現河稠油井黏度與溫度含水關系實驗研究與應用

王楊

摘要：針對現河油區稠油油藏配套電加熱舉升油井數不斷增多、耗電量持續加大的情況，開展了稠油黏度與溫度、含水關系實驗研究。實驗結果表明：原油含水變化過程中存在一個拐點含水，拐點含水兩側原油黏度變化規律不同；定量研究了不同含水時原油黏度變化規律；同時實驗結果還表明任意含水條件下隨著溫度降低原油稠化速度不斷加快。在實驗的基礎上制作了電加熱配套經驗模板，不斷優化電加熱配套運行時間，在現場應用過程中取得了較好的效果。

關鍵詞：稠油、反相乳化拐點、黏度、溫度、含水

現河油區稠油分布在樂安油田和王家崗油田，含油層系以館陶組、沙河街組、潛山特超稠油油藏為主，原油黏度10000-100000mPa.s，溫度敏感性較強。在稠油開采過程中，電加熱井筒舉升是一項重要輔助工藝，可有效改善稠油的開采效果，但該項工藝耗電量大，造成開發成本增加。因此有必要針對稠油井的黏度敏感性進行深入細致的研究，持續優化電加熱井的合理使用，為稠油電加熱井的治理與管控提供技術支撐。

1、稠油黏度與溫度含水關系實驗研究

實驗中利用黏度計對稠油井產出油進行黏度測量，研究不同含水、溫度對原油黏度影響關系。實驗主要分為三步：第一步，對含水原油進行電脫水處理；第二步，根據實驗需要將脫水處理后的原油配置成不同含水的油樣；第三步，用旋轉黏度測定法分別測定不同溫度的原油黏度。

選取了不同黏度區間的10口稠油生產井，如表1所示。將每口稠油井產出液脫水后制作成一個樣品，分別標為1#-10#樣品。其中：1#-5#樣品進行50℃條件下原油黏度與含水關系曲線，即定溫度測黏度-含水關系曲線；6#-10#樣品進行不同溫度條件原油黏度與含水關系曲線測定，即變溫度測黏度-含水關系曲線。

2、實驗研究結果與結論

通過上述實驗，在對實驗數據分析整理的基礎上，可以得出以下結論：

（1）在混合液含水升高的過程中，出現一個反相乳化拐點，即黏度極大值點

測定了50℃條件下不同樣品黏度與含水關系。當混合液含水低于拐點含水時，隨著含水的升高混合液黏度持續增加；當混合液含水達到拐點含水時，混合液黏度最高；當混合液含水高于拐點含水時，隨著含水的升高混合液黏度持續降低。

（2）脫水原油黏度越高，含水原油的油水反相乳化拐點越低

對比分析了不同樣品反相乳化拐點的變化趨勢，針對不同樣品：當脫水原油黏度<1000mPa.s時，拐點含水在50%左右；當脫水原油黏度在1000-10000mPa.s時，拐點含水在40%-50%之間，當脫水原油黏度大于10000mPa.s，拐點含水在30%-40%之間。

（3）含水達到反相乳化拐點時，黏度較脫水點黏度上升1.5-3.5倍

任意溫度條件下，在樣品剛脫水時黏度相對較低，在含水達到拐點時黏度達到極大值。對比分析40℃-80℃條件下拐點含水時對應黏度與脫水點黏度，發現基本呈現1.5-3倍的倍數關系，即拐點含水對應黏度是脫水點黏度的1.5-3倍。

（4）高含水時黏度較極大值點黏度下降3-10倍

任意溫度條件下，混合液含水達到80%以上時黏度將大幅度降低。對比分析40℃-80℃條件下拐點含水時對應黏度與80%含水點黏度，發現基本呈現3-10倍的倍數關系。

（5）在任意含水條件下，隨著溫度的降低，原油稠化速度逐漸加快，黏度急劇上升

當混合液溫度由80℃下降至70℃時，黏度上升1.5-2.0倍；而當溫度由50℃下降至40℃時，黏度上升3.0倍左右，原油稠化速度加快。當溫度低于40℃時，由表1可知，大部分樣品將達到凝點而變為固體狀態。

3、實驗研究結果在現場初步應用

以黏度-含水變化實驗為依據，在以上結論的基礎上，結合現場實踐經驗，制定了電加熱配套經驗模板：高黏度、低含水井實施電加熱配套，低黏度、高含水井取消電加熱配套，從而更加合理使用電加熱配套工藝。電加熱配套模板如表2所示。

根據以上模板，對現河油區正常生產的190口配套電加熱稠油井持續優化，2014年取消電加熱配套19口，實現了電加熱配套井數的有效控制；同時對取消配套的生產井持續跟蹤，均正常生產。

如王140-平2井，2014年2月達到轉周生產末期，日油3.1噸，含水94.1%；在該井實施轉周措施時，考慮到該井黏度在10000mPa.s以內，且預測措施后含水可穩定在70%以上，因此根據模板取消了該井電加熱配套。措施實施后，該井供液持續穩定，峰值日油水平達8.1噸，含水平穩在70%以上，生產情況平穩，表明取消電加熱配套達到了預期目的，實現降本增效。

4、結論

（1）在任意溫度條件下，隨著含水的上升，原油黏度逐漸增加；當含水增加至拐點含水時，黏度最高；當含水繼續增加，黏度又持續下降。

（2）在井筒舉升過程中，井筒溫度下降，黏度急劇增加，需配套電加熱工藝來避免稠油稠化凝固；但通過參考經驗模板，可以適時停止電加熱配套運行，從而降低原油開采成本，達到質量與效益雙提升。