影響稠油開采中蒸汽吞吐熱損失的因素及改進

代金陽 溫志賀 郭占軍

摘要：在我國稠油開采中，蒸汽吞吐是其中最常見的一種開采方法，一般情況下是作為油田規(guī)模蒸汽驅(qū)開發(fā)之前一個先驅(qū)的開發(fā)方式，是有效提升原油開采率的中重要手段之一。本文圍繞當(dāng)前稠油開采過程中造成蒸汽吞吐井筒熱損失的諸多因素進行了全面深入的分析、研究和探討，提出了一系列改善井筒隔熱效果的方法和措施，希望能夠在未來的開采過程中取得更好的經(jīng)濟效果。

關(guān)鍵詞：稠油;蒸汽吞吐;熱損失;井筒隔熱

引言：所為蒸汽吞吐，實則是一種在稠油開采過程中一種比較常見的方法，其最終的開采效果，通常是由注入井底的蒸汽干度決定的。通過對采收率以及井底干度之間關(guān)系的分析能夠得出：要確保采收的最高效率。井底的干度一般要保證在百分之四十以上。當(dāng)前，我國使用最多的“隔熱管 + 伸縮補償器 + 熱敏金屬封隔器+ 喇叭口”的注汽管柱形式在經(jīng)過多輪次的蒸汽吞吐后，常常會出現(xiàn)隔熱性能較差、熱損失比較嚴(yán)重的情況。在對部分油井進行吸氣剖面測試時，不難得出大部分油井在注汽時井筒的熱損率一般是大于百分之二十，而井底的蒸汽干度并沒有達到百分之四十，進而會使蒸汽吞吐的效果受到了嚴(yán)重的影響。

一、造成井筒熱損失的主要因素

在進行蒸汽吞吐過程中，影響井筒隔熱效果的最關(guān)鍵性因素主要是，當(dāng)前階段所使用的注汽管柱在隔熱技術(shù)上仍然存在一些弊端。

1.隔熱管的影響

隔熱管是蒸汽吞吐中將蒸汽輸送到井下的最主要工具，由于在輸送的過程中的距離較長，因此也會造成更多的熱損耗。當(dāng)前階段，我們開始運用雙層預(yù)應(yīng)力隔熱管，其在隔層部分所充的是惰性氣體，在隔熱管的不斷使用過程中，會嚴(yán)重降低其隔熱性能。除此之外，在長時間的運行過程中，也會造成管柱上絲扣的磨損，使得隔熱管接箍位置出現(xiàn)蒸汽泄漏的現(xiàn)象出現(xiàn)，這也是導(dǎo)致井筒人損失的一個關(guān)鍵性的因素。

2.封隔器的影響

封隔器作為密封油套環(huán)形空間的工具，在進行注汽時，以避免油套環(huán)形空間內(nèi)流入高溫蒸汽，確保保護套管不會因此而出現(xiàn)熱脹的現(xiàn)象使其造成損壞。除此之外，為了能夠最大限度地將熱能輸送到油層當(dāng)中去，因此必須要具備良好的密封性能。現(xiàn)階段，在采集過程中所采用的封隔器一般都是屬于熱敏材質(zhì)，只有注汽能夠達到規(guī)定的溫度時才能實現(xiàn)油套環(huán)空的密封。熱采封隔器的位置都是在注汽管柱的最底部區(qū)域，在對封隔器進行密封之前，少量的蒸汽則會從注汽管柱的低端位置輸送到環(huán)形空間部位，舉升油套環(huán)形空間的液體，在封隔器已經(jīng)密封之后，在環(huán)形空間所積存的液體將無法被正常排出，隔熱性能較低的隔熱管柱加熱油套環(huán)形空間液體，會產(chǎn)生對流，將其中的液體進行交換，這個過程會損耗大量的熱能。因此，液面越高，其對熱量的耗能也會增加。

二、減少井筒熱損失的主要方法

在對蒸汽管柱上提升隔熱性能的研究中，對其在結(jié)構(gòu)上進行優(yōu)化，并有效降低其任亮的消耗是當(dāng)前所要關(guān)注的重點內(nèi)容。

1.加強對隔熱管的改進

結(jié)合現(xiàn)階段開采過程中的隔熱管使用情況來看，首先應(yīng)關(guān)注的是注汽的成本問題，如果大范圍的更換新的管柱是一個不小的工程量。所以，要及時對管柱進行排查，找出其中受損比較嚴(yán)重的隔熱管，并針對井下部分的隔熱管接箍位置安裝隔熱套、密封圈等，并在連接處適當(dāng)加涂一層絲扣油，以此來有效防止管柱中液體的泄漏，僅為將熱損失降到最低范圍內(nèi)。

2.對熱采封隔器進行改進

在對封隔器進行多次的研究中不難發(fā)現(xiàn)，其本身的效能已經(jīng)發(fā)生了相當(dāng)大的改變，有傳統(tǒng)形式上的卡瓦封隔器已經(jīng)慢慢升級成當(dāng)前的熱敏材質(zhì)封隔器，并能夠隨著溫度的上升實現(xiàn)自動密封，這也給實際施工工作帶來了諸多便利。但是不管是任何一種材質(zhì)的封隔器，在其受到溫蒂影響完成密封以后，在封隔器的上端的油套環(huán)空內(nèi)部都會積存一部分蒸汽液體，所以，當(dāng)工作人員在對封隔器進行研究時，可以把封隔器設(shè)定成其中一端具備單流閥的裝置，在進行注汽時借助氮車把套管環(huán)形空間所無法排出的液體擠到地下油層當(dāng)中，以此來清除套管環(huán)空內(nèi)部的蒸汽液體，這樣也能在很大程度上降低井筒中熱量的消耗，與此同時，還能夠很好地實現(xiàn)對套管的保護功能。

3.采用分層注汽技術(shù)

分層注汽技術(shù)是當(dāng)前階段提升油藏動用程度的最高效的方式，也是有效提升蒸汽設(shè)備利用效率的最關(guān)鍵途徑。目前，在進行稠油開采的過程中，我們經(jīng)常會用到的分層注汽技術(shù)主要包括：上下定量、將中間位置進行密封，從上下兩端進行注汽、對設(shè)備上端進行密封從底部進行注汽，也可以將底部密封從上端注汽、以及對多層段進行定量細(xì)分注汽等多種形式。通過運用數(shù)字模擬的方式選擇出最適合的注汽層段，并且根據(jù)相關(guān)的操作流程和規(guī)范，確定所要注汽的實際量度，這些都是實施該技術(shù)過程中比較細(xì)化的工作內(nèi)容。除此之外，還要合理運用專家系統(tǒng)軟件，通過模擬相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，對油井的開采、地質(zhì)以及油層的實際情況進行詳細(xì)的分析和研究，選擇最適合的注汽層段，并明確合理的注汽量，力圖能夠獲得更高效的注汽采油效果。除去以上問題，還要注意在進行分層注汽時，可以將其中含水量較多的層以及受容易到水竄干擾的層實施封堵，單單對油層部分實施注汽。為了確保注汽層能夠獲得更高效的采油效率，在完成注汽后，也可以把含水量較大的層段以及被水沒過的層段進行封堵，只生產(chǎn)注汽層，在進行封堵的過程中，要運用高溫封隔器，防止其出現(xiàn)長期封堵現(xiàn)象，針對部分井課運用一次管柱分層注汽，分層開采的方法。除此之外，還有一部分關(guān)于高溫調(diào)剖以及化學(xué)助劑的選擇性堵水的分析和探究，防止注汽后注汽層的壓力過高使得蒸汽被擠入到其他層級，造成熱量的消耗。以上這些分層注汽方式對于降低井筒內(nèi)部的熱消耗起到了關(guān)鍵性的作用。

三、結(jié)語

綜上所述，在采取有效的井筒隔熱措施以后，能夠快速降低井筒內(nèi)部的熱量流失，提升稠油開采過程中蒸汽吞吐的實際效果。與此同時，為了能夠切實減少注汽時井筒內(nèi)部的熱量損耗，還是存在很多實際問題需要在工作中不斷優(yōu)化和解決的，這不是一項簡單的工作，需要相關(guān)研究人員不斷地加強科學(xué)技術(shù)的研究工作，進而使蒸汽吞吐在稠油開采中發(fā)揮其更大的作用。

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