实施注汽优化工程 提升注汽经济效益

乔莉萍 崔宪山 秦晔

中图分类号：TE934.5                                               文献标识码：A                                                 DOI：10.12296/j.2096-3475.2021.07.075

稠油的采收率是与注汽质量密切相关的，干度波动直接影响原油产量。因此，提高注汽干度，不论从短期上还是长远上其效益都十分可观。为确保注汽质量，项目组实施了注汽全过程优化管理，对注汽过程中锅炉的运行参数的合理性、输汽管线的合理长度、输汽流程及井口的保温等方面进行了全面分析评价，并采取了相应对策，同时对注汽质量考核制度及方法進行了完善修订。

一、注汽优化工程预实施方案

1.优化锅炉运行，提高产汽干度

受注汽锅炉配套的水处理工艺，锅炉结构设计等因素影响，注汽锅炉都有其额定注汽干度。如高干度锅炉额定干度90%，过热锅炉额定干度100%，普通锅炉额定干度80%。另外，安全裕度、设备性能都影响了锅炉的运行干度。目前单位注汽锅炉的运行干度都较其额定干度低5～7% 。

为确定注汽锅炉运行干度的合理指标，我们利用烟气分析仪测试了锅炉的热效率。经分析，热效率低的主要原因是锅炉运行参数不合理，部分燃料热量未转换为蒸汽的热量，而是产生了排烟、不完全燃烧等热损失，造成了燃料的无谓消耗。

因此，通过优化注汽锅炉运行参数，降低热损失，提高锅炉热效率以提升产汽干度是现实可行的。

2.减少输热损失，确保井口干度

注汽锅炉生产的蒸汽要通过地面输汽管线进入井筒，再由井筒进入油层。蒸汽在输送过程中，主要存在沿程散热损失、蒸汽漏失、裸露不保温散热等能量损失。为将输汽过程中的热量损失评价由定性转为定量，在现场，我们对固定注汽、活动注汽的输汽环节散热损失进行了现场测量，主要测量了管道保温层外表面的温度、管道保温层外表面的热流密度。

通过测试，在保温不完善的情况下，输汽流程长度在500米时，锅炉出口至井口热量散失3.88%，按照蒸汽干度对应热焓值表计算出井口注汽干度与锅炉出口干度值相比，降低了约7% 。

为减少输热损失，一是对活动锅炉实施短距离注汽，降低管连接长度。二是应用新型保温材料，降低沿程热损失。在固定注汽管网推广应用钛陶瓷保温、管网隔热管托，活动管线卡箍采用专用保温体，热采井口应用保温装置。

3.应用在线监测，确保入井干度

由于缺乏便捷有效的检测手段，长期以来对于井口的注汽质量只能采取定性的分析，缺乏定量的数据。我们评价注汽质量好坏都以锅炉出口测试蒸汽干度为依据。但是，衡量注汽质量应当以注汽井口蒸汽干度作为评价基准。

为掌握井口注汽质量，我们进行了井口注汽参数在线监控试验。经过对10口注汽井的试验，通过测试结果、数据对比检验了仪器的可靠性和准确性，实现了井口蒸汽干度、流量、温度、注汽压力四项参数的实时监测。

4.完善考核制度，强化过程管理

我们将检查内容按照ABC分类检查考核，并推行组室抽查监督、监督站专职监督、三级日常监督等“立体监督体系”，对注汽不合格情况进行网上曝光及处罚。随着油藏对注汽质量要求的不断提高及相关配套技术的不断进步，针对注汽质量的考核内容、考核标准需重新修订。此次主要是针对注汽锅炉出口干度、井口干度、保温管理等做出了明确的规范要求。

二、实施过程

1.优化锅炉运行参数，推行工况控制法

（1）优化锅炉运行参数。通过分析空气过剩系数、排烟温度对锅炉热效率的影响，确定了在确保安全经济运行的情况下，通过调整燃烧器配风系统，调整空气/燃料配比，控制空气过剩系数，调整锅炉运行参数至合理区间，提升注汽锅炉燃烧热效率，以提高产汽干度。

（2）推行“一炉一图”工况控制办法。结合每台锅炉的工况参数和运行规律，做出工况分析图，分为合理区、潜力区、过渡区、恶化区四个运行工况。根据锅炉主要指标在工况图中所处的位置，来判断锅炉工况是否合理及存在问题，实现注汽锅炉工况管理的定量评价。

2.实施短距离注汽，推广新型保温技术

（1）实施活动短距离注汽工程

同固定管网比，活动管线保温效果差、接口多、使用补偿器数量多。根据计算，每1000米活动管线蒸汽干度损失为15%左右。因此，实施活动锅炉短距离注汽，缩短活动管线的连接长度能够提高井口注汽质量。我们在保证安全距离的同时，以活动锅炉锅炉到井口最近为原则，活动注汽平台尽量靠近井口，制定出“短距离”注汽最优化实施方案。注汽半径不得大于300米。项目实施阶段，共实施短距离注汽55井次，平均单井注汽管线160米。同时在施工中严把注汽管线连接质量，杜绝了沿程漏气，减少了沿程热损失。

（2）应用新型保温技术，降低沿程热损失。在固定注汽管线推广使用钛陶瓷绝热保温材料。该类型材料隔热性能是传统材料的2到8倍，经现场测试，较常规保温材料降低3-7℃，节能效果非常可观。本阶段共推广应用钛陶瓷保温4km，同时在活动注汽管线应用保温型补偿器40套，管线卡箍保温体212套，井口保温装置55套。通过推广应用新型保温，降低了沿程散热损失，对确保井口注汽干度起到了关键作用。

3.开展井口在线监测，实时监控注汽质量

在项目实施阶段，共计完成井口在线监测55井次，测试结果与现场注汽锅炉数据进行对比，设备测试有效性达到98%。通过数据对比，输热管道每增加100米，蒸汽干度下降0.8%左右。

注汽井口蒸汽参数实时监测系统，填补了注汽井口监测的空白。使注汽井数据化管理节点前移，准确及时的反馈油井注汽情况，有利于注汽井管理和动态分析。因此，井口蒸汽测试数据能够有效的指导注汽生产。

4.强化注汽监督管理，确保优质注汽

（1）提升锅炉出口干度指标。对全厂各类注汽锅炉明确干度指标：常规注汽锅炉2014年蒸汽干度在2013年基础上提高1%，达到74%;高干度注汽锅炉≥86%;过热注汽锅炉≥92%。

（2）加大专项考核力度。为强化注汽过程的保温管理，减少沿程热损失。将活动管线保温、井口保温作为A类质量问题列入质量监督和考核的范围。目前活动管线接头和注汽井口的保温得到落实。

（3）改变注汽干度考核点。将注汽质量的考核点由锅炉出口后移至井口，以井口在线监测设备传回的干度和注汽量作为考核活动锅炉注汽质量和注汽量的依据。注汽质量不合格的，注汽干度每下降3%，扣除单井劳务费的10%。注汽干度低于60%不预结算。

三、实施效果

井口注汽干度提高1%，干度提高蒸汽的热焓值增加，相当于增加12吨蒸汽的热量。油汽比增加0.7，对应增油量8.4吨。此项目实施后创经济效益约108.1万元。

（胜利油田注汽技术服务中心孤东注汽项目部  山东东营  257231）