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      稠油注汽熱效率分析與提高措施

      2015-11-28 07:54:32謝武嬌中國石油遼河油田曙光采油廠熱注作業(yè)二區(qū)遼寧盤錦124010
      化工管理 2015年36期
      關鍵詞:熱效率稠油井筒

      謝武嬌(中國石油遼河油田曙光采油廠熱注作業(yè)二區(qū),遼寧 盤錦 124010)

      我國原油產(chǎn)量中,有極大一部分屬于稠油產(chǎn)量,而且稠油產(chǎn)量所占比例正在逐年上漲。通過注蒸汽熱力技術開采稠油,注汽效果極易受到注汽參數(shù)以及其他參數(shù)的影響,例如,井底蒸汽干度、周期注汽量、注汽速率以及隔熱油管性能、油層巖石物性參數(shù)等。雖然注蒸汽井的管線保溫以及井筒隔熱技術經(jīng)過長期發(fā)展,已經(jīng)逐漸趨于完善,但在實際開發(fā)過程中,仍不可避免的存在熱損失大的問題,因此,對稠油注汽熱效率進行分析與改善具有非常重要的意義。

      1 稠油注汽熱效率分析

      本文主要通過計算注汽井井筒、地面集輸管線以及注汽鍋爐三個方面的熱效率,分析稠油井注蒸汽熱效率。注汽鍋爐熱效率×地面集輸管線熱效率×注汽井井筒熱效率=稠油井注蒸汽熱效率。對稠油井注蒸汽熱效率的熱損失構(gòu)成進行全面分析,有利于為注汽系統(tǒng)熱效率的提升提供參考數(shù)據(jù)。

      1.1 鍋爐熱效率計算

      鍋爐熱效率計算公式如下:

      其中,H′B可以表示為G(hB-h);η 表示注汽鍋爐的熱效率,單位為%;H′B表示注汽鍋爐的有效利用熱量,單位為kJ/h;G表示蒸汽流量,其具體值與給水流量一致,單位為kg/h;hB表示鍋爐的出口蒸汽比焓,主要影響因素為鍋爐出口蒸汽的干度以及溫度,單位為kJ/kg;h表示鍋爐給水比焓,主要影響因素為鍋爐給水的溫度以及壓力,單位為kJ/kg;B表示繞梁消耗量,單位為kg/h;Q表示燃料應用基低位的發(fā)熱量,單位為kJ/kg;i表示燃料物理顯熱,單位為kJ/kg。根據(jù)計算結(jié)果可知,要想提高鍋爐熱效率,必須對其各項運行參數(shù)進行適當調(diào)整,并及時維修其運行故障。

      1.2 地面管線熱效率

      地面管線內(nèi),水蒸氣流動所產(chǎn)生的熱效率計算公式如下:

      η1=1-ηD

      地面管線出現(xiàn)熱損失,主要原因是其保溫層厚度不一致,加之保溫材料存在嚴重的下沉以及滑移問題,導致管道出現(xiàn)底部過厚、頂部過薄的情況,進而喪失保溫動能,造成較大的熱損失,影響其熱效率。

      1.3 井筒熱效率

      井筒內(nèi),水蒸氣流動過程中所產(chǎn)生的熱效率計算公式如下所示:

      η2=1-ηJ

      1.4 注汽系統(tǒng)熱效率

      由于注汽鍋爐熱效率×地面集輸管線熱效率×注氣井井筒熱效率=稠油井注蒸汽熱效率。因此,參考上述三個公式,可得注汽系統(tǒng)熱效率計算公式如下:

      其中,η3指代的是注汽系統(tǒng)熱效率,單位為%。

      2 提高稠油注汽熱效率的措施

      2.1 要對注汽鍋爐的實際運行工況進行合理優(yōu)化??梢詤⒖颊胶鉄崃δP停诰C合考慮過了運行規(guī)律以及工況參數(shù)的基礎上,制定具有較高可行性的工況控制方案。

      2.2 參考鍋爐主要指標的實際位置,對鍋爐工況進行準確判斷,及時發(fā)現(xiàn)工況異常問題。

      2.3 及時調(diào)整各項參數(shù),并加大設備維護力度。相關人員要基于三個優(yōu)化原則的指導,有效優(yōu)化鍋爐的燃燒參數(shù)、運行參數(shù)以及維修保養(yǎng)流程,這樣不僅有利于提高鍋爐的平均熱效率,還能有效縮減鍋爐運行的蒸汽耗油量。

      2.4 引進配套設施,如復合相變換熱器等,降低鍋爐的排煙溫度,以此來提高其總熱效率,不僅如此,結(jié)合配套設施,還能有效延長鍋爐的使用壽命。例如,我國某注汽站鍋爐的排煙溫度原為230℃,在鍋爐尾部安裝了復合相變換熱器后,排煙溫度為150℃,不僅如此,其給水溫度也實現(xiàn)了大幅度上漲,工況一致的情況下,蒸汽耗油量也下降了近4kg,整體運行熱效率提高了近5%。

      2.5 結(jié)合鍋爐燃料油在燃燒過程中的故障,對綜合配套技術進行集成優(yōu)化,對燃燒過程進行合理化改善,降低鍋爐運行過程中的積灰速度。

      2.6 引進在線燃油摻水超聲乳化設備,提高設備的自動化程度,實現(xiàn)富氧燃燒以及自動清灰,并豐富設備功能,例如,在線監(jiān)控燃燒工況、強化配風溫度等,這樣有利于避免鍋爐燃燒過程中,出現(xiàn)燃燒不全面、積灰速度過快、排煙溫度過高以及熱損失量較大等問題,進而提高鍋爐熱效率。除此之外,鍋爐經(jīng)過長期運行,其管線保護層不可避免的會破損,因此,還要定期維護管線保溫層,以此降低鍋爐的熱損失量。并引進全密閉性注汽隔熱工藝,提高井筒熱效率。

      3 結(jié)語

      現(xiàn)階段,我國開發(fā)稠油油藏的主要技術手段為注蒸汽開采,該技術不僅有利于提高稠油開發(fā)效率,還能強化稠油開發(fā)質(zhì)量,具有非常顯著的現(xiàn)實價值。因此,相關人員必須對其給予高度重視,不斷加大科研力度,提高我國稠油開發(fā)綜合效益。

      [1]薛瑞新.國內(nèi)外稠油開采技術研發(fā)趨勢[J].科技創(chuàng)新導報,2008(27).

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