稠化油緩速乳化堵水技術

【摘?要】在室內通過一系列模擬實驗，研究了含水率、礦化度、乳化劑濃度等對乳狀液粘度變化的影響，觀測乳狀液長期穩定性;通過對實驗數據的整理分析，找出了影響稠化油緩速乳化堵水效果的主要原因。通過開展室內巖心模擬實驗研究，測定了壓力變化、采收率變化，研究了乳化原油的注入能力，測定突破壓力，分析了乳化稠油封堵性能，確定了合理的注入參數。

【關鍵詞】選擇性堵水;緩速乳化;粘度性能;乳化劑

1 前言

注水區塊開發已進入中后期，存在含水上升速度快，產油快速下降等問題。以往開展了調剖等穩油控水技術研究與應用，取得了一定效果，但部分油井仍存在高含水的現象。對此，近些年提出了“調堵結合”的思想，開展了稠化油堵水技術研究，篩選出了以高凝稠油為主的乳化體系，但在現場實施過程中，該體系遇水快速乳化，影響了堵水效果。因此，開展高升油田注水區塊稠化油緩速乳化堵水技術進行研究，實現油-水緩慢乳化，保證現場施工，達到封堵水竄通道，提高油井產量的目的。

2 配方體系室內實驗研究

將兩種互不相溶的液相，一般可視為水相和油相，其中一相以微粒分散在另一相中而形成乳狀液新體系。乳化過程必須借助于機械攪拌力和合適的乳化劑的作用。在水—油—乳化劑體系中，乳化液的類型主要取決于乳化劑在水、油兩相的溶解性，又稱親水親油平衡（HLB）。規定表面活性劑的HLB數值為1～40，其中非離子表面活性劑的HLB數值為1～20。HLB數值越大，親水性越強。作為油包水（W/O）型表面活性劑的表面活性劑HLB值為3.5～6.0，而作為水包油型的為8～18。其中1.5～3.0為消泡劑，7.0～9.0為潤濕劑，13～15為洗滌劑。

3乳化稠油穩定性影響因素研究

不同乳化劑濃度、含水率、采出水的礦化度對乳狀液粘度及穩定性具有較大影響，本節考察原油在不同乳化劑濃度、含水率、采出水的礦化度下形成乳狀液的粘度和微觀形態，評價了乳狀液長期穩定性。

3.1乳化劑濃度的影響

根據堵水機理，我們需要研制出高粘度、高穩定性的油包水型乳狀液，因此首先需要考察乳狀液的類型，我們主要采用的是稀釋法。稀釋法鑒別乳狀液類型，是通過觀察乳狀液在水中的分散現象，判斷該乳狀液的類型。實驗采用木質素磺酸鈉乳化劑、遼河高升采油廠合作脫水原油、遼河高升采油廠采出水，在乳化溫度為75℃，配制不同乳化劑濃度、含水率為60%的乳狀液，觀察乳狀液乳化結果。采用60%的含水率，在乳化溫度為75℃的條件下，2%～8%的乳化劑都能使高升采油廠合作脫水原油與采出水完全乳化，形成油包水型乳狀液。

3.2含水率的影響

配制乳化劑濃度為6%、不同含水率的乳狀液，通過使用顯微鏡、旋轉粘度計等測定乳狀液的粘度和微觀形態，從而考察含水率對原油乳化類型、乳化后粒徑分布。

在不同溫度下，含水率為50%、60%的乳狀液都能維持在75℃內6個月不破乳。說明該乳化劑的穩定性能好，在高含水率、高溫的條件下，都能保持高穩定性不破乳。但是含水率70%的乳狀液輕微出水，說明其穩定性不好。但是70%含水率形成的液滴大小非常不均勻，而且有些自由液滴非常大，說明70%含水率形成的乳狀液不穩定。考慮粘度和封堵性，因此確定含水為60%。

3.3礦化度的影響

不同地區采出水礦化度各有不同，如果想要推廣這類乳化劑在各地使用，就要考慮這類乳化劑對采出水不同礦化度的適應性，考察礦化度對形成乳化劑的影響以及對高礦化度采出水的敏感性。采用不同礦化度水配置乳狀液，在75℃條件下觀察其穩定性，實驗數據如下表所示。由實驗結果看出，礦化度為0mg/L～20000mg/L形成的乳狀液穩定性均較好，在75℃時都能維持6個月內不破乳。

4 配方體系室內實驗評價

4.1乳化劑的界面張力研究

乳化劑的主要作用機理是：①降低液液界面張力，從而減小了因乳化而引起的界面面積增加帶來的體系的熱力學不穩定性;②在分散相液滴表面因表面活性劑吸附而形成機械的、空間的或電性的障礙，減小分散相液滴聚結速度。吸附層的機械和空間障礙作用使液滴相互碰撞時不易聚結，而空間和電性障礙可以避免液滴間相互靠攏。

4.2室內巖心模擬實驗研究

通過上面的研究，在70℃條件下采用包水型乳化劑HSJ-3，通過模擬地層采取壓裂前后巖心驅替實驗，評價堵水劑配方的封堵率、突破壓力、殘余阻力系數的參數等。

通過以上巖心實驗可以得出，封堵率均達到90%以上，突破壓力梯度均達到5MPa/m以上，殘余阻力系數均達到10以上，封堵性能良好，能夠對地層進行有效地封堵。以上實驗研究證明，使用本課題研制出的乳化劑制備的活化油堵水劑在注入地層時，能夠很好的實現緩速乳化堵水的目的。

5結論

（1）對于高升采油廠合作區塊原油采用油包水型乳化劑HSJ-3時形成的乳狀液初始粘度比較低，能滿足現場注入壓力的要求，經過一段時間觀察HSJ-3配置的乳狀液粘度增大。觀察6個月，此乳狀液的粘度一直維持在12000mPa·s以上，符合緩速乳化堵水的要求。

（2）通過研究篩選出的配方體系影響因素，確定了乳化劑使用濃度為6%，含水為60%，耐礦化度達到20000mg/l。

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作者簡介：

孫銘澤，女，出生于1983年2月，工程師，2006年7月畢業于鞍山師范學院，學士學位，現在遼河油田公司高升采油廠工藝研究所從事油田開發工作，工程師。

（作者單位：中石油遼河油田公司高升采油廠）