酸化解堵排液直接進(jìn)系統(tǒng)研究

趙娜 閆方平

摘 要： 酸化解堵是油田增產(chǎn)的有效措施之一，但酸化后的液體直接進(jìn)入系統(tǒng)后影響三項分離器脫水。通過對pH值、土酸濃度、殘酸濃度影響系統(tǒng)脫水效果進(jìn)行實驗研究，并對堿和表面活性劑進(jìn)行了篩選，確定實驗方案并進(jìn)行現(xiàn)場試驗。試驗結(jié)果表明，采用返排液加入表面活性劑和堿的方法可以使酸化殘液直接進(jìn)系統(tǒng)，對系統(tǒng)生產(chǎn)不產(chǎn)生影響，確保原油脫水的正常運(yùn)行。

關(guān) 鍵 詞：酸化解堵；返排液；原油脫水

中圖分類號：TE 357 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1671-0460（2015）07-1500-03

Study on Direct Application of Acidizing

Plugging Removal Drainage into the System

ZHAO Na， YAN Fang-ping

（1. Jidong Oilfield Ruifeng Chemical Company， Hebei Tanghai 063200，China；

2. Chengde Petroleum College， Hebei Chengde 067000， China）

Abstract： Acidizing plugging removal is one of effective methods for oilfield stimulation. However the acidizing liquid directly entering into the system may affect dewatering in the three-phase separator. In this paper， effect of PH value， concentration of mud acid and residual acid on the dewatering was investigated， and suitable alkali and surfactants were screened out， the experimental scheme was designed， and field test was carried out. The test result shows that，acidizing plugging removal drainage after treatment with surfactant and alkali may be added into the system directly， which has not bad influence on system production.

Key words： Acidizing plugging removal； Return liquid； Crude oil dehydration

酸化解堵是油田穩(wěn)產(chǎn)、上產(chǎn)的有效措施[1，2]，但酸化解堵后殘液返排后不能直接進(jìn)系統(tǒng)或進(jìn)系統(tǒng)后影響三項分離器脫水，造成系統(tǒng)紊亂。這是因為稠油中的環(huán)烷酸被殘酸中的氫離子激活，乳化劑的數(shù)量也增多，此外，乳化膜的強(qiáng)度也大大增強(qiáng)了，這就在一定程度上加大了破乳劑替換油水層面的難度，對化學(xué)脫水的進(jìn)行也造成了影響，更嚴(yán)重的后果是，原油的破乳更加困難，使得脫水出現(xiàn)了紊亂的現(xiàn)象[3，4]。

解決這一問題的較好辦法是，在返排井排液過程中加入堿緩沖溶液和專用破乳劑，在單井所在的中轉(zhuǎn)站提高破乳劑使用濃度，使進(jìn)系統(tǒng)乳狀液pH值控制在可脫水范圍內(nèi)，專用破乳劑發(fā)揮脫水作用，從而保證該殘液進(jìn)系統(tǒng)不影響脫水[5]。

1 實驗部分

1.1 pH值對脫水的影響

取30%鹽酸溶液30.4 mL，稀釋至250 mL，制得pH=0溶液，取pH=0溶液25 mL，稀釋至250 mL，制得pH=1溶液，依次逐級稀釋至pH=6，以水作pH=7溶液，然后分別在不同pH值水溶液中加入675 mL G104-5區(qū)塊脫水稠油，以2 800 r/min攪拌10 min，放置15 h，做脫水實驗，實驗溫度60 ℃，加藥量1 000×10-6，實驗結(jié)果如表1所示。

表1 不同pH值稠油乳狀液脫水實驗表

Table 1 The dehydration experiment of heavy oil emulsion with different pH values

pH值 15 min 30 min 60 min 120 min 實驗現(xiàn)象

0 12 19 21 22 水黃

1 0 3 8 13 過渡帶10

2 0 2 8 13 過渡帶10

3 3 5 12 18 過渡帶7

4 6 8 14 19 過渡帶6

5 6 9 15 21 過渡帶2

6 16 20 23 25 掛壁

7 18 22 23.5 25 掛壁

從表1中可以看出，在pH值為1到5時，隨pH值增大，脫水越容易，也就是說酸性越弱，脫水越容易，主要是乳狀液中環(huán)烷酸，瀝青質(zhì)酸在酸性條件下乳化劑活性加強(qiáng)引起的。當(dāng)pH值為6時已于正常情況相差無幾。

1.2 主體酸土酸濃度對脫水的影響

取常規(guī)酸配液采用不同pH值配液方法值得不同摩爾濃度的酸與粘稠的乳狀液，測其對脫水影響，實驗溫度60 ℃，加藥量1 000×10-6，實驗結(jié)果如表2所示。

表2 不同土酸濃度對脫水的影響

Table 2 The effect of different soil acid concentration on dehydration

土酸/（mol·L-1） 15 min 30 min 60 min 120 min 實驗現(xiàn)象

1 5 16 20 23 過渡帶2

1×10-1 1 4 9 14 過渡帶8

1×10-2 0 3 10 16 過渡帶8

1×10-3 0 3 9 15 過渡帶9

1×10-4 0 4 8 15 過渡帶9

1×10-5 1 5 16 20 過渡帶3有掛壁

1×10-6 14 20 22 25 有掛壁

空白 15 20 22 24 ——

從表中可以看出，土酸中各種添加劑對脫水影響不大，主要影響還是酸的影響。

1.3 殘酸對稠油乳狀液脫水的影響

取G206-4的14#巖屑，粉碎、清洗烘干、稱至恒重，取25 g上述巖屑加入500 mL土酸放置60 ℃烘箱中16 h，取上清液測pH值由1～7的水溶液，配制用水為G104-5區(qū)塊采出水，取G104-5區(qū)塊脫水稠油600 mL加上水溶液400 mL攪拌2 800轉(zhuǎn)15 min，放置20小時后，做脫水實驗，實驗溫度60 ℃，加藥量1 000×10-6，實驗結(jié)果如表3所示。

表3 殘酸對稠油乳狀液脫水的影響

Table 3 The effect of residual acid on dehydration of heavy oil emulsion

土酸

/（mol·L-1） 15min 30min 60min 120min 實驗現(xiàn)象

1×10-1 2 3 8 10 水黑、掛壁、過渡帶5

1×10-2 2 4 7 9 水黑、掛壁、過渡帶6

1×10-3 2 4 8 11 水黑、掛壁、過渡帶5

1×10-4 3 5 8 10 水黑、掛壁、過渡帶8

1×10-5 3 6 9 12 水黑、掛壁、過渡帶10

1×10-6 6 12 15 16 水黑、掛壁、過渡帶8

空白 14 19 31 39 ——

從表中可以看出，殘酸比土酸對稠油脫水影響更大，主要表現(xiàn)在，脫水速度減慢，水色不清，過渡帶加長，并且水下有絮狀物，這證明殘酸成份更復(fù)雜，不僅有酸對乳狀液的影響，還存在返排后的顆粒影響。

1.4 實驗方案設(shè)計

根據(jù)影響因素實驗結(jié)果，設(shè)計室內(nèi)實驗如下：①采用加堿緩沖溶液調(diào)節(jié)pH值使其在6～7之間，有利于原油脫水破乳的進(jìn)行。②針對固體小顆粒的影響，篩選特殊的表面活性劑，改變固體顆粒的潤濕性，使其在殘酸液形成的稠油乳狀液中起到破乳脫水的作用。

1.4.1 堿的篩選

實驗中堿使用氫氧化鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉、氨水作為酸化殘液的中和用藥劑，主要考察脫水效果、成本、安全方面的因素。實驗溫度60 ℃，加藥量1 000×10-6，加堿量為3 000×10-6，實驗結(jié)果如表4所示。

表4 堿對稠油乳狀液脫水的影響

Table 4 The effect of alkali on the dehydration of heavy oil emulsion

堿的名稱 15

min 30

min 60

min 120

min 實驗現(xiàn)象 安全 成本

氫氧化鈉 2 5 8 10 水黑、掛壁、過渡帶7 強(qiáng)堿 3 200

碳酸氫鈉 6 9 12 18 水清 弱堿 24 00

碳酸鈉 6 9 12 19 水清 弱堿 2 200

氨水 5 7 9 15 水清 易揮發(fā) 1 800

從表中可以看出，選用強(qiáng)堿后，可以使原油中酸性物質(zhì)形成鹽，這種鹽具有一定表面活性。因此，不宜使用。而氨水具有較強(qiáng)的揮發(fā)性，現(xiàn)場不易操作，同時又污染環(huán)境，也不宜使用。再綜合成本方面，選取碳酸鈉作為堿化藥劑比較合適。

1.4.2 表面活性劑的篩選

通過對表面活性劑的篩選，能夠大大降低油水界面張力，降低由于固體顆粒在油水乳狀液中的表面能，從而在一定條件下有利于殘酸乳狀液的破乳脫水。實驗溫度60 ℃，加藥量1 000×10-6，實驗結(jié)果如表5所示。

表5 表面活性劑對稠油乳狀液脫水的影響

Table 5 The effect of surfactant on the dehydration of heavy oil emulsion

藥劑名稱 15min 30min 60min 120min 實驗現(xiàn)象

HG-41 5 12 24 26 水清、過渡帶1

JLO-3021 4 10 17 23 水清、過渡帶2

PFA8311 4 14 18 24 水黃、過渡帶3

TA1031 3 12 18 22 水清、過渡帶2

051 1 5 11 19 水黃、過渡帶6

低溫2# 5 12 23 25 水清、過渡帶1

大站 6 12 21 24 水清、過渡帶2

從上表可以看出HG-41和低溫2#具有較好的破乳能力，可以作為單井使用的表面活性劑產(chǎn)品。

2 現(xiàn)場應(yīng)用

在室內(nèi)實驗的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了G104-5P9、G108-5兩口井的現(xiàn)場試驗。

酸化后，在G77轉(zhuǎn)每天增加破乳劑到100 kg，在井口采用比例泵加入堿和表面活性劑（表面活性劑：堿：水=15：100：2 000）的溶液，保證溶液的pH值保持在6～8范圍內(nèi)，同時觀察高一聯(lián)系統(tǒng)脫水情況，如圖1所示