稠油區塊注汽干線存在的問題及整改方案

鐘新宇 李占玲 張澤天 王博 張興可 鄧朝敏

1西安石油大學石油工程學院2中國核工業建設集團公司3中石油長慶油田蘇麗格南作業分公司4河南油田分公司采油二廠

稠油區塊注汽干線存在的問題及整改方案

鐘新宇1李占玲2張澤天1王博3張興可4鄧朝敏4

1西安石油大學石油工程學院2中國核工業建設集團公司3中石油長慶油田蘇麗格南作業分公司4河南油田分公司采油二廠

某稠油區塊注汽干線整改方案設計如下：根據燃煤注汽鍋爐的注汽溫度和壓力，注汽干線材質選用20G高壓鍋爐用無縫鋼管（GB5310—1995），干線的設計壓力為11.26MPa，設計溫度400℃，管道、三通、彎頭的壁厚計算按《火力發電廠汽水管道設計技術規定（DL/ T5054—1995）》有關規定進行計算。從設計結果可以看出，該新建注汽干線可以滿足使用要求，蒸汽到38#注汽站的溫度為340℃左右，處于過熱狀態，壓力為9.23MPa。

稠油區塊；注汽干線；壓力損失；蒸汽干度；管徑

1 存在的問題

某稠油區塊現有油井48口，平均注汽壓力為7.8MPa，年注汽量6.8×104t，由注汽站燃油注汽爐提供干度70%左右的濕飽和蒸汽進行蒸汽吞吐開發。存在的問題：一是注汽干線的阻力損失較大；二是井底蒸汽干度值較低。由于現有注汽干線較長（如某注汽干線長度為2.85km）、管徑較?。ǜ晒躣=114mm×9mm、d=76mm×6mm），輸送飽和濕蒸汽時管線的阻力損失約2.65MPa，無法滿足地質部門對注汽壓力、速度和干度的要求。某稠油區塊井口的注汽干度為50%～60%，由于干度較低，影響蒸汽的驅油效果，即注汽效果較差。因此，需要對注汽管線進行整改，以滿足熱采注汽的需要。燃油注汽鍋爐受鍋爐本體結構的限制，注汽鍋爐出口干度不能超過80%，一般在70%左右。井口干度與注汽量、井口和注汽鍋爐之間的距離、注汽管線的保溫層的完好程度等因素有關。井口干度的提高能有效改善稠油的開發效果、提高油汽比、增加采收率，就該區塊來說還可有效動用超稠油難采儲量。該區塊數模研究表明，在相同注汽量和注汽速度的條件下，井底蒸汽干度對蒸汽吞吐開發效果有著較大的影響，蒸汽干度提高20個百分點，含水率下降3個百分點，油汽比增加0.172，峰值產油量增加2.1t。

該區塊蒸汽吞吐試驗效果表明，蒸汽干度對周期產油量和油汽比的影響非常明顯。相關關系如下

Qo=-64.0+5.620Xs

OSR=-0.2912+0.0332Xs

式中Qo為單位厚度油層周期產油量（t/m）；OSR為油汽比；Xs為蒸汽干度（%）。

該油田特超稠油轉蒸汽驅開發，對井底蒸汽干度的要求更高。從蒸汽驅采油機理講，蒸汽干度越高，蒸汽的蒸餾作用、溶解氣驅、油的混相驅作用機理越能得到充分發揮，可進一步提高蒸汽驅采收率。就蒸汽驅而言，井底蒸汽干度直接影響到蒸汽驅開發的成敗。河南新莊油田BQ57區蒸汽驅數模研究結果表明，蒸汽干度低于20%是沒有經濟效益的，要取得較好的汽驅效果，必須確保井底蒸汽干度大于50%。井底蒸汽干度大于50%，蒸汽驅采收率可達26%以上，油汽比高于0.2，且蒸汽驅峰值產量高，峰值到達時間早?？梢?，蒸汽干度對蒸汽驅的影響較蒸汽吞吐更為突出。

2 注汽主干線整改方案

某稠油區塊高淺三區注汽主干線整改方案設計如下：根據燃煤注汽鍋爐的注汽溫度和壓力，注汽干線材質選用20G高壓鍋爐用無縫鋼管（GB5310—1995），干線的設計壓力為11.26MPa，設計溫度400℃，管道、三通、彎頭的壁厚計算按《火力發電廠汽水管道設計技術規定（DL/T5054—1995）》有關規定計算。注汽干線的內層保溫材料使用復合硅酸鋁鎂管殼，保溫層分兩層錯開包扎，保溫層外用一層油氈紙作防水層，兩層玻璃布外刷兩道調和漆作保護層。由于注汽管道從農田上通過，為了減少管道對土地耕種產生影響，管線采用中支架架空敷設，支架高度2.5～3.0m，管線過路采用跨路架，跨路架的下弦高度5.5m左右。在適當的位置設置部分彈簧支架，以滿足應力計算的要求。注汽干線的熱補償采用自然補償和方形補償器補償相結合的方式，管道直徑計算的依據是控制蒸汽的沿程阻力損失，在保證注汽油井對注汽壓力和流量要求的前提下，盡量減小注汽管徑，降低投資。具體做法如下：從燃煤注汽站敷設一條d=159mm×12mm的管線至高淺三區38#站（2700m），拆除d=159mm× 12mm管線與d=114mm×9mm碰接處至38#站的已有的注汽管線1300m；利用拆除的d=114mm× 9mm注汽干線更換38#站至GQ13井區1250m的d=76mm×6mm管線，該段管線的保溫層、保護層、支架更新。

3 結語

從某稠油區塊高淺三區新建注汽干線設計的計算結果可以看出，該新建注汽干線可以滿足使用要求，蒸汽到38#注汽站的溫度為340℃左右，處于過熱狀態，壓力為9.23MPa?，F有的單井注汽管線為d=76mm×6mm，管徑較小，單位長度的阻力損失較大，但注汽站至井口的距離一般在300m以內，考慮局部阻力降，單井注汽管線總的阻力降為0.7MPa左右，高淺三區注汽熱采井的平均注汽壓力為7.8MPa，新建注汽管線可以滿足大部分油井注汽的要求。預計井口蒸汽干度可由原來的50%～70%提高至98%以上，可提高油汽比0.172，增加采收率2%～3%。

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.12.020