王 鵬， 徐海霞， 陳 蘭， 劉 敏， 姜許健， 鐘 婷， 劉迎斌， 張 博

(1中國石油塔里木油田分公司油氣工程研究院 2中國石油塔里木油田分公司開發(fā)事業(yè)部)

哈拉哈塘油田碳酸鹽巖油藏埋深6 500～7 200 m，油藏溫度155℃～170℃，地層水平均礦化度20×104mg/L。部分縫洞單元存在稠油分布，原油密度為1.01～1.10 g/cm3，具有中等含蠟、高含瀝青質特點，現(xiàn)均采用反摻稀降黏方式開采。目前生產中主要存在以下問題：①稀油需求量大，且向單井運輸稀油成本高，經濟效益相對較差；②部分井在含水率達到一定值時，出現(xiàn)反相乳化，混液黏度增大，導致地面管線堵塞。為有效解決以上問題，結合哈拉哈塘井身結構及管柱特點，在加熱降黏、改質降黏及化學降黏三類稠油降黏方法中[1-3]，優(yōu)選采用化學降黏法輔助摻稀降黏。該方法既能夠降低稀油用量，又能夠避免反相乳化問題。

在哈拉哈塘油田開展稠油化學降黏工藝研究主要存在以下技術難點：①油藏溫度高、地層水礦化度高，要求降黏劑具有優(yōu)良的耐高溫、耐鹽性能，且價格低廉；②降黏劑與地層產出液在井筒中的混合時間短，要求降黏劑能夠在流動狀態(tài)下快速形成較為穩(wěn)定的乳狀液；③碳酸鹽巖油藏產出液含水波動大，且無特定規(guī)律可循，要求降黏劑在較大的含水范圍內有效；④與絮凝劑及破乳劑配伍性良好，對聯(lián)合站水處理無影響。針對以上技術難點，結合哈拉哈塘油田原油物性特點，進行了乳化降黏劑配方的篩選與性能評價實驗，并在此基礎上成功進行了先導性現(xiàn)場試驗。

一、室內實驗

1. 原油與地層水分析

1.1 原油物性分析

從哈拉哈塘油田某井原油組分分析結果表明，哈拉哈塘稠油組分中膠質、瀝青質含量較高(39.77%)，蠟含量為3.488%，屬中等含蠟、高含瀝青質普通稠油。圖1為該油樣黏溫曲線。

圖1 哈拉哈塘原油黏溫曲線

1.2 地層水水質分析

從哈拉哈塘油田某井產出地層水水質分析數(shù)據可以看出，哈拉哈塘稠油區(qū)塊水中鈣、鎂離子以及礦化度都較高，總礦化度為217 365.4 mg/L，Ca2+、Mg2+、Na+含量分別為13 245.6 mg/L、798.3 mg/L、73 211.21 mg/L。。一方面，水中鈣、鎂、鈉等金屬離子的存在會對表面活性劑的某些活性組分產生破壞；另一方面，礦化度的高低將直接影響乳化水的相對密度及乳化劑的作用效果，礦化度越高，水的相對密度差就越大，對乳化劑作用效果的抑制作用也越大[4-7]。

2. 降黏劑配方篩選

根據乳化降黏的要求，選用陰離子型表面活性劑作為主劑，與非離子型表面活性劑進行復配篩選。實驗所用的陰離子型表面活性劑：ST-CN-2、ST-CN-3、ST-CN-4、ST-CN-5、ST-CN-6、ST-CN-7、ST-CN-8、ST-CN-9、ST-CN-10；所用的非離子型表面活性劑：ST-AN-1、ST-AN-2；所用稠油油樣50℃，黏度為25 321 mPa·s；所用地層水樣為某井產出地層水。

2.1 主劑篩選

2.1.1 根據降黏率篩選

各實驗組數(shù)據均在6 000 mg/L降黏劑濃度、30%含水率、50℃條件下測定，表1為不同表面活性劑單劑降黏率對比表。根據降黏率對比結果，初步選取陰離子型表面活性劑ST-CN-9、ST-CN-10作為主劑。

表1 不同表面活性劑單劑降黏率對比表

2.1.2 根據乳化效率篩選

降黏劑的乳化效率為分散相(稠油)質量W1與形成穩(wěn)定乳狀液時所需乳化劑質量W2之比。為滿足經濟效益需求，對各單劑進行了乳化效率對比實驗，各實驗組均在30%含水率、50℃條件下進行，表2為實驗結果，由表2中可以看出，當形成穩(wěn)定的O/W型乳狀液時，ST-CN-9與ST-CN-10的乳化效率最高，這與降黏率的分析結果相吻合，因此最終選取陰離子型表面活性劑ST-CN-9、ST-CN-10作為主劑。

表2 不同表面活性劑單劑乳化效率對比表

2.2 復配篩選

陰離子型與非離子型表面活性劑復配使用可產生協(xié)同效應，從而能夠降低臨界膠束濃度、增強藥劑的耐溫耐鹽性能，提高表面活性劑體系的乳化降黏效果及適用范圍[8-10]。

為獲得更好的降黏效果，選取陰離子型表面活性劑ST-CN-9、ST-CN-10作為主劑分別與非離子型表面活性劑ST-AN-1、ST-AN-2進行復配。各表面活性劑加量均為1 500 mg/L，復配實驗結果可知，非離子型表面活性劑ST-AN-1與陰離子型表面活性劑ST-CN-10復配效果最好，降黏率達到96.32%。據此確定降黏劑配方由ST-CN-10與ST-AN-1復配而成。圖2為單劑與復配體系降黏效果對比情況，其中復配體系為ST-CN-10與 ST-AN-1按照1 ∶1比例復配而成。據圖2中對比可知，相同濃度下，復配體系降黏效果優(yōu)于單劑，綜合以上篩選結果，確定降黏劑配方由ST-CN-10與ST-AN-1按照1 ∶1的比例復配而成，并命名為PPH。

圖2 單劑與復配體系降黏效果對比

3. 降黏劑濃度優(yōu)選

根據現(xiàn)場實際需求，需將日摻稀量降低50%。為確定最優(yōu)的降黏劑濃度，結合試驗井生產數(shù)據，每組實驗稱取8 g稠油油樣(取自HA10-2C井，未脫水處理)，加入不同量的PPH降黏劑，乳化后加入12.5 g稀油，然后測定50℃的黏度，實驗結果如圖3所示(取稠油與稀油混液原始黏度205.5 mPa·s作為降黏率計算基值)。由圖3可知，隨著降黏劑濃度的增大，降黏率首先快速升高，而當濃度達到0.1%時，降黏率達到90.51%，繼續(xù)增大降黏劑濃度，對降黏率提高幅度較小。因此，PPH降黏劑的最優(yōu)濃度為0.1%。

圖3 降黏劑濃度對降黏效果的影響

4. 降黏劑性能評價

4.1 含水率對降黏效果的影響評價

保持PPH降黏劑濃度0.1%及加入稀油量不變，使用地層水配制不同含水率的混液，評價含水率對降黏效果的影響，結果如圖4(取稠油與稀油混液原始黏度205.5 mPa·s作為降黏率計算基值)。由圖4可知，隨著含水率的增加，降黏率呈首先升高而后逐漸下降的趨勢。在含水率30% ～ 70%范圍內，降黏率均在70%以上，表明PPH降黏劑適用的含水率范圍較廣，能夠滿足現(xiàn)場實際需求。

圖4 含水率對降黏效果的影響

4.2 溫度對降黏效果的影響評價

保持PPH降黏劑濃度0.1%、含水率40%不變，考察不同溫度對稠油降黏的影響，實驗結果如圖5所示(取稠油與稀油混液原始黏度205.5 mPa·s作為降黏率計算基值)。由圖5可知，隨著溫度的升高，降黏率呈首先升高而后緩慢降低的變化規(guī)律，在30 ℃～ 160℃范圍內，降黏率均在88%以上，表明PPH降黏劑耐溫性能較好，能夠滿足實際井筒溫度條件要求。

圖5 溫度對降黏效果的影響

5. 降黏劑與添加劑配伍性評價

5.1 降黏劑與絮凝劑配伍性

取聯(lián)合站所用絮凝劑及未處理污水，通過室內實驗評價PPH降黏劑對絮凝劑絮凝效果的影響(含懸量參照SY/T 5329-94標準測定)，實驗結果見表3。由表3可知，PPH降黏劑的加入對絮凝劑絮凝效果無影響，表明降黏劑與絮凝劑配伍性良好。

表3 PPH降黏劑對絮凝劑作用效果的影響

5.2 降黏劑與破乳劑配伍性

取聯(lián)合站所用破乳劑及某井產出油樣，通過室內實驗評價PPH降黏劑對破乳劑脫水效果的影響(脫水量參照Q/SYLY 0115-2008標準測定)，實驗結果見表4。由表4可知，PPH降黏劑的加入對破乳劑脫水效果無影響，表明降黏劑與破乳劑配伍性良好。

表4 PPH降黏劑對破乳劑脫水效果的影響

二、現(xiàn)場應用效果

為驗證PPH型降黏劑的現(xiàn)場應用效果，選取X井進行了先導性現(xiàn)場試驗。X井井底溫度141℃，采取反摻稀方式生產，摻稀閥深度6 387.31 m。試驗前日摻稀量78 t，日產液43 t，含水率41.93%，存在摻稀量大、能耗高等問題，現(xiàn)場試驗目標為將日摻稀量降低至39 t。

1. 現(xiàn)場施工工藝及參數(shù)

現(xiàn)場加藥工藝流程圖如圖6所示，試驗采用在線連續(xù)加藥方式，加藥點設在喂油泵與摻稀泵之間，降黏劑由加藥泵注入摻稀管線與稀油混合，經過摻稀泵增壓后進入油套環(huán)空。該加藥工藝流程具有施工風險低、藥劑與稀油混合均勻的特點。

圖6 現(xiàn)場加藥工藝流程圖

2. 現(xiàn)場降黏效果

X井于2017年4月25日開始加藥，7月30日試驗結束，施工效果如表5所示。由表5可知，加藥前井口產出液黏度為42.5 mPa·s(井口溫度35℃下測量)，日摻稀量為78 t；試驗結束時，日摻稀量已降低至38 t，而產出液黏度降低至30.2 mPa·s，表明PPH型降黏在該井應用效果較好，對稠油起到了良好的降黏作用，有效降低了摻稀量，達到了試驗目的。

表5 現(xiàn)場試驗前后參數(shù)對比表

三、結論

(1)通過室內實驗進行單劑篩選，最終確定選用陰離子型表面活性劑ST-CN-10與非離子型表面活性劑ST-AN-1按照1 ∶1比例進行復配，制成PPH乳化降黏劑，兩種類型的表面活性劑可起到協(xié)同降黏作用。

(2)PPH乳化降黏劑耐溫160℃，耐礦化度21.74×104mg/L，最優(yōu)使用濃度為0.1%，該濃度下降黏率可達90.51%；在含水率30%～70%范圍內均可起到較好的降黏作用；并與現(xiàn)場所用絮凝劑、破乳劑及脫硫劑配伍性良好。

(3)現(xiàn)場試驗結果表明，PPH乳化降黏劑能夠滿足哈拉哈塘油田井況要求，對稠油起到良好的乳化降黏作用，有效降低了摻稀量。

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