淺議注汽鍋爐工藝技術

王崇剛

摘要：本文以A油田為例，對不同注汽方式所采用的注汽鍋爐工藝技術進行分析，包括直流濕蒸汽鍋爐工藝、汽水分離技術以及過熱蒸汽技術等，可為其它油田提供借鑒經驗。

主題詞：注汽方式 注汽鍋爐 工藝技術

1.前言

對于稠油油藏，原油粘度高，流動性差，地層壓力下難以驅替至井底開采出來，需要利用高溫蒸汽進行熱量交換，降低原油粘度，開發方式主要表現為蒸汽吞吐、蒸汽驅以及SAGD（蒸汽輔助重力泄油），不同開發方式采用的注汽鍋爐工藝技術不同，所產生蒸汽溫度及干度存在差異，本文以A油田為例，重點對稠油油藏注汽鍋爐工藝技術進行簡單分析。

2.注汽鍋爐工藝技術

2.1注汽鍋爐用水處理工藝技術

A油田注汽鍋爐用水主要為油田采出水，通過“除油+氣浮+過濾+軟化”工藝流程，對污水凈化，達到QS/Y 1275 油田污水回用濕蒸汽發生器水質指標。對于二氧化硅含量高污水，需要采用除硅處理，要求二氧化硅含量≤300mg/L。

2.2蒸汽吞吐模式

污水處理站來的軟化污水輸送至直流濕蒸汽鍋爐內，利用外輸的燃料油氣加熱，經過蒸汽發生器后產生的17.2MPa、354℃、干度為75%的濕飽和蒸汽，經管線輸送至注汽吞吐井井口，沿程干度損失5～10%/km，一般井口蒸汽干度70%以上。2020年A油田蒸汽吞吐5800井次，總注汽量1288萬噸。

2.3蒸汽驅模式

蒸汽驅注汽鍋爐工藝比蒸汽吞吐增加了地面“T型等干度分配器和分層注汽工藝，可實現多口井同時注汽驅油，注汽井可以單層注汽或分層注汽，分層注汽管柱主要有分層汽驅配汽閥、層間封隔器和層間伸縮器等組成。A油田目前有蒸汽驅井組150個，總注汽量685萬噸。

2.4 SAGD模式

（1）高干度蒸汽

在常規濕蒸汽鍋爐基礎上增加汽水分離器，將注汽站出口蒸汽干度由75%提升至99%以上，形成高干度蒸汽，滿足SAGD中深層注汽需求， 配套技術主要有高溫高壓濕蒸汽汽水分離工藝技術、高溫分離水熱能綜合利用工藝技術和注汽鍋爐效率提升技術。

①高溫高壓濕蒸汽汽水分離工藝技術

汽水分離技術主要通過球形汽水分離裝置將常規注汽鍋爐產生的干度為75%的濕飽和蒸汽，通過重力作用、離心作用、折流作用進行三級高效分離，提升為干度≥95%的高干度蒸汽，通過管線輸送至注汽井口，用于SAGD中深層注汽。

②高溫分離水熱能綜合利用工藝技術

對于汽水分離出來的水（分離水），具有高溫高壓特征，將分離水輸送至耐高溫高壓的水-水熱換器，將一部分高溫分離水替代減壓蒸汽作為注汽站采暖熱源，另一部分高溫分離水輸送至鍋爐給水加熱，綜合利用熱能，節約燃料成本。

③注汽鍋爐效率提升技術

一般燃氣注汽鍋爐熱效率84%～86%，可通過更換注汽鍋爐過渡段、加大對流段受熱面積、增加蒸發段，將注汽鍋爐熱效率提升至92%。目前A油田完成55臺熱效率80%以上注汽鍋爐改造，平均單臺熱效率提高1.4%。

（2）過熱蒸汽

過熱蒸汽是指蒸汽溫度超過蒸發溫度，主要應用于SAGD超深層儲層注汽，產生過熱蒸汽鍋爐工藝技術主要有4個，即“直流過熱注汽鍋爐+汽水分離器+汽水摻混器”、“直流過熱注汽鍋爐+汽水分離器+MED”、“汽包爐+MVC”和 “直流鍋爐+汽水分離器+ 再熱鍋爐”。

①直流過熱注汽鍋爐+汽水分離器+汽水摻混器

在常規濕蒸汽鍋爐基礎上增加汽水分離器、蒸汽過熱器、汽水摻混器等，將常規注汽鍋爐升級為過熱注汽鍋爐，蒸汽過熱度5～10℃。

②直流過熱注汽鍋爐+汽水分離器+MED

在常規濕蒸汽鍋爐上加裝換熱器及過熱器，通過汽水分離器及MED裝置等，在產生過熱蒸汽的同時實現了高溫分離水回用注汽鍋，能形成蒸汽過熱度30～50℃。MED又稱閃蒸多效蒸餾，它可將汽水分離器的分離水與蒸汽經過2次及以上的換熱，形成的蒸餾水作為注汽鍋爐的進水。

③汽包爐+MVC

MVC水處理技術是指利用蒸汽壓縮機對蒸汽壓縮升溫后，與污水進行熱交換，形成蒸餾水回用注汽鍋爐。油田采出水經過MVC處理后，形成脫鹽蒸餾水，經汽包鍋爐加熱后形成30～50℃過熱蒸汽。

④直流鍋爐+汽水分離器+ 再熱鍋爐

將常規濕蒸汽鍋爐產生的濕蒸汽（15.8MPa、346℃、干度≥75%），經過汽水分離器后的高干度蒸汽（15.6MPa、345℃、干度≥95%），進入再熱式過熱注汽鍋爐過熱，生產過熱蒸汽，壓力14.1MPa，溫度390℃，過熱度53 ℃。

3.結論

本文對稠油油藏不同注汽方式所采用的注汽鍋爐工藝技術進行分析，注汽方式包括蒸汽吞吐、蒸汽驅、SAGD中深層注汽、SAGD超深層注汽，對應的注汽注汽鍋爐工藝技術分別為直流濕蒸汽鍋爐、直流濕蒸汽鍋爐+T型等干度分配器、常規濕蒸汽鍋爐+汽水分離器以及過熱蒸汽技術工藝，產生過熱蒸汽鍋爐工藝技術有“直流過熱注汽鍋爐+汽水分離器+汽水摻混器”、“直流過熱注汽鍋爐+汽水分離器+MED”、“汽包爐+MVC”和 “直流鍋爐+汽水分離器+ 再熱鍋爐”等4個，本文所分析的注汽鍋爐技術可為其它油田提供借鑒經驗。

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