馮勝利 中國(guó)石化勝利油田有限公司勝利采油廠

王莊油田t82稠油區(qū)塊注汽效果評(píng)價(jià)

馮勝利 中國(guó)石化勝利油田有限公司勝利采油廠

通過(guò)王莊油田t82區(qū)塊現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)以及對(duì)注汽鍋爐相關(guān)指標(biāo)的研究，在高壓低滲區(qū)塊注汽開(kāi)發(fā)不同的工況下，綜合考慮其他相關(guān)指標(biāo)以及相關(guān)因素，對(duì)提高注汽開(kāi)發(fā)效果非常關(guān)鍵。在熱采注汽開(kāi)發(fā)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)不同區(qū)塊、不同井組的實(shí)際情況對(duì)注汽效果進(jìn)行跟蹤，為動(dòng)態(tài)調(diào)控注汽井注汽強(qiáng)度提供理論依據(jù)和參考指標(biāo)。地面設(shè)備設(shè)施的完好對(duì)注汽質(zhì)量有較大的影響。對(duì)地面管線采取較好的保溫措施可減少熱損失。在加強(qiáng)設(shè)備設(shè)施檢查與維護(hù)的情況下，可有效降低鍋爐故障停機(jī)次數(shù)。

稠油熱采；注汽速度；注汽壓力；注汽干度；鍋爐；開(kāi)發(fā)效果

隨著勝利老油區(qū)進(jìn)入開(kāi)發(fā)后期，難動(dòng)用區(qū)塊特別是稠油低滲區(qū)塊所占比重逐步增大。該區(qū)塊熱采注汽的主要特點(diǎn)是：開(kāi)發(fā)初期注汽壓力較高，注汽干度一般都比較低。如對(duì)于21MPa亞臨界注汽鍋爐，在注汽壓力達(dá)到20MPa時(shí)，注汽干度難以達(dá)到50%。

通過(guò)王莊油田t82區(qū)塊現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)以及對(duì)注汽鍋爐相關(guān)指標(biāo)的研究，在高壓低滲區(qū)塊注汽開(kāi)發(fā)不同的工況下，綜合考慮其他相關(guān)指標(biāo)以及相關(guān)因素，對(duì)提高注汽開(kāi)發(fā)效果非常關(guān)鍵。

1 影響注汽開(kāi)發(fā)效果的因素

1.1 注汽壓力對(duì)注汽開(kāi)發(fā)效果的影響

根據(jù)飽和蒸汽性質(zhì)，飽和蒸汽比焓值關(guān)系計(jì)算公式為

式中r為汽化潛熱（kJ/kg）；h′為飽和水的比焓，即液相焓（kJ/kg）；h″為飽和汽的比焓，即汽相焓（kJ/kg）。

在不同干度下汽化潛熱占比計(jì)算公式為

式中R為不同干度下潛熱占比；x為注汽干度（%）。

根據(jù)以上計(jì)算公式可計(jì)算出不同壓力下飽和濕蒸汽潛熱變化。結(jié)果表明，隨著注汽壓力的升高，一是汽化潛熱占比R值越來(lái)越小，如在壓力達(dá)到21MPa，注汽干度在50%時(shí)，汽化潛熱只有462kJ/kg，占比R只有9.84%。二是在較高的壓力下，提升注汽干度對(duì)汽化潛熱數(shù)值的影響越來(lái)越小，如在壓力達(dá)到20MPa，注汽干度分別在0、50%、70%時(shí)，汽化潛熱占比分別為24.44%、12.22%、7.33%。

1.2 注汽速度對(duì)注汽開(kāi)發(fā)效果的影響

稠油開(kāi)發(fā)關(guān)鍵是將足量的熱量以較快的速度傳遞到稠油層。要獲得好的注汽與開(kāi)采效果，必須保證較大的注汽速度，因此注汽速度與注汽干度同等重要。

通過(guò)對(duì)注汽熱力損失模擬計(jì)算，得出不同注汽速度與井下干度的關(guān)系曲線，如圖1所示。受地下井網(wǎng)沿程熱能損失的影響，井下干度隨注汽速度的降低而降低。如在注汽壓力15MPa，井深在1250m情況下，注汽速度在6t/h情況下比8t/h的注汽干度降低約26.3%。因此，對(duì)于高壓注汽來(lái)講，11t3/h的注汽鍋爐要優(yōu)先保障注汽速度大于8t/h[1]。

圖1 不同注汽速度與井下干度的關(guān)系曲線

1.3 注汽干度對(duì)開(kāi)發(fā)效果的影響

數(shù)模及物模技術(shù)和大量的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)踐的結(jié)果都表明，保證到達(dá)井底油層的蒸汽干度在較高的水平非常重要，蒸汽干度是影響蒸汽吞吐及蒸汽驅(qū)開(kāi)采效果的首要因素[2]。由于濕飽和蒸汽的特性，在相同壓力下，干度越高、比容越大，同樣的注人量蒸汽干度越高，油層加熱體積越大，轉(zhuǎn)周周期越長(zhǎng)，增產(chǎn)效果越好。這主要表現(xiàn)在：在相同注入量的情況下，干度越高熱焓值越大，加熱體積越大，生產(chǎn)周期越長(zhǎng)。

根據(jù)飽和狀態(tài)水和水蒸氣的比容方程[3]，水和水蒸氣性質(zhì)圖表可繪制出不同注汽壓力下注汽液相與汽相比容曲線。從曲線中可以看出，隨著壓力的升高，汽相比容逐步減小。結(jié)合不同壓力下飽和濕蒸汽潛熱變化結(jié)果，在注入壓力較高的情況下，單純提高注汽干度也無(wú)實(shí)際意義，此時(shí)更應(yīng)關(guān)注其他相關(guān)指標(biāo)。

1.4 故障停爐對(duì)注汽干度的影響

目前注汽干度是指在正常注汽過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)化驗(yàn)數(shù)值的平均值，一般可以理解為瞬時(shí)注汽干度平均值，未考慮故障停爐對(duì)注汽干度的影響。實(shí)際上故障停爐對(duì)注汽干度的影響非常大，因此，在統(tǒng)計(jì)注汽干度時(shí)應(yīng)考慮故障停爐對(duì)注汽干度的影響，其能反映注汽質(zhì)量的真實(shí)效果。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)估算，受鍋爐注汽啟爐時(shí)干度低以及沿程熱量隨時(shí)間延長(zhǎng)損失的影響，在注汽過(guò)程中每次停爐2h，平均注汽干度會(huì)降低3%～5%。

2 提高注汽效果的方法與試驗(yàn)

2.1 注汽參數(shù)的合理選擇

根據(jù)以上分析，在注汽時(shí)注汽壓力、注汽速度、注汽干度與注汽溫度四個(gè)主要參數(shù)在設(shè)置上應(yīng)參照以下幾方面原則：一是在注汽壓力允許的情況下，應(yīng)采取較大排量、高干度的注汽工藝。注汽速度降低，將增加井筒以及管線流程熱損失比重，導(dǎo)致井底濕蒸汽干度降低。二是在注汽壓力過(guò)高的情況下，應(yīng)通過(guò)井筒、地面管線流程熱效率測(cè)試求得干度和流量的合理匹配，此時(shí)，應(yīng)采取較大排量的注汽工藝。不能過(guò)分追求干度，降低注汽速度。三是在注汽壓力過(guò)高導(dǎo)致濕蒸汽干度較低、排量也較低的情況下，應(yīng)盡量提高蒸汽溫度。蒸汽溫度作為重要指標(biāo)，應(yīng)盡量接近允許的最高溫度。

2.2 注重鍋爐停機(jī)次數(shù)對(duì)注汽質(zhì)量的影響

鍋爐停機(jī)次數(shù)對(duì)注汽干度影響非常大，如果每口井鍋爐停機(jī)次數(shù)超過(guò)3次，整口井注汽干度會(huì)降低9%～15%，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致注汽效果極度變差。因此，在鍋爐開(kāi)爐之前，應(yīng)對(duì)設(shè)備、注汽管線流程以及注汽井口進(jìn)行充分的檢查與維護(hù)，盡量減少鍋爐故障停機(jī)次數(shù)，縮短停機(jī)時(shí)間。

從王莊油田t82斷塊近幾年鍋爐故障停機(jī)次數(shù)以及注汽干度統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，通過(guò)采取措施，平均停爐次數(shù)由2010年的1.71次/口降低到2013年的0.56次/口，注汽干度則由61.02%提高到71.03%。

2.3 實(shí)施新的開(kāi)采工藝

實(shí)施大砂比壓裂防砂技術(shù)，降低注汽壓力。近幾年油田采用了大砂比壓裂防砂技術(shù)，地下注汽條件得到了較好的改善，注汽壓力明顯降低，注汽干度明顯提高，產(chǎn)油能力得到了較大的提升。

表1為t82區(qū)塊稠油熱采井防砂前后效果對(duì)比。從表1統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出：大砂比壓裂防砂改造后，注汽壓力降低1.3MPa。注汽干度提高13.9%，生產(chǎn)周期延長(zhǎng)39天，油汽比提高0.19，日油能力提高1.9t。

表1 t82區(qū)塊稠油熱采井防砂前后效果對(duì)比

3 結(jié)論

（1）稠油熱采應(yīng)注重注汽綜合指標(biāo)的調(diào)整。稠油熱采注汽開(kāi)發(fā)是一個(gè)復(fù)雜的開(kāi)發(fā)工藝，影響因素也較為復(fù)雜，按目前油田專(zhuān)業(yè)分工來(lái)講，稠油熱采注汽開(kāi)發(fā)涉及設(shè)備管理、工藝開(kāi)發(fā)、地質(zhì)管理等多個(gè)系統(tǒng)，在注汽過(guò)程中需要多部門(mén)的協(xié)調(diào)，如果只單純注重個(gè)性開(kāi)發(fā)指標(biāo)，開(kāi)發(fā)質(zhì)量將達(dá)不到較理想的開(kāi)發(fā)效果。

（2）熱采開(kāi)發(fā)應(yīng)注重對(duì)注汽效果的跟蹤。在熱采注汽開(kāi)發(fā)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)不同區(qū)塊、不同井組的實(shí)際情況對(duì)注汽效果進(jìn)行跟蹤，為動(dòng)態(tài)調(diào)控注汽井注汽強(qiáng)度提供理論依據(jù)和參考指標(biāo)。

（3）熱采注汽應(yīng)注重地面管線的保溫及設(shè)備的完好。地面設(shè)備設(shè)施的完好對(duì)注汽質(zhì)量有較大的影響。對(duì)地面管線采取較好的保溫措施可減少熱損失。在加強(qiáng)設(shè)備設(shè)施檢查與維護(hù)的情況下，可有效降低鍋爐故障停機(jī)次數(shù)。

[1]武占．油田注汽鍋爐[M]．上海：上海交通大學(xué)出版社，2008.

[2]張梅，時(shí)敏．濕蒸汽發(fā)生器運(yùn)行參數(shù)對(duì)油井注汽效果的影響[J]．石油天然氣學(xué)，2008，30（2）：577-578.

[3]李志旺．飽和狀態(tài)水和水蒸汽的比容方程[J]．黑龍江電力技術(shù)，1992，14（1）：2-5.

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.12.006