稠油开采节能技术的降稠方式分析

杜晓雪

【摘要】辽河油田多稠油，老井套管材料和固井工艺的影响，使得稠油开采难度大、粘度大、摩阻大，尤其在北方寒冬季节，稠油开发能耗大，因此，节能降稠是辽河油田新时期顺应党的十八大提出的“生态经济”重要举措。本文从稠油开采、稠油降稠和配套节能三个方面出发，分别针对稠油开采的难点结合工作的实际经验提出了改良和改进方法。

【关键词】稠油开采 稠油降稠 配套节能

1 引言

稠油是粘度高、比重大的原油，稠油当中的胶质、沥青是导致稠油流动性差，流入井筒困难的因素，目前的举升系统难以将稠油抽到地面。辽河油田广泛采用的有杆抽油机，由于稠油粘度过高、含蜡多，驴头上下行阻力大，容易发生抽油杆折断等井下事故。新开发的稠油井，采用了电潜泵生产，电潜泵排量大，速度快，从而稠油流动时产生的阻力也相应增大，及其容易造成泵内结蜡，增加了电机负荷，开采效率不高。

2 辽河油区稠油开采现状

辽河油田稠油油藏中，包含了普通稠油、特稠油和超稠油三种类型。以齐40块莲Ⅱ油层、洼38块沙三油层、杜229块兴隆台油层分别代表普通稠油、特稠油、超稠油的典型油藏。截至2007年底，辽河油田稠油注蒸汽开发的主要方式依然以蒸汽吞吐为主，同时在不同的区块开展着蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油、非混相刨沫段塞水驱等试验。井网的格局基本为正方形井网，井距已经不断加密到70m或83m。蒸汽吞吐的区块大部分处于吞吐后期。辽河油田热采稠油总井数8770口，日产油15688t，年产油661.2×104t，累积产油 12175.2×104t，平均单井吞吐10.5周期，年油汽比0.39，采油速度1.01%，采出程度8.66%，剩余可采储量采油速度21.28%，可采储量采出程度79.67%。

3 稠油开采技术

3.1 蒸汽吞吐开采技术

蒸汽吞吐开采技术发明于1958年左右的委内瑞拉，工程师美内·格朗德在进行蒸汽驱动小型试验时。蒸汽吞吐工艺流程是，首先，向稠油井当中以高压快速注入蒸汽，然后关井，让蒸汽在井底与产层之间产生压力差，数日后开井才采油，由于压差的存在，地压将稠油喷出井外，按照井的产量来进行循环操作。实践表明，蒸汽吞吐开采技术，对于大部分的稠油、沥青井来说是一种经济效益可观，工艺成本低的强化开采方式。通常会加入天然气、轻质油、表面活性剂等。

3.2 蒸汽驱技术

蒸汽驱技术属于热力三采项目之一。蒸汽驱技术是蒸汽吞吐技术的改进方法，该方法的原理是，以井组为基础，向入井当中连续通入蒸汽，蒸汽将产层的油气驱赶到生产井，从而缓解井口抽油装置的负荷。该方法尤其适用于流动阻力集中于井眼的稠油井。

3.3 火驱技术

火驱技术产生于1920年，并在在1923年获得专利。火驱技术基于油层本生产热的热力采油方式，火区技术将空气或者氧气注入油层，让其在内部燃烧，从而升高温度其燃烧产物就会驱赶油层流向生产井口，加速了油体的流动速度。值得关注的，火驱技术的可操作性并不高，而且容易产生次生灾害，控制不当可能会出现油井报废的情况。

3.4 电加热开采技术

电加热是将电能转化为热能，提高井内温度，提高采油效率。加热工具通常有电加热带、交流线圈、空心抽油杆交流电加热等。美国的电加热带加热技术和俄罗斯交流线圈的加热技术都存在工艺复杂、热效低、维修困难等问题。空心抽油杆交流电加热中性点的严重偏移使损耗加大、故障率高、热效率低、设备的容量利用率低等。

4 稠油开采降稠工艺

4.1 井筒降稠工艺

从产层到井口，稠油要经历的环境温度是不同的，尤其是在当下石油开采深入到地下更深入，由于温度梯度的影响，井筒不同梯段的温度和井筒摩阻不同，开发新型的井筒，有针对性的在录井时将油层粘度等参数弄清楚，开发配套的强度大、内壁光滑、耐久性能强的套管和衬管。例如，高强度塑料与钢筋井筒的配套使用，保证了外部的抗腐蚀性，有降低了内部阻力。

4.2 机械降稠工艺

辽河油田传统抽油机的广泛使用，开展机械降稠工艺能够节省较大成本。例如，抽油泵、螺杆泵、水力喷射泵、水力活塞泵等机械装置有着较大的改动空间。依据笔者的设想，采用清管球原理，定期将稠油井筒内部进行清理，能够缓解驴头上行、下行晦涩感；对于水力喷射泵，要配套循环装置，将高压水枪清理下来的稠油重新循环到地面采收装置当中。

4.3 化学降稠工艺

所谓化学降黏就是将一定的化学药剂从油管环形空间注入井底，在井下泵的抽吸搅拌作用下，使药剂溶液与稠油混合，降低原油黏度后被采出。由于原油物性及所用药剂不尽相同，其原理也有所不同，大致可分为两大类，即乳化降黏法和润湿降阻法。例如，润湿降阻法是在稠油生产过程中，加入表面活性剂水溶液，破坏油管或抽油杆表面长期与稠油接触所形成的亲油性，使其表面润湿反转，变为亲水性，形成一层连续的水膜，减少抽汲过程中稠油流动的阻力，改善稠油的流动性。因此，它是由不同表面活性剂和不同助剂构成的种类不同的稠油降黏剂。

4.4 稀释降稠工艺

稀释降黏主要是利用相似相容原理，加入溶剂降低稠油黏度，改善其流动性。常用的溶剂有甲醇、乙醇、煤油、粗柴油、混苯等。混苯中的甲苯、二甲苯是胶质、沥青质的良好溶剂。 常用含混苯的稠油解堵剂对油稠、含胶质、沥青质较多的油井进行井筒清洗降黏，降低抽油杆的负荷，使液体的流动性得到较大的改善，但是在提炼和分离过程难度加大。

5 新型稠油开采配套新型节能装置

5.1 圆形微波加热器

圆形微波加热器是为了满足微波加热稠油开采而设计的。其原理来源于微波炉，微波加热器通过电磁场与加热介质相互作用空间的装置，物料吸收微波发出热能，改善自身稠油流体状况。之所以将微波加热器做成圆形，考虑到井身结构而设计的。圆形微波加热器是要配套下套管时候安装到井底，并通过电流来控制。其不足和缺点在于，套管钢铁材质在微波环境下容易造成原子排列紊乱，套管表面出现烧糊的现象，同时圆形微波加热器一旦下方到井底，维修和保养难度较大。

5.2 智能长冲程皮带式抽油机

智能长冲程皮带式抽油机是一种新型高效无游梁立式机电一体化抽油机，它采用智能化设计，能自动对机能进行调整。 它与常规游梁式抽油机相比，具有操作简单，高效节能，保护功能完善，安全系数高的特点。同时，由于该抽油机冲程大，冲次慢，有利于提高抽油泵的充满度系数，有利于提高稠油井产量。

5.3 螺杆泵变频节能调速技术

采用油井螺杆泵采油工艺加变频调速控制技术，取代传统的游梁式抽油机生产工艺，满足稠油井螺杆泵抽油装置的生产工艺要求，有效解决了油泵空抽、能耗高的问题，保证螺杆泵的运行正常达到提高油井系统的运行的目的。

6 结束语

综上所述，在稠油开采过程可开发的空间较大，需要发挥更大的想象力和创造力来问稠油热开采、冷开采技术的突破做出贡献。

参考文献

[1] 王春鹏，马玉龙，时庚戌.辽河油区油田开发实践[M].北京：石油工业出版社，2002

[2] 张方礼，赵洪岩，等编著.辽河油田稠油注蒸汽开发技术[M].北京：石油工业出版社，2005