稠油区块注汽干线存在的问题及整改方案

钟新宇 李占玲 张泽天 王博 张兴可 邓朝敏

1西安石油大学石油工程学院2中国核工业建设集团公司3中石油长庆油田苏丽格南作业分公司4河南油田分公司采油二厂

稠油区块注汽干线存在的问题及整改方案

钟新宇1李占玲2张泽天1王博3张兴可4邓朝敏4

1西安石油大学石油工程学院2中国核工业建设集团公司3中石油长庆油田苏丽格南作业分公司4河南油田分公司采油二厂

某稠油区块注汽干线整改方案设计如下：根据燃煤注汽锅炉的注汽温度和压力，注汽干线材质选用20G高压锅炉用无缝钢管（GB5310—1995），干线的设计压力为11.26MPa，设计温度400℃，管道、三通、弯头的壁厚计算按《火力发电厂汽水管道设计技术规定（DL/ T5054—1995）》有关规定进行计算。从设计结果可以看出，该新建注汽干线可以满足使用要求，蒸汽到38#注汽站的温度为340℃左右，处于过热状态，压力为9.23MPa。

稠油区块；注汽干线；压力损失；蒸汽干度；管径

1 存在的问题

某稠油区块现有油井48口，平均注汽压力为7.8MPa，年注汽量6.8×104t，由注汽站燃油注汽炉提供干度70%左右的湿饱和蒸汽进行蒸汽吞吐开发。存在的问题：一是注汽干线的阻力损失较大；二是井底蒸汽干度值较低。由于现有注汽干线较长（如某注汽干线长度为2.85km）、管径较小（干管d=114mm×9mm、d=76mm×6mm），输送饱和湿蒸汽时管线的阻力损失约2.65MPa，无法满足地质部门对注汽压力、速度和干度的要求。某稠油区块井口的注汽干度为50%～60%，由于干度较低，影响蒸汽的驱油效果，即注汽效果较差。因此，需要对注汽管线进行整改，以满足热采注汽的需要。燃油注汽锅炉受锅炉本体结构的限制，注汽锅炉出口干度不能超过80%，一般在70%左右。井口干度与注汽量、井口和注汽锅炉之间的距离、注汽管线的保温层的完好程度等因素有关。井口干度的提高能有效改善稠油的开发效果、提高油汽比、增加采收率，就该区块来说还可有效动用超稠油难采储量。该区块数模研究表明，在相同注汽量和注汽速度的条件下，井底蒸汽干度对蒸汽吞吐开发效果有着较大的影响，蒸汽干度提高20个百分点，含水率下降3个百分点，油汽比增加0.172，峰值产油量增加2.1t。

该区块蒸汽吞吐试验效果表明，蒸汽干度对周期产油量和油汽比的影响非常明显。相关关系如下

Qo=-64.0+5.620Xs

OSR=-0.2912+0.0332Xs

式中Qo为单位厚度油层周期产油量（t/m）；OSR为油汽比；Xs为蒸汽干度（%）。

该油田特超稠油转蒸汽驱开发，对井底蒸汽干度的要求更高。从蒸汽驱采油机理讲，蒸汽干度越高，蒸汽的蒸馏作用、溶解气驱、油的混相驱作用机理越能得到充分发挥，可进一步提高蒸汽驱采收率。就蒸汽驱而言，井底蒸汽干度直接影响到蒸汽驱开发的成败。河南新庄油田BQ57区蒸汽驱数模研究结果表明，蒸汽干度低于20%是没有经济效益的，要取得较好的汽驱效果，必须确保井底蒸汽干度大于50%。井底蒸汽干度大于50%，蒸汽驱采收率可达26%以上，油汽比高于0.2，且蒸汽驱峰值产量高，峰值到达时间早。可见，蒸汽干度对蒸汽驱的影响较蒸汽吞吐更为突出。

2 注汽主干线整改方案

某稠油区块高浅三区注汽主干线整改方案设计如下：根据燃煤注汽锅炉的注汽温度和压力，注汽干线材质选用20G高压锅炉用无缝钢管（GB5310—1995），干线的设计压力为11.26MPa，设计温度400℃，管道、三通、弯头的壁厚计算按《火力发电厂汽水管道设计技术规定（DL/T5054—1995）》有关规定计算。注汽干线的内层保温材料使用复合硅酸铝镁管壳，保温层分两层错开包扎，保温层外用一层油毡纸作防水层，两层玻璃布外刷两道调和漆作保护层。由于注汽管道从农田上通过，为了减少管道对土地耕种产生影响，管线采用中支架架空敷设，支架高度2.5～3.0m，管线过路采用跨路架，跨路架的下弦高度5.5m左右。在适当的位置设置部分弹簧支架，以满足应力计算的要求。注汽干线的热补偿采用自然补偿和方形补偿器补偿相结合的方式，管道直径计算的依据是控制蒸汽的沿程阻力损失，在保证注汽油井对注汽压力和流量要求的前提下，尽量减小注汽管径，降低投资。具体做法如下：从燃煤注汽站敷设一条d=159mm×12mm的管线至高浅三区38#站（2700m），拆除d=159mm× 12mm管线与d=114mm×9mm碰接处至38#站的已有的注汽管线1300m；利用拆除的d=114mm× 9mm注汽干线更换38#站至GQ13井区1250m的d=76mm×6mm管线，该段管线的保温层、保护层、支架更新。

3 结语

从某稠油区块高浅三区新建注汽干线设计的计算结果可以看出，该新建注汽干线可以满足使用要求，蒸汽到38#注汽站的温度为340℃左右，处于过热状态，压力为9.23MPa。现有的单井注汽管线为d=76mm×6mm，管径较小，单位长度的阻力损失较大，但注汽站至井口的距离一般在300m以内，考虑局部阻力降，单井注汽管线总的阻力降为0.7MPa左右，高浅三区注汽热采井的平均注汽压力为7.8MPa，新建注汽管线可以满足大部分油井注汽的要求。预计井口蒸汽干度可由原来的50%～70%提高至98%以上，可提高油汽比0.172，增加采收率2%～3%。

（栏目主持 张秀丽）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.12.020