陳海云 夏熙彬

【摘要】本文從機、桿、泵設計、油管的選擇、抽油桿的選擇及設計、參數(shù)設計等四個方面研究了稠油深抽技術(shù)，并研究了化學降粘、點加熱降粘和摻稀降粘幾種井筒降粘技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】稠油；深抽；井筒降粘；工藝技術(shù)

前言

稠油儲量大，開采價值大，但開采粘度較高，稠油的深抽和降粘一直是制約稠油開采的重要因素?；谝陨?，本文簡要研究了稠油深抽與井筒降粘工藝技術(shù)，旨在為稠油開采提供參考。

1、稠油深抽工藝技術(shù)研究

1.1稠油機、桿、泵設計、稠油的膠質(zhì)含量較高，瀝青質(zhì)含量較多，粘度高，密度大，因此在開采的過程中比較困難。根據(jù)稠油抽油的特點，深抽過程中機、桿、泵設計應當保證抽油機的功率較大，抽油管較粗，沖程要長，沖次要慢，只有這樣才能夠提升深抽效率，有效避免設備出現(xiàn)故障。

1.2油管的選擇、稠油粘度和密度較大，抽油桿在下行的過程中阻力較大，而稠油上升過程中與油管之間的摩阻力也較大，為了降低抽油的過程中稠油與油管和抽油桿之間的摩阻力，應當盡量選擇管徑較大的抽油管。此外，還應當合理的選擇油管的壁厚和剛度等級，不同性質(zhì)的稠油開采過程中的泵掛油層不同，這就對油管的剛度等級和壁厚形成了不同的要求，油管壁越厚，剛度越強，則能夠滿足泵掛油層越大，但為了考慮投產(chǎn)后油管的互換的方便以及防砂工藝的實現(xiàn)，應當根據(jù)具體的情況進行合理的選擇[1]。

1.3抽油桿的選擇及設計、就目前來看，我國國內(nèi)稠油開采主要采用修正古德曼圖法來確定抽油桿強度的方法以及抽油桿柱的設計。修正古德曼圖有橫縱坐標，其中橫坐標表示抽油桿承受的最小應力，縱坐標表示抽油桿承受的最大應力，在修正古德曼圖中會顯示出抽油桿的疲勞安全區(qū)，只有抽油桿應力的坐標點在此區(qū)域內(nèi)，才能夠保證其不會出現(xiàn)疲勞破壞。抽油桿柱的應力不僅與桿柱的材料相關(guān)，與稠油的腐蝕性也有關(guān)。對于稠油深抽來說，如果油井的深度超過1000m，則需要抽油桿能夠保證足夠的下入深度，為了降低懸點荷載，且保證懸點荷載能夠在抽油桿上均勻分布，抽油桿柱的設計方式一般為上端粗，下端細，通過粗細級次不同的桿柱組合，來實現(xiàn)桿柱較深的下入深度。具體到某一個稠油油井，則應當根據(jù)此油井的加深泵掛要求以及降粘工藝等要求選擇一定的抽油桿強度，以每一級次抽油桿柱等不應力均勻相同為設計原則，以稠油舉升設計軟件的計算為基礎進行合理化設計。

1.4生產(chǎn)參數(shù)設計、稠油深抽有著沖次慢、沖程長的特點，在不同的沖次下抽油桿柱會有著不同的摩阻力，沖刺越快，則抽油桿摩阻力越大、灌載越大，液柱的摩阻力也越大，這也是進行長沖程、慢沖次深抽制度的原因所在[2]。在參數(shù)設計的過程中，不僅要考慮到長沖程、慢沖次的要求，同時要綜合考慮油井中稠油的負荷，一般來說，稠油油井的負荷大，因此應當根據(jù)具體的負荷值合理的設計參數(shù)，例如沖程參數(shù)、沖刺參數(shù)、抽油泵泵徑參數(shù)等等。

2、稠油井筒降黏工藝技術(shù)研究

2.1化學降粘工藝技術(shù)。稠油化學降粘工藝技術(shù)指的是向井筒中加入一定的化學藥劑，通過藥劑的化學作用實現(xiàn)稠油粘度的降低。一般采用水溶性表面活性劑作為化學藥劑，其能夠?qū)⒊碛驮椭械挠椭榉稚⒌交钚运?，從而形成水包油形態(tài)，此外，水溶性表面活性劑能夠在抽油管壁以及抽油桿上形成水化膜，水化膜能夠降低稠油粘度，避免稠油直接與管壁和油桿接觸，有效降低了抽油桿和抽油管壁的摩阻力，從而實現(xiàn)稠油深抽。稠油化學降粘工藝技術(shù)的成本較低，同時能夠簡化地面的集輸工作，因此化學降粘工藝技術(shù)已經(jīng)成為當前稠油深抽研究的主要對象?；瘜W降粘工藝技術(shù)的關(guān)鍵在于降粘率，而降粘率則與稠油原油以及地層水息息相關(guān)，就目前來看，國內(nèi)主要的化學降粘劑雖然品種較多，但都有著一定的局限性，這就需要根據(jù)不同地區(qū)稠油性質(zhì)和地層水性質(zhì)來合理的選擇化學降粘劑。

2.2電加熱降粘工藝技術(shù)。電加熱降粘工藝技術(shù)是當前稠油深抽廣泛應用的一種降粘技術(shù)，其主要分為電纜加熱、電熱桿加熱和電熱油管加熱三種形式。通過電加熱能夠電能轉(zhuǎn)化為熱能，從而提升稠油原油的溫度，實現(xiàn)稠油粘度的降低，促進稠油原油的流動，從而實現(xiàn)稠油深抽。高粘度稠油對溫度敏感，溫度每上升10℃，則稠油原油的粘度下降50%，而溫度逐漸降低，則高粘度稠油粘度逐漸升上，最后停止流動甚至凝固。在電加熱降粘工藝技術(shù)的應用過程中，要根據(jù)油層的深度及稠油的特點來合理的確定稠油的加熱功率及加熱深度，同時盡量選擇含水量較低的稠油油井。下面對電熱桿降粘工藝技術(shù)、電纜加熱降粘工藝技術(shù)及電熱油管加熱降粘工藝技術(shù)進行具體分析：2.2.1電熱桿降粘工藝技術(shù)分析。電熱桿降粘工藝技術(shù)的應用過程中，除了需要常規(guī)的稠油深抽設備外，還需要配置電控柜、電熱桿及電三通，在深抽的過程中通入交流電，加熱電熱桿，從而提升稠油溫度，降低稠油粘度。電熱桿外部是空心桿，空心桿內(nèi)部是電纜芯，為了使電纜芯工作時的溫度保持平衡，在空心桿和電纜芯之間充填淀子油，保證散熱均勻，避免局部溫度過高造成設備損壞。電熱桿降粘工藝技術(shù)的效率較高，成本較低，且不會對地層造成損壞，保證了稠油開采的持續(xù)性。我國勝利油田、遼河油田等都試驗了電熱桿降粘工藝技術(shù)，降粘效果較好，但其故障率較高。2.2.2電纜加熱降粘工藝技術(shù)。電纜加熱降粘工藝技術(shù)的具體應用流程為，將三芯加熱電纜在油管外部固定，接上三相電源，深入稠油油井，通入交流電，電纜加熱的熱量通過油管傳遞給井筒內(nèi)部的稠油原油，從而實現(xiàn)稠油原油的加熱、降粘。電纜加熱降粘工藝技術(shù)的功率范圍一般為40-60W/m，在705℃的溫度范圍內(nèi)可以實現(xiàn)有效控制。遼河田曙三區(qū)的稠油粘度較高，在使用電纜加熱降粘技術(shù)后，降粘效果良好。電纜加熱降粘技術(shù)的下入深度較大，但相較于電熱桿降粘工藝技術(shù)而言，由于利用油管傳遞熱量，不對稠油原油直接加熱，因此工作效率相對較低，且可能會對油管造成損害。2.2.3電熱油管加熱降粘工藝技術(shù)。電熱油管加熱降粘工藝技術(shù)中，控制柜將電源變壓器輸出的電能進行調(diào)整，傳送到油管，實現(xiàn)油管加熱，之后經(jīng)油管下部套管，形成回路，油管作為熱源對稠油進行加熱[3]。這種降粘工藝技術(shù)能夠直接對井筒內(nèi)的稠油原油加熱，效率較高，地面設施埋于地下，相對安全，且油管抗拉強度較大，因此適用于稠油的深抽，但電熱油管加熱的投資較大，成本較高。

2.3摻稀降粘工藝技術(shù)、摻稀降粘工藝技術(shù)指的是通過油管或油套環(huán)空向稠油井底注入稀油的一種降粘技術(shù)，通過稀油與稠油原油的混合實現(xiàn)稠油粘度的降低，同時其能夠增加井底的壓差，為稠油深抽提供了條件。摻稀降粘工藝技術(shù)降粘效果較好，且能夠提升稠油開采的產(chǎn)量，但此種技術(shù)要求較高，稀油摻入之前要進行脫水，而摻入后勢必會與水混合，還要進行脫水，消耗能源，此外，在抽油量提升的過程中會對抽油設施產(chǎn)生一定損害，且稀油與稠油價格有差異，這種摻入會造成經(jīng)濟損失，并不適合大規(guī)模使用。

結(jié)論

綜上所述，本文簡要研究了稠油深抽技術(shù)以及稠油井筒降粘技術(shù)，分析了幾種降粘技術(shù)優(yōu)缺點，旨在為稠油的開采和開發(fā)提供參考。

參考文獻

[1]黃誠.塔河油田稠油井筒降粘工藝技術(shù)研究[D].西南石油大學，2014.

[2]辛福義.井筒稠油降粘技術(shù)應用現(xiàn)狀[J].內(nèi)蒙古石油化工，2010，18：100-104+150.

[3]孫洪國.稠油深抽與井筒降粘工藝技術(shù)研究[D].中國石油大學，2009.