专利名称：适用于超稠油的油溶性降粘剂降粘效果测定方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及油气资源开发领域，是一种适用于超稠油的油溶性降粘剂降粘效果测定方法。
背景技术：
在油气资源开发领域，超深、超稠油资源开采一直是世界性难题，除掺稀油降粘开采外，目前没有更为经济有效的开采方式。然而，掺稀油降粘开采过程存在稀油消耗量大，稀油品质降低，抽油泵有效功率降低，受稀油资源量限制等诸多问题。若在掺稀油降粘开采过程中加入油溶性降粘剂，则可以大幅节约稀油用量，节约泵排量而提高泵效，降低开采集输成本。
用于稠油的降粘剂主要包括油溶性降粘剂和水溶性降粘剂，水溶性的降粘剂通过乳化作用实现降粘，得到的溶液体系均一，粘度与水相粘度相当，能够直接准确测定。然而油溶性降粘剂的降粘原理与水溶性降粘剂差异较大，其加入之后体系的粘度仍然很高。目前市场存在的油溶性降粘剂种类繁多，虽然价格差异甚微，但对稠油降粘效果差异巨大。而超稠油由于原油原始粘度差异较大，有些存在聚集、结块、沉积，导致室内实验过程中同一稠油体系中不同位置测量粘度差异较大。此时，若直接加入油溶性降粘剂，降粘剂仅在稠油体系中均匀分散的部分起作用，对聚集、结块、沉积的部分不起作用，此时测量出的药剂降粘效果与其真实降粘剂效果差异较大，不能真实反应降粘剂的实际降粘效果。鉴于超稠油掺稀开采过程中，油溶性降粘剂伴随稀油掺入稠油井中，此时稠油处于完全均匀分散的流动状态，因此，为了真实有效地评价油溶性降粘剂的降粘效果，正确合理地指导生产，急需发明一种适用于超稠油的油溶性降粘剂降粘效果测定方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于超稠油的油溶性降粘剂降粘效果测定方法，指导稠油掺稀、掺油溶性降粘剂生产。本发明提供一种适用于超稠油的油溶性降粘剂降粘效果的测定方法，其特征在于，包括以下步骤(I)在同一超稠油油井中取两份超稠油样品A和B，分别测其粘度值；(2)利用稀油将超稠油样品A分批次进行掺稀，达到井口外输粘度，记录添加的稀油量及所对应的粘度数据；(3)利用与步骤(2)同种稀油将超稠油样品B分批次进行掺稀，达到井底加入降粘剂位置原油在井口温度下的对应的粘度，记录添加的稀油量及所对应的粘度数据；(4)在步骤(3)所得到掺稀样品B中加入油溶性降粘剂，测定粘度值，然后根据需要可选择性利用与步骤(2)同种稀油分批次进行掺稀，记录稀油量及所对应的粘度数据；(5)针对步骤(2)中A样品的稀稠比Φ和粘度τ的数据，拟合稀稠比Φ和粘度τ之间的函数关系式；其中稀稠比Φ为所添加的稀油重量与原始所用稠油的比值；
(6)将步骤⑷得到混合体系的最终粘度值T _带入步骤(5)拟合的关系式，得到对稠油不降粘只掺稀情况下达到所述最终粘度值T 所需要的稀稠比O』，并且计算步骤⑷中的粘度值T _所对应的实际稀稠比，利用式⑴计算得到稀稠比降低幅度。n =(①』-①剂(I)优选地，所有步骤均在同一温度下进行，优选50°C。优选地，所述步骤⑵和步骤(3)中分批次掺加稀油的步骤，其中每批次不超过5g/ 次。优选地，所述步骤⑵中分批次掺加稀油的步骤，直至油粘度达到IOOOmPa s
<T an < 3000mPa s 而停止。
·
优选地，所述步骤(4)加入油溶性降粘剂后，如果油粘度值T ^fljn彡3000mPa s,则再向样品中掺加稀油直至油粘度达到IOOOmPa s < x m < 3000mPa s而停止。优选地，所述步骤(3)中分批次掺加稀油的步骤，直至油粘度达到15000mPa s
<T bn < 25000mPa s 而停止。优选地，所述步骤(4)中分批次掺加稀油的步骤，其中每批次不超过Ig/次。优选地，所述步骤(4)中向B混合油体系中加入总质量0. 4 0. 6%的油溶性降粘齐[J，优选0. 5%。优选地，所述步骤(5)中的函数关系式拟合度R2 > 0. 99。本发明还涉及利用上述方法测定油溶性降粘剂降粘效果的应用。本发明测试过程简单，对测试设备和测试条件要求低，重复性好，方法中评价指标与现场生产指标一致，测试结果与现场试验结果吻合度高，使得在实验室可以对不同药剂进行批量对比。因而，该方法对超稠油生产具有指导意义。通过本发明的方法能够真实有效地评价油溶性降粘剂的降粘效果，从而能够准确确定稠油的掺稀比，实现正确合理地指导生产，避免由于测定结果不准造成的浪费生产资源，浪费工时的现象，从而节省了生产资源，节约了生产时间。
具体实施例方式以下述的实例详细叙述如下，然而，本领域技术人员应当理解的是，本发明的保护范围不应当局限于此。本发明的测定方法所针对的是超稠油，一般非超稠油的测定方法不存在不准确的问题，而超稠油的范围在国内外稍有差别。该方法通过如下步骤实施(I)超稠油粘度测量根据油田超稠油油井井口温度的正态分布图，80%的超稠油油井井口温度为50°C，因此优选在50°C进行全部试验，该温度下的测定结果也适用于大部分的超稠油油井。分别称取IOOg超稠油放入A、B两个300ml玻璃烧杯中，将玻璃烧杯置于50°C水浴锅中加热，加热过程中用玻璃棒不断搅拌，使超稠油均匀受热。加热时间随油品性质而定，待超稠油完全软化且状态均匀方可，测量原油在50°C的粘度并记为Tatl和TbQ。(2)掺稀油调节A稠油粘度将水浴锅温度恒定在50°C，向A烧杯软化后的稠油中加入该稠油井生产时的掺稀用油，为了确保误差不超过5 %，优选稀油的加入量不大于5g/次，并记录重量Wal，加入稀油后用玻璃棒搅拌直至均匀，并记下此时稠油体系的粘度Tal。若Tal > 3000mPa*s，继续向体系加入稀油，并记录重量Wa2，并用玻璃棒搅拌直至均匀，记下此时稠油体系的粘度Ta2。以此类推，直至 IOOOmPa · s < τ an < 3000mPa · S。IOOOmPa · s < τ m < 3000mPa · s 的粘度值是根据油管外输粘度的要求设定，太稠无法输出，太稀掺稀成本太高，不经济。掺稀所用的稀油在油田一般为统一配制、供应，因此性能一致，从理论上讲，本方法各步骤需要使用浓度、性能一致的稀油。(3)掺稀油调节B稠油粘度将水浴锅温度恒定在50°C，向B烧杯软化后的稠油中加入该稠油井生产时的掺稀用油，加入量不大于5g/次，并记录重量Wbl，加入稀油后用玻璃棒搅拌直至均匀，并记下此时稠油体系的粘度τω。若τω > 25000mPa*s，继续向体系加入稀油，并记录重量Wb2，并用玻璃棒搅拌直至均匀，记下此时稠油体系的粘度Tb2。以此类推，直至15000mPa · s < Tbn
< 25000mPa · S。令 Wb^6= Wbl+Wb2+......+Wbn。15000mPa · s < τ bn < 25000mPa · s 的粘
度值是根据稠油和降粘剂混合之前，位于井筒3000米左右的抽油泵的吸入口的加入降粘剂的位置，原油所对应的井口温度下的粘度值的范围而设定。(4)加剂恒温处理及体系粘度测量在粘度为Tbn的体系中按生产中的量加入油溶性降粘剂，一般油溶性降粘剂占稀油和稠油总质量1;@的O. 4 O. 6%，优选O. 5%，将上述混合物置于50°C水浴锅中恒温30min并用玻璃棒不断搅拌均匀，在50°C恒温条件下测量加油溶性降粘剂后稠油体系的粘
度τ剂。若τ剂< 3000mPa · S，认为油溶性降粘剂效果较好，可完全实现掺稀替代。若τ > 3000mPa *s，继续向体系中加入稀油，由于在加入降粘剂之后体系掺稀时的浓度变化会更大，为使误差较小，优选每次加入量不大于Ig/次，并记录重量Wjw i，加入稀油后用玻璃棒搅拌直至均匀，并记下此时稠油体系的粘度τ ^jlo若τ ^iji > 3000mPa · s,继续向体系加入稀油，并记录重量Wjw2，并用玻璃棒搅拌直至均匀，记下此时稠油体系的粘度τ剂2。以此类推，直至IOOOmPa · s < τ剂11 < 3000mPa · S。W1^m= Wb稀总+ τ剂丨+ τ剂
2.....+ τ 剂 η。(5)拟合粘度τ与稀稠比Φ之间的函数关系令稀稠比Φ = W稀油/W麵*100%因而，τaQ 粘度下的稀稠比 Φ30 = ffa0/100*100%= O ；Tal 粘度下的稀稠比 Φ31 = (Wa0+ffal)/100*100% ；Ta2 粘度下的稀稠比 Φ a2 = (Wa0+ffal+ffa2) /100*100 %............以此类推Tan 粘度下的稀稠比 Φ an = (Wa0+ffal+ffa2+......WJ /100*100 %以(τaO，① a0)，( τ al，① ai)，( T a2 ^ ① a2)，( a3 ............( Τ an，① an)为
数据点作图，拟合曲线，使用Excel即可实现，选取拟合度R2最高的曲线，优选函数关系的拟合度R2 > O. 99，得出粘度τ与稀稠比Φ之间的对应函数关系。(6)油溶性降粘剂降粘效果评价稀稠比Φ = W稀油/100*100%,体系总质量W混合=W稀油+100
计算T剂1^对应粘度的①剂n = Wb剂总/100*100%根据粘度T与稀稠比O之间的对应函数关系推算T ^^对应粘度下标准样的稀桐比03剂油溶性降粘剂降粘效果可用稀稠比降低幅度来表示n (①3剂-①剂 )/①剂a*ioo%以下实施例所用仪器和设备、原料均属于本领域常规的。实施例(制备试验和性能评价实验) (I)以塔河油田TH12_井超稠油为例，测试油溶性降粘剂SKY的降粘效果。步骤一超稠油粘度测量取2份TH12_井油样各100g，分别放置在A、B两个300ml玻璃烧杯中，将玻璃烧杯置于50°C水浴锅中加热，加热过程中用玻璃棒不断搅拌，使超稠油均匀受热，待超稠油完全软化且状态均匀，测量原油在50°C的粘度并记为Tatl = 339800mPa .S、Tbo =346IOOmPa S。步骤二 掺稀油调节稠油粘度将水浴锅温度恒定在50°C，向A烧杯软化后的稠油中加入该稠油生产时的掺稀用油Wal = 5g，加入稀油后用玻璃棒搅拌直至均匀，并记下此时稠油体系的粘度Tal =279600mPa s ； x al > 3000mPa s，继续向体系加入稀油Wa2 = 5g，并用玻璃棒搅拌直至均勻，记下此时稠油体系的粘度T a2 = 192300mPa s ； x a2 > 3000mPa s,继续向体系加入稀油Wa3 = 5g，并用玻璃棒搅拌直至均匀，记下此时稠油体系的粘度T a3 = 126700mPa s ；T a3 > 3000mPa s,继续向体系加入稀油Wa4 = 5g,并用玻璃棒搅拌直至均勻，记下此时稠油体系的粘度T a4 = 79440mPa s ； x a4 > 3000mPa *s,继续向体系加入稀油Wa5 = 5g,并用玻璃棒搅拌直至均匀，记下此时稠油体系的粘度T a5 = 57120mPa s ； x a5 > 3000mPa s,继续向体系加入稀油Wa6 = 5g，并用玻璃棒搅拌直至均匀，记下此时稠油体系的粘度T a6 =34920mPa s ； x a6 > 3000mPa s,继续向体系加入稀油Wa7 = 5g，并用玻璃棒搅拌直至均勻，记下此时稠油体系的粘度T a7 = 26570mPa s ； x a7 > 3000mPa s,继续向体系加入稀油Wa8 = 5g，并用玻璃棒搅拌直至均匀，记下此时稠油体系的粘度T a8 = 22880mPa s ； x a8> 3000mPa s,继续向体系加入稀油Wa9 = 5g,并用玻璃棒搅拌直至均勻，记下此时稠油体系的粘度T a9 = 12000mPa s ； x a9 > 3000mPa s，继续向体系加入稀油Walo = 5g，并用玻璃棒搅拌直至均匀，记下此时稠油体系的粘度T al0 = 7947mPa s ； x al0 > 3000mPa s，继续向体系加入稀油Wall = 5g，并用玻璃棒搅拌直至均匀，记下此时稠油体系的粘度Tall =5466mPa *s ； x all > 3000mPa *s,继续向体系加入稀油Wal2 = 5g,并用玻璃棒搅拌直至均勻，记下此时稠油体系的粘度T al2 = 3387mPa *s ； x al2 > 3000mPa *s,继续向体系加入稀油Wal3=5g,并用玻璃棒搅拌直至均勻，记下此时稠油体系的粘度T al3 = 249ImPa *s ；IOOOmPa *s
<Tal3 < 3000mPa s，A样本粘度调节结束。将水浴锅温度恒定在50°C，向B烧杯软化后的稠油中加入该稠油生产时的掺稀用油Wbl = 5g，加入稀油后用玻璃棒搅拌直至均匀，并记下此时稠油体系的粘度Tbl =280000mPa s ； x bl > 25000mPa s,继续向体系加入稀油Wb2 = 5g，并用玻璃棒搅拌直至均勻，记下此时稠油体系的粘度T b2 = 189500mPa s ； x b2 > 25000mPa s,继续向体系加入稀油Wb3 = 5g，并用玻璃棒搅拌直至均匀，记下此时稠油体系的粘度Tb3 = 125800mPa s ；Tb3 > 25000mPa *s，继续向体系加入稀油Wb4 = 5g，并用玻璃棒搅拌直至均匀，记下此时稠油体系的粘度τ b4 = 80040mPa ·s ； τ b4 > 25000mPa *s,继续向体系加入稀油Wb5 = 5g,并用玻璃棒搅拌直至均匀，记下此时稠油体系的粘度τ b5 = 56800mPa · s ; τ b5 > 25000mPa · s,继续向体系加入稀油Wb6 = 5g，并用玻璃棒搅拌直至均匀，记下此时稠油体系的粘度τΜ=35120mPa · s ； τ b6 > 25000mPa · s,继续向体系加入稀油Wb7 = 5g,并用玻璃棒搅拌直至均勻，记下此时稠油体系的粘度Tb7 = 269IOmPa · s, τ b7 > 25000mPa · s,继续向体系加入稀油Wb8 = 5g，并用玻璃棒搅拌直至均匀，记下此时稠油体系的粘度Tb8 = 22900Pa · s,
15000mPa · s < τ b8 < 25000mPa · s,令 Wb稀总=ffbl+ffb2+......+Wb8 = 5+5+5+5+5+5+5+5 =
40g。步骤三加剂恒温处理及体系粘度测量 在粘度为τ bs = 229OOmPa · s的混合油体系中，W混合=W稀油+W稠油=40g+100g =140g，向其中加入O. 7g的油溶性降粘剂(总质量的O. 5% )，在50°C水浴锅中恒温30min并用玻璃棒不断搅拌均匀，在50°C恒温条件下测量加油溶性降粘剂后稠油体系的粘度τ J =9158mPa · S。判断τ剂=9158mPa · s > 3000mPa *s,继续向体系加入稀油= lg，并用玻璃棒搅拌直至均勻，记下此时稠油体系的粘度τ ^jl = 4600mPa · s ； τ j > 3000mPa · s,继续向体系加入稀油= lg，并用玻璃棒搅拌直至均匀，记下此时稠油体系的粘度τ J2 =3180mPa · s ; τ剂2 > 3000mPa · s,继续向体系加入稀油= Ig,并用玻璃棒搅拌直至均匀，记下此时稠油体系的粘度τ剂3 = I78OmPa · s < 3OOOmPa · S。W1^il6= Wb稀总+ τ剂丨+ τ剂 2......+ τ 剂η = 40+1+1+1 = 43g。步骤四确立粘度τ与稀稠比Φ之间的对应函数关系。令稀稠比Φ = W稀油/W麵因而，Ta0粘度下的稀稠比φaQ = WaQ = O ;Tal = 279600mPa · s 粘度下的稀稠比 Φ3 = (ffa0+ffal)/100 = 5/100 = O. 05 ；Ta2 = 192300mPa · s 粘度下的稀稠比 Oa2 = (Wa0+ffal+ffa2)/100 = (5+5)/100 =
O.10 ；τ a3 = 126700Pa-s ;粘度下的稀稠比 Φ,3 = (Wa0+ffal+ffa2+ffa3)/100 = (5+5+5)/100=O. 15 ；............以此类推Tal3 粘度下的稀稠比 Φ313 = (Wa0+ffal+ffa2+......W13)/100 = (5 X 13)/100 = O. 65.以(τaO，① aO)，( τ al，① ai)，( a2 ^ ① a2)，( a3^ ............( Τ al3，*^13)为
数据点作图，拟合曲线，得出粘度τ与稀稠比Φ之间的对应函数关系Φ = In(414510/τ )/7. 88，R2 = O. 996 > O. 99。步骤五油溶性降粘剂降粘效果评价稀稠比Φ = W稀油/100*100%,体系总质量W混合=W稀油+100计算B样本中τ剂3对应粘度的Φ剂3 = Wb剂总/100*100%= 43/100 = O. 43根据粘度τ与稀稠比Φ之间的对应函数关系Φ = In(414510/τ )/7. 88, τ剂3对应粘度下的稀稠比Φ.= In (414510/ τ剂3)/7· 88 = O. 69油溶性降粘剂降粘效果可用稀稠比降低幅度来表示
I1 (O.-cD 剂n)/cDa f|」*l00%= (0. 69-0. 43)/0. 69*100% = 37. 68%。而对该油井进行现场试验，先只通过掺稀油生产得到稀稠比，再加降粘剂之后生产计算得到稀稠比，由此计算得到的稀稠比降低幅度为35. 27%。 由上述计算过程可知，本发明的方法可以有效地用于降粘剂的降粘效果的评价，并且该方法对测试设备和测试条件要求低，与现场试验结果吻合度高。
权利要求
1.一种适用于超稠油的油溶性降粘剂降粘效果的测定方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)在同一超稠油油井中取两份超稠油样品A和B，分别测其粘度值； (2)利用稀油将超稠油样品A分批次进行掺稀，达到井口外输粘度，记录添加的稀油量及所对应的粘度数据； (3)利用与步骤(2)同种稀油将超稠油样品B分批次进行掺稀，达到井底加入降粘剂位置原油在井口温度下的对应的粘度，记录添加的稀油量及所对应的粘度数据； (4)在步骤(3)所得到掺稀样品B中加入油溶性降粘剂，测定粘度值，然后根据需要可选择性利用与步骤(2)同种稀油分批次进行掺稀，记录稀油量及所对应的粘度数据； (5)针对步骤(2)中A样品的稀稠比Φ和粘度τ的数据，拟合稀稠比Φ和粘度τ之间的函数关系式；其中稀稠比Φ为所添加的稀油重量与原始所用稠油的比值； (6)将步骤(4)得到混合体系的最终粘度值τ_带入步骤(5)拟合的关系式，得到对稠油不降粘只掺稀情况下达到所述最终粘度值τ 所需要的稀稠比Φ_，并且计算步骤(4)中的粘度值τ 所对应的实际稀稠比Φ@η，利用式(I)计算得到稀稠比降低幅度。 rI = 剂剂(I)。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所有步骤均在同一温度下进行，优选50°C。
3.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述步骤⑵和步骤(3)中分批次掺加稀油的步骤，其中每批次不超过5g/次。
4.如权利要求I 4任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中分批次掺加稀油的步骤，直至油粘度达到IOOOmPa · s < τ an < 3000mPa · s而停止。
5.如权利要求I 4任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中分批次掺加稀油的步骤，直至油粘度达到15000mPa · s < τ bn < 25000mPa · s而停止。
6.如权利要求I 5任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)加入油溶性降粘剂后，如果油粘度值τ 3000mPa*s，则再向样品中掺加稀油直至油粘度达到IOOOmPa *s< τ an < 3000mPa · s 而停止。
7.如权利要求I 6任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中分批次掺加稀油的步骤，其中每批次不超过Ig/次。
8.如权利要求I 7所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中向B混合油体系中加入总质量O. 4 O. 6%的油溶性降粘剂，优选O. 5%。
9.如权利要求I 8所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中的函数关系式拟合度R2> O. 99。
10.利用如权利要求I 9任一项所述方法测定油溶性降粘剂降粘效果的应用。
全文摘要
本发明涉及适用于超稠油的油溶性降粘剂降粘效果测定方法及其应用，该方法包括以下步骤利用稀油将同一超稠油油井中的稠油样品A和样品B分批次进行掺稀；在混合样品B中加入油溶性降粘剂，然后再利用稀油分批次进行掺稀；针对A样品的稀稠比Φ和粘度τ的数据，拟合稀稠比Φ和粘度τ之间的函数关系式；其中稀稠比Φ为所添加的稀油重量占原始所用稠油的比值；将降粘掺稀之后的混合体系的最终粘度值带入拟合的关系式，得到稀稠比Φa剂，并且计算该粘度值所对应的实际稀稠比Φ剂n，计算得到稀稠比降低幅度。本发明测试过程简单，对测试设备和测试条件要求低，重复性好，方法中评价指标与现场生产指标一致，测试结果与现场试验结果吻合度高。
文档编号G01N11/00GK102980835SQ20121053713
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者李子甲, 何晓庆, 陈朝刚, 王雷, 吴文明, 任波, 杨祖国, 李婷婷, 程仲富 申请人:中国石油化工股份有限公司