濱南油區(qū)礦物絕緣加熱降粘工藝技術(shù)研究與應(yīng)用

1、    濱南油區(qū)礦物絕緣加熱降粘工藝技術(shù)研究與應(yīng)用    高強(qiáng)摘 要：通過對(duì)濱南油區(qū)稠油井井況和原油物性研究，針對(duì)常規(guī)電纜加熱工藝存在的熱轉(zhuǎn)換率低及電纜易老化的問題，通過應(yīng)用礦物絕緣內(nèi)置加熱器降粘技術(shù)，形成一項(xiàng)高效的電加熱降粘工藝，為濱南油區(qū)稠油降粘開采開辟新的技術(shù)路徑。關(guān)鍵詞：稠油油藏；礦物絕緣；電加熱；降粘1 引言濱南油區(qū)稠油井開采以熱力開采為主，以蒸汽熱采和電熱降粘開采為主技術(shù)手段。蒸汽熱采作為傳統(tǒng)和成熟的熱采工藝運(yùn)用較為廣泛。但由于地層非均質(zhì)、蒸汽超覆、油水流動(dòng)比差異大，造成蒸汽在高滲透地帶無效串流，嚴(yán)重影響了蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)的開發(fā)效果。電熱開采

2、作為代替?zhèn)鹘y(tǒng)熱采工藝的新技術(shù)手段正被逐步推廣和使用。勝利油田所采用電熱開采主要為電熱桿加熱，通過電熱桿在井筒里將電能轉(zhuǎn)化為熱能，通過重新建立井筒熱力場(chǎng)，使井筒舉升過程中的稠油被加熱、升溫、降粘，達(dá)到順利舉升的目的，是開采稠油、高凝油、高含蠟油藏行之有效的方法。該方法見效快，易于操作，不傷害地層?？招臈U電加熱能有效地保障井筒內(nèi)流體的溫度，進(jìn)而降低稠油舉升過程中的粘度，使原油順利舉升到井口。但由于受電熱桿構(gòu)成材料和發(fā)熱原理的限制，其內(nèi)部導(dǎo)線采用硅橡膠或氟塑料作為絕緣，長(zhǎng)期運(yùn)行溫度一般不超過150，為確保其正常運(yùn)行，使用溫度通常在80100之間。隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，其硅橡膠或氟塑料絕緣層會(huì)逐漸老化直

3、至失效。因此，電功率和發(fā)熱溫度受到較大限制，無法實(shí)現(xiàn)更高的運(yùn)行溫度來進(jìn)一步降低稀油摻入量，而稀油的使用需配套摻稀管網(wǎng)或車輛運(yùn)輸，投入較大，且稀油資源有限，對(duì)稠油開采成本的進(jìn)一步降低形成了瓶頸。因此，開展稠油井礦物絕緣電纜空心桿電加熱技術(shù)的研究，研發(fā)機(jī)械強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕特性的專用電纜，對(duì)于實(shí)現(xiàn)稠油井的有效舉升，提高稠油油藏油井的開發(fā)效果，具有重要意義。2 礦物絕緣加熱電纜加熱原理加熱電纜通過作業(yè)設(shè)備下入油管或空心抽油桿內(nèi)，首端高頻電源進(jìn)入，導(dǎo)體電阻受電發(fā)熱，所產(chǎn)生的熱量在井筒內(nèi)與油液均勻、充分換熱，一方面補(bǔ)償稠油舉升過程中向巖層散熱的熱量損耗，另一方面加熱原油使其達(dá)到合適的出油溫度，從而降

4、低稠油粘度，減少摻稀比，提升產(chǎn)油量，降低生產(chǎn)成本。三芯一體化礦物絕緣加熱器，在單芯電纜的基礎(chǔ)上，將三根發(fā)熱線芯集成在同一個(gè)不銹鋼護(hù)套內(nèi)，在電纜內(nèi)部實(shí)現(xiàn)尾端星型連接，單根超長(zhǎng)900m無外觀接點(diǎn)、整體等徑方便常用下井設(shè)備施工作業(yè)。3 三芯一體礦物絕緣內(nèi)置加熱器的入井施工工藝3.1入井安裝方案設(shè)計(jì)在外觀上，一體化電纜類似于連續(xù)油管，且具有很高的機(jī)械強(qiáng)度，因此其下井可借助連續(xù)油管工藝。采用分體式連續(xù)管注入頭，將一體化電纜置入空油管內(nèi)，接通電電源將產(chǎn)生的熱量直接傳遞給油管內(nèi)介質(zhì)。作業(yè)時(shí)，先將一體化電纜整盤運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)，做好電纜放線支架并安放好電纜盤。用吊車將注入頭吊起懸空與采油樹正上方后，將電纜引出注入頭，

5、然后采用開機(jī)將新型加熱電纜下井。下井到位后參照連續(xù)油管的井口密封及懸掛方式，進(jìn)行密封懸掛，同時(shí)配套通用防噴器和彈簧球應(yīng)急防噴器。新型礦物絕緣加熱電纜通過專用接線盒與電力電纜對(duì)接。3.2井下工藝配套設(shè)計(jì)新型礦物絕緣內(nèi)置加熱器為整體預(yù)制，發(fā)熱段和冷段為一體等徑，使用連續(xù)管注入頭進(jìn)行下井作業(yè)。為防止一體化電纜下井作業(yè)過程中在井筒油管接箍或空心抽油桿接箍部位卡阻，其尾端頭部制作成一段外徑與一體化電纜一致的錐形實(shí)心結(jié)構(gòu)，在下井作業(yè)過程中起到很好的導(dǎo)向作用，同時(shí)提高了尾端的抗磨、抗壓、抗撞擊強(qiáng)度，可以承受井下高溫高壓的特殊環(huán)境，無需配套其它井下組件。3.3地面工藝配套井口組件包括電纜專用接線盒和電纜安全密

6、封組件。根據(jù)三芯一體化頭部封杯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)研究了一種專用于三芯一體化電纜與電力電纜對(duì)接的接線盒。接線盒用于一體化電纜冷段引出線芯與電力電纜線芯對(duì)接，并起密封、絕緣的作用。其結(jié)構(gòu)根據(jù)新型礦物絕緣內(nèi)置加熱器的特點(diǎn)專門設(shè)計(jì)，具有安裝方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。外部電源采用0.6/1kv硅橡膠絕緣及護(hù)套電力電纜穿管埋地敷設(shè)經(jīng)接線盒接入，接線盒入口設(shè)置防爆密封填料函。4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與效果在單家寺油田單56擴(kuò)區(qū)塊共現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施2井次，該區(qū)塊50時(shí)地面脫氣原油密度一般0.9820.996g/cm3，地面脫氣原油粘度一般變化范圍在5.010×104mpa·s之間，屬于特稠油油藏。通

7、過該工藝的實(shí)施，有效的延長(zhǎng)了特稠油井生產(chǎn)周期，日油、累油均得到了增加，取得了較好的效果，主要表現(xiàn)在：（1）增液增油明顯：油井生產(chǎn)周期延長(zhǎng)35天，單井增油165t；（2）節(jié)能降耗顯著：油井能耗降低明顯，電熱效率提高16.5%，單井日節(jié)電199kwh。5 結(jié)論及認(rèn)識(shí)（1）通過對(duì)單芯礦物絕緣加熱電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選型及生產(chǎn)工藝方面進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，完成了新型三芯一體礦物絕緣電纜開發(fā)研制。（2）新型礦物絕緣內(nèi)置加熱器系統(tǒng)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)均達(dá)到項(xiàng)目指標(biāo)要求。電加熱熱轉(zhuǎn)換率提高了16.5%，高于15%的目標(biāo)值。（3）通過本先導(dǎo)試驗(yàn)，驗(yàn)證了新型礦物絕緣內(nèi)置加熱器生產(chǎn)、入井和配套工藝的可行性，以及新型礦絕緣內(nèi)置加熱器降粘工藝的井筒適應(yīng)性，形成了一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)高效的電加熱降粘技術(shù)。參考文獻(xiàn)：1 程仲富. 塔河油田超深超稠油礦物絕緣電纜加熱技術(shù)研究j . 長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)，2017， 21（14）：32-352 李震、張昊、朱海峰等. 礦物絕緣電伴熱在海洋石油工程中的應(yīng)用設(shè)計(jì)j.海洋工程裝備與技術(shù)，2017， 3（4）：145-149科學(xué)與財(cái)富2018年31期科學(xué)與財(cái)富的其它文