稠油熱采如何促進(jìn)蒸汽熱能優(yōu)化淺談

劉桂萍

【摘要】圍繞稠油熱采機(jī)理分析，針對勝利油田稠油油藏開發(fā)現(xiàn)狀，通過蒸汽熱能優(yōu)化和開展油層分注措施，降低熱能損失，提高油藏的采收率。

【關(guān)鍵詞】稠油熱采 蒸汽熱能優(yōu)化 技術(shù)措施

勝利油田很多區(qū)塊為稠油油藏，由于稠油粘度大，原油井底流動性差，多采用注蒸汽開采為主的工藝措施。注蒸開采成本壓力大，必須以降低注汽量和減少燃料消耗的熱能優(yōu)化工程，改變過去的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，只強(qiáng)調(diào)燃料的消耗，不關(guān)注燃料的熱能轉(zhuǎn)換率，只注重鍋爐出口的熱量，不注重傳輸過程中的熱損失；只注重油層注入量，不注重油層是否被真正的吸收。

一、稠油熱采

通常稱黏度高、相對密度大的原油為稠油。稠油瀝青質(zhì)含量低、膠質(zhì)含量高、金屬含量低，稠油黏度偏高，相對密度則較低。由于稠油與常規(guī)原油的性質(zhì)存在很大差別，使其采油工藝也有很大區(qū)別。稠油與常規(guī)輕質(zhì)原油相比主要有以下特點(diǎn)：黏度高、密度大、流動性差。它不僅增加了開采難度和成本，而且使油田的最終采收率非常低。稠油開采的關(guān)鍵是提高其在油層、井筒及集輸管線中的流動能力。稠油中輕質(zhì)組分含量低，而膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高。稠油黏度對溫度。第三。隨著稠油溫度的升高其黏度顯著降低，這是稠油熱采的主要機(jī)理。

熱處理油層采油技術(shù)是通過向油層提供熱能，提高油層巖石和流體的溫度，從而增大油藏驅(qū)油動力，降低油層流體的黏度，防止油層中的結(jié)蠟現(xiàn)象，減少油層滲流阻力，達(dá)到更好地開采稠油和高凝油的目的。目前，常用的熱處理油層采油技術(shù)主要有注熱流體（如蒸汽和熱水）和火燒油層兩類方法。其中注熱蒸汽處理油層采油方法根據(jù)其采油工藝特點(diǎn)，主要包括蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)動兩種方式。

二、蒸汽熱能優(yōu)化

地面管網(wǎng)散熱分析。注汽管網(wǎng)在輸送高溫蒸汽的過程中。熱損失集中表現(xiàn)在兩方面，一是管網(wǎng)表面的散熱和蒸汽量的損失。地面注汽管線的熱損失主要是因為管線保溫層損壞或者保溫材料密度下降，造成導(dǎo)熱系數(shù)增加，由于保溫層薄，而且保溫管上下厚度差異大造成熱損失嚴(yán)重，保溫能力下降。目前保溫層多采用新型材料，防紫外線抗老化表面，嚴(yán)格執(zhí)行各工序監(jiān)督，確保保溫層密封。

注汽鍋爐綜合控制。注汽鍋爐控制對象復(fù)雜，各參數(shù)之間相互關(guān)聯(lián)相互影響，具有交叉影響的特點(diǎn)，穩(wěn)定的注汽干度必須保證給水流量、燃油、送風(fēng)、蒸汽壓力、溫度大小等綜合變量。目前解決方法很簡單都采用自動控制技術(shù)，從多變量控制角度人手，協(xié)調(diào)各鍋爐注汽變量之間的關(guān)系，抑制注汽鍋爐工藝參數(shù)非線性等因素，改善鍋爐燃燒狀況，穩(wěn)定蒸汽干度，保證注汽鍋爐始終處于平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)。爐效控制的核心是送風(fēng)控制，爐效控制就是優(yōu)化燃料燃燒和空氣比問題。通過采用變頻控風(fēng)機(jī)，實時監(jiān)控，提高燃燒效率，降低送風(fēng)環(huán)節(jié)的用電量和燃料損失。

控制蒸汽量的損失。鍋爐產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)過注汽管線到達(dá)生產(chǎn)井，損失主要有站內(nèi)用汽、閥門滲漏、冬季管線防凍采取的放空措施。站內(nèi)用汽主要是用于管線伴熱、油罐區(qū)加熱、廠房采暖、加熱器消耗等。注汽管線很長，難免有閥門滲漏，生產(chǎn)井井口漏氣等。

降低鍋爐排煙熱損失。采用科學(xué)吹灰技術(shù)，提高注汽鍋爐對流段翅片管吸熱效果，降低鍋爐排煙熱損失。目前應(yīng)用吹灰技術(shù)很多，超聲波、低頻波、射流噴砂、高壓水射流、壓縮空氣人工吹灰、脈沖吹灰等。采用符合現(xiàn)場實際的吹灰和控風(fēng)技術(shù)，降低排煙溫度，合理控制過?？諝庀禂?shù)，對于降低燃料能耗，有效提高鍋爐熱效率。

三、開展油層分注措施

目前稠油互層狀油藏占大多數(shù)，進(jìn)入蒸汽吞吐后期，由于滲透率的差異，表現(xiàn)出生產(chǎn)矛盾日益突出，常規(guī)注汽只能加劇生產(chǎn)矛盾，最終導(dǎo)致油井產(chǎn)量下降。解決的有效辦法是通過分層注汽、分層配汽措施工藝來實現(xiàn)。目前主要有一級兩段、兩級三段等，對各個油層進(jìn)行采用有效的封隔，根據(jù)潛力、厚度、滲透率大小選擇合適的注汽量。減緩層間干擾，控制蒸汽注入量，提高縱向儲層的動用程度。首先根據(jù)油井周期產(chǎn)量、地層參數(shù)、井況資料確實是否能夠采取分注措施，并對注汽時機(jī)進(jìn)行分析和優(yōu)選，選擇潛力大的生產(chǎn)井。其次根據(jù)油藏特點(diǎn)細(xì)分注汽單元，根據(jù)射孔級差、滲透率大小，確定注汽的有效單元和注入量的大小。確定出合理的單元配注及相關(guān)注汽參數(shù)。

稠油分層注汽優(yōu)化設(shè)計是稠油選注工藝的重要指標(biāo)，必須從稠油原始地質(zhì)資料人手，分析油層的非均質(zhì)性、多輪注汽生產(chǎn)史、井況情況等結(jié)合先進(jìn)的數(shù)值模擬技術(shù)，判斷該井是否到注汽時機(jī)、應(yīng)該注多少，采用什么注汽參數(shù)，分注位置在哪兒，以及采用什么配套注汽工藝。在注汽過程中充分考慮井下管柱受熱帶來的長度變化，封隔器下入位置也要考慮其影響因素，注汽管柱的重量大小、受熱伸長的長度、活塞效應(yīng)、井筒產(chǎn)液浮力大小。

自動配汽是針對變化的油藏條件而設(shè)計的，其目的是能夠動態(tài)調(diào)整上下注汽層注汽量的大小，目前蒸汽驅(qū)應(yīng)用比較多。通過調(diào)整，能夠緩解注汽帶來的生產(chǎn)矛盾，達(dá)到理想的分注效果。主要適用于新老油層同時開采，射孔級差不同、層間壓差大、縱向上滲透率差異明顯、含水變化大。稠油分注熱采工藝是提高稠油開采的重要手段，也是減少無效注汽、提高周期產(chǎn)量的重要方法。

四、促進(jìn)蒸汽執(zhí)能優(yōu)化的技術(shù)要點(diǎn)

應(yīng)用科學(xué)的吹灰、控風(fēng)技術(shù)，從而減少排煙熱損失，提高注汽鍋爐整體運(yùn)行效率。通過冬防保溫或者采用新型保溫材料改善注汽管線保溫的效果，減少熱損失，提高注入井底的熱量。通過實施分注分采技術(shù)是提高熱效果的最佳方法，也是提高油藏利用率的關(guān)鍵所在，減少層間矛盾的主要出路，同時可以減少蒸汽的注入量，節(jié)約成本的支出。進(jìn)一步完善自動配汽、套變井的注汽配套研究以及設(shè)計手段。稠油注汽自動控制技術(shù)不受地產(chǎn)壓力影響，按比例加熱油層。熱采鍋爐安裝、干度自動控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)干度自動控制和多參數(shù)計算和顯示，從而保證蒸汽平穩(wěn)，降低了能耗指標(biāo)。影響蒸汽干度的因素很多，燃料的不同、壓力、流量等因素造成熱值不同，鍋爐給水量、送風(fēng)量的變化引起擾動。各種儀表測量和操作的有效性，以及各種參數(shù)準(zhǔn)確度的分析等綜合因素。