稠油井筒降粘技术综述

摘要

稠油是天然石油的重要组成部分，它不仅是动力燃料，而且是化工行业、建筑行业的重要原料。世界稠油和沥青资源极为丰富，地质储量约为61800亿桶。

稠油的流动性差，粘度大，开采的关键问题是降粘、改善其流动性。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。该技术主要应用于原油粘度不很高或油层温度较高，所开采的原油能够流入井底，只需保持井筒流体有较低的粘度和较好的流动性，采用常规开采方式就能进行开采的稠油油藏。

常见的井筒降粘方法有：应用抽稠泵、井筒热力降粘技术、稀释降粘技术化学降粘技术等。每种技术都有自己的优缺点，并在不同时期在各个油田得到广泛应用。

关键词：稠油，储量，粘度，流动性，降粘技术

目录

第1章前言 (1)

第2章稠油开采设备及应用 (2)

2.1抽稠泵原理 (2)

2.2抽稠泵的应用 (2)

第3章井筒热力降粘技术及应用 (4)

3.1电加热降粘技术 (4)

3.1.1 电加热降粘技术原理 (4)

3.1.2 电加热降粘技术应用 (5)

3.2热流体循环加热降粘技术 (6)

3.2.1 热流体循环加热降粘技术原理 (6)

3.2.2 热流体循环加热降粘技术应用 (9)

第4章井筒稀释降粘技术及应用 (11)

4.1井筒稀释降粘技术原理 (11)

4.2井筒稀释降粘技术应用 (13)

第5章化学降粘法及应用 (14)

5.1化学降粘法原理 (14)

5.2化学降粘法应用 (14)

第6章其他井筒降粘方法 (16)

第7章结论 (17)

参考文献 (18)

致谢 (20)

第1章前言

稠油是天然石油的重要组成部分，它不仅是动力燃料，而且是化工行业、建筑行业的重要原料。UNITAR关于稠油的定义及分类标准是：重油和油砂是天然存在于孔隙介质中的石油或类似石油的液体或半固体，可以用粘度和密度来表示其特性。重油是指在原始油藏温度下脱气原油粘度为100-1000mPa·s，或在15.6℃(600°F)及大气压下密度为0.9340-1.0000g/cm3(20°API-10°API)的原油；在原始油藏温度下脱气原油粘度大于10000mPa·s或在15.6℃(60°F)及大气压下密度大于1.0000g/cm3(小于10°API)的原油为沥青或油砂。

世界稠油和沥青资源极为丰富，但对全世界稠油资源做出估算与评价非常困难，因为各地区的资源分类标准存在很大差异，据各方面研究机构的统计，世界稠油和沥青的地质储量约为61800亿桶，其中加拿大位居首位，约为30000亿桶，占世界总量的48%，其次为委内瑞拉，12000亿桶，占总量的19%，第三是前苏联，10000亿桶，占总量的16%，此后依次是伊拉克、科威特、美国、中国等。中国的稠油资源主要集中在渤海湾地区，但资源探明率仅为10%，仍有很大的勘探潜力。

稠油的流动性差，粘度大，开采的关键问题是降粘、改善其流动性。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。该技术主要应用于原油粘度不很高或油层温度较高，所开采的原油能够流入井底，只需保持井筒流体有较低的粘度和较好的流动性，采用常规开采方式就能进行开采的稠油油藏。

常见的井筒降粘技术有：机械降粘技术、井筒热力降粘技术、稀释降粘技术化学降粘技术等[1]。

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第2章稠油开采设备及应用

2.1 抽稠泵原理

在机械采油方面，有常规管式泵(Φ44、Φ56、Φ57、Φ70mm)，Φ44/70mm浸入式抽稠泵、阀式泵、螺杆泵、水力喷射泵、水力活塞泵等，加大机械力度，改善稠油流动性，将稠油采出地面。

抽稠泵主要由上泵筒、上柱塞、下泵筒、下柱塞、中心管、进出油阀、抽油杆接头及泵筒接头等组成。上、下柱塞由中心管连接，上、下泵筒由泵筒接头连接，进出油阀均装在柱塞中。如图2-1所示。

图2-1 抽稠泵结构

抽稠泵依靠抽油杆带动上、下柱塞运动，引起环形空间容积变化而分别形成低、高压腔，使进油阀能迅速打开或关闭，下行程时，进油阀关闭，承受整个油管内油柱的压力，帮助抽油杆下行，环形腔容积减小，形成高压腔，高压环形腔中的原油顶开出油阀，进入油管。下行程时，油管液柱重力座在进油阀上，形成液压反馈力，帮助抽油杆下行，缓解了抽油杆在稠油井中下行困难的问题，因而在一定程度上克服了阀球滞后关闭的现象，一定程度上提高了泵效[2-3]。

2.2 抽稠泵的应用

新疆塔河油田由于该地区井深、原油粘度高、密度大，普通的杆式泵和管式泵在开采高粘原油时经常出现油流阻力大、光杆下行困难、泵效低等问题，为此经过多次现场试验和筛选，最后认为液力反馈式抽稠泵比较适合塔河油田高粘重质原油的开采。液力反馈式抽稠泵最大下泵深度在2500m以内，开采粘度在4000mPa·s以内。如果开采过高粘

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度的流体，必须借助于电加热或降粘等措施[4]。

串联式抽稠泵运用浸入式进油原理，并同液力反馈原理结合起来，解决了稠油井生产光杆下行阻力大的难题。适用于粘度2000-4000mPa·s的常规稠油井、蒸汽吞吐井抽油生产，含砂小于0.1%，含气少的稠油井。在胜利纯梁油区高12、高424区块应用累计22井次，增加产能7682吨[5]。

胜利油田还曾采用环阀式抽稠泵，环阀式抽稠泵是针对常规管式泵因油稠、凡尔沾滞延时复位，造成泵效低的问题而设计的抽油泵。可以在斜度小于45°的井中应用。该泵配合电热杆、注蒸汽，可适合原油粘度2500-100000mPa·s的稠油井[6]。

胜利草桥油田采用长筒阀式抽稠泵抽稠油。阀式抽稠泵强行开启、关闭游动凡尔，克服了延时复位和气锁现象；由于稠油流动慢，短冲程高冲次时不能及时供液而常常造成干抽现象，采用长筒泵长冲程低冲次则可使稠油充分流入泵筒内。因而长筒阀式抽稠泵抽稠油的泵效远远优于普通泵[7]。

我国在螺杆泵的研制方面起步较晚，1989年石油大学万邦烈教授在胜利油田现河采油厂进行了潜油电动螺杆泵采油技术试验；辽河油田在金马区块进行了电动潜油螺杆泵的现场试验；重庆虎溪电机厂也开始对电潜螺杆泵机组进行开发，并在中原油田进行下井试验，20世纪90年代中期开始在国内油田小规模应用。截至目前，地面驱动的螺杆泵已有批量应用，应用及配套技术也相对成熟，生产企业有北京石油机械厂、唐山玉联实业有限公司、上海东方泵业有限公司、潍坊生建集团公司、胜利高原有限公司、天津立林机械有限责任公司等。大量文献资料表明，国内对电动潜油螺杆泵技术的研究起步较晚，但潜力巨大。

2011年，鲁克沁油田玉东202-4井转螺杆泵投入运行后，日产液29.2m3/d，日产油7.1t/d，含水74%，增油5t/d，免修期大于330天，累计增油1200余吨。与抽油机采油相比，转螺杆泵生产，日稳定增液7.1m3/d以上，电机电流下降67%，达到了提液增产降耗的目的；同时，由于螺杆泵抽汲力相对平稳，对地层激动小，井口取样未见砂粒，对鲁克沁油田地层出砂起到了较好的抑制作用[8]。

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