稠油注汽热效率分析与提高措施

谢武娇（中国石油辽河油田曙光采油厂热注作业二区，辽宁 盘锦 124010）

我国原油产量中，有极大一部分属于稠油产量，而且稠油产量所占比例正在逐年上涨。通过注蒸汽热力技术开采稠油，注汽效果极易受到注汽参数以及其他参数的影响，例如，井底蒸汽干度、周期注汽量、注汽速率以及隔热油管性能、油层岩石物性参数等。虽然注蒸汽井的管线保温以及井筒隔热技术经过长期发展，已经逐渐趋于完善，但在实际开发过程中，仍不可避免的存在热损失大的问题，因此，对稠油注汽热效率进行分析与改善具有非常重要的意义。

1 稠油注汽热效率分析

本文主要通过计算注汽井井筒、地面集输管线以及注汽锅炉三个方面的热效率，分析稠油井注蒸汽热效率。注汽锅炉热效率×地面集输管线热效率×注汽井井筒热效率=稠油井注蒸汽热效率。对稠油井注蒸汽热效率的热损失构成进行全面分析，有利于为注汽系统热效率的提升提供参考数据。

1.1 锅炉热效率计算

锅炉热效率计算公式如下：

其中，H′B可以表示为G（hB-h）；η 表示注汽锅炉的热效率，单位为%；H′B表示注汽锅炉的有效利用热量，单位为kJ/h；G表示蒸汽流量，其具体值与给水流量一致，单位为kg/h；hB表示锅炉的出口蒸汽比焓，主要影响因素为锅炉出口蒸汽的干度以及温度，单位为kJ/kg；h表示锅炉给水比焓，主要影响因素为锅炉给水的温度以及压力，单位为kJ/kg；B表示绕梁消耗量，单位为kg/h；Q表示燃料应用基低位的发热量，单位为kJ/kg；i表示燃料物理显热，单位为kJ/kg。根据计算结果可知，要想提高锅炉热效率，必须对其各项运行参数进行适当调整，并及时维修其运行故障。

1.2 地面管线热效率

地面管线内，水蒸气流动所产生的热效率计算公式如下：

η1=1-ηD

地面管线出现热损失，主要原因是其保温层厚度不一致，加之保温材料存在严重的下沉以及滑移问题，导致管道出现底部过厚、顶部过薄的情况，进而丧失保温动能，造成较大的热损失，影响其热效率。

1.3 井筒热效率

井筒内，水蒸气流动过程中所产生的热效率计算公式如下所示：

η2=1-ηJ

1.4 注汽系统热效率

由于注汽锅炉热效率×地面集输管线热效率×注气井井筒热效率=稠油井注蒸汽热效率。因此，参考上述三个公式，可得注汽系统热效率计算公式如下：

其中，η3指代的是注汽系统热效率，单位为%。

2 提高稠油注汽热效率的措施

2.1 要对注汽锅炉的实际运行工况进行合理优化。可以参考正平衡热力模型，在综合考虑过了运行规律以及工况参数的基础上，制定具有较高可行性的工况控制方案。

2.2 参考锅炉主要指标的实际位置，对锅炉工况进行准确判断，及时发现工况异常问题。

2.3 及时调整各项参数，并加大设备维护力度。相关人员要基于三个优化原则的指导，有效优化锅炉的燃烧参数、运行参数以及维修保养流程，这样不仅有利于提高锅炉的平均热效率，还能有效缩减锅炉运行的蒸汽耗油量。

2.4 引进配套设施，如复合相变换热器等，降低锅炉的排烟温度，以此来提高其总热效率，不仅如此，结合配套设施，还能有效延长锅炉的使用寿命。例如，我国某注汽站锅炉的排烟温度原为230℃，在锅炉尾部安装了复合相变换热器后，排烟温度为150℃，不仅如此，其给水温度也实现了大幅度上涨，工况一致的情况下，蒸汽耗油量也下降了近4kg，整体运行热效率提高了近5%。

2.5 结合锅炉燃料油在燃烧过程中的故障，对综合配套技术进行集成优化，对燃烧过程进行合理化改善，降低锅炉运行过程中的积灰速度。

2.6 引进在线燃油掺水超声乳化设备，提高设备的自动化程度，实现富氧燃烧以及自动清灰，并丰富设备功能，例如，在线监控燃烧工况、强化配风温度等，这样有利于避免锅炉燃烧过程中，出现燃烧不全面、积灰速度过快、排烟温度过高以及热损失量较大等问题，进而提高锅炉热效率。除此之外，锅炉经过长期运行，其管线保护层不可避免的会破损，因此，还要定期维护管线保温层，以此降低锅炉的热损失量。并引进全密闭性注汽隔热工艺，提高井筒热效率。

3 结语

现阶段，我国开发稠油油藏的主要技术手段为注蒸汽开采，该技术不仅有利于提高稠油开发效率，还能强化稠油开发质量，具有非常显著的现实价值。因此，相关人员必须对其给予高度重视，不断加大科研力度，提高我国稠油开发综合效益。

[1]薛瑞新.国内外稠油开采技术研发趋势[J].科技创新导报，2008(27).