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辽河油田杜84块超稠油抗高温降粘剂的研制及现场实施方案设计

金波  
【摘要】:针对辽河油田杜 84 块超稠油的基本性质,制备出抗高温降粘剂的主要成分,并通过复配,筛选出既适合于超稠油井筒降粘开采,又适合于蒸汽吞吐条件的复合降粘剂。  为了实现辽河超稠油的常规开采,用非离子和阴离子表面活性剂及其它助剂,将酸值 5.89mgKOH/g、含水 9.0%、80℃粘度 5464mPa·s 的超稠油按油水体积比 70:30 乳化成水包油乳状液。通过正交设计实验,优选出乳化降粘剂配方组成如下:表面活性剂 0.2%wt;碱 0.1%wt;助剂 0.2%wt。实验结果表明,所形成的稠油乳状液,80℃时粘度为 109.3mPa·s,降粘率达 98.0%。  为了满足高温下对降粘剂的性能要求,考察了所研制的降粘剂在高温条件下的性质及地层水质矿化度对其降粘效果的影响。结果表明,降粘剂在 280℃及水质总矿化度为 16000mg/L 条件下表现出很好的降粘效果,降粘率达 95.6%,基本达到了热采后期对原油常规输送的要求。在大范围变化降粘剂加量和油水体积比,求得乳化剂在水中的最佳加量为 0.5%wt,最佳油水比为 80:20~70:30,所得O/W型稠油乳状液 80℃的粘度为 109.3~386.2mPa·s,破乳脱水率93%。降粘剂的乳化降粘性能和所形成的乳状液稳定性均符合稠油生产要求。以所研究区块含水超稠油室内试验为依据,讨论了含水超稠油的转相问题以及含水率、温度和剪切速率对含水超稠油流变性的影响,结果表明杜 84 块含水超稠油的转相点为 19%。  在降粘机理方面,研究发现表面活性剂的复配产生了协同增效作用,大大提高了整体的表面活性;从微观上通过对稠油组分对稠油粘度的影响分析发现,降粘剂中碱剂和助剂的引入对降粘产生促进作用。从红外光谱图上可以看出,胶质和沥青质在降粘前后,胶质和沥青质的的波峰和波形都有不同程度的改变,这说明降粘剂分子借助强的形成氢键的能力和渗透、分散作用进入胶质和沥青质片状分子之间,破坏了胶质、沥青质分子平面重叠的聚集体,使聚集体变得疏松,表明聚集体有序性降低是稠油降粘的主要机理。  在室内实验的基础上,本文还进行了杜 84 块超稠油降粘的现场实施方案研究。从注入方式和现场施工操作等方面进行了探讨。 


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