石油资源是未来相当长时间内世界上最重要的能源之一。稠油是石油烃类能源中的重要组成部分,具有比常规原油资源高达数倍的油藏潜力。稠油热采是油田稠油开采的常用方式,目前使用的稠油电加热方法不仅存在加热效率低,耗电量大,安全性低,可靠性差等缺点,而且还会增大开采和维护成本。因此,为了解决上述问题,本文提出了一种新型稠油井筒电磁耦合加热方法。本文通过分析抽油机采油过程及井筒结构特点,在抽油杆外侧缠绕加热绕组并通入交流电,激发的磁场在井筒中产生涡流,进而产生焦耳热加热稠油。通过给定基本假设,建立井筒电磁耦合加热的三维涡流场有限元仿真模型。对仿真模型施加工频电流激励改善涡流损耗分布,分析仿真结果中磁感应强度、涡流密度和涡流损耗分布情况,并总结分布规律。为进一步提高并探讨更高频率对井筒涡流损耗分布的影响,分别研究井筒在相同电流激励不同频率下以及相同加热功率不同频率时的磁感应强度、涡流密度和涡流损耗的分布规律。仿真结果表明井筒磁感应强度、涡流密度和涡流损耗随着频率的增加其变化量越来越小,并且随着频率的增加其变化趋势趋于稳定。当加热功率相同时,井筒中的涡流损耗主要分布在抽油杆和油管中,且抽油杆、油管和套管中涡流损耗分布基本不随频率变化。然后,通过对井筒的温度场仿真,研究交流电频率、加热功率对井筒及稠油温度的影响。当电源频率较低时,提高频率可以显著增加加热温度;当频率较高时温升随频率变化不明显,并且加热功率与稠油出口温度存在线性对应关系,对于设置目标温度调节功率具有参考意义。最后,通过仿真得出了稠油举升过程中达到相同温升时不同频率下所需要的加热参数。本文提出的稠油热采井筒电磁耦合加热方法具有结构简单,加热较均匀,加热效率高,实现了电隔离,提高了安全性能等优点,为用于稠油热采的电加热设备提供了新的设计思路和优化方案。