淺析蒸汽注入過程中熱效率的探討與研究

郭強(qiáng)（遼河油田歡喜嶺采油廠熱注作業(yè)一區(qū)，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(qiáng)（遼河油田歡喜嶺采油廠熱注作業(yè)一區(qū)，遼寧盤錦 124010）

稠油油藏在注蒸汽生產(chǎn)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(nèi)粘度降低出現(xiàn)拐點(diǎn)，急速下降。大大降低，原油的粘度在某一溫度區(qū)內(nèi)，隨著溫度的升高而急劇地下降，我們認(rèn)識到這個規(guī)律后，應(yīng)用到稠油、特稠油的開采，成為我們現(xiàn)在熱力稠油開采的基礎(chǔ)。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(fā)

我們從計(jì)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(guān)系。但在計(jì)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(shí)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(jì)算的結(jié)果與實(shí)際是有一定的差額的。

1 蒸汽驅(qū)地層熱損失的因素關(guān)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(zhì)量。在溫度和壓力低的時候雖然能夠?qū)崿F(xiàn)高干度。但是當(dāng)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(zhuǎn)化成冷凝水，熱采效果就會變差。相反高壓、高溫蒸汽到達(dá)地層后，溶油半徑迅速擴(kuò)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(qiáng)度的影響

注汽強(qiáng)度就是單位有效厚度下的注汽量。注汽強(qiáng)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(wǎng)下也不能一味的增加注汽強(qiáng)度，當(dāng)注汽強(qiáng)度達(dá)到極限值時候就會出現(xiàn)油井汽竄，影響采收率，也造成經(jīng)濟(jì)效益的浪費(fèi)。必須通過注汽周期的摸索和數(shù)值擬建立合理的注汽強(qiáng)度。

1.2 蒸汽注入速度的影響

注汽速度較高對應(yīng)的蒸汽驅(qū)汽竄風(fēng)險(xiǎn)較大，150t/d的注汽速度條件下，蒸汽驅(qū)兩年蒸汽腔就已經(jīng)突破到構(gòu)造高部位的邊井油層頂部，而70t/d的注汽速度對應(yīng)的蒸汽腔剛擴(kuò)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(qū)形成蒸汽腔至關(guān)重要。干度不達(dá)標(biāo)，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(qū)生產(chǎn)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(qiáng)度

受到反九點(diǎn)井組采注比的影響，注汽速度太低，對應(yīng)的生產(chǎn)井排液能力受限，同時，蒸汽驅(qū)時間過長也會對注汽井的井況帶來問題，因此，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，試驗(yàn)區(qū)70米井距反九點(diǎn)井網(wǎng)汽驅(qū)最佳注汽速度在90-130t/d之間。

蒸汽驅(qū)在開發(fā)過程中，在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下通常采用高干度注汽。目前實(shí)現(xiàn)高干度注汽的實(shí)現(xiàn)方法很多。綜合國外和國內(nèi)蒸汽驅(qū)開發(fā)實(shí)踐，在目前鍋爐和工藝設(shè)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(wǎng)的保溫

現(xiàn)有蒸汽吞吐管網(wǎng)布置形式主要是從熱注站內(nèi)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(qū)注汽井。注汽管網(wǎng)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(shù)生產(chǎn)井注汽不固定，需要拆裝、搬運(yùn)。即是蒸汽驅(qū)注汽管線，隨著時間的延長，管線容易出現(xiàn)破損現(xiàn)象嚴(yán)重。通常注汽管網(wǎng)采用復(fù)合鋁鎂硅酸鹽等保溫物質(zhì)。

2.3 安裝井下蒸汽發(fā)生器

注蒸汽熱采是稠油開采中應(yīng)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?？梢杂脽岵煞椒ㄈ〉贸晒?但是傳統(tǒng)的注蒸汽熱采技術(shù)注入的熱蒸汽是在地表產(chǎn)生，這樣的地表蒸汽系統(tǒng)存在如下固有缺陷：（1）空氣污染嚴(yán)重；（2）體積龐大，不易搬遷，很難進(jìn)行重復(fù)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(dá)35%-40%；（4）適用油層深度受到限制，地面注汽系統(tǒng)適宜的油層深度一般限制在600m以淺。井下蒸汽發(fā)生器一般有兩種形式，其一是原理與地表蒸汽發(fā)生器相同的井下燃料燃燒蒸汽發(fā)生器；其二是井下電熱蒸汽發(fā)生器。井下電熱蒸汽發(fā)生器及配套技術(shù)與地表蒸汽注入系統(tǒng)和井下燃料燃燒蒸汽發(fā)生系統(tǒng)相比，井下電熱蒸汽發(fā)生器有利于減少環(huán)境污染，有利于減小熱損失、提高注汽效率，配套設(shè)備簡單，工作可靠，應(yīng)用油層深度大，與傳統(tǒng)的注蒸汽設(shè)備相比，估計(jì)可節(jié)約50%的投資成本。所以，井下蒸汽發(fā)生和注入技術(shù)必將取代常規(guī)的地面注蒸汽技術(shù)，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(yōu)化熱采工藝

目前國內(nèi)蒸汽驅(qū)技術(shù)日趨成熟，熱采工藝經(jīng)過現(xiàn)場應(yīng)用也不斷完善起來。已經(jīng)形成了蒸汽高溫長效隔熱技術(shù)，能夠滿足目前蒸汽驅(qū)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(guī)汽驅(qū)管柱主要包括隔熱型接箍、真空隔熱管、多級長效汽驅(qū)密封器、隔熱型汽驅(qū)伸縮管、31/2尾管、絲堵、Y441強(qiáng)制解封汽驅(qū)封隔器、篩管。蒸汽驅(qū)分層注汽管柱主要包括真空隔熱管、隔熱型汽驅(qū)伸縮管、隔熱型接箍、多級長效汽驅(qū)密封器、多級長效汽驅(qū)密封器、Y441強(qiáng)制解封汽驅(qū)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(nèi)外材質(zhì)均N80材質(zhì)，管柱的隔熱能力、抗溫性質(zhì)大幅度提升，隔熱型接箍減少了散熱點(diǎn)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(qū)蒸汽波及規(guī)律研究［J］.特種油氣藏.2007（04）.