九七区化学降粘剂适应性评价.docx

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九七区化学降粘剂适应性评价

九七区稠油降粘剂筛选

及适应性评价

克拉玛依市方圆科技有限公司

2004年4月－5月

研制单位：

克拉玛依市方圆科技有限公司

项目负责人：

专题名称：

九七区稠油降粘剂筛选及适应性评价

专题负责人：

王亮

起止时间：

2004年4月5日－2004年4月12日

主要研制人：

王亮、乐江华、吐克

编写人：

王亮、乐江华

审核人：

2004年4月至5月，克拉玛依方圆公司针对重油公司九七区稠油进行了降粘剂筛选评价工作。

选取FY/JNJ-01等三种降粘剂进行了效果评价，并进行了浓度筛选。

在此基础上，结合现场条件对三种降粘剂进行了适应性评价。

1降粘剂的效果评价及浓度筛选

选取重油公司九七区有代表性的两口井（97454井和97070井），于2004年4月14日进行了现场取样，分别在两口井的井口取得稠油油样。

1.1降粘剂效果的初步评价

按照局标Q/XJ0506-1996《稠油降粘剂》对FY/JNJ-01、FY/JNJ-02、FY/JNJ-03三种降粘剂进行了评价。

试验过程如下：

将FY/JNJ-01、FY/JNJ-02降粘剂分别配成浓度为1%的蒸馏水溶液。

FY/JNJ-03降粘剂由A和B两种药剂组成，按使用说明配制成1.53%A＋10%B的FY/JNJ-03蒸馏水溶液。

在50℃条件下,将配制的降粘剂水溶液和97454、97070井的脱水稠油恒温30min后。

按水油比为3：

7的比例（质量比）分别称取降粘剂水溶液和脱水稠油于烧杯中，充分搅拌后立即测其在50℃下的粘度，结果见表1，以下粘度都是用DV-

+布氏粘度仪测得。

表1FY/JNJ-01、FY/JNJ-02、FY/JNJ-03降粘剂的降粘效果

井号

脱水稠油粘度（50℃）mPa.s

降粘剂

名称

降粘剂浓度

加降粘剂后乳状液粘度mPa.s

降粘率

%

乳状液稳定性描述

97454井

11188

FY/JNJ-01

1%

24.2

99.78

乳状液较稳定

FY/JNJ-02

1%

23.8

99.79

乳状液较稳定

FY/JNJ-03

1.53%A＋10%B

23.8

99.79

乳状液不均匀，需一直搅拌

97070井

12068

FY/JNJ-01

1%

28.6

99.76

乳状液稳定

FY/JNJ-02

1%

18.5

99.85

乳状液稳定

FY/JNJ-03

1.53%A＋10%B

13.9

99.88

乳状液不均匀，需一直搅拌

从表1可以看出FY/JNJ-01、FY/JNJ-02、FY/JNJ-03降粘剂对97454井和97070井稠油都有很好的降粘效果，降粘率均达到了99%以上。

脱水稠油与FY/JNJ-01、FY/JNJ-02降粘剂形成的乳状液稳定，而与FY/JNJ-03降粘剂形成的乳状液较不稳定，停止搅拌后，分层较快。

1.2降粘剂的浓度筛选

按1.1中的评价方法，对FY/JNJ-01、FY/JNJ-02、FY/JNJ-03三种降粘剂在不同浓度条件下的降粘效果进行评价，降粘效果见表2。

表2不同浓度条件下FY/JNJ-01、FY/JNJ-02、FY/JNJ-03降粘剂的降粘效果

井号

降粘剂

名称

降粘剂浓度

加降粘剂后乳状液粘度mPa.s

降粘率

%

乳状液稳定性描述

97454井

FY/JNJ-01

1%

24.2

99.78

乳状液较稳定

0.50%

34.5

99.69

乳状液不均匀

0.25%

38.2

99.66

乳状液不均匀，分层

0.10%

40.6

99.64

乳状液不均匀

0.05%

5271

52.89

乳状液不均匀,分层很快

0.025%

11766

-5.17

乳状液不均匀,分层很快

FY/JNJ-02

1%

23.8

99.79

乳状液较稳定

0.50%

30.3

99.73

乳状液不均匀

0.25%

34.8

99.69

乳状液不均匀

0.10%

96.6

99.14

乳状液不均匀

0.05％

4842

56.72

乳状液不均匀

0.025

10032

10.33

乳状液不均匀

FY/JNJ-03

1.53%A＋10%B

23.8

99.79

乳状液不均匀，需一直搅拌

0.765%A＋5%B

30.6

99.73

乳状液不均匀

0.383%A＋2.5%B

28.5

99.75

乳状液均一，较稳定

0.153%A＋1%B

40.1

99.64

乳状液较均匀,稳定

0.0765%A＋0.5%B

113.6

98.98

乳状液较均匀,稳定

0.0383%A＋0.25%B

220.5

98.03

乳状液较不均匀,较不稳定

0.0191%A＋0.125%B

4628

58.63

乳状液不均匀,不稳定

97070井

FY/JNJ-01

1%

28.6

99.76

乳状液稳定

0.1%

10.2

99.92

乳状液不均匀，分层

0.05％

6013

50.17

乳状液不均匀，很快分层

0.025

10861

10.00

不易乳化

FY/JNJ-02

1%

18.5

99.85

乳状液稳定

0.1%

112

99.07

乳状液不均匀

0.05％

6434

46.69

乳状液不均匀,分层

0.025

9986

17.25

不易乳化

FY/JNJ-03

1.53%A＋10%B

13.9

99.88

乳状液不均匀，需一直搅拌

0.153%A＋1%B

110

99.09

乳状液不均匀

0.0765%A＋0.5%B

132.2

98.90

乳状液不均匀

0.0383%A＋0.25%B

311.9

97.42

乳状液不均匀

0.0191%A＋0.125%B

5018

58.42

不易乳化

备注

50℃条件下，97454井脱水稠油粘度为11188mPa.s，97070井脱水稠油粘度为12068mPa.s

分别以降粘剂的浓度为横坐标、降粘率为纵坐标作图，见图1、图2。

其中FY/JNJ-03降粘剂的浓度以A剂浓度计。

图1不同浓度条件下三种降粘剂对97454井稠油的降粘效果图

图2不同浓度条件下三种降粘剂对97070井稠油的降粘效果图

从图1、图2可以看出，当降粘剂的浓度降低到某一值后，降粘率将急剧下降，降粘效果变差。

对于FY/JNJ-01降粘剂和FY/JNJ-02降粘剂来说，当浓度降低到0.1％时仍能达到较好的降粘效果。

而FY/JNJ-03降粘剂的A剂浓度降低到0.0383%后，仍能达到较好的降粘效果。

1.3降粘剂的耐高温性能评价

为了检测这三种降粘剂的抗高温降粘效果，将FY/JNJ-01、FY/JNJ-02降粘剂的1％水溶液和FY/JNJ-03降粘剂的水溶液（0.765%A＋5%B）分别倒入高压釜中,并记录溶液体积。

在250℃下恒温10h后倒出，如溶液体积损失，用自来水补充至原体积。

将上述高温处理后的三种降粘剂溶液按水油比为3：

7的质量比分别与97454井和97070井混合后，充分搅拌后测其乳状液的粘度，试验结果见表3。

表3FY/JNJ-01、FY/JNJ-02、FY/JNJ-03三种降粘剂的耐高温试验结果

井号

降粘剂

名称

降粘剂浓度

高温处理后降粘剂乳状液粘度mPa.s

耐高温

降粘率

%

耐高温试验前降粘率

%

降粘率

降低值

%

97454井

FY/JNJ-01

1%

73.2

99.35

99.78

0.43

FY/JNJ-02

1%

74.4

99.34

99.79

0.45

FY/JNJ-03

0.765%A＋5%B

54.6

99.51

99.73

0.22

97070井

FY/JNJ-01

1%

66.3

99.45

99.76

0.31

FY/JNJ-02

1%

68.9

99.43

99.85

0.42

FY/JNJ-03

0.765%A＋5%B

59.6

99.51

99.09

-0.42

备注

50℃条件下，97454井脱水稠油粘度为11188mPa.s，97070井脱水稠油粘度为12068mPa.s。

从表3中的数据可以看出，整体上，经过高温处理后，这三种降粘剂的降粘率有所下降，但降粘率降低值较小,小于0.5％。

从高温处理后的降粘率数据可以看出，三种降粘剂在高温处理后对97454井、97070井稠油仍都具有很好的降粘效果，降粘率都在99％以上。

说明FY/JNJ-01、FY/JNJ-02、FY/JNJ-03三种降粘剂都具有较好的耐高温性能。

2降粘剂的适应性评价

通过前面的试验可以看出，三种降粘剂在较低的浓度下具有较好的降粘效果，并且表现出较好的耐高温性能。

为了更好地应用于现场，在前面工作的基础上对FY/JNJ-01、FY/JNJ-02、FY/JNJ-03等三种降粘剂进行了适应性评价。

选取九七区97454井稠油作为试验用油，脱出游离水后备用（含水18％）。

2.1降粘剂溶液的配制

为了使试验更好地接近现场条件，用97454井地层水配制了降粘剂溶液，具体配制过程如下：

先用自来水配制浓度为1％的FY/JNJ-01和FY/JNJ-02降粘剂溶液，再用97454井地层水分别将其稀释至浓度为0.25％。

同样先用自来水将FY/JNJ-03降粘剂配制成1.53%A＋10%B的FY/JNJ-03溶液，再用97454井地层水稀释至浓度为0.153%A＋1%B的FY/JNJ-03溶液。

配好的降粘剂溶液备用。

2.2抗高温试验

为了检测这三种降粘剂在地层条件下的抗高温性能，分别将2.1中配制的0.25％的FY/JNJ-01、FY/JNJ-02降粘剂和0.153%A＋1%B的FY/JNJ-03降粘剂溶液与97454井稠油以水油比为3:

7的质量比倒入高压釜中。

在250℃的条件下恒温24h后倒出。

经上述处理的降粘剂水溶液与稠油混合体系在50℃条件下用玻璃棒稍作搅拌后，乳状液整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,如进一步对油相搅动，则形成油相为小块膏状的水包油乳状液。

50℃条件下的水包油乳状液粘度测试结果见表4。

表4三种降粘剂的耐高温试验结果

井号

降粘剂

名称

降粘剂浓度

高温处理后降粘剂乳状液粘度mPa.s

耐高温

降粘率

%

耐高温试验前降粘率

%

降粘率

降低值

%

97454井

FY/JNJ-01

0.25%

118

98.95

99.66

0.71

FY/JNJ-02

0.25%

121

98.92

99.69

0.77

FY/JNJ-03

0.153%A＋1%B

89

99.20

99.64

0.44

备注

50℃条件下，97454井脱水稠油粘度为11188mPa.s。

从表4可以看出，经过高温处理后，这三种降粘剂的降粘率都略有下降，其降粘率的降低值小于0.8％。

从高温处理后的降粘率数据可以看出，三种降粘剂在地层条件下高温处理后对97454井稠油仍都具有很好的降粘效果，降粘率都在98％以上。

说明FY/JNJ-01、FY/JNJ-02、FY/JNJ-03三种降粘剂在地层条件下的耐高温性能较好。

相比较而言，FY/JNJ-03降粘剂的降粘率损失最低，且高温处理后的降粘率最高，说明与FY/JNJ-01、FY/JNJ-02降粘剂相比，地层条件下FY/JNJ-03降粘剂的耐高温性能最好。

上述形成水包油乳状液能在较快时间（2min）内分层，但在轻微搅动后既可恢复原先的水包油溶液。

表明经过高温处理后的原油和降粘剂溶液容易乳化形成水包油乳状液，但是也容易分层。

经过高温处理后的降粘剂溶液和油样在不同的温度条件下，通过玻璃棒搅拌，都能形成与上述相近的水包油降粘剂乳液体系。

但需要外界的做功量是不一样的，这一点可以从在不同温度条件下的达到较均匀的油包水溶液需要的搅拌强度和搅拌次数反映出来。

在较低温度下较之较高的温度条件下，需要更多的搅拌次数才能形成整体上的水包油状态以及进一步使油水体系均匀，同样在油水分层后，低温时需要更多的搅拌次数才能恢复原先的油包水溶液。

2.3降粘剂在不同温度及水油比条件下的降粘效果评价

在不同的温度条件下，我们用2.1中配制的降粘剂溶液在不同的油水比条件下，对97454井稠油进行了降粘效果评价。

2.3.1FY/JNJ-03降粘剂的降粘效果评价

FY/JNJ-03降粘剂在室温24℃、40℃、50℃条件下的降粘效果评价见表5、表6、表7。

表5在室温24℃条件下，FY/JNJ-03降粘剂的降粘效果评价

水油

比

搅拌强度

搅拌次数

乳状液描述

乳状液稳定性描述

1:

9

中等

60

呈膏块状,感官粘度不大,易搅动,但水相不易观测

乳状液均匀不易分层，搅动后粘度变小。

2:

8

中等

55

呈膏块状,感官粘度不大,易搅动,但水相不易观测

乳状液均匀不易分层，搅动后粘度变小。

3:

7

中等

30

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成油相为小块膏状的水包油溶液

能在较快时间内（2min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油溶液。

4:

6

中等

20

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成油相为小块膏状的水包油溶液

能在较快时间内（2min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油溶液。

5:

5

中等

20

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成油相为小块膏状的水包油溶液

能在较快时间内（2min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油溶液。

表6在40℃条件下，FY/JNJ-03降粘剂的降粘效果评价

水油

比

搅拌强度

搅拌次数

乳状液描述

乳状液稳定性描述

1:

9

中等

15

呈膏块状,感官粘度不大,易搅动,但水相不易观测

乳状液均匀不易分层，搅动后粘度变小。

2:

8

中等

12

呈膏块状,感官粘度不大,易搅动,但水相不易观测

乳状液均匀不易分层，搅动后粘度变小。

3:

7

中等

9

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成油相为小块膏状的水包油溶液

能在较快时间内（1min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油溶液。

4:

6

中等

8

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成油相为小块膏状的水包油溶液

能在较快时间内（1min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油溶液。

5:

5

中等

8

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成油相为小块膏状的水包油溶液

能在较快时间内（1min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油溶液。

表7在50℃条件下，FY/JNJ-03降粘剂的降粘效果评价

水油

比

搅拌强度

搅拌次数

乳状液描述

乳状液稳定性描述

1:

9

中等

7

整体呈膏块状,感官粘度不大,易搅动,但水相不易观测

乳状液均匀不易分层，搅动后粘度变小。

2:

8

中等

6

整体呈膏块状,感官粘度不大,易搅动,但水相不易观测

乳状液均匀不易分层，搅动后粘度变小。

3:

7

中等

5

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成油相为小块膏状的水包油溶液

能在较快时间内（1min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油溶液。

4:

6

中等

5

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成油相为小块膏状的水包油溶液

能在较快时间内（1min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油溶液。

5:

5

中等

5

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成油相为小块膏状的水包油溶液

能在较快时间内（1min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油溶液。

以表5—表7中水油比为横坐标，形成水包油乳状液所需的搅拌次数为纵坐标作油水比与搅拌次数的关系图见图3。

图3不同温度条件下水油比与形成水包油乳状液所需搅拌次数的关系图

从表5－表7以及图3可以看出，在同一温度条件下，随着水油比的降低，FY/JNJ-03降粘剂水溶液形成水包油状态所需的搅拌次数变大，说明水相越少，需要的外界做功越大。

同时从感官上可以判断随着水油比的上升，形成的水包油乳状液的粘度有所下降。

在水油比1：

9、2：

8的条件下，形成的乳状液不易分层，有明显的剪切变稀的流体特性。

当水油比上升到3：

7时，形成的水包油状态更为明显，但停止搅拌后，分层较快。

总体而言，温度越高、水油比越高，越容易生成水包油乳状液。

将这一系列水油比乳状液充分搅拌后，测得FY/JNJ-03降粘剂水包油乳状液在24℃和50℃下的粘度见表8。

表8不同温度下，不同剪切条件下的FY/JNJ-03降粘剂水包油乳状液的粘度

水油比

24℃条件下不同剪切率（S-1）

对应的粘度mPa.s

50℃条件下不同剪切率（S-1）

对应的粘度mPa.s

6.8S-1

17S-1

34S-1

51S-1

68S-1

85S-1

17S-1

34S-1

51S-1

68S-1

85S-1

1:

9

499

364

323

／

／

／

198

154

130

/

/

2:

8

344

200

166

126

／

／

115

80

71

68

67

3:

7

212

115

72

50

43

34

76

48

34

28

24

4:

6

186

91

55

39

36

30

31

28

23

21

21

5:

5

165

71

40

32

26

22

25

23

20

18

16

从表5可以看出，水包油乳状液的粘度随剪切率的变大而减小，显示了剪切变稀的假塑性流体特性。

在同样水油比和剪切条件下，温度升高粘度有所下降。

但这种粘温敏感性要比稠油本身要小得多。

2.3.2FY/JNJ-01、FY/JNJ-02降粘剂的降粘效果评价

FY/JNJ-01、FY/JNJ-02降粘剂在24℃、50℃条件下的降粘效果评价见表9、表10、表11、表12。

表9在室温24℃条件下，FY/JNJ-01降粘剂的降粘效果评价

水油比

搅拌强度

搅拌次数

乳状液描述

乳状液稳定性描述

1:

9

中等

80

呈膏块状,感官粘度不大,易搅动,但水相不易观测

乳状液均匀不易分层，搅动后粘度变小。

2:

8

中等

68

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成油相为小块膏状的水包油乳状液

能在较快时间内（2min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油乳状液。

3:

7

中等

45

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成油相为小块膏状的水包油乳状液

能在较快时间内（2min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油乳状液。

4:

6

中等

30

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成油相为小块膏状的水包油乳状液

能在较快时间内（2min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油乳状液。

5:

5

中等

30

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成油相为小块膏状的水包油乳状液

能在较快时间内（2min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油乳状液。

表10在室温24℃条件下，FY/JNJ-02降粘剂的降粘效果评价

水油比

搅拌强度

搅拌次数

乳状液描述

乳状液稳定性描述

1:

9

中等

70

呈膏块状,感官粘度不大,易搅动,但水相不易观测

乳状液均匀不易分层，搅动后粘度变小。

2:

8

中等

60

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成较均匀的水包油乳状液

能在较快时间内（2min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油乳状液。

3:

7

中等

40

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成较均匀的水包油乳状液

能在较快时间内（1.5min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油乳状液。

4:

6

中等

25

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成较均匀的水包油乳状液

能在较快时间内（1min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油乳状液。

5:

5

中等

25

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成较均匀的水包油乳状液

能在较快时间内（1min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油乳状液。

表11在50℃条件下，FY/JNJ-01降粘剂的降粘效果评价

水油比

搅拌强度

搅拌次数

乳状液描述

乳状液稳定性描述

1:

9

中等

10

整体呈膏块状,感官粘度不大,易搅动,但水相不易观测

乳状液均匀不易分层，搅动后粘度变小。

2:

8

中等

8

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成油相为小块膏状的水包油乳状液

能在较快时间内（1min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油乳状液。

3:

7

中等

6

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成油相为小块膏状的水包油乳状液

能在较快时间内（1min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油乳状液。

4:

6

中等

6

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成油相为小块膏状的水包油乳状液

能在较快时间内（1min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油乳状液。

5:

5

中等

6

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成油相为小块膏状的水包油乳状液

能在较快时间内（1min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油乳状液。

表12在50℃条件下，FY/JNJ-02降粘剂的降粘效果评价

水油比

搅拌强度

搅拌次数

乳状液描述

乳状液稳定性描述

1:

9

中等

8

整体呈膏块状,感官粘度不大,易搅动,但水相不易观测

乳状液均匀不易分层，搅动后粘度变小。

2:

8

中等

6

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成较均匀的水包油乳状液

能在较快时间内（2min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油乳状液。

3:

7

中等

6

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成较均匀的水包油乳状液

能在较快时间内（1.5min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油乳状液。

4:

6

中等

6

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成较均匀的水包油乳状液

能在较快时间内（1min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油乳状液。

5:

5

中等

6

整体上形成明显的水包油状态,油相为大块状,需进一步对油相搅动形成较均匀的水包油乳状液

能在较快时间内（1min）分层，轻微搅动后既可恢复水包油乳状液。

从表9－表12可以