套管氣加熱活動(dòng)裝置在采油廠的應(yīng)用

摘 要通過對(duì)采油廠現(xiàn)狀調(diào)查、分析，提出利用套管氣活動(dòng)裝置來取代電加熱的思路，并將套管氣加熱活動(dòng)裝置進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)及改進(jìn)。

關(guān)鍵詞回收;套管氣;熱力采油;節(jié)能減排

中圖分類號(hào)TE357文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1673-9671-(2009)121-0051-01

隨著采油廠的深入開采，老區(qū)塊含水量增加，產(chǎn)油量下降，特別是輕、中質(zhì)原油產(chǎn)量呈逐年下降趨勢(shì)，采油廠逐漸轉(zhuǎn)向?qū)Τ碛偷拈_采。為了降低稠油粘度、提高原油在井筒內(nèi)的流動(dòng)能力，一般采用電加熱方式，但電加熱耗電量大。而以燃用套管天然氣的燃燒裝置，能加熱井液，然后將加熱后的的井液注入油井，實(shí)現(xiàn)對(duì)井筒油流的加熱，同時(shí)在井底加裝預(yù)混裝置，把注入的井液均勻地?fù)胶系皆椭校鸬浇档土饔驼扯?、提高原油在井筒?nèi)的流動(dòng)能力。這樣以來:一是可以利用油井自產(chǎn)天然氣，減少氣體輸運(yùn)能耗;二是將原來的電加熱改成自產(chǎn)伴生氣加熱，節(jié)約高質(zhì)量電源，減少污染，降低采油成本;三是熱載體來自于油井部分井液的加熱循環(huán)，熱媒易得，兼容性強(qiáng)。

1套管天然氣熱力采油工藝簡介

采用正壓非相變傳熱方式，利用導(dǎo)熱油加熱爐加熱導(dǎo)熱油，在熱流體循環(huán)加熱的基礎(chǔ)上，將套管氣的綜合利用技術(shù)結(jié)合在一起，設(shè)計(jì)新型加熱裝置利用套管氣作燃料，對(duì)部分產(chǎn)出井液進(jìn)行加熱、脫氣分離，將部分高溫脫氣原油通過空心抽油桿進(jìn)行回注。由于產(chǎn)出液在井筒舉升過程中是不斷有熱損失的，越靠近地面，溫度越低，這部分高溫脫氣原油在回流過程中通過抽油桿管壁傳熱，能對(duì)產(chǎn)出液進(jìn)行溫度補(bǔ)償，從而提高產(chǎn)出液的溫度，降低其粘度，防止井口結(jié)蠟。這樣當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)，實(shí)現(xiàn)井筒全過程清蠟降粘的目的成為可能。

2新型套管氣活動(dòng)加熱裝置洗井、熱采的特點(diǎn)

1)該系統(tǒng)的主要作用。(1)洗井作用，該系統(tǒng)通過對(duì)有油井內(nèi)的原油經(jīng)過過濾、尤其分離然后回注入油井，利用高溫原油對(duì)油井起到清洗作用，從而代替了現(xiàn)有的洗井車和其它熱洗裝置。(2)代替電加熱方式，對(duì)油井原油進(jìn)行回注加熱，提高采油溫度，起到升溫減粘的目的，方便采油過程、減少能源損耗。(3)該系統(tǒng)也可進(jìn)行對(duì)地面的原油進(jìn)行加熱，提高原油溫度，減小原油年度，減少原油運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力損耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。

2)該系統(tǒng)的主要優(yōu)、特點(diǎn)。主要優(yōu)點(diǎn)包括:(1)系統(tǒng)利用套管氣進(jìn)行加熱，減少了伴生氣的排空和放空燃燒，減少了對(duì)環(huán)境大氣污染。同時(shí)系統(tǒng)避免了當(dāng)前洗井過程中普遍存在的水資源浪費(fèi)和污染，從而起到了很好的環(huán)保作用。(2)較高的經(jīng)濟(jì)效益:系統(tǒng)利用套管氣，減少了油田的氣力輸送投資，有效的利用套管氣減少了對(duì)電能的使用，經(jīng)計(jì)算該套系統(tǒng)的投資為8萬元，每年的維護(hù)費(fèi)用為0.2萬元左右，遠(yuǎn)小于電加熱過程熱力采油的維護(hù)使用費(fèi)用。(3)有利于安全生產(chǎn)。利用燃?xì)饧訜峒夹g(shù)，燃用套管氣，不僅避免了油田伴生氣的排放，同時(shí)使用更加簡單方便，可以實(shí)現(xiàn)無人值守，給油田生產(chǎn)營造了安全穩(wěn)定的環(huán)境。

主要特點(diǎn)包括:(1)效率高。系統(tǒng)利用雙層套管技術(shù)，分為內(nèi)外層對(duì)原油和導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，同時(shí)采用了煙氣二次利用，有效降低了排煙溫度，大大提高了爐子的熱效率，爐子加熱效率達(dá)到了95%左右。(2)系統(tǒng)簡單，易于維護(hù)。由于整個(gè)工藝、裝置都比較簡單，因此，在對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行集成安裝之后，整個(gè)系統(tǒng)趨于小型化，簡單方便。(3)系統(tǒng)安全可靠。采用熱媒加熱技術(shù)，使得原油不會(huì)直接跟火焰面接觸，避免了原油管路過熱點(diǎn)存在，使得管子不存在結(jié)焦、燒穿，系統(tǒng)更加偏于安全。

3項(xiàng)目的實(shí)施及改進(jìn)情況

2006年在現(xiàn)河采油廠采油一礦開展現(xiàn)場試驗(yàn)。由于史深100地區(qū)屬于高壓低滲區(qū)塊，單井產(chǎn)液量低，原油含水低，含蠟量高，長年需要熱洗或電熱桿伴熱生產(chǎn)，原油生產(chǎn)單耗達(dá)到157.3kg標(biāo)煤/噸，成為采油廠節(jié)能降耗的瓶頸。因此，我們首先選擇該區(qū)塊開展先導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。

3.1現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)情況

1)2006年12月在現(xiàn)河采油廠38隊(duì)143—斜46進(jìn)行試驗(yàn)加熱93分鐘后，液量升至 13.4m2/d井口井液溫度穩(wěn)定在 69℃，實(shí)現(xiàn)熱平衡。經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，證明該裝置升溫快，加熱效率高，可以完全替代電加熱、熱洗、加藥降粘等工藝。但存在以下問題:(1)井液升溫后有部分氣體析出，影響泵效，應(yīng)加裝分離器。(2)裝置體積大，應(yīng)改為撬裝式，方便活動(dòng)加熱。(3)控制部分應(yīng)進(jìn)一步完善，實(shí)現(xiàn)無人值守。

2)2007年3月，課題組對(duì)以上問題進(jìn)行反復(fù)改進(jìn)。改進(jìn)后，于2007年10月份—08年1月份在現(xiàn)河采油廠29隊(duì)史3-9-11進(jìn)行試驗(yàn)，加熱30分鐘后參數(shù)如下:

現(xiàn)場條件:井口油溫2℃--12℃;環(huán)境溫度 -5℃--8℃;套壓 0.1Mpa--0.12 Mpa;液量 3m2/d;原油結(jié)蠟拐點(diǎn)溫度38℃。加熱后:循環(huán)壓力2 Mpa;導(dǎo)熱油溫 98℃;注入井液溫度 90℃;井口井液溫度 70℃。70分鐘后，液量升至 5.1m2/d井口井液溫度穩(wěn)定在 71℃，實(shí)現(xiàn)熱平衡。 在試驗(yàn)中，燃燒套管氣有效地加熱了井筒流油，取得了較好增溫降粘效果，說明了改進(jìn)的有效性和該工藝的成功性。

3.2項(xiàng)目的改進(jìn)及應(yīng)用情況

1)改進(jìn)情況:(1)開發(fā)了旋流式控制分離器，較好地解決了氣體析出問題。通過附加內(nèi)盤管式余熱利用裝置，解決了分離器內(nèi)部存油問題，使裝置清洗更加方便徹底，并延長了裝置的維修周期。(2)加裝了穩(wěn)壓儲(chǔ)氣罐，解決了氣量不足及工作不穩(wěn)的問題。(3)開發(fā)了特種循環(huán)泵，解決了體積大，耗能高的問題。(4)采用加熱換熱一體化的方式，整體效率達(dá)90%以上。

2)應(yīng)用情況:2008年，在采油一礦推廣應(yīng)用12套該裝置，對(duì)高含蠟，稠油等井進(jìn)行巡回?zé)嵯春蜕郎亟嫡彻ぷ?，取得良好效果。全年共熱洗、清?37井次。不僅節(jié)約洗井車輛勞務(wù)110余萬元，而且消滅了21口井的電熱桿加熱，節(jié)約電費(fèi)400余萬元。通過實(shí)踐證明，該裝置對(duì)于高壓低滲、高含水、高含蠟，稠油等井況，均有良好的應(yīng)用前景。

4效益分析

4.1經(jīng)濟(jì)效益分析

該技術(shù)改造能夠充分利用套管天然氣，一是回收利用自產(chǎn)天然氣，防止放空污染環(huán)境節(jié)約能源;二是將原來電加熱流油改套管天然氣燃燒加熱流油，節(jié)約高質(zhì)量電能，降低采油成本;三是該裝置有多種用途，例如:油井熱洗清蠟、單井罐及多功能罐的加熱等。具體效益分析如下:

1)節(jié)約洗井車輛勞務(wù):1800元/井次x637井次=114.66萬元

其中柴油節(jié)約量:0.37噸x637井次=235.69噸

人工節(jié)約量:3人x8小時(shí)x637井次=15288人工小時(shí)

僅按采油一礦2007年實(shí)際洗井勞務(wù)支出67.31萬元計(jì)算。

2)節(jié)約電費(fèi):9萬元x21口井=189萬元

3)裝置投入費(fèi):10萬元x12套=120萬元

4)總經(jīng)濟(jì)效益=節(jié)約量-投入量=189+67.31-120=136.31萬元

5)投資回收期:

以2007年采油一礦洗井勞務(wù)支出為基準(zhǔn)計(jì)算，得:

投資回收期=投入量/總經(jīng)濟(jì)效益=120/136.31=0.88年

4.2社會(huì)效益分析

1)該系統(tǒng)利用套管氣進(jìn)行加熱，減少了伴生氣的排空和放空燃燒，減少了對(duì)環(huán)境大氣污染。同時(shí)，節(jié)約235.69噸柴油，并減少了因燃燒造成的排放污染。

2)避免了當(dāng)前洗井過程中普遍存在的水資源浪費(fèi)和污染，從而起到了很好的環(huán)保作用;

3)由于熱洗頻次增加，起到了很好的升溫降粘作用，提高了原油流動(dòng)性。不僅可以提高原油產(chǎn)量，而且可以提高采油效率，降低采油過程電能消耗。

4)有利于安全生產(chǎn)，利用燃?xì)饧訜峒夹g(shù)，燃用伴生氣，避免了油田伴生氣的排放，給油田生產(chǎn)營造了安全穩(wěn)定的環(huán)境。

5結(jié)論

該技術(shù)可完全替代現(xiàn)有的電加熱油井方式，一是回收利用自產(chǎn)天然氣，防止放空污染環(huán)境節(jié)約能源;二是將原來電加熱流油改套管天然氣燃燒加熱流油，節(jié)約高質(zhì)量電能，降低采油成本;三是該裝置有多種用途，例如:油井熱洗清蠟、單井罐及多功能罐的加熱及采油隊(duì)冬季安全采暖等問題。