目的旨在有效解決稠油化學(xué)冷采過(guò)程中降黏劑竄流現象嚴重、油藏動(dòng)用效率低的問(wèn)題，支撐稠油綠色高效開(kāi)發(fā)。方法基于稠油冷采降黏劑高效降黏洗油與凍膠分散體調剖劑儲層調控的協(xié)同效應，采用復配方式構建了稠油冷采用凍膠分散體調驅體系，測試其基本性能，并使用界面擴張流變儀以及流變儀，考查了體系的界面流變特性和剪切應力特性。結果體系由質(zhì)量分數為0.06%~0.12%的凍膠分散體和質(zhì)量分數為0.05%~0.15%的降黏劑組成，為粒徑均一的低黏流體，能夠降低界面張力并乳化稠油，降黏率達到95%以上。體系中降黏劑在油水界面的吸附行為決定了體系的乳化降黏能力，降黏劑通過(guò)吸附在凍膠分散體的表面提高了體系的聚結穩定性，并考查了組分含量及油藏條件對以上過(guò)程的影響。結論構建了一種兼具儲層調控和高效降黏能力稠油冷采用凍膠分散體調驅體系，探明了體系中各組分間的相互作用機制，為稠油化學(xué)冷采提供了技術(shù)支持。

實(shí)驗部分

試劑與儀器

實(shí)驗所用材料：凍膠分散體，實(shí)驗室自制[18]；稠油冷采降黏劑，上海諾頌實(shí)業(yè)有限公司；實(shí)驗用模擬地層水礦化度8 000 mg/L(NaCl與CaCl2質(zhì)量比為9∶1)；所用稠油樣品為勝利油田河口采油廠(chǎng)的特超稠油，油藏溫度為50℃，樣品基礎性質(zhì)及組成見(jiàn)表1和表2。

表1稠油樣品基礎性質(zhì)

實(shí)驗所用儀器：激光粒度分布儀(Bettersize2000，丹東百特儀器有限公司，中國)；旋轉黏度計(DV2T，BROOKFIELD，美國)；旋轉滴界面張力儀(芬蘭kibron)；界面擴張流變儀(Tracker，TECLIS Scientific，法國)；高溫高壓流變儀(HAAKE MARS 60，Thermo Fisher Scientific，美國)等。

實(shí)驗方法

基本性能測試

使用激光粒度分布儀對稠油冷采用凍膠分散體調驅體系的粒徑分布進(jìn)行測定，使用旋轉滴界面張力儀測定體系與稠油界面張力，使用旋轉黏度計測量體系黏度及稠油乳液黏度。將不同質(zhì)量分數的體系與稠油樣品進(jìn)行機械攪拌獲得稠油乳液并測定其黏度，計算乳化降黏率。

界面流變特性測試

使用界面擴張流變儀，通過(guò)懸滴法對液滴的周期性擾動(dòng)，利用滴外形分析方法測試界面張力響應，研究界面層分子吸附與脫附過(guò)程，并對體系動(dòng)態(tài)界面張力(固定振蕩頻率為0.5 Hz)和不同振蕩頻率下的界面擴散模量進(jìn)行測試，測試溫度為50℃。界面擴張模量定義為界面張力變化與界面面積相對變化的比值，見(jiàn)式(1)。

圖1為在不同降黏劑質(zhì)量分數下，體系油水界面張力的變化情況。從圖1可知，在降黏劑質(zhì)量分數為0.05%~0.10%時(shí)，界面張力隨質(zhì)量分數增加而降低。當降黏劑質(zhì)量分數超過(guò)0.10%時(shí)，界面張力開(kāi)始上升。在低質(zhì)量分數下，降黏劑在油水界面上形成吸附膜，降低界面張力。當降黏劑質(zhì)量分數超過(guò)臨界膠束含量后，降黏劑在界面聚集數量增加，吸附層排布更不規則，導致界面張力升高。

圖2為體系組成對動(dòng)態(tài)界面張力及界面擴張模量的影響。圖2(a)和圖2(c)呈現了凍膠分散體質(zhì)量分數對界面流變性質(zhì)的影響。其中，降黏劑質(zhì)量分數保持為0.10%。隨著(zhù)振蕩時(shí)間的增加，體系界面張力逐漸趨于穩定。凍膠分散體在高質(zhì)量分數時(shí)，穩定界面張力明顯更高，這是由于在降黏劑質(zhì)量分數不變時(shí)，油水界面上降黏劑分子數量相對固定凍膠分散體在油水界面的吸附量隨質(zhì)量分數增大逐漸增加，擠占了降黏劑分子在界面吸附位置。同時(shí)，由于體系黏度上升，降低了降黏劑向界面擴散的速度，導致界面張力增加。體系黏度提高，增加了動(dòng)態(tài)擴張模量，在高質(zhì)量分數凍膠分散體條件下，黏彈性提升效更加顯著(zhù)。

圖2(b)和圖2(d)為降黏劑質(zhì)量分數對界面流變性質(zhì)的影響，凍膠分散體質(zhì)量分數固定為0.06%。在降黏劑質(zhì)量分數為0.05%~0.10%的范圍內，隨著(zhù)降黏劑質(zhì)量分數的增加，動(dòng)態(tài)界面張力穩定值下降。但當質(zhì)量分數超過(guò)0.10%時(shí)，隨著(zhù)質(zhì)量分數的增加，動(dòng)態(tài)界面張力穩定值增大。體系的擴張模量變化趨勢與動(dòng)態(tài)界面張力相同。在低質(zhì)量分數情況下，隨著(zhù)降黏劑分子數量的增多，逐漸在油水界面形成有序的吸附層，使得界面膜的強度不斷增大，動(dòng)態(tài)界面張力降低，界面擴張模量增大。而在高質(zhì)量分數下，降黏劑在界面層吸附飽和后，質(zhì)量分數繼續增加會(huì )增強空間位阻效應，使降黏劑的部分親水基團從水相中逸出，形成膠束聚集體，對吸附膜的強度產(chǎn)生負面影響，使得界面擴張模量減低。因此，當降黏劑質(zhì)量分數為0.10%時(shí)，體系在稠油界面層形成的界面膜最為穩定，體系的乳化降黏能力最強。

圖3為油藏條件對動(dòng)態(tài)界面張力及界面擴張模量的影響。采用不同礦化度模擬水配制體系(0.06%(w)凍膠分散體+0.10%(w)降黏劑)，在50℃老化10天。圖3(a)和圖3(c)呈現了礦化度對體系界面流變性質(zhì)的影響。從圖3可知，隨著(zhù)礦化度的提高，老化后體系的動(dòng)態(tài)界面張力穩定值從0.127 mN/m增至0.356 mN/m。降黏劑帶有磺酸鹽基團，有較強的耐溫耐鹽能力，因此界面張力的提升幅度有限。此外，體系的界面擴張模量隨礦化度的增大而減低，這是由于地層水陽(yáng)離子會(huì )對凍膠分散體之間的擴散雙電層產(chǎn)生壓縮作用，減小凍膠分散體表面負電量，降低其分散穩定性，體系黏度隨之下降。

將體系(0.06%(w)凍膠分散體+0.10%(w)降黏劑)置于50℃條件下老化，模擬長(cháng)期的調驅過(guò)程。圖3(b)和圖3(d)為老化時(shí)間對體系界面流變性質(zhì)的影響。從圖3可知，隨著(zhù)老化時(shí)間的增加，體系的動(dòng)態(tài)界面張力穩定值增加，同時(shí)界面擴張模量減小。在老化過(guò)程中，降黏劑分子的界面活性逐漸減弱，導致降黏劑的有效吸附含量降低，使得動(dòng)態(tài)界面張力增加。此外，由于老化后凍膠分散體聚結沉降在底部，體系黏度降低，降低了界面擴張模量?？傮w來(lái)看，老化后的體系對稠油的乳化能力略有下降。

結論

構建了一種兼具儲層調控和高效降黏能力的稠油冷采用凍膠分散體調驅體系，初始粒徑中值為1.03μm，體系黏度為10 mPa·s，能夠降低油水界面張力至10-1 mN/m，對稠油樣品的乳化降黏率能達到95%以上。

作者簡(jiǎn)介：楊寧，1997年生，中國石油大學(xué)(華東)油氣田開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)博士研究生，主要從事油田化學(xué)法提高采收率方向的研究。E-mail：yangning0332 163.com.