王文一，陳彩云，賈愛紅，袁燕麗，王靜偉 （河南油田分公司第二采油廠，河南唐河473400）

井樓油田高淺3區(qū)過熱蒸汽吞吐集輸系統(tǒng)適應(yīng)性評價

王文一，陳彩云，賈愛紅，袁燕麗，王靜偉 （河南油田分公司第二采油廠，河南唐河473400）

根據(jù)井樓油田高淺3區(qū)過熱蒸汽地面管線的管徑、長度、保溫層厚度的尺寸數(shù)據(jù)，計算從75t/h燃煤鍋爐出口到高淺3區(qū)井口地面管線中過熱蒸汽物性變化；根據(jù)區(qū)塊各個吞吐井的溫度、壓力、過熱度或者干度、井筒尺寸及油層中深，對各個井的井底蒸汽物性進(jìn)行計算，確定鍋爐出口到井底是否為過熱蒸汽，針對井底蒸汽特點(diǎn)，從而采取合理的注采參數(shù)，為區(qū)塊開發(fā)效果的改善提供依據(jù)。

集輸系統(tǒng)；過熱蒸汽；適應(yīng)性評價

1 地面管線注過熱蒸汽沿程參數(shù)計算

1.1 質(zhì)量守恒方程

管線中的過熱蒸汽是等質(zhì)量流過程，因此有：

式中，ρ1、ρ2分別為入口截面處和出口截面處過熱蒸汽密度，kg/m3；v1、v2分別為入口截面處和出口截面處過熱蒸汽流速，m/s；A 為注汽管線的截面積，m2；is為注入蒸汽的流速，kg/s。

1.2 動量定理

考慮到井筒中過熱蒸汽重力的沖量，由動量定理可得：

式中，dp為過熱蒸汽微元段的壓力降，Pa；ρ為微元體內(nèi)過熱蒸汽平均密度，kg/m3；dz為微元段的長度，m；g為重力加速度，g＝9.81m/s2；θ為管斜角，（°）；τf為過熱蒸汽微元段所受的摩擦力，N。

1.3 能量守恒

考慮過熱蒸汽流動中與井筒壁摩擦產(chǎn)生的能量損失，建立能量守恒方程：

式中，dQ為微元段單位時間內(nèi)向井筒傳遞的熱量，W；dW 為微元段單位時間內(nèi)摩擦力做功，W；hm為微元段內(nèi)過熱蒸汽焓，kJ/kg；ν為微元段內(nèi)過熱蒸汽平均流速，m/s。

高淺3區(qū)2009年各個吞吐井注汽狀況統(tǒng)計見表1，注過熱蒸汽地面管線的管徑、長度、保溫層厚度的尺寸數(shù)據(jù)見表2。表2中吞吐井先共用第一段管線，其長度為1100m，管徑為159mm，保溫層厚度為100mm；其中L917井、L916井和L907井等3口井自第一段管線的出口端進(jìn)入共用的800m管線，而后蒸汽分流進(jìn)入該3口井共用的89mm管線，最后蒸汽經(jīng)60mm管線進(jìn)入各個吞吐井；其余各井均經(jīng)114mm管線而直接分流入60mm管線進(jìn)入吞吐井。根據(jù)計算模型可估算高淺3區(qū)注過熱蒸汽過程中地面管線的沿程熱損失，從而得到不同管線出口端的蒸汽溫度、壓力、過熱度或者蒸汽干度。

2 地面管線動態(tài)分析

根據(jù)表1和2的統(tǒng)計結(jié)果，可以選取第一段管線和第二段管線作為地面共用注汽管線，因此地面共用管線總長度為1900m，總注汽量為12079.3m3，注汽速度可達(dá)70.4m3/h，因此注汽天數(shù)可取7.15d。已知75t鍋爐出口溫度可達(dá)350℃、出口壓力達(dá)到8.5MPa，因此其過熱蒸汽的過熱度為50.6℃。

表1 高淺3區(qū)注過熱蒸汽井注汽狀況統(tǒng)計表

表2 高淺3區(qū)過熱蒸汽地面管線尺寸統(tǒng)計表

高淺3區(qū)在共用管線內(nèi)部分井過熱蒸汽即變?yōu)闈耧柡驼羝?，轉(zhuǎn)相距離為1195m處，即過熱蒸汽進(jìn)入114mm管線后95m處蒸汽干度開始低于1，此時蒸汽溫度為278.8℃，壓力變?yōu)?.25MPa，溫度下降幅度達(dá)到20.33%，壓力下降幅度達(dá)到了26.47%。

由圖1可知，過熱蒸汽溫度和壓力均隨著管線距離的增加而逐漸降低；當(dāng)管線長度達(dá)到1100m處時，溫度和壓力都出現(xiàn)突然降低，其原因是該處為159mm變?yōu)?14mm的接頭處，由于114mm管線細(xì)，過熱蒸汽流動阻力大，使得熱損失和壓力損失大；至1195m處變?yōu)闈耧柡驼羝?，溫度和壓力下降幅度又開始變緩，至地面共用管線出口端時，蒸汽溫度變?yōu)?59.57℃，壓力變?yōu)?.64MPa，蒸汽干度為97.66%，仍然為高干度蒸汽。

圖1 高淺3區(qū)地面共用管線中過熱蒸汽物性變化曲線

圖2 地面共用管線出口端蒸汽物性隨注汽速度的變化曲線

表3 高淺3區(qū)地面共用管線出口端蒸汽物性計算結(jié)果表

3 注汽井筒動態(tài)分析

自共用管線出口端，L916井和L917井共同使用一條分支管線，其長度為100m的89mm管線，而后再各自進(jìn)入進(jìn)井管線；而其他井仍然在114mm管線中流動，其共用長度分別為200、500和900m。根據(jù)前面計算結(jié)果，地面分支管線的入口蒸汽溫度為258.64℃，壓力為4.57MPa，蒸汽干度為98.45%，流量根據(jù)吞吐井注汽量進(jìn)行分配［1］。計算結(jié)果見表4。高淺3區(qū)井口蒸汽為過熱蒸汽的井包括：LGQ13井、L964井、L943井、L935井、L9311井、L9310井、L929井和L917井，其余各井的井口蒸汽均為濕飽和蒸汽。由計算結(jié)果可知，井口為過熱蒸汽的吞吐井，過熱蒸汽達(dá)到井底雖然均變?yōu)闈耧柡驼羝?，但是其干度仍然較高，因此其攜熱量、波及能力、蒸餾效應(yīng)仍然明顯，開發(fā)效果好。

表4 高淺3區(qū)各吞吐井井底蒸汽物性計算結(jié)果表

4 結(jié) 論

1）高淺3區(qū)吞吐井井底蒸汽均變?yōu)闈耧柡驼羝?，但大部分井為高干度蒸汽?/p>

2）高淺3區(qū)地面管線中蒸汽的速度應(yīng)控制在10～20t/h之間，可同時向2～4口井供汽。

3）高淺3區(qū)可采取高干度蒸汽的注采參數(shù)，不采取過熱度為20℃的注采參數(shù)。

［1］周體堯，程林松，何春百，等.注過熱蒸汽井筒沿程參數(shù)及加熱半徑計算模型 ［J］.石油勘探與開發(fā)，2010，37（2）：83～88.

Adaptability of Superheated Steam Soaking Gathering System in Gaoqian 3Area of Jinglou Oilfield

WANG Wen－yi，CHEN Cai－yun，JIA Ai－h(huán)ong，YUAN Yan－li，WANG Jing－wei（Author's Address：The2nd Oil Production Plant，Henan Oilfield Company，SINOPEC，Tanghe473400，Henan，China）

According to the pipe diameters，its length，size of insulation thickness of the superheated steam in Gaoqian 3Area，the physical changes of pipeline from the 75t/h fuel boiler outlet to Gaoqian 3Area were calculated.Based on the temperature，pressure，superheat or dryness，wellbore size and depth of reservoirs of each stimulation wells in the block，the physical property in the well bottom is calculated to determine whether the steam from boiler outlet to the well bottom is superheated steam.According to the features of steam in the bottom，reasonable parameters of steam injecting are taken to provide a basis for improving the effect of oil development.

gathering system；superheated steam；adaptability evaluation

TE375.44

A

1000－9752（2011）06－0322－04

2011－03－31

王文一 （1971－），男，1992年重慶石油學(xué)校畢業(yè)，工程師，現(xiàn)主要從事油藏動態(tài)分析管理工作。

［編輯］ 蕭 雨