實施注汽優(yōu)化工程 提升注汽經(jīng)濟效益

喬莉萍 崔憲山 秦曄

中圖分類號：TE934.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12296/j.2096-3475.2021.07.075

稠油的采收率是與注汽質(zhì)量密切相關(guān)的，干度波動直接影響原油產(chǎn)量。因此，提高注汽干度，不論從短期上還是長遠上其效益都十分可觀。為確保注汽質(zhì)量，項目組實施了注汽全過程優(yōu)化管理，對注汽過程中鍋爐的運行參數(shù)的合理性、輸汽管線的合理長度、輸汽流程及井口的保溫等方面進行了全面分析評價，并采取了相應(yīng)對策，同時對注汽質(zhì)量考核制度及方法進行了完善修訂。

一、注汽優(yōu)化工程預(yù)實施方案

1.優(yōu)化鍋爐運行，提高產(chǎn)汽干度

受注汽鍋爐配套的水處理工藝，鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計等因素影響，注汽鍋爐都有其額定注汽干度。如高干度鍋爐額定干度90%，過熱鍋爐額定干度100%，普通鍋爐額定干度80%。另外，安全裕度、設(shè)備性能都影響了鍋爐的運行干度。目前單位注汽鍋爐的運行干度都較其額定干度低5～7% 。

為確定注汽鍋爐運行干度的合理指標，我們利用煙氣分析儀測試了鍋爐的熱效率。經(jīng)分析，熱效率低的主要原因是鍋爐運行參數(shù)不合理，部分燃料熱量未轉(zhuǎn)換為蒸汽的熱量，而是產(chǎn)生了排煙、不完全燃燒等熱損失，造成了燃料的無謂消耗。

因此，通過優(yōu)化注汽鍋爐運行參數(shù)，降低熱損失，提高鍋爐熱效率以提升產(chǎn)汽干度是現(xiàn)實可行的。

2.減少輸熱損失，確保井口干度

注汽鍋爐生產(chǎn)的蒸汽要通過地面輸汽管線進入井筒，再由井筒進入油層。蒸汽在輸送過程中，主要存在沿程散熱損失、蒸汽漏失、裸露不保溫散熱等能量損失。為將輸汽過程中的熱量損失評價由定性轉(zhuǎn)為定量，在現(xiàn)場，我們對固定注汽、活動注汽的輸汽環(huán)節(jié)散熱損失進行了現(xiàn)場測量，主要測量了管道保溫層外表面的溫度、管道保溫層外表面的熱流密度。

通過測試，在保溫不完善的情況下，輸汽流程長度在500米時，鍋爐出口至井口熱量散失3.88%，按照蒸汽干度對應(yīng)熱焓值表計算出井口注汽干度與鍋爐出口干度值相比，降低了約7% 。

為減少輸熱損失，一是對活動鍋爐實施短距離注汽，降低管連接長度。二是應(yīng)用新型保溫材料，降低沿程熱損失。在固定注汽管網(wǎng)推廣應(yīng)用鈦陶瓷保溫、管網(wǎng)隔熱管托，活動管線卡箍采用專用保溫體，熱采井口應(yīng)用保溫裝置。

3.應(yīng)用在線監(jiān)測，確保入井干度

由于缺乏便捷有效的檢測手段，長期以來對于井口的注汽質(zhì)量只能采取定性的分析，缺乏定量的數(shù)據(jù)。我們評價注汽質(zhì)量好壞都以鍋爐出口測試蒸汽干度為依據(jù)。但是，衡量注汽質(zhì)量應(yīng)當以注汽井口蒸汽干度作為評價基準。

為掌握井口注汽質(zhì)量，我們進行了井口注汽參數(shù)在線監(jiān)控試驗。經(jīng)過對10口注汽井的試驗，通過測試結(jié)果、數(shù)據(jù)對比檢驗了儀器的可靠性和準確性，實現(xiàn)了井口蒸汽干度、流量、溫度、注汽壓力四項參數(shù)的實時監(jiān)測。

4.完善考核制度，強化過程管理

我們將檢查內(nèi)容按照ABC分類檢查考核，并推行組室抽查監(jiān)督、監(jiān)督站專職監(jiān)督、三級日常監(jiān)督等“立體監(jiān)督體系”，對注汽不合格情況進行網(wǎng)上曝光及處罰。隨著油藏對注汽質(zhì)量要求的不斷提高及相關(guān)配套技術(shù)的不斷進步，針對注汽質(zhì)量的考核內(nèi)容、考核標準需重新修訂。此次主要是針對注汽鍋爐出口干度、井口干度、保溫管理等做出了明確的規(guī)范要求。

二、實施過程

1.優(yōu)化鍋爐運行參數(shù)，推行工況控制法

（1）優(yōu)化鍋爐運行參數(shù)。通過分析空氣過剩系數(shù)、排煙溫度對鍋爐熱效率的影響，確定了在確保安全經(jīng)濟運行的情況下，通過調(diào)整燃燒器配風(fēng)系統(tǒng)，調(diào)整空氣/燃料配比，控制空氣過剩系數(shù)，調(diào)整鍋爐運行參數(shù)至合理區(qū)間，提升注汽鍋爐燃燒熱效率，以提高產(chǎn)汽干度。

（2）推行“一爐一圖”工況控制辦法。結(jié)合每臺鍋爐的工況參數(shù)和運行規(guī)律，做出工況分析圖，分為合理區(qū)、潛力區(qū)、過渡區(qū)、惡化區(qū)四個運行工況。根據(jù)鍋爐主要指標在工況圖中所處的位置，來判斷鍋爐工況是否合理及存在問題，實現(xiàn)注汽鍋爐工況管理的定量評價。

2.實施短距離注汽，推廣新型保溫技術(shù)

（1）實施活動短距離注汽工程

同固定管網(wǎng)比，活動管線保溫效果差、接口多、使用補償器數(shù)量多。根據(jù)計算，每1000米活動管線蒸汽干度損失為15%左右。因此，實施活動鍋爐短距離注汽，縮短活動管線的連接長度能夠提高井口注汽質(zhì)量。我們在保證安全距離的同時，以活動鍋爐鍋爐到井口最近為原則，活動注汽平臺盡量靠近井口，制定出“短距離”注汽最優(yōu)化實施方案。注汽半徑不得大于300米。項目實施階段，共實施短距離注汽55井次，平均單井注汽管線160米。同時在施工中嚴把注汽管線連接質(zhì)量，杜絕了沿程漏氣，減少了沿程熱損失。

（2）應(yīng)用新型保溫技術(shù)，降低沿程熱損失。在固定注汽管線推廣使用鈦陶瓷絕熱保溫材料。該類型材料隔熱性能是傳統(tǒng)材料的2到8倍，經(jīng)現(xiàn)場測試，較常規(guī)保溫材料降低3-7℃，節(jié)能效果非?？捎^。本階段共推廣應(yīng)用鈦陶瓷保溫4km，同時在活動注汽管線應(yīng)用保溫型補償器40套，管線卡箍保溫體212套，井口保溫裝置55套。通過推廣應(yīng)用新型保溫，降低了沿程散熱損失，對確保井口注汽干度起到了關(guān)鍵作用。

3.開展井口在線監(jiān)測，實時監(jiān)控注汽質(zhì)量

在項目實施階段，共計完成井口在線監(jiān)測55井次，測試結(jié)果與現(xiàn)場注汽鍋爐數(shù)據(jù)進行對比，設(shè)備測試有效性達到98%。通過數(shù)據(jù)對比，輸熱管道每增加100米，蒸汽干度下降0.8%左右。

注汽井口蒸汽參數(shù)實時監(jiān)測系統(tǒng)，填補了注汽井口監(jiān)測的空白。使注汽井數(shù)據(jù)化管理節(jié)點前移，準確及時的反饋油井注汽情況，有利于注汽井管理和動態(tài)分析。因此，井口蒸汽測試數(shù)據(jù)能夠有效的指導(dǎo)注汽生產(chǎn)。

4.強化注汽監(jiān)督管理，確保優(yōu)質(zhì)注汽

（1）提升鍋爐出口干度指標。對全廠各類注汽鍋爐明確干度指標：常規(guī)注汽鍋爐2014年蒸汽干度在2013年基礎(chǔ)上提高1%，達到74%;高干度注汽鍋爐≥86%;過熱注汽鍋爐≥92%。

（2）加大專項考核力度。為強化注汽過程的保溫管理，減少沿程熱損失。將活動管線保溫、井口保溫作為A類質(zhì)量問題列入質(zhì)量監(jiān)督和考核的范圍。目前活動管線接頭和注汽井口的保溫得到落實。

（3）改變注汽干度考核點。將注汽質(zhì)量的考核點由鍋爐出口后移至井口，以井口在線監(jiān)測設(shè)備傳回的干度和注汽量作為考核活動鍋爐注汽質(zhì)量和注汽量的依據(jù)。注汽質(zhì)量不合格的，注汽干度每下降3%，扣除單井勞務(wù)費的10%。注汽干度低于60%不預(yù)結(jié)算。

三、實施效果

井口注汽干度提高1%，干度提高蒸汽的熱焓值增加，相當于增加12噸蒸汽的熱量。油汽比增加0.7，對應(yīng)增油量8.4噸。此項目實施后創(chuàng)經(jīng)濟效益約108.1萬元。

（勝利油田注汽技術(shù)服務(wù)中心孤東注汽項目部? 山東東營? 257231）