浅析烟道气辅助SAGD试验装置的设备选取及工艺流程

李哲(中油辽河工程有限公司，辽宁 盘锦 124010)

浅析烟道气辅助SAGD试验装置的设备选取及工艺流程

李哲(中油辽河工程有限公司，辽宁 盘锦 124010)

随着科学技术的进步和先进设备的使用，稠油热采中的蒸汽吞吐和蒸汽驱技术日益成熟，蒸汽辅助重力泄油技术（SAGD）就是稠油热采中的一项较为先进的接替性技术。近年来，SAGD的应用更加广泛，已经形成了较具规模的庞大蒸汽腔，为了使SAGD的开发更进一步，降低生产和操作的成本花费，研究了烟道气辅助SAGD试验，并通过对试验设备的选取和工艺流程的介绍，为规模化开发提供了可靠依据。

蒸汽吞吐；蒸汽驱；SAGD;设备选取；工艺流程

2015年8月辽河油田在SAGD区块设计了一套烟道气辅助SAGD试验地面装置，装置处理及注气能力2000m3/h,下面，我浅述一下装置的选型及工艺流程。

1 试验的设备选取和材料选择

1.1 碳钢管及管材

1.1.1 工艺管线用管

工艺管线中使用到的管道器材，通常情况下包括管子、管件、阀门、垫片以及其他管道组件，工艺管线的用管分类方法比较多，根据材质的不同可分为金属管、非金属管；金属管中又可细分为铁管、钢管和有色金属管，根据实际情况的具体需要，采用相应的工艺管线。

1.1.2 管线壁厚选择

对于管线壁的厚度使用规范，在2008年修订的《工业金属管道设计规范》中已经给出了明确的使用标准和计算方法，在进行选材和计算时要充分结合具体的施工需要。

1.2 工艺设备选型

（1）引风机。引风机的主要作用是为烟道气提供一种微正压的、具有稳定流量的气源，同时为了保证电压和流量的稳定性，要求引风机必须自带变频器，具体参数需要按照行业标准进行选择。

（2）冷却器。

通过对相关资料和数据的分析，在本次试验中拟定了一下两种不同的施工方案：

第一种方案是通过空冷器对烟道气进行减温冷却作用，待冷却到制定温度后，运用卧式分离器把烟道气冷凝下来的水从空冷器中提取出来。

第二种方案是将空冷器替换成冷水塔，其作用也是对烟道气进行冷却和降温，与空冷器不同的是，在冷水塔内的水是循环冷却的，冷却水在冷水塔内部以自上而下的方式进行喷洒，同时烟道气逆向的从下往上的循环流动，这样就保证了冷却水和烟道气的最大限度接触，能够在短时间内达到冷却烟道气的目的。另一方面，设备循环所产生的热水与烟道气中冷凝出的液态水汇合后从冷水塔的地步流出，通过利用抽水泵的抽水和压力作用，将地步的水再次输送到顶部的装置中，然后这部分水又再次参与冷水塔的循环冷却，从而实现了循环利用。

两种方案的优缺点对比见表1-3-1。

表1-3-1 空冷与水冷的优缺点对比表

优点1．空气在大气中取得，没有原料的成本2．采用空冷，厂址选择不受限制；3．空气腐蚀性低不需要采取任何清垢措施；4．设备占地空间较小；5．设备压降较低，本工程可控制在1kPa左右。1．冷却和烟道气内冷凝水的分离同时进行，减少了冷却后的冷凝水分离装置；2．循环水侧换热系数较高；3．设备压降较低，本工程可控制在1kPa左右。缺点1．空冷器受环境气温的影响；2．空气侧换热系数较低。设备投资（万元）耗电量（kW．h/ d）电费（万元/a）净补水量（t/d）水费（万元/a）30 1．循环水的冷却后温度受环境气温的影响；2．循环水有一定的蒸发损耗；3．循环水的冷却系统复杂，设备占地空间较大；4．受水源情况限制。45 264 96 6．7 2．44 -27 2．5

通过上表可以看出，两种冷却装置都能满组对烟道气的冷却作用，空冷器的设备和建造成本相对便宜，但是在长期运行过程中会产生较高的费用。冷水塔在前期的建造投资花费较高，但是年运行成本相对便宜，经过研究分析和对实际状况的综合考虑，决定采用空冷器实现烟道气的冷却和降温。

1.3 注气压缩机的选择

注气压缩机通常情况下分为螺杆压缩机、往复式压缩机和离心式压缩机。通过对比分析，往复式压缩机由于具有压力及流量波动性使用能力强、工况容易调节、流量变化对速率产生的影响较小等优点，所以本试验选用此种压缩机。

2 烟道气辅助SAGD的工艺流程简述

首先，使用吸风机对烟道气进行收集，这是的烟道气排放压力设置为常压，排放温度大约在170℃，经过空冷器的冷却降温作用后，烟道气温度大约在45℃，然后通过相应的设备把烟道气产生的液态水脱离出去，再用罗茨鼓风机将降温后的烟道气压缩至往复机中，在往复机中按顺序依次经过三级压缩，并通过分子筛的深度脱水作用，之后在往复机中再次进行四级压缩，最后通过500m的注气管分别进行注气井注气。

[1]杨立强．中深层超稠油直井-水平井组合SAGD理论和实践研究[D].中国石油大学华东博士论文,2007.

李哲（1985-），男,辽宁盘锦人,工程师,本科,主要从事油田地面工程设计及研究.