導(dǎo)熱油電加熱器采油的新辦法

    空心抽油桿導(dǎo)熱油電加熱器采油體系是稠油降粘挖掘的新辦法，它具有布局簡略、加熱均勻、本錢低、無污染，可接連操作等特色，在中國的許多油田得到廣泛使用。但在運(yùn)用中存在一些問題，首要表如今電能耗費(fèi)方面，這首要是受理論研討的制約。本論文研討了空心抽油桿的集膚效應(yīng)原理，在選用解析法研討集膚效應(yīng)理論的荃礎(chǔ)上，運(yùn)用數(shù)值的辦法對集膚效應(yīng)理論進(jìn)行了討論.得出了電流密度矩陣辦法?？招某橛蜅U集膚效應(yīng)理論，包含了電磁學(xué)和傳熱學(xué)的常識，在理論研討和核算中都有必定的難度。在實(shí)踐采油進(jìn)程中，空心抽油桿的溫度以及通電時(shí)刻僅僅經(jīng)過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)大體做出估量，在稠油溫度操控方面，僅僅依據(jù)人工經(jīng)歷和現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)。這篇文章提出了用有限元仿真的辦法對空心抽油桿導(dǎo)熱油電加熱器稠油進(jìn)程中的電磁場和溫度場裸合進(jìn)行模仿和剖析。首要對導(dǎo)線內(nèi)的集膚效應(yīng)表象進(jìn)行研討，直觀地得到了導(dǎo)線內(nèi)部的電流密度散布，斷定了頻率與集膚效應(yīng)的聯(lián)系。進(jìn)而模仿了空心抽油桿內(nèi)的電磁場和溫度場，得到了空心抽油桿內(nèi)部的電流密度散布和溫度散布，剖析得到了交流電的頻率與空心抽油桿的溫度以及通電時(shí)刻的聯(lián)系.頻率與稠油的溫度和加熱時(shí)刻的聯(lián)系。使用稠油的凝固點(diǎn)溫度和交流電頻率估量稠油挖掘進(jìn)程中的預(yù)熱時(shí)給出算例，與實(shí)踐采油進(jìn)程對比較，驗(yàn)證了該仿真辦法的可靠性。 
    對于稠油粘度大等特征和各油藏的結(jié)構(gòu)可采納不一樣的采油技能。稠油油藏水驅(qū)挖掘技能首要包含機(jī)械降粘、井筒加熱、稀釋降粘、化學(xué)降粘、微生物單并吞吐、抽稠技能配套等;稠油油藏?zé)岵杉寄苁滓羝掏?、蒸汽?qū)、叢式定向井以及水平井、火燒油層以及與稠油熱采配套的其它技能技能等?；馃蛯拥碾y點(diǎn)是施行技能難度大，不易操控地下焚燒。一起高壓寫入很多空氣的本錢又非常貴重。而化學(xué)降粘法參加的化學(xué)藥劑在某種程度上形成地層嚴(yán)峻污染。當(dāng)前國內(nèi)外對稠油和高凝油挖掘通常均選用熱采辦法，文獻(xiàn)是美國導(dǎo)熱油電加熱器采油技能的專利。對導(dǎo)熱油電加熱器設(shè)備和原理也有一些研討效果。導(dǎo)熱油電加熱器技能是在空心抽油桿中穿一根電纜，電纜的一端與空心抽油桿的底端相連，在由電纜、空心抽油桿構(gòu)成的回路上施加交流電:使用集膚效應(yīng)原理，經(jīng)過被加熱的空心抽油桿對稠油或高凝油的熱傳導(dǎo)完成加熱降粘。與其他技能對比，具有較高的功率，并且該技能辦法工作對比簡略，費(fèi)用較低，采油對比經(jīng)濟(jì)。因而具有顯著的優(yōu)越性，在中國的許多油田得到廣泛使用。 
微波的加熱機(jī)理是資料在外加電磁場效果下，內(nèi)部介質(zhì)的極化發(fā)作的極化強(qiáng)度矢量落后于電場一個(gè)視點(diǎn)，然后致使與電場同相的電流的發(fā)作，構(gòu)成了資料內(nèi)部的功率耗散。這種加熱不一樣于通常的外部熱源由外至內(nèi)的傳導(dǎo)式加熱，而是資料在電磁場中因?yàn)榻橘|(zhì)內(nèi)部的功率損耗而導(dǎo)致的體積加熱。在微波挖掘稠油的進(jìn)程中，將微波能量輻射到油層中，微波在油層中傳達(dá)時(shí)，因?yàn)閹r石骨架對微波的損耗較小，大多數(shù)能被最靠近微波源處油層巖石孔隙中的油和束縛水吸收，油溫文水溫升高，油的粘度下降，在必定情況下，油中的氣體和輕烴蒸騰出來，因?yàn)槭`水對微波導(dǎo)熱油電加熱器的吸收遠(yuǎn)比稠油大，束縛水很快蒸騰，添加了地層的壓力:便于稠油的挖掘，跟著這有些被加熱的桐油的挖掘，這一加熱區(qū)域的介電損耗逐步減小，微波的集膚深度添加，微波能逐步向更遠(yuǎn)的地層傳達(dá)。在高功率微波效果下，微波在油層的氣隙中發(fā)作等離子體，等離子體中的高能電子能直接打斷稠油中高分子的化學(xué)鍵，使稠油的化學(xué)組成發(fā)作改動(dòng)，然后下降稠油的粘度，高功率微波效果下，微波加熱的選擇性使加熱進(jìn)程中發(fā)作有些過熱表象，形成稠油中的有些高損耗組分的過熱分化，然后下降稠油的粘度。微波加熱具有的高功率、高速度和清洗性，各國的科研工作者正在探究微波能在石油工業(yè)中的使用。