淺析煙道氣輔助SAGD試驗裝置的設備選取及工藝流程

李哲(中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010)

淺析煙道氣輔助SAGD試驗裝置的設備選取及工藝流程

李哲(中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010)

隨著科學技術的進步和先進設備的使用，稠油熱采中的蒸汽吞吐和蒸汽驅技術日益成熟，蒸汽輔助重力泄油技術（SAGD）就是稠油熱采中的一項較為先進的接替性技術。近年來，SAGD的應用更加廣泛，已經形成了較具規模的龐大蒸汽腔，為了使SAGD的開發更進一步，降低生產和操作的成本花費，研究了煙道氣輔助SAGD試驗，并通過對試驗設備的選取和工藝流程的介紹，為規?；_發提供了可靠依據。

蒸汽吞吐；蒸汽驅；SAGD;設備選??；工藝流程

2015年8月遼河油田在SAGD區塊設計了一套煙道氣輔助SAGD試驗地面裝置，裝置處理及注氣能力2000m3/h,下面，我淺述一下裝置的選型及工藝流程。

1 試驗的設備選取和材料選擇

1.1 碳鋼管及管材

1.1.1 工藝管線用管

工藝管線中使用到的管道器材，通常情況下包括管子、管件、閥門、墊片以及其他管道組件，工藝管線的用管分類方法比較多，根據材質的不同可分為金屬管、非金屬管；金屬管中又可細分為鐵管、鋼管和有色金屬管，根據實際情況的具體需要，采用相應的工藝管線。

1.1.2 管線壁厚選擇

對于管線壁的厚度使用規范，在2008年修訂的《工業金屬管道設計規范》中已經給出了明確的使用標準和計算方法，在進行選材和計算時要充分結合具體的施工需要。

1.2 工藝設備選型

（1）引風機。引風機的主要作用是為煙道氣提供一種微正壓的、具有穩定流量的氣源，同時為了保證電壓和流量的穩定性，要求引風機必須自帶變頻器，具體參數需要按照行業標準進行選擇。

（2）冷卻器。

通過對相關資料和數據的分析，在本次試驗中擬定了一下兩種不同的施工方案：

第一種方案是通過空冷器對煙道氣進行減溫冷卻作用，待冷卻到制定溫度后，運用臥式分離器把煙道氣冷凝下來的水從空冷器中提取出來。

第二種方案是將空冷器替換成冷水塔，其作用也是對煙道氣進行冷卻和降溫，與空冷器不同的是，在冷水塔內的水是循環冷卻的，冷卻水在冷水塔內部以自上而下的方式進行噴灑，同時煙道氣逆向的從下往上的循環流動，這樣就保證了冷卻水和煙道氣的最大限度接觸，能夠在短時間內達到冷卻煙道氣的目的。另一方面，設備循環所產生的熱水與煙道氣中冷凝出的液態水匯合后從冷水塔的地步流出，通過利用抽水泵的抽水和壓力作用，將地步的水再次輸送到頂部的裝置中，然后這部分水又再次參與冷水塔的循環冷卻，從而實現了循環利用。

兩種方案的優缺點對比見表1-3-1。

表1-3-1 空冷與水冷的優缺點對比表

優點1．空氣在大氣中取得，沒有原料的成本2．采用空冷，廠址選擇不受限制；3．空氣腐蝕性低不需要采取任何清垢措施；4．設備占地空間較小；5．設備壓降較低，本工程可控制在1kPa左右。1．冷卻和煙道氣內冷凝水的分離同時進行，減少了冷卻后的冷凝水分離裝置；2．循環水側換熱系數較高；3．設備壓降較低，本工程可控制在1kPa左右。缺點1．空冷器受環境氣溫的影響；2．空氣側換熱系數較低。設備投資（萬元）耗電量（kW．h/ d）電費（萬元/a）凈補水量（t/d）水費（萬元/a）30 1．循環水的冷卻后溫度受環境氣溫的影響；2．循環水有一定的蒸發損耗；3．循環水的冷卻系統復雜，設備占地空間較大；4．受水源情況限制。45 264 96 6．7 2．44 -27 2．5

通過上表可以看出，兩種冷卻裝置都能滿組對煙道氣的冷卻作用，空冷器的設備和建造成本相對便宜，但是在長期運行過程中會產生較高的費用。冷水塔在前期的建造投資花費較高，但是年運行成本相對便宜，經過研究分析和對實際狀況的綜合考慮，決定采用空冷器實現煙道氣的冷卻和降溫。

1.3 注氣壓縮機的選擇

注氣壓縮機通常情況下分為螺桿壓縮機、往復式壓縮機和離心式壓縮機。通過對比分析，往復式壓縮機由于具有壓力及流量波動性使用能力強、工況容易調節、流量變化對速率產生的影響較小等優點，所以本試驗選用此種壓縮機。

2 煙道氣輔助SAGD的工藝流程簡述

首先，使用吸風機對煙道氣進行收集，這是的煙道氣排放壓力設置為常壓，排放溫度大約在170℃，經過空冷器的冷卻降溫作用后，煙道氣溫度大約在45℃，然后通過相應的設備把煙道氣產生的液態水脫離出去，再用羅茨鼓風機將降溫后的煙道氣壓縮至往復機中，在往復機中按順序依次經過三級壓縮，并通過分子篩的深度脫水作用，之后在往復機中再次進行四級壓縮，最后通過500m的注氣管分別進行注氣井注氣。

[1]楊立強．中深層超稠油直井-水平井組合SAGD理論和實踐研究[D].中國石油大學華東博士論文,2007.

李哲（1985-），男,遼寧盤錦人,工程師,本科,主要從事油田地面工程設計及研究.