SAGD注汽系統(tǒng)高干度濕蒸汽流量計(jì)量

張維娜（中油遼河工程有限公司，遼寧　盤錦　124010）

?

SAGD注汽系統(tǒng)高干度濕蒸汽流量計(jì)量

張維娜
（中油遼河工程有限公司，遼寧盤錦124010）

摘要：SAGD注汽系統(tǒng)的濕蒸汽干度通常較高，注汽鍋爐出口需要加裝汽水分離裝置，裝置出口的水蒸汽干度能達(dá)到99%以上?？紤]到沿程損失和干度降，注汽系統(tǒng)中水蒸汽的平均干度一般也超過95%。本文針對(duì)如此高干度的水蒸汽分析，當(dāng)蒸汽體積占比通常達(dá)到98%以上時(shí)，可以簡(jiǎn)化計(jì)量，按照單相流體來設(shè)置流量計(jì)，既能降低工程投資，也能基本滿足生產(chǎn)需求。

關(guān)鍵詞：高干度蒸汽；干度；體積占比；簡(jiǎn)化計(jì)量

SAGD技術(shù)進(jìn)行稠油開發(fā)方式轉(zhuǎn)換，當(dāng)前已成為遼河油田超稠油開發(fā)中的保證穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的一項(xiàng)重要技術(shù)。

在SAGD生產(chǎn)階段，注入蒸汽中只有潛熱部分用于油層的加熱，而注入蒸汽的凝積水部分則以幾乎相同的溫度從生產(chǎn)井中采出，對(duì)地層的加熱不起任何作用。因此，SAGD階段要求的蒸汽干度相當(dāng)高，有利于蒸汽腔的擴(kuò)展，有效地加熱油層，提高洗油效率，增大泄油速度。模擬研究表明，隨著蒸汽干度的提高，SAGD生產(chǎn)效果明顯提高。興Ⅵ組油層當(dāng)井底干度大于70%時(shí)，采出程度維持較高水平，現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能提高井底干度，通常要求井口干度大于95%。

因此，為保證井口干度達(dá)到油藏開發(fā)方案的需求，地面配套系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中需要對(duì)注汽鍋爐出口增加汽水分離裝置，裝置出口的水蒸汽干度能達(dá)到99%以上?？紤]到注汽管網(wǎng)沿程損失和干度降，注汽系統(tǒng)中水蒸汽的平均干度一般也超過95%。

濕蒸汽的計(jì)量方式較復(fù)雜，目前蒸汽流量和干度的測(cè)量方法國(guó)家沒有標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的測(cè)試方法，國(guó)內(nèi)一些油田和科研機(jī)構(gòu)紛紛研制了各自的兩相流流量計(jì)，其功能、原理及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況各不相同。而單相流氣體的計(jì)量相對(duì)簡(jiǎn)單，流量計(jì)和檢定裝置標(biāo)準(zhǔn)比較完善。

根據(jù)《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50316－2000）規(guī)定“汽液混合物中，氣相體積（體積含氣率）在6%～98%范圍內(nèi)時(shí)，宜采用兩相流方法計(jì)算管道壓力損失”，規(guī)范沒有對(duì)流量計(jì)量方法提出建議，但對(duì)兩相流的定義可供參考。

當(dāng)蒸汽干度大于0.9時(shí)，管內(nèi)流體呈霧狀流，汽水不會(huì)在管內(nèi)明顯分層，水滴分布均勻，流體接近單相流。水蒸汽在不同干度（X＝99%、95%、90%）三種情況下，體積含量見表1。

從表1中數(shù)據(jù)可以看出，蒸汽干度在90%以上時(shí)，氣體組份的體積占比均超過98%，液體組份的體積含量小于2%，工程上可以忽略其對(duì)流態(tài)的影響。

當(dāng)體積含氣率超過98%時(shí)，可以將高干度水蒸汽按單相流計(jì)算。不同壓力下，體積含氣率為98%時(shí)對(duì)應(yīng)的蒸汽干度見表2。

從表2中數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)蒸汽壓力P＝10MPa時(shí)，蒸汽體積百分含量在98%時(shí)對(duì)應(yīng)的蒸汽干度在79.8%，可見干度在80%以上時(shí)，兩相流的特征已不明顯，可以近似看作單相流。

地面注汽系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，SAGD注汽參數(shù)通常為壓力8MPa～14MPa，溫度為相應(yīng)壓力下的飽和溫度，干度為95%以上。綜上所述，將SAGD注汽系統(tǒng)的高干度蒸汽簡(jiǎn)化為單相流計(jì)量流量可以大大的簡(jiǎn)化設(shè)備，對(duì)注汽井特別多的工程尤其顯得意義重大。

表1　不同干度蒸汽的體積百分含量（%）

表2　體積占比98%時(shí)蒸汽的干度

參考文獻(xiàn)

[1]《石油和化工工程設(shè)計(jì)工作手冊(cè)》編委會(huì).石油和化工工程設(shè)計(jì)工作手冊(cè)（第七冊(cè)）油氣田與管道公用工程設(shè)計(jì)（下）[M].北京：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2010.

[2] GB50316-2000，工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

中圖分類號(hào)：TP273

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A