摘要:

目的 在樁斜139塊稠油油藏實施高壓充填防砂或壓裂防砂改善油流通道，由于原油黏度高，現場采用擠降黏劑方式降低原油黏度，改善原油流動性，但工藝繁瑣，作業費用高。為降低措施成本，開展了具有稠油降黏作用的新型攜砂液研究與應用。

方法 以丙烯酰胺、丙烯酸、Gemini型陽離子表面活性劑和2-丙烯酰胺基烷基磺酸為單體，通過水溶液聚合制備了一種疏水締合聚合物。采用紅外光譜進行了結構表征，并與黏彈性表面活性劑、pH調節劑復配，制備了一種具有稠油降黏作用的攜砂液。室內評價了其黏度、剪切、攜砂、破膠、降黏等性能。

結果 紅外光譜驗證了聚合物具有疏水單體結構單元，研制的攜砂液初始黏度為240 mPa·s；在溫度為90 ℃、剪切速率為170 s?1下，剪切120 min后的黏度為75 mPa·s；在90 ℃下恒溫處理60 min后，粒徑為0.425~0.850 mm的石英砂沉降速率為0.77 mm/s，攜砂性能好。加入過硫酸銨在90 ℃下破膠完全后，破膠液黏度2.37 mPa·s，表面張力26.34 mN/m，界面張力1.36 mN/m，對樁西稠油井降黏率達98%以上。現場應用12井次，平均單井用量179 m3，單井加砂23.2 m3。措施開井后平均單井日增油4.3 t。

結論 在稠油油藏，采用該攜砂液實施高壓充填防砂后，無需再進行降黏施工，即可顯著提升稠油產量，為稠油油藏的防砂治理提供了高效的技術解決方案。

以樁斜139塊為代表的稠油油藏具有黏度大、密度高、易出砂等特點。由于稠油在油藏條件下流動性較差，儲層中的原油不易流入井筒，導致開采難度很大。稠油油藏通常需要實施高壓充填防砂或壓裂防砂等措施才能達到預期產量。然而，常規的高壓充填防砂與壓裂防砂工藝，僅能對原油的流通通道起到改善作用，不能改善原油的流動狀態。因此，需要使用降黏劑降低稠油的黏度，提高原油的流動性，達到增加原油產量的目的。目前，國內關于降低原油黏度攜砂液的報道較少。黃波等報道了一種具有稠油降黏功能的壓裂液減阻劑及其制備方法，但攜砂性能弱，無法應用于常規稠油充填防砂作業。何增軍等報道了一種生物膠降黏壓裂技術，通過在壓裂液中添加各種生物酶來降低原油黏度。

本研究研制了一種具有稠油降黏功能的新型攜砂液，該攜砂液攜砂性能好，適用于常規稠油充填防砂，且攜砂液中的疏水締合聚合物破膠后，可釋放內含的Gemini型陽離子表面活性劑和2?丙烯酰胺基十四烷基磺酸；同時，黏彈性表面活性劑主要成分為芥酸酰胺丙基甜菜堿。上述幾種表面活性劑對稠油具有良好的乳化效果，可將儲層中的原油乳化成水包油乳液，降低原油黏度，改善原油在地層中的流動性。含油稠油油藏使用新型攜砂液防砂施工后，在一定時間內無需再進行降黏施工，即可大幅增加原油產量，且攜砂液清潔無殘渣，該工藝對地層傷害程度低，無需進行返排，展現出良好應用前景。

1.   新型攜砂液配方優化

1.1   疏水締合聚合物

1.1.1   疏水締合聚合物制備方法

疏水締合聚合物是由丙烯酰胺、丙烯酸、Gemini型陽離子表面活性劑功能單體和2-丙烯酰胺基烷基磺酸功能單體聚合而成。

疏水締合聚合物的合成步驟如下。

1） 在反應器中加入5份丙烯酸，72份蒸餾水，在冷卻下用質量分數為5%的NaOH溶液攪拌中和至pH為6。

2） 將 20份丙烯酰胺加入反應容器后，通過水浴加熱，使體系溫度升至 45 ℃，隨后向反應器內通入N2。

3） 在燒杯中稱取Gemini陽離子表面活性劑單體6份、2?丙烯酰胺基十二烷基磺酸4份，用20份蒸餾水溶解，待反應器中空氣排盡后，將N2導管拔至液面以上，將上述2種單體加入到反應器中。

4） 過硫酸銨與亞硫酸氫鈉按質量比 3∶2、總物料0.05%的質量分數稱取，用適量蒸餾水溶解后，依次加入反應器中。

5） 物料添加完畢后，保持通N2的條件下，在70 ℃下繼續反應6 h。

6） 反應完畢后取出膠塊，粉碎造粒，將膠粒置于50 ℃真空烘箱中干燥6 h，產物經粉碎機粉碎后，制得疏水締合聚合物（其結構式如圖1所示）。

圖 1 疏水締合聚合物結構

R—C16烷基；R1—C12烷基。

1.1.2   疏水締合聚合物紅外表征

圖2為疏水締合聚合物紅外表征。由圖2可以看出：3 000~3 500 cm?1處為N—H的伸縮振動峰；3 000~2 800 cm?1處為烷基鏈中CH2和CH3中C—H的伸縮振動峰，強度較大，推測烷基鏈比較長；1 725 cm?1處為C=O的伸縮振動峰；1 467 cm?1處為CH2的面內的彎曲振動；1 181 cm?1和 1 063 cm?1處為C—O的伸縮振動峰；954 cm?1處為C—H的彎曲振動峰；720 cm?1處為CH2的水平搖擺振動峰。

圖 2 疏水締合聚合物紅外表征