辽宁石油化工大学石油工程专业毕业设计论文

辽宁石油化工大学石油工程专业毕业设计论文内容摘要：

文 4 匀的吸附在已析出的蜡晶上或共大，加剧了稠油的凝固。 稠油的温度越低，其粘度越高，越不利于开采。 油井生产时油流从井底向井口的流动过程中，温度是逐渐降低的。 温度降低的主要有两个 :一个与地温梯度有关，即油流上升过程中由于地层温度是逐渐降低的，而油流通过油管和套管不 断把热量传给地层，使油流本身温度降低。 另一个因素与稠油中气体析出有关。 当气体从稠油中分离出来时，体积膨胀，流速增加，因而需要吸收一部分热量，使稠油本身温度降低。 温度对稠油变性的影响 温度是影响含水稠油流变特性的另一重要原因。 从试验研究可以看出，随着温度的降低，含水稠油的流变指数减小（逐渐偏离 1），剪切稀释性越明显；同时，含水率越高，流变指数随温度的变化幅度越大。 这是因为，温度越低，粒子的布朗运动越缓慢，越有利于杂乱卷曲分子沿剪切方向有序排列。 进一步将含水稠油表观粘度取自然对数后作粘温曲线，发现 在半对数坐标中含水稠油的粘温曲线基本上是直线，只不过剪切速率不同粘温曲线的斜率也不同，剪切速率越小斜率越大。 这就说明了含水稠油的表观粘度与温度呈对数关系，但又不是温度的单一函数，还与剪切速率有关。 温度特性 认识稠油的粘温关系对热采油田的开发和数值模拟非常重要。 李向良等对胜利油田单 6 东稠油与邻近油区特稠油、普通稠油的粘温特性曲线进行了研究，对其中8 口井稠油样品的粘温关系进行了回归分析，发现均能很好地符合阿仑尼乌斯（ Arrhenius）公式。 从试验得到的粘温曲线来看，当温度小于 70℃时含水 10%的各粘温曲线呈放射状，温度大于 70℃后各粘温曲线合并为同一曲线；含水 30%的粘温曲线也呈放射状，有汇于一点的趋势。 这说明在全粘温曲线上必存在一直线段，在直线段上表观粘度不随剪切速率的变化而变化。 造成这种现象的原因是，随着剪切的进行，呈杂乱卷曲状态长链分子细长纤维沿剪切方向有序排列起来，表观粘度下降。 当剪切速率足够大时，这些杂乱卷曲分子已经最大限度地伸展和定向，表观粘度也达到了平衡，此时再加大剪切速率也不能改变表观粘度。 另外，含水为 10%的含水稠油的表观粘度随温度下降幅度非常大，而含水 30%的含水稠油的表观粘度辽宁石油化工大学继续教育学院论文 5 下降幅度较小。 主要原因是，含水 10%时油水分散体系为油包水型乳状液，此时油为连续相；含水为 30%时油水分散体系已发生相转变，为水包油型乳状液，此时水为连续相。 影响含水稠油的表观粘度的主要因素是连续相粘度，而油的粘度随温度的变化幅度比水的粘度随温度变化幅度大得多。 剪切速率的影响 稠油粘度主要取决于温度，同时也受剪切速率的影响。 王风岩等根据生产实际情况分别计算出不同产量时的剪切速率，并分别不同的剪切速率对 3 组特（超特）稠油油样进行 40～ 90℃粘温测定。 结果表明，随温度升高，剪切速率增大，粘度逐渐下 降，有两组油样粘温曲线拐点基本在 55℃左右，另一组油样在 65℃左右，说明在低于 55℃或 65℃时，原油的网络结构比较强，粘度与屈服应力值较大。 稠油开采的难度 稠油的开采难度很大，用有杆抽油井开采，在开采稠油时，由于粘度过高，含蜡量大，使得油管的油流通道减小，抽油杆柱的上、下行阻力增加，下冲程时易出现驴头“打架”现象，上冲程时驴头负荷增加，严重时会使抽油杆卡死在油管中，甚至造成抽油杆断裂的井下事故。 此外，对于油层温度较低的井，在抽油泵固定阀、固定阀罩及其以下部位由于压力低，在生产过程中也容易形成堵井， 而要被迫进行修井。 对于电潜泵生产井而言，由于电潜泵井排量大，吸入口处压力低，当油层温度较低时，此处容易结蜡并造成叶导轮流道堵塞，井液阻力增加，使泵的排量下降，同时会使电机负荷增加，严重的可造成电机经常停机，使电泵机组不能正常运转。 总之，稠油的开采过程中有很多的困难，由于稠油的性质造成开采中的井下事故及其费用，会使采油成本大幅度上升。 因此，稠油降粘开采方法的研究对于减小井下事故的发生及降低稠油开采成本具有重要意义。 我国稠油的发展 我国发现的稠油油藏分布很广，类型很多，埋藏深度变化很大，一般在 10～2020m 之间，主要储层为砂岩。 常规原油的产量在上个世纪的最后二十年达到最高峰以后，预计将进入持续的下降阶段，并且这种下降是大势所趋。 在这种条件下，一方面随着人口的增长以及人们对能源需求量的增加，另一方面由于能源的短缺以及原油价格的不断攀升，迫辽宁石油化工大学继续教育学院论文 6 切要求提高非常规原油的开采量，使得稠油、高粘稠油在国民经济中承担着越加重要的任务。 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 7 第 3 章 稠油降黏开采技术 井筒化学降粘技术 井筒化学降粘技术是指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粘油的技术。 其作用机理是：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。 井筒热力降黏技术 井筒热力降粘技术是利用高粘油、稠油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。 1．热流体循环加热降粘技术 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，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。 电加热降粘技术是利用电热杆或伴电缆，将电能转化为热能，提高井筒生产流体温度，以降低其粘度和改善其流动性。 目前常用方法有电热杆采油工艺和伴热电缆采油工艺两种技术。 油溶性降黏剂降黏 油溶性降黏剂降黏技术的降黏机理是 :降黏剂分子借助强的形成氢键能力和渗透、分散作用进入胶质和沥青质片状分子之间 ,部分拆散平面重叠堆砌而成 的聚集体 ,形成片状分子无规则堆砌、结构比较松散、有序程度较低、空间延伸度不大、有降黏剂分子参与 (形成新的氢键 )的聚集体 ,从而降低稠油黏度。 油溶性降黏剂具有可以直接加剂降黏、避免乳化降黏后处理 (如脱水 )的优点。 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 8 催化降黏 在蒸气吞吐或蒸气驱的注蒸气阶段 ,油层温度达 150～ 300℃ ,若在此温度范围内加入少量的催化剂如 VOSO NiSO AlCl FeCl3 等 ,可使稠油中的胶沥青质在硫键处断裂 ,产生较好的降黏效果。 但在加入催化剂前应先除去稠油中的重金属成分 ,以防止催化剂中毒而使催化效果迅速降低。 表面活性剂降黏 表面活性剂降黏通常归结为三种机理 :乳化降黏 ,破乳降黏以及吸附降黏。 这三种降黏机理往往同时存在 ,但表面活性剂不同和条件不同时 ,起主导作用的降黏机理可能不同。 乳化降黏是在表面活性剂作用下使稠油形成 O/W 型乳状液或将 W/O 型乳状液转变成 O/W 型乳状液。 在稠油乳化降黏中 ,可使用 HLB 值 7～ 18 范围的水溶性表面活性剂如烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯烷基醇醚、聚氧乙烯烷基苯酚醚、聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚等表面活性剂作稠油乳化降黏剂。 破乳降黏是通过加入一定量的破乳剂 ,使 W/O 型乳状液破乳 而生成游离水。 而吸附降黏是通过表面活性剂分子吸附于管壁或油层岩石表面而减小摩擦阻力。 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 9 第 4 章 高粘稠油冷采 稠油冷采是指不加热而采用某种技术或专用泵对稠油油藏进行进攻性开采的方法。 它鼓励伴随采油产出大量地层砂，反过来出砂又导致原油产量大大提高。 其中最主要的方法是用螺杆泵采油。 加拿大有许多石油公司己成功的对稠油进行冷采，而不需注入蒸汽。 在有些实例中，伴随稠油的产出，初始含砂量很高，随时间处长，含砂量降低，在产油量保持稳定。 也有些无砂子产出的实例。 无砂冷采技术 普通稠 油选择有杆泵配合化学降粘工艺；特稠油井选择皮带机 +高强度抽油杆 +油管 +泵 +掺水加药降粘工艺；高凝、高稠油油藏以及对热敏感性强的稠油选择电热杆配合化学降粘工艺。 无砂冷采技术可以采出 1。