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        王莊油田t82稠油區(qū)塊注汽效果評價

        2014-04-06 09:09:20馮勝利中國石化勝利油田有限公司勝利采油廠
        油氣田地面工程 2014年12期
        關(guān)鍵詞:干度潛熱稠油

        馮勝利 中國石化勝利油田有限公司勝利采油廠

        王莊油田t82稠油區(qū)塊注汽效果評價

        馮勝利 中國石化勝利油田有限公司勝利采油廠

        通過王莊油田t82區(qū)塊現(xiàn)場試驗以及對注汽鍋爐相關(guān)指標(biāo)的研究,在高壓低滲區(qū)塊注汽開發(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,對提高注汽開發(fā)效果非常關(guān)鍵。在熱采注汽開發(fā)過程中,應(yīng)根據(jù)不同區(qū)塊、不同井組的實際情況對注汽效果進(jìn)行跟蹤,為動態(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)施的完好對注汽質(zhì)量有較大的影響。對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;開發(fā)效果

        隨著勝利老油區(qū)進(jìn)入開發(fā)后期,難動用區(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是:開發(fā)初期注汽壓力較高,注汽干度一般都比較低。如對于21MPa亞臨界注汽鍋爐,在注汽壓力達(dá)到20MPa時,注汽干度難以達(dá)到50%。

        通過王莊油田t82區(qū)塊現(xiàn)場試驗以及對注汽鍋爐相關(guān)指標(biāo)的研究,在高壓低滲區(qū)塊注汽開發(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,對提高注汽開發(fā)效果非常關(guān)鍵。

        1 影響注汽開發(fā)效果的因素

        1.1 注汽壓力對注汽開發(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)以上計算公式可計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值越來越小,如在壓力達(dá)到21MPa,注汽干度在50%時,汽化潛熱只有462kJ/kg,占比R只有9.84%。二是在較高的壓力下,提升注汽干度對汽化潛熱數(shù)值的影響越來越小,如在壓力達(dá)到20MPa,注汽干度分別在0、50%、70%時,汽化潛熱占比分別為24.44%、12.22%、7.33%。

        1.2 注汽速度對注汽開發(fā)效果的影響

        稠油開發(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。

        通過對注汽熱力損失模擬計算,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,對于高壓注汽來講,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 注汽干度對開發(fā)效果的影響

        數(shù)模及物模技術(shù)和大量的現(xiàn)場生產(chǎn)實踐的結(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,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。

        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實際意義,此時更應(yīng)關(guān)注其他相關(guān)指標(biāo)。

        1.4 故障停爐對注汽干度的影響

        目前注汽干度是指在正常注汽過程中現(xiàn)場化驗數(shù)值的平均值,一般可以理解為瞬時注汽干度平均值,未考慮故障停爐對注汽干度的影響。實際上故障停爐對注汽干度的影響非常大,因此,在統(tǒng)計注汽干度時應(yīng)考慮故障停爐對注汽干度的影響,其能反映注汽質(zhì)量的真實效果。

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

        2 提高注汽效果的方法與試驗

        2.1 注汽參數(shù)的合理選擇

        根據(jù)以上分析,在注汽時注汽壓力、注汽速度、注汽干度與注汽溫度四個主要參數(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。二是在注汽壓力過高的情況下,應(yīng)通過井筒、地面管線流程熱效率測試求得干度和流量的合理匹配,此時,應(yīng)采取較大排量的注汽工藝。不能過分追求干度,降低注汽速度。三是在注汽壓力過高導(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)對注汽質(zhì)量的影響

        鍋爐停機(jī)次數(shù)對注汽干度影響非常大,如果每口井鍋爐停機(jī)次數(shù)超過3次,整口井注汽干度會降低9%~15%,嚴(yán)重時會導(dǎo)致注汽效果極度變差。因此,在鍋爐開爐之前,應(yīng)對設(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)計結(jié)果可以看出,通過采取措施,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 實施新的開采工藝

        實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比。從表1統(tǒng)計數(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。稠油熱采注汽開發(fā)是一個復(fù)雜的開發(fā)工藝,影響因素也較為復(fù)雜,按目前油田專業(yè)分工來講,稠油熱采注汽開發(fā)涉及設(shè)備管理、工藝開發(fā)、地質(zhì)管理等多個系統(tǒng),在注汽過程中需要多部門的協(xié)調(diào),如果只單純注重個性開發(fā)指標(biāo),開發(fā)質(zhì)量將達(dá)不到較理想的開發(fā)效果。

        (2)熱采開發(fā)應(yīng)注重對注汽效果的跟蹤。在熱采注汽開發(fā)過程中,應(yīng)根據(jù)不同區(qū)塊、不同井組的實際情況對注汽效果進(jìn)行跟蹤,為動態(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)施的完好對注汽質(zhì)量有較大的影響。對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,時敏.濕蒸汽發(fā)生器運行參數(shù)對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

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