河南油田特稠油黏度高、流動性差，開采和輸送困難，嚴重制約著油田的生產。為提高特稠油總采收率，綜合采用蒸汽吞吐、蒸汽驅輔助以表面活性劑驅開采特稠油。目前熱采區塊主要采取注蒸汽吞吐的開發方式，注汽溫度高達290℃，放噴時地層溫度可達140℃，在實際生產過程中，存在著現有降黏劑耐高溫性能差，在蒸汽吞吐、蒸汽驅高溫條件下易分解喪失其降黏性能從而嚴重影響原油采收率的現狀。河南油田有些區塊特稠油藏的礦化度(地層水總礦化度約為2065 mg／L)并不高，對降黏劑降黏性能的影響并不大，而降黏劑耐高溫性能差，在熱采條件下易分解是影響其降黏性能及原油采收率的關鍵因素。為此，實驗著重針對河南油田低礦化度特稠油藏進行耐高溫高效降黏劑的開發研究。考慮到河南油田特稠油

藏“淺、薄、稠、松、散、小”的特點，從蒸汽吞吐、蒸汽驅及熱水驅輔助以表面活性劑驅綜合技術出發開采河南油田特稠油以提高原油總采收率^[1-5]，這要求耐高溫降黏劑既能隨高溫蒸汽注入井下實現蒸汽吞吐、蒸汽驅的高效采油，又可隨熱水注入井下達到高效采油。實驗考察了降黏劑的耐高溫性能，其實際應用的工藝條件及影響因素，并考察了其對特稠油的降黏性能及其所形成特稠油乳狀液的均勻穩定性。

1  實驗部分

1.1實驗儀器及材料

    NXS-11A型旋轉黏度計，成都儀器廠。耐高溫降黏劑SP，主要由羧酸鹽、脂肪醇硫酸鹽、石油磺酸鹽及其他不同碳數分布的有機酸鹽組成，屬陰離子型表面活性劑混合物，具有極性基團和不同碳數分布的油性碳鏈特征，實驗室自制；降黏劑SY，主要由木質素磺酸鹽及羧酸鹽組成，屬陰離子型表面活性劑混合物；促進劑E由甲苯、二甲苯及沸程為180℃～300℃的工業溶劑油等組成，其主要成分為烴類、烴類氧化物及其衍生物的混合物，是一種工業生產副產品；特稠油1#(Y1)和特稠油2#(Y2)，取自河南油田，主要物性見表1。

表1特稠油的主要物理性質

1.2  降黏考察

    取約50g特稠原油盛入l25 mL蓋磨El瓶中，80℃下恒溫預熱約1 h，攪拌均勻，把經80℃下預熱約0.5 h一定濃度的降黏劑水溶液按一定的水油質量比加入預熱過的特稠原油中，并不斷攪拌，繼續在80℃下恒溫攪拌3 min～10 min，制得特稠油乳狀液，取出，室溫靜置,48 h，用旋轉黏度計測試其黏度，對比加劑前后特稠油的黏度。

1.3耐高溫性能考察

    將SP降黏劑分別置于260℃～300℃下1 h及280℃～300℃下8 h進行高溫處理。在80℃下用高溫處理前后sP配制特稠油乳狀液，測其黏度，考察高溫處理對SP降黏性能影響。

2結果與討論

2.1 SP降黏的操作條件

    考慮到現場使用SP時，SP用量的變化及井下溫度、井下特稠原油含水量、井下乳化時間的隨機變化都會對SP的降黏效果產生影響，為此通過正交試驗考察這些因素水平的變化對sP降黏效果的影響。針對河南特稠油l#(25℃，202.7 Pa·s)進行乳化降黏，以原油乳狀液黏度作為評價標準，其黏度叼為25℃及l38.4 s^-1下測定值。按L₉(3⁴)進行實驗，見表2。由表2正交試驗數據分析可看出，因素影響由大到小依次為sP在乳化劑水溶液中的質量分數、乳化溫度、水油質量比和乳化時間，即B>A>C>D。由表2還可知sP對特稠油l#的降黏效果具有隨四個影響因素的量的增加而增強的趨勢，為實際應用中選擇操作條件提供了參考依據。同時還可看出，9組實驗的原油乳狀液25℃時黏度都在34.2 mPa·S以下，降黏率都達99％以上，表明操作條件在一定范圍內變化對SP顯著的降黏效果影響不大。為此，使用SP時依據的操作條件可確定為：SP在乳化劑水溶液中的質量分數w(SP)=0.05％、乳化溫度70℃～80℃、m(水)：m(油)=30：70～40：60、乳化時間3 min～9 min，具有加劑量少、降黏效果顯著及操作條件范圍較寬的優勢。

表2正交試驗

 2.2耐高溫性能

    80℃下，對特稠油1#加入0.142 mg／g(降黏劑在特稠油乳狀液中的質量分數)未熱處理及高溫處理1 h的SP，分別配制原油乳狀液，編號為l-L及1-H；對特稠油2#加入0.78 mg／g未熱處理及高溫處理l h的SP，分別配制原油乳狀液。編號為2-L及2-H；同時對特稠油2。加入0.554 mg／g未熱處理及高溫處理8 h的sP，分別配制原油乳狀液，編號為2B-L及2B-H。在25℃下測試各乳狀液黏度隨剪切速率的變化，見圖1。從圖1可看出，l-H黏度較1-L稍低，2-H黏度較2-L稍低，表明高溫處理1 h的SP不但不影響其對特稠油l#和2#的降黏性能，而且還表現出較未熱處理SP的降黏性能稍有增強的現象；同樣2B—H黏度較2B—L稍低，也表明了高溫處理8 h的SP不但不影響其對特稠油2#的降黏性能，而且也表現出較未熱處理SP的降黏性能稍有增強的現象。結果表明sP的耐高溫性能強。

圖1  高溫處理前后SP對河南特稠油的降黏

2.3促進劑對降黏的影響

    自制SP和SY是實驗針對河南特稠油篩選出的降黏效果顯著的降黏劑，促進劑E含有膠質瀝青質的良性溶劑以發揮其溶劑效應，具有促進降黏劑的分散、滲透以增強其降黏效果及改善特稠油乳狀液均勻穩定性的功能。將促進劑E分別與SY和SP按質量比1：1復合使用，在總劑量一定的條件下，比較降黏劑單劑使用及其與促進劑復合使用對河南特稠油1#的降黏效果，以考察促進劑對降黏的影響。從正交試驗考察的使用SP可依據操作條件范圍(乳化溫度70℃～80℃，m(水)：m(油)=30：70～40：60)及現場實際條件的變化考慮，選擇操作條件m(水)：m(油)=35：65，乳化溫度75℃，以進一步驗證使用SP時具有操作條件范圍較寬的優勢。特稠油乳狀液黏度為25℃、l38.4 S^-1下測定值。黏度卵隨降黏劑在乳化劑水溶液中質量分數的變化曲線見圖2。

圖2促進劑E對降黏的影響

    從圖2中可以看出，SY降黏效果不如SP好，且隨用量增加，黏度出現反彈現象。使用過程中SY還表現出分散性差、特稠油乳狀液黏度兩天后回復等不穩定現象。這可能是因為，SP具有不同碳數分布的油性碳鏈與原油匹配性和互溶性好，而分子質量大、碳鏈長的SY不僅與原油匹配性不太好，且在配制乳化劑水相藥液過程中分散困難。復配促進劑E可促進降黏劑的分散滲透，從而達到增強其降黏效果和改善特稠油乳狀液均勻穩定性的目的。圖2顯示，在相等總劑量下，SY+E復合劑較單劑SY的降黏效果明顯增強，且消除了單劑SY特稠油乳狀液黏度隨用量增加的反彈現象，表明促進劑E可有效促進降黏效果和改善特稠油乳狀液的均勻穩定性。同時還可看出，在相等總劑量下，SP+E復合劑較單劑SP在節省一半SP用量的條件下，降黏效果基本不受影響。促進劑E價格便宜利于降低成本，因此選擇合適的促進劑與降黏劑復合使用具有良好的應用前景。

2.4 SP降黏的普適性

    河南特稠油開采進入高含水期，有的油井含水甚至超過50％(質量分數)，為了考察sP對河南特稠油降黏的普適性，對特稠油l#和2#在不同含水條件下加入SP復合劑[m(SP)：m(E)=1：1]進行降黏效果考察。從正交試驗考察的使用SP可依據操作條件范圍(乳化溫度70℃～80℃，m(水)：m(油)=30：70～40：60)及現場實際條件的變化考慮，選擇操作條件為乳化溫度75℃，m(水)：m(油)=30：70，以進一步驗證使用SP時具有操作條件范圍較寬的優勢，結果見表3。表3中Y-1～Y-4和E-1～E-3分別為針對不同含水的特稠油1#和2#加入SP復合劑所形成的特稠油乳狀液，表3中Y-1～Y-4原油乳狀液黏度為在25℃及剪切速率D_S=105.1 s^-1條件下測定值，E-1～E-3原油乳狀液黏度為30℃下測定值；其中特稠原油l#在25℃時黏度為202.7 Pa。s，特稠原油2#在30℃時黏度為192.4 Pa。s。

表3 SP對不同含水的河南特稠油1#及2#的降黏

由表3看出，當特稠油1#中水質量分數在10.1％～60.0％，SP復合劑在原油乳狀液中質量分數為0.092 mg／g～0.209 mg／g的加劑量下，l#特稠油乳狀液25℃時的黏度降至l65.8 mPa·s以下，降黏率都達到99％以上，降黏效果顯著；當特稠油2ZZ#的含水質量分數在10.O％～50.0％，SP復合劑在原油乳狀液中為0.170 mg／g～1.000 mg／g的加劑量下，2#特稠油乳狀液30℃時的黏度降至66.9 mPa·s以下，降黏率都達到99％以上，降黏效果顯著。實驗表明SP降黏劑對河南油田不同區塊不同油井的特稠油樣及油樣的不同含水條件都具有較好的適應性。

2.5現場應用的加劑方式

    面臨現場油井特稠油含水量等條件的隨機性，現場應用時會采用靈活的加劑方式。為此考察了現場加劑方式對sP降黏效果的影響。水質量分數高達50.0％的特稠油1#油樣編號Yl-2，初步去除其水分后水質量分數達16.6％，油樣編號Yl-1。復合降黏劑[m(SP)：m(E)=1：1]，SP質量分數為0.036％、0.340％、l.580％的復合降黏劑水溶液，編號分別為SP-1、SP-2和SP-3，其對現場油井特稠油樣Yl-1和Yl-2的降黏方案及加劑方式見表4，所形成特稠油乳狀液編號為T-1～T-3，其25℃黏度隨剪切速率(D_S)的變化曲線見圖3。

表4 sP的降黏方案及加劑方式

圖3  特稠油乳狀液黏度隨剪切速率的變化趨勢

    由圖3可見，三組實驗的特稠油乳狀液25℃時黏度都很低，在22.80 mPa·s以下(D_S=138.4 s^-1996.1 s^-1)，且其η隨D_S變化較平坦，反映出其特稠油乳狀液的抗剪切性能及均勻穩定性較好。

    1)T-1、T-2是針對水質量分數低(16.6％)的特稠油Yl-1降黏，其中T-2特稠油乳狀液中SP質量分數較T-1增加近10倍，但其特稠油乳狀液25℃時的黏度較T-1只降低10.O％～ll.5％，從經濟性考慮，T-1配方為合適選擇，其SP在特稠油乳狀液中質量分數約0.100 mg／g。

    2)T-1、T-3的SP在特稠油乳狀液中質量分數較接近，約0.100 mg／g，T-1針對低含水特稠油Y1-1降黏，采用稀釋的乳化劑水溶液與原油按質量比30：70加藥，而T-3是針對水質量分數高(50.o％)特稠油Yl-2降黏，采用濃乳化劑水溶液與原油按質量比0.79：99.21直接加藥，表4和圖3顯示，兩者降黏效果差別不大，表明兩種不同的加劑方式對降黏效果影響不大。表4和圖3所顯示的T-3較T-1降黏效果稍好些，可能與其SP用量0.125 mg／g較T-1的0.100 mg／g稍高些有關。

3)實驗表明，在現場油井特稠原油中水質量分數16.6％～50.0％的波動條件下，SP降黏劑用量和降黏效果基本穩定，且受加劑方式的影響不大。

3  結論

    1)確定sP對河南特稠油l#降黏依據的操作條件為：SP在乳化劑水溶液中的質量分數為0．05％，乳化溫度70℃～80℃，m(水)：m(油)=30：70～40：60，乳化時問3 min～9 min，在該操作條件下，SP使河南特稠油l4在25℃時黏度由202．7 Pa·s降至其乳狀液黏度34．2 mPa·S以下，降黏率均達99％以上。

    2)考察SP耐高溫性能表明，經260℃～300℃高溫處理lh及280℃～300℃高溫處理8 h后的SP對河南特稠油的降黏效果在相同加劑量下與其高溫處理前相比變化不大，降黏率都達到99％以上，降黏效果顯著，表明SP耐高溫性能強。

    3)試驗表明復配到降黏劑中的促進劑可促進降黏劑的分散和滲透，增強降黏效果及改善特稠油乳狀液的均勻穩定性，還可節省降黏劑用量以降低成本。

    4)考察SP的普適性表明，SP對河南特稠油l#和2#降黏率都達99％以上，同時發現在特稠油中水質量分數在10％～60％變動，SP的降黏效果基本穩定，表明SP對河南油田不同區塊不同油井的特稠油樣及油樣的不同含水條件都具有較好的適應性。

    5)現場應用加劑方式考察表明，在油井特稠原油中水質量分數16．6％～50．0％的波動條件下，SP降黏劑用量和降黏效果基本穩定，受加劑方式的影響不大，表現出較好的適應性。

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