表面活性劑技術在稠油化學降粘中的應用

劉忠宇

摘要： 稠油化學降粘技術主要用于油層解堵、蒸汽吞吐、井筒降粘及輸油管降粘等，以在稠油開采中的應用最為重要。作為化學降粘技術核心的表面活性劑的應用具有諸多方面的優(yōu)勢，本文結合相關實際案例就表面活性劑技術在稠油化學降粘中的應用進行了闡述。

關鍵詞：稠油開發(fā)；化學降粘；表面活性劑技術

1.稠油化學降粘的背景

隨著輕質常規(guī)原油的可采量和產量不斷下降，儲量豐富的稠油資源逐漸引起各國重視。現(xiàn)有油井的快速損耗與老化引發(fā)三次采油（EOR）用化學品市場的繁榮。在已探明的石油資源中，稠油所占比例越來越大，稠油的開采變得越來越重要。但由于稠油具有特殊的高粘度和高凝點的特性，在開發(fā)和應用的各個方面都遇到一些技術難題。

我國稠油資源豐富，稠油富含瀝青質和膠質，密度大、黏度高、凝固點高和流動性差，不利于被開采和輸運，它們造成原油在儲層和井筒中的流動性變差，給開采帶來許多不便。解決稠油開采、輸運和煉制的關鍵問題是改善流變性、降低阻力。

2.表面活性劑進行稠油降黏的優(yōu)勢

稠油化學降粘技術主要用于油層解堵、蒸汽吞吐、井筒降粘及輸油管降粘等，以在稠油開采中的應用最為重要。工業(yè)上常用的降黏方法有加熱、摻稀油、摻溶劑、微生物采油、催化裂解、使用降黏劑等，其中在油田稠油油藏的開采過程中，當前各國對高粘原油的開采主要是依靠傳統(tǒng)的熱力方法，但是該方法存在以下缺陷：①受到油層深度限制，超過1400m的油層，效果不佳。②使常規(guī)的蒸汽吞吐生產周期短、周期產量低、開采成本高。③需要購買價格昂貴的高壓鍋爐，耗費大量能源，成本高。而作為化學降粘技術核心的表面活性劑的應用，則具有如下優(yōu)點：①操作容易、用量較小、成本較低，對原油的加工無影響；②化學降粘劑適用范圍廣；③降粘效果好。

3. 表面活性劑技術的應用

3.1稠油乳化原理

使一定濃度的表面活性劑水溶液，在一定溫度下與稠油充分混合，使高粘原油以粗油滴系分散于活性水中，形成低粘度的水包油（O/W）型乳狀液。

3.2表面活性劑分類

表面活性劑按化學結構分為陽離子型、陰離子型、非離子型、復合型，其中由于地層黏土帶負電荷，陽離子型活性劑易被地層吸附或產生沉淀，所以很少用作稠油降粘劑。所以陰離子型乳化降粘劑、非離子型降粘劑、復合型降粘劑是當前稠油降黏常用的表面活性劑。

3.3應用案例

案例一：驅油

A油田是一個以稠油開發(fā)為主的老油田，稠油產量占70%以上，常規(guī)的表面活性劑應用空間越來越小，急需新型實用的技術來實現(xiàn)稠油井的穩(wěn)產工作。為此進行了新型微乳液表面活性劑試驗（圖1），可以看出，相同驅油試驗條件下，微乳液濃度越增加，驅油效果越好。試驗條件相同，對于微乳液來說，濃度增加，界面張力降低的效果較好，驅油效率提高的幅度相對較高。并將該技術在油田某區(qū)塊現(xiàn)場應用5 井次，有效率100%，累計增油1523 噸，取得了明顯效果。

案列二：井筒降粘

在B油田的某井筒中，隨著舉升過程溫度下降、黏度上升，稠油的流動性逐漸喪失，因此開采難點主要集中在井筒降黏方面。目前自噴期的稠油多采用摻稀開采。該研究前期篩選出了耐高溫和高礦化度的水基降黏劑GLT-6（圖2），它在B油田地層水條件下有良好的乳化性，經過120℃熱處理不會失效。

案例三：管道降粘

在管道流量為1100-1200m3/d的條件下，C熱泵站配制的乳狀液到下游熱泵站已經發(fā)生了油水分層（運行運8小時），但是，大部分仍以O/W乳狀液在流動。此時，壓降隨時間的變化曲線見圖3：

O/W乳狀液壓降與摻熱水（原始）壓降相比，總體上前者小于后者。這說明在管道流動過程中O/W乳狀液消耗的能量小于稠油摻熱水油水體系消耗的能量。該管段的原始平均壓降乳化后由0.285MPa降為0.180MPa，該段的平均壓降減少了37.05%。這說明在稠油O/W乳化后輸送，比加熱水輸送動力能耗減少三分之一多，節(jié)能效明顯。

參考文獻：

[1]王新青.稠油開發(fā)中表面活性劑技術的應用[J].石化技術.2016，13（1）：12-14.