稠油降黏采油工藝技術特點與實際應用

邢旭輝 閆福信 張淑梅

【摘 要】稠油油藏具有埋藏深、壓力高、黏度大的特點，是世界經濟發展的重要資源。又被稱為“不能流動的石油”。稠油生產的工藝技術較之稀油生產更為復雜。為了油田的可持續發展，油田開發工作者就要面對稠油開采的難題，進行技術攻關，提高稠油開發的效果和經濟效益。本文就稠油降黏采油工藝技術特點與實際應用進行了初步的探討。

【關鍵詞】稠油；降黏；采油工藝；技術特點；實際應用

稠油也叫“重油”，又被稱為“不能流動的石油”。稠油油藏具有埋藏深、壓力高、黏度大的特點，稠油是世界經濟發展的重要資源。稠油生產的工藝技術較之稀油生產更為復雜。為了油田的可持續發展，油田開發工作者就要面對稠油開采的難題，進行技術攻關，要堅持把科技進步和創新不做加快發展稠油開采的重要手段，全力展開自主創新、集成配套和成果轉化，搶占未來發展的制高點和主動權。

無論是熱力采油還是加熱降黏技術、摻稀降黏技術、乳化降黏技術，都是通過降黏降低油層中稠油的黏度，使得稠油能夠流動，從而將其開采出來的技術。本文重點介紹了稠油降黏采油工藝技術特點與實際應用情況。

1.熱力采油工藝技術

1.1蒸汽輔助重力泄油技術（SAGD）在稠油開采中的應用

蒸汽輔助重力泄油技術屬于熱力采油法中的蒸汽驅形式，它是開發稠油乃至超稠油的一項前沿科學技術，該方法的原理是向注汽井中注入蒸汽，蒸汽向上超覆在地層中從而形成蒸汽腔，蒸汽腔向上面和側面擴展，同油層中的稠油進行熱交換，加熱后的原油和蒸汽冷凝水依靠重力的作用流至下面的水平生產井中，從而開采出來。具體來講，蒸汽輔助重力泄油要通過注汽井（位于采油井的上部）和采油井來實現。

1.2蒸氣吞吐在稠油開采中的應用

蒸汽吞吐也屬于熱力采油法，是一個復雜的綜合過程，也是一個不同流動梯度的穩定滲流過程。其原理是：對于稠油進行加油，使其黏度下降，降低界面張力，改善液阻和氣阻，使流動阻力減小。油層如果壓力較高，通過加熱，可使稠油的彈性能量變為驅動能量釋放出來。經過高溫蒸汽的作用，使油層孔隙體積減小，增加產量，還可以有效減少污染，起到解堵作用。

1.3火燒油層技術在稠油開采中的應用

火燒油層技術也叫地下燃燒，是通過多種點火方法把注氣井的稠油層點燃，隨繼持續往油層中注入空氣或氧氣等氧化劑促使其燃燒。經過一定時間，形成加熱帶，周邊的原油受熱黏度降低、蒸餾后的輕質油、蒸汽以及燃燒過程中的煙氣繼續向前方驅動，使得未被蒸餾的重質碳氫化合物在高溫下裂解，形成焦炭。而焦炭又為維持油層的燃燒提供的燃料，良性循環，讓油層不斷燃燒，擴大受熱面。在高溫下作用下稠油地層束縛水裂解生成的氫氣與注入的氧氣合成水蒸汽，攜帶大量的熱量傳遞給前方的油層，把原油驅向生產井。如此，不斷往復，受熱的通道就為可流動的原油到達生產井提供流路，伴隨著油藏的不斷點火燃燒，從而能夠降低稠油黏度，便于開采，有較高的經濟效益。

1.4其它新型熱力采油方法應用

注熱段塞：當向稠油層注入蒸汽時，會在井底形成加熱帶，隨即注冷水將加熱帶推向生產井。從而便于開采。

注蒸汽加溶劑：向蒸汽中添加可完全蒸發的溶劑，降低稠油黏度和熱水帶中的殘余油飽和度，從而便于開采。

注熱堿水：對含油飽和度低的地層，通過對加熱帶注入注堿性溶液之方式使其沿地層推進，結合了熱作用和化學作用的長處，降低稠油黏度，利于開采。

另外還有高溫聚合物驅、在注蒸汽和聚合物結合的方式、在煤層加熱法、向活性水驅等多種熱力方式降低稠油黏度，提高原油開采率的方式。

2.加熱降黏工藝技術

2.1降黏機理

稠油加熱輸送方法主要是通過加熱的方法提高稠油的流動溫度，以降低稠油黏度，從而減少管路摩阻損失的一種稠油輸送方法。稠油中膠質與瀝青質分子的結構特點及相互作用，使稠油體系形成了一定程度的Π鍵和氫鍵，隨著溫度的升高，體系獲得足夠的能量時，Π鍵和氫鍵被破壞，使得稠油黏度大幅度降低。

2.2存在問題

用加熱降黏技術輸送稠油是傳統的輸送方法，在許多國家和地區都得到了廣泛應用，委內瑞拉從I955開始采用這種技術。但最大缺點是當管線溫度降至環境溫度時，常發生凝管事故，且其能耗高，輸量1% 以上的原油被燒掉和損耗，經濟損失大。因此，應逐漸減少或取代加熱降黏輸送。

電伴熱法在印尼蘇門答臘的扎姆魯得油田已成功應用多年，國內多用于干線解堵、管道附件和油氣集輸管線。

3.摻稀降黏工藝技術

3.1降黏機理

利用有機溶劑相似相溶的原理，在稠油進入管道前，將一些低黏液態碳氫化合物作為稀釋劑，與稠油混合在一起，降低稠油的輸送黏度，從而以混合物的形式進行輸送。通常摻入的稀釋劑為輕質油，主要包括天然氣凝析液、原油的餾分油、石腦油等。向稠油中摻入稀油得到混合物的黏度與稀油的摻入量之間成指數關系。稀釋劑的注入量主要取決于稠油稀釋劑的相容性。例如。摻入到稠油中的凝析油的比例為5%～35%（體積），如果用輕質原油作為稀釋介質，則摻入量更大。例如勝利草橋油田，其含蠟原油的摻入量為100～150%。

3.2降存在問題

在油井含水量升高后，總液量增加，摻輸管可改作出油管。因此，在具有稀油資源的油田，稀油稀釋降黏具有更好的經濟性和適應性。但摻稀油降黏也存在不足，首先，受到稀油資源的限制，由于稀油儲量有限，且產量呈下降的趨勢；其次，稀油摻人前，必須經過脫水處理，而摻入后，又變成混合含水油，需再次脫水，增加了能源消耗；再次，稀油用作稀釋劑摻人稠油后，降低了稀油的物性。稠油與稀油混合共管外輸時，不但增加了輸量，并對煉油廠工藝流程及技術設施產生不利的影響。所以摻稀油降黏有一定的局限性。

目前新疆、勝利、河南等油田對距離較遠的接轉站，均采用摻稀油降黏流程。

4.乳化降黏工藝技術

4.1降黏機理

乳化降黏就是在表面活性劑作用下，使稠油從油包水（W/O）型乳狀液轉變成水包油（O/W）型乳狀液，達到降黏的目的。其降黏機理主要包括乳化降黏和潤濕降阻兩方面。乳化降黏中使用水溶性較好的表面活性劑作乳化劑，將一定濃度的乳化劑水溶液注入油井或管線，使原油分散而形成O/W型乳狀液把原油流動時油膜與油膜之間的摩擦變為水膜與水膜之間的摩擦，黏度和摩擦阻力大幅度降低，潤濕降阻是破壞油管表面的稠油膜。使表面潤濕親油性反轉變為親水性，形成連續的水膜，減少輸送過程中原油流動的阻力。

4.2存在問題

雖然目前研究乳化劑的配方很多，但存在許多問題。采出后破乳困難，污水處理難度大；由于稠油組成的差異，乳化劑對稠油的選擇性強；稠油組成如何影響乳化降黏效果，乳化降黏劑的結構與其性能關系如何，都沒找到確切答案。還有降黏劑的高抗溫、抗鹽、抗礦化度的能力有限，即使效果較好但成本較高，不經濟。因此研究廉價的耐鹽、耐高溫的降黏劑是今后乳化降黏技術的一個重要方向。

近年來，有關乳化降黏劑的配方研究十分活躍，主要有非離子型一陰離子結合型.陰離子型.陽離子型及復配型等四種類型。乳化降黏技術在美國、加拿大等應用已較成熟，國內20世紀90年代，對遼河、勝利、大港等油田也進行了此項技術的試驗，積累了許多經驗，取得了初步的成果。

5.結語

綜上，本文簡要地概述了稠油降黏開采的工藝技術與方法，這些技術方法對于稠油取得了良好的開發效果。但是從長遠的稠油開采中，歸根結底是要在井下對稠油降解，將高分子的稠油變為低分子的輕質油，再開采到地面上來，減少中間環節，節約能源，提高稠油開發的效果和經濟效益。

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