活動鍋爐注汽的影響因素及對策

周亮

摘 要：蒸汽吞吐方法是稠油開發中最常用的方法，又是我國目前主要的稠油熱采方法。要提高吞吐開采的效果，必須針對具體油藏的地質條件，優化設計注汽工藝參數，保證注汽質量。

關鍵詞：亞臨界活動鍋爐；注汽；影響因素；對策

中圖分類號：TE934.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）11-0177-02

1 亞臨界活動鍋爐簡介

亞臨界活動注汽鍋爐為濕蒸汽直流式鍋爐，設計最高工作壓力為21 MPa、飽和溫度為370 ℃、干度小于80%，為重油、天然氣兩用燃燒方式。亞臨界活動鍋爐具備工作壓力高、需要場地小、搬家方便、注汽效果好等特點。

2 影響因素

受爐體設計及物理工況影響，其主要影響變量有以下幾方面：

①注汽量。注汽過程中必須保證足夠的熱焓量，以便使井底加熱范圍逐漸擴大。目前現有鍋爐注入井口的蒸汽數量無流量計計量，靠人工計算和水流量累積計量完成，存在誤差、不準確。②注汽壓力。研究報告指出，注汽壓力過高，超過油層破裂壓力，易導致油層中形成微裂縫或汽竄通道，我礦很多井注汽后汽竄基本就是注汽壓力過高導致。③蒸汽干度。注汽干度是影響吞吐效果的非常重要的因素，在相同蒸汽注入量下，干度越高，熱焓值越大，加熱半徑越大，峰值產量越高，周期產量也越高，蒸汽吞吐效果越好。④注汽速度。注汽速度高低則反映了蒸汽在井筒中滯留的時間長短及進入油層后向四周推進的速度快慢。注入速度快，蒸汽在油層中向四周推進的速度就快，熱體積增大，蒸汽在井筒中滯留的時間短，在井筒中的熱損失量少，同樣情況下可相對增大井底蒸汽干度，從而提高吞吐效果，周期采油量提高。

3 提高亞臨界活動鍋爐注汽效果的對策

3.1 注汽量的優化

3.1.1 水平井汽量優化

草20單元水平井注汽強度為12-15 t/h，其油汽比為0.52～0.59，采出程度較高。本單元水平井水平段為200 m，新井開發初期按2 400～30 00 t/井次配注。隨著周期吞吐次數的增加，吞吐半徑逐漸增大，每增加一個周期，應增加注汽量100～200 t。當注汽量增加到3 500 t時，溫度場已經形成，吞吐半徑不再增大（70～80 m），應根據周期生產情況調整注汽量2 800～3 200 t/井次，見表1：

3.1.2 直井汽量優化

統計草20單元直井開發效果，直井注汽強度160～190 t/m時，油汽比較高，生產效果較好。直井生產井段平均厚度12 m，周期注汽量1 920～2 280 t/井次。目前，直井平均周期大于19次，溫度場已經形成，應根據周期生產情況調整注汽量為2 000～2 200 t/井次。

3.2 注汽壓力的優化

注汽壓力是由地層吸收速度決定的，只是由注汽設備提供的，所以要找到合適的壓力。根據草20區塊現場生產實際，37口水平井注汽壓力在15～19 MPa左右；直井由于采出程度高，地層虧空大，目前注汽壓力約為12～15 MPa。

3.3 注汽干度的優化

蒸汽井底干度在20%以上為有效。本區油藏埋深900 m（水平井深度1 300 m左右），根據研究，在保證井底干度20%的情況下，故井口蒸汽干度需在60%以上。

3.4 注汽速度的優化

注入速度太低，將增加井筒內的熱損失，減少井底蒸汽干度，從而降低吞吐效果。若注汽速度過高，易造成汽竄等現象，影響吞吐效果。從注汽速度和熱損失關系上看，注汽速度越大，熱損失越小，注汽速度達到200 m2/d（8.3 t/h）之后，熱損失降低幅度逐漸減小。

3.5 注汽系統熱效率的優化

注蒸汽熱采已成為開采稠油、超稠油的常規方法，現根據實測和理論數據分析該方法的熱能利用率，將注汽系統劃分成注汽鍋爐、地面集輸管線和注汽井井筒三大部分。

降低注汽鍋爐排煙溫度，控制在200 ℃以內；減小空氣系數，根據排煙中氧含量將過剩空氣系數控制在1.07～1.20之間；增強鍋爐管線的保溫，即加強活動管線和補償器及井口的保溫；加強井筒的保溫，使用導熱系數小的隔熱油管，接箍增加隔熱結構，防止熱封隔器的泄漏。

4 具體措施

4.1 實施活動鍋爐節點目標化管理，提高鍋爐運行效率

我們針對以往搬遷工作預見性差、搬遷現場忙亂和缺乏統一的指揮與協調等問題，積極分析查找問題根源，總結提煉出了節點細致、目標明確的“節點目標化”管理法，將活動鍋爐的整個運行管理分節點、分崗位、定目標管理，把每個工作環節落實到班組、落實到崗位，確保每項工作都有人干，件件事情有人負責，出現問題一查到底，促進活動鍋爐管理水平不斷提高。

4.2 用“一爐一策”管理法合理調整鍋爐及設備的參數

我們對每臺鍋爐進行調整找出適合本臺鍋爐的參數指標，制定出具體的管理規定，對鍋爐參數及時控制和調整，積極開展了“參數強化月”活動和實行了“一爐一策”管理法，提升了注汽質量，促進了注汽生產連續高效運行。“一爐一策”即結合每臺鍋爐的自身特點和待注井的地質特點，做到一井一注汽預案、一井一核算、一井一運行對策、一井一效果分析。使鍋爐始終處于一個安全、高效、經濟的狀態，保證為油井注好汽，注足汽。

4.3 開展特色班組設備管理活動，保證鍋爐在最佳狀態

下燃燒

針對每臺鍋爐的運行特點，在全隊開展了特色班組設備管理活動，每個班組結合自己的情況，開展一些適合自己的管理方法，提高班組的設備管理水平。

每注完2口井就檢查一次柱塞泵，發現問題及時處理；鍋爐燃燒系統老化，熱效率下降，組織沖洗對流段，清除爐管積灰，調整鍋爐參數，保證鍋爐注汽干度。

旋風板容易結焦，鍋爐參數的調整對鍋爐的燃燒有很大的影響，他們就及時調整油溫、霧化壓力等參數。

參考文獻：

[1] 包連純，支印民，段憲余，等.曙一區興隆臺油層超稠油油藏地質特征及成藏條件分析[J].特種油氣藏，2000，（S7）.

[2] 劉文章.熱采稠油油藏開發模式[M].北京：石油工業出版社，1998.

[3] 蔡忠.儲集層孔隙結構與驅油效率關系的研究[J].石油勘探與開發，2000，（6）.