稠油油藏注水開發后期提高采收率技術研究

秦智勇

摘要：稠油油藏注水開發后期，由于水油流度比太大，注入流體的波及系數很低，注水開發后期地下仍然存有大量的殘余油，如何經濟有效地開發這部分原油，對緩解我國能源緊缺的局面具有非常重要的意義。本文對乳化降黏的機理進行分析的基礎上，進一步對稠油乳狀液的形成條件、破乳劑的類型做了系統介紹。

關鍵詞：稠油油藏;注水開發;采收率;乳化降黏

稠油又被稱之為重質油，是油氣資源中重要的一類能源，全世界年產量超過了1.27億噸，儲量更是超過了1000億噸。隨著我國稀油油藏勘探開發的程度越來越高、勘探的前景越來越小，而稠油在我國的資源豐富，是未來油氣勘探開發重要的接替陣地。從目前的勘探現狀來看，我國稠油油藏分布十分廣泛，主要集中在遼河油田、克拉瑪依油田以及勝利油田等探區。稠油油藏的埋藏深度大部分在2000m的范圍內，甚至在準噶爾盆地部分探區稠油油藏埋深僅100-200m。稠油油藏的黏度高、密度大，在開發過程中流動的阻滯力分廠大，如何有效進行驅替是一個難點問題。從開發實踐來看，常規的蒸汽吞吐、蒸汽驅在在淺層應用效果比較好，但當稠油埋藏深度大于1500m時效果不甚理想。針對埋深大的稠油油藏注水開采具有較好的效果，但是整體來看驅替效率不高。常常采用加熱的辦法來降低稠油黏度后進行注水開采，成本又難以控制。化學驅作為稠油油藏開采后期（尤其是高含水階段）提高采收率的方法受到人們越來越多的重視。他主要是在開采階段通過加入特定的化學物質來降低稠油的黏度來提高采收率。最新的開采實踐表明，乳化降黏對于稠油油藏的開采具有良好的效果。

1. 乳化降黏機理分析

在稠油油藏中油和水一般以油包水的乳狀液的形式存在，該流體在開采過程中主要表現為非牛頓流體的性質，黏度升高、結構強度較大，開采難度較高。而試驗表明，在油包水乳狀液中加入特定降黏劑后，流變性會得到根本性的改變（黏度降低、結構強度較小），油水界面的張力明顯降低，開采難度會大幅降低。乳化降黏劑的降黏機理可以從以下幾方面進行分析：乳化降黏劑中含有強極性的官能團，可以有使降黏劑分子滲透性以及形成氫鍵的能力大幅提高，很容易進入瀝青質、膠質的分子結構中與其形成更強的氫鍵，迫使稠油的超分子結構由高層次向低層次轉化，液態油就會被從中釋放出來、大幅降低稠油黏度;稠油體系中的瀝青質超分子位于膠束中心位置，吸附有大量分散介質。而降黏劑中含有一定長度的烷基長鏈能夠在瀝青質周邊伸展形成降黏劑溶劑層，形成非極性環境，防治膠質、瀝青質重新聚集，從而起到降黏的作用。

2.降黏劑的類型及要求

原油乳化降黏的技術關鍵是原油乳化降黏劑的配制。原油乳化降黏劑的主要成分是表面活性劑。可用作原油乳化降黏劑的表面活性劑主要有以下幾類：烷基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸酯鈉鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇硫酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯鈉鹽、烷基苯磺酸鹽等多種類型。原油乳化降黏劑多根據協同作用原理采用多元復配型配方，同時包含非離子型表面活性劑和離子型表面活性劑。部分稠油乳化降黏劑配方中除了表面活性劑以外還加入各類堿物質。

在乳化降黏中配制的降黏劑需要達到以下技術要求：①能將稠油乳化成水包油乳狀液。由于水的黏度很低，所以水包油乳狀液的黏度也很低;②為了有效降低成本，降黏劑的用量越少越好;③能夠與地層水配合性良好、不產生沉淀，持足夠的有效濃度起降黏作用;④水包油乳狀液到了地面后必須易于脫出其中的水。因此降黏劑加入所產生的水包油乳狀液不需要特別穩定，只需流動時乳化而靜止時能夠有效聚并即可。

3. 乳狀液的形成條件及影響因素

3.1 乳狀液的形成條件

井底形成O/W型乳狀液的稠油開采技術，要求所形成的O/W乳狀液要有一定的穩定性，否則乳狀液就會過早地轉變成更高黏度的W/O型乳狀液，這樣就達不到降黏開采的目的。井底形成穩定性適當的O/W型稠油乳狀液概括起來有三個關鍵條件：①使用合適的乳化劑。具有適當鏈長的聚氧乙烯型的非離子表面活性劑作為稠油開采的乳化劑，有利于O/W型乳化液的破乳。②要有一定的油水比例。有利于O/W型乳狀液形成的油水比例應當是水含量最低不得少于15%，最高不得高于80%。因為含水量太少，降黏效果不明顯，含水量過高，表面活性劑消耗量大。③要進行適當的攪拌。稠油從井底流向井口的整個過程實際上就起到了攪拌作用。

3.2 乳狀液的影響因素

影響乳狀液穩定性的因素可以分為內因和外因兩方面，內因包括：原油的組成、外相的黏度、界面膜的性質、界面張力、界面電荷、水的礦化度和PH值、水中的無機鹽類。而外因主要包括：剪切力、液滴的大小和分布、溫度、時間等。

4. 原油乳狀液破乳劑分析

4.1 W/O型原油乳狀液破乳劑

原油破乳主要靠的是表面活性劑的作用，破乳劑逐漸開始向著低溫、高效、適應性強的方向發展。要求破乳劑不僅具有高效破乳能力，而且還要同時具有解決緩蝕、防垢及降黏等方面的作用。目前在國內外原油破乳劑中占主導地位的主要是非離子型聚醚，包括：聚氧丙烯聚氧乙烯醚、聚脂類、聚酯類、磺酸鹽及醚磺酸鹽、脂肪胺鹽酸鹽、環烷酸鈉及高碳烷基咪唑琳等多種分型。

4.2 O/W型原油乳狀液破乳劑

過去對W/O型原油乳狀液破乳劑研究得比較多，而有關O/W型乳狀液破乳方面的研究甚少。近年來，由于EOR技術的應用，采用表面活性劑或聚合物驅油，使表面活性劑進入油層，形成的O/W型乳狀液增多，因而對O/W型乳狀液破乳劑的研究也逐漸增多，主要包括：天然鹽水、聚氧乙烯醚破乳劑、磺酸鹽、烷氧化合物、卜季銨化合物、水溶性陽離子聚合物和聚脲類、復合破乳劑等多種分型。

參考文獻：

[1]陳文，馬欣本，陳興越，黃菊，湯勇.FPS-LH-Ⅳ提高采收率表面活性劑驅在W5稠油油藏的應用[J].鉆采工藝，2013，36（5）：92-95+113.

[2]張虎俊.確定注蒸汽開發稠油油藏原油采收率的三參數注采特征曲線法[J].油氣采收率技術，1997，4（1）：16-22.

[3]束青林，王宏，孫建芳.孤島油田稠油油藏高輪次吞吐后提高采收率技術研究與實踐[J].油氣地質與采收率，2010（6）：61-64+115.與工程，2014，28（6）：127-129+132.