实施蒸汽热能优化，提高稠油热采效果

刘锦

摘 要：稠油热采主要依靠注汽锅炉加热，以天然气、原油、渣油等为燃料，产生高温高压饱和蒸汽，通过注汽管线注入到目的油层，通过稠油高温降粘的特性，改变原油的流动状态，提高油藏的采收率。蒸汽锅炉生产的关键参数是蒸汽干度和燃烧效率。生产参数的优化不仅关系到锅炉的经济运行，而且影響到稠油蒸汽开发效果。

关键词：稠油；热采；采收率；热能优化；注汽管网

辽河油田大多数为稠油油藏，由于稠油粘度大，原油井底流动性差，多采用注蒸汽开采为主的工艺措施。注蒸开采成本压力大，必须以降低注汽量和减少燃料消耗的热能优化工程，改变过去的传统生产方式，只强调燃料的消耗，不关注燃料的热能转换率，只注重锅炉出口的热量，不注重传输过程中的热损失；只注重油层注入量，不注重油层是否被真正的吸收。

1 蒸汽热能优化

1.1 地面管网散热分析

注汽管网在输送高温蒸汽的过程中。热损失集中表现在两方面，一是管网表面的散热和蒸汽量的损失。地面注汽管线的热损失主要是因为管线保温层损坏或者保温材料密度下降，造成导热系数增加，由于保温层薄，而且保温管上下厚度差异大造成热损失严重，保温能力下降。目前保温层多采用新型材料，防紫外线抗老化表面，严格执行各工序监督，确保保温层密封。

1.2 注汽锅炉综合控制

注汽锅炉控制对象复杂，各参数之间相互关联相互影响，具有交叉影响的特点，稳定的注汽干度必须保证给水流量、燃油、送风、蒸汽压力、温度大小等综合变量。目前解决方法很简单都采用自动控制技术，从多变量控制角度入手，协调各锅炉注汽变量之间的关系，抑制注汽锅炉工艺参数非线性等因素，改善锅炉燃烧状况，稳定蒸汽干度，保证注汽锅炉始终处于平稳运行状态。炉效控制的核心是送风控制，炉效控制就是优化燃料燃烧和空气比问题。通过采用变频控风机，实时监控，提高燃烧效率，降低送风环节的用电量和燃料损失。

1.3 控制蒸汽量的损失

锅炉产生的蒸汽经过注汽管线到达生产井，损失主要有站内用汽、阀门渗漏、冬季管线防冻采取的放空措施。站内用汽主要是用于管线伴热、油罐区加热、厂房采暖、加热器消耗等。注汽管线很长，难免有阀门渗漏，生产井井口漏气等。

1.4 降低锅炉排烟热损失

采用科学吹灰技术，提高注汽锅炉对流段翅片管吸热效果，降低锅炉排烟热损失。目前应用吹灰技术很多，超声波、低频波、射流喷砂、高压水射流、压缩空气人工吹灰、脉冲吹灰等。采用符合现场实际的吹灰和控风技术，降低排烟温度，合理控制过剩空气系数，对于降低燃料能耗，有效提高锅炉热效率。

2 开展油层分注措施

目前稠油互层状油藏占大多数，进入蒸汽吞吐后期，由于渗透率的差异，表现出生产矛盾日益突出，常规注汽只能加剧生产矛盾，最终导致油井产量下降。解决的有效办法是通过分层注汽、分层配汽措施工艺来实现。目前主要有一级两段、两级三段等，对各个油层进行采用有效的封隔，根据潜力、厚度、渗透率大小选择合适的注汽量。减缓层间干扰，控制蒸汽注入量，提高纵向储层的动用程度。首先根据油井周期产量、地层参数、井况资料确实是否能够采取分注措施，并对注汽时机进行分析和优选，选择潜力大的生产井。其次根据油藏特点细分注汽单元，根据射孔级差、渗透率大小，确定注汽的有效单元和注入量的大小。确定出合理的单元配注及相关注汽参数。

稠油分层注汽优化设计是稠油选注工艺的重要指标，必须从稠油原始地质资料入手，分析油层的非均质性、多轮注汽生产史、井况情况等结合先进的数值模拟技术，判断该井是否到注汽时机、应该注多少，采用什么注汽参数，分注位置在哪儿，以及采用什么配套注汽工艺。在注汽过程中充分考虑井下管柱受热带来的长度变化，封隔器下入位置也要考虑其影响因素，注汽管柱的重量大小、受热伸长的长度、活塞效应、井筒产液浮力大小。

自动配汽是针对变化的油藏条件而设计的，其目的是能够动态调整上下注汽层注汽量的大小，目前蒸汽驱应用比较多。通过调整，能够缓解注汽带来的生产矛盾，达到理想的分注效果。主要适用于新老油层同时开采，射孔级差不同、层间压差大、纵向上渗透率差异明显、含水变化大。稠油分注热采工艺是提高稠油开采的重要手段，也是减少无效注汽、提高周期产量的重要方法。

3 结束语

①应用科学的吹灰、控风技术，从而减少排烟热损失，提高注汽锅炉整体运行效率。通过冬防保温或者采用新型保温材料改善注汽管线保温的效果，减少热损失，提高注入井底的热量。

②通过实施分注分采技术是提高热效果的最佳方法，也是提高油藏利用率的关键所在，减少层间矛盾的主要出路，同时可以减少蒸汽的注入量，节约成本的支出。

③进一步完善自动配汽、套变井的注汽配套研究以及设计手段。稠油注汽自动控制技术不受地产压力影响，按比例加热油层。

④热采锅炉安装、干度自动控制系统，能够实现干度自动控制和多参数计算和显示，从而保证蒸汽平稳，降低了能耗指标。

⑤影响蒸汽干度的因素很多，燃料的不同、压力、流量等因素造成热值不同，锅炉给水量、送风量的变化引起扰动。各种仪表测量和操作的有效性，以及各种参数准确度的分析等综合因素。

参考文献：

[1]敬兴龙，武建军，杨力，李晖.基于物联网技术的油田稠油注采工艺监控平台研究[J].石油化工自动化，2013（06）.