稠油井注蒸汽管线及井筒热力计算

利用注蒸汽的方法开采稠油时,为了提高注蒸汽的效益,希望尽量减少注蒸汽管线及井筒中蒸汽的压力降和热损失。因此根据注入蒸汽的流量、压力和干度确定注汽井井底的蒸汽参数,或根据井底油层条件选择合理的注汽参数是一项重要工作。本文根据两相流动和传热的综合模型,考虑了蒸汽在注汽管线和井筒中的流动状态及井筒中的不稳定的传热过程,计算注蒸汽时地面管线及井筒中蒸汽的压力降、干度变化及热量损失,编制了计算程序,并有计算实例分析。计算中还考虑了井底油层静压对注汽压力的约束作用。并可根据油井条件,通过计算,选择合理的注汽参数。     

大庆油田注汽系统的优化调整

大庆油田江37区块稠油油藏采用蒸汽吞吐方式进行开采,开采初期井底蒸汽干度低,影响开发效果。通过分析大庆油田注汽系统各环节的热能消耗,得出地面上消耗的热能比较高。通过高压汽水分离器提高锅炉出口干度,降低蒸汽干度损失量,应用球型等干度分配器可实现多口油井注入蒸汽的干度相同;对开采过程中相关的设备进行保温,加强对注汽系统的巡线工作,定期维修注汽系统中损坏的保温层;在注汽方式中,要选择近距离注汽站进行注汽,达到了节能降耗、提高产能的目的。     

稠油热采湿饱和蒸汽流量计量技术在河南油田的应用研究

注蒸汽吞吐开发稠油油田,油层注入蒸汽为湿饱和蒸汽时,计量误差大,为了解决单井注汽精准计量问题,在锥形孔板流量计基础上,引入“差压噪声”理论,建立了湿蒸汽流量、干度双参数测量模型,通过高频采集分析及数据库动态补偿运算,提高不同干度下的流量精度。单台注汽锅炉对单井注汽时,在注汽管线串连接入锥形孔板流量计,通过锅炉进水用电磁流量计来标定蒸汽流量,然后在组合注汽井进行试验,现场应用46井次,湿饱和蒸汽流量计量误差在5%以内,满足了注汽计量要求。     

过热蒸汽性质及其在稠油油藏吞吐开发中的应用——以哈萨克斯坦肯基亚克油田盐上稠油油藏为例

过热蒸汽与普通湿蒸汽相比,具有更高的热焓和更大的比容;采用过热蒸汽进行吞吐开发,不仅提高了井底的蒸汽干度、扩大了蒸汽波及体积;而且过热蒸汽的降黏作用、热膨胀、解堵作用、原油蒸馏率、驱油效率均高于普通湿蒸汽.肯基亚克油田盐上稠油油藏采用直流注汽锅炉与蒸汽再加热装置进行了现场过热蒸汽吞吐试验,试验获得了较好的开发效果,对比盐上稠油油藏普通蒸汽与过热蒸汽的吞吐效果,后者的增产效果显著.     

注汽管线隔热效果测试技术

蒸汽在从锅炉站输送到井口的过程中,由于其温度很高,必然向周围环境散发出大量的热量。蒸汽干度对稠油注蒸汽开发效果的好坏有着直接的、重要的影响,而注汽管线向环境的散热影响干度的变化,因此在地面管线中普遍采用了保温措施。     

深层稠油油藏高干度蒸汽驱物理模拟实验

胜利油田稠油资源丰富,大部分稠油油藏埋藏深、边底水活跃,油藏压力难以降低到5 MPa,矿场实施的常规蒸汽驱井底注汽干度为30%左右,提高采收率幅度不明显。为改善该类稠油油藏蒸汽驱开发效果,基于高干度注汽技术的发展,以孤岛油田中二北Ng5稠油油藏为原型,开展7 MPa压力条件下二维纵向蒸汽驱物理模拟实验,监测分析注汽干度分别为10%,30%,50%的蒸汽驱过程中蒸汽腔的形成和发育状况,研究注汽干度对深层稠油油藏蒸汽驱开发指标的影响规律。实验结果表明:注汽干度对深层稠油蒸汽驱开采效果影响明显,提高注汽干度,地下蒸汽腔形成时间缩短,蒸汽腔扩展距离变大,蒸汽驱结束时间变长,最终采收率明显提高;7 MPa油藏压力条件下,蒸汽驱的蒸汽干度至少应大于50%。井底注汽干度由30%提高到50%可增加胜利油田深层稠油油藏蒸汽驱有效动用储量1.32×108t。     

注蒸汽开发稠油油藏中的井筒热损失分析

注蒸汽开发稠油油藏过程中，为了预测沿井深和随时间变化的蒸汽温度分布、干度分布和蒸汽压力分布、套管和地层温度分布，以及焖井、开井生产过程中温度、压力的变化，首先必须建立注入过程中的井筒-地层温度分布模型。而这一模型建立的基础是井筒热损失的计算分析。文中应用热传递基本理论，通过井筒内能量守恒定理建立起注蒸汽井井筒热损失计算预测模型，重点分析了井筒总传热系数Uto和注汽速度对井筒热损失和井底蒸汽干度的影响，对注蒸汽开发稠油油藏有一定的指导作用。     

注汽锅炉过热及提效改造技术的研究

随着油田开采深度的增加,被广泛使用的湿饱和蒸汽和高干度蒸汽注采方法将受到限制,由于管线和井筒输送损失,到达井底的干度较低,降低了加热效果,因此需提高锅炉出口蒸汽干度,以改善开发效果。辽河油田注汽锅炉平均热效率约89%,距离国家标准规范热效率（92%以上）有一定的差距,还有提效空间。目前热注站汽水分离器产生的25%高温分离水与给水换热后直接外排至联合站,不仅造成了约15%热量的浪费,而且还增加联合站的污水处理费用。为了解决上述问题,采用注汽锅炉过热及提效改造技术,主要包括新增过热段,改造对流段、过渡段保温改造、汽水流程调整以及自控系统升级,其节能降耗效果显著,具有一定的推广价值。     

热采输汽管道蒸汽干度的试验研究

蒸汽吞吐是稠油开采的主导工艺技术,蒸汽干度是注汽工艺的主要参数,提高井底蒸汽干度是提高热采经济效益的核心问题。注入井中的蒸汽干度愈高,能量利用率愈高,热采经济性愈好。由于多种因素的影响,导致输汽系统传输到井底的蒸汽干度较低,严重影响了蒸汽吞吐的效果和热采的经济性。通过模拟试验,分析研究了输汽管道系统蒸汽干度的变化情况,为热采输汽系统工艺设计提供参考。     

过热注汽锅炉在稠油热采工程中的应用

在稠油热采工程中，由于常规注汽锅炉产生的蒸汽干度低，注到井底的蒸汽干度通常不到50％，影响了开采效果，为此需要采用新的高干度过热注汽锅炉。文章结合新疆油田稠油热采注汽开发的基本情况，介绍了新研制的高干度过热注汽锅炉的工作原理、结构特点、现场运行情况及相关技术数据的测试情况等。     

江37区块浅薄层稠油油藏蒸汽吞吐参数优化

大庆油田江37区块稠油开发区原油埋藏浅、油层厚度薄,按照常规稠油油藏注汽参数开采难以有效动用储层。在精细地质建模和历史拟合的基础上,利用数值模拟技术按照不同有效厚度级别对注汽速度、注汽强度、井底干度、闷井时间等注汽参数进行优化并确定其合理范围。研究表明：有效厚度不小于5m的稠油储层,第1周期的注入强度为100t/m,注入速度大于100m³/d,井底干度不小于50%,闷井时间5d为宜;有效厚度小于5m的稠油储层,第1周期的注入强度为120t/m,注入速度大于75m³/d,井底干度不小于50%,闷井时间5d为宜。该技术在矿场试验中取得了较好的开发成果,完成了22口井共计61井次的蒸汽吞吐注汽,累计产油量为2.23×10⁴t。研究成果对浅、薄层蒸汽吞吐合理开发具有应用价值。     

地面蒸汽管线干度影响因素分析

在稠油热采中,井口蒸汽干度是一个十分重要的参数,提高管线出口处蒸汽干度是提高稠油热采经济效益的核心问题.本文基于稠油注汽系统设计规范中管线蒸汽干度计算方法,分析不同参数对其出口蒸汽干度的影响.     

超深层稠油HDCS开发技术研究与应用

胜利油田埕东断裂带超深层特稠油油藏采用常规注蒸汽开发时,存在注汽压力高、井筒热损失大、井底干度低的问题,有效储量动用程度较低。室内实验和数模研究表明:伴蒸汽注入油溶性降黏剂可降低超深层稠油注汽压力;二氧化碳和油溶性降黏剂驱可大幅度提高超深层稠油驱替效率;水平井可提高油层吸汽能力、降低注汽压力,开采效果优于直井。因此,由水平井、油溶性降黏剂、二氧化碳和蒸汽组合形成的HDCS强化采油技术,是开发埕东断裂段超深层稠油的有效方式。     

海上热采井高效注汽及监测工艺研究与应用

渤海油田采用现有热采注汽管柱注汽时井底蒸汽干度低,达不到方案设计要求,同时注汽管柱自身无长效测试功能。 为进一步提升海上油田注汽工艺管柱性能,开展了高效注汽及监测工艺管柱研究。 通过模拟计算,明确了影响注汽管柱隔热效果的影响因素,研制了气凝胶隔热管＋隔热接箍组合管柱,提升了注汽效果;以高温光纤测试技术为基础,结合海上热采井特点和测试需求,优化设计了长效测试工艺。 现场试验表明,高温光纤测试工艺首次成功实现了海上热采井全井筒长效测试,可满足海上热采井长效测试技术需求;通过高温监测数据进行拟合计算,应用高效注汽工艺后,井底干度可达 0.50 以上,注汽效果大幅提升。 配套形成的高效注汽及监测工艺管柱将进一步提高海上稠油规模化热采开发效果。     

稠油注蒸汽热采系统中技术问题的探讨

本文是在对辽河、新疆、胜利等稠油油田设计和生产实际调查的基础上，对提高稠油热采注蒸汽干度、注汽系统在规划、设计过程中进行多方案经济对比及减少注蒸汽管网热损失等技术问题进行了探讨。文章对深度处理锅炉给水，提高锅炉出口蒸汽干度、应用优化设计软件对注汽站站址和注蒸汽管网的布网方式及保温结构实施优化等问题提出了一些初浅的看法，并且针对降低注蒸汽系统热损失，减少蒸汽输送过程中的干度等问题提出了一些建议。     

不断完善蒸汽管理方法 努力提高管控水平

针对风城超稠油油藏蒸汽吞吐开发,为了确保采出的稠油优质优量,热采装置能够高效运作,必须实时准确的对蒸汽干度进行监测。注好汽、注够汽是风城油田稠油开采的生命保证线,蒸汽质量主要体现在锅炉产生的蒸汽干度和过热度情况。一直以来,新疆油田公司风城油田作业区努力确保普通锅炉干度80%~82%,过热锅炉过热度3~10℃。作业区加大对新、老区蒸汽干度的抽查率,严格落实干度三级抽查制和基础工作检查制度,问题锅炉随时汇报并立即整改。蒸汽干度管理从过去只有技术监督站公示监督抽查结果,到2015年稠油采油站、供汽联合站、技术监督站联合对蒸汽干度进行监督抽查、汇总分析、通报结果,管理方法有了质的飞越。截止到2015年11月,公示监督抽查结果14 905台次,比2014年公示2 114台次增加605%。统计分析数据121次。蒸汽干度从过去要求78%合格,到现在要求81%合格,增加3%,使采收率增加3%,增加原油产量达20.6×10~4t。锅炉平均瞬时水量从过去的19.5t/h增加到20 t/h,增加原油产量4.5×10~4t。通过多方配合,实现了每日信息通报,问题不过夜,诊断准确及时的局面,全面增强了蒸汽质量监督水平。     

湿蒸汽发生器运行参数对油井注汽效果的影响

经过稠油热采的大量经验表明,提高湿蒸汽发生器运行参数的偏差,将直接影响蒸汽吞吐的开发效果.讨论了湿蒸汽发生器的蒸汽干度、注汽量、注汽速度、压力等运行参数对油井转周效果和产量的影响,出口各项参数的计量,井口参数的计量和井底参数的跟踪.通过对各项参数的跟踪和测量,可知注汽参数的准确计量对油井的注汽效果及生产周期起重要作用,减小参数的偏差以及加强注汽参数计量工作,可为加强运行参数的精确控制,降低能耗提高稠油采收率起到良好的作用.     

复合高效保温技术研究在克拉玛依油田进行扩大中试

为减少稠油热采注蒸汽管线的散热损失,提高注入油层蒸汽的干度,进而提高稠油热采的节能效果和经济效益,中国石油天然气总公司工程技术研究所与新疆石油管理局合作,开展了有机,无机复合高效保温结构的研究。1985年在克拉玛依油田九区七号站的十三条注气管线保温进行了工程应用试验,取得了优异效果,管道外表面温度比原来的降低9℃,表面散热损失减少64.4％。     

热采井注汽速度对井底蒸汽参数影响的数值分析

蒸汽的注入速度一方面牵涉到热采效果的问题．另一方面牵涉到注蒸汽成本的问题。显然．注汽速度越大．相同时间蒸汽注入量就越多,成本也就越高。合理选择注汽速度可以提高热采效果和降低成本．为此,需要分析注汽速度对井底蒸汽温度、压力、干度等各方面的影响。     

地面注蒸汽管线管径的优化方法

河南油田在稠油热采过程中,发现注汽管线的压降比较大.管径是影响地面注蒸汽管线压降的主要因素之一,根据注入蒸汽的压力和流量来优化管径,优化的经济指标是管线的投资成本和运行成本.在注入8、10及17 MPa不同压力和5、10 t/h不同流量下进行管线组合,从四种管径中优选出适合各自组合的管径.在实际应用中应根据注汽流量来优化管径的大小,在保证蒸汽干度情况下,尽可能采用大管径,以降低压力损失.