高粘度稠油开采方法的研究与应用.doc

1、毕业设计（论文）题目高粘度稠油开采方法的研究与应用姓名专业石油工程学院继续教育学院学习形式自学考试助学单位辽河石油技术学院指导教师2014年9月辽宁石油化工大学继续教育学院论文I高粘度稠油开采方法的研究与应用摘要综述了解稠油降黏开采技术的近期进展，重点是乳化降黏法和微生物法中生物表面活性剂的作用，论题如下，1,稠油组成及其高黏实质。2,物理法降黏，包括掺西油法和蒸汽、电加热法，新疆塔河油田一口井用掺稀油法试油开采。3,化学法降黏，包括催化水热裂解、乳化、破乳及油溶性降黏，简述了降黏机理，介绍了国内乳化降黏剂研制和应用方面的成果。4,微生物法降黏包括微生物采油机理、生物表面活性剂、生物表面活性剂

2、用于EOR、国内产表面活性剂菌种塞选。关键词稠油开采稠油降黏技术降黏机理乳化降黏生物表面活性剂等。辽宁石油化工大学继续教育学院论文IIABSTRACTWILLSUMMARIZETHETHICKOILTOFALLMOUNTSTHEMININGTECHNOLOGYTHESHORTTERMPROGRESS,THEKEYPOINTISTHEEMULSIFICATIONFALLSMOUNTSINTHELAWANDTHEMICROORGANISMLAWTHEBIOLOGYSURFACEACTIVEAGENTFUNCTION,THETHESISISASFOLLOWS,1，THETHICKOILCOMPOSI

3、TIONANDMOUNTEDTHEESSENCEHIGH2,THEPHYSICALLAWFALLSMOUNTSWEST,INCLUDINGMIXESTHEOILLAWANDTHESTEAM,THEELECTRICHEATINGLAW,AXINJIANGTARIVEROILFIELDWELLWITHMIXESTHETHINOILLAWTOTESTANEWLYDRILLEDOILWELLMINING3,THECHEMICALPROCESSFALLSMOUNTS,INCLUDINGTHECATALYZEDWATERHOTDECOMPOSITION,THEEMULSIFICATION,THEEMULS

4、IONBREAKINGANDTHEOILSOLUBILITYFELLMOUNTS,SUMMARIZESHASFALLENMOUNTSTHEMECHANISM,INTRODUCEDTHEDOMESTICEMULSIFICATIONFELLMOUNTSTHEMEDICINALPREPARATIONDEVELOPMENTANDTHEAPPLICATIONASPECTACHIEVEMENT4,THEMICROORGANISMLAWFALLSMOUNTSINCLUDINGTHEMICROORGANISMEXTRACTIONMECHANISM,THEBIOLOGYSURFACEACTIVEAGENT,TH

5、EBIOLOGYSURFACEACTIVEAGENTUSEINEORDOMESTICALLY,PRODUCETHESURFACEACTIVEAGENTMOLDMUSHROOMSPAWNTOFILLELECTKEYWORDTHICKOILMININGTHETHICKOILFALLSMOUNTSTHETECHNOLOGYFALLSMOUNTSTHEMECHANISMTHEEMULSIFICATIONFALLSMOUNTSMICROORGANISMEXTRACTIONBIOLOGYSURFACEACTIVEAGENTSUMMARY辽宁石油化工大学继续教育学院论文III目录第1章前言1第2章稠油的性质

6、221稠油的组成及性质2211稠油的分类2212稠油的物理性质3213稠油的流动性322稠油的温度3221温度对稠油变性的影响4222温度特性4223剪切速率的影响5224牛顿流体的转化温度点523稠油开采的难度524我国稠油的发展5第3章稠油井筒降黏开采7311井筒化学降粘技术7312井筒热力降黏技术7312油溶性降黏剂降黏7314催化降黏7315表面活性剂降黏8第4章高粘稠油冷采941稠油冷采方法9411无砂冷采技术9412出砂冷采技术9413出砂冷采技术发展情况9第5章蒸汽驱油开采11第6章稠油开采技术的其它方法1261稀释降粘1262微波加热降粘1263超声波降粘1264井底电加热降粘

7、13第7章稠油开采技术的新进展1571声波采油技术1572超声波采油技术1573电脉冲仪冲击声波采油技术15辽宁石油化工大学继续教育学院论文IV74低频声波采油技术1575地震采油技术1576磁降凝降粘技术16第8章结论17参考文献18致谢19辽宁石油化工大学继续教育学院论文1第1章前言石油是世界经济最重要的能源和原材料之一，消费量居所有能源之首。但是，作为一种消耗性的华师能源，石油能源危机正在来临，剩余未开采石油的质量也必然越来越差，将主要以稠油为主。尽管人们正在努力寻求新的可替代能源，但是预计本世纪，甚至更长一段时间内，仍会以石油为主要能源，其中稠油开采必将日益受到重视。世界上稠油和沥青砂

8、资源潜力很大，估计探明的稠油储量为四十多亿桶，至少是已知常稠油及沥青砂地质储量40001086000108M（含预测资规原油储量的三倍，主要分布在加拿大、委内瑞拉、美国、俄罗斯、中国和印度尼西亚等国。源），年产量高达127108T以上，沥青砂资源可达30010T以上，约占总石油资源的2530以上。从稠油资源量来看，开采稠油有很大的诱惑力。自20世纪60年代开采稠油以来，稠油开采技术有了突飞猛进的发展，到目前为止，已形成了以蒸汽吞吐、蒸汽驱等主要开采方式的稠油热采技术、以及以碱驱、聚合物驱、混想驱等为主的稠油冷采技术、大部分技术被广泛应用于稠油开发，并取得了较好的效果。但稠油黏度高、密度大、流动

9、性差、降低稠油黏度、改善稠油流动性是解决稠油开采、集输和炼制问题的关键。我国也有着丰富的稠油资源，据不完全统计，探明和控制的储量达到1640MT以上，其中陆地稠油约占石油总资源的20以上。辽河油田是主要的稠油开发区，油藏类型多；其次是克拉玛依油田、胜利油田及大港油区。我国目前发现数量众多的稠油油藏，起埋藏深度变化很大，在102000M之间，但从全国范围来看，绝大部分稠油油藏埋藏深度为10001500M。因此如何开采高粘稠油，使之成为可动用的储量，是石油界一直探究的问题。自20世纪60年代开采稠油以来，稠油开采技术有了突飞猛进的发展，到目前为止，已经形成了蒸汽吞吐、蒸汽驱、火驱、SAGD、FAS

10、T、SAGP等为主要开采方式的稠油热采技术，以及以碱驱、聚合物驱、碱加聚合物驱、化学吞吐、露天开采、螺杆泵携砂开采等为主的稠油冷采技术。大部分技术已被广泛应用于稠油开采，并取得了较好的结果。辽宁石油化工大学继续教育学院论文2第2章稠油的性质21稠油的组成及性质稠油由碳氢硫氮氧5种元素组成，其中碳含量830570M氢含量100140M硫含量005800M氮含量002200M氧含量005200M。稠油是含硫、氧、氮的高分子复杂多环化合物。它组分中轻馏分量低，石蜡含量少，胶质沥青质含量多。其中最突出的特点是胶质沥青质含量高，可达到4050，胶质的摩尔质量为7001000G/MOL，沥青质的摩尔质量更

11、大，可达2000左右。沥青质在原油中呈胶态、悬浮状，不是真溶液。油井生产过程中所产生的沉淀物结蜡块常为固态或半固态，颜色呈黑褐色褐色，成份以石蜡为主，同时胶质与沥青质以及井液所携带的沙粒等掺杂其中。这些沉淀物使得原油粘度很高，高含蜡原油的流变特性随温度变化较大，在温度下表现出不同的流变特性。当油温高于原油析蜡点时，蜡晶基本上全部溶解油中，溶解的石蜡可以认为是一种石蜡和石油溶剂分子间具有相互作用的均匀介质，粘度是油温的单值函数，表现为牛顿流体的特性。在油温由析蜡点降至异常点的中，蜡晶不断析出，体系的分散颗粒浓度随之增加，并形成很细的细分散体系，粘性基本上仍表现为牛顿流体。当油温低于异常点时，原油

12、中析出的蜡使体系内部的物理结构如颗粒取向、和排列发生了质的变化。原油粘度不再是温度的单值函数，而与剪切速率也有关表现为假塑性流体特性，并且伴随有触变性。当油温降至失流点或凝固点以下时，析出量大大增加，体系中分散颗粒的浓度也相应增大，颗粒开始相互连接成网，体的连续相和分散相彼此逐渐转相，此时的原油具有触变、屈服一一假塑性流体特性。211稠油的分类稠油分类不仅直接关系到油藏类型划分与评价，也关系到稠油油藏开采方式的选择及其开采潜力。我国稠油沥青质含量低，胶质含量高，金属含量低，稠油粘度偏高，相对密度则较低。根据我国原油特点，我国采用以原油粘度为第一指标，相对密度为其辅助指标，当两个指标发生矛盾时则

13、按粘度进行分类的稠油分类标准。辽宁石油化工大学继续教育学院论文3212稠油的物理性质稠油的组分决定了它的物理特性。由于胶质沥青质的摩尔质量大、含量高，使稠油密度高。同时它们的胶性，又使稠油的粘度也高。由于稠油中的含蜡量少，所以其凝点一般较低，由于轻质馏分含量低，所以稠油井的产出物油气比低，产气量较少。概括起来，稠油物性有三高二低。三高密度高、粘度高、沥青和胶质含量高。二低凝点低、轻质馏分含量低。213稠油的一般性质稠油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102000M之间，主要储层为砂岩。中国稠油特性与世界各国的稠油特性大体相似，主要有以下特点。1稠油中轻质馏分很少，

14、而胶质沥青含量很多，而且随着胶质沥青含量增加，原油的相对密度及同温度下的粘度随之增高。常规油（即稀油）中沥青质含量一般不超过，但稠油中沥青质含量可达1030，个别特超稠油可达50或更高。2稠油随着密度增加其粘度增高，但线性关系较差。众所周知，原油密度的大小与其含金属元素的多少有关，而原油粘度的高低主要取决于其含胶质量的多少。我国稠油油藏属于陆相沉积，原油中金属元素含量较少，而沥青、胶质含量变化大，与其他国家相比，沥青质含量较低，一般不超过10，而胶质含量较高，一般超过20。因此，原油密度较小，但原油粘度较高。3稠油中烃类组分低。稠油与稀油的重要区别是其烃类组分上的差异，我国陆相稀油中，烃的组成

15、（饱和烃芳香烃）一般大于60，最高可达95，而稠油中烃的组成一般小于60，最少者在20以下，稠油中随着非烃和沥青含量的增加，其密度呈规律性大。4稠油中含硫量低，在我国已发现的大量稠油油藏中，稠油中的含硫量都比较低，一般小于8。河南油田稠油中含硫量仅为08038，远低于国外含硫量。22稠油的温度当稠油温度高于析蜡时，一方面，油中的蜡晶颗粒会部分或全部溶解另一方面，沥青胶质将高度分散，减小了结蜡凝固的可能性。随着稠油体系的冷却，蜡晶将按分子量的高低依次不断析出、聚结、长大，使油凝固，同时沥青胶质也依次均辽宁石油化工大学继续教育学院论文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

16、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。221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

17、，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。222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

18、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

19、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。223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4090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。23稠油开采的难度稠油的开采难度很大，用有杆

20、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

21、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。24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102000M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

22、教育学院论文7第3章稠油降黏开采技术311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。312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

23、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。2加热降粘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。313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

24、、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8314催化降黏在蒸气吞吐或蒸气驱的注蒸气阶段,油层温度达150300,若在此温度范围内加入少量的催化剂如VOSO4、NISO4、ALCL3、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。315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

25、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718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41稠油冷采方法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。

26、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。411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10的原始地质储量。适用于有足够的天然能量，稠油的粘度小于1500MPAS的稠油油藏。其开采机理就是利用地层中形成的泡沫油。稠油生产时，只

27、要油藏压力大于泡点压力，产出的将是单相油。如果油藏压力低于泡点压力，就会形成一种泡沫油，这就大大降低了稠油的粘度并且增加了稠油的流动性。412出砂冷采技术出砂冷采是指在没有人工能量补充的条件下，依靠天然能量，并通过调节压差使地层达到出砂，同时又保持地层骨架不被破坏，从而大幅度改善地层的渗透率，提高产量的一种方法。出砂冷采的主要机理有4个方面（1）大量出砂形成蚯蚓洞网络,使油层孔渗大幅度提高,极大地改善了稠油的流动能力。（2）稠油埋藏浅、地层压力低、地饱压差小,在原油向井筒流动的过程中,随压力降低油中溶解的天然气大量脱出,形成泡沫流动且气泡不断发生膨胀,从而为稠油的流动提供了驱动能量使之大量产出

28、。（3）因产砂使上覆地层对油层产生压实作用,导致孔隙压力升高,驱动能量增加。（4）远距离的边底水可以提供一定的驱动能量。413出砂冷采技术发展情况稠油出砂冷采是近年来从加拿大兴起的一项稠油开采新技术。6070年代，加拿大HUSKY石油公司在疏松砂岩稠油油藏中采用了“不防砂的常规开采”方式，但辽宁石油化工大学继续教育学院论文10是由于规模太小而未引起人们的注意。80年代中后期，随着国际油价的下跌和轻重油差价的扩大，稠油注蒸汽开采等方法面临着经济上的严峻挑战。为了降低采油成本，提高稠油开采经济效益，加拿大的一些小石油公司率先开展了稠油出砂冷采的探索性矿场试验。其主要作法是，不注蒸汽，也不采取防砂措

29、施，射孔后直接应用螺杆泵进行开采。矿场实施取得了意想不到的效果。80年代末，“出砂冷采”这一概念被提出，有关研究人员开始对其机理进行探讨。90年代中期，稠油出砂冷采技术已成为热点，除众多小石油公司外，一些大石油公司也纷纷涉及这一领域。1996年，加拿大已有20多家石油公司采用这项开采技术，稠油出砂冷采井6000口井单井日产油一般350T，采收率815，最高达20原油操作费用仅3046USBBL，开采成本大大低于蒸汽吞吐等原有开采方式。HUSKY石油公司1998年有出砂冷采井1100多口，出砂冷采产量占稠油总产量的60以上。TEXCO石油公司所开展的水平井出砂冷采也取得良好效果。辽宁石油化工大学

30、继续教育学院论文11第5章蒸汽驱油开采蒸汽驱采油原理在蒸汽驱开采过程中，有注气井注入油藏的蒸汽加热原油并将它驱向生产井。注入油藏的蒸汽，有注入井井推向生产井过程中，形成几个不同的温度区及有饱和度区有蒸汽区，凝结热水区，油带及冷水带及原始油层带。热水凝结带又可以分为溶剂带及热水带，事实上这些区带之间并无明显界限。这样划分便于描述蒸汽驱过程中油藏的各种变化。当蒸汽注入油藏过程中后，在注入井周围形成一个饱和蒸汽带，其温度就是蒸汽温度，连续注入油藏后，在在注入井周围形成一个饱和蒸汽带，其温度就是蒸汽温度，连续注入的蒸汽带向前推进。在蒸汽带前面，由于加热层，蒸汽释放热量而凝结为凝结带。热凝结带包括溶剂，

31、油及热水带，它的温度逐渐的下降。继续注入的蒸汽，推进热水带并将蒸汽带前缘的热量加热距注入井更远的冷油区。凝结热水加热油层损失热量后，温度逐渐降到原始油层温度，未加热的油层保持原始温度。由于每个区带的驱替机理不同，因此注入井与生产井之间的油饱和度不同。原有饱和度主要取决于它的热特性，蒸气带中的残余原油饱和受的温度最高而降低最低温度，它不取决于原始油饱和度，而取决于温度的组分。在蒸汽温度下，原油中部分轻质馏分受到蒸汽的蒸馏作用，在热凝结带中，这种清馏分油带从油层中能抽提部分原油形成了油相混相驱替作用。同时热凝结带的温度较高，使原油粘度大大降低，受热水驱扫后的饱和度远低于冷水驱。辽宁石油化工大学继续

32、教育学院论文12第6章稠油开采技术的其它方法61稀释降粘稀释降粘主要是利用相似相容原理，加入溶剂降低稠油粘度，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。在油田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粘，降低抽油杆的负荷，使液体的流动性得到了较大的改善。62微波加热降粘微波的加热机理是材料在外加电磁场作用下，内部介质的极化产生的极化强度矢量落后于电场一个角度，从而导致与电场同相的电流的产生，构成了材料内部的功率耗散。这种加热不同于一般的外部热源由表及里的传导式加热，而是材料在电磁场中由于介质内部的功率损耗

33、而引起的体积加热。在微波开采稠油的过程中，将微波能量辐射到油层中，微波在油层中传播时，由于岩石骨架对微波的损耗较小，大部分能量被最靠近微波源处油层岩石孔隙中的油和束缚水吸收，油温和水温升高，油的粘度降低，在一定情况下，油中的气体和轻烃挥发出来，由于束缚水对微波的吸收远比稠油大，束缚水很快蒸发，增加了地层的压力，便于稠油的开采，随着这部分被加热的稠油的开采，这一加热区域的介电损耗逐渐减小，微波的集肤深度增加，微波能逐渐向更远的地层传播。在高功率微波作用下，微波在油层的气隙中产生等离子体，等离子体中的高能电子能直接打断稠油中高分子的化学键，使稠油的化学组成发生改变，从而降低稠油的粘度。高功率微波作

34、用下，微波加热的选择性使加热过程中产生局部过热现象，造成稠油中的部分高损耗组分的过热分解，从而降低稠油的粘度。微波加热具有的高效率、高速度和清洁性，各国的科研工作者正在探索微波能在石油工业中的应用。63超声波降粘超声波在液体媒质中传播时，不仅具有空化作用，而且还有机械振动作用和热效应。它们对稠油降粘分别起着特殊的作用。一定频率的超声波通过液体时，使液体中的微小泡核被激活。当声压足够大时，在声波负压作用下，气泡核膨胀在声波正压作用下，气泡核压缩，表现出气泡核的振荡、生长、收缩、崩溃等一系列动辽宁石油化工大学继续教育学院论文13力学过程。气泡核崩溃时，在其周围的极小空间和极短时间内，局部产生高温达

35、10000，瞬时压力可达几千甚至几万个大气压，并伴随着强烈的冲击波和时速达400KLN左右的射流，这就是空化现象。超声波空化作用可以改变稠油内部结构，使稠油的部分大分子断裂为小分子，并部分被乳化，使稠油粘度降低。超声波在弹性介质中传播时，使弹性粒子的振幅、速度及加速度发生显著变化。机械振动作用可加速稠油中较小分子与惰性大的大分子链之间的相对运动，从而增大了它们之间的摩擦力。这种摩擦力可以打断CC键，破碎大分子团，可起到降粘的作用。超声波在稠油中传播时，稠油介质吸收声能转化成热能在不同介质的分界面处，边界摩擦产生热空化作用在气泡崩溃时产生热，使稠油的温度升高，从而使稠油降粘。64井底电加热降粘稠

36、油从油层流到井底，再由井底举升到地面是一个降压、脱气、降温、变稠的过程。而稠油对温度有较强的敏感性，即当稠油的温度达到一定值后，其粘度将随着温度下降而急剧上升，迅速稠化，把这个定值温度称为稠油的拐点温度。对于不同类型的稠油，其拐点温度不同，拐点对应的粘度不同。要使稠油井在自喷或举升过程中，能具备较好的流动性，要求在自喷或举升过程中油流温度要保持在拐点温度以上，保证油井的正常生产。电加热采油系统主要由电加热管、电缆、升压变压器、电控柜等组成。井下加热部分由空心杆和电缆组成如图11所示。空心抽油杆杆既起到抽油杆的作用，又是加热主体，与电缆构成回路。电缆本身是发热体，同时又起到把电流送到井下与空心抽

37、油杆形成回路。在空心抽油杆内产生集肤效应使电流集中在管壁极薄层内流过，从而大幅度增加电流阻抗，使稠油被加热，达到增加稠油流动性的目的，较好的解决了高粘稠油进泵困难及油井结蜡等问题。集肤效应是在高频下的一种电流分布特性。当交变电流流过导线时，导线周围变化的磁场也要在导线中产生感应电流，从而使沿导线截面的电流分布不均匀。尤其当频率较高时，此电流几乎是在导线表面附近的一薄层中流动，尽管导体截面相当大，但大部分未得到利用，实际载流截面积减小了。显然，由于集肤效应使截流导线的有效截面减小从而使等效电阻增加，导体发出的热量也就很大。空心抽油杆电加热技术就是应用这一原理，来加热稠油，实现其降粘处理的。空心抽

38、油杆电加热采油系统具有结构简单，可以连续操作，污染少，使用安全，管理方便，一次性投资少等特点。适用于自喷井及机抽井，不受井深限制。辽宁石油化工大学继续教育学院论文14该技术适用于蒸汽驱等热力方法采油不宜应用的地层和井位。就目前油田开采情况来看，空心抽油杆电加热采油技术为稠油和高凝油的开采带来了许多方便。从生产的角度看，该项技术现在正起着举足轻重的作用，今后仍是稠油或高凝油开采的重要工艺手段之一。辽宁石油化工大学继续教育学院论文15第7章稠油开采技术的新进展近年来随着稠油开采技术的进步和油价的波动，开采稠油技术也在不断发展，开采领域逐渐扩大，也发展出许多新的开采稠油的方法。71声波采油技术超声波

39、采油技术是近十几年间在国内外发展较快的一门新的采油技术，通过声波处理生产油井，注水井及近井地带使地层中流体的物性及流态发生变化，改善井底近井地带的流通条件及渗透性，可使处于停喷临界状态的油井恢复自喷，低产油井提高产能注水井提高吸水能力，进而增加原油的产量。72超声波采油技术超声波采油技术设备由地面的超声波发生器，专用电缆及井下超声波换能器（采用圆形磁致伸缩或压电陶瓷材料）组成,也可采用共振腔式井下声波发生器产生超声波。超声波换能采用径向方式，辐射频率为1822HZ,超声波在井筒液体中产生强烈的空化效应,形成局部的瞬时高温高压区,使原油分子键断裂,降低原油粘度,从而提高原油的流动性。73电脉冲仪

40、冲击声波采油技术该技术设备包括变频，升压，整流装置，储存电能的高压电容器及放电电极三部分。将电容器储存的能量瞬间（通常十几微秒）释放，击穿放电间隙之间的介质，使液体气化成温度高达数万度的等离子体通并高速扩张形成液压冲击，瞬时冲击波压力的幅值可达103104MPA,电能转换成热能,爆炸式机械能,在液体中一次放电产生两次液压冲击。74低频声波采油技术低频声波采油技术利用的是低频波或次声波。据资料显示现低频声波采油技术所使用的设备有井下低频脉冲波发生器和地面震源两种，产生声波的频率在50HZ以下。75地震采油技术地震采油技术，即通过研究天然地震的弹性波及其传播规律，然后运用人工振动设备进行现场实施，

41、从而提高原油采收率这项技术虽然主要还是利用人工地震等辽宁石油化工大学继续教育学院论文16技术，但其理论基础却是源于天然地震。苏联从20世纪60年代就开始研究这项技术，取得了明显的效果。我国从20世纪90年代开始研究这项技术并运用到油田开发上，也取得了明显的经济效益。76磁降凝降粘技术前苏联早在20世纪60年代便开始研究将磁技术应用于石油工业，但由于当时的永磁材料性能，不稳定，场强较低，耐温较低，使用一段时间后发生退磁现象，仪器失效，因而限制了磁技术的发展。直到最近十几年，高性能稀土永磁材料的出现，才使磁技术在油田的应用得到迅速的发展。磁降凝降粘机理在原油生产过程中，靠地层压力或各种机械力量使原

42、油沿油管向上流动，由于受地层温度梯度影响,原油中的热量在上升过程中通过油管壁向地层传递，使原油的温度下降，当温度下降到凝点时，蜡晶被析出粘在油管壁上，出现结蜡现象。磁化作用产生诱导磁距，抑制蜡晶形成，降低原油的凝点，同时也降低原油的粘度。由于原油是抗磁性物质，当原油通过磁场时，烷烃分子中质子外围电子的自旋磁距受到磁场作用后产生微小的改变，（这种改变是相对于原来的轨道而言的），即产生一个瞬时的诱导磁距，诱导磁距的产生破坏了石蜡分子结晶时的定向排列，使蜡晶不易聚集，破坏和延长蜡晶的生成，起到防蜡降凝的作用；同时，磁化作用破坏了原油各烃类分子间的作用力，使分子间的聚合力减弱，其中的胶质和沥青质以分散

43、相而不是缔结相溶解在原油中，从而使原油的粘度降低，流动性增强。辽宁石油化工大学继续教育学院论文17第8章结论本论文主要是在研究高粘稠油的最常用的几种方法如热力采油（火烧油层，电磁加热）、化学驱、微生物驱的基础上进一步介绍了新型的开采高粘稠油的技术如水热裂解开采超稠油技术声波采油技术地震采油技术磁降凝降粘技术蒸汽辅助重力泄油技术SAGD等。着重介绍了水裂解开采技术和蒸汽辅助重力泄油技术SAGD。从文献报道来看最为实用的方法除了长久不衰的蒸汽法外，水热裂解及井下催化法当为最有前途的开采方法。辽宁石油化工大学继续教育学院论文18参考文献1李飞对我国石油安全战略的几点思考世界经济与政治论坛,2003,

44、2HAUGEN,SIGURDA,LUNDOYSTEINSTATFJORDFIELDDEVELOPMENTSTRATEGYANDRESERVMANAGEMENT,1998,3任海平世界石油供求形势与我国的石油战略中国经贸导航,2004,4李树杰,陈彦玲中国石油安全隐忧与对策当代经济,2005,5张雷论中国能源安全国际石油经济,2003,6梁文杰石油化学东营石油大学出版社1993年12月7李春锋，张蓬洲，钱树安用HNMR结合III光谱解析法对我国若干重质油组成结构的研究燃料化学学报1982,8陆善祥，MRGRAY重油和沥青的结构基团分析方法石油学报石油加工1996,9龚剑涛，陆善祥，崔建等国产重油

45、组成的表征石油炼制与化工2000,10FEVERMEULENANDFSCHUTEELECTROMAGNETIC,1983，11KIAMANESHINSITUTUNEDMICROWAVEOILEXTRACTIONPRECESS12BALINTETALPROCESSFORTHERECOVERYOFSHALEOILKEROGENORTARFROMTHEIRNATURALSOURCESUNITEDSTATEDPATENT13孙仁远，王连保，彭秀君等，稠油超声波降粘试验研究油气田地面工程，2001，14LIHTYNGHWANG，ANDIWONATURLIK，SENIOR1992，15GMADEMA,IT

46、URLIK，LTHWNAGGARINNE，ANDMJBERRYEFFECTSTOPOLYMER/METAL16王少杰大学物理学上海同济出版社，199917STHOMAS等著,徐雅莉,邸秀莲译,稠油开采的化学方法J特种油气藏,200318李大伟试论天然地震与油气成藏和开发的关系J新疆石油地质200319杨文军一种新型稠油、高凝油开采工艺磁降凝降粘技术J特种油气藏,200310辽宁石油化工大学继续教育学院论文19致谢感谢老师在我论文写作中给予我极大的帮助，在我的论文成文之际，我首先要向老师表示由衷地感谢他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。正是在老师的悉心指导下，我顺利地完成了论文，在论文写作过程中，老师更是在百忙之中抽出时间，从论文的选题、理论和定稿等诸多方面给予我指导和帮助，始终给予我细心的指导和不懈的支持，使我受益匪浅，他对本文的形成倾注了很多时间和精力，使我最终成功地完成了论文，在此谨向老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。另外，还要感谢和我同一设计小组的几位同学，是你们在我平时设计中和我一起探讨问题，并指出我设计上的误区，使我能及时的发现问题把设计顺利的进行下去，没有你们的帮助我不可能这样顺利地结稿，谢谢你们最后，向所有关心和帮助过我的朋友和同学表示由衷的感谢