高強(qiáng)

摘 要：通過(guò)對(duì)濱南油區(qū)稠油井井況和原油物性研究，針對(duì)常規(guī)電纜加熱工藝存在的熱轉(zhuǎn)換率低及電纜易老化的問(wèn)題，通過(guò)應(yīng)用礦物絕緣內(nèi)置加熱器降粘技術(shù)，形成一項(xiàng)高效的電加熱降粘工藝，為濱南油區(qū)稠油降粘開(kāi)采開(kāi)辟新的技術(shù)路徑。

關(guān)鍵詞：稠油油藏；礦物絕緣；電加熱；降粘

1 引言

濱南油區(qū)稠油井開(kāi)采以熱力開(kāi)采為主，以蒸汽熱采和電熱降粘開(kāi)采為主技術(shù)手段。蒸汽熱采作為傳統(tǒng)和成熟的熱采工藝運(yùn)用較為廣泛。但由于地層非均質(zhì)、蒸汽超覆、油水流動(dòng)比差異大，造成蒸汽在高滲透地帶無(wú)效串流，嚴(yán)重影響了蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)的開(kāi)發(fā)效果。

電熱開(kāi)采作為代替?zhèn)鹘y(tǒng)熱采工藝的新技術(shù)手段正被逐步推廣和使用。勝利油田所采用電熱開(kāi)采主要為電熱桿加熱，通過(guò)電熱桿在井筒里將電能轉(zhuǎn)化為熱能，通過(guò)重新建立井筒熱力場(chǎng)，使井筒舉升過(guò)程中的稠油被加熱、升溫、降粘，達(dá)到順利舉升的目的，是開(kāi)采稠油、高凝油、高含蠟油藏行之有效的方法。該方法見(jiàn)效快，易于操作，不傷害地層。

空心桿電加熱能有效地保障井筒內(nèi)流體的溫度，進(jìn)而降低稠油舉升過(guò)程中的粘度，使原油順利舉升到井口。但由于受電熱桿構(gòu)成材料和發(fā)熱原理的限制，其內(nèi)部導(dǎo)線(xiàn)采用硅橡膠或氟塑料作為絕緣，長(zhǎng)期運(yùn)行溫度一般不超過(guò)150℃，為確保其正常運(yùn)行，使用溫度通常在80～100℃之間。隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，其硅橡膠或氟塑料絕緣層會(huì)逐漸老化直至失效。因此，電功率和發(fā)熱溫度受到較大限制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)更高的運(yùn)行溫度來(lái)進(jìn)一步降低稀油摻入量，而稀油的使用需配套摻稀管網(wǎng)或車(chē)輛運(yùn)輸，投入較大，且稀油資源有限，對(duì)稠油開(kāi)采成本的進(jìn)一步降低形成了瓶頸。

因此，開(kāi)展稠油井礦物絕緣電纜空心桿電加熱技術(shù)的研究，研發(fā)機(jī)械強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕特性的專(zhuān)用電纜，對(duì)于實(shí)現(xiàn)稠油井的有效舉升，提高稠油油藏油井的開(kāi)發(fā)效果，具有重要意義。

2 礦物絕緣加熱電纜加熱原理

加熱電纜通過(guò)作業(yè)設(shè)備下入油管或空心抽油桿內(nèi)，首端高頻電源進(jìn)入，導(dǎo)體電阻受電發(fā)熱，所產(chǎn)生的熱量在井筒內(nèi)與油液均勻、充分換熱，一方面補(bǔ)償稠油舉升過(guò)程中向巖層散熱的熱量損耗，另一方面加熱原油使其達(dá)到合適的出油溫度，從而降低稠油粘度，減少摻稀比，提升產(chǎn)油量，降低生產(chǎn)成本。三芯一體化礦物絕緣加熱器，在單芯電纜的基礎(chǔ)上，將三根發(fā)熱線(xiàn)芯集成在同一個(gè)不銹鋼護(hù)套內(nèi)，在電纜內(nèi)部實(shí)現(xiàn)尾端星型連接，單根超長(zhǎng)900m無(wú)外觀接點(diǎn)、整體等徑方便常用下井設(shè)備施工作業(yè)。

3 三芯一體礦物絕緣內(nèi)置加熱器的入井施工工藝

3.1入井安裝方案設(shè)計(jì)

在外觀上，一體化電纜類(lèi)似于連續(xù)油管，且具有很高的機(jī)械強(qiáng)度，因此其下井可借助連續(xù)油管工藝。采用分體式連續(xù)管注入頭，將一體化電纜置入空油管內(nèi)，接通電電源將產(chǎn)生的熱量直接傳遞給油管內(nèi)介質(zhì)。作業(yè)時(shí)，先將一體化電纜整盤(pán)運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)，做好電纜放線(xiàn)支架并安放好電纜盤(pán)。用吊車(chē)將注入頭吊起懸空與采油樹(shù)正上方后，將電纜引出注入頭，然后采用開(kāi)機(jī)將新型加熱電纜下井。下井到位后參照連續(xù)油管的井口密封及懸掛方式，進(jìn)行密封懸掛，同時(shí)配套通用防噴器和彈簧球應(yīng)急防噴器。新型礦物絕緣加熱電纜通過(guò)專(zhuān)用接線(xiàn)盒與電力電纜對(duì)接。

3.2井下工藝配套設(shè)計(jì)

新型礦物絕緣內(nèi)置加熱器為整體預(yù)制，發(fā)熱段和冷段為一體等徑，使用連續(xù)管注入頭進(jìn)行下井作業(yè)。

為防止一體化電纜下井作業(yè)過(guò)程中在井筒油管接箍或空心抽油桿接箍部位卡阻，其尾端頭部制作成一段外徑與一體化電纜一致的錐形實(shí)心結(jié)構(gòu)，在下井作業(yè)過(guò)程中起到很好的導(dǎo)向作用，同時(shí)提高了尾端的抗磨、抗壓、抗撞擊強(qiáng)度，可以承受井下高溫高壓的特殊環(huán)境，無(wú)需配套其它井下組件。

3.3地面工藝配套

井口組件包括電纜專(zhuān)用接線(xiàn)盒和電纜安全密封組件。根據(jù)三芯一體化頭部封杯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)研究了一種專(zhuān)用于三芯一體化電纜與電力電纜對(duì)接的接線(xiàn)盒。接線(xiàn)盒用于一體化電纜冷段引出線(xiàn)芯與電力電纜線(xiàn)芯對(duì)接，并起密封、絕緣的作用。其結(jié)構(gòu)根據(jù)新型礦物絕緣內(nèi)置加熱器的特點(diǎn)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，具有安裝方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。外部電源采用0.6/1kV硅橡膠絕緣及護(hù)套電力電纜穿管埋地敷設(shè)經(jīng)接線(xiàn)盒接入，接線(xiàn)盒入口設(shè)置防爆密封填料函。

4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與效果

在單家寺油田單56擴(kuò)區(qū)塊共現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施2井次，該區(qū)塊50℃時(shí)地面脫氣原油密度一般0.982～0.996g/cm3，地面脫氣原油粘度一般變化范圍在5.0～10×104mPa·s之間，屬于特稠油油藏。通過(guò)該工藝的實(shí)施，有效的延長(zhǎng)了特稠油井生產(chǎn)周期，日油、累油均得到了增加，取得了較好的效果，主要表現(xiàn)在：

（1）增液增油明顯：油井生產(chǎn)周期延長(zhǎng)35天，單井增油165t；

（2）節(jié)能降耗顯著：油井能耗降低明顯，電熱效率提高16.5%，單井日節(jié)電199KWh。

5 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

（1）通過(guò)對(duì)單芯礦物絕緣加熱電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選型及生產(chǎn)工藝方面進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，完成了新型三芯一體礦物絕緣電纜開(kāi)發(fā)研制。

（2）新型礦物絕緣內(nèi)置加熱器系統(tǒng)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)均達(dá)到項(xiàng)目指標(biāo)要求。電加熱熱轉(zhuǎn)換率提高了16.5%，高于15%的目標(biāo)值。

（3）通過(guò)本先導(dǎo)試驗(yàn)，驗(yàn)證了新型礦物絕緣內(nèi)置加熱器生產(chǎn)、入井和配套工藝的可行性，以及新型礦絕緣內(nèi)置加熱器降粘工藝的井筒適應(yīng)性，形成了一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)高效的電加熱降粘技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

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