CN103032056B - 一种适用于超稠油开采的井筒降粘的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适合于超稠油开采的井筒降粘的方法及其设备，其方法包括将稀油和降粘剂的混合液注入油井底部，与稠油混合后再进行油的抽取操作。其设备包括交汇的稀油管线(3)和连接有储药罐(1)和计量泵(2)的降粘剂管线，交汇后的管线顺次连接地面混配器(5)和油井套管(6)的环形空间。本发明通过简单的工艺改造，利用降粘剂代替部分稀油，在对超稠油的开采过程中能取得较好的效果，节约稀油率可达70％以上，大大降低了超稠油的开采成本。

Description

一种适用于超稠油开采的井筒降粘的方法和设备

技术领域

本发明涉及超稠油乳化降粘开采领域，是一种用于油田深层超高粘原油开采过程中井筒降粘的工艺技术。

背景技术

我国超深井稠油储量丰富，但开采难度大。目前，国内外开发了许多采油工艺，如注蒸汽开采工艺、掺稀油降粘工艺、加热降粘工艺以及掺高效水溶性降粘剂的乳化降粘工艺等。但由于地域性的差别，不同油田区块采用的工艺也不一样。塔河油田稠油产量占总产量的57％左右，目前主要以掺稀油降粘工艺为主，但是随着稀油资源的减少，掺稀油降粘工艺的发展受到限制，亟需一种高效经济的稠油开采工艺。稠油乳化降粘技术具有降粘率高、提高泵效、操作简便等优点，较注蒸汽开采、掺稀降粘开采和电加热降粘开采三种工艺技术具有明显优势。但一直未能得到大范围应用，除了降粘剂性能不佳的原因外，工艺条件的不完善也是制约其发展的一个重要原因。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超稠油井筒降粘的方法和设备，它通过工艺改造，用降粘剂取代部分稀油，降粘剂和另一部分稀油的混合液与稠油充分混合，形成粘度很低的O/W水包油乳状液，提高了降粘效果的同时也节约了稀油，很大程度上缓解掺稀降粘开采中稀油资源不足的问题。

本发明涉及一种井筒降粘的方法，将稀油和降粘剂的混合液注入油井底部，与稠油混合后再进行油的抽取操作。优选地，加入降粘剂的重量占稠油、稀油及降粘剂总重的0.8-2％，优选1％。

优选地，在稀油和降粘剂混合之后，通过混配装置将稀油和降粘剂混合均匀。

优选地，在通过混配装置将稀油和降粘剂混合之前，通过水套炉将稀油和降粘剂加热降粘。

优选地，当稀油和降粘剂的混合液与稠油混合后，通过混配装置将稠油、稀油和可溶性降粘剂混合均匀。

优选地，在油管和其外套管之间的环形空间设置分隔装置，以避免稀油和降粘剂产生的压力过大，压迫动液面。

另一方面，本发明涉及一种井筒降粘的方法，包括以下步骤：

(1)稀油与降粘剂溶液经水套炉加热后，在混配器的剪切作用下，形成均匀的混合液；

(2)稀油与降粘剂混合液经油套环空注入井下，进入筛管与稠油混合；

(3)稀油和降粘剂的混合液与稠油在井下混配器的剪切作用下，形成较稳定的O/W乳状液，再经抽稠泵举升至地面。

另一方面，本发明还涉及实施超稠油井筒降粘方法的设备，包括交汇的稀油管道(3)和连接有储药罐(1)和计量泵(2)的降粘剂管线，交汇后的管线连接油井套管(6)的环形空间。

优选地，所述稀油管道(3)和降粘剂管线交汇处，与油井套管(6)的环形空间之间，设置有井口混配器(5)。

优选地，所述稀油管道(3)和降粘剂管线交汇处，与混配器(5)之间，设置有水套炉(4)。

优选地，位于油井套管(6)内的油管(8)下部从下至上设置有丝堵(13)，筛管(12)，抽稠泵(9)及与抽稠泵(9)连接的抽油杆(7)，所述抽稠泵(9)和筛管(12)之间，设置有井下混配器(10)。

优选地，在筛管外侧的油管和其外套管之间的环形空间设置分隔器(11)。

发明效果：

本发明通过简单的工艺改造，利用降粘剂代替部分稀油，在对超稠油的开采过程中能取得较好的效果，解决了粘度大于100×10⁴mPa·s的特超稠油的乳化降粘开采问题，实现了降粘剂代替部分稀油，节约稀油率可达70％以上，大大降低了超稠油的开采成本。

附图说明

图1为超稠油井筒降粘工艺流程图。

图中符号：1-储药罐；2-计量泵；3-稀油管线；4-水套炉；5-地面混配器；6-套管；7-抽油杆；8-油管；9-抽稠泵；10-井下混配器；11-分隔器，12-筛管；13-丝堵；14-人工井底。

具体实施方式

以下述的实例详细叙述如下，然而，本领域技术人员应当理解的是，本发明的保护范围不应当局限于此。

一种用于超稠油开采过程中井筒降粘的新工艺，通过地面流程将稀油与降粘剂混合液注入采油套管的外管和内管之间环形空间(即油套环空)后，混合液与超稠油在经井下乳化后形成粘度较低的O/W乳状液，达到很好的降粘开采效果。

本发明采用的降粘剂是现有技术中使用的，可选任意降粘剂，水溶性降粘剂或油溶性降粘剂，也可以使用油溶性和水溶性的复合降粘剂，例如中国石油大学(北京)研制的SDG-2复合降粘剂(公开号CN102604621A)。考虑到成本和效率的因素，加入降粘剂的重量占稠油、稀油及降粘剂总重的0.8-2％，优选1％。

具体的，结合图1所示，井筒降粘装置的地面流程包括：经稀油管线3运输的稀油，与来自于储药罐1通过计量泵2加入的降粘剂，混合后经过水套炉4加热，再通过地面混配器5混合均匀后注入油井。井筒降粘装置的井下部分包括：套管6，空心抽油杆7和油管8下部连接的抽稠泵9，抽稠泵9下部从上顺次连接的是井下混配器10，分隔器11，筛管12，丝堵13。

稀油与降粘剂在地面经混配器作用后，在混配器的剪切作用下，二者形成均匀的混合液，可降低混合液在管输过程中的热量损失，也可降低井筒中混配器的负荷。

油井采用油套环空注入稀油与降粘剂的混合液，从油管8采出油的生产方式。井下装置包括普通采油管道的大部分组件，即：油井套管6套在油管8外例，形成油套环空，组成采油管道，其中油管内具有抽油杆7，用于抽取油。油管底部具有丝堵13和筛管12，丝堵13设置在油管最底部用于防止泄漏，筛管12用于防砂，从而控制油的品质，油从人工井底14经过筛管12后，经抽稠泵9进一步剪切，形成O/W乳状液，乳状液在油管抽油杆7中被举升至地面。然而，本发明为了使稀油和降粘剂混合液与稠油充分混合，优选在筛管12和抽稠泵9之间设置至少一个井下混配器10，在混配器的剪切作用，稠油和注入的混合液在入泵前能形成较稳定的O/W乳状液，避免未乳化稠油堵塞抽稠泵，保证生产安全。

优选地，还可在油套环空内安装分隔器11，降粘剂和稀油混合液直接进入筛管与稠油混合，避免因注入量过大造成稠油动液面的受压迫作用过强，形成注入液的注入和采出无效循环。分隔器的加入保证了稠油动液面的稳定性，提高了生产效率。

对照例1

塔河油田TH12329单独掺稀油开采时，井筒降粘工艺为常用反循环掺稀油方式，为维持正常生产，掺稀比为3∶1，此时井口原油粘度3000mPa·s。但此时稀油的用量较大，吨油采出成本800元。

对照例2：

由于该稠油井粘度太高，仅使用降粘剂无法实现有效地降粘。

实施例1：

针对塔河油田TH12329机抽井应用本发明进行稠油降粘现场试验。储药罐1中装有中国石油大学(北京)研制的SDG-2复合降粘剂(公开号CN102604621A)溶液。

该降粘剂的制备步骤为：

(1)油溶性降粘剂的制备：

混合芳烃(质量百分比50％)：甲苯、乙苯(1∶1)

醇类(质量百分比50％)：乙醇、辛醇、戊醇(1∶1∶1)；

制备方法：在常温常压将上述组分混合，搅拌即得。

(2)水溶性降粘剂的制备

脂肪醇醚羧酸盐为：CH₃(CH₂)₈O(CH₂CH₂O)₈CH₂COONa。

制备方法：

向反应器内加入0.1mol结构式为的AEO₈，强力搅拌并微热溶解下，缓慢加入0.253/3mol的NaOH粉末，此步骤应注意加料速度，以避免局部过热导致颜色加深，30min后再加入0.253/3mol的NaOH粉末，至NaOH全部溶于醇醚中后，开始滴加80％的氯乙酸溶液，反应开始30min后再加入剩余0.253/3mol的NaOH，继续反应，反应温度为60℃，反应总时间为6h，反应结束后冷却，得到淡黄色液体。

(3)复合降粘剂的制备：将上述油溶性降粘剂、水溶性降粘剂、曲拉通X-100以1∶4∶0.2的质量比例，加入到反应釜中，在50℃条件下搅拌1小时，冷却至常温，得到复合降粘剂A。

将该降粘剂以占降粘剂、稀油及稠油总重的1％的比例添加，经过计量泵2，与稀油管线3汇合，通过水套炉4加热降粘，经过地面混配器5充分混合后，注入油井套管6的环形空间，在油井底部与稠油混合。油井内部的油管8下部通过抽稠泵9从人工井底14抽取稠油，密封部件丝堵13确保稠油从筛管12进入油管8，稠油经由筛管12后，再经过一个井下混配器10与来自套管6环形空间，即油管8外部的稀油和降粘剂的混合液充分混合均匀，最终通过与抽稠泵9相连的抽油杆7将成功降粘后的油抽出井外。

采用BrookfieldDV-II粘度计测定降粘前后原油的粘度，降粘前塔河油田TH12329井50℃粘度为1800000mPa·s；降粘后井口采出液50℃粘度均在800/mPa·s以下。应用本发明，取得了较好的现场试验效果，吨油采出成本为600元以下，掺稀比为0.73∶1，节约稀油率达75.7％。

通过上述描述可以得出结论，本发明的井筒降粘方法能够节约稀油，比单独采用掺稀油的方法，有明显的进步，即大大降低超稠油的开采成本，效果提高显著。

Claims (11)

1.一种井筒降粘的方法，其特征在于，将稀油和降粘剂的混合液加热后注入油井底部，与稠油混合后再进行油的抽取操作；

其中，当稀油和降粘剂的混合液与稠油混合后，通过混配装置将稠油、稀油和降粘剂混合均匀。

2.如权利要求1所述的方法，其中加入降粘剂的重量占稠油、稀油及降粘剂总重的0.8-2％。

3.如权利要求2所述的方法，其中加入降粘剂的重量占稠油、稀油及降粘剂总重的1％。

4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，在稀油和降粘剂混合之后，通过混配装置将稀油和降粘剂混合均匀。

5.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，在油管和其外套管之间的环形空间设置分隔装置，以避免稀油和降粘剂混合液产生的压力过大。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在油管和其外套管之间的环形空间设置分隔装置，以避免稀油和降粘剂混合液产生的压力过大。

7.一种实施如权利要求1～6任一项所述的井筒降粘的方法的设备，其特征在于，包括交汇的稀油管线(3)和连接有储药罐(1)和计量泵(2)的降粘剂管线，交汇后的管线连接油井套管(6)的环形空间；其中位于油井套管(6)内的油管(8)下部从下至上设置有丝堵(13)，筛管(12)，抽稠泵(9)及与抽稠泵(9)连接的抽油杆(7)，所述抽稠泵(9)和筛管(12)之间，设置有井下混配器(10)。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述稀油管线(3)和降粘剂管线交汇处，与油井套管(6)的环形空间之间，设置有地面混配器(5)。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述稀油管线(3)和降粘剂管线交汇处，与地面混配器(5)之间，设置有水套炉(4)。

10.如权利要求7所述的设备，其特征在于，在筛管(12)外侧的油管(8)和其外套管(6)之间的环形空间设置分隔器(11)。

11.如权利要求8或9所述的设备，其特征在于，在筛管(12)外侧的油管(8)和其外套管(6)之间的环形空间设置分隔器(11)。