关于化学降粘开采技术的探讨

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摘要： 目前常用的稠油降粘方法有掺稀油降粘、加热降粘、稠油改质降粘（通过改变稠油性质来降粘）以及化学降粘等四种，掺稀油降粘存在着稀油短缺及稠油与稀油间价格上的差异等不利因素；加热降粘则要消耗大量的热能，存在着较高的能量损耗和经济损失；改质降粘要求较为苛刻的反应条件，同时使用范围较窄；而化学降粘使用范围相对较宽，同时工艺简单，成本较低，易于实现。而且许多油藏因区块分散，含油面积小，油层薄等原因不能用常规方法开采，或者不能经济地用蒸汽吞吐或电热等方法开采，因此，为了提高稠油开采的经济效益，化学降粘开采稠油是一种很有前途的方法。

关键词： 稠油化学降粘；油层解堵；蒸汽吞吐；井筒降粘；输油管降粘

【中图分类号】 TE345 【文献标识码】 B 【文章编号】 1671-1297（2013）02-0308-02

稠油化学降粘技术主要用于油层解堵、蒸汽吞吐、井筒降粘及输油管降粘等，在稠油中的开采最为重要。

一 稠油乳化降粘技术

稠油乳化降粘是采用一定的乳化降粘剂和矿化水配成活性水（根据原油含水量来确定加水的多少，一般含水量应大于20%，否则易形成油包水，反而有增粘效果），按一定比例注入稠油中，使稠油、降粘剂和水充分混合，形成以稠油为分散相，水为连续相的O/W型乳状液，从而阻止了油滴的聚结，由于连续相水的粘度很低，在流动的过程中稠油间相互内摩擦变为水与水之间的内摩擦；稠油与管壁间的摩擦变为水与管壁间的摩擦，这样，就大大降低油管内液体的阻力，液体粘度和摩擦阻力大幅度降低，井口回压也显著降低，动力消耗减少，从而大大提高油井的原油产量。但是，乳化降粘技术存在许多难以克服的缺点：①掺水量大（至少30%以上，对超稠油则超过50%），加大了后续污水处理设备的负荷，处理工艺难度增加；②乳状液稳定性难以控制；③O/W乳状液的腐蚀问题不容忽视；④脱出的含油和含各种化学剂的污水量大，增加了对污水进行杀菌、缓蚀、阻垢、絮凝和过滤等处理的负担，大大增加了药剂、设备和运行的费用等。尤其是稠油伴生水矿化度较高时，通常要用加入牺牲剂，提高加剂量或选用抗盐表面活性剂等办法加以解决，但是水质矿化度太高时，如超过200000mg/L，通常所用的方法已无法解决，其原因是：①由于含盐量太高，易于破乳，而不易乳化；②即使能够乳化，但加入的剂量或牺牲剂量太大，成本过高，失去意义；③目前国内价格合理抗盐达200000mg/L矿化度的乳化剂尚不多见。乳化降粘技术作为降粘幅度最大和使用最经济的化学降粘技术已在各稠油油田得到广泛的应用，美国、加拿大等国部分稠油作业区块，已将这种开采技术作为常规开采技术来应用，国内也取得了很好的效果。而且乳化降粘技术作为辅助降粘手段，与蒸汽吞吐和蒸汽驱等热力采油配合使用，降粘效果更为明显。

目前国内常见的乳化降粘剂有HFB （通过离子或非离子型表面活性剂的改性，并添加适量抗盐聚合物复配而成）、PS降粘剂（以碱法造纸黑液为原料经浓缩与硫酸、酚类共聚合，并在其分子结构中引入亲水、亲油、亲蜡基团而制成）、AE1910、J-50、GY-1、BN-99、HRV-1（HRV-1是由对W/O型乳状液有破乳性能并具有原油分散、、增溶、转相性能的表面活性剂，与溶解原油中石蜡、胶质、沥青质能力很强的特性溶剂匹配而成，适用于含水量>20%的稠油降粘）等。

二 油溶性降粘剂降粘

油溶性降粘剂降粘是克服乳化降粘技术缺陷的一种稠油降粘方法。主要是基于原油降凝剂开发技术，针对胶质、沥青质分子呈层次堆积状态，借助高温或溶剂作用下堆积层隙“疏松”的特点，使降粘剂分子“渗”入胶质或沥青质分子层之间（类似于粘土水化的过程和作用），起到降低稠油粘度的作用。油溶性降粘剂品种基本上可归结为两类：一类是缩合物型，如Paraflow等。另一类是不饱和单体的均聚物或共聚物，典型聚合物有乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、（甲基）丙烯酸高碳醇酯衍生物、马来酸酯衍生物的聚合物等。它们都是不饱和酸酯的聚合物或不饱和酸酯与不饱和单体的共聚物。就目前研究与实际应用情况看，合成降粘剂的典型单体是乙烯、醋酸乙烯酯、苯乙烯、马来酸酐、（甲基）丙烯酸酯及α-烯烃等。在结构上主要是各种类型二元或多元共聚物及其复配物。

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。不过已经有针对地开发了一些专门用于降粘的油溶性降粘剂，这些降粘剂与降凝剂的最大不同在于它的结构中含有极性较大的官能团和（或）具有表面活性剂的官能团，有时还要与表面活性剂或溶剂复配使用。文献已经报道，用室内样品EVA和MVA（顺丁烯二酐- 醋酸乙烯酯- 丙烯酸长链烷基酯三元共聚物）与工业样品表面活性剂复配成的复合型降粘剂EMS对粘度为1289-3423mPa.s的几种普通稠油的降粘效果，在200mg/L加量下可降粘71%-90%。文献研究了用聚丙烯酸酯、丙烯酸酯（与苯乙烯、马来酸酐、醋酸乙烯酯等）共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和表面活性剂复配而成的含蜡原油作改进剂，可使粘度485-14764mPa.s的几种原油粘度下降37%-95%。王彪等人指出，国内外文献中未见报道专门用于稠油开采的油基降粘剂。他们提出一种由乙烯、α-烯基磺酸盐合成的具有以下结构的三元共聚物（其中R1、R2、R3为H或C1-C4的烷基，三者可相同或不同；M为Na+、Ca+；粘均相对分子量为20000-100000）：将这种三元共聚物5%-25%，同50%-80%的轻质油、5%-35%的重芳烃、0.5%-8%HLB值为6-10的非离子表面活性剂复配成的油基降粘剂，在稠油中添加200-500mg/L可使粘度为575-3150mPa.s的几种普通稠油的粘度降低70%-90%，但都未见有关现场实施的报道。目前采用的开采方式是掺稀油举升工艺，现场试验于1999年3月17-1999年3月25在玉东一井进行。该井试验前日产稠油11m3/d，稀油掺加量8m3/d。试验期间稀油掺加量从8m3/d逐减至3.4m3/d，对应的降粘剂加量为100-120mg/L，稀油掺入温度700C，井口产出液温度400C。在试验期间，抽油机最大悬点载荷及最高电流、掺液泵掺入压力、稠油日产量等主要生产技术参数无明显变化。虽将稀油掺加量降低了50%以上，井口原油流动性仍能维持正常生产，表明通过加入少量油溶性化学降粘剂，可大大减少稀油掺加量。

三 结论

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降粘的作用，井下混合条件对其应用有很大影响。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。化学吞吐无疑是一种很好的开采稠油的技术，该技术对油层条件要求不高，工艺简单，作业成本低，见效快，经济效益好，尤其将化学吞吐与蒸汽吞吐相结合，对提高稠油采收率效果更好。其成功的关键是根据不同油藏地质条件，研制不同的吞吐配方，并考虑到注入液体温度、注入速度、闷井时间以及开采强度对产油量和有效期的影响等方面，采用合理的吞吐工艺和高质量的现场施工。总之，每种技术都不是尽善尽美的，关键是根据不同的油藏，因地制宜、采用不同的开采技术。

参考文献

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[2] 孙东明，荣耀森，高益桁，等.稠油开采技术和油品利用近况[J].世界石油工艺，2000，7（11）：49-52