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随着世界各国对石油需求量的急剧增加、陆上油田产量的日益枯竭以及海上高品味轻质油的减少,丰富的深水稠油资源在石油战略中的地位日益凸显。科学高效地开采深水稠油资源对保障我国能源安全具有重要意义。如何尽快突破深水稠油开发瓶颈,打破国外技术垄断是我国石油科技工作者面临的重要任务。刚果LIBONOLO油田是中海油海外开发的深水稠油区块,水深超过1000m,海水低温环境使稠油流过此区域时散失大量热量,温度降低黏度升高,稠油在井筒内流动受阻,井筒降黏工艺成为稠油顺畅通过井筒到达井口的保障。通过实验和理论计算并结合深水特殊的作业环境和完井试油要求优选了空心杆电加热降黏工艺。采用了对高含砂稠油适应性强的螺杆泵作为人工举升方式。本文根据动量守恒、能量守恒和传热学相关理论,建立了井筒产液压力温度耦合模型。模型中考虑了焦耳-汤姆森效应、稠油与杆管摩擦生热并采用了迭代法对控制方程组进行求解。考虑到动液面上下油套环空中传热介质的不同和泥线上下传热机理的差异,采用分段迭代求解井筒总传热系数。基于上述模型采用Visual Basic6.0开发了“深水稠油井空心杆电加热降黏工艺设计程序”,使用刚果LIBONOLO油田实际参数行了计算分析,结果表明:井筒产液温度随电加热功率和保温管保温级别的增大而升高,但在深水中单独使用电加热或保温油管效果不佳,而将两者联合使用的复合加热降黏工艺可以经济有效地加热井筒产液,使稠油顺畅通过井筒到达平台井口;越泵加热工艺可以降低入泵口产液黏度,增加产液入泵压力,有效地缓解了稠油入泵难的问题;井筒产液温度随开井时间先增大后趋于平稳;产液温度随含水率的增加而增大;无加热井段,井筒产液温度随质量流率增加而增大,加热井段,产液温度随质量流率变化复杂。应用该程序对刚果象-1井进行了井筒加热降黏工艺设计,结合举升流体所需能量和螺杆泵水力特性曲线,以泵效为优化目标函数,优选了泵型。现场应用情况证明了该模型的正确性和实用性,对深水稠油油田电加热降黏举升工艺具有重要指导作用。