小型化蒸汽发生系统在渤海旅大27—2油田的应用及效果概述

刘权升 范琳波

摘 要 稠油蒸汽吞吐技术作为一项成熟、有效的稠油开采技術已在国内外稠油油田得到了广泛应用。但是海上稠油热采受到海上平台作业甲板面积、承重及吊机起吊能力等条件限制，要求热采设备必须小型高效化。本文介绍了一种适合海洋特定环境下新型的小型化高效蒸汽发生系统，及其在渤海旅大27-2油田的实际应用情况，为未来海上稠油热采规模化生产提供了参考。

关键词 海上平台；稠油热采；蒸汽吞吐；小型化

引言

渤海湾地区稠油资源丰富，资源潜力巨大，稠油资源的开发将成为渤海地区未来油气资源开发利用的重点。稠油蒸汽吞吐热采作为稠油开采最为有效的开发方式在国内外已经得到充分的论证和试验。但是，由于海洋特殊条件的限制，海上稠油热采的开发尚处于起步阶段。研究人员通过技术革新、装备研发，在常规陆地热采蒸汽发生器（热采注汽锅炉）的基础上，成功研制出了一套能够适应海上平台工作环境的小型化蒸汽发生器系统。为今后海上稠油的规模化作业打好了基础。

1 小型化蒸汽发生系统介绍

1.1 系统组成

小型化蒸汽发生系统分为小型化蒸汽发生器和小型化软化水处理器两部分组成，小型化蒸汽发生系统是先将平台水源，经过离心泵加压进入一、二级软化水罐进行离子交换，去除水中钙、镁离子实现水质软化，软化后的水再经过热力水箱使水加热至沸点将水中的氧气排出，实现去除氧的目的。处理完后的软化水通过高压柱塞泵增压至21MPa进入高压辐射对流盘管区，同燃烧器所燃烧重油或天然气放出的高温烟气热进行辐射换热和对流换热，将受压盘管内的软化水加热到具有一定干度的汽水混合物，再由汽水分离器进行物理分离，最终产生蒸汽干度为90%以上的汽水混合物[1]。

1.2 系统本体结构

小型化蒸汽发生器分为六部分组成，如图1。小型化蒸汽发生器采用圆形立式结构设计，燃烧器通过采用旋风式燃烧专利技术，可以提高燃烧效率同时也可以减少锅炉内部烟气不均匀系数，最大程度的实现炉内受热均匀。由于蒸汽发生器采用立式结构设计所以大幅降低了平台使用面积。

1.3 系统用水要求

海上稠油油田热采用水较为困难，一般采用平台生产污水和水源井水作为小型化蒸汽发生器用水，然而小型化发生系统用水较为严格，用水标准严格遵循SY/T 0027-2007《稠油注汽系统设计规范》中规定。水质中硬度、溶解氧、SiO2、油和脂含量标准同国内电站锅炉用水标准相当，而污水含油较多需要经过除油和除悬浮物处理再通过软化水器处理最终进入发生器，通过这一套水处理技术，确保发生器系统用水的安全和可靠[2]。

2 应用效果

目前，小型化蒸汽发生系统已经在渤海油田LD27-2平台成功进行了A22H井，A23H井的蒸汽吞吐注汽作业，油井增产效果明显，仅LD27-2平台A22H井的第一轮蒸汽吞吐作业，其注汽量3000t，累计产油8800m3，累计增油就达到了4800m3。

LD27-2蒸汽吞吐作业是海上平台蒸汽吞吐先导性试验，也是小型化蒸汽发生系统在海上平台的首次使用，施工过程分为以下几个系统：

（1）水汽系统：LD27-2平台蒸汽吞吐注汽作业选用海水和水源井水混合作为水源，通过海水淡化、锅炉水处理、除氧水箱进行处理后，将水质处理达标满足锅炉要求，然后通过高压柱塞泵泵入锅炉进行加热，产生高温高感度蒸汽，注入油井里。

（2）燃料系统：LD27-2平台蒸汽吞吐注汽作业选择A19h井原油作为锅炉烧料，通过平台动力液分离器泵入到原油缓冲罐，再进行沉降脱水，达到含水小于5%的原油燃料要求，直接供给锅炉燃烧。

（3）电力系统：设备与平台电系统电缆连接，平台采用三相四线制用电模式，220V用电依靠变压器实现。

（4）氮气系统：在油套环空内部注入纯度达到99.9%的氮气，进行环空隔热并防止管柱氧化腐蚀。

由于从前期的小型化装备设计到后期的工艺方案编写都是根据海上平台作业条件进行的，也使得现场施工稳定顺利，海上油田蒸汽吞吐先导性试验取得了圆满成功[3]。

3 结束语

本套小型化蒸汽发生器在行业内属于首创，在陆地大型注汽锅炉的基础上，结合海洋平台的小空间、高腐蚀等特殊环境要求，在锅炉本体及性能上做了相应的优化设计。锅炉本体在不改变性能的情况下做的更小，而且采用了模块化的设计，便于拆卸和设备位置的布局，分保证海上蒸汽发生系统小型化、模块化、高效化，能够适合海上工作环境和热采技术要求，为海上稠油开采提供了全新的工作模式。

综合各方面因素，在海上稠油热采领域应该是一种新的尝试。并且结合LD27-2A22H、A23H井的蒸汽吞吐注汽先导性试验来看，增油效果显著，能够明显地体现出该套小型化蒸汽发生器的高效性能。

参考文献

[1] 刘文章.中国稠油热采现状及发展前景[J].世界石油业，1998，14（5）：

15-18.

[2] 陈明.海上稠油热采技术探索与实践[M].北京：石油工业出版社，

2012：1-64.

[3] 武占.油田注汽锅炉[M].上海：上海交通大学出版社，2008：39.