超深超稠油水溶性降粘剂的研发与应用

赵忠文 邹国君 黄明良 刘士畅 蒋磊

（中国石油化工股份有限公司西北油田分公司采油二厂，新疆 轮台841604）

塔河油田稠油埋藏深度5400m-7000m，为高密度、高粘度、高凝点、高盐的重质原油，平均原油粘度在200万毫帕秒，属超深超稠油油藏。稠油主要分别在塔河十二区大部分区域、塔河十区北和东区域。受技术条件受限，前期化学降粘剂存在节约稀油率低，产量损失高，对原油破乳脱水影响大的问题，因此采油二厂稠油开采主要依靠掺稀油降粘工艺，随着稠油产量逐年上升，掺稀油用量急剧增加，面临油价低、稀油缺口大、稀稠油差价大的严峻形势，严重限制稠油产能的提升和效益开发[1-2]。

1 塔河稠油物性及组分分析

1.1 稠油物性分析

塔河油田超深层稠油油藏埋藏深度在5400m 以下，地层压力系数1.091，油藏温度126℃一130℃，塔河重质油原油密度一般在.0.96~1.0285mg/cm3 之间，油层原油粘度2426~46.21mPa.s，地面原油粘度700~25000mPa.s(50℃)， 595~20×104 ， 含硫2.28%~3.35%之间，地层水210000mg/L，Ca2+、Mg2+10000mg/L属深层、正常压力系数、偏低温异常、重质、高矿化度稠油油藏。

1.2 稠油组分分析

胶质、沥青质含量较高，均大于20%，易在油水界面形成强度高的界面膜，使稠油粘度增加，阻碍了W/O型稠油乳状液向0/W型乳状液的转相。沥青质含量越高，W/O型稠油乳状液越稳定，转变为0/W型乳状液的过程越困难[3]。稠油中C、N、0、S的元素的存在，使稠油含有大量的羟基、羧基和氨基，其中以羟基占多数；亦存在芳 环化合物、杂环化合物和C=O基团，这些基团的存在导致分子之间粘度变大，油样变稠[4]。

2 高效水溶性降粘剂技术研发

2.1 高效降粘机理研究

（1）水基分散降粘剂的表面活性剂具有多个官能团，实现快速分散降粘，即在表面活性剂作用下形成水包油型乳状液，决定乳状液粘度的连续相油相变为水相，从而降低粘度；形成“水套油心”、“悬浮油”、“水漂油”而降粘；同时具有吸附降粘，即表面活性剂分子吸附与管壁上或油层间，而减小摩擦阻力；且水基分散降粘剂空间位阻大，阻碍分散后的乳液再聚集、耐温、耐盐、作用快[5]。

图2-1 高效水基降粘剂表面活性剂分子结构

（2）取代极性基团改质降粘，水基分散降粘剂分子上具有多酚氧化键、过氧化氢键、脂肪醇等，取代稠油分子链的极性基团。

2.2高效水溶性降粘剂分子设计

针对高粘原油胶质沥青质含量高，设计了一种分子结构具有多个亲水和亲油基团的表面活性剂，能渗透、分散原油中的胶质沥青质的表面活性剂。实现：（1）降低油水界面张力促进水油稳定分散；（2）原油表面形成牢固水膜，降低井筒摩阻。（3）研发羧酸盐类阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂复配，具有降粘减阻功能。（4）利用“相似相溶”原理：表面活性剂疏水链的长度与胶质沥青质的碳链长度相似，提高原油増溶能力，具有分散降粘功能。

3 现场试验情况及效果评价

3.1 TH121100现场试验情况

TH121100 井位于塔河12 区超稠油区块，加药前该井日产液27.8t，日产油8.3t，日掺稀油43.2t，稀稠比达到10:1。试验期间采用油套环空伴稀油加药工艺开展试验，现场工艺流程简单，一台撬装加药泵，将加药管线连接到掺稀管线伴随稀油一起进入井下即可；无需油水置换期，生产运行稳定，日加液量160L，井场无需人工值守，易于推广应用。

3.2 效果评价

2019 年4 月-2020 年1 月在TK688、TH12251、TH121100 三口井开展高效水溶性降粘剂应用，全年累计节约稀油16245吨，其中TK688和TH12251井以盐水为介质掺入，全年累计节约稀油769 吨，TH121100 井以稀油为介质掺入，全年累计节约15476吨。

试验结果表明加入高效降粘剂后，掺稀油用量降低50%以上、油井电流、回压生产参数不升反降的效果，多次试验重现性好，规律明确。其中TH121100单井累计节约稀油15476t，累计增油4394.2t。现场试验证明了药剂对联合站破乳没有任何影响。

表3-1 高效水基降粘剂试验前后效果对比

3.3 选井原则

通过试验应用，确定了水溶性化学降粘剂选井原则，明确了应用范围，为后期继续推广应用提供了有效支撑。

表3-2 水溶性化学降粘选井原则

4 结语

1、本文找到了一种适合于塔河油田超稠超稠油新型高效水溶性的降粘体系；

2、现场应用验证了水基降粘方式针对含水大幅变化油井的广泛适应性；

3、明确了选井原则及推广应用标准；

4、建立了两种水溶性降粘加药配套工艺流程体系。