實(shí)施蒸汽熱能優(yōu)化，提高稠油熱采效果

劉錦

摘 要：稠油熱采主要依靠注汽鍋爐加熱，以天然氣、原油、渣油等為燃料，產(chǎn)生高溫高壓飽和蒸汽，通過(guò)注汽管線注入到目的油層，通過(guò)稠油高溫降粘的特性，改變?cè)偷牧鲃?dòng)狀態(tài)，提高油藏的采收率。蒸汽鍋爐生產(chǎn)的關(guān)鍵參數(shù)是蒸汽干度和燃燒效率。生產(chǎn)參數(shù)的優(yōu)化不僅關(guān)系到鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，而且影響到稠油蒸汽開發(fā)效果。

關(guān)鍵詞：稠油；熱采；采收率；熱能優(yōu)化；注汽管網(wǎng)

遼河油田大多數(shù)為稠油油藏，由于稠油粘度大，原油井底流動(dòng)性差，多采用注蒸汽開采為主的工藝措施。注蒸開采成本壓力大，必須以降低注汽量和減少燃料消耗的熱能優(yōu)化工程，改變過(guò)去的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，只強(qiáng)調(diào)燃料的消耗，不關(guān)注燃料的熱能轉(zhuǎn)換率，只注重鍋爐出口的熱量，不注重傳輸過(guò)程中的熱損失；只注重油層注入量，不注重油層是否被真正的吸收。

1 蒸汽熱能優(yōu)化

1.1 地面管網(wǎng)散熱分析

注汽管網(wǎng)在輸送高溫蒸汽的過(guò)程中。熱損失集中表現(xiàn)在兩方面，一是管網(wǎng)表面的散熱和蒸汽量的損失。地面注汽管線的熱損失主要是因?yàn)楣芫€保溫層損壞或者保溫材料密度下降，造成導(dǎo)熱系數(shù)增加，由于保溫層薄，而且保溫管上下厚度差異大造成熱損失嚴(yán)重，保溫能力下降。目前保溫層多采用新型材料，防紫外線抗老化表面，嚴(yán)格執(zhí)行各工序監(jiān)督，確保保溫層密封。

1.2 注汽鍋爐綜合控制

注汽鍋爐控制對(duì)象復(fù)雜，各參數(shù)之間相互關(guān)聯(lián)相互影響，具有交叉影響的特點(diǎn)，穩(wěn)定的注汽干度必須保證給水流量、燃油、送風(fēng)、蒸汽壓力、溫度大小等綜合變量。目前解決方法很簡(jiǎn)單都采用自動(dòng)控制技術(shù)，從多變量控制角度入手，協(xié)調(diào)各鍋爐注汽變量之間的關(guān)系，抑制注汽鍋爐工藝參數(shù)非線性等因素，改善鍋爐燃燒狀況，穩(wěn)定蒸汽干度，保證注汽鍋爐始終處于平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)。爐效控制的核心是送風(fēng)控制，爐效控制就是優(yōu)化燃料燃燒和空氣比問(wèn)題。通過(guò)采用變頻控風(fēng)機(jī)，實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高燃燒效率，降低送風(fēng)環(huán)節(jié)的用電量和燃料損失。

1.3 控制蒸汽量的損失

鍋爐產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)過(guò)注汽管線到達(dá)生產(chǎn)井，損失主要有站內(nèi)用汽、閥門滲漏、冬季管線防凍采取的放空措施。站內(nèi)用汽主要是用于管線伴熱、油罐區(qū)加熱、廠房采暖、加熱器消耗等。注汽管線很長(zhǎng)，難免有閥門滲漏，生產(chǎn)井井口漏氣等。

1.4 降低鍋爐排煙熱損失

采用科學(xué)吹灰技術(shù)，提高注汽鍋爐對(duì)流段翅片管吸熱效果，降低鍋爐排煙熱損失。目前應(yīng)用吹灰技術(shù)很多，超聲波、低頻波、射流噴砂、高壓水射流、壓縮空氣人工吹灰、脈沖吹灰等。采用符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的吹灰和控風(fēng)技術(shù)，降低排煙溫度，合理控制過(guò)剩空氣系數(shù)，對(duì)于降低燃料能耗，有效提高鍋爐熱效率。

2 開展油層分注措施

目前稠油互層狀油藏占大多數(shù)，進(jìn)入蒸汽吞吐后期，由于滲透率的差異，表現(xiàn)出生產(chǎn)矛盾日益突出，常規(guī)注汽只能加劇生產(chǎn)矛盾，最終導(dǎo)致油井產(chǎn)量下降。解決的有效辦法是通過(guò)分層注汽、分層配汽措施工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前主要有一級(jí)兩段、兩級(jí)三段等，對(duì)各個(gè)油層進(jìn)行采用有效的封隔，根據(jù)潛力、厚度、滲透率大小選擇合適的注汽量。減緩層間干擾，控制蒸汽注入量，提高縱向儲(chǔ)層的動(dòng)用程度。首先根據(jù)油井周期產(chǎn)量、地層參數(shù)、井況資料確實(shí)是否能夠采取分注措施，并對(duì)注汽時(shí)機(jī)進(jìn)行分析和優(yōu)選，選擇潛力大的生產(chǎn)井。其次根據(jù)油藏特點(diǎn)細(xì)分注汽單元，根據(jù)射孔級(jí)差、滲透率大小，確定注汽的有效單元和注入量的大小。確定出合理的單元配注及相關(guān)注汽參數(shù)。

稠油分層注汽優(yōu)化設(shè)計(jì)是稠油選注工藝的重要指標(biāo)，必須從稠油原始地質(zhì)資料入手，分析油層的非均質(zhì)性、多輪注汽生產(chǎn)史、井況情況等結(jié)合先進(jìn)的數(shù)值模擬技術(shù)，判斷該井是否到注汽時(shí)機(jī)、應(yīng)該注多少，采用什么注汽參數(shù)，分注位置在哪兒，以及采用什么配套注汽工藝。在注汽過(guò)程中充分考慮井下管柱受熱帶來(lái)的長(zhǎng)度變化，封隔器下入位置也要考慮其影響因素，注汽管柱的重量大小、受熱伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度、活塞效應(yīng)、井筒產(chǎn)液浮力大小。

自動(dòng)配汽是針對(duì)變化的油藏條件而設(shè)計(jì)的，其目的是能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整上下注汽層注汽量的大小，目前蒸汽驅(qū)應(yīng)用比較多。通過(guò)調(diào)整，能夠緩解注汽帶來(lái)的生產(chǎn)矛盾，達(dá)到理想的分注效果。主要適用于新老油層同時(shí)開采，射孔級(jí)差不同、層間壓差大、縱向上滲透率差異明顯、含水變化大。稠油分注熱采工藝是提高稠油開采的重要手段，也是減少無(wú)效注汽、提高周期產(chǎn)量的重要方法。

3 結(jié)束語(yǔ)

①應(yīng)用科學(xué)的吹灰、控風(fēng)技術(shù)，從而減少排煙熱損失，提高注汽鍋爐整體運(yùn)行效率。通過(guò)冬防保溫或者采用新型保溫材料改善注汽管線保溫的效果，減少熱損失，提高注入井底的熱量。

②通過(guò)實(shí)施分注分采技術(shù)是提高熱效果的最佳方法，也是提高油藏利用率的關(guān)鍵所在，減少層間矛盾的主要出路，同時(shí)可以減少蒸汽的注入量，節(jié)約成本的支出。

③進(jìn)一步完善自動(dòng)配汽、套變井的注汽配套研究以及設(shè)計(jì)手段。稠油注汽自動(dòng)控制技術(shù)不受地產(chǎn)壓力影響，按比例加熱油層。

④熱采鍋爐安裝、干度自動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)干度自動(dòng)控制和多參數(shù)計(jì)算和顯示，從而保證蒸汽平穩(wěn)，降低了能耗指標(biāo)。

⑤影響蒸汽干度的因素很多，燃料的不同、壓力、流量等因素造成熱值不同，鍋爐給水量、送風(fēng)量的變化引起擾動(dòng)。各種儀表測(cè)量和操作的有效性，以及各種參數(shù)準(zhǔn)確度的分析等綜合因素。

參考文獻(xiàn)：

[1]敬興龍，武建軍，楊力，李暉.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的油田稠油注采工藝監(jiān)控平臺(tái)研究[J].石油化工自動(dòng)化，2013（06）.