華紅玲 廖柯熹 肖 杰 青 鵬

1.西南石油大學(xué)石油工程學(xué)院,四川 成都 610500；2.中國石化西南石油管理局,四川 成都 610016

0 前言

目前蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)熱采已成為國內(nèi)外稠油開采的主要方式［1］。由于稠油的高黏、高凝特性，使稠油流動性差、集輸難度大［2］。隨著我國稠油油田開發(fā)規(guī)模的擴大，傳統(tǒng)集輸工藝的問題日益顯現(xiàn)，尤其是產(chǎn)量低、含水高的稠油區(qū)塊，必須加快新工藝、新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，以提高稠油熱采整體地面集輸工藝水平，實現(xiàn)效益開發(fā)。

1 稠油熱采地面集輸工藝技術(shù)現(xiàn)狀

中國稠油熱采通常采用蒸汽伴熱降黏集輸工藝；液量采用傳統(tǒng)多井接轉(zhuǎn)單元計量；注汽系統(tǒng)距離熱采井口較遠(yuǎn)，注汽半徑大，井底注入汽干度低；高壓蒸汽鍋爐煙氣及熱含油污水余熱未加以利用。

對于產(chǎn)量較低、含水量大的稠油區(qū)塊，在蒸汽吞吐轉(zhuǎn)為蒸汽驅(qū)及開采中后期時，傳統(tǒng)稠油熱采集輸工藝適應(yīng)性低、集輸效果差。主要表現(xiàn)為以下幾個方面：

a）蒸汽伴熱升溫降黏效果差，熱負(fù)荷大，蒸汽伴熱工藝能耗高；

b）集輸系統(tǒng)難以實現(xiàn)密閉，蒸發(fā)損耗和熱能損耗高［3］；

c）熱采蒸汽鍋爐高溫?zé)煔庵苯优欧?，熱效率低，污水低溫余熱未加以利用，熱能綜合利用率低；

d）蒸汽干度損失大，井底注入汽干度低，熱采效果差；

e）集輸流程較復(fù)雜，集輸效率低，地面工程建設(shè)投資大。

2 稠油熱采高效低耗集輸系統(tǒng)

針對產(chǎn)量較低、含水率較高以及油井相對集中的稠油區(qū)塊，提出采用注采合一污水回?fù)郊敗㈦妱舆x井多通閥集油計量、過熱蒸汽吞吐、蒸汽鍋爐高溫?zé)煔鉄崮芾?、含油污水余熱回收和一體化建站的高效低耗集輸系統(tǒng)，采用密閉的電動選井多通閥配汽管匯、計量接轉(zhuǎn)和注汽系統(tǒng)相結(jié)合的二級布站模式：注采井口→多通閥集油配汽接轉(zhuǎn)站→聯(lián)合站。

2.1 稠油熱采集輸工藝流程

各生產(chǎn)井來油通過注采合一管道進(jìn)入接轉(zhuǎn)站電動選井多通閥，其中不需計量的油井來油進(jìn)入多通閥集油匯管，需計量的油井來油通過多通閥計量口進(jìn)入計量裝置計量后經(jīng)集油匯管進(jìn)入沉降罐，最后輸送至聯(lián)合站進(jìn)行處理。

圖1 稠油地面高效低耗集輸工藝流程

聯(lián)合站內(nèi)脫出的一部分熱含油污水經(jīng)過熱泵回收余熱后，在多通閥集油配汽接轉(zhuǎn)站，同站內(nèi)沉降的污水與注汽鍋爐高溫?zé)煔鈸Q熱后，經(jīng)單井摻液管道輸送至井口，摻到剛采出的原油中。冬季氣溫較低時，可通過熱泵回收聯(lián)合站內(nèi)熱含油污水余熱，使其與污水處理裝置處理后的清水進(jìn)行換熱，用于聯(lián)合站供暖。

稠油熱采注汽階段，過熱蒸汽鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽由配汽管匯進(jìn)行分配，通過注采合一管道向井口注汽。稠油地面高效低耗集輸工藝流程見圖1。

2.2 集輸工藝技術(shù)

2.2.1 注采管線合一

根據(jù)稠油單井吞吐熱采的特點（采油時不注汽、注汽時不采油），將采油、注汽交替使用同一條管線。注采管線合一不僅能滿足注汽和集油要求，節(jié)約單井地面建設(shè)投資(節(jié)省投資約30%)，還簡化了生產(chǎn)管理，避免集油管線在停輸階段因環(huán)境溫度低發(fā)生管線凍堵事故。

2.2.2 選井集油、計量合并建站

多通閥有多個進(jìn)油口（根據(jù)進(jìn)站生產(chǎn)井?dāng)?shù)選型）和2 個出油口（其中1 個進(jìn)計量裝置、1 個進(jìn)集油管匯）。電動選井多通閥通過自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)多井管路與計量裝置連接和自動切換，實現(xiàn)計量接轉(zhuǎn)站內(nèi)選井多通閥集油管匯與計量裝置結(jié)合［4］，使井場來油分別進(jìn)入集油匯管與計量匯管。當(dāng)單井出現(xiàn)故障停產(chǎn)維修時，不影響其它油井生產(chǎn)和計量。多通閥集油計量流程見圖2。

圖2 多通閥集油計量流程

2.2.3 熱含油污水回?fù)浇叼すに?/p>

利用產(chǎn)出液含水高、熱污水資源充足的特點，采用熱含油污水回?fù)?，使原油含水率超過轉(zhuǎn)相點含水率，原油由W/O 型乳狀液轉(zhuǎn)為O/W 型乳狀液，降低原油黏度。摻水量、摻水溫度和摻水壓力根據(jù)稠油的凝固點、反相點、黏度等確定。摻水稠油的綜合含水一般為60%～80%，高出反相點10%～20%［5-6］。

2.2.4 過熱蒸汽鍋爐代替常規(guī)注汽鍋爐

稠油熱采注入井底的蒸汽干度通常要求在70%以上。常規(guī)注汽鍋爐出口蒸汽干度僅為80%，由于高壓蒸汽在注入過程中產(chǎn)生的沿程熱損失，到達(dá)井底的蒸汽干度往往不到50%，無法滿足稠油熱采要求。而過熱蒸汽鍋爐出口蒸汽干度可達(dá)100%，熱焓值得到大大提高，提升了井底注入汽干度。實際生產(chǎn)中，通過對過熱蒸汽鍋爐出口蒸汽干度的控制和加強注采合一管道保溫等措施，降低注汽階段沿程熱損失，實現(xiàn)井底注汽蒸汽干度≥70%，提高稠油熱采效率。

2.2.5 蒸汽鍋爐高溫?zé)煔庥酂峄厥?/p>

鍋爐排煙熱損失占注汽鍋爐熱損失絕大部分［7］，在注汽鍋爐高溫?zé)煔獬隹谠鲈O(shè)換熱器回收煙氣余熱可提高蒸汽鍋爐熱效率。鍋爐排放的高溫?zé)煔馀c脫出的含油污水進(jìn)行換熱，提高脫出含油污水的溫度，然后進(jìn)入污水回?fù)焦芫€，從而提高油井產(chǎn)出液進(jìn)站溫度，減小脫水裝置的熱負(fù)荷。

2.2.6 熱泵回收利用污水余熱

稠油脫除的含油污水蘊含大量低位熱能，利用傳統(tǒng)換熱器回收污水的低焓熱能，熱能利用率低，余熱得不到充分利用。采用成熟的熱泵技術(shù)回收含油污水的低焓熱能，經(jīng)吸收式熱泵提升為高品位熱能，通過供暖系統(tǒng)對站場冬季進(jìn)行供暖［8］。根據(jù)一些油田已投入運行的污水余熱供暖項目分析，其能源利用率比傳統(tǒng)加熱爐供暖提高了20%以上［9］。

表1 稠油熱采高效低能耗集輸工藝技術(shù)特點

采用稠油集輸新工藝、新技術(shù)，可提升中國稠油熱采集輸工藝水平、突出熱能的利用、降低運行成本和能耗，稠油熱采高效低能耗集輸工藝技術(shù)特點見表1。

3 結(jié)論

a）對于原油含水量高、污水資源充足的稠油油田區(qū)塊，采用稠油熱采污水回?fù)郊敼?jié)能工藝技術(shù)，可提高集輸效率、減小熱負(fù)荷和提高熱能綜合利用率。

b）選井集油、計量合并建站可減少油品蒸發(fā)損耗、降低地面集輸系統(tǒng)建設(shè)工程量。

c）采用過熱蒸汽吞吐，可提高井底注入蒸汽干度和稠油熱采效率，提高鍋爐熱效率。

d）加強蒸汽鍋爐煙氣余熱利用和采用熱泵技術(shù)回收熱含油污水余熱，可節(jié)能減排，提升企業(yè)經(jīng)濟效益及社會效益。

e）建議選擇有條件的稠油開采區(qū)塊，通過技術(shù)經(jīng)濟可行性論證，開展稠油熱采高效低能耗集輸工藝技術(shù)現(xiàn)場試驗，提高我國稠油開采的集輸工藝技術(shù)水平和經(jīng)濟效益。

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