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關(guān)于稠油蒸汽計(jì)量技術(shù)的改造方案

摘要:河南油田正在開(kāi)展稠油注蒸汽熱采工藝中的濕蒸汽兩相流的計(jì)量技術(shù)研究。該項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)為:濕蒸汽兩相流計(jì)量誤差及干度分配誤差均≤15%。根據(jù)實(shí)際注汽參數(shù)對(duì)該油田蒸汽流量計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用進(jìn)行了評(píng)價(jià),并就該油田稠油蒸汽計(jì)量技術(shù)的改造提出了方案。
河南油田稠油產(chǎn)量已由過(guò)去的6%增長(zhǎng)到目前的約33%,稠油注蒸汽熱采工藝中的濕蒸汽兩相流的計(jì)量問(wèn)題卻一直沒(méi)有得到有效地解決,給稠油注蒸汽熱采工藝的優(yōu)化和能源有效利用造成了一定的困難。為適應(yīng)稠油大規(guī)模開(kāi)發(fā)需要,從根本上解決稠油注蒸汽熱采工藝中的濕蒸汽兩相流計(jì)量難題,從而為稠油注蒸汽熱采工藝的優(yōu)化、能源有效利用及評(píng)價(jià)注汽效果創(chuàng)造有利條件,開(kāi)展稠油熱采注蒸汽高壓飽和濕蒸汽計(jì)量工藝配套技術(shù)研究與應(yīng)用工作是非常必要的。
河南下二門(mén)油田淺層系稠油注汽系統(tǒng)蒸汽流量計(jì)量與分配評(píng)價(jià)試驗(yàn)項(xiàng)目的主要研究?jī)?nèi)容包括高壓飽和濕蒸汽兩相流計(jì)量與蒸汽干度分配技術(shù)應(yīng)用研究,及現(xiàn)有地面工藝(蒸汽吞吐開(kāi)采)轉(zhuǎn)蒸汽驅(qū)開(kāi)采后對(duì)地面系統(tǒng)適應(yīng)性的分析與評(píng)價(jià)。該項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)為:
①蒸汽兩相流計(jì)量誤差≤15%;
②蒸汽兩相流干度分配誤差≤15%。
1、蒸汽流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及評(píng)價(jià)
稠油油田采用注蒸汽開(kāi)發(fā),蒸汽計(jì)量?jī)x表目前大都采用蒸汽雙相流量計(jì),一次儀表采用差壓孔板。這種儀表容易產(chǎn)生零漂,造成地面蒸汽計(jì)量誤差大,且儀器容易損壞,調(diào)試、維修工作量大,現(xiàn)在大部分蒸汽雙相流量計(jì)已停用。目前稠油熱采高壓飽和濕蒸汽無(wú)計(jì)量環(huán)節(jié),造成蒸汽分配不均,達(dá)不到注入要求和注汽效果,影響了注汽控制和效果評(píng)價(jià),進(jìn)而影響稠油生產(chǎn)。濕蒸汽是一種兩相流體,給計(jì)量帶來(lái)很大困難。濕蒸汽的載熱率與質(zhì)量流量和干度有關(guān),只有同時(shí)精確測(cè)得這兩個(gè)值才能得到準(zhǔn)確的載熱率。河南油田現(xiàn)有濕蒸汽流量計(jì)及多相流計(jì)量裝置的使用情況如下:
(1)GQ-98AP智能化濕蒸汽兩相流計(jì)量?jī)x的應(yīng)用。該計(jì)量?jī)x是由河南油田設(shè)計(jì)院與西安交通大學(xué)聯(lián)合研制的。在西安交通大學(xué)多相流**重點(diǎn)試驗(yàn)室的高溫高壓試驗(yàn)臺(tái)上曾進(jìn)行了大量的試驗(yàn),得到了各種工況下的經(jīng)驗(yàn)公式,為單參數(shù)計(jì)量的實(shí)際應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。由此開(kāi)發(fā)的智能濕蒸汽流量計(jì)現(xiàn)已成功地應(yīng)用于多個(gè)油田高壓井的測(cè)量。其采用的原理為濕蒸汽兩相流的單參數(shù)計(jì)量原理(在濕蒸汽兩相流流經(jīng)孔板或文丘利管的過(guò)程中,其載熱率是干度的弱相關(guān)函數(shù))。但該計(jì)量?jī)x在使用過(guò)程中也存在一些問(wèn)題:計(jì)量存在一定的誤差,維護(hù)工作難度較大,二次儀表不易配置。
(2)雙參數(shù)濕蒸汽兩相流計(jì)量?jī)x的應(yīng)用。該計(jì)量?jī)x所采用的原理采用測(cè)量濕蒸汽兩相流的總流量和干度雙參數(shù)計(jì)量原理。目前河南油田已使用12臺(tái)(套),應(yīng)用效果尚需進(jìn)一步驗(yàn)證。
(3)孔板噪聲雙參數(shù)濕蒸汽兩相流計(jì)量?jī)x的應(yīng)用。該計(jì)量?jī)x所采用的原理為:孔板在兩相流中存在差壓噪音,這是兩相流動(dòng)的固有特征,也是兩相流流動(dòng)狀態(tài)信息的載體,因此可以用于兩相流測(cè)量,從而利用單一孔板實(shí)現(xiàn)兩相流雙參數(shù)測(cè)量。該計(jì)量?jī)x在河南油田應(yīng)用效果尚需驗(yàn)證。
(4)SL-A Ⅲ型水蒸汽兩相流量計(jì)的應(yīng)用。該流量計(jì)是由勝利油田采油工藝研究院與西安交通大學(xué)聯(lián)合研制的。河南油田引進(jìn)了該儀表。它分兩部分組成:一部分由孔板擾動(dòng)體組成節(jié)流裝置,另一部分由變送系統(tǒng)裝置和智能二次表組成。該儀表設(shè)計(jì)為便攜式結(jié)構(gòu),在測(cè)量時(shí),儀表*二部分由高溫高壓金屬軟管連接到測(cè)量流程上,測(cè)完后可方便地卸下,從而實(shí)現(xiàn)一套二次儀表對(duì)多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)試,相對(duì)降低了測(cè)試費(fèi)用。二次表部分全部密封在一個(gè)手提箱內(nèi),方便了現(xiàn)場(chǎng)使用。該儀表結(jié)構(gòu)緊湊,安裝連接方便,適用于野外巡回檢測(cè)。
根據(jù)實(shí)際注汽參數(shù)結(jié)果分析,可初步得出蒸汽流量計(jì)的誤差:干度的誤差在15%以內(nèi),其中*大誤差13.2%,*小誤差9.0%;流量誤差則在30%以內(nèi),誤差為-1.6%~25.5%;蒸汽兩相流計(jì)量總誤差5.8%~19.4%;蒸汽兩相流干度分配誤差9.0%~13.2%。蒸汽兩相流量計(jì)評(píng)價(jià)試驗(yàn)的工藝流程如圖1所示。
2、稠油注汽系統(tǒng)的適應(yīng)性分析
主要對(duì)河南油田某稠油注汽流程和單井注汽管網(wǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查,進(jìn)而做出適應(yīng)性分析與評(píng)價(jià)。井樓零區(qū)、一二區(qū)、三區(qū)、七區(qū)(除七區(qū)南部),古城B125、BQ10區(qū),新莊與楊樓油田都采用計(jì)量站單井配汽流程;井樓油田七區(qū)南部、GQ3區(qū),古城油田B125區(qū)及楊樓油田BQ26區(qū)注汽采用串糖糊蘆流程。河南稠油油田單井注汽管網(wǎng)適應(yīng)情況見(jiàn)表1。
蒸汽干度要求:必須確保井底蒸汽干度大于40%,井口干度50%~60%,鍋爐出口干度70%~75%;單井注汽及排液能力:?jiǎn)尉乓耗芰_(dá)到40t/d時(shí)汽驅(qū)效果較好,產(chǎn)液量為60t/d,含水95%;產(chǎn)出液溫度:平均80℃~90℃,汽竄時(shí)溫度120℃~130℃,此時(shí)地質(zhì)要求關(guān)井;單井注汽量:?jiǎn)尉⑵俣?0t/d;注汽壓力:6~7MPa。經(jīng)初步分析,單井注汽管網(wǎng)能夠適應(yīng)蒸汽驅(qū)注汽要求。
3、稠油蒸汽計(jì)量技術(shù)的改造方案
河南油田針對(duì)蒸汽驅(qū)井口產(chǎn)出液平均80℃~90℃、汽串時(shí)溫度120℃~130℃(此時(shí)地質(zhì)要求關(guān)井)的LZ27區(qū)單井計(jì)量采用稱重式油井計(jì)量裝置,實(shí)現(xiàn)了單井產(chǎn)出液油氣比低、粘度大、輸油溫度高且?guī)鹤詣?dòng)連續(xù)計(jì)量。對(duì)井樓油田34#和35#計(jì)量站進(jìn)行改造,各站增加1套稱重式油井計(jì)量裝置。單井集輸與摻水管線、計(jì)量站集輸與摻水管線等能夠滿足蒸汽驅(qū)開(kāi)采生產(chǎn)要求。因此4口注汽井分別安裝SL-AⅢ型水蒸汽兩相流量計(jì)量?jī)x表,對(duì)單井注汽量、蒸汽干度進(jìn)行計(jì)量。
據(jù)了解,遼河油田齊40塊、克拉瑪依油田部分稠油區(qū)塊采用蒸汽驅(qū)開(kāi)采方式。齊40塊產(chǎn)出液溫度大約為65℃~100℃,采用流量計(jì)、立式罐及稱重計(jì)量等方式。稱重式油井計(jì)量裝置對(duì)油氣比低、粘度大和輸油溫度高有較強(qiáng)的適應(yīng)性,同時(shí)可實(shí)現(xiàn)帶壓連續(xù)自動(dòng)計(jì)量。下一步待地質(zhì)部門(mén)核定蒸汽驅(qū)產(chǎn)出液具體參數(shù)后,完成高溫單井產(chǎn)出液計(jì)量裝置的篩選工作。
4、結(jié)語(yǔ)
(1)河南下二門(mén)油田淺層系稠油注汽系統(tǒng)蒸汽流量計(jì)量與分配評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果為:蒸汽兩相流量計(jì)誤差為5.8%~19.4%;蒸汽兩相流干度分配誤差為9.0%~13.2%。
(2)通過(guò)對(duì)稠油油田地面集輸、注汽系統(tǒng)工藝與設(shè)備現(xiàn)狀調(diào)查及初步分析,明確了與稠油單井集輸、注汽管網(wǎng)及單井計(jì)量系統(tǒng)相適應(yīng)的操作條件與能力。
(3)單井集輸與摻水管線、計(jì)量站集輸與摻水管線等能夠滿足蒸汽驅(qū)開(kāi)采生產(chǎn)要求。
(4)注汽鍋爐注汽干度75%~80%、注汽壓力10MPa,能夠滿足LZ27區(qū)蒸汽驅(qū)注汽干度70%~75%、注汽壓力6~7MPa的要求。

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