稠油及高凝油開采技術(shù)課件

第四節(jié)稠油及高凝油開采技術(shù)12/16/20221采油工程第四節(jié)稠油及高凝油開采技術(shù)12/12/20221采油工程一、稠油及高凝油的開采特征二、井筒降粘開采技術(shù)12/16/20222采油工程一、稠油及高凝油的開采特征12/12/20222采油工程(二)高凝油的基本特點表8-3中國稠油分類標準一、稠油及高凝油開采特征(一)稠油的基本特點(2)稠油的粘度對溫度敏感某油井原油粘溫曲線(1)粘度高、密度大、流動性差(3)稠油中輕質(zhì)組分含量低，而膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高高凝油是指蠟含量高、凝固點高的原油。凝固點：在一定條件下原油失去流動性時的最高溫度。12/16/20223采油工程(二)高凝油的基本特點表8-3中國稠油分類標準一、稠油及高二、井筒降粘技術(shù)井筒降粘技術(shù)是指通過熱力、化學、稀釋等措施使得井筒中的流體保持低粘度，從而達到改善井筒流體的流動條件，緩解抽油設備的不適應性，提高稠油及高凝油的開發(fā)效果等目的的采油工藝技術(shù)。目前常用的井筒降粘技術(shù)：化學降粘技術(shù)熱力降粘技術(shù)12/16/20224采油工程二、井筒降粘技術(shù)井筒降粘技術(shù)是指通過熱力、化學、稀釋等（一）井筒化學降粘技術(shù)化學降粘：通過向井筒流體中摻入化學藥劑，從而使流體粘度降低的開采稠油及高凝油的技術(shù)。作用機理：在井筒流體中加入一定量的水溶性表面活性劑溶液，使原油以微小油珠分散在活性水中形成水包油乳狀液或水包油型粗分散體系，同時活性劑溶液在油管壁和抽油桿柱表面形成一層活性水膜，起到乳化降粘和潤濕降阻的作用。12/16/20225采油工程（一）井筒化學降粘技術(shù)化學降粘：通過向井筒流體中摻入化學藥劑乳化劑選用一般按其親油親水平衡值(HLB)來確定通常形成水包油型乳狀液的HLB值為8～18。選擇標準有三條：(1)乳化劑比較容易與原油形成水包油型乳狀液，具有好的流動性和的穩(wěn)定性；(2)乳化劑用量少，經(jīng)濟合理；(3)油水采出后重力分離快，易于破乳脫水。1.乳化劑的選擇12/16/20226采油工程乳化劑選用一般按其親油親水平衡值(HLB)來確定通常形成2、化學降粘工藝技術(shù)（1）加藥劑地點不同單井乳化降粘計量站多井乳化降粘大面積集中管理乳化降粘在井口加藥劑在計量站加藥劑在接轉(zhuǎn)站加藥劑（2）化學藥劑與原油混合點不同地面乳化降粘井筒中乳化降粘泵上乳化降粘泵下乳化降粘12/16/20227采油工程2、化學降粘工藝技術(shù)（1）加藥劑地點不同單井乳化降粘計量站多12/16/20228采油工程12/12/20228采油工程（二）井筒熱力降粘技術(shù)井筒熱力降粘技術(shù)是利用高凝油、稠油的流動性對溫度敏感這一特點，通過提高井筒流體的溫度，使井筒流體粘度降低的工藝技術(shù)。目前常用的井筒熱力降粘技術(shù)根據(jù)其加熱介質(zhì)可分為兩大類：即熱流體循環(huán)加熱降粘技術(shù)和電加熱降粘技術(shù)。12/16/20229采油工程（二）井筒熱力降粘技術(shù)井筒熱力降粘技術(shù)是利用高凝油、稠熱流體循環(huán)加熱降粘技術(shù)應用地面泵組，將高于井筒生產(chǎn)流體溫度的油或水等熱流體，以一定的流量通過井下特殊管柱注入井筒中建立循環(huán)通道以伴熱井筒生產(chǎn)流體(開式循環(huán)時還有稀釋降粘作用)，從而達到提高井筒生產(chǎn)流體的溫度、降低粘度、改善其流動性目的的工藝技術(shù)。（1）熱流體循環(huán)加熱降粘技術(shù)12/16/202210采油工程熱流體循環(huán)加熱降粘技術(shù)應用地面泵組，將高于井筒生產(chǎn)流開式熱流體反循環(huán)工藝是油井產(chǎn)出的流體或地面其他來源的流體經(jīng)過加熱后，以一定的流量通過油套環(huán)形空間注入井筒中，加熱井筒生產(chǎn)流體及油管、套管和地層，然后在泵下或泵上的某一深度上進入油管并與生產(chǎn)流體混合后一起采到地面。1)開式熱流體循環(huán)工藝熱流體與原油混合12/16/202211采油工程開式熱流體反循環(huán)工藝是油井產(chǎn)出的流體或地面其他來源的開式熱流體正循環(huán)工藝是指熱流體由油管注入井筒中，在井筒中的某一深度處進入油套環(huán)形空間與生產(chǎn)流體混合后一起采到地面。12/16/202212采油工程開式熱流體正循環(huán)工藝是指熱流體由油管注入井筒中，在井筒中的某2)閉式熱流體循環(huán)工藝閉式熱流體循環(huán)工藝的熱流體與從油層采出的流體不相混合，而且循環(huán)流體也不會對油層產(chǎn)生干擾。12/16/202213采油工程2)閉式熱流體循環(huán)工藝閉式熱流體循環(huán)工藝的熱流體與從油層采出12/16/202214采油工程12/12/202214采油工程空心抽油桿開式熱流體循環(huán)工藝裝置及流程如圖8—32所示。地面熱流體經(jīng)地面立管、膠管、懸接器進入空心抽油桿，在其桿底部經(jīng)摻水單流閥進入油管和空心抽油桿環(huán)形空間與泵抽出的流體混合在一起返到井口。3)空心抽油桿開式熱流體循環(huán)工藝12/16/202215采油工程空心抽油桿開式熱流體循環(huán)工藝裝置及流程如圖8—32所4)空心抽油桿閉式熱流體循環(huán)工藝空心抽油桿閉式熱流體循環(huán)工藝的井下管柱結(jié)構(gòu)如圖8—33(b)所示。油層流體進入油管后，經(jīng)特定的換向設備進入空心抽油桿流向地面，而熱流體由桿與油管的環(huán)形空間進入井筒，然后由油套環(huán)形空間返回地面。12/16/202216采油工程4)空心抽油桿閉式熱流體循環(huán)工藝空心抽油桿閉式熱流體在電加熱降粘技術(shù)的工藝設計中關(guān)鍵是確定加熱深度和加熱功率兩個主要的參數(shù)。加熱深度根據(jù)井筒中生產(chǎn)流體的溫度、粘度分布及流動特性等為基礎確定。加熱功率的大小取決于所需的溫度增值，要通過設計使得井筒內(nèi)的生產(chǎn)流體具有低粘度和較好的流動性，同時考慮到節(jié)省材料和節(jié)約能源。因此要根據(jù)油井的具體情況確定合理的加熱深度和經(jīng)濟的加熱功率。（2）電加熱降粘技術(shù)12/16/202217采油工程在電加熱降粘技術(shù)的工藝設計中關(guān)鍵是確定加熱深度和加熱其工作原理是：三相交流電經(jīng)過控制柜的調(diào)節(jié)，變成單相交流電，與抽油桿內(nèi)部的電纜相連，通過空心抽油桿底部的終端器構(gòu)成回路，在電纜線和桿體上形成集膚效應(空心抽油桿外徑電壓為零)使空心抽油桿發(fā)熱，通過傳熱提高井筒生產(chǎn)流體的溫度，降低粘度，改善其流動性。1)電熱空心抽油桿采油工藝12/16/202218采油工程其工作原理是：三相交流電經(jīng)過控制柜的調(diào)節(jié)，變成單相交

2)伴熱電纜采油工藝井下自控溫電纜的內(nèi)部有兩根相距約為10mm的平行導線，兩導線間有一半導電的塑料層，為發(fā)熱元件。電流由一根導線流經(jīng)半導電塑料至另一根導線，半導電塑料因而發(fā)熱。由于該半導電塑料有熱脹冷縮的特性，從而改變其電阻，造成隨溫度不同半導電塑料通過電流大小就會發(fā)生變化，導致自動控制發(fā)熱量。12/16/202219采油工程2)伴熱電纜采油工藝井下自控溫電纜的內(nèi)部有兩伴熱電纜井筒結(jié)構(gòu)示意圖1.產(chǎn)液9.伴熱電纜5.油層4.套管3.油管2.動液面12/16/202220采油工程伴熱電纜井筒結(jié)構(gòu)示意圖1.產(chǎn)液9.伴熱電纜5.油層4.套管小結(jié)掌握稠油、高凝油的特點掌握常用的井筒降粘技術(shù)掌握并理解井筒化學降粘技術(shù)的作用機理掌握井筒熱力降粘技術(shù)的分類掌握熱流體循環(huán)加熱降粘技術(shù)的四種形式掌握電加熱降粘技術(shù)的作用機理12/16/202221采油工程小結(jié)掌握稠油、高凝油的特點12/12/202221采油工謝謝大家！12/16/202222采油工程謝謝大家！12/12/202222采油工程第四節(jié)稠油及高凝油開采技術(shù)12/16/202223采油工程第四節(jié)稠油及高凝油開采技術(shù)12/12/20221采油工程一、稠油及高凝油的開采特征二、井筒降粘開采技術(shù)12/16/202224采油工程一、稠油及高凝油的開采特征12/12/20222采油工程(二)高凝油的基本特點表8-3中國稠油分類標準一、稠油及高凝油開采特征(一)稠油的基本特點(2)稠油的粘度對溫度敏感某油井原油粘溫曲線(1)粘度高、密度大、流動性差(3)稠油中輕質(zhì)組分含量低，而膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高高凝油是指蠟含量高、凝固點高的原油。凝固點：在一定條件下原油失去流動性時的最高溫度。12/16/202225采油工程(二)高凝油的基本特點表8-3中國稠油分類標準一、稠油及高二、井筒降粘技術(shù)井筒降粘技術(shù)是指通過熱力、化學、稀釋等措施使得井筒中的流體保持低粘度，從而達到改善井筒流體的流動條件，緩解抽油設備的不適應性，提高稠油及高凝油的開發(fā)效果等目的的采油工藝技術(shù)。目前常用的井筒降粘技術(shù)：化學降粘技術(shù)熱力降粘技術(shù)12/16/202226采油工程二、井筒降粘技術(shù)井筒降粘技術(shù)是指通過熱力、化學、稀釋等（一）井筒化學降粘技術(shù)化學降粘：通過向井筒流體中摻入化學藥劑，從而使流體粘度降低的開采稠油及高凝油的技術(shù)。作用機理：在井筒流體中加入一定量的水溶性表面活性劑溶液，使原油以微小油珠分散在活性水中形成水包油乳狀液或水包油型粗分散體系，同時活性劑溶液在油管壁和抽油桿柱表面形成一層活性水膜，起到乳化降粘和潤濕降阻的作用。12/16/202227采油工程（一）井筒化學降粘技術(shù)化學降粘：通過向井筒流體中摻入化學藥劑乳化劑選用一般按其親油親水平衡值(HLB)來確定通常形成水包油型乳狀液的HLB值為8～18。選擇標準有三條：(1)乳化劑比較容易與原油形成水包油型乳狀液，具有好的流動性和的穩(wěn)定性；(2)乳化劑用量少，經(jīng)濟合理；(3)油水采出后重力分離快，易于破乳脫水。1.乳化劑的選擇12/16/202228采油工程乳化劑選用一般按其親油親水平衡值(HLB)來確定通常形成2、化學降粘工藝技術(shù)（1）加藥劑地點不同單井乳化降粘計量站多井乳化降粘大面積集中管理乳化降粘在井口加藥劑在計量站加藥劑在接轉(zhuǎn)站加藥劑（2）化學藥劑與原油混合點不同地面乳化降粘井筒中乳化降粘泵上乳化降粘泵下乳化降粘12/16/202229采油工程2、化學降粘工藝技術(shù)（1）加藥劑地點不同單井乳化降粘計量站多12/16/202230采油工程12/12/20228采油工程（二）井筒熱力降粘技術(shù)井筒熱力降粘技術(shù)是利用高凝油、稠油的流動性對溫度敏感這一特點，通過提高井筒流體的溫度，使井筒流體粘度降低的工藝技術(shù)。目前常用的井筒熱力降粘技術(shù)根據(jù)其加熱介質(zhì)可分為兩大類：即熱流體循環(huán)加熱降粘技術(shù)和電加熱降粘技術(shù)。12/16/202231采油工程（二）井筒熱力降粘技術(shù)井筒熱力降粘技術(shù)是利用高凝油、稠熱流體循環(huán)加熱降粘技術(shù)應用地面泵組，將高于井筒生產(chǎn)流體溫度的油或水等熱流體，以一定的流量通過井下特殊管柱注入井筒中建立循環(huán)通道以伴熱井筒生產(chǎn)流體(開式循環(huán)時還有稀釋降粘作用)，從而達到提高井筒生產(chǎn)流體的溫度、降低粘度、改善其流動性目的的工藝技術(shù)。（1）熱流體循環(huán)加熱降粘技術(shù)12/16/202232采油工程熱流體循環(huán)加熱降粘技術(shù)應用地面泵組，將高于井筒生產(chǎn)流開式熱流體反循環(huán)工藝是油井產(chǎn)出的流體或地面其他來源的流體經(jīng)過加熱后，以一定的流量通過油套環(huán)形空間注入井筒中，加熱井筒生產(chǎn)流體及油管、套管和地層，然后在泵下或泵上的某一深度上進入油管并與生產(chǎn)流體混合后一起采到地面。1)開式熱流體循環(huán)工藝熱流體與原油混合12/16/202233采油工程開式熱流體反循環(huán)工藝是油井產(chǎn)出的流體或地面其他來源的開式熱流體正循環(huán)工藝是指熱流體由油管注入井筒中，在井筒中的某一深度處進入油套環(huán)形空間與生產(chǎn)流體混合后一起采到地面。12/16/202234采油工程開式熱流體正循環(huán)工藝是指熱流體由油管注入井筒中，在井筒中的某2)閉式熱流體循環(huán)工藝閉式熱流體循環(huán)工藝的熱流體與從油層采出的流體不相混合，而且循環(huán)流體也不會對油層產(chǎn)生干擾。12/16/202235采油工程2)閉式熱流體循環(huán)工藝閉式熱流體循環(huán)工藝的熱流體與從油層采出12/16/202236采油工程12/12/202214采油工程空心抽油桿開式熱流體循環(huán)工藝裝置及流程如圖8—32所示。地面熱流體經(jīng)地面立管、膠管、懸接器進入空心抽油桿，在其桿底部經(jīng)摻水單流閥進入油管和空心抽油桿環(huán)形空間與泵抽出的流體混合在一起返到井口。3)空心抽油桿開式熱流體循環(huán)工藝12/16/202237采油工程空心抽油桿開式熱流體循環(huán)工藝裝置及流程如圖8—32所4)空心抽油桿閉式熱流體循環(huán)工藝空心抽油桿閉式熱流體循環(huán)工藝的井下管柱結(jié)構(gòu)如圖8—33(b)所示。油層流體進入油管后，經(jīng)特定的換向設備進入空心抽油桿流向地面，而熱流體由桿與油管的環(huán)形空間進入井筒，然后由油套環(huán)形空間返回地面。12/16/202238采油工程4)空心抽油桿閉式熱流體循環(huán)工藝空心抽油桿閉式熱流體在電加熱降粘技術(shù)的工藝設計中關(guān)鍵是確定加熱深度和加熱功率兩個主要的參數(shù)。加熱深度根據(jù)井筒中生產(chǎn)流體的溫度、粘度分布及流動特性等為基礎確定。加熱功率的大小取決于所需的溫度增值，要通過設計使得井筒內(nèi)的生產(chǎn)流體具有低粘度和較好的流動性，同時考慮到節(jié)省材料和節(jié)約能源。因此要根據(jù)油井的具體情況確定合理的加熱深度和經(jīng)濟的加熱功率。（2）電加熱降粘技術(shù)12/16/202239采油工程在電加熱降粘技術(shù)的工藝設計中關(guān)鍵是確定加熱深度和加熱其工作原理是：三相交流電經(jīng)過控制柜的調(diào)節(jié)，變成單相交流電，與抽油桿內(nèi)部的電纜相連，