稠化油缓速乳化堵水技术

【摘 要】在室内通过一系列模拟实验，研究了含水率、矿化度、乳化剂浓度等对乳状液粘度变化的影响，观测乳状液长期稳定性;通过对实验数据的整理分析，找出了影响稠化油缓速乳化堵水效果的主要原因。通过开展室内岩心模拟实验研究，测定了压力变化、采收率变化，研究了乳化原油的注入能力，测定突破压力，分析了乳化稠油封堵性能，确定了合理的注入参数。

【关键词】选择性堵水;缓速乳化;粘度性能;乳化剂

1 前言

注水区块开发已进入中后期，存在含水上升速度快，产油快速下降等问题。以往开展了调剖等稳油控水技术研究与应用，取得了一定效果，但部分油井仍存在高含水的现象。对此，近些年提出了“调堵结合”的思想，开展了稠化油堵水技术研究，筛选出了以高凝稠油为主的乳化体系，但在现场实施过程中，该体系遇水快速乳化，影响了堵水效果。因此，开展高升油田注水区块稠化油缓速乳化堵水技术进行研究，实现油-水缓慢乳化，保证现场施工，达到封堵水窜通道，提高油井产量的目的。

2 配方体系室内实验研究

将两种互不相溶的液相，一般可視为水相和油相，其中一相以微粒分散在另一相中而形成乳状液新体系。乳化过程必须借助于机械搅拌力和合适的乳化剂的作用。在水—油—乳化剂体系中，乳化液的类型主要取决于乳化剂在水、油两相的溶解性，又称亲水亲油平衡（HLB）。规定表面活性剂的HLB数值为1～40，其中非离子表面活性剂的HLB数值为1～20。HLB数值越大，亲水性越强。作为油包水（W/O）型表面活性剂的表面活性剂HLB值为3.5～6.0，而作为水包油型的为8～18。其中1.5～3.0为消泡剂，7.0～9.0为润湿剂，13～15为洗涤剂。

3乳化稠油稳定性影响因素研究

不同乳化剂浓度、含水率、采出水的矿化度对乳状液粘度及稳定性具有较大影响，本节考察原油在不同乳化剂浓度、含水率、采出水的矿化度下形成乳状液的粘度和微观形态，评价了乳状液长期稳定性。

3.1乳化剂浓度的影响

根据堵水机理，我们需要研制出高粘度、高稳定性的油包水型乳状液，因此首先需要考察乳状液的类型，我们主要采用的是稀释法。稀释法鉴别乳状液类型，是通过观察乳状液在水中的分散现象，判断该乳状液的类型。实验采用木质素磺酸钠乳化剂、辽河高升采油厂合作脱水原油、辽河高升采油厂采出水，在乳化温度为75℃，配制不同乳化剂浓度、含水率为60%的乳状液，观察乳状液乳化结果。采用60%的含水率，在乳化温度为75℃的条件下，2%～8%的乳化剂都能使高升采油厂合作脱水原油与采出水完全乳化，形成油包水型乳状液。

3.2含水率的影响

配制乳化剂浓度为6%、不同含水率的乳状液，通过使用显微镜、旋转粘度计等测定乳状液的粘度和微观形态，从而考察含水率对原油乳化类型、乳化后粒径分布。

在不同温度下，含水率为50%、60%的乳状液都能维持在75℃内6个月不破乳。说明该乳化剂的稳定性能好，在高含水率、高温的条件下，都能保持高稳定性不破乳。但是含水率70%的乳状液轻微出水，说明其稳定性不好。但是70%含水率形成的液滴大小非常不均匀，而且有些自由液滴非常大，说明70%含水率形成的乳状液不稳定。考虑粘度和封堵性，因此确定含水为60%。

3.3矿化度的影响

不同地区采出水矿化度各有不同，如果想要推广这类乳化剂在各地使用，就要考虑这类乳化剂对采出水不同矿化度的适应性，考察矿化度对形成乳化剂的影响以及对高矿化度采出水的敏感性。采用不同矿化度水配置乳状液，在75℃条件下观察其稳定性，实验数据如下表所示。由实验结果看出，矿化度为0mg/L～20000mg/L形成的乳状液稳定性均较好，在75℃时都能维持6个月内不破乳。

4 配方体系室内实验评价

4.1乳化剂的界面张力研究

乳化剂的主要作用机理是：①降低液液界面张力，从而减小了因乳化而引起的界面面积增加带来的体系的热力学不稳定性;②在分散相液滴表面因表面活性剂吸附而形成机械的、空间的或电性的障碍，减小分散相液滴聚结速度。吸附层的机械和空间障碍作用使液滴相互碰撞时不易聚结，而空间和电性障碍可以避免液滴间相互靠拢。

4.2室内岩心模拟实验研究

通过上面的研究，在70℃条件下采用包水型乳化剂HSJ-3，通过模拟地层采取压裂前后岩心驱替实验，评价堵水剂配方的封堵率、突破压力、残余阻力系数的参数等。

通过以上岩心实验可以得出，封堵率均达到90%以上，突破压力梯度均达到5MPa/m以上，残余阻力系数均达到10以上，封堵性能良好，能够对地层进行有效地封堵。以上实验研究证明，使用本课题研制出的乳化剂制备的活化油堵水剂在注入地层时，能够很好的实现缓速乳化堵水的目的。

5结论

（1）对于高升采油厂合作区块原油采用油包水型乳化剂HSJ-3时形成的乳状液初始粘度比较低，能满足现场注入压力的要求，经过一段时间观察HSJ-3配置的乳状液粘度增大。观察6个月，此乳状液的粘度一直维持在12000mPa·s以上，符合缓速乳化堵水的要求。

（2）通过研究筛选出的配方体系影响因素，确定了乳化剂使用浓度为6%，含水为60%，耐矿化度达到20000mg/l。

参考文献：

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作者简介：

孙铭泽，女，出生于1983年2月，工程师，2006年7月毕业于鞍山师范学院，学士学位，现在辽河油田公司高升采油厂工艺研究所从事油田开发工作，工程师。

（作者单位：中石油辽河油田公司高升采油厂）