稠油瀝青分散劑的篩選及效果研究

向 晶，唐善法，劉志明，劉 進

(1.長江大學石油工程學院，湖北武漢 430000;2.中國石油西北油田分公司塔河采油三廠，新疆阿克蘇 842016)

我國西部某油田富含膠質、瀝青質，部分生產井瀝青質含量高達50%以上，油藏流體在油層和地面的表現差異較大，具有高熱敏性。隨著油藏開采程度的不斷加深，外來流體的侵入造成油藏流體組成發生很大變化，破壞了原油體系的相平衡狀態，導致原油中膠質、瀝青質等有機固相組分不斷析出、沉積［1］，使部分孔喉受到堵塞，巖石滲透率明顯下降，導致原油產量及注水量的降低［2］。堵塞物在井筒中不斷沉積，將增加原油舉升阻力，堵塞油管及油套環空，嚴重時導致油井停產［3］。目前常用的清除瀝青質沉積方法有減小剪切力及壓力降、定期刮管清除、溶劑處理、注入分散劑［4－5］等，其中注入分散劑由于具有分散效果好、施工安全、環保等特點成為解決瀝青堵塞問題的有效途徑［5－6］。這類分散劑的主要作用是將瀝青質分子包圍使其穩定在原油中，而不發生絮凝和沉積造成堵塞［6］。本研究考察了幾種分散劑的溶解和分散性能，篩選出對堵塞物溶解效果最好的分散劑XJ－2，并對其性能進行評價。

1 實驗

1.1 原料

分散劑WD－06，主要成分為甲苯，山東萬達有限公司;JX－108，主要成分為胺類，河北省河間市吉祥石油助劑有限公司;CL－5，主要成分為十二烷基苯磺酸，HSMY－J北京匯思明遠能源技術有限公司;MCS，主要成分為聚醚多元醇，石油大學;XJ－2，主要成分為長烷基鏈環狀醇醚，石油大學。堵塞物樣品，國內西部某油田瀝青堵塞物垢樣，堵塞物組分分析見表1。原油，國內西部某油田脫水油樣，物理性質見表2。

表1 膠質瀝青質析出井堵塞物組分分析 %

表2 原油組分及物理性質分析

1.2 儀器

HH－4恒溫水浴鍋，上海錦屏儀器儀表有限公司;DZF－1恒溫干燥箱，天津市泰斯特儀器有限公司;NDJ－4旋轉黏度計，上海賽德利思精密儀器儀表有限公司。

2 結果與討論

2.1 分散劑的篩選

2.1.1 分散劑對瀝青堵塞物的溶解性

分別取5種分散劑(純劑)10 mL加入25 mL比色皿中，放入60℃水浴中預熱15 min，加入約3.000 0 g塊狀堵塞物，搖勻后置于60℃恒溫電熱水浴鍋中溶解1 h，濾出剩余未溶解垢樣，在60℃恒溫干燥箱中干燥2 h，取出剩余垢樣，計算溶解速率及溶解率，結果見表3。

表3 不同類型分散劑對瀝青的溶解性實驗結果

從表3看出，上述5種分散劑對瀝青堵塞物均具有一定的溶解能力，且分散劑XJ－2溶解率均高于其他分散劑，這是因為該分散劑主劑是含環狀和長烷基鏈的表面活性劑，可吸附在瀝青質分子上，形成瀝青質的空間穩定層穩定瀝青質。其次，其含一種陰離子表面活性劑作為滲透劑，為分散劑快速進入有機沉積物內部形成通道，提高分散劑的溶解效果。

2.1.2 分散劑對石蠟的溶解性

采取相同實驗方法，考察瀝青分散劑XJ－2和CL－5對不同生產井蠟質堵塞物的溶解效果，并將溶解后的濾液置于冰箱中，降溫觀察蠟再次析出時溫度，結果見表4。

表4 分散劑XJ－2對蠟樣溶解性實驗結果

從表4看出，2種分散劑對蠟質堵塞物均具有良好的溶解能力。60℃下浸泡1 h，可將蠟質堵塞物全部溶解。但對濾液的降溫過程中，添加分散劑XJ－2的濾液在溫度降至－12℃時仍無蠟質堵塞物析出，說明分散劑XJ－2對蠟質堵塞物有良好的抑制作用。綜合考慮，選擇XJ－2為瀝青分散解堵劑。

2.2 溫度對溶解能力的影響

固定其他條件，考察溫度對分散劑XJ－2溶解效果的影響，結果見圖1。

圖1 溫度對分散劑XJ－2溶解速率的影響

從圖1看出，分散劑XJ－2對堵塞物的溶解速率隨溫度升高呈增加趨勢，在60～70℃時增加迅速，大于70℃時增加緩慢，70℃時溶解速率達1.490 3 mg/(mL·min)，而 90℃ 時最高，達1.713 2 mg/(mL·min)。

2.3 分散劑最大溶解量

分別取分散劑XJ－2 20 g 4份于燒杯中，置于90℃水浴中預熱15 min，加入不同生產井瀝青質堵塞物垢樣約3 g，搖勻后置于90℃水浴中溶解1.5 h，觀察堵塞物垢樣溶解情況，若完全溶解則繼續加入約3 g堵塞物垢樣，以此類推直至不能溶解，濾出剩余未溶解垢樣，在90℃恒溫干燥箱中干燥2 h，取出剩余垢樣，結果見表5。

表5 分散劑XJ－2的最大溶解量

由表5看出，分散劑XJ－2用量為20 g時，對瀝青質堵塞物的最大溶解質量達8.840 8 g，最大溶解率達97.32%，溶解效果明顯。

2.4 分散劑濃度對原油黏度的影響

將分散劑XJ－2按不同濃度加入原油樣品中，30℃下，采用 NDJ－4旋轉黏度計，考察XJ－2濃度對原油體系黏度的影響，結果見圖2。分散劑XJ－2對原油具有一定的降黏效果，當其濃度為1 000 mg/L時，原油黏度大幅下降，大于1 500 mg/L后黏度下降較緩慢。

圖2 分散劑XJ－2濃度對原油黏度的影響

3 現場應用

針對瀝青堵塞物析出而堵塞井筒現象，現場應用分散劑XJ－2進行解堵，措施成功率100%，經濟效益非常顯著，典型井例如下:

Th1井:該井原油流動性較好，瀝青質平均含量51.4%，膠質平均含量5.54%。該井在生產歷程中累計發生4次瀝青質堵塞問題，堵塞物呈細小顆粒狀，處理井筒期間返出5 m3膠質瀝青質堵塞物，處理后恢復生產。2013年4月加注分散劑XJ－2，解堵效果明顯，至今未出現瀝青質堵塞問題。目前，該井井口壓力穩定在1.10 MPa，套管壓力穩定在0.98 MPa，日產液量35 t，不含水。

TP12井:瀝青質平均含量7.22%，膠質平均含量11.28%。該井在2012年6月發生瀝青質堵塞電泵，洗井作業無效后處理井筒，處理井筒過程中發現存在大量膠質瀝青質堵塞物。2012年8月上調油嘴直徑至12.0 mm生產，2013年6月采取加注分散劑XJ－2，至今未出現瀝青質堵塞問題。目前，該井井口壓力穩定在0.22～0.89 MPa，套管壓力穩定在1.06～1.68 MPa之間，日產液量19～40 t，基本不含水。

4 結論

1)分散劑XJ－2具有極強的溶解稠油中膠質瀝青質及雜環芳烴能力，極強的分散膠質瀝青質的能力。

2)分散劑XJ－2可有效地降低稠油黏度，提高原油在低溫下的流動性，改善原油在井筒中的舉升能力。

3)現場應用證明，分散劑XJ－2能有效清除膠質、瀝青質造成的堵塞，是一種發展前景良好的分散劑。

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