要是前两个过程粘度对产量的影响。将地热水（回注水）与纳米复合型稠油助产剂混合成为一定浓度的纳米复合型稠油助产剂溶液，将其在油套环空注入井下，纳米复合型稠油助产剂溶液与稠油混合后，再被电泵抽出，送至井口。由于纳米复合型稠油助产剂溶液已经与稠油在电泵的作用下，充分混合，其结果是稠油在举升过程中的粘度大大降低，因而使得阻力减小，产量增加。

总结

通过该工艺技术分析得出结论，将热水（回注水）与纳米复合型稠油助产剂混合成为一定浓度的纳米复合型稠油助产剂溶液，将其在油套环空注入井下。纳米复合型稠油助产剂溶液与稠油混合后，再被电泵抽出，送至井口，极大的降低了稠油举升过程中因粘度高而带来的阻力，提高原油的产量。

参考文献：

[1]万仁溥，罗英俊.采油技术手册[M].北京：石油工业出版社，1996

[2]尉小明，刘喜林，王卫东等.稠油降粘方法概述[J].精细石油化工.2002

[3]辛福义.井筒稠油降粘技术应用现状[J].特种油气藏，2010

作者简介：

石伟（1990年8月），男，汉族，天津市滨海新区，中海石油（中国）有限公司天津分公司，中级工程师，大学本科，现主要从事海上油气田生产工作。