陈海云 夏熙彬

【摘要】本文从机、杆、泵设计、油管的选择、抽油杆的选择及设计、参数设计等四个方面研究了稠油深抽技术，并研究了化学降粘、点加热降粘和掺稀降粘几种井筒降粘技术。

【关键词】稠油；深抽；井筒降粘；工艺技术

前言

稠油储量大，开采价值大，但开采粘度较高，稠油的深抽和降粘一直是制约稠油开采的重要因素。基于以上，本文简要研究了稠油深抽与井筒降粘工艺技术，旨在为稠油开采提供参考。

1、稠油深抽工艺技术研究

1.1稠油机、杆、泵设计、稠油的胶质含量较高，沥青质含量较多，粘度高，密度大，因此在开采的过程中比较困难。根据稠油抽油的特点，深抽过程中机、杆、泵设计应当保证抽油机的功率较大，抽油管较粗，冲程要长，冲次要慢，只有这样才能够提升深抽效率，有效避免设备出现故障。

1.2油管的选择、稠油粘度和密度较大，抽油杆在下行的过程中阻力较大，而稠油上升过程中与油管之间的摩阻力也较大，为了降低抽油的过程中稠油与油管和抽油杆之间的摩阻力，应当尽量选择管径较大的抽油管。此外，还应当合理的选择油管的壁厚和刚度等级，不同性质的稠油开采过程中的泵挂油层不同，这就对油管的刚度等级和壁厚形成了不同的要求，油管壁越厚，刚度越强，则能够满足泵挂油层越大，但为了考虑投产后油管的互换的方便以及防砂工艺的实现，应当根据具体的情况进行合理的选择[1]。

1.3抽油杆的选择及设计、就目前来看，我国国内稠油开采主要采用修正古德曼图法来确定抽油杆强度的方法以及抽油杆柱的设计。修正古德曼图有横纵坐标，其中横坐标表示抽油杆承受的最小应力，纵坐标表示抽油杆承受的最大应力，在修正古德曼图中会显示出抽油杆的疲劳安全区，只有抽油杆应力的坐标点在此区域内，才能够保证其不会出现疲劳破坏。抽油杆柱的应力不仅与杆柱的材料相关，与稠油的腐蚀性也有关。对于稠油深抽来说，如果油井的深度超过1000m，则需要抽油杆能够保证足够的下入深度，为了降低悬点荷载，且保证悬点荷载能够在抽油杆上均匀分布，抽油杆柱的设计方式一般为上端粗，下端细，通过粗细级次不同的杆柱组合，来实现杆柱较深的下入深度。具体到某一个稠油油井，则应当根据此油井的加深泵挂要求以及降粘工艺等要求选择一定的抽油杆强度，以每一级次抽油杆柱等不应力均匀相同为设计原则，以稠油举升设计软件的计算为基础进行合理化设计。

1.4生产参数设计、稠油深抽有着冲次慢、冲程长的特点，在不同的冲次下抽油杆柱会有着不同的摩阻力，冲刺越快，则抽油杆摩阻力越大、灌载越大，液柱的摩阻力也越大，这也是进行长冲程、慢冲次深抽制度的原因所在[2]。在参数设计的过程中，不仅要考虑到长冲程、慢冲次的要求，同时要综合考虑油井中稠油的负荷，一般来说，稠油油井的负荷大，因此应当根据具体的负荷值合理的设计参数，例如冲程参数、冲刺参数、抽油泵泵径参数等等。

2、稠油井筒降黏工艺技术研究

2.1化学降粘工艺技术。稠油化学降粘工艺技术指的是向井筒中加入一定的化学药剂，通过药剂的化学作用实现稠油粘度的降低。一般采用水溶性表面活性剂作为化学药剂，其能够将稠油原油中的油珠分散到活性水中，从而形成水包油形态，此外，水溶性表面活性剂能够在抽油管壁以及抽油杆上形成水化膜，水化膜能够降低稠油粘度，避免稠油直接与管壁和油杆接触，有效降低了抽油杆和抽油管壁的摩阻力，从而实现稠油深抽。稠油化学降粘工艺技术的成本较低，同时能够简化地面的集输工作，因此化学降粘工艺技术已经成为当前稠油深抽研究的主要对象。化学降粘工艺技术的关键在于降粘率，而降粘率则与稠油原油以及地层水息息相关，就目前来看，国内主要的化学降粘剂虽然品种较多，但都有着一定的局限性，这就需要根据不同地区稠油性质和地层水性质来合理的选择化学降粘剂。

2.2电加热降粘工艺技术。电加热降粘工艺技术是当前稠油深抽广泛应用的一种降粘技术，其主要分为电缆加热、电热杆加热和电热油管加热三种形式。通过电加热能够电能转化为热能，从而提升稠油原油的温度，实现稠油粘度的降低，促进稠油原油的流动，从而实现稠油深抽。高粘度稠油对温度敏感，温度每上升10℃，则稠油原油的粘度下降50%，而温度逐渐降低，则高粘度稠油粘度逐渐升上，最后停止流動甚至凝固。在电加热降粘工艺技术的应用过程中，要根据油层的深度及稠油的特点来合理的确定稠油的加热功率及加热深度，同时尽量选择含水量较低的稠油油井。下面对电热杆降粘工艺技术、电缆加热降粘工艺技术及电热油管加热降粘工艺技术进行具体分析：2.2.1电热杆降粘工艺技术分析。电热杆降粘工艺技术的应用过程中，除了需要常规的稠油深抽设备外，还需要配置电控柜、电热杆及电三通，在深抽的过程中通入交流电，加热电热杆，从而提升稠油温度，降低稠油粘度。电热杆外部是空心杆，空心杆内部是电缆芯，为了使电缆芯工作时的温度保持平衡，在空心杆和电缆芯之间充填淀子油，保证散热均匀，避免局部温度过高造成设备损坏。电热杆降粘工艺技术的效率较高，成本较低，且不会对地层造成损坏，保证了稠油开采的持续性。我国胜利油田、辽河油田等都试验了电热杆降粘工艺技术，降粘效果较好，但其故障率较高。2.2.2电缆加热降粘工艺技术。电缆加热降粘工艺技术的具体应用流程为，将三芯加热电缆在油管外部固定，接上三相电源，深入稠油油井，通入交流电，电缆加热的热量通过油管传递给井筒内部的稠油原油，从而实现稠油原油的加热、降粘。电缆加热降粘工艺技术的功率范围一般为40-60W/m，在705℃的温度范围内可以实现有效控制。辽河田曙三区的稠油粘度较高，在使用电缆加热降粘技术后，降粘效果良好。电缆加热降粘技术的下入深度较大，但相较于电热杆降粘工艺技术而言，由于利用油管传递热量，不对稠油原油直接加热，因此工作效率相对较低，且可能会对油管造成损害。2.2.3电热油管加热降粘工艺技术。电热油管加热降粘工艺技术中，控制柜将电源变压器输出的电能进行调整，传送到油管，实现油管加热，之后经油管下部套管，形成回路，油管作为热源对稠油进行加热[3]。这种降粘工艺技术能够直接对井筒内的稠油原油加热，效率较高，地面设施埋于地下，相对安全，且油管抗拉强度较大，因此适用于稠油的深抽，但电热油管加热的投资较大，成本较高。

2.3掺稀降粘工艺技术、掺稀降粘工艺技术指的是通过油管或油套环空向稠油井底注入稀油的一种降粘技术，通过稀油与稠油原油的混合实现稠油粘度的降低，同时其能够增加井底的压差，为稠油深抽提供了条件。掺稀降粘工艺技术降粘效果较好，且能够提升稠油开采的产量，但此种技术要求较高，稀油掺入之前要进行脱水，而掺入后势必会与水混合，还要进行脱水，消耗能源，此外，在抽油量提升的过程中会对抽油设施产生一定损害，且稀油与稠油价格有差异，这种掺入会造成经济损失，并不适合大规模使用。

结论

综上所述，本文简要研究了稠油深抽技术以及稠油井筒降粘技术，分析了几种降粘技术优缺点，旨在为稠油的开采和开发提供参考。

参考文献

[1]黄诚.塔河油田稠油井筒降粘工艺技术研究[D].西南石油大学，2014.

[2]辛福义.井筒稠油降粘技术应用现状[J].内蒙古石油化工，2010，18：100-104+150.

[3]孙洪国.稠油深抽与井筒降粘工艺技术研究[D].中国石油大学，2009.