稠油及高凝油开采技术课件

第四节第四节 稠油及高凝油稠油及高凝油开采技术开采技术5/20/20241采油工程采油工程第四节 稠油及高凝油开采技术8/3/20231采油工程一、稠油及高凝油的开采特征一、稠油及高凝油的开采特征二、井筒降粘开采技术二、井筒降粘开采技术5/20/20242 2采油工程采油工程采油工程一、稠油及高凝油的开采特征8/3/20232采油工程(二)高凝油的基本特点表8-3 中国稠油分类标准一、稠油及高凝油开采特征(一)稠油的基本特点(2)稠油的粘度对温度敏感某油井原油粘温曲线(1)粘度高、密度大、流动性差(3)稠油中轻质组分含量低，而胶质、沥青质含量高高凝油是指蜡含量高、凝固点高的原油。凝固点：在一定条件下原油失去流动性时的最高温度。5/20/20243 3采油工程采油工程采油工程(二)高凝油的基本特点表8-3 中国稠油分类标准一、稠油及高二、井筒降粘技术 井筒降粘技术是指通过热力、化学、稀释等措施使得井筒中的流体保持低粘度，从而达到改善井筒流体的流动条件，缓解抽油设备的不适应性，提高稠油及高凝油的开发效果等目的的采油工艺技术。目前常用的井筒降粘技术：化学降粘技术 热力降粘技术5/20/20244 4采油工程采油工程采油工程二、井筒降粘技术 井筒降粘技术是指通过热力、化学、稀释等（一）井筒化学降粘技术化学降粘：通过向井筒流体中掺入化学药剂，从而使流体粘度降低的开采稠油及高凝油的技术。作用机理：在井筒流体中加入一定量的水溶性表面活性剂溶液，使原油以微小油珠分散在活性水中形成水包油乳状液或水包油型粗分散体系，同时活性剂溶液在油管壁和抽油杆柱表面形成一层活性水膜，起到乳化降粘和润湿降阻的作用。5/20/20245 5采油工程采油工程采油工程（一）井筒化学降粘技术化学降粘：通过向井筒流体中掺入化学药剂 乳化剂选用一般按其亲油亲水平衡值乳化剂选用一般按其亲油亲水平衡值(HLB)(HLB)来确定通常形来确定通常形成水包油型乳状液的成水包油型乳状液的HLBHLB值为值为8 81818。选择标准有三条：。选择标准有三条：(1)(1)乳化剂比较容易与原油形成水包油型乳状液，具有好的乳化剂比较容易与原油形成水包油型乳状液，具有好的流动性和的稳定性；流动性和的稳定性；(2)(2)乳化剂用量少，经济合理；乳化剂用量少，经济合理；(3)(3)油水采出后重力分离快，易于破乳脱水。油水采出后重力分离快，易于破乳脱水。1.乳化剂的选择5/20/20246 6采油工程采油工程采油工程 乳化剂选用一般按其亲油亲水平衡值(HLB)来确定通常形成2、化学降粘工艺技术（1）加药剂地点不同单井乳化降粘计量站多井乳化降粘大面积集中管理乳化降粘在井口加药剂在井口加药剂在计量站加药剂在计量站加药剂在接转站在接转站加药剂加药剂（2）化学药剂与原油混合点不同地面乳化降粘井筒中乳化降粘泵上乳化降粘泵上乳化降粘泵下乳化降粘泵下乳化降粘5/20/20247 7采油工程采油工程采油工程2、化学降粘工艺技术（1）加药剂地点不同单井乳化降粘计量站多5/20/20248 8采油工程采油工程采油工程8/3/20238采油工程（二）井筒热力降粘技术 井筒热力降粘技术是利用高凝油、稠油的流动性对温度敏感这一特点，通过提高井筒流体的温度，使井筒流体粘度降低的工艺技术。目前常用的井筒热力降粘技术根据其加热介质可分为两大类：即热流体循环加热降粘技术和电加热降粘技术。5/20/20249 9采油工程采油工程采油工程（二）井筒热力降粘技术 井筒热力降粘技术是利用高凝油、稠 热流体循环加热降粘技术应用地面泵组，将高于井筒生产流体温度的油或水等热流体，以一定的流量通过井下特殊管柱注入井筒中建立循环通道以伴热井筒生产流体(开式循环时还有稀释降粘作用)，从而达到提高井筒生产流体的温度、降低粘度、改善其流动性目的的工艺技术。（1）热流体循环加热降粘技术5/20/20241010采油工程采油工程采油工程 热流体循环加热降粘技术应用地面泵组，将高于井筒生产流 开式热流体开式热流体反循反循环环工艺工艺是油井产出的是油井产出的流体或地面其他来源流体或地面其他来源的流体经过加热后，的流体经过加热后，以一定的流量通过以一定的流量通过油油套环形空间套环形空间注入井筒注入井筒中，加热井筒生产流中，加热井筒生产流体及油管、套管和地体及油管、套管和地层，然后在泵下或泵层，然后在泵下或泵上的某一深度上进入上的某一深度上进入油管油管并与生产流体并与生产流体混混合合后一起采到地面。后一起采到地面。1)1)开式热流体循环工艺开式热流体循环工艺热流体与原油混合5/20/20241111采油工程采油工程采油工程 开式热流体反循环工艺是油井产出的流体或地面其他来源的开式热流体开式热流体正正循环循环工艺是指工艺是指热流体由热流体由油管油管注入井筒中，注入井筒中，在井筒中的某在井筒中的某一深度处进入一深度处进入油套环形空间油套环形空间与生产流体混与生产流体混合后一起采到合后一起采到地面。地面。5/20/20241212采油工程采油工程采油工程开式热流体正循环工艺是指热流体由油管注入井筒中，在井筒中的某2)2)闭式热流体循环工艺闭式热流体循环工艺闭式热流体循环工艺的热流体与从油层采出的闭式热流体循环工艺的热流体与从油层采出的流体流体不相混合不相混合，而且循环流体也不会对油层产而且循环流体也不会对油层产生干扰。生干扰。5/20/20241313采油工程采油工程采油工程2)闭式热流体循环工艺闭式热流体循环工艺的热流体与从油层采出5/20/20241414采油工程采油工程采油工程8/3/202314采油工程 空心抽油杆开式空心抽油杆开式热流体循环工艺装置热流体循环工艺装置及流程如图及流程如图832832所示。所示。地面热流体经地面立地面热流体经地面立管、胶管、悬接器进管、胶管、悬接器进入空心抽油杆，在其入空心抽油杆，在其杆底部经掺水单流阀杆底部经掺水单流阀进入油管和空心抽油进入油管和空心抽油杆环形空间与泵抽出杆环形空间与泵抽出的流体混合在一起返的流体混合在一起返到井口。到井口。3)3)空心抽油杆开式热流体循环工艺空心抽油杆开式热流体循环工艺5/20/20241515采油工程采油工程采油工程 空心抽油杆开式热流体循环工艺装置及流程如图832所4)4)空心抽油杆闭式热流体循环工艺空心抽油杆闭式热流体循环工艺 空心抽油杆闭式空心抽油杆闭式热流体循环工艺的井热流体循环工艺的井下管柱结构如图下管柱结构如图8833(b)33(b)所示。油层流体所示。油层流体进入油管后，经特定进入油管后，经特定的换向设备进入空心的换向设备进入空心抽油杆流向地面，而抽油杆流向地面，而热流体由杆与油管的热流体由杆与油管的环形空间进入井筒，环形空间进入井筒，然后由油套环形空间然后由油套环形空间返回地面。返回地面。5/20/20241616采油工程采油工程采油工程4)空心抽油杆闭式热流体循环工艺 空心抽油杆闭式热流体 在电加热降粘技术的工艺设计中关键是确定加热深度和加热功率两个主要的参数。加热深度根据井筒中生产流体的温度、粘度分布及流动特性等为基础确定。加热功率的大小取决于所需的温度增值，要通过设计使得井筒内的生产流体具有低粘度和较好的流动性，同时考虑到节省材料和节约能源。因此要根据油井的具体情况确定合理的加热深度和经济的加热功率。（2）电加热降粘技术5/20/20241717采油工程采油工程采油工程 在电加热降粘技术的工艺设计中关键是确定加热深度和加热 其工作原理是：其工作原理是：三相交流电经过控制三相交流电经过控制柜的调节，变成单相柜的调节，变成单相交流电，与抽油杆内交流电，与抽油杆内部的电缆相连，通过部的电缆相连，通过空心抽油杆底部的终空心抽油杆底部的终端器构成回路，在电端器构成回路，在电缆线和杆体上形成集缆线和杆体上形成集肤效应肤效应(空心抽油杆外空心抽油杆外径电压为零径电压为零)使空心抽使空心抽油杆发热，通过传热油杆发热，通过传热提高井筒生产流体的提高井筒生产流体的温度，降低粘度，改温度，降低粘度，改善其流动性。善其流动性。1)1)电热空心抽油杆采油工艺电热空心抽油杆采油工艺5/20/20241818采油工程采油工程采油工程 其工作原理是：三相交流电经过控制柜的调节，变成单相交 2)2)伴热电缆采油工艺伴热电缆采油工艺 井下自控温电缆的内部有两根相距约井下自控温电缆的内部有两根相距约为为10mm10mm的平行导线，两导线间有一半导电的平行导线，两导线间有一半导电的塑料层，为发热元件。电流由一根导线的塑料层，为发热元件。电流由一根导线流经半导电塑料至另一根导线，半导电塑流经半导电塑料至另一根导线，半导电塑料因而发热。由于该半导电塑料有热胀冷料因而发热。由于该半导电塑料有热胀冷缩的特性，从而改变其电阻，造成随温度缩的特性，从而改变其电阻，造成随温度不同半导电塑料通过电流大小就会发生变不同半导电塑料通过电流大小就会发生变化化，导致自动控制发热量导致自动控制发热量。5/20/20241919采油工程采油工程采油工程 2)伴热电缆采油工艺 井下自控温电缆的内部有两伴热电缆井筒结构示意图1.产液9.伴热电缆5.油层4.套管3.油管2.动液面5/20/20242020采油工程采油工程采油工程伴热电缆井筒结构示意图1.产液9.伴热电缆5.油层4.套管小小 结结n n掌握稠油、高凝油的特点掌握稠油、高凝油的特点n n掌握常用的井筒降粘技术掌握常用的井筒降粘技术n n掌握并理解井筒化学降粘技术的作用机理掌握并理解井筒化学降粘技术的作用机理n n掌握井筒热力降粘技术的分类掌握井筒热力降粘技术的分类n n掌握热流体循环加热降粘技术的四种形式掌握热流体循环加热降粘技术的四种形式n n掌握电加热降粘技术的作用机理掌握电加热降粘技术的作用机理5/20/20242121采油工程采油工程采油工程小 结掌握稠油、高凝油的特点8/3/202321采油工程5/20/20242222采油工程采油工程采油工程谢谢大家！8/3/202322采油工程