[發明專利]用于石油開采領域的井下乳化系統

無效

• 申請號: 201110374154.3
• 申請日: 2011-11-07
• 公開（公告）號: CN103089218A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 羅鈺明
• 申請（專利權）人: 羅鈺明
• 主分類號: E21B43/22
• 分類號: E21B43/22;E21B43/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于石油開采領域的井下乳化系統。

背景技術

隨著常規石油的可供利用量日益減少，重油正在成為下世紀人類的重要能源。經過20多年的努力，全球重油工業有著比常規油更快的發展速度，稠油、瀝青砂的年產量由2000萬噸上升到近億噸，其重要性日益受到人們的關注。稠油油藏開采的困難主要表現在兩個方面：一方面稠油的粘度高，稠油在油層中的滲流阻力大，使得稠油不能從油藏流入井底；另一方面即使在油藏條件下，稠油能夠流入井底，但在垂直舉升的過程中，由于稠油在井筒中脫氣和散熱降溫等因素的影響，使得稠油的粘度進一步增大，嚴重影響地層流體在井筒中的流動和油井生產設備的正常工作。

據有關資料統計，目前世界上已探明的重油資源主要集中在委內瑞拉、前蘇聯、美國及加拿大等國。委內瑞拉東北部的Orinoco重油帶核實地質儲量達3000億噸以上。美國重油資源的一半分布在加里福尼亞，地質儲量近400億噸，其余的一半分布于中部大陸。加拿大的重油資源主要分布在阿爾伯達省的阿薩巴斯卡、冷湖、維巴斯卡和匹斯河等四個主要沉積礦藏中，地質儲量近1500億噸。前蘇聯的重油資源主要分布于西西伯利亞盆地的巴塞諾夫約200余億噸，包括中國在內的其它國家也有著極其豐富的稠油資源。這些重油資源的總地質儲量總計達6000余億噸，而世界上常規石油的探明地質儲量3600億噸，其可采儲量僅為900億噸。

我國已發現的稠油資源量也很豐富，發現的稠油油田已有20余個，分布在遼河、勝利、新疆、大港、吉林等地區，預計中國重油瀝青資源量可達300×108t以上。我國稠油(高粘度重質稠油，粘度在0.1Pa·s以上)資源分布很廣，地質儲量達164×108t，其中陸地稠油約占石油總資源的20％以上。稠油突出的特點是瀝青質、膠質含量較高。膠質、瀝青質含量較高的稠油產量約占稠油總產量的7％。

近幾年在大慶油田、河南、內蒙二連地區已發現重要的稠油油藏；在江漢油田、安微、四川西北部等地區也發現稠油資源。已探明的及控制的稠油油藏地質儲量已超過全國普通稀油儲量，預計今后還會有新的增長。

在中國石油的探明儲量中，普通稠油占74.7％，特稠油占14.4％，超稠油占10.9％。

目前世界各國對高粘稠油的開采主要依靠傳統的熱力方法，即蒸汽吞吐和蒸汽驅。我國大多數采用蒸汽吞吐和井筒摻稀油的配套技術進行采油。這種方法不僅消耗大量的燃料，而且還消耗大量的稀油，從而大大地增加了采油成本。有文獻報道可用乳化降粘法開采稠油，這一方法是將表面活性劑水溶液注到井下，使高粘度的稠油轉變為低粘度的水包油乳狀液采出。乳化降粘由于其降粘率高、成本低、易于操作的特點，目前在國內外油田均有使用。但是目前使用的乳化降粘劑，只具備單一的耐溫或抗礦鹽性能，即耐溫又抗礦鹽的乳化降粘劑的研發還很少。

乳化降粘開采工藝是在地面油氣集輸中建立降粘流程。根據加藥劑點的不同，可分為單井乳化降粘、計量站多井乳化降粘及大面積集中管理乳化降粘三種地面流程；根據化學劑與原油混合點的不同，又可分為地面乳化降粘和井筒中乳化降粘技術。

單井乳化降粘是在油井井口加藥，然后把降粘劑摻入油套環形空間(或空心抽油桿中)。計量站多井乳化降粘是為了便于集中管理，在計量站總管線完成加藥、加壓、加熱及計量，然后再分配到各井，達到降粘的目的。大面積集中管理乳化降粘則是在接轉站進行加藥，這種方式的優點是：設備簡單，易于集中管理。

地面乳化降粘方法適用于油井能夠正常生產、地面集輸管線中流動困難的油井。原油從油井產出后，經井口油水混合器與活性劑溶液混合形成乳化液，由輸油管線輸送到集油站。井筒中乳化降粘工藝是在油管上裝有封隔器和單流閥，降粘劑溶液由油套環空通過單流閥進入油管并與原油乳化(或空心抽油桿加入降粘劑與原油乳化)，達到降粘的目的。根據單流閥與抽油泵的相對位置，該技術又可分為泵上乳化降粘和泵下乳化降粘。

乳化降粘技術要求降粘劑水溶液濃度要適當，若濃度過低不能形成水包油型乳狀液；而濃度過高則乳狀液粘度進一步下降的幅度不大，不經濟。而且有些化學藥劑(如燒堿、水玻璃等)，在高濃度時易形成油包水型乳狀液，反而會使原油粘度升高。溫度對已形成的乳狀液粘度影響不大，但它影響乳化效果。實驗表明，隨著溫度升高，乳化效果變好。水液比是指活性水與產出液總量的比值，它直接影響乳狀液的類型、粘度和油井產油量。摻藥劑點位置的深淺將直接影響井筒流體的流動阻力以及油井生產系統的效率和效益狀況。合理的摻藥點位置必須保證井筒流體的流動條件得到較好的改善和油井生產的高效率，且滿足設備能力的要求。

發明內容