小洼油田掺液降粘技术研究与试验

小洼油田掺液降粘技术研究与试验

小洼油田为特稠油油藏，主要采用蒸汽吞吐和蒸汽驱方式开发，井筒举升工艺应用了掺稀油和电加热两种工艺，但由于吞吐轮次增加，蒸汽吞吐效果逐渐变差，井筒举升成本逐年升高，制约了油田的开发，针对这个问题，开展了化学降粘技术的试验与应用，取得较好效果。

标签：掺液降粘；蒸汽吞吐；井筒举升

1 小洼油田降粘技术应用现状

1.1地质概况。

小洼油田构造上位于辽河断陷中央凸起南部倾没带的北端。原油性质具有高密度、高粘度、低含蜡量特性，属特稠油油藏。油藏埋深1150～1460m，50℃地面脱气原油粘度为5757～38700mPa·s，凝固点为13～18.24℃，含蜡量 1.85～2.20%，胶质+沥青质为32.27～33.56%，

1.2降粘技术应用情况。

（1）随着蒸汽吞吐轮次的增加，轻质组分被采出；蒸汽冷凝水与原油形成油包水乳化液；地下存水使蒸汽前缘的热水带加热温度低等原因导致地层原油粘度升高，流动性变差，井筒举升困难，增加掺稀油量。

（2）2012年，小洼油田年掺稀油量14.86万吨，每吨稀油差价损失1315元，年差价损失1.954亿元。

（3）现有的掺稀油工艺，为确保偏远采油站的稀油到站温度，防止稀油温度过低，结蜡堵塞输油管道，采用了过量输送的方式，输送量高于采油站的掺油需求，部分稀油并未进入井下与稠油混合，地面回掺油使稀油利用率降低。

2 井筒掺液降粘工艺技术

2.1化学降粘剂。

（1）降粘剂主剂的筛选。

降粘配方体系主剂是一种改性烷基糖苷，其合成方法采用一步法。

一步法是在酸性催化剂条件下，葡萄糖半缩醛羟基直接与脂肪醇羟基发生缩醛化反应，生成烷基糖苷和水，脱水后，加入一定量的环氧乙烷和环氧丙烷，形成带有聚氧丙烯和聚氧乙烯链的嵌段共聚型烷基糖苷。

（2）降粘配方辅剂的选择。

非离子型表面活性剂指分子中含有在水溶液中不解离的醚基为主要亲水基的一类表面活性剂。最典型的是环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚物。

两段或两段以上的环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚物是常用的非离子乳化剂，HLB值为10-16，相对分子量为1500-2500，主要在乳化降粘剂中作辅剂，也可以做主剂。这类活性剂消费量仅次于阴离子型表面活性剂，由于在水溶液中不能电离，因而它不会与其它电离物质发生化学反应而产生沉淀，而且具有临界胶束浓度低、胶束聚集性强、可获得高增溶性、低界面张力和低吸附损耗，可根据需要灵活增减聚氧乙烯醚的链长等突出优点，在稠油乳化降粘中具有较好的应用前景。

（3）降粘配方体系基本研究与优化。

设定降粘配方体系主剂和降粘配方体系辅剂的比例为：1：1、2：1、3：1、4：1、5：1，进行复配。确定了降粘配方体系主剂和降粘配方体系辅剂的最佳配比为3.6：1。

（4）降粘作用机理研究。

掺液降粘机理通常归结为三种：①乳化降粘，即活性剂作用下油包水型乳状液反相成水包油型乳状液而降粘；②破乳降粘，即活性剂使油包水型乳状液破乳生成游离水，根据游离水量和流速，形成“水套油心”，“悬浮油”，“水漂油”而降粘；③吸附降粘，即活性剂分子吸附于管壁上或油层上减少摩擦阻力。这三种降粘机理往往同时存在，不同表活剂和不同条件起主导作用的降粘机理也不同。

依据最佳密堆积理论及原油乳状液理论可得出：原油中掺入化学降粘剂后首先发生破乳作用脱出原油部分含水，然后脱出水与降粘剂共同与原油形成低粘度的水包油型乳状液，从而实现降粘的目的。

由此得出：稠油化学降粘分为两个阶段进行：第一阶段是破乳降粘，第二阶段是乳化降粘，起主要降粘作用的是乳化降粘。

2.2井筒降粘配套工艺技术研究。

（1）地面加药装置系统。

研制了加药系统，该装置可PLC全自动运行，能降低劳动强度，药剂投加量精确可调，计量泵防腐耐蚀、严密性好、体积小，出口液量计量准确，并可以随时根据稠油生产井举升情况调整降粘剂注入量。

儲药箱防锈防腐能力强，安装液位传感控制器，过压保护系统；箱顶部预留有加注进口孔方便注液，外部全面保温，防止在冬季水箱内部药液结冰。

（2）井下举升工艺。

①空心杆掺泵上混合工艺。

泵上搅拌装置原理：地层流体与降粘剂的混合液经过泵上杆式混合器中的混合元件将混合液先分成若干股液流，再将若干股液流混合，最终达到降粘剂与地层流体混合均匀目的。每增加一级混合元件，就增加一次上述混合过程，可根据具体稠油物性以及所需掺入的药剂物性，确定混合元件级数，达到现场所需的混合效果。

②空心杆掺泵下混合工艺。

通过柔性金属越泵的空心柱塞将化学药剂输送至泵下，在地层流体入泵前与化学药剂通过杆式泵下静态混合器的充分混合，使两者呈现均匀分布的状态，由于两者接触面积被最大化后，在举升过程中使之扩散作用快速发挥作用，形成水包油的液流形态，最终达到乳化降粘的目的。

③毛细管套掺工艺：是在抽油泵管柱下端安装侧向单流阀、管式泵下静态混合器组成油井生产管柱，将毛细管通过毛细管保护器固定在油管上，与井口毛细管悬挂器连接后，完成地面流程改造。降粘剂经由毛细管流入至泵下，避免了普通套掺化学药剂自由沉降的问题，地层流体与降粘剂经过侧向单流阀后进入管式泵下静态混合器内，通过静态混合器的充分混合后进入抽油泵上方，最终达到降粘剂与地层流体充分混合的效果。

3现场应用效果

2013年至2014年9月底，已完成现场试验8口井1井次。其中空心杆泵上试验4井次，空心杆泵下试验6井次，毛细管套掺试验1井次。阶段减掺稀油1158t，减少掺稀油差价损失152.3万元。