淺析蒸汽注入過程中熱效率的探討與研究

郭強（遼河油田歡喜嶺采油廠熱注作業一區，遼寧盤錦 124010）

淺析蒸汽注入過程中熱效率的探討與研究

郭強（遼河油田歡喜嶺采油廠熱注作業一區，遼寧盤錦 124010）

稠油油藏在注蒸汽生產過程中，由于蒸汽的加熱降粘作用，蒸汽波及帶的原油粘度隨著溫度的升高粘度變小，流動性增大。而且溫度升高到一定的范圍內粘度降低出現拐點，急速下降。大大降低，原油的粘度在某一溫度區內，隨著溫度的升高而急劇地下降，我們認識到這個規律后，應用到稠油、特稠油的開采，成為我們現在熱力稠油開采的基礎。加熱后原油流動性接近普通稠油或稀油，影響熱效率因素也很多。

遼河油田；注汽；熱效率；采收率；開發

我們從計算熱損失的公式可以看出，油層熱損失率與油層厚度成正比，油層厚度越大，熱損失率越大。損失的熱量除與油層厚度成正比外，還與注汽速度成正比關系。但在計算熱損失的公式中，沒有考慮邊底水、隔夾層及高傾角對熱損失率的影響。而實際中邊底水、隔夾層及高傾角油層中蒸汽超覆、熱損失有非常大的影響，因此公式計算的結果與實際是有一定的差額的。

1 蒸汽驅地層熱損失的因素關系

蒸汽在注入地層時，必須保證必要的溫度和壓力才能確保井底注汽干度和注汽質量。在溫度和壓力低的時候雖然能夠實現高干度。但是當蒸汽注入地層后，由于溶油半徑很小，本身溫度低，遇到地層油就會迅速轉化成冷凝水，熱采效果就會變差。相反高壓、高溫蒸汽到達地層后，溶油半徑迅速擴大，熱利用顯著提高。通常流速越大，熱損失就會變小。大氣溫度高，溫差變小，熱損失也會變小。密閉性越好，注汽量損失就會減少，熱利用率變高。

1.1 注汽強度的影響

注汽強度就是單位有效厚度下的注汽量。注汽強度越高向地層提供熱量的速度就會變快，熱損失就會減少。在不同井距、井網下也不能一味的增加注汽強度，當注汽強度達到極限值時候就會出現油井汽竄，影響采收率，也造成經濟效益的浪費。必須通過注汽周期的摸索和數值擬建立合理的注汽強度。

1.2 蒸汽注入速度的影響

注汽速度較高對應的蒸汽驅汽竄風險較大，150t/d的注汽速度條件下，蒸汽驅兩年蒸汽腔就已經突破到構造高部位的邊井油層頂部，而70t/d的注汽速度對應的蒸汽腔剛擴展到半個井距左右，蒸汽的縱向波及也較為均勻。

1.3 井底蒸汽干度的影響因素

我們知道注入蒸汽的干度越大，熱焓值就越高，加熱油層的面積就會變大。干度對于蒸汽驅形成蒸汽腔至關重要。干度不達標，注入地層的能量就會減少，加熱效果不理想，很難形成蒸汽帶。蒸汽的波及體積對蒸汽驅生產效果影響很大。

2 提高熱效率的主要措施

2.1 增加注汽速度和注汽強度

受到反九點井組采注比的影響，注汽速度太低，對應的生產井排液能力受限，同時，蒸汽驅時間過長也會對注汽井的井況帶來問題，因此，結合現場實際情況，試驗區70米井距反九點井網汽驅最佳注汽速度在90-130t/d之間。

蒸汽驅在開發過程中，在經濟條件允許的情況下通常采用高干度注汽。目前實現高干度注汽的實現方法很多。綜合國外和國內蒸汽驅開發實踐，在目前鍋爐和工藝設備前提下，通常選擇井底的蒸汽干度在50%-80%之間。

2.2 注汽管網的保溫

現有蒸汽吞吐管網布置形式主要是從熱注站內的鍋爐加熱熱蒸汽后，通過管線輸送到稠油油井或者之間連蒸汽驅注汽井。注汽管網短則幾十米，長則上千米。管線跨越葦塘、水渠、河流等。而且多數生產井注汽不固定，需要拆裝、搬運。即是蒸汽驅注汽管線，隨著時間的延長，管線容易出現破損現象嚴重。通常注汽管網采用復合鋁鎂硅酸鹽等保溫物質。

2.3 安裝井下蒸汽發生器

注蒸汽熱采是稠油開采中應用最廣泛、效益較高的方法之一.而且在利用其他EOR方法都不能采出原油的情況下，常常可以用熱采方法取得成功.但是傳統的注蒸汽熱采技術注入的熱蒸汽是在地表產生，這樣的地表蒸汽系統存在如下固有缺陷：（1）空氣污染嚴重；（2）體積龐大，不易搬遷，很難進行重復利用，更不適于在海上采油平臺使用；（3）熱能損失較大、利用率低，熱損失的總和可高達35%-40%；（4）適用油層深度受到限制，地面注汽系統適宜的油層深度一般限制在600m以淺。井下蒸汽發生器一般有兩種形式，其一是原理與地表蒸汽發生器相同的井下燃料燃燒蒸汽發生器；其二是井下電熱蒸汽發生器。井下電熱蒸汽發生器及配套技術與地表蒸汽注入系統和井下燃料燃燒蒸汽發生系統相比，井下電熱蒸汽發生器有利于減少環境污染，有利于減小熱損失、提高注汽效率，配套設備簡單，工作可靠，應用油層深度大，與傳統的注蒸汽設備相比，估計可節約50%的投資成本。所以，井下蒸汽發生和注入技術必將取代常規的地面注蒸汽技術，尤其適合我國稠油開采的需要，具有非常廣闊的市場前景。

2.4 優化熱采工藝

目前國內蒸汽驅技術日趨成熟，熱采工藝經過現場應用也不斷完善起來。已經形成了蒸汽高溫長效隔熱技術，能夠滿足目前蒸汽驅和蒸汽吞吐的要求，合理的利用蒸汽的熱效率。目前形成的常規汽驅管柱主要包括隔熱型接箍、真空隔熱管、多級長效汽驅密封器、隔熱型汽驅伸縮管、31/2尾管、絲堵、Y441強制解封汽驅封隔器、篩管。蒸汽驅分層注汽管柱主要包括真空隔熱管、隔熱型汽驅伸縮管、隔熱型接箍、多級長效汽驅密封器、多級長效汽驅密封器、Y441強制解封汽驅封隔器、配汽閥、層間密封器、層間伸縮管、絲堵。管柱選用真空隔熱管，內外材質均N80材質，管柱的隔熱能力、抗溫性質大幅度提升，隔熱型接箍減少了散熱點的熱能損失，提高了整體管柱的隔熱效果。

［1］王中元.齊40塊蒸汽驅蒸汽波及規律研究［J］.特種油氣藏.2007（04）.