超深超稠油水溶性降粘劑的研發(fā)與應用

趙忠文 鄒國君 黃明良 劉士暢 蔣磊

（中國石油化工股份有限公司西北油田分公司采油二廠，新疆 輪臺841604）

塔河油田稠油埋藏深度5400m-7000m，為高密度、高粘度、高凝點、高鹽的重質原油，平均原油粘度在200萬毫帕秒，屬超深超稠油油藏。稠油主要分別在塔河十二區(qū)大部分區(qū)域、塔河十區(qū)北和東區(qū)域。受技術條件受限，前期化學降粘劑存在節(jié)約稀油率低，產量損失高，對原油破乳脫水影響大的問題，因此采油二廠稠油開采主要依靠摻稀油降粘工藝，隨著稠油產量逐年上升，摻稀油用量急劇增加，面臨油價低、稀油缺口大、稀稠油差價大的嚴峻形勢，嚴重限制稠油產能的提升和效益開發(fā)[1-2]。

1 塔河稠油物性及組分分析

1.1 稠油物性分析

塔河油田超深層稠油油藏埋藏深度在5400m 以下，地層壓力系數(shù)1.091，油藏溫度126℃一130℃，塔河重質油原油密度一般在.0.96~1.0285mg/cm3 之間，油層原油粘度2426~46.21mPa.s，地面原油粘度700~25000mPa.s(50℃)， 595~20×104 ， 含硫2.28%~3.35%之間，地層水210000mg/L，Ca2+、Mg2+10000mg/L屬深層、正常壓力系數(shù)、偏低溫異常、重質、高礦化度稠油油藏。

1.2 稠油組分分析

膠質、瀝青質含量較高，均大于20%，易在油水界面形成強度高的界面膜，使稠油粘度增加，阻礙了W/O型稠油乳狀液向0/W型乳狀液的轉相。瀝青質含量越高，W/O型稠油乳狀液越穩(wěn)定，轉變?yōu)?/W型乳狀液的過程越困難[3]。稠油中C、N、0、S的元素的存在，使稠油含有大量的羥基、羧基和氨基，其中以羥基占多數(shù)；亦存在芳 環(huán)化合物、雜環(huán)化合物和C=O基團，這些基團的存在導致分子之間粘度變大，油樣變稠[4]。

2 高效水溶性降粘劑技術研發(fā)

2.1 高效降粘機理研究

（1）水基分散降粘劑的表面活性劑具有多個官能團，實現(xiàn)快速分散降粘，即在表面活性劑作用下形成水包油型乳狀液，決定乳狀液粘度的連續(xù)相油相變?yōu)樗啵瑥亩档驼扯?；形成“水套油心”、“懸浮油”、“水漂油”而降粘；同時具有吸附降粘，即表面活性劑分子吸附與管壁上或油層間，而減小摩擦阻力；且水基分散降粘劑空間位阻大，阻礙分散后的乳液再聚集、耐溫、耐鹽、作用快[5]。

圖2-1 高效水基降粘劑表面活性劑分子結構

（2）取代極性基團改質降粘，水基分散降粘劑分子上具有多酚氧化鍵、過氧化氫鍵、脂肪醇等，取代稠油分子鏈的極性基團。

2.2高效水溶性降粘劑分子設計

針對高粘原油膠質瀝青質含量高，設計了一種分子結構具有多個親水和親油基團的表面活性劑，能滲透、分散原油中的膠質瀝青質的表面活性劑。實現(xiàn)：（1）降低油水界面張力促進水油穩(wěn)定分散；（2）原油表面形成牢固水膜，降低井筒摩阻。（3）研發(fā)羧酸鹽類陰離子表面活性劑與非離子表面活性劑復配，具有降粘減阻功能。（4）利用“相似相溶”原理：表面活性劑疏水鏈的長度與膠質瀝青質的碳鏈長度相似，提高原油増溶能力，具有分散降粘功能。

3 現(xiàn)場試驗情況及效果評價

3.1 TH121100現(xiàn)場試驗情況

TH121100 井位于塔河12 區(qū)超稠油區(qū)塊，加藥前該井日產液27.8t，日產油8.3t，日摻稀油43.2t，稀稠比達到10:1。試驗期間采用油套環(huán)空伴稀油加藥工藝開展試驗，現(xiàn)場工藝流程簡單，一臺撬裝加藥泵，將加藥管線連接到摻稀管線伴隨稀油一起進入井下即可；無需油水置換期，生產運行穩(wěn)定，日加液量160L，井場無需人工值守，易于推廣應用。

3.2 效果評價

2019 年4 月-2020 年1 月在TK688、TH12251、TH121100 三口井開展高效水溶性降粘劑應用，全年累計節(jié)約稀油16245噸，其中TK688和TH12251井以鹽水為介質摻入，全年累計節(jié)約稀油769 噸，TH121100 井以稀油為介質摻入，全年累計節(jié)約15476噸。

試驗結果表明加入高效降粘劑后，摻稀油用量降低50%以上、油井電流、回壓生產參數(shù)不升反降的效果，多次試驗重現(xiàn)性好，規(guī)律明確。其中TH121100單井累計節(jié)約稀油15476t，累計增油4394.2t?，F(xiàn)場試驗證明了藥劑對聯(lián)合站破乳沒有任何影響。

表3-1 高效水基降粘劑試驗前后效果對比

3.3 選井原則

通過試驗應用，確定了水溶性化學降粘劑選井原則，明確了應用范圍，為后期繼續(xù)推廣應用提供了有效支撐。

表3-2 水溶性化學降粘選井原則

4 結語

1、本文找到了一種適合于塔河油田超稠超稠油新型高效水溶性的降粘體系；

2、現(xiàn)場應用驗證了水基降粘方式針對含水大幅變化油井的廣泛適應性；

3、明確了選井原則及推廣應用標準；

4、建立了兩種水溶性降粘加藥配套工藝流程體系。