稠油油藏注水开发后期提高采收率技术研究

秦智勇

摘要：稠油油藏注水开发后期，由于水油流度比太大，注入流体的波及系数很低，注水开发后期地下仍然存有大量的残余油，如何经济有效地开发这部分原油，对缓解我国能源紧缺的局面具有非常重要的意义。本文对乳化降黏的机理进行分析的基础上，进一步对稠油乳状液的形成条件、破乳剂的类型做了系统介绍。

关键词：稠油油藏;注水开发;采收率;乳化降黏

稠油又被称之为重质油，是油气资源中重要的一类能源，全世界年产量超过了1.27亿吨，储量更是超过了1000亿吨。随着我国稀油油藏勘探开发的程度越来越高、勘探的前景越来越小，而稠油在我国的资源丰富，是未来油气勘探开发重要的接替阵地。从目前的勘探现状来看，我国稠油油藏分布十分广泛，主要集中在辽河油田、克拉玛依油田以及胜利油田等探区。稠油油藏的埋藏深度大部分在2000m的范围内，甚至在准噶尔盆地部分探区稠油油藏埋深仅100-200m。稠油油藏的黏度高、密度大，在开发过程中流动的阻滞力分厂大，如何有效进行驱替是一个难点问题。从开发实践来看，常规的蒸汽吞吐、蒸汽驱在在浅层应用效果比较好，但当稠油埋藏深度大于1500m时效果不甚理想。针对埋深大的稠油油藏注水开采具有较好的效果，但是整体来看驱替效率不高。常常采用加热的办法来降低稠油黏度后进行注水开采，成本又难以控制。化学驱作为稠油油藏开采后期（尤其是高含水阶段）提高采收率的方法受到人们越来越多的重视。他主要是在开采阶段通过加入特定的化学物质来降低稠油的黏度来提高采收率。最新的开采实践表明，乳化降黏对于稠油油藏的开采具有良好的效果。

1. 乳化降黏机理分析

在稠油油藏中油和水一般以油包水的乳状液的形式存在，该流体在开采过程中主要表现为非牛顿流体的性质，黏度升高、结构强度较大，开采难度较高。而试验表明，在油包水乳状液中加入特定降黏剂后，流变性会得到根本性的改变（黏度降低、结构强度较小），油水界面的张力明显降低，开采难度会大幅降低。乳化降黏剂的降黏机理可以从以下几方面进行分析：乳化降黏剂中含有强极性的官能团，可以有使降黏剂分子渗透性以及形成氢键的能力大幅提高，很容易进入沥青质、胶质的分子结构中与其形成更强的氢键，迫使稠油的超分子结构由高层次向低层次转化，液态油就会被从中释放出来、大幅降低稠油黏度;稠油体系中的沥青质超分子位于胶束中心位置，吸附有大量分散介质。而降黏剂中含有一定长度的烷基长链能够在沥青质周边伸展形成降黏剂溶剂层，形成非极性环境，防治胶质、沥青质重新聚集，从而起到降黏的作用。

2.降黏剂的类型及要求

原油乳化降黏的技术关键是原油乳化降黏剂的配制。原油乳化降黏剂的主要成分是表面活性剂。可用作原油乳化降黏剂的表面活性剂主要有以下几类：烷基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐、烷基苯磺酸盐等多种类型。原油乳化降黏剂多根据协同作用原理采用多元复配型配方，同时包含非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂。部分稠油乳化降黏剂配方中除了表面活性剂以外还加入各类碱物质。

在乳化降黏中配制的降黏剂需要达到以下技术要求：①能将稠油乳化成水包油乳状液。由于水的黏度很低，所以水包油乳状液的黏度也很低;②为了有效降低成本，降黏剂的用量越少越好;③能够与地层水配合性良好、不产生沉淀，持足够的有效浓度起降黏作用;④水包油乳状液到了地面后必须易于脱出其中的水。因此降黏剂加入所产生的水包油乳状液不需要特别稳定，只需流动时乳化而静止时能够有效聚并即可。

3. 乳状液的形成条件及影响因素

3.1 乳状液的形成条件

井底形成O/W型乳状液的稠油开采技术，要求所形成的O/W乳状液要有一定的稳定性，否则乳状液就会过早地转变成更高黏度的W/O型乳状液，这样就达不到降黏开采的目的。井底形成稳定性适当的O/W型稠油乳状液概括起来有三个关键条件：①使用合适的乳化剂。具有适当链长的聚氧乙烯型的非离子表面活性剂作为稠油开采的乳化剂，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型乳状液形成的油水比例应当是水含量最低不得少于15%，最高不得高于80%。因为含水量太少，降黏效果不明显，含水量过高，表面活性剂消耗量大。③要进行适当的搅拌。稠油从井底流向井口的整个过程实际上就起到了搅拌作用。

3.2 乳状液的影响因素

影响乳状液稳定性的因素可以分为内因和外因两方面，内因包括：原油的组成、外相的黏度、界面膜的性质、界面张力、界面电荷、水的矿化度和PH值、水中的无机盐类。而外因主要包括：剪切力、液滴的大小和分布、温度、时间等。

4. 原油乳状液破乳剂分析

4.1 W/O型原油乳状液破乳剂

原油破乳主要靠的是表面活性剂的作用，破乳剂逐渐开始向着低温、高效、适应性强的方向发展。要求破乳剂不仅具有高效破乳能力，而且还要同时具有解决缓蚀、防垢及降黏等方面的作用。目前在国内外原油破乳剂中占主导地位的主要是非离子型聚醚，包括：聚氧丙烯聚氧乙烯醚、聚脂类、聚酯类、磺酸盐及醚磺酸盐、脂肪胺盐酸盐、环烷酸钠及高碳烷基咪唑琳等多种分型。

4.2 O/W型原油乳状液破乳剂

过去对W/O型原油乳状液破乳剂研究得比较多，而有关O/W型乳状液破乳方面的研究甚少。近年来，由于EOR技术的应用，采用表面活性剂或聚合物驱油，使表面活性剂进入油层，形成的O/W型乳状液增多，因而对O/W型乳状液破乳剂的研究也逐渐增多，主要包括：天然盐水、聚氧乙烯醚破乳剂、磺酸盐、烷氧化合物、卜季铵化合物、水溶性阳离子聚合物和聚脲类、复合破乳剂等多种分型。

參考文献：

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