稠油井降粘剂降粘机理与现场应用

稠油井降粘剂降粘机理与现场应用

作者：黄耀综

来源：《中国科技博览》2018年第17期

[摘要]本文从降粘剂分子与稠油中各组分的相互作用方面探讨油溶性降粘剂的降粘机理，油溶性降粘剂通过破碎沥青质的层状结构、降低油水界面张力，起到降低原油粘度、增加原油流动性的效果，有效解决了超稠油粘度大、注汽压力高的问题，在超稠油领域得到了成功的应用。

[关键词]稠油；降粘剂；破坏分子结构；降低；油水界面张力

中图分类号：TE624.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）17-0045-01

虽然我国稠油开发以蒸汽吞吐开采技术为主要方法，常规冷采产量所占份额很低，但有一半以上的稠油油藏不适合用热法开采。稠油化学降粘方法作为一种新型的降粘技术，正在得到广泛研究和应用。通过向原油中注入降粘剂，可以改变岩石-原油-水体系的界面特性，降低油水界面张力，改变岩石的润湿性，降低残余油饱和度，从而提高采收率。

一、油溶性降粘剂的降粘机理

在油田开发过程中，含水原油一般形成水包油型乳化液。由于原油中含有胶质、沥青质和环烷酸等天然油包水型乳化剂，在油田中低含水生产期的采出液一般为油包水型乳化液。与原油相比，油包水型乳化液的流变性发生了很大变化，主要表现为非牛顿流体性质增强，粘度（在非牛顿流体时指表观粘度）升高，低温时的结构强度增大，不利于原油的开采和集输。但是，当油包水型乳化液中加入一定量的降粘剂后，其流变性将得到改善，粘度降低，低温时的结构强度减小，乳化液的转相点（临界含水率）降低，有利于油田原油的生产。

目前，关于油溶性降粘剂的降粘机理多借鉴降凝剂的降凝机理，从降粘剂分子与稠油中各组分的相互作用方面探讨其降粘机理。油溶性降粘剂通过破碎沥青质的层状结构、降低油水界面张力，起到降低原油粘度、增加原油流动性的效果，有效解决了超稠油粘度大、注汽压力高的问题，在超稠油领域得到了成功的应用。油溶性降粘剂的降粘机理如下：

（1）破坏大分子结构，降低原油粘度。

油溶性降粘剂含有极性官能团，能够透过胶质层渗透进沥青质的层状结构内部，与有机溶剂共同破碎沥青质的层状结构，有效控制沥青质相的几何尺寸和相间堆积，从而实现原油粘度的降低。由于不同稠油的胶质、沥青质分子结构和分子大小不同，油溶性降粘剂具有很强的选择性。一般来说，加入降凝剂时稠油凝固点会有一定程度的降低。由于蜡的网状结构被抑制，由蜡造成的稠油的部分结构粘度消失，屈服值降低，表观粘度也有一定幅度的下降，即降凝剂都具有降粘作用，但这种降粘作用的本质是降凝的结果。

（2）降低油水界面张力，增加原油流动性。

油溶性降粘剂又是一种很好的表面活性剂，当原油含水时降粘剂在油水界面吸附，可以降低油水界面张力，油水体系在降粘剂的作用下形成水外相微乳，且随着含水增加形成的微乳越充分，原油粘度也越低，流动性越强。

二、降粘剂现场应用效果评价

由于某区块为特稠油油藏，经综合分析使用的是油溶性降粘剂，自2016年1月29日至2月3日，降粘剂厂家在某1井进行了原油降粘试验，累计注入降粘剂1.7t。

在1月31日注入1.4t降粘剂后，2月1日停止电热杆加温，抽油机正常运行，上下行电流分别降低1A、3A，日产油量增加了0.5吨，随着加药次数的增加，生下行电流均有所下降，井口温度下降到35℃左右，但产油量增加，原油粘度也由5649mPa·s下降到1441mPa·s，说明降粘效果显著。

三、存在的问题及下步工作建议

（1）由于油溶性降粘剂只有在保证充分与稠油的胶质、沥青质分子相互作用的情况下才能起到明显的降粘作用，所以井下混合条件对其应用有很大影响。通过向套管中注入降粘剂只能降低井筒内稠油的粘度，不能保证与稠油充分作用，所以降粘效果有限。尽管已有井下混液器产品，但受其可靠性影响，现场使用并不多。因此，对降粘剂注入方式仍需进行优化，以达到充分降粘的目的。

（2）使用油溶性降粘剂虽然可以克服乳化降粘技术的部分缺陷，但是，开发油溶性降粘剂难度大，目前对稠油的降粘率还不够高，国外少有人研究，国内研究进展缓慢。在降粘剂与地层的配伍性方面的研究仍不充分，对于选井条件、施工工艺优选等方面，还需深入研究。

（3）目前，在国内外文献中单一使用油溶性降粘剂进行稠油降粘开采的报道较少，较为可行的方法是把油溶性降粘剂与稀释剂或乳化剂或热力方法配合使用，做为降低降粘费用或提高降粘效率的一种辅助手段。例如，有人研究的水热裂解催化降粘开采技术就是一项基于热力开采的前沿开采技术。它借鉴了稠油炼化和改质的思路，尝试使稠油可以在井下实现原位改质降粘。它是通过向油层注入高温蒸汽，同时加入水热裂解催化降粘剂，将油层视为一个天然的反应器，利用蒸汽的热量，使稠油在水热条件下实现催化裂解，将稠油中的大分子部分裂解为小分子，部分改变稠油的品质，不可逆的降低稠油的粘度，从而达到易于开采的目的。

参考文献

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