现河稠油井黏度与温度含水关系实验研究与应用

王杨

摘要：针对现河油区稠油油藏配套电加热举升油井数不断增多、耗电量持续加大的情况，开展了稠油黏度与温度、含水关系实验研究。实验结果表明：原油含水变化过程中存在一个拐点含水，拐点含水两侧原油黏度变化规律不同；定量研究了不同含水时原油黏度变化规律；同时实验结果还表明任意含水条件下随着温度降低原油稠化速度不断加快。在实验的基础上制作了电加热配套经验模板，不断优化电加热配套运行时间，在现场应用过程中取得了较好的效果。

关键词：稠油、反相乳化拐点、黏度、温度、含水

现河油区稠油分布在乐安油田和王家岗油田，含油层系以馆陶组、沙河街组、潜山特超稠油油藏为主，原油黏度10000-100000mPa.s，温度敏感性较强。在稠油开采过程中，电加热井筒举升是一项重要辅助工艺，可有效改善稠油的开采效果，但该项工艺耗电量大，造成开发成本增加。因此有必要针对稠油井的黏度敏感性进行深入细致的研究，持续优化电加热井的合理使用，为稠油电加热井的治理与管控提供技术支撑。

1、稠油黏度与温度含水关系实验研究

实验中利用黏度计对稠油井产出油进行黏度测量，研究不同含水、温度对原油黏度影响关系。实验主要分为三步：第一步，对含水原油进行电脱水处理；第二步，根据实验需要将脱水处理后的原油配置成不同含水的油样；第三步，用旋转黏度测定法分别测定不同温度的原油黏度。

选取了不同黏度区间的10口稠油生产井，如表1所示。将每口稠油井产出液脱水后制作成一个样品，分别标为1#-10#样品。其中：1#-5#样品进行50℃条件下原油黏度与含水关系曲线，即定温度测黏度-含水关系曲线；6#-10#样品进行不同温度条件原油黏度与含水关系曲线测定，即变温度测黏度-含水关系曲线。

2、实验研究结果与结论

通过上述实验，在对實验数据分析整理的基础上，可以得出以下结论：

（1）在混合液含水升高的过程中，出现一个反相乳化拐点，即黏度极大值点

测定了50℃条件下不同样品黏度与含水关系。当混合液含水低于拐点含水时，随着含水的升高混合液黏度持续增加；当混合液含水达到拐点含水时，混合液黏度最高；当混合液含水高于拐点含水时，随着含水的升高混合液黏度持续降低。

（2）脱水原油黏度越高，含水原油的油水反相乳化拐点越低

对比分析了不同样品反相乳化拐点的变化趋势，针对不同样品：当脱水原油黏度<1000mPa.s时，拐点含水在50%左右；当脱水原油黏度在1000-10000mPa.s时，拐点含水在40%-50%之间，当脱水原油黏度大于10000mPa.s，拐点含水在30%-40%之间。

（3）含水达到反相乳化拐点时，黏度较脱水点黏度上升1.5-3.5倍

任意温度条件下，在样品刚脱水时黏度相对较低，在含水达到拐点时黏度达到极大值。对比分析40℃-80℃条件下拐点含水时对应黏度与脱水点黏度，发现基本呈现1.5-3倍的倍数关系，即拐点含水对应黏度是脱水点黏度的1.5-3倍。

（4）高含水时黏度较极大值点黏度下降3-10倍

任意温度条件下，混合液含水达到80%以上时黏度将大幅度降低。对比分析40℃-80℃条件下拐点含水时对应黏度与80%含水点黏度，发现基本呈现3-10倍的倍数关系。

（5）在任意含水条件下，随着温度的降低，原油稠化速度逐渐加快，黏度急剧上升

当混合液温度由80℃下降至70℃时，黏度上升1.5-2.0倍；而当温度由50℃下降至40℃时，黏度上升3.0倍左右，原油稠化速度加快。当温度低于40℃时，由表1可知，大部分样品将达到凝点而变为固体状态。

3、实验研究结果在现场初步应用

以黏度-含水变化实验为依据，在以上结论的基础上，结合现场实践经验，制定了电加热配套经验模板：高黏度、低含水井实施电加热配套，低黏度、高含水井取消电加热配套，从而更加合理使用电加热配套工艺。电加热配套模板如表2所示。

根据以上模板，对现河油区正常生产的190口配套电加热稠油井持续优化，2014年取消电加热配套19口，实现了电加热配套井数的有效控制；同时对取消配套的生产井持续跟踪，均正常生产。

如王140-平2井，2014年2月达到转周生产末期，日油3.1吨，含水94.1%；在该井实施转周措施时，考虑到该井黏度在10000mPa.s以内，且预测措施后含水可稳定在70%以上，因此根据模板取消了该井电加热配套。措施实施后，该井供液持续稳定，峰值日油水平达8.1吨，含水平稳在70%以上，生产情况平稳，表明取消电加热配套达到了预期目的，实现降本增效。

4、结论

（1）在任意温度条件下，随着含水的上升，原油黏度逐渐增加；当含水增加至拐点含水时，黏度最高；当含水继续增加，黏度又持续下降。

（2）在井筒举升过程中，井筒温度下降，黏度急剧增加，需配套电加热工艺来避免稠油稠化凝固；但通过参考经验模板，可以适时停止电加热配套运行，从而降低原油开采成本，达到质量与效益双提升。