新型井筒降黏劑的研究與現場應用

方 群

（中國石化華北油氣分公司石油工程技術研究院，河南鄭州 450000）

涇河油田地處陜西省彬縣、長武縣與甘肅省寧縣、涇川縣、靈臺縣境內，區域構造位于鄂爾多斯盆地西南部伊陜斜坡帶與渭北褶皺帶的交匯處，屬于裂縫、斷裂發育的致密砂巖油藏，主要生產層位為長8 層，原油密度為0.872 g/cm3～0.924 g/cm3，平均0.90 g/cm3；凝固點16 ℃～28 ℃，平均22 ℃，地層溫度下原油黏度集中在50 mPa·s～200 mPa·s；含蠟量13 %～15 %，平均14 %，屬于“三高”儲層。由于原油黏度較高導致抽油機負荷高、運行電流較大，且易發生軟卡，影響開發效果。在用的陰離子型降黏劑受地層水礦化度（平均為55 000 mg/L）的影響產生“鹽析反應”，影響降黏效果，因此需結合涇河油田長8 層的實際情況，優選抗鹽能力較好的非離子型降黏劑，通過在非離子基團上嵌入硫酸根，使其具有陰離子活性劑特性，形成新的井筒降黏劑配方，達到提高降黏效果的目的[1，2]。

1 實驗儀器及方法

1.1 實驗儀器及藥品

實驗所用儀器主要包括SNB-1 恒溫數顯黏度測試儀，恒溫水浴，電子天平，數顯攪拌機，燒杯，秒表等。

實驗所需藥品包括聚氧乙烯蓖麻油，硫酸化試劑，催化劑，氟表面活性劑，現場取回油水樣（見表1、表2）。

1.2 實驗方法

1.2.1 降黏率測試 將原油油樣在50 ℃的恒溫水浴中恒溫1 h，攪拌去除其中的游離水和氣泡，迅速用旋轉黏度計測其50 ℃時的黏度記為μ0。

以含水30 %的油水樣，0.5 %降黏劑為例，稱取2.00 g 降黏劑于燒杯中，加入地層水樣118.00 g，攪拌至降黏劑完全溶解后，再稱取280.00 g 原油油樣于燒杯中，攪拌均勻后放入50 ℃的恒溫水浴中，恒溫1 h，將攪拌槳置于燒杯中心，并距底部2 mm～3 mm 處，調節轉速250 r/min，在恒溫的條件下攪拌2 min 后測得的黏度記作μ。

1.2.2 原油凝點測試 根據《SY/T 0541-94 原油凝點測定法》和《SY/T 510-83 石油產品凝點測定法》要求測定涇河油田原油凝點，將預熱后的油樣裝入試管中，以0.5 ℃/min～1 ℃/min 的冷卻速度冷卻至高于預期凝點8 ℃時，每降2 ℃觀測一次試樣的流動性，直至將試管水平放置5 s 而試樣不流動時的最高溫度即為凝點。

2 新型井筒降黏劑的優選

2.1 主劑優選

井筒降黏劑要求界面活性高，乳化能力強，優選具有分支結構的非離子型聚氧乙烯蓖麻油EL-90，硫酸化后形成聚氧乙烯蓖麻油硫酸酯鹽EL-90S 作為主劑，其化學通式為：

2.2 助溶劑優選

在地層水低礦化度的情況下，助溶劑會使降黏劑的界面活性降低，但在高礦化度的情況下，由于助溶劑和無機鹽對降黏劑的作用是相反的，因此，在高礦化度的情況下加入助溶劑，能保持降黏劑的活性，提高降黏率[3，4]。

優選4 種具有高表面活性的氟表面活性劑，分別記為A、B、C、D，其水溶液表面張力均低于20 mN/m，可同時降低油水界面張力[5，6]。室內實驗4 種氟表面活性劑與EL-90S 進行復配，其中加入氟表面活性劑B后降黏率可達93.7 %，因此降黏劑配方確定為聚氧乙烯蓖麻油EL-90 及氟表面活性劑B（見圖1）。

表1 涇河油田油樣分析

表2 涇河油田水樣分析

圖1 氟表面活性劑優選

2.3 最終配方確定

確定新型井筒降黏劑JTJN-1 配方為聚氧乙烯蓖麻油硫酸酯鹽EL-90S 及氟表面活性劑B，其中EL-90S 由聚氧乙烯蓖麻油EL-90 硫酸化反應生成，室內實驗氟表面活性劑B 最佳加入量為5 %（見圖2）。

圖2 氟表面活性劑B 加入量優化

3 新型井筒降黏劑性能評價

3.1 配伍性評價

選取JH2-1 等7 口油井的地層水樣，分別配制JTJN-1 濃度為1 %的樣品，觀察在室溫及70 ℃條件下靜置恒溫24 h 后水樣無分層現象、無沉淀產生，有良好的流動性能，說明JTJN-1 與涇河油田長8 儲層地層水具有較好配伍性（見表3）。

3.2 耐溫耐鹽性評價

室內實驗JTJN-1 在50℃條件下，礦化度40000mg/L～100 000 mg/L 時降黏率均大于99 %；在礦化度為80 000 mg/L 條件下，溫度20 ℃～100 ℃以內降黏率均大于99 %，具有較好的耐溫耐鹽性（見圖3、圖4）。

3.3 降凝能力評價

選擇JH2-2 等5 口油樣評價JTJN-1 降凝能力，實驗表明，加入0.5 %的JTJN-1 后油樣凝點降低5.5 ℃～8.5 ℃，降凝效果明顯（見表4）。

4 加注濃度優化

4.1 不同含水率下最佳經濟濃度

實驗室模擬長8 儲層地層溫度50 ℃，地層水礦化度80 000 mg/L 的實驗條件下，分別測試含水＜30 %、30 %～50 %及含水＞50 %時不同濃度JTJN-1 的降黏率。實驗結果表明當含水率＜30 %時，JTJN-1 最佳使用濃度為0.7 %～1.0 %；當含水率為30 %～50 %時，JTJN-1 最佳使用濃度為0.3 %～0.5 %；當含水率＞50 %時，JTJN-1 最佳使用濃度為0.1 %～0.3 %（見圖5）。

表3 新型降黏劑與長8 儲層地層水配伍性測試結果

圖3 不同礦化度下的降黏率

圖4 不同溫度下的降黏率

表4 涇河油田原油凝點測試表

表4 涇河油田原油凝點測試表（續表）

圖5 不同含水條件下不同藥劑濃度的降黏率

4.2 不同黏度下最佳經濟濃度

涇河油田長8 層油井間黏度差異較大，室內實驗不同黏度下的JTJN-1 最佳經濟加注濃度。由實驗結果可以看出，隨著黏度的增加，所需的降黏劑濃度增大，但0.3 %～0.5 %的藥劑濃度均能達到降黏率大于90 %的效果（見表5）。

表5 不同黏度條件下不同濃度的新型降黏劑降黏率實驗

5 現場實施效果

2015 年6 月2 日開始進行JTJN-1 加注，加注前測試該井地層溫度下黏度638 mPa·s，地面溫度下黏度5 926 mPa·s。依據加注濃度優化結果，考慮經濟效益，現場試驗不斷調整加注制度，并結合原油脫水問題，最終確定加藥制度為每兩天加注20 kg。加注后電流由16.4 A 下降至8.8 A，日節約用電量55.4 kW·h，地層溫度下原油黏度由638 mPa·s 下降至70 mPa·s，原油集輸壓力由1.2 MPa 下降至0.2 MPa，泵效提高5.7 %。井筒降黏劑現場試驗效果明顯。

6 結論

（1）優選涇河油田長8 儲層新型井筒降黏劑JTJN-1配方為95 %聚氧乙烯蓖麻油硫酸酯鹽EL-90S 及5 %氟表面活性劑B，其中EL-90S 由聚氧乙烯蓖麻油EL-90 硫酸化后反應生成。

（2）JTJN-1 與長8 儲層地層水有較好配伍性，室內實驗在涇河長8 儲層地層溫度及地層水礦化度條件下降黏率大于95 %，降低原油凝點5.5 ℃～8.5 ℃，對長8儲層有較好的適應性。

（3）現場試驗加注JTJN-1 后電流由16.4 A 下降至8.8 A，地層溫度下原油黏度由638 mPa·s 下降至70 mPa·s，應用效果較好。