稠油注汽熱效率分析與提高措施

謝武嬌（中國石油遼河油田曙光采油廠熱注作業二區，遼寧 盤錦 124010）

我國原油產量中，有極大一部分屬于稠油產量，而且稠油產量所占比例正在逐年上漲。通過注蒸汽熱力技術開采稠油，注汽效果極易受到注汽參數以及其他參數的影響，例如，井底蒸汽干度、周期注汽量、注汽速率以及隔熱油管性能、油層巖石物性參數等。雖然注蒸汽井的管線保溫以及井筒隔熱技術經過長期發展，已經逐漸趨于完善，但在實際開發過程中，仍不可避免的存在熱損失大的問題，因此，對稠油注汽熱效率進行分析與改善具有非常重要的意義。

1 稠油注汽熱效率分析

本文主要通過計算注汽井井筒、地面集輸管線以及注汽鍋爐三個方面的熱效率，分析稠油井注蒸汽熱效率。注汽鍋爐熱效率×地面集輸管線熱效率×注汽井井筒熱效率=稠油井注蒸汽熱效率。對稠油井注蒸汽熱效率的熱損失構成進行全面分析，有利于為注汽系統熱效率的提升提供參考數據。

1.1 鍋爐熱效率計算

鍋爐熱效率計算公式如下：

其中，H′B可以表示為G（hB-h）；η 表示注汽鍋爐的熱效率，單位為%；H′B表示注汽鍋爐的有效利用熱量，單位為kJ/h；G表示蒸汽流量，其具體值與給水流量一致，單位為kg/h；hB表示鍋爐的出口蒸汽比焓，主要影響因素為鍋爐出口蒸汽的干度以及溫度，單位為kJ/kg；h表示鍋爐給水比焓，主要影響因素為鍋爐給水的溫度以及壓力，單位為kJ/kg；B表示繞梁消耗量，單位為kg/h；Q表示燃料應用基低位的發熱量，單位為kJ/kg；i表示燃料物理顯熱，單位為kJ/kg。根據計算結果可知，要想提高鍋爐熱效率，必須對其各項運行參數進行適當調整，并及時維修其運行故障。

1.2 地面管線熱效率

地面管線內，水蒸氣流動所產生的熱效率計算公式如下：

η1=1-ηD

地面管線出現熱損失，主要原因是其保溫層厚度不一致，加之保溫材料存在嚴重的下沉以及滑移問題，導致管道出現底部過厚、頂部過薄的情況，進而喪失保溫動能，造成較大的熱損失，影響其熱效率。

1.3 井筒熱效率

井筒內，水蒸氣流動過程中所產生的熱效率計算公式如下所示：

η2=1-ηJ

1.4 注汽系統熱效率

由于注汽鍋爐熱效率×地面集輸管線熱效率×注氣井井筒熱效率=稠油井注蒸汽熱效率。因此，參考上述三個公式，可得注汽系統熱效率計算公式如下：

其中，η3指代的是注汽系統熱效率，單位為%。

2 提高稠油注汽熱效率的措施

2.1 要對注汽鍋爐的實際運行工況進行合理優化。可以參考正平衡熱力模型，在綜合考慮過了運行規律以及工況參數的基礎上，制定具有較高可行性的工況控制方案。

2.2 參考鍋爐主要指標的實際位置，對鍋爐工況進行準確判斷，及時發現工況異常問題。

2.3 及時調整各項參數，并加大設備維護力度。相關人員要基于三個優化原則的指導，有效優化鍋爐的燃燒參數、運行參數以及維修保養流程，這樣不僅有利于提高鍋爐的平均熱效率，還能有效縮減鍋爐運行的蒸汽耗油量。

2.4 引進配套設施，如復合相變換熱器等，降低鍋爐的排煙溫度，以此來提高其總熱效率，不僅如此，結合配套設施，還能有效延長鍋爐的使用壽命。例如，我國某注汽站鍋爐的排煙溫度原為230℃，在鍋爐尾部安裝了復合相變換熱器后，排煙溫度為150℃，不僅如此，其給水溫度也實現了大幅度上漲，工況一致的情況下，蒸汽耗油量也下降了近4kg，整體運行熱效率提高了近5%。

2.5 結合鍋爐燃料油在燃燒過程中的故障，對綜合配套技術進行集成優化，對燃燒過程進行合理化改善，降低鍋爐運行過程中的積灰速度。

2.6 引進在線燃油摻水超聲乳化設備，提高設備的自動化程度，實現富氧燃燒以及自動清灰，并豐富設備功能，例如，在線監控燃燒工況、強化配風溫度等，這樣有利于避免鍋爐燃燒過程中，出現燃燒不全面、積灰速度過快、排煙溫度過高以及熱損失量較大等問題，進而提高鍋爐熱效率。除此之外，鍋爐經過長期運行，其管線保護層不可避免的會破損，因此，還要定期維護管線保溫層，以此降低鍋爐的熱損失量。并引進全密閉性注汽隔熱工藝，提高井筒熱效率。

3 結語

現階段，我國開發稠油油藏的主要技術手段為注蒸汽開采，該技術不僅有利于提高稠油開發效率，還能強化稠油開發質量，具有非常顯著的現實價值。因此，相關人員必須對其給予高度重視，不斷加大科研力度，提高我國稠油開發綜合效益。

[1]薛瑞新.國內外稠油開采技術研發趨勢[J].科技創新導報，2008(27).