小型化蒸汽發(fā)生系統(tǒng)在渤海旅大27—2油田的應用及效果概述

劉權(quán)升 范琳波

摘 要 稠油蒸汽吞吐技術(shù)作為一項成熟、有效的稠油開采技術(shù)已在國內(nèi)外稠油油田得到了廣泛應用。但是海上稠油熱采受到海上平臺作業(yè)甲板面積、承重及吊機起吊能力等條件限制，要求熱采設備必須小型高效化。本文介紹了一種適合海洋特定環(huán)境下新型的小型化高效蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，及其在渤海旅大27-2油田的實際應用情況，為未來海上稠油熱采規(guī)?；a(chǎn)提供了參考。

關(guān)鍵詞 海上平臺；稠油熱采；蒸汽吞吐；小型化

引言

渤海灣地區(qū)稠油資源豐富，資源潛力巨大，稠油資源的開發(fā)將成為渤海地區(qū)未來油氣資源開發(fā)利用的重點。稠油蒸汽吞吐熱采作為稠油開采最為有效的開發(fā)方式在國內(nèi)外已經(jīng)得到充分的論證和試驗。但是，由于海洋特殊條件的限制，海上稠油熱采的開發(fā)尚處于起步階段。研究人員通過技術(shù)革新、裝備研發(fā)，在常規(guī)陸地熱采蒸汽發(fā)生器（熱采注汽鍋爐）的基礎上，成功研制出了一套能夠適應海上平臺工作環(huán)境的小型化蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)。為今后海上稠油的規(guī)模化作業(yè)打好了基礎。

1 小型化蒸汽發(fā)生系統(tǒng)介紹

1.1 系統(tǒng)組成

小型化蒸汽發(fā)生系統(tǒng)分為小型化蒸汽發(fā)生器和小型化軟化水處理器兩部分組成，小型化蒸汽發(fā)生系統(tǒng)是先將平臺水源，經(jīng)過離心泵加壓進入一、二級軟化水罐進行離子交換，去除水中鈣、鎂離子實現(xiàn)水質(zhì)軟化，軟化后的水再經(jīng)過熱力水箱使水加熱至沸點將水中的氧氣排出，實現(xiàn)去除氧的目的。處理完后的軟化水通過高壓柱塞泵增壓至21MPa進入高壓輻射對流盤管區(qū)，同燃燒器所燃燒重油或天然氣放出的高溫煙氣熱進行輻射換熱和對流換熱，將受壓盤管內(nèi)的軟化水加熱到具有一定干度的汽水混合物，再由汽水分離器進行物理分離，最終產(chǎn)生蒸汽干度為90%以上的汽水混合物[1]。

1.2 系統(tǒng)本體結(jié)構(gòu)

小型化蒸汽發(fā)生器分為六部分組成，如圖1。小型化蒸汽發(fā)生器采用圓形立式結(jié)構(gòu)設計，燃燒器通過采用旋風式燃燒專利技術(shù)，可以提高燃燒效率同時也可以減少鍋爐內(nèi)部煙氣不均勻系數(shù)，最大程度的實現(xiàn)爐內(nèi)受熱均勻。由于蒸汽發(fā)生器采用立式結(jié)構(gòu)設計所以大幅降低了平臺使用面積。

1.3 系統(tǒng)用水要求

海上稠油油田熱采用水較為困難，一般采用平臺生產(chǎn)污水和水源井水作為小型化蒸汽發(fā)生器用水，然而小型化發(fā)生系統(tǒng)用水較為嚴格，用水標準嚴格遵循SY/T 0027-2007《稠油注汽系統(tǒng)設計規(guī)范》中規(guī)定。水質(zhì)中硬度、溶解氧、SiO2、油和脂含量標準同國內(nèi)電站鍋爐用水標準相當，而污水含油較多需要經(jīng)過除油和除懸浮物處理再通過軟化水器處理最終進入發(fā)生器，通過這一套水處理技術(shù)，確保發(fā)生器系統(tǒng)用水的安全和可靠[2]。

2 應用效果

目前，小型化蒸汽發(fā)生系統(tǒng)已經(jīng)在渤海油田LD27-2平臺成功進行了A22H井，A23H井的蒸汽吞吐注汽作業(yè)，油井增產(chǎn)效果明顯，僅LD27-2平臺A22H井的第一輪蒸汽吞吐作業(yè)，其注汽量3000t，累計產(chǎn)油8800m3，累計增油就達到了4800m3。

LD27-2蒸汽吞吐作業(yè)是海上平臺蒸汽吞吐先導性試驗，也是小型化蒸汽發(fā)生系統(tǒng)在海上平臺的首次使用，施工過程分為以下幾個系統(tǒng)：

（1）水汽系統(tǒng)：LD27-2平臺蒸汽吞吐注汽作業(yè)選用海水和水源井水混合作為水源，通過海水淡化、鍋爐水處理、除氧水箱進行處理后，將水質(zhì)處理達標滿足鍋爐要求，然后通過高壓柱塞泵泵入鍋爐進行加熱，產(chǎn)生高溫高感度蒸汽，注入油井里。

（2）燃料系統(tǒng)：LD27-2平臺蒸汽吞吐注汽作業(yè)選擇A19h井原油作為鍋爐燒料，通過平臺動力液分離器泵入到原油緩沖罐，再進行沉降脫水，達到含水小于5%的原油燃料要求，直接供給鍋爐燃燒。

（3）電力系統(tǒng)：設備與平臺電系統(tǒng)電纜連接，平臺采用三相四線制用電模式，220V用電依靠變壓器實現(xiàn)。

（4）氮氣系統(tǒng)：在油套環(huán)空內(nèi)部注入純度達到99.9%的氮氣，進行環(huán)空隔熱并防止管柱氧化腐蝕。

由于從前期的小型化裝備設計到后期的工藝方案編寫都是根據(jù)海上平臺作業(yè)條件進行的，也使得現(xiàn)場施工穩(wěn)定順利，海上油田蒸汽吞吐先導性試驗取得了圓滿成功[3]。

3 結(jié)束語

本套小型化蒸汽發(fā)生器在行業(yè)內(nèi)屬于首創(chuàng)，在陸地大型注汽鍋爐的基礎上，結(jié)合海洋平臺的小空間、高腐蝕等特殊環(huán)境要求，在鍋爐本體及性能上做了相應的優(yōu)化設計。鍋爐本體在不改變性能的情況下做的更小，而且采用了模塊化的設計，便于拆卸和設備位置的布局，分保證海上蒸汽發(fā)生系統(tǒng)小型化、模塊化、高效化，能夠適合海上工作環(huán)境和熱采技術(shù)要求，為海上稠油開采提供了全新的工作模式。

綜合各方面因素，在海上稠油熱采領域應該是一種新的嘗試。并且結(jié)合LD27-2A22H、A23H井的蒸汽吞吐注汽先導性試驗來看，增油效果顯著，能夠明顯地體現(xiàn)出該套小型化蒸汽發(fā)生器的高效性能。

參考文獻

[1] 劉文章.中國稠油熱采現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].世界石油業(yè)，1998，14（5）：

15-18.

[2] 陳明.海上稠油熱采技術(shù)探索與實踐[M].北京：石油工業(yè)出版社，

2012：1-64.

[3] 武占.油田注汽鍋爐[M].上海：上海交通大學出版社，2008：39.