淺析煙道氣輔助SAGD試驗(yàn)裝置的設(shè)備選取及工藝流程

李哲(中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010)

淺析煙道氣輔助SAGD試驗(yàn)裝置的設(shè)備選取及工藝流程

李哲(中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和先進(jìn)設(shè)備的使用，稠油熱采中的蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)技術(shù)日益成熟，蒸汽輔助重力泄油技術(shù)（SAGD）就是稠油熱采中的一項(xiàng)較為先進(jìn)的接替性技術(shù)。近年來，SAGD的應(yīng)用更加廣泛，已經(jīng)形成了較具規(guī)模的龐大蒸汽腔，為了使SAGD的開發(fā)更進(jìn)一步，降低生產(chǎn)和操作的成本花費(fèi)，研究了煙道氣輔助SAGD試驗(yàn)，并通過對試驗(yàn)設(shè)備的選取和工藝流程的介紹，為規(guī)?；_發(fā)提供了可靠依據(jù)。

蒸汽吞吐；蒸汽驅(qū)；SAGD;設(shè)備選??；工藝流程

2015年8月遼河油田在SAGD區(qū)塊設(shè)計(jì)了一套煙道氣輔助SAGD試驗(yàn)地面裝置，裝置處理及注氣能力2000m3/h,下面，我淺述一下裝置的選型及工藝流程。

1 試驗(yàn)的設(shè)備選取和材料選擇

1.1 碳鋼管及管材

1.1.1 工藝管線用管

工藝管線中使用到的管道器材，通常情況下包括管子、管件、閥門、墊片以及其他管道組件，工藝管線的用管分類方法比較多，根據(jù)材質(zhì)的不同可分為金屬管、非金屬管；金屬管中又可細(xì)分為鐵管、鋼管和有色金屬管，根據(jù)實(shí)際情況的具體需要，采用相應(yīng)的工藝管線。

1.1.2 管線壁厚選擇

對于管線壁的厚度使用規(guī)范，在2008年修訂的《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》中已經(jīng)給出了明確的使用標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算方法，在進(jìn)行選材和計(jì)算時(shí)要充分結(jié)合具體的施工需要。

1.2 工藝設(shè)備選型

（1）引風(fēng)機(jī)。引風(fēng)機(jī)的主要作用是為煙道氣提供一種微正壓的、具有穩(wěn)定流量的氣源，同時(shí)為了保證電壓和流量的穩(wěn)定性，要求引風(fēng)機(jī)必須自帶變頻器，具體參數(shù)需要按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇。

（2）冷卻器。

通過對相關(guān)資料和數(shù)據(jù)的分析，在本次試驗(yàn)中擬定了一下兩種不同的施工方案：

第一種方案是通過空冷器對煙道氣進(jìn)行減溫冷卻作用，待冷卻到制定溫度后，運(yùn)用臥式分離器把煙道氣冷凝下來的水從空冷器中提取出來。

第二種方案是將空冷器替換成冷水塔，其作用也是對煙道氣進(jìn)行冷卻和降溫，與空冷器不同的是，在冷水塔內(nèi)的水是循環(huán)冷卻的，冷卻水在冷水塔內(nèi)部以自上而下的方式進(jìn)行噴灑，同時(shí)煙道氣逆向的從下往上的循環(huán)流動(dòng)，這樣就保證了冷卻水和煙道氣的最大限度接觸，能夠在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到冷卻煙道氣的目的。另一方面，設(shè)備循環(huán)所產(chǎn)生的熱水與煙道氣中冷凝出的液態(tài)水匯合后從冷水塔的地步流出，通過利用抽水泵的抽水和壓力作用，將地步的水再次輸送到頂部的裝置中，然后這部分水又再次參與冷水塔的循環(huán)冷卻，從而實(shí)現(xiàn)了循環(huán)利用。

兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)對比見表1-3-1。

表1-3-1 空冷與水冷的優(yōu)缺點(diǎn)對比表

優(yōu)點(diǎn)1．空氣在大氣中取得，沒有原料的成本2．采用空冷，廠址選擇不受限制；3．空氣腐蝕性低不需要采取任何清垢措施；4．設(shè)備占地空間較?。?．設(shè)備壓降較低，本工程可控制在1kPa左右。1．冷卻和煙道氣內(nèi)冷凝水的分離同時(shí)進(jìn)行，減少了冷卻后的冷凝水分離裝置；2．循環(huán)水側(cè)換熱系數(shù)較高；3．設(shè)備壓降較低，本工程可控制在1kPa左右。缺點(diǎn)1．空冷器受環(huán)境氣溫的影響；2．空氣側(cè)換熱系數(shù)較低。設(shè)備投資（萬元）耗電量（kW．h/ d）電費(fèi)（萬元/a）凈補(bǔ)水量（t/d）水費(fèi)（萬元/a）30 1．循環(huán)水的冷卻后溫度受環(huán)境氣溫的影響；2．循環(huán)水有一定的蒸發(fā)損耗；3．循環(huán)水的冷卻系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備占地空間較大；4．受水源情況限制。45 264 96 6．7 2．44 -27 2．5

通過上表可以看出，兩種冷卻裝置都能滿組對煙道氣的冷卻作用，空冷器的設(shè)備和建造成本相對便宜，但是在長期運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生較高的費(fèi)用。冷水塔在前期的建造投資花費(fèi)較高，但是年運(yùn)行成本相對便宜，經(jīng)過研究分析和對實(shí)際狀況的綜合考慮，決定采用空冷器實(shí)現(xiàn)煙道氣的冷卻和降溫。

1.3 注氣壓縮機(jī)的選擇

注氣壓縮機(jī)通常情況下分為螺桿壓縮機(jī)、往復(fù)式壓縮機(jī)和離心式壓縮機(jī)。通過對比分析，往復(fù)式壓縮機(jī)由于具有壓力及流量波動(dòng)性使用能力強(qiáng)、工況容易調(diào)節(jié)、流量變化對速率產(chǎn)生的影響較小等優(yōu)點(diǎn)，所以本試驗(yàn)選用此種壓縮機(jī)。

2 煙道氣輔助SAGD的工藝流程簡述

首先，使用吸風(fēng)機(jī)對煙道氣進(jìn)行收集，這是的煙道氣排放壓力設(shè)置為常壓，排放溫度大約在170℃，經(jīng)過空冷器的冷卻降溫作用后，煙道氣溫度大約在45℃，然后通過相應(yīng)的設(shè)備把煙道氣產(chǎn)生的液態(tài)水脫離出去，再用羅茨鼓風(fēng)機(jī)將降溫后的煙道氣壓縮至往復(fù)機(jī)中，在往復(fù)機(jī)中按順序依次經(jīng)過三級壓縮，并通過分子篩的深度脫水作用，之后在往復(fù)機(jī)中再次進(jìn)行四級壓縮，最后通過500m的注氣管分別進(jìn)行注氣井注氣。

[1]楊立強(qiáng)．中深層超稠油直井-水平井組合SAGD理論和實(shí)踐研究[D].中國石油大學(xué)華東博士論文,2007.

李哲（1985-），男,遼寧盤錦人,工程師,本科,主要從事油田地面工程設(shè)計(jì)及研究.