适合超稠油油藏的新型复合降黏剂优选及性能评价

刘子赫

（长江大学 石油工程学院，湖北 武汉430100）

我国的稠油资源相对比较丰富，且分布范围较广，主要集中在塔里木盆地、渤海湾盆地以及松辽盆地等地区，稠油资源储量大约占整体原油资源的30%左右。然而与常规原油资源相比，稠油通常具有黏度高及比重大的特点，导致其流动性较差，提高了勘探开发的难度[1-5]。因此，如何降低稠油的黏度，提高其流动性，从而提高稠油以及超稠油油藏的开采效率，受到越来越多石油工作者的重视。

目前，针对稠油油藏开采以及集输过程中的降黏方法主要包括加热降黏法、化学降黏法、掺稀油降黏法以及微生物降黏法等[6-10]。其中加热降黏法主要包括稠油热采（蒸汽吞吐、蒸汽驱以及火烧油层等）和加热降黏集输等，此类方法虽然可以有效提高稠油油藏的开采及集输效率，但却具有成本较高的缺点，从而影响了其大规模的推广应用；掺稀降黏法操作工艺相对简单，降黏效果好，但由于轻质油资源稀缺，导致其运行成本增大；微生物降黏法的研究及报道相对较少，由于微生物的培养比较繁琐，并且其适应性往往会受到比较大的限制，无法推广应用；化学降黏法通过在稠油中加入化学药剂（水溶性降黏剂或油溶性降黏剂等）来降低稠油黏度[11-14]，具有成本低、工艺简单以及降黏效果好的优点，是目前各大稠油油藏应用及研究相对较多的技术之一，具备比较好的推广应用前景。因此，本文以西部某稠油油藏为研究对象，针对超稠油原油样品黏度高的特点，通过单一降黏剂的优选，并与表面活性剂进行复配，研究了一种新型复合降黏剂，并评价了其耐温抗盐性能，为超稠油油藏的高效开发提供一定的参考。

1 实验部分

1.1 材料及仪器

水溶性降黏剂JNS-1、JNS-2、JNS-3、JNS-4和JNS-5（有效质量分数均大于80%，实验室自制）；表面活性剂SDS（工业品 河南升华化工产品有限公司）；表面活性剂CTAB（工业品 上海润成生物科技有限公司）；表面活性剂LS-1（工业品 苏州源泰润化工有限公司）；不同矿化度模拟地层水（使用无机盐与蒸馏水按比例配置）；超稠油原油样品，取自西部某稠油油田现场，具体物性参数见表1。

表1 实验用超稠油样品物性Tab.1 Physical properties of experimental super heavy oil samples

NDJ-5S型布氏旋转粘度计（广州科域新材料科技有限公司）；HH-80型恒温水浴锅（常州市亿能实验仪器厂）；JFS-1500型实验室匀速搅拌器（上海高致精密仪器有限公司）；ZT-2133型小型高温老化试验箱（广东中天仪器股份有限公司）；316型不锈钢材质高温陈化釜（山东美科仪器有限公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 稠油降黏率的评价方法 参照中国石化集团胜利石油管理局企业标准Q/SH1020 1519-2016《稠油降粘剂通用技术条件》中降黏率的测定方法，首先，在50℃下测定超稠油样品的初始黏度值，然后，在280g超稠油样品中加入120g的降黏剂水溶液，在50℃水浴锅中恒温1h，并使用搅拌器在250r·min-1的条件下搅拌2min，然后，迅速测定其黏度值，与初始黏度相比计算降黏剂的降黏率。

1.2.2 复合降黏剂耐温抗盐性能评价方法 使用不同矿化度的模拟地层水配制复合降黏剂溶液，然后将其在不同温度条件下放置老化24h后，按1.2.1中的方法评价复合降黏剂的降黏率变化情况，以此评价复合降黏剂的耐温抗盐性能。

2 结果与讨论

2.1 单一降黏剂降黏效果

使用矿化度为20000mg·L-1的模拟地层水分别配制不同质量浓度的降黏剂溶液，再按照1.2.1中的实验方法，评价了单一降黏剂对目标区块超稠油样品的降黏效果，实验结果见图1。

图1 单一降黏剂降黏效果Fig.1 Viscosity reduction effect of single viscosity reducer

由图1可以看出，随着降黏剂加量的不断增大，不同类型降黏剂对超稠油样品的降黏效果呈现出不同的变化趋势，对于降黏剂JNS-1、JNS-2和JNS-5而言，随着降黏剂质量分数的不断增大，降黏率呈现出“先增大后减小”的趋势；而对于降黏剂JNS-3和JNS-4而言，随着降黏剂质量分数的不断增大，降黏率呈现出逐渐增大的趋势。其中降黏剂JNS-3和JNS-5对目标区块超稠油的降黏效果相对较好，当其质量分数为0.5%时，降黏率均可以达到95%以上。因此，后面选择降黏剂JNS-3和JNS-5继续开展与表面活性剂复配后降黏效果的评价。

2.2 降黏剂与表面活性剂复配后降黏效果

参考2.1中的优选实验结果，将降黏剂JNS-3和JNS-5分别与不同类型的表面活性剂按不同比例复配后，再按照1.2.1中的实验方法，评价复合降黏剂的降黏效果，实验用水为矿化度为20000mg·L-1的模拟地层水。实验结果见表2。

由表2可以看出，两种降黏剂JNS-3和JNS-5分别与不同类型的表面活性剂复配后，降黏率均在95%以上，其中降黏剂JNS-5与非离子型表面活性剂LS-1复配的效果最好，当复配比例为0.5%JNS-5+0.5%LS-1时，降黏率可以达到99.7%，起到了良好的降黏效果。因此，选择新型复合降黏剂的配方为：0.5%JNS-5+0.5%LS-1。

表2 降黏剂与表面活性剂复配后降黏效果Tab.2 Effect of viscosity reducer and surfactanton viscosity reduction

2.3 复合降黏剂体系耐温抗盐性能

2.3.1 耐温性能 按2.2中优选的配方，使用矿化度为20000mg·L-1的模拟地层水配制复合降黏剂溶液，然后按照1.2.2中的实验方法，将复合降黏剂溶液在不同的温度下老化24h后，再评价其降黏效果，实验结果见图2。

由图2可以看出，新型复合降黏剂溶液分别经过100、120和140℃老化后，降黏率与未老化时相同，均可以达到99.7%；而降黏剂溶液分别经过160和180℃老化后，降黏率有所降低，但降低的幅度较小，当老化温度为180℃时，新型复合降黏剂溶液对目标区块超稠油样品的降黏率仍可以达到99.5%，能够满足中国石化集团胜利石油管理局企业标准Q/SH1020 1519-2016《稠油降黏剂通用技术条件》中对降黏剂性能的要求。说明研究的新型复合降黏剂体系具有良好的耐温性能。

图2 复合降黏剂体系耐温性能评价结果Fig.2 Evaluation result of temperature resistance of composite viscosity reducer system

2.3.2 抗盐性能 按2.2中优选的配方，分别使用不同矿化度的模拟地层水配制复合降黏剂溶液，然后将其降黏剂溶液分别在180℃下放置老化24h后，再评价复合降黏剂对目标区块超稠油样品的降黏率，实验结果见图3。

由图3可以看出，随着模拟地层水矿化度的不断升高，复合降黏剂溶液的降黏效果有所下降，当模拟地层水矿化度小于50000mg·L-1时，复合降黏剂溶液的降黏效果降低幅度不大，当矿化度为50000mg·L-1时，复合降黏剂对超稠油样品的降黏率仍可以达到99.5%，能够满足上述标准的要求。而当模拟地层水矿化度达到60000mg·L-1时，复合降黏剂的降黏效果下降明显，降黏率下降到99%以下，但仍能保持在98%以上。这说明研究的新型复合降黏剂溶液不仅具有良好的耐温性能，还具有较好的抗盐性能，能够确保其在高温、高矿化度稠油油藏环境下发挥良好的降黏作用。

图3 复合降黏剂体系抗盐性能评价结果Fig.3 Evaluation result of salt resistance of composite viscosity reducer system

3 结论

（1）单一降黏剂优选评价实验结果表明，降黏剂JNS-3和JNS-5对超稠油的降黏效果相对较好，当其质量分数为0.5%时，降黏率可以达到95%以上。

（2）复合降黏剂优选评价实验结果表明，降黏剂JNS-5与非离子表面活性剂LS-1复配时效果最好，当其配方为0.5%JNS-5+0.5%LS-1时，对超稠油的降黏率可以达到99%上。

（3）新型复合降黏剂具有良好的耐温抗盐性能，在温度为180℃、矿化度为50000mg·L-1的条件下老化24h后，对超稠油的降黏率仍能达到99%以上，能够满足超稠油油藏降黏开发的需求。