稠油开发中高干度蒸汽锅炉的实际应用

稠油开发中高干度蒸汽锅炉的实际应用

李艳萍 王敬敬 陈艳 赵伟伟

胜利油田注汽技术服务中心孤岛注汽项目部

摘要：稠油热采已成为国内外稠油油藏开发的主要方式，借助于蒸汽吞吐的采油方式，通过连续不断地向油层中注入高干度蒸汽，使蒸汽不断加热油层，达到降低地层原油粘度的目的，将原油驱赶到生产井周围并被采到地面上。结果显示：锅炉燃料的选择已由原来单一油燃料发展为现如今的多样化燃料且具备混烧功能。锅炉行业必须充分掌握和运用现代科技手段，强化技术改造能力，才能使生产出来的锅炉在使用过程中更加高效、节能、环保。通过注入蒸汽温度对稠油开采的实际应用，提高注入蒸汽温度，降低了稠油粘度，达到蒸汽驱油作用的良好效果，为稠油油藏提高采收率提供了保障。

关键词：稠油开发；高干度；注汽锅炉；油层能量；实际应用

随着我国加强稠油油田开采开发，注汽锅炉技术得到了有力发展。高干度蒸汽锅炉利用液（气）体燃料在炉膛里燃烧，将经过处理后的原水在锅炉中加热产生的高干度蒸汽注入油层后，关井数日，使蒸汽充分加热油层，再利用油层能量开井回采。通过现场对高干度蒸汽锅炉实际应用，对其使用情况进行了归纳总结。

稠油热采已成为国内外稠油油藏开发的主要方式，据统计，委内瑞拉95%的油田采用热采开发，欧美国家早在20世纪60年代热采即进入工业化生产，我国在生产的热采油田近100个，稠油资源储量大，采出程度低，在未来石油开采中占比将会显著提高。稠油热采的关键设备之一为蒸汽锅炉，稠油通过与水蒸汽在高温作用下发生裂解作用，降低了重质组分含量，增加轻质组分含量，改善原油品质，利于原油的产出。因此高干度蒸汽锅炉的应用在稠油热采开发中起着重要作用，锅炉厂家也对油田注汽锅炉应用的不同工况进行了优化和改造。现场通过注汽锅炉技术的应用大幅度地提高了稠油的采收率。

1锅炉系统结构介绍与现场应用

油田区块设有10口热采井，进行蒸汽吞吐热采开发，需在此区块上配置热采注汽锅炉。区块设置其中一台为项目设计锅炉型号为YZG18-18.1-D高干度蒸汽锅炉，具体参数。注汽锅炉系统主要组成部分。

（1）在锅炉尾部添加烟气余热再利用装置（对流段）。注汽锅炉的热损失主要为排烟热损失，排烟温度一般在240℃左右。利用烟气余热预热注汽锅炉给水，既降低了排烟热损失，又提高了锅炉热效率，在现场实际应用中取得了较好的节能效果。

（2）燃料供给系统设计了伴生气、原油和柴油三种燃料模式，伴生气和原油为主燃料，可实现混烧，柴油为备用燃料。供应所需燃料原油为油田生产分离器输送过来的部分含水原油经过换热、热化学脱水、电脱水器等处理后进入燃料油日用罐，要求原油含水率小于1%。因设施投产初期伴生气产量不能满足锅炉日常使用，现蒸汽锅炉燃料选择为原油和伴生气混烧模式下运行。

（3）处理后的锅炉原水经过柱塞泵加压后压力约为17MPaG左右，为蒸汽注入地层的主要能量源。在实际应用中，受柱塞泵给水温度（≤60℃）要求的限制，锅炉给水温度过高将触发逻辑造成停炉。为提高锅炉运行稳定性，经与厂家沟通，对柱塞泵内部阀片进行更换，可达到增加柱塞泵的给水温度且不影响泵效的要求。经现场多次试验，当蒸汽锅炉给水温度为90℃时不影响柱塞泵的正常运行。

2锅炉蒸汽温度对原油粘度、产量的影响

借助于蒸汽吞吐的采油方式，通过连续不断地向油层中注入高干度蒸汽，使蒸汽不断加热油层，达到降低地层原油粘度的目的，将原油驱赶到生产井周围并被采到地面上。稠油受到温度影响的敏感性极强，通常情况下原油温度每升高10℃，粘度将降低到原来的一半。以1000mPa·s粘度的稠油为例，当温度升高到200℃，原油粘度降低至2mPa·s，实现了“稠油变牛奶”。

2类稠油，原油黏度350~1500mPa·s时，若注热流体驱油层温度能够达到80~100℃时，原油黏度下降到100mPa·s；高值普2类稠油，当原油黏度1500~10000mPa·s时，原油黏度下降到100mPa.s所需要温度为100~130℃。特稠油10000~50000mPa·s，原油黏度下降到100mPa·s所需要的温度为130~150℃。

某区块热采井按照井底注入温度260℃、280℃、300℃、320℃、340℃等5个不同方案预测，统计水平井蒸汽吞吐8周期累产油、累计油汽比和注汽强度关系，随着井底注入温度增大，累产油量升高。现场对蒸汽吞吐井底注汽温度为350℃左右，同时在地面条件允许的范围内尽量提高注汽温度。

3结语

蒸汽驱采油作为提高稠油油藏采收率的一种主要开发手段，被国内外许多油田所广泛采用,但国内现有注汽锅炉出口干度大都维持在75%左右，偏低的注汽干度,使蒸汽到达储层时大部分变成液态水，造成单井产量低，采收率下降等不良现象发生，因此，高干度注汽工艺技术正逐渐成为稠油开采的研究发展方向。

（1）锅炉燃料的选择已由原来单一油燃料发展为现如今的多样化燃料且具备混烧功能。锅炉行业必须充分掌握和运用现代科技手段，强化技术改造能力，才能使生产出来的锅炉在使用过程中更加高效、节能、环保。

（2）通过注入蒸汽温度对稠油开采的实际应用，提高注入蒸汽温度，降低了稠油粘度，达到蒸汽驱油作用的良好效果，为稠油油藏提高采收率提供了保障。

参考文献：

[1]陈泽弘，王春华，崔志强.注汽锅炉在油田中的应用与发展[J].工业加热，2015,44(03):18-20.