摘要:

目的 在桩斜139块稠油油藏实施高压充填防砂或压裂防砂改善油流通道，由于原油黏度高，现场采用挤降黏剂方式降低原油黏度，改善原油流动性，但工艺繁琐，作业费用高。为降低措施成本，开展了具有稠油降黏作用的新型携砂液研究与应用。

方法 以丙烯酰胺、丙烯酸、Gemini型阳离子表面活性剂和2-丙烯酰胺基烷基磺酸为单体，通过水溶液聚合制备了一种疏水缔合聚合物。采用红外光谱进行了结构表征，并与黏弹性表面活性剂、pH调节剂复配，制备了一种具有稠油降黏作用的携砂液。室内评价了其黏度、剪切、携砂、破胶、降黏等性能。

结果 红外光谱验证了聚合物具有疏水单体结构单元，研制的携砂液初始黏度为240 mPa·s；在温度为90 ℃、剪切速率为170 s−1下，剪切120 min后的黏度为75 mPa·s；在90 ℃下恒温处理60 min后，粒径为0.425~0.850 mm的石英砂沉降速率为0.77 mm/s，携砂性能好。加入过硫酸铵在90 ℃下破胶完全后，破胶液黏度2.37 mPa·s，表面张力26.34 mN/m，界面张力1.36 mN/m，对桩西稠油井降黏率达98%以上。现场应用12井次，平均单井用量179 m3，单井加砂23.2 m3。措施开井后平均单井日增油4.3 t。

结论 在稠油油藏，采用该携砂液实施高压充填防砂后，无需再进行降黏施工，即可显著提升稠油产量，为稠油油藏的防砂治理提供了高效的技术解决方案。

以桩斜139块为代表的稠油油藏具有黏度大、密度高、易出砂等特点。由于稠油在油藏条件下流动性较差，储层中的原油不易流入井筒，导致开采难度很大。稠油油藏通常需要实施高压充填防砂或压裂防砂等措施才能达到预期产量。然而，常规的高压充填防砂与压裂防砂工艺，仅能对原油的流通通道起到改善作用，不能改善原油的流动状态。因此，需要使用降黏剂降低稠油的黏度，提高原油的流动性，达到增加原油产量的目的。目前，国内关于降低原油黏度携砂液的报道较少。黄波等报道了一种具有稠油降黏功能的压裂液减阻剂及其制备方法，但携砂性能弱，无法应用于常规稠油充填防砂作业。何增军等报道了一种生物胶降黏压裂技术，通过在压裂液中添加各种生物酶来降低原油黏度。

本研究研制了一种具有稠油降黏功能的新型携砂液，该携砂液携砂性能好，适用于常规稠油充填防砂，且携砂液中的疏水缔合聚合物破胶后，可释放内含的Gemini型阳离子表面活性剂和2−丙烯酰胺基十四烷基磺酸；同时，黏弹性表面活性剂主要成分为芥酸酰胺丙基甜菜碱。上述几种表面活性剂对稠油具有良好的乳化效果，可将储层中的原油乳化成水包油乳液，降低原油黏度，改善原油在地层中的流动性。含油稠油油藏使用新型携砂液防砂施工后，在一定时间内无需再进行降黏施工，即可大幅增加原油产量，且携砂液清洁无残渣，该工艺对地层伤害程度低，无需进行返排，展现出良好应用前景。

1.   新型携砂液配方优化

1.1   疏水缔合聚合物

1.1.1   疏水缔合聚合物制备方法

疏水缔合聚合物是由丙烯酰胺、丙烯酸、Gemini型阳离子表面活性剂功能单体和2-丙烯酰胺基烷基磺酸功能单体聚合而成。

疏水缔合聚合物的合成步骤如下。

1） 在反应器中加入5份丙烯酸，72份蒸馏水，在冷却下用质量分数为5%的NaOH溶液搅拌中和至pH为6。

2） 将 20份丙烯酰胺加入反应容器后，通过水浴加热，使体系温度升至 45 ℃，随后向反应器内通入N2。

3） 在烧杯中称取Gemini阳离子表面活性剂单体6份、2−丙烯酰胺基十二烷基磺酸4份，用20份蒸馏水溶解，待反应器中空气排尽后，将N2导管拔至液面以上，将上述2种单体加入到反应器中。

4） 过硫酸铵与亚硫酸氢钠按质量比 3∶2、总物料0.05%的质量分数称取，用适量蒸馏水溶解后，依次加入反应器中。

5） 物料添加完毕后，保持通N2的条件下，在70 ℃下继续反应6 h。

6） 反应完毕后取出胶块，粉碎造粒，将胶粒置于50 ℃真空烘箱中干燥6 h，产物经粉碎机粉碎后，制得疏水缔合聚合物（其结构式如图1所示）。

图 1 疏水缔合聚合物结构

R—C16烷基；R1—C12烷基。

1.1.2   疏水缔合聚合物红外表征

图2为疏水缔合聚合物红外表征。由图2可以看出：3 000~3 500 cm−1处为N—H的伸缩振动峰；3 000~2 800 cm−1处为烷基链中CH2和CH3中C—H的伸缩振动峰，强度较大，推测烷基链比较长；1 725 cm−1处为C=O的伸缩振动峰；1 467 cm−1处为CH2的面内的弯曲振动；1 181 cm−1和 1 063 cm−1处为C—O的伸缩振动峰；954 cm−1处为C—H的弯曲振动峰；720 cm−1处为CH2的水平摇摆振动峰。

图 2 疏水缔合聚合物红外表征