劉子赫

（長(zhǎng)江大學(xué) 石油工程學(xué)院，湖北 武漢430100）

我國(guó)的稠油資源相對(duì)比較豐富，且分布范圍較廣，主要集中在塔里木盆地、渤海灣盆地以及松遼盆地等地區(qū)，稠油資源儲(chǔ)量大約占整體原油資源的30%左右。然而與常規(guī)原油資源相比，稠油通常具有黏度高及比重大的特點(diǎn)，導(dǎo)致其流動(dòng)性較差，提高了勘探開(kāi)發(fā)的難度[1-5]。因此，如何降低稠油的黏度，提高其流動(dòng)性，從而提高稠油以及超稠油油藏的開(kāi)采效率，受到越來(lái)越多石油工作者的重視。

目前，針對(duì)稠油油藏開(kāi)采以及集輸過(guò)程中的降黏方法主要包括加熱降黏法、化學(xué)降黏法、摻稀油降黏法以及微生物降黏法等[6-10]。其中加熱降黏法主要包括稠油熱采（蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)以及火燒油層等）和加熱降黏集輸?shù)龋祟?lèi)方法雖然可以有效提高稠油油藏的開(kāi)采及集輸效率，但卻具有成本較高的缺點(diǎn)，從而影響了其大規(guī)模的推廣應(yīng)用；摻稀降黏法操作工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，降黏效果好，但由于輕質(zhì)油資源稀缺，導(dǎo)致其運(yùn)行成本增大；微生物降黏法的研究及報(bào)道相對(duì)較少，由于微生物的培養(yǎng)比較繁瑣，并且其適應(yīng)性往往會(huì)受到比較大的限制，無(wú)法推廣應(yīng)用；化學(xué)降黏法通過(guò)在稠油中加入化學(xué)藥劑（水溶性降黏劑或油溶性降黏劑等）來(lái)降低稠油黏度[11-14]，具有成本低、工藝簡(jiǎn)單以及降黏效果好的優(yōu)點(diǎn)，是目前各大稠油油藏應(yīng)用及研究相對(duì)較多的技術(shù)之一，具備比較好的推廣應(yīng)用前景。因此，本文以西部某稠油油藏為研究對(duì)象，針對(duì)超稠油原油樣品黏度高的特點(diǎn)，通過(guò)單一降黏劑的優(yōu)選，并與表面活性劑進(jìn)行復(fù)配，研究了一種新型復(fù)合降黏劑，并評(píng)價(jià)了其耐溫抗鹽性能，為超稠油油藏的高效開(kāi)發(fā)提供一定的參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料及儀器

水溶性降黏劑JNS-1、JNS-2、JNS-3、JNS-4和JNS-5（有效質(zhì)量分?jǐn)?shù)均大于80%，實(shí)驗(yàn)室自制）；表面活性劑SDS（工業(yè)品 河南升華化工產(chǎn)品有限公司）；表面活性劑CTAB（工業(yè)品 上海潤(rùn)成生物科技有限公司）；表面活性劑LS-1（工業(yè)品 蘇州源泰潤(rùn)化工有限公司）；不同礦化度模擬地層水（使用無(wú)機(jī)鹽與蒸餾水按比例配置）；超稠油原油樣品，取自西部某稠油油田現(xiàn)場(chǎng)，具體物性參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 實(shí)驗(yàn)用超稠油樣品物性Tab.1 Physical properties of experimental super heavy oil samples

NDJ-5S型布氏旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)（廣州科域新材料科技有限公司）；HH-80型恒溫水浴鍋（常州市億能實(shí)驗(yàn)儀器廠）；JFS-1500型實(shí)驗(yàn)室勻速攪拌器（上海高致精密儀器有限公司）；ZT-2133型小型高溫老化試驗(yàn)箱（廣東中天儀器股份有限公司）；316型不銹鋼材質(zhì)高溫陳化釜（山東美科儀器有限公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 稠油降黏率的評(píng)價(jià)方法 參照中國(guó)石化集團(tuán)勝利石油管理局企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SH1020 1519-2016《稠油降粘劑通用技術(shù)條件》中降黏率的測(cè)定方法，首先，在50℃下測(cè)定超稠油樣品的初始黏度值，然后，在280g超稠油樣品中加入120g的降黏劑水溶液，在50℃水浴鍋中恒溫1h，并使用攪拌器在250r·min-1的條件下攪拌2min，然后，迅速測(cè)定其黏度值，與初始黏度相比計(jì)算降黏劑的降黏率。

1.2.2 復(fù)合降黏劑耐溫抗鹽性能評(píng)價(jià)方法 使用不同礦化度的模擬地層水配制復(fù)合降黏劑溶液，然后將其在不同溫度條件下放置老化24h后，按1.2.1中的方法評(píng)價(jià)復(fù)合降黏劑的降黏率變化情況，以此評(píng)價(jià)復(fù)合降黏劑的耐溫抗鹽性能。

2 結(jié)果與討論

2.1 單一降黏劑降黏效果

使用礦化度為20000mg·L-1的模擬地層水分別配制不同質(zhì)量濃度的降黏劑溶液，再按照1.2.1中的實(shí)驗(yàn)方法，評(píng)價(jià)了單一降黏劑對(duì)目標(biāo)區(qū)塊超稠油樣品的降黏效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 單一降黏劑降黏效果Fig.1 Viscosity reduction effect of single viscosity reducer

由圖1可以看出，隨著降黏劑加量的不斷增大，不同類(lèi)型降黏劑對(duì)超稠油樣品的降黏效果呈現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)，對(duì)于降黏劑JNS-1、JNS-2和JNS-5而言，隨著降黏劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不斷增大，降黏率呈現(xiàn)出“先增大后減小”的趨勢(shì)；而對(duì)于降黏劑JNS-3和JNS-4而言，隨著降黏劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不斷增大，降黏率呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢(shì)。其中降黏劑JNS-3和JNS-5對(duì)目標(biāo)區(qū)塊超稠油的降黏效果相對(duì)較好，當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%時(shí)，降黏率均可以達(dá)到95%以上。因此，后面選擇降黏劑JNS-3和JNS-5繼續(xù)開(kāi)展與表面活性劑復(fù)配后降黏效果的評(píng)價(jià)。

2.2 降黏劑與表面活性劑復(fù)配后降黏效果

參考2.1中的優(yōu)選實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將降黏劑JNS-3和JNS-5分別與不同類(lèi)型的表面活性劑按不同比例復(fù)配后，再按照1.2.1中的實(shí)驗(yàn)方法，評(píng)價(jià)復(fù)合降黏劑的降黏效果，實(shí)驗(yàn)用水為礦化度為20000mg·L-1的模擬地層水。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可以看出，兩種降黏劑JNS-3和JNS-5分別與不同類(lèi)型的表面活性劑復(fù)配后，降黏率均在95%以上，其中降黏劑JNS-5與非離子型表面活性劑LS-1復(fù)配的效果最好，當(dāng)復(fù)配比例為0.5%JNS-5+0.5%LS-1時(shí)，降黏率可以達(dá)到99.7%，起到了良好的降黏效果。因此，選擇新型復(fù)合降黏劑的配方為：0.5%JNS-5+0.5%LS-1。

表2 降黏劑與表面活性劑復(fù)配后降黏效果Tab.2 Effect of viscosity reducer and surfactanton viscosity reduction

2.3 復(fù)合降黏劑體系耐溫抗鹽性能

2.3.1 耐溫性能 按2.2中優(yōu)選的配方，使用礦化度為20000mg·L-1的模擬地層水配制復(fù)合降黏劑溶液，然后按照1.2.2中的實(shí)驗(yàn)方法，將復(fù)合降黏劑溶液在不同的溫度下老化24h后，再評(píng)價(jià)其降黏效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2可以看出，新型復(fù)合降黏劑溶液分別經(jīng)過(guò)100、120和140℃老化后，降黏率與未老化時(shí)相同，均可以達(dá)到99.7%；而降黏劑溶液分別經(jīng)過(guò)160和180℃老化后，降黏率有所降低，但降低的幅度較小，當(dāng)老化溫度為180℃時(shí)，新型復(fù)合降黏劑溶液對(duì)目標(biāo)區(qū)塊超稠油樣品的降黏率仍可以達(dá)到99.5%，能夠滿(mǎn)足中國(guó)石化集團(tuán)勝利石油管理局企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SH1020 1519-2016《稠油降黏劑通用技術(shù)條件》中對(duì)降黏劑性能的要求。說(shuō)明研究的新型復(fù)合降黏劑體系具有良好的耐溫性能。

圖2 復(fù)合降黏劑體系耐溫性能評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.2 Evaluation result of temperature resistance of composite viscosity reducer system

2.3.2 抗鹽性能 按2.2中優(yōu)選的配方，分別使用不同礦化度的模擬地層水配制復(fù)合降黏劑溶液，然后將其降黏劑溶液分別在180℃下放置老化24h后，再評(píng)價(jià)復(fù)合降黏劑對(duì)目標(biāo)區(qū)塊超稠油樣品的降黏率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3可以看出，隨著模擬地層水礦化度的不斷升高，復(fù)合降黏劑溶液的降黏效果有所下降，當(dāng)模擬地層水礦化度小于50000mg·L-1時(shí)，復(fù)合降黏劑溶液的降黏效果降低幅度不大，當(dāng)?shù)V化度為50000mg·L-1時(shí)，復(fù)合降黏劑對(duì)超稠油樣品的降黏率仍可以達(dá)到99.5%，能夠滿(mǎn)足上述標(biāo)準(zhǔn)的要求。而當(dāng)模擬地層水礦化度達(dá)到60000mg·L-1時(shí)，復(fù)合降黏劑的降黏效果下降明顯，降黏率下降到99%以下，但仍能保持在98%以上。這說(shuō)明研究的新型復(fù)合降黏劑溶液不僅具有良好的耐溫性能，還具有較好的抗鹽性能，能夠確保其在高溫、高礦化度稠油油藏環(huán)境下發(fā)揮良好的降黏作用。

圖3 復(fù)合降黏劑體系抗鹽性能評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.3 Evaluation result of salt resistance of composite viscosity reducer system

3 結(jié)論

（1）單一降黏劑優(yōu)選評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，降黏劑JNS-3和JNS-5對(duì)超稠油的降黏效果相對(duì)較好，當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%時(shí)，降黏率可以達(dá)到95%以上。

（2）復(fù)合降黏劑優(yōu)選評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，降黏劑JNS-5與非離子表面活性劑LS-1復(fù)配時(shí)效果最好，當(dāng)其配方為0.5%JNS-5+0.5%LS-1時(shí)，對(duì)超稠油的降黏率可以達(dá)到99%上。

（3）新型復(fù)合降黏劑具有良好的耐溫抗鹽性能，在溫度為180℃、礦化度為50000mg·L-1的條件下老化24h后，對(duì)超稠油的降黏率仍能達(dá)到99%以上，能夠滿(mǎn)足超稠油油藏降黏開(kāi)發(fā)的需求。