稠油區(qū)塊注汽干線存在的問題及整改方案

鐘新宇 李占玲 張澤天 王博 張興可 鄧朝敏

1西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院2中國(guó)核工業(yè)建設(shè)集團(tuán)公司3中石油長(zhǎng)慶油田蘇麗格南作業(yè)分公司4河南油田分公司采油二廠

稠油區(qū)塊注汽干線存在的問題及整改方案

鐘新宇1李占玲2張澤天1王博3張興可4鄧朝敏4

1西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院2中國(guó)核工業(yè)建設(shè)集團(tuán)公司3中石油長(zhǎng)慶油田蘇麗格南作業(yè)分公司4河南油田分公司采油二廠

某稠油區(qū)塊注汽干線整改方案設(shè)計(jì)如下：根據(jù)燃煤注汽鍋爐的注汽溫度和壓力，注汽干線材質(zhì)選用20G高壓鍋爐用無縫鋼管（GB5310—1995），干線的設(shè)計(jì)壓力為11.26MPa，設(shè)計(jì)溫度400℃，管道、三通、彎頭的壁厚計(jì)算按《火力發(fā)電廠汽水管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定（DL/ T5054—1995）》有關(guān)規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。從設(shè)計(jì)結(jié)果可以看出，該新建注汽干線可以滿足使用要求，蒸汽到38#注汽站的溫度為340℃左右，處于過熱狀態(tài)，壓力為9.23MPa。

稠油區(qū)塊；注汽干線；壓力損失；蒸汽干度；管徑

1 存在的問題

某稠油區(qū)塊現(xiàn)有油井48口，平均注汽壓力為7.8MPa，年注汽量6.8×104t，由注汽站燃油注汽爐提供干度70%左右的濕飽和蒸汽進(jìn)行蒸汽吞吐開發(fā)。存在的問題：一是注汽干線的阻力損失較大；二是井底蒸汽干度值較低。由于現(xiàn)有注汽干線較長(zhǎng)（如某注汽干線長(zhǎng)度為2.85km）、管徑較?。ǜ晒躣=114mm×9mm、d=76mm×6mm），輸送飽和濕蒸汽時(shí)管線的阻力損失約2.65MPa，無法滿足地質(zhì)部門對(duì)注汽壓力、速度和干度的要求。某稠油區(qū)塊井口的注汽干度為50%～60%，由于干度較低，影響蒸汽的驅(qū)油效果，即注汽效果較差。因此，需要對(duì)注汽管線進(jìn)行整改，以滿足熱采注汽的需要。燃油注汽鍋爐受鍋爐本體結(jié)構(gòu)的限制，注汽鍋爐出口干度不能超過80%，一般在70%左右。井口干度與注汽量、井口和注汽鍋爐之間的距離、注汽管線的保溫層的完好程度等因素有關(guān)。井口干度的提高能有效改善稠油的開發(fā)效果、提高油汽比、增加采收率，就該區(qū)塊來說還可有效動(dòng)用超稠油難采儲(chǔ)量。該區(qū)塊數(shù)模研究表明，在相同注汽量和注汽速度的條件下，井底蒸汽干度對(duì)蒸汽吞吐開發(fā)效果有著較大的影響，蒸汽干度提高20個(gè)百分點(diǎn)，含水率下降3個(gè)百分點(diǎn)，油汽比增加0.172，峰值產(chǎn)油量增加2.1t。

該區(qū)塊蒸汽吞吐試驗(yàn)效果表明，蒸汽干度對(duì)周期產(chǎn)油量和油汽比的影響非常明顯。相關(guān)關(guān)系如下

Qo=-64.0+5.620Xs

OSR=-0.2912+0.0332Xs

式中Qo為單位厚度油層周期產(chǎn)油量（t/m）；OSR為油汽比；Xs為蒸汽干度（%）。

該油田特超稠油轉(zhuǎn)蒸汽驅(qū)開發(fā)，對(duì)井底蒸汽干度的要求更高。從蒸汽驅(qū)采油機(jī)理講，蒸汽干度越高，蒸汽的蒸餾作用、溶解氣驅(qū)、油的混相驅(qū)作用機(jī)理越能得到充分發(fā)揮，可進(jìn)一步提高蒸汽驅(qū)采收率。就蒸汽驅(qū)而言，井底蒸汽干度直接影響到蒸汽驅(qū)開發(fā)的成敗。河南新莊油田BQ57區(qū)蒸汽驅(qū)數(shù)模研究結(jié)果表明，蒸汽干度低于20%是沒有經(jīng)濟(jì)效益的，要取得較好的汽驅(qū)效果，必須確保井底蒸汽干度大于50%。井底蒸汽干度大于50%，蒸汽驅(qū)采收率可達(dá)26%以上，油汽比高于0.2，且蒸汽驅(qū)峰值產(chǎn)量高，峰值到達(dá)時(shí)間早。可見，蒸汽干度對(duì)蒸汽驅(qū)的影響較蒸汽吞吐更為突出。

2 注汽主干線整改方案

某稠油區(qū)塊高淺三區(qū)注汽主干線整改方案設(shè)計(jì)如下：根據(jù)燃煤注汽鍋爐的注汽溫度和壓力，注汽干線材質(zhì)選用20G高壓鍋爐用無縫鋼管（GB5310—1995），干線的設(shè)計(jì)壓力為11.26MPa，設(shè)計(jì)溫度400℃，管道、三通、彎頭的壁厚計(jì)算按《火力發(fā)電廠汽水管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定（DL/T5054—1995）》有關(guān)規(guī)定計(jì)算。注汽干線的內(nèi)層保溫材料使用復(fù)合硅酸鋁鎂管殼，保溫層分兩層錯(cuò)開包扎，保溫層外用一層油氈紙作防水層，兩層玻璃布外刷兩道調(diào)和漆作保護(hù)層。由于注汽管道從農(nóng)田上通過，為了減少管道對(duì)土地耕種產(chǎn)生影響，管線采用中支架架空敷設(shè)，支架高度2.5～3.0m，管線過路采用跨路架，跨路架的下弦高度5.5m左右。在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置部分彈簧支架，以滿足應(yīng)力計(jì)算的要求。注汽干線的熱補(bǔ)償采用自然補(bǔ)償和方形補(bǔ)償器補(bǔ)償相結(jié)合的方式，管道直徑計(jì)算的依據(jù)是控制蒸汽的沿程阻力損失，在保證注汽油井對(duì)注汽壓力和流量要求的前提下，盡量減小注汽管徑，降低投資。具體做法如下：從燃煤注汽站敷設(shè)一條d=159mm×12mm的管線至高淺三區(qū)38#站（2700m），拆除d=159mm× 12mm管線與d=114mm×9mm碰接處至38#站的已有的注汽管線1300m；利用拆除的d=114mm× 9mm注汽干線更換38#站至GQ13井區(qū)1250m的d=76mm×6mm管線，該段管線的保溫層、保護(hù)層、支架更新。

3 結(jié)語

從某稠油區(qū)塊高淺三區(qū)新建注汽干線設(shè)計(jì)的計(jì)算結(jié)果可以看出，該新建注汽干線可以滿足使用要求，蒸汽到38#注汽站的溫度為340℃左右，處于過熱狀態(tài)，壓力為9.23MPa?，F(xiàn)有的單井注汽管線為d=76mm×6mm，管徑較小，單位長(zhǎng)度的阻力損失較大，但注汽站至井口的距離一般在300m以內(nèi)，考慮局部阻力降，單井注汽管線總的阻力降為0.7MPa左右，高淺三區(qū)注汽熱采井的平均注汽壓力為7.8MPa，新建注汽管線可以滿足大部分油井注汽的要求。預(yù)計(jì)井口蒸汽干度可由原來的50%～70%提高至98%以上，可提高油汽比0.172，增加采收率2%～3%。

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.12.020