[发明专利]高稠油泵下旋转搅拌乳化降粘采油管柱及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高稠油泵下旋转搅拌乳化降粘采油管柱及其工作方法。

背景技术

随着常规石油的可供利用量日益减少，重油正在成为下世纪人类的重要能源。经过20多年的努力，全球重油工业有着比常规油更快的发展速度，稠油、沥青砂的年产量由2000万吨上升到近亿吨，其重要性日益受到人们的关注。稠油油藏开采的困难主要表现在两个方面：一方面稠油的粘度高，稠油在油层中的渗流阻力大，使得稠油不能从油藏流入井底；另一方面即使在油藏条件下，稠油能够流入井底，但在垂直举升的过程中，由于稠油在井筒中脱气和散热降温等因素的影响，使得稠油的粘度进一步增大，严重影响地层流体在井筒中的流动和油井生产设备的正常工作。

据有关资料统计，目前世界上已探明的重油资源主要集中在委内瑞拉、前苏联、美国及加拿大等国。委内瑞拉东北部的Orinoco重油带核实地质储量达3000亿吨以上。美国重油资源的一半分布在加里福尼亚，地质储量近400亿吨，其余的一半分布于中部大陆。加拿大的重油资源主要分布在阿尔伯达省的阿萨巴斯卡、冷湖、维巴斯卡和匹斯河等四个主要沉积矿藏中，地质储量近1500亿吨。前苏联的重油资源主要分布于西西伯利亚盆地的巴塞诺夫约200余亿吨，包括中国在内的其它国家也有着极其丰富的稠油资源。这些重油资源的总地质储量总计达6000余亿吨，而世界上常规石油的探明地质储量3600亿吨，其可采储量仅为900亿吨。

我国已发现的稠油资源量也很丰富，发现的稠油油田已有20余个，分布在辽河、胜利、新疆、大港、吉林等地区，预计中国重油沥青资源量可达300×108t以上。我国稠油(高粘度重质稠油，粘度在0.1Pa·s以上)资源分布很广，地质储量达164×108t，其中陆地稠油约占石油总资源的20％以上。稠油突出的特点是沥青质、胶质含量较高。胶质、沥青质含量较高的稠油产量约占稠油总产量的7％。

近几年在大庆油田、河南、内蒙二连地区已发现重要的稠油油藏；在江汉油田、安微、四川西北部等地区也发现稠油资源。已探明的及控制的稠油油藏地质储量已超过全国普通稀油储量，预计今后还会有新的增长。

在中国石油的探明储量中，普通稠油占74.7％，特稠油占14.4％，超稠油占10.9％。

目前世界各国对高粘稠油的开采主要依靠传统的热力方法，即蒸汽吞吐和蒸汽驱。我国大多数采用蒸汽吞吐和井筒掺稀油的配套技术进行采油。这种方法不仅消耗大量的燃料，而且还消耗大量的稀油，从而大大地增加了采油成本。有文献报道可用乳化降粘法开采稠油，这一方法是将表面活性剂水溶液注到井下，使高粘度的稠油转变为低粘度的水包油乳状液采出。乳化降粘由于其降粘率高、成本低、易于操作的特点，目前在国内外油田均有使用。但是目前使用的乳化降粘剂，只具备单一的耐温或抗矿盐性能，即耐温又抗矿盐的乳化降粘剂的研发还很少。

乳化降粘开采工艺是在地面油气集输中建立降粘流程。根据加药剂点的不同，可分为单井乳化降粘、计量站多井乳化降粘及大面积集中管理乳化降粘三种地面流程；根据化学剂与原油混合点的不同，又可分为地面乳化降粘和井筒中乳化降粘技术。

单井乳化降粘是在油井井口加药，然后把降粘剂掺入油套环形空间(或空心抽油杆中)。计量站多井乳化降粘是为了便于集中管理，在计量站总管线完成加药、加压、加热及计量，然后再分配到各井，达到降粘的目的。大面积集中管理乳化降粘则是在接转站进行加药，这种方式的优点是：设备简单，易于集中管理。

地面乳化降粘方法适用于油井能够正常生产、地面集输管线中流动困难的油井。原油从油井产出后，经井口油水混合器与活性剂溶液混合形成乳化液，由输油管线输送到集油站。井筒中乳化降粘工艺是在油管上装有封隔器和单流阀，降粘剂溶液由油套环空通过单流阀进入油管并与原油乳化(或空心抽油杆加入降粘剂与原油乳化)，达到降粘的目的。根据单流阀与抽油泵的相对位置，该技术又可分为泵上乳化降粘和泵下乳化降粘。

乳化降粘技术要求降粘剂水溶液浓度要适当，若浓度过低不能形成水包油型乳状液；而浓度过高则乳状液粘度进一步下降的幅度不大，不经济。而且有些化学药剂(如烧碱、水玻璃等)，在高浓度时易形成油包水型乳状液，反而会使原油粘度升高。温度对已形成的乳状液粘度影响不大，但它影响乳化效果。实验表明，随着温度升高，乳化效果变好。水液比是指活性水与产出液总量的比值，它直接影响乳状液的类型、粘度和油井产油量。掺药剂点位置的深浅将直接影响井筒流体的流动阻力以及油井生产系统的效率和效益状况。合理的掺药点位置必须保证井筒流体的流动条件得到较好的改善和油井生产的高效率，且满足设备能力的要求。

发明内容