實施注汽優化工程 提升注汽經濟效益

喬莉萍 崔憲山 秦曄

中圖分類號：TE934.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12296/j.2096-3475.2021.07.075

稠油的采收率是與注汽質量密切相關的，干度波動直接影響原油產量。因此，提高注汽干度，不論從短期上還是長遠上其效益都十分可觀。為確保注汽質量，項目組實施了注汽全過程優化管理，對注汽過程中鍋爐的運行參數的合理性、輸汽管線的合理長度、輸汽流程及井口的保溫等方面進行了全面分析評價，并采取了相應對策，同時對注汽質量考核制度及方法進行了完善修訂。

一、注汽優化工程預實施方案

1.優化鍋爐運行，提高產汽干度

受注汽鍋爐配套的水處理工藝，鍋爐結構設計等因素影響，注汽鍋爐都有其額定注汽干度。如高干度鍋爐額定干度90%，過熱鍋爐額定干度100%，普通鍋爐額定干度80%。另外，安全裕度、設備性能都影響了鍋爐的運行干度。目前單位注汽鍋爐的運行干度都較其額定干度低5～7% 。

為確定注汽鍋爐運行干度的合理指標，我們利用煙氣分析儀測試了鍋爐的熱效率。經分析，熱效率低的主要原因是鍋爐運行參數不合理，部分燃料熱量未轉換為蒸汽的熱量，而是產生了排煙、不完全燃燒等熱損失，造成了燃料的無謂消耗。

因此，通過優化注汽鍋爐運行參數，降低熱損失，提高鍋爐熱效率以提升產汽干度是現實可行的。

2.減少輸熱損失，確保井口干度

注汽鍋爐生產的蒸汽要通過地面輸汽管線進入井筒，再由井筒進入油層。蒸汽在輸送過程中，主要存在沿程散熱損失、蒸汽漏失、裸露不保溫散熱等能量損失。為將輸汽過程中的熱量損失評價由定性轉為定量，在現場，我們對固定注汽、活動注汽的輸汽環節散熱損失進行了現場測量，主要測量了管道保溫層外表面的溫度、管道保溫層外表面的熱流密度。

通過測試，在保溫不完善的情況下，輸汽流程長度在500米時，鍋爐出口至井口熱量散失3.88%，按照蒸汽干度對應熱焓值表計算出井口注汽干度與鍋爐出口干度值相比，降低了約7% 。

為減少輸熱損失，一是對活動鍋爐實施短距離注汽，降低管連接長度。二是應用新型保溫材料，降低沿程熱損失。在固定注汽管網推廣應用鈦陶瓷保溫、管網隔熱管托，活動管線卡箍采用專用保溫體，熱采井口應用保溫裝置。

3.應用在線監測，確保入井干度

由于缺乏便捷有效的檢測手段，長期以來對于井口的注汽質量只能采取定性的分析，缺乏定量的數據。我們評價注汽質量好壞都以鍋爐出口測試蒸汽干度為依據。但是，衡量注汽質量應當以注汽井口蒸汽干度作為評價基準。

為掌握井口注汽質量，我們進行了井口注汽參數在線監控試驗。經過對10口注汽井的試驗，通過測試結果、數據對比檢驗了儀器的可靠性和準確性，實現了井口蒸汽干度、流量、溫度、注汽壓力四項參數的實時監測。

4.完善考核制度，強化過程管理

我們將檢查內容按照ABC分類檢查考核，并推行組室抽查監督、監督站專職監督、三級日常監督等“立體監督體系”，對注汽不合格情況進行網上曝光及處罰。隨著油藏對注汽質量要求的不斷提高及相關配套技術的不斷進步，針對注汽質量的考核內容、考核標準需重新修訂。此次主要是針對注汽鍋爐出口干度、井口干度、保溫管理等做出了明確的規范要求。

二、實施過程

1.優化鍋爐運行參數，推行工況控制法

（1）優化鍋爐運行參數。通過分析空氣過剩系數、排煙溫度對鍋爐熱效率的影響，確定了在確保安全經濟運行的情況下，通過調整燃燒器配風系統，調整空氣/燃料配比，控制空氣過剩系數，調整鍋爐運行參數至合理區間，提升注汽鍋爐燃燒熱效率，以提高產汽干度。

（2）推行“一爐一圖”工況控制辦法。結合每臺鍋爐的工況參數和運行規律，做出工況分析圖，分為合理區、潛力區、過渡區、惡化區四個運行工況。根據鍋爐主要指標在工況圖中所處的位置，來判斷鍋爐工況是否合理及存在問題，實現注汽鍋爐工況管理的定量評價。

2.實施短距離注汽，推廣新型保溫技術

（1）實施活動短距離注汽工程

同固定管網比，活動管線保溫效果差、接口多、使用補償器數量多。根據計算，每1000米活動管線蒸汽干度損失為15%左右。因此，實施活動鍋爐短距離注汽，縮短活動管線的連接長度能夠提高井口注汽質量。我們在保證安全距離的同時，以活動鍋爐鍋爐到井口最近為原則，活動注汽平臺盡量靠近井口，制定出“短距離”注汽最優化實施方案。注汽半徑不得大于300米。項目實施階段，共實施短距離注汽55井次，平均單井注汽管線160米。同時在施工中嚴把注汽管線連接質量，杜絕了沿程漏氣，減少了沿程熱損失。

（2）應用新型保溫技術，降低沿程熱損失。在固定注汽管線推廣使用鈦陶瓷絕熱保溫材料。該類型材料隔熱性能是傳統材料的2到8倍，經現場測試，較常規保溫材料降低3-7℃，節能效果非常可觀。本階段共推廣應用鈦陶瓷保溫4km，同時在活動注汽管線應用保溫型補償器40套，管線卡箍保溫體212套，井口保溫裝置55套。通過推廣應用新型保溫，降低了沿程散熱損失，對確保井口注汽干度起到了關鍵作用。

3.開展井口在線監測，實時監控注汽質量

在項目實施階段，共計完成井口在線監測55井次，測試結果與現場注汽鍋爐數據進行對比，設備測試有效性達到98%。通過數據對比，輸熱管道每增加100米，蒸汽干度下降0.8%左右。

注汽井口蒸汽參數實時監測系統，填補了注汽井口監測的空白。使注汽井數據化管理節點前移，準確及時的反饋油井注汽情況，有利于注汽井管理和動態分析。因此，井口蒸汽測試數據能夠有效的指導注汽生產。

4.強化注汽監督管理，確保優質注汽

（1）提升鍋爐出口干度指標。對全廠各類注汽鍋爐明確干度指標：常規注汽鍋爐2014年蒸汽干度在2013年基礎上提高1%，達到74%;高干度注汽鍋爐≥86%;過熱注汽鍋爐≥92%。

（2）加大專項考核力度。為強化注汽過程的保溫管理，減少沿程熱損失。將活動管線保溫、井口保溫作為A類質量問題列入質量監督和考核的范圍。目前活動管線接頭和注汽井口的保溫得到落實。

（3）改變注汽干度考核點。將注汽質量的考核點由鍋爐出口后移至井口，以井口在線監測設備傳回的干度和注汽量作為考核活動鍋爐注汽質量和注汽量的依據。注汽質量不合格的，注汽干度每下降3%，扣除單井勞務費的10%。注汽干度低于60%不預結算。

三、實施效果

井口注汽干度提高1%，干度提高蒸汽的熱焓值增加，相當于增加12噸蒸汽的熱量。油汽比增加0.7，對應增油量8.4噸。此項目實施后創經濟效益約108.1萬元。

（勝利油田注汽技術服務中心孤東注汽項目部? 山東東營? 257231）