鮑彥鋒

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津300459）

隨著常規(guī)油藏的不斷開采，稠油油藏作為主要的非常規(guī)油藏，逐漸成為未來石油開采的主要方向和趨勢。稠油中具有高含量的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，導(dǎo)致其黏度高，流動性差，這無疑大大增加了稠油開采和運(yùn)輸?shù)某杀?。因此，稠油開采過程中的關(guān)鍵就是要對稠油降黏，以改善其流動性問題。目前，最常用的稠油降黏技術(shù)主要有熱采降黏、改質(zhì)降黏、物理降黏、微生物降黏以及乳化降黏技術(shù)等等，其中乳化降黏法由于降黏效果好、工藝簡單、經(jīng)濟(jì)成本低廉的特點(diǎn)，成為目前廣受研究學(xué)者歡迎的降黏方法。乳化降黏法是指將含有乳化劑的活性水注入稠油油層中，并通過一定的外力攪拌將稠油乳化，使其轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)相為水相的水包油（O/W）乳狀液，從而顯著降低稠油黏度和流動摩阻，有效提高其開采能力[1-3]。

隨著開采地層條件越來越嚴(yán)苛，井下溫度、地層水礦化度越來越高，乳化降黏劑需要有一定的耐溫耐鹽能力，因此，研制一種耐溫耐鹽的乳化降黏劑具有現(xiàn)實(shí)意義。以某油田稠油為原料，通過多種表面活性劑復(fù)配，得到了具有陰、非離子多重特性的新型抗溫抗鹽稠油乳化降黏劑NL，很好的改善了單一表面活性劑的性能[4-8]。室內(nèi)對復(fù)配的乳化降黏劑開展了稠油乳化性能評價(jià)試驗(yàn)，結(jié)果表明，該劑在乳狀液中降黏效果顯著，能夠很好的促進(jìn)稠油乳狀液的穩(wěn)定性，且耐溫耐鹽效果突出，取得了較好的研究效果。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料和儀器

現(xiàn)場某油田稠油；復(fù)合型表面活性劑乳化降黏劑NL，淡水，油田模擬地層水，實(shí)驗(yàn)室自制。

TX-500全自動界面張力儀（美國科洛有限公司）；SNB-2數(shù)字式黏度計(jì)（上海精天電子儀器有限公司）；XMTD-7000恒溫水浴鍋（上海景邁儀器設(shè)備有限公司）；高溫老化罐、GJS-B12K電動攪拌器（青島海通達(dá)專用儀器有限公司）；JE1002電子天平，燒杯，量筒（荊州市江津化玻有限公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

（1）稠油乳狀液配制 將稠油原油和含有降黏劑的淡水或鹽水溶液按照一定比例混合，使用電動攪拌器在1000r·min-1下充分?jǐn)嚢杈鶆?，并在一定溫度下恒溫水?h，即得到所需乳狀液。

（2）降黏率測定 分別取一定量的稠油試樣和含有乳化劑的水溶液，按照一定比例攪拌混合后，倒入試樣檢測杯中，恒溫水浴1h，用黏度計(jì)測試混合體系在不同溫度下的黏度，計(jì)算稠油乳化液的降黏率：

式中 φ0：稠油初始黏度，mPa·s；φ1：稠油乳化后黏度，mPa·s。

2 結(jié)果與討論

室內(nèi)對NL-1乳化降黏劑進(jìn)行了性能評價(jià)，主要包括乳化體系油水比、抗溫、抗鹽、穩(wěn)定性及對油水界面張力的影響。

2.1 原油黏溫曲線測定

在樣品杯中量取一定量的稠油樣品，設(shè)置多個(gè)不同的水浴溫度（包括20～90℃），并用黏度計(jì)測定不同溫度下稠油的黏度。其原油黏度隨溫度變化的曲線見圖1。

圖1 原油黏度隨溫度變化曲線Fig.1 Crude oil viscosity change curve with temperature

由圖1可以看出，溫度對原油黏度的影響較大，隨溫度的升高其黏度明顯降低。

2.2 油水比對乳狀液黏度的影響

室內(nèi)將稠油和乳化劑水溶液按不同比例攪拌混合，配制出不同油水比的混合乳狀液，在50℃下恒溫水浴1h后，分別測定各稠油乳化液的黏度和穩(wěn)定性變化，結(jié)果見表1。

表1 油水比對乳狀液黏度的影響Tab.1 Effect of oil-water ratio on the viscosity of emulsion

由表1可以看出，油水比越低，黏度越低，乳狀液穩(wěn)定性越高，降黏率越高，混合體系逐漸形成水包油的乳化體系。當(dāng)油水比小于7∶3時(shí)，體系黏度已低至56mPa·s，降黏率達(dá)90%以上，具有顯著的降黏效果。從機(jī)理上分析，在井底條件下，油水比越來越高時(shí)，混合體系中會發(fā)生水包油向油包水的相態(tài)轉(zhuǎn)變，而導(dǎo)致破乳，此時(shí)的黏度變化主要與連續(xù)相油有關(guān)，從而增大乳狀液黏度。

2.3 油水界面張力測定

為了考察制備的表面活性劑NL降低油水界面張力的能力，配制了不同濃度的溶液，并分別測定不同濃度溶液下的稠油乳狀液油水界面張力，測試溫度為50℃，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 油水界面張力Tab.2 Oil-water interfacial tension

由表2數(shù)據(jù)可以看出，隨著表面活性劑濃度的增加，油水界面張力逐漸下降，當(dāng)該表面活性劑濃度達(dá)到0.8%時(shí)，油水界面張力可降低至10-3mN·m-1數(shù)量級；此后繼續(xù)增加濃度，其油水界面張力變化趨于穩(wěn)定。結(jié)果表明，當(dāng)樣品濃度增加時(shí)，表面活性劑分子逐漸在界面上發(fā)生聚集，從而能夠有效降低油水界面張力，當(dāng)乳狀液中表面活性劑達(dá)到一定濃度時(shí)，形成的O/W水包油乳狀液狀態(tài)穩(wěn)定，不易改變。

2.4 乳狀液穩(wěn)定性能評價(jià)

室內(nèi)將稠油和乳化劑水溶液按7∶3的比例攪拌混合，加入0.8%的降黏劑，在50、80、100℃下靜置，并分別測定在不同時(shí)刻稠油乳化液的黏度變化，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 乳狀液穩(wěn)定性評價(jià)Fig.2 Evaluation of emulsion stability

由圖2可知，隨著時(shí)間的增加，稠油乳狀液的黏度先緩慢增加后增黏較快；同時(shí)溫度越高時(shí)，乳化體系黏度上漲較快，表明溫度越高，乳化體系穩(wěn)定性越差，但在12h內(nèi)的乳狀液還是在較穩(wěn)定的范圍內(nèi)。

2.5 溫度對稠油乳狀液的影響

室內(nèi)將降黏劑配制的溶液置于老化罐中，在不同高溫下加熱一段時(shí)間后，與原油按照7∶3的比例混合配制成乳狀液，在50℃下測定乳化體系的黏度，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 降黏劑耐溫能力Tab.3 Temperature resistance of viscosity reducer

由表3數(shù)據(jù)可知，NL經(jīng)過高溫處理后，乳化體系降黏率變化較小，仍然具有較好的降黏能力，耐溫能力達(dá)200℃。

2.6 降黏劑抗鹽性能評價(jià)

在對原油進(jìn)行乳化降黏的過程中，高礦化度的地層水中含有大量的鈣鎂離子，會影響體系乳化的降黏效果。因此，室內(nèi)模擬地層水成分，用不同礦化度的鹽水配制乳化劑溶液，并按照7∶3的比例加入到原油中攪拌混合，在50℃下恒溫水浴后測定該溫度下的黏度，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 體系抗鹽性評價(jià)Fig.3 Evaluation of the salt resistance of emulsification system

由圖3數(shù)據(jù)可知，隨著水的礦化度升高，混合乳化體系的黏度也逐漸增大，對稠油的降黏效果略有下降；當(dāng)?shù)V化度為20000mg·L-1時(shí)，降黏率仍達(dá)75%以上，表明該降黏劑抗鹽效果較好，高礦化度下仍能形成較穩(wěn)定的乳狀液。

3 結(jié)論

（1）通過復(fù)配得到了具有雙離子表面活性劑特性的復(fù)合型抗溫抗鹽乳化降黏劑NL，其耐溫能力達(dá)200℃，耐鹽達(dá)20000mg·L-1，抗鹽效果較好，高礦化度下仍能形成較穩(wěn)定的乳狀液。

（2）乳化降黏劑NL加量為0.8%、油水比為7∶3時(shí)，可將油水界面張力降低至10-3mN·m-1數(shù)量級，形成的稠油乳狀液黏度低至56.05mPa·s，降黏率達(dá)90%以上。在50～100℃下，12h內(nèi)黏度上漲均在可控范圍內(nèi)，乳液穩(wěn)定性較好。