適合超稠油油藏的新型復合降黏劑優選及性能評價

劉子赫

（長江大學 石油工程學院，湖北 武漢430100）

我國的稠油資源相對比較豐富，且分布范圍較廣，主要集中在塔里木盆地、渤海灣盆地以及松遼盆地等地區，稠油資源儲量大約占整體原油資源的30%左右。然而與常規原油資源相比，稠油通常具有黏度高及比重大的特點，導致其流動性較差，提高了勘探開發的難度[1-5]。因此，如何降低稠油的黏度，提高其流動性，從而提高稠油以及超稠油油藏的開采效率，受到越來越多石油工作者的重視。

目前，針對稠油油藏開采以及集輸過程中的降黏方法主要包括加熱降黏法、化學降黏法、摻稀油降黏法以及微生物降黏法等[6-10]。其中加熱降黏法主要包括稠油熱采（蒸汽吞吐、蒸汽驅以及火燒油層等）和加熱降黏集輸等，此類方法雖然可以有效提高稠油油藏的開采及集輸效率，但卻具有成本較高的缺點，從而影響了其大規模的推廣應用；摻稀降黏法操作工藝相對簡單，降黏效果好，但由于輕質油資源稀缺，導致其運行成本增大；微生物降黏法的研究及報道相對較少，由于微生物的培養比較繁瑣，并且其適應性往往會受到比較大的限制，無法推廣應用；化學降黏法通過在稠油中加入化學藥劑（水溶性降黏劑或油溶性降黏劑等）來降低稠油黏度[11-14]，具有成本低、工藝簡單以及降黏效果好的優點，是目前各大稠油油藏應用及研究相對較多的技術之一，具備比較好的推廣應用前景。因此，本文以西部某稠油油藏為研究對象，針對超稠油原油樣品黏度高的特點，通過單一降黏劑的優選，并與表面活性劑進行復配，研究了一種新型復合降黏劑，并評價了其耐溫抗鹽性能，為超稠油油藏的高效開發提供一定的參考。

1 實驗部分

1.1 材料及儀器

水溶性降黏劑JNS-1、JNS-2、JNS-3、JNS-4和JNS-5（有效質量分數均大于80%，實驗室自制）；表面活性劑SDS（工業品 河南升華化工產品有限公司）；表面活性劑CTAB（工業品 上海潤成生物科技有限公司）；表面活性劑LS-1（工業品 蘇州源泰潤化工有限公司）；不同礦化度模擬地層水（使用無機鹽與蒸餾水按比例配置）；超稠油原油樣品，取自西部某稠油油田現場，具體物性參數見表1。

表1 實驗用超稠油樣品物性Tab.1 Physical properties of experimental super heavy oil samples

NDJ-5S型布氏旋轉粘度計（廣州科域新材料科技有限公司）；HH-80型恒溫水浴鍋（常州市億能實驗儀器廠）；JFS-1500型實驗室勻速攪拌器（上海高致精密儀器有限公司）；ZT-2133型小型高溫老化試驗箱（廣東中天儀器股份有限公司）；316型不銹鋼材質高溫陳化釜（山東美科儀器有限公司）。

1.2 實驗方法

1.2.1 稠油降黏率的評價方法 參照中國石化集團勝利石油管理局企業標準Q/SH1020 1519-2016《稠油降粘劑通用技術條件》中降黏率的測定方法，首先，在50℃下測定超稠油樣品的初始黏度值，然后，在280g超稠油樣品中加入120g的降黏劑水溶液，在50℃水浴鍋中恒溫1h，并使用攪拌器在250r·min-1的條件下攪拌2min，然后，迅速測定其黏度值，與初始黏度相比計算降黏劑的降黏率。

1.2.2 復合降黏劑耐溫抗鹽性能評價方法 使用不同礦化度的模擬地層水配制復合降黏劑溶液，然后將其在不同溫度條件下放置老化24h后，按1.2.1中的方法評價復合降黏劑的降黏率變化情況，以此評價復合降黏劑的耐溫抗鹽性能。

2 結果與討論

2.1 單一降黏劑降黏效果

使用礦化度為20000mg·L-1的模擬地層水分別配制不同質量濃度的降黏劑溶液，再按照1.2.1中的實驗方法，評價了單一降黏劑對目標區塊超稠油樣品的降黏效果，實驗結果見圖1。

圖1 單一降黏劑降黏效果Fig.1 Viscosity reduction effect of single viscosity reducer

由圖1可以看出，隨著降黏劑加量的不斷增大，不同類型降黏劑對超稠油樣品的降黏效果呈現出不同的變化趨勢，對于降黏劑JNS-1、JNS-2和JNS-5而言，隨著降黏劑質量分數的不斷增大，降黏率呈現出“先增大后減小”的趨勢；而對于降黏劑JNS-3和JNS-4而言，隨著降黏劑質量分數的不斷增大，降黏率呈現出逐漸增大的趨勢。其中降黏劑JNS-3和JNS-5對目標區塊超稠油的降黏效果相對較好，當其質量分數為0.5%時，降黏率均可以達到95%以上。因此，后面選擇降黏劑JNS-3和JNS-5繼續開展與表面活性劑復配后降黏效果的評價。

2.2 降黏劑與表面活性劑復配后降黏效果

參考2.1中的優選實驗結果，將降黏劑JNS-3和JNS-5分別與不同類型的表面活性劑按不同比例復配后，再按照1.2.1中的實驗方法，評價復合降黏劑的降黏效果，實驗用水為礦化度為20000mg·L-1的模擬地層水。實驗結果見表2。

由表2可以看出，兩種降黏劑JNS-3和JNS-5分別與不同類型的表面活性劑復配后，降黏率均在95%以上，其中降黏劑JNS-5與非離子型表面活性劑LS-1復配的效果最好，當復配比例為0.5%JNS-5+0.5%LS-1時，降黏率可以達到99.7%，起到了良好的降黏效果。因此，選擇新型復合降黏劑的配方為：0.5%JNS-5+0.5%LS-1。

表2 降黏劑與表面活性劑復配后降黏效果Tab.2 Effect of viscosity reducer and surfactanton viscosity reduction

2.3 復合降黏劑體系耐溫抗鹽性能

2.3.1 耐溫性能 按2.2中優選的配方，使用礦化度為20000mg·L-1的模擬地層水配制復合降黏劑溶液，然后按照1.2.2中的實驗方法，將復合降黏劑溶液在不同的溫度下老化24h后，再評價其降黏效果，實驗結果見圖2。

由圖2可以看出，新型復合降黏劑溶液分別經過100、120和140℃老化后，降黏率與未老化時相同，均可以達到99.7%；而降黏劑溶液分別經過160和180℃老化后，降黏率有所降低，但降低的幅度較小，當老化溫度為180℃時，新型復合降黏劑溶液對目標區塊超稠油樣品的降黏率仍可以達到99.5%，能夠滿足中國石化集團勝利石油管理局企業標準Q/SH1020 1519-2016《稠油降黏劑通用技術條件》中對降黏劑性能的要求。說明研究的新型復合降黏劑體系具有良好的耐溫性能。

圖2 復合降黏劑體系耐溫性能評價結果Fig.2 Evaluation result of temperature resistance of composite viscosity reducer system

2.3.2 抗鹽性能 按2.2中優選的配方，分別使用不同礦化度的模擬地層水配制復合降黏劑溶液，然后將其降黏劑溶液分別在180℃下放置老化24h后，再評價復合降黏劑對目標區塊超稠油樣品的降黏率，實驗結果見圖3。

由圖3可以看出，隨著模擬地層水礦化度的不斷升高，復合降黏劑溶液的降黏效果有所下降，當模擬地層水礦化度小于50000mg·L-1時，復合降黏劑溶液的降黏效果降低幅度不大，當礦化度為50000mg·L-1時，復合降黏劑對超稠油樣品的降黏率仍可以達到99.5%，能夠滿足上述標準的要求。而當模擬地層水礦化度達到60000mg·L-1時，復合降黏劑的降黏效果下降明顯，降黏率下降到99%以下，但仍能保持在98%以上。這說明研究的新型復合降黏劑溶液不僅具有良好的耐溫性能，還具有較好的抗鹽性能，能夠確保其在高溫、高礦化度稠油油藏環境下發揮良好的降黏作用。

圖3 復合降黏劑體系抗鹽性能評價結果Fig.3 Evaluation result of salt resistance of composite viscosity reducer system

3 結論

（1）單一降黏劑優選評價實驗結果表明，降黏劑JNS-3和JNS-5對超稠油的降黏效果相對較好，當其質量分數為0.5%時，降黏率可以達到95%以上。

（2）復合降黏劑優選評價實驗結果表明，降黏劑JNS-5與非離子表面活性劑LS-1復配時效果最好，當其配方為0.5%JNS-5+0.5%LS-1時，對超稠油的降黏率可以達到99%上。

（3）新型復合降黏劑具有良好的耐溫抗鹽性能，在溫度為180℃、礦化度為50000mg·L-1的條件下老化24h后，對超稠油的降黏率仍能達到99%以上，能夠滿足超稠油油藏降黏開發的需求。