摘 要通過對采油廠現狀調查、分析，提出利用套管氣活動裝置來取代電加熱的思路，并將套管氣加熱活動裝置進行現場試驗及改進。

關鍵詞回收;套管氣;熱力采油;節(jié)能減排

中圖分類號TE357文獻標識碼A文章編號1673-9671-(2009)121-0051-01

隨著采油廠的深入開采，老區(qū)塊含水量增加，產油量下降，特別是輕、中質原油產量呈逐年下降趨勢，采油廠逐漸轉向對稠油的開采。為了降低稠油粘度、提高原油在井筒內的流動能力，一般采用電加熱方式，但電加熱耗電量大。而以燃用套管天然氣的燃燒裝置，能加熱井液，然后將加熱后的的井液注入油井，實現對井筒油流的加熱，同時在井底加裝預混裝置，把注入的井液均勻地摻合到原油中，起到降低流油粘度、提高原油在井筒內的流動能力。這樣以來:一是可以利用油井自產天然氣，減少氣體輸運能耗;二是將原來的電加熱改成自產伴生氣加熱，節(jié)約高質量電源，減少污染，降低采油成本;三是熱載體來自于油井部分井液的加熱循環(huán)，熱媒易得，兼容性強。

1套管天然氣熱力采油工藝簡介

采用正壓非相變傳熱方式，利用導熱油加熱爐加熱導熱油，在熱流體循環(huán)加熱的基礎上，將套管氣的綜合利用技術結合在一起，設計新型加熱裝置利用套管氣作燃料，對部分產出井液進行加熱、脫氣分離，將部分高溫脫氣原油通過空心抽油桿進行回注。由于產出液在井筒舉升過程中是不斷有熱損失的，越靠近地面，溫度越低，這部分高溫脫氣原油在回流過程中通過抽油桿管壁傳熱，能對產出液進行溫度補償，從而提高產出液的溫度，降低其粘度，防止井口結蠟。這樣當系統(tǒng)達到熱平衡時，實現井筒全過程清蠟降粘的目的成為可能。

2新型套管氣活動加熱裝置洗井、熱采的特點

1)該系統(tǒng)的主要作用。(1)洗井作用，該系統(tǒng)通過對有油井內的原油經過過濾、尤其分離然后回注入油井，利用高溫原油對油井起到清洗作用，從而代替了現有的洗井車和其它熱洗裝置。(2)代替電加熱方式，對油井原油進行回注加熱，提高采油溫度，起到升溫減粘的目的，方便采油過程、減少能源損耗。(3)該系統(tǒng)也可進行對地面的原油進行加熱，提高原油溫度，減小原油年度，減少原油運輸的動力損耗，提高經濟效益。

2)該系統(tǒng)的主要優(yōu)、特點。主要優(yōu)點包括:(1)系統(tǒng)利用套管氣進行加熱，減少了伴生氣的排空和放空燃燒，減少了對環(huán)境大氣污染。同時系統(tǒng)避免了當前洗井過程中普遍存在的水資源浪費和污染，從而起到了很好的環(huán)保作用。(2)較高的經濟效益:系統(tǒng)利用套管氣，減少了油田的氣力輸送投資，有效的利用套管氣減少了對電能的使用，經計算該套系統(tǒng)的投資為8萬元，每年的維護費用為0.2萬元左右，遠小于電加熱過程熱力采油的維護使用費用。(3)有利于安全生產。利用燃氣加熱技術，燃用套管氣，不僅避免了油田伴生氣的排放，同時使用更加簡單方便，可以實現無人值守，給油田生產營造了安全穩(wěn)定的環(huán)境。

主要特點包括:(1)效率高。系統(tǒng)利用雙層套管技術，分為內外層對原油和導熱油進行加熱，同時采用了煙氣二次利用，有效降低了排煙溫度，大大提高了爐子的熱效率，爐子加熱效率達到了95%左右。(2)系統(tǒng)簡單，易于維護。由于整個工藝、裝置都比較簡單，因此，在對各個部件進行集成安裝之后，整個系統(tǒng)趨于小型化，簡單方便。(3)系統(tǒng)安全可靠。采用熱媒加熱技術，使得原油不會直接跟火焰面接觸，避免了原油管路過熱點存在，使得管子不存在結焦、燒穿，系統(tǒng)更加偏于安全。

3項目的實施及改進情況

2006年在現河采油廠采油一礦開展現場試驗。由于史深100地區(qū)屬于高壓低滲區(qū)塊，單井產液量低，原油含水低，含蠟量高，長年需要熱洗或電熱桿伴熱生產，原油生產單耗達到157.3kg標煤/噸，成為采油廠節(jié)能降耗的瓶頸。因此，我們首先選擇該區(qū)塊開展先導實驗。

3.1現場實驗情況

1)2006年12月在現河采油廠38隊143—斜46進行試驗加熱93分鐘后，液量升至 13.4m2/d井口井液溫度穩(wěn)定在 69℃，實現熱平衡。經過現場實驗，證明該裝置升溫快，加熱效率高，可以完全替代電加熱、熱洗、加藥降粘等工藝。但存在以下問題:(1)井液升溫后有部分氣體析出，影響泵效，應加裝分離器。(2)裝置體積大，應改為撬裝式，方便活動加熱。(3)控制部分應進一步完善，實現無人值守。

2)2007年3月，課題組對以上問題進行反復改進。改進后，于2007年10月份—08年1月份在現河采油廠29隊史3-9-11進行試驗，加熱30分鐘后參數如下:

現場條件:井口油溫2℃--12℃;環(huán)境溫度 -5℃--8℃;套壓 0.1Mpa--0.12 Mpa;液量 3m2/d;原油結蠟拐點溫度38℃。加熱后:循環(huán)壓力2 Mpa;導熱油溫 98℃;注入井液溫度 90℃;井口井液溫度 70℃。70分鐘后，液量升至 5.1m2/d井口井液溫度穩(wěn)定在 71℃，實現熱平衡。 在試驗中，燃燒套管氣有效地加熱了井筒流油，取得了較好增溫降粘效果，說明了改進的有效性和該工藝的成功性。

3.2項目的改進及應用情況

1)改進情況:(1)開發(fā)了旋流式控制分離器，較好地解決了氣體析出問題。通過附加內盤管式余熱利用裝置，解決了分離器內部存油問題，使裝置清洗更加方便徹底，并延長了裝置的維修周期。(2)加裝了穩(wěn)壓儲氣罐，解決了氣量不足及工作不穩(wěn)的問題。(3)開發(fā)了特種循環(huán)泵，解決了體積大，耗能高的問題。(4)采用加熱換熱一體化的方式，整體效率達90%以上。

2)應用情況:2008年，在采油一礦推廣應用12套該裝置，對高含蠟，稠油等井進行巡回熱洗和升溫降粘工作，取得良好效果。全年共熱洗、清蠟637井次。不僅節(jié)約洗井車輛勞務110余萬元，而且消滅了21口井的電熱桿加熱，節(jié)約電費400余萬元。通過實踐證明，該裝置對于高壓低滲、高含水、高含蠟，稠油等井況，均有良好的應用前景。

4效益分析

4.1經濟效益分析

該技術改造能夠充分利用套管天然氣，一是回收利用自產天然氣，防止放空污染環(huán)境節(jié)約能源;二是將原來電加熱流油改套管天然氣燃燒加熱流油，節(jié)約高質量電能，降低采油成本;三是該裝置有多種用途，例如:油井熱洗清蠟、單井罐及多功能罐的加熱等。具體效益分析如下:

1)節(jié)約洗井車輛勞務:1800元/井次x637井次=114.66萬元

其中柴油節(jié)約量:0.37噸x637井次=235.69噸

人工節(jié)約量:3人x8小時x637井次=15288人工小時

僅按采油一礦2007年實際洗井勞務支出67.31萬元計算。

2)節(jié)約電費:9萬元x21口井=189萬元

3)裝置投入費:10萬元x12套=120萬元

4)總經濟效益=節(jié)約量-投入量=189+67.31-120=136.31萬元

5)投資回收期:

以2007年采油一礦洗井勞務支出為基準計算，得:

投資回收期=投入量/總經濟效益=120/136.31=0.88年

4.2社會效益分析

1)該系統(tǒng)利用套管氣進行加熱，減少了伴生氣的排空和放空燃燒，減少了對環(huán)境大氣污染。同時，節(jié)約235.69噸柴油，并減少了因燃燒造成的排放污染。

2)避免了當前洗井過程中普遍存在的水資源浪費和污染，從而起到了很好的環(huán)保作用;

3)由于熱洗頻次增加，起到了很好的升溫降粘作用，提高了原油流動性。不僅可以提高原油產量，而且可以提高采油效率，降低采油過程電能消耗。

4)有利于安全生產，利用燃氣加熱技術，燃用伴生氣，避免了油田伴生氣的排放，給油田生產營造了安全穩(wěn)定的環(huán)境。

5結論

該技術可完全替代現有的電加熱油井方式，一是回收利用自產天然氣，防止放空污染環(huán)境節(jié)約能源;二是將原來電加熱流油改套管天然氣燃燒加熱流油，節(jié)約高質量電能，降低采油成本;三是該裝置有多種用途，例如:油井熱洗清蠟、單井罐及多功能罐的加熱及采油隊冬季安全采暖等問題。