淺議注汽鍋爐工藝技術(shù)

王崇剛

摘要：本文以A油田為例，對(duì)不同注汽方式所采用的注汽鍋爐工藝技術(shù)進(jìn)行分析，包括直流濕蒸汽鍋爐工藝、汽水分離技術(shù)以及過(guò)熱蒸汽技術(shù)等，可為其它油田提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

主題詞：注汽方式 注汽鍋爐 工藝技術(shù)

1.前言

對(duì)于稠油油藏，原油粘度高，流動(dòng)性差，地層壓力下難以驅(qū)替至井底開(kāi)采出來(lái)，需要利用高溫蒸汽進(jìn)行熱量交換，降低原油粘度，開(kāi)發(fā)方式主要表現(xiàn)為蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)以及SAGD（蒸汽輔助重力泄油），不同開(kāi)發(fā)方式采用的注汽鍋爐工藝技術(shù)不同，所產(chǎn)生蒸汽溫度及干度存在差異，本文以A油田為例，重點(diǎn)對(duì)稠油油藏注汽鍋爐工藝技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

2.注汽鍋爐工藝技術(shù)

2.1注汽鍋爐用水處理工藝技術(shù)

A油田注汽鍋爐用水主要為油田采出水，通過(guò)“除油+氣浮+過(guò)濾+軟化”工藝流程，對(duì)污水凈化，達(dá)到QS/Y 1275 油田污水回用濕蒸汽發(fā)生器水質(zhì)指標(biāo)。對(duì)于二氧化硅含量高污水，需要采用除硅處理，要求二氧化硅含量≤300mg/L。

2.2蒸汽吞吐模式

污水處理站來(lái)的軟化污水輸送至直流濕蒸汽鍋爐內(nèi)，利用外輸?shù)娜剂嫌蜌饧訜幔?jīng)過(guò)蒸汽發(fā)生器后產(chǎn)生的17.2MPa、354℃、干度為75%的濕飽和蒸汽，經(jīng)管線輸送至注汽吞吐井井口，沿程干度損失5～10%/km，一般井口蒸汽干度70%以上。2020年A油田蒸汽吞吐5800井次，總注汽量1288萬(wàn)噸。

2.3蒸汽驅(qū)模式

蒸汽驅(qū)注汽鍋爐工藝比蒸汽吞吐增加了地面“T型等干度分配器和分層注汽工藝，可實(shí)現(xiàn)多口井同時(shí)注汽驅(qū)油，注汽井可以單層注汽或分層注汽，分層注汽管柱主要有分層汽驅(qū)配汽閥、層間封隔器和層間伸縮器等組成。A油田目前有蒸汽驅(qū)井組150個(gè)，總注汽量685萬(wàn)噸。

2.4 SAGD模式

（1）高干度蒸汽

在常規(guī)濕蒸汽鍋爐基礎(chǔ)上增加汽水分離器，將注汽站出口蒸汽干度由75%提升至99%以上，形成高干度蒸汽，滿足SAGD中深層注汽需求， 配套技術(shù)主要有高溫高壓濕蒸汽汽水分離工藝技術(shù)、高溫分離水熱能綜合利用工藝技術(shù)和注汽鍋爐效率提升技術(shù)。

①高溫高壓濕蒸汽汽水分離工藝技術(shù)

汽水分離技術(shù)主要通過(guò)球形汽水分離裝置將常規(guī)注汽鍋爐產(chǎn)生的干度為75%的濕飽和蒸汽，通過(guò)重力作用、離心作用、折流作用進(jìn)行三級(jí)高效分離，提升為干度≥95%的高干度蒸汽，通過(guò)管線輸送至注汽井口，用于SAGD中深層注汽。

②高溫分離水熱能綜合利用工藝技術(shù)

對(duì)于汽水分離出來(lái)的水（分離水），具有高溫高壓特征，將分離水輸送至耐高溫高壓的水-水熱換器，將一部分高溫分離水替代減壓蒸汽作為注汽站采暖熱源，另一部分高溫分離水輸送至鍋爐給水加熱，綜合利用熱能，節(jié)約燃料成本。

③注汽鍋爐效率提升技術(shù)

一般燃?xì)庾⑵仩t熱效率84%～86%，可通過(guò)更換注汽鍋爐過(guò)渡段、加大對(duì)流段受熱面積、增加蒸發(fā)段，將注汽鍋爐熱效率提升至92%。目前A油田完成55臺(tái)熱效率80%以上注汽鍋爐改造，平均單臺(tái)熱效率提高1.4%。

（2）過(guò)熱蒸汽

過(guò)熱蒸汽是指蒸汽溫度超過(guò)蒸發(fā)溫度，主要應(yīng)用于SAGD超深層儲(chǔ)層注汽，產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽鍋爐工藝技術(shù)主要有4個(gè)，即“直流過(guò)熱注汽鍋爐+汽水分離器+汽水摻混器”、“直流過(guò)熱注汽鍋爐+汽水分離器+MED”、“汽包爐+MVC”和 “直流鍋爐+汽水分離器+ 再熱鍋爐”。

①直流過(guò)熱注汽鍋爐+汽水分離器+汽水摻混器

在常規(guī)濕蒸汽鍋爐基礎(chǔ)上增加汽水分離器、蒸汽過(guò)熱器、汽水摻混器等，將常規(guī)注汽鍋爐升級(jí)為過(guò)熱注汽鍋爐，蒸汽過(guò)熱度5～10℃。

②直流過(guò)熱注汽鍋爐+汽水分離器+MED

在常規(guī)濕蒸汽鍋爐上加裝換熱器及過(guò)熱器，通過(guò)汽水分離器及MED裝置等，在產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高溫分離水回用注汽鍋，能形成蒸汽過(guò)熱度30～50℃。MED又稱閃蒸多效蒸餾，它可將汽水分離器的分離水與蒸汽經(jīng)過(guò)2次及以上的換熱，形成的蒸餾水作為注汽鍋爐的進(jìn)水。

③汽包爐+MVC

MVC水處理技術(shù)是指利用蒸汽壓縮機(jī)對(duì)蒸汽壓縮升溫后，與污水進(jìn)行熱交換，形成蒸餾水回用注汽鍋爐。油田采出水經(jīng)過(guò)MVC處理后，形成脫鹽蒸餾水，經(jīng)汽包鍋爐加熱后形成30～50℃過(guò)熱蒸汽。

④直流鍋爐+汽水分離器+ 再熱鍋爐

將常規(guī)濕蒸汽鍋爐產(chǎn)生的濕蒸汽（15.8MPa、346℃、干度≥75%），經(jīng)過(guò)汽水分離器后的高干度蒸汽（15.6MPa、345℃、干度≥95%），進(jìn)入再熱式過(guò)熱注汽鍋爐過(guò)熱，生產(chǎn)過(guò)熱蒸汽，壓力14.1MPa，溫度390℃，過(guò)熱度53 ℃。

3.結(jié)論

本文對(duì)稠油油藏不同注汽方式所采用的注汽鍋爐工藝技術(shù)進(jìn)行分析，注汽方式包括蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)、SAGD中深層注汽、SAGD超深層注汽，對(duì)應(yīng)的注汽注汽鍋爐工藝技術(shù)分別為直流濕蒸汽鍋爐、直流濕蒸汽鍋爐+T型等干度分配器、常規(guī)濕蒸汽鍋爐+汽水分離器以及過(guò)熱蒸汽技術(shù)工藝，產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽鍋爐工藝技術(shù)有“直流過(guò)熱注汽鍋爐+汽水分離器+汽水摻混器”、“直流過(guò)熱注汽鍋爐+汽水分離器+MED”、“汽包爐+MVC”和 “直流鍋爐+汽水分離器+ 再熱鍋爐”等4個(gè)，本文所分析的注汽鍋爐技術(shù)可為其它油田提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

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