空心抽油杆
导热油电加热器采油体系是稠油降粘挖掘的新办法,它具有布局简略、加热均匀、本钱低、无污染,可接连操作等特色,在中国的许多油田得到广泛使用。但在运用中存在一些问题,首要表如今电能耗费方面,这首要是受理论研讨的制约。本论文研讨了空心抽油杆的集肤效应原理,在选用解析法研讨集肤效应理论的荃础上,运用数值的办法对集肤效应理论进行了讨论.得出了电流密度矩阵办法。空心抽油杆集肤效应理论,包含了电磁学和传热学的常识,在理论研讨和核算中都有必定的难度。在实践采油进程中,空心抽油杆的温度以及通电时刻仅仅经过室内实验大体做出估量,在稠油温度操控方面,仅仅依据人工经历和现场实验。这篇文章提出了用有限元仿真的办法对空心抽油杆导热油电加热器稠油进程中的电磁场和温度场裸合进行模仿和剖析。首要对导线内的集肤效应表象进行研讨,直观地得到了导线内部的电流密度散布,断定了频率与集肤效应的联系。进而模仿了空心抽油杆内的电磁场和温度场,得到了空心抽油杆内部的电流密度散布和温度散布,剖析得到了交流电的频率与空心抽油杆的温度以及通电时刻的联系.频率与稠油的温度和加热时刻的联系。使用稠油的凝固点温度和交流电频率估量稠油挖掘进程中的预热时给出算例,与实践采油进程对比较,验证了该仿真办法的可靠性。
对于稠油粘度大等特征和各油藏的结构可采纳不一样的采油技能。稠油油藏水驱挖掘技能首要包含机械降粘、井筒加热、稀释降粘、化学降粘、微生物单并吞吐、抽稠技能配套等;稠油油藏热采技能首要包含蒸汽吞吐、蒸汽驱、丛式定向井以及水平井、火烧油层以及与稠油热采配套的其它技能技能等。火烧油层的难点是施行技能难度大,不易操控地下焚烧。一起高压写入很多空气的本钱又非常贵重。而化学降粘法参加的化学药剂在某种程度上形成地层严峻污染。当前国内外对稠油和高凝油挖掘通常均选用热采办法,文献是美国导热油电加热器采油技能的专利。对导热油电加热器设备和原理也有一些研讨效果。导热油电加热器技能是在空心抽油杆中穿一根电缆,电缆的一端与空心抽油杆的底端相连,在由电缆、空心抽油杆构成的回路上施加交流电:使用集肤效应原理,经过被加热的空心抽油杆对稠油或高凝油的热传导完成加热降粘。与其他技能对比,具有较高的功率,并且该技能办法工作对比简略,费用较低,采油对比经济。因而具有显着的优越性,在中国的许多油田得到广泛使用。
微波的加热机理是资料在外加电磁场效果下,内部介质的极化发作的极化强度矢量落后于电场一个视点,然后致使与电场同相的电流的发作,构成了资料内部的功率耗散。这种加热不一样于通常的外部热源由外至内的传导式加热,而是资料在电磁场中因为介质内部的功率损耗而导致的体积加热。在微波挖掘稠油的进程中,将微波能量辐射到油层中,微波在油层中传达时,因为岩石骨架对微波的损耗较小,大多数能被最靠近微波源处油层岩石孔隙中的油和束缚水吸收,油温文水温升高,油的粘度下降,在必定情况下,油中的气体和轻烃蒸腾出来,因为束缚水对微波导热油电加热器的吸收远比稠油大,束缚水很快蒸腾,添加了地层的压力:便于稠油的挖掘,跟着这有些被加热的桐油的挖掘,这一加热区域的介电损耗逐步减小,微波的集肤深度添加,微波能逐步向更远的地层传达。在高功率微波效果下,微波在油层的气隙中发作等离子体,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作改动,然后下降稠油的粘度,高功率微波效果下,微波加热的选择性使加热进程中发作有些过热表象,形成稠油中的有些高损耗组分的过热分化,然后下降稠油的粘度。微波加热具有的高功率、高速度和清洗性,各国的科研工作者正在探究微波能在石油工业中的使用。