单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,超临界注汽配套工艺研究与应用,超临界注汽配套工艺研究与应用,一、前言,二、超临界蒸汽热力参数变化规律,三、超临界压力注汽参数优化,四、超临界井下注汽工具优化设计,五、现场应用情况,六、认识,目 录,一、前言目 录,蒸汽吞吐及水驱是稠油油藏的主要开发方式,胜利油田稠油热采产量,热采开发,3.5510,8,t,探明储量,13.8310,8,t,已动用,12.6810,8,t,未动用,1.1510,8,t,特超稠油及薄层稠油油藏,水驱开发,9.1310,8,t,一、前 言,胜利油田稠油储量概况,蒸汽吞吐及水驱是稠油油藏的主要开发方式胜利油田稠油热采产量热,(1),已动用稠油老区进入高轮次、高含水开发阶段,开发效果变差,开发形势分析,一、前 言,单,10,块,EdS1,分周期油汽比柱状图,单,10,块,EdS1,分周期产油量柱状图,老区已进入高轮次吞吐阶段，吞吐效果越来越差,(1)已动用稠油老区进入高轮次、高含水开发阶段,开发效果变,（,2,）稠油后备资源品位差，开发难度大,一、前 言,开发形势分析,新区储层品位低,近几年新投入热采开发的稠油区块多为难动用储量，储层物性较差：一是油层,有效厚度薄,；二是储层,敏感性强,；三是原油,粘度高,，多为特超稠油油藏；四是具有大量的,边底水,。,采油厂,稠油区块,热采时间,油 藏 特 征,胜利,T82,和,T11,南东二段,2003,非均质性强,(,渗透率变异系数,0.6-2.3),；强水敏；油稠、差异大,(4935-76098mPas),；层薄,(,平均,4.25m),、夹层多,河口,陈,373,2004,各小层砂体厚度较薄（,2-6m,）；易出砂；中等偏强水敏,沾,18,2007,边底水稠油油藏，边水体积为油层体积的,10-15,倍；,油层胶结疏松易出砂；具有强水敏,桩西,桩斜,139,2003,东部砂体为底水油藏，西部砂体为边水油藏；,具有强水敏,东辛,营,27,、营,8-24,东二、,营,8-63,、营,47-8,2005,以断块油藏为主；边底水较为活跃；主力油层有效厚度薄，净总比低,开发中心,草,104,、草,4S2+3,、草,4S4,4,、郑,411,、草,109,、草,128,2003,储层厚度平均不到,8m,；油藏埋藏浅，一般在,950-1400m,；胶结疏松，出砂严重；大部分具有较强的边底水；,储层具有较强的敏感性；油稠，以特、超稠油为主,（2）稠油后备资源品位差，开发难度大一、前 言开发形,（,2,）稠油后备资源品位差，开发难度大,未动用储量,1.15,亿吨,一、前 言,开发形势分析,未动用储量开发难度大,（2）稠油后备资源品位差，开发难度大未动用储量1.15亿吨一,1.,特超稠油、薄互层、深层稠油油藏的注汽压力高，约为,22MPa-26MPa,，,目前的注汽工艺,(,最高工作压力,21MPa),不能满足超临界压力,安全,注汽的要求；,2.,油层埋藏深、井筒热损失大，影响后备稠油资源的热采效果。,一、前 言,超临界注汽应用的意义,后备资源热采难点,1.特超稠油、薄互层、深层稠油油藏的注汽压力,湿蒸汽发生器主要参数对比,为了开发特超稠油、薄互层、深层稠油油藏，胜利油田已具有注汽压力为,26MPa,的超临界蒸汽发生器。但常规的注汽配套工艺不能满足超临界注汽热采的要求。,生产,厂家,胜利亚临,界湿,蒸汽,发生器,美国,热力,公司,美国,HSMC,公司,日本,川崎,重工,美国,丹尼尔,公司,工作,压力,MPa,21.0,18.2,18.2,17.5,18.3,一、前 言,超临界注汽应用的意义,湿蒸汽发生器主要参数对比 为了开发特超稠油、薄互层、深,通过研究，建立一套超临界注汽热力参数计算数学模型，在此基础上，对超临界压力注汽参数进行优化设计；通过对超临界注汽条件下的井下工具进行优化设计，以形成,超临界压力注汽工艺配套技术,，实现特超稠油、薄互层、深层稠油的注汽热采，为胜利油田后备稠油储量的开发提供技术储备。,一、前 言,超临界注汽应用的意义,通过研究，建立一套超临界注汽热力参数计算数学,目 录,一、前言,二、超临界蒸汽热力参数变化规律,三、超临界压力注汽参数优化,四、超临界井下注汽工具优化设计,五、现场应用情况,六、认识,目 录一、前言,二、超临界蒸汽热力参数变化规律,建立了能描述超,临界压力、亚临界压,力及饱和水三种状态,下的注汽井筒流动与,传热模型。,超临界注汽井筒流动与传热的精细描述,二、超临界蒸汽热力参数变化规律建立了能描述超超临界注汽井,研究了注汽井筒油套环空几何尺寸、隔热油管,接箍等注汽管柱热点对井筒流动与传热的影响。,二、超临界蒸汽热力参数变化规律,超临界注汽井筒流动与传热的精细描述,研究了注汽井筒油套环空几何尺寸、隔热油管二、超,二、超临界蒸汽热力参数变化规律,超临界压力蒸汽参数变化规律,超,临界压力注汽井筒温度变化规律,超过临界点后，蒸汽的比容急剧上升，压力越低，比容越大；在超临界状态，井筒内蒸汽压力升高，焓下降，而温度既可能升高也可能降低。,超临界压力蒸汽热力参数变化规律,二、超临界蒸汽热力参数变化规律超临界压力蒸汽参数变化规律超临,二、超临界蒸汽热力参数变化规律,井口,燃烧同样燃油时不同压力下产生的蒸汽质量倍数（压力,17MPa,、干度,0.7,蒸汽的热焓为,1,）,井底蒸,汽比焓,kJ/kg,燃烧同样燃油时不同压力下产生的蒸汽在井底的焓（蒸汽比焓,蒸汽质量）,kJ,压力,MPa,比焓,kJ/kg,26,1820,1.26,1692,2132,24,1856,1.24,1725,2135,21,2209,1.04,2053,2135,17,2294,1,2132,2132,超临界压力注汽时蒸汽的比焓低，在同样蒸汽量的情况下注入油层的热焓低；但在燃烧同样燃油的情况下,与亚临界压力蒸汽发生器发热量相同；而超临界压力蒸汽发生器的本体热损失小于亚临界压力蒸汽发生器；因此,在锅炉发热量相同,，,超临界压力比亚临界压力注入油层的热焓多,。,不同状态下注汽的比焓、总焓对比,超临界压力注汽热焓分析,二、超临界蒸汽热力参数变化规律井口燃烧同样燃油时不同压力下产,目 录,一、前言,二、超临界蒸汽热力参数变化规律,三、超临界压力注汽参数优化,四、超临界井下注汽工具优化设计,五、现场应用情况,六、认识,目 录一、前言,三、超临界压力注汽参数优化,温度下降,温度上升,温度先下降后上升,超临界注汽井筒热力参,数数值模拟为优化设计,注汽工艺提供了手段,编制了超临界注汽参数优化软件,三、超临界压力注汽参数优化温度下降温度上升温度先下降后上升超,三、超临界压力注汽参数优化,超临界注汽井筒参数变化规律,随着井口注汽压力的提高，井筒沿程压力梯度呈增加趋势。,三、超临界压力注汽参数优化超临界注汽井筒参数变化规律,23MPa,，,380,注汽时井底蒸汽焓值最大,超临界注汽井筒参数变化规律,三、超临界压力注汽参数优化,23MPa，380注汽时井底蒸汽焓值最大超临界注汽井筒参数,超临界注汽井筒参数变化规律,随着压力升高，比容下降。,三、超临界压力注汽参数优化,超临界注汽井筒参数变化规律随着压力升高，比容下降。三、超临界,沿着井筒密度逐渐增大,超临界注汽井筒参数变化规律,三、超临界压力注汽参数优化,沿着井筒密度逐渐增大超临界注汽井筒参数变化规律三、超临界压力,超临界注汽井筒参数变化规律,沿着热损失逐渐增大,三、超临界压力注汽参数优化,超临界注汽井筒参数变化规律沿着热损失逐渐增大三、超临界压力注,三、超临界压力注汽参数优化,隔热油管接箍等注汽管柱热点对井筒热损失影响很大。,8%,4%,超临界注汽井筒参数变化规律,三、超临界压力注汽参数优化 隔热油管接箍等注汽,目 录,一、前言,二、超临界蒸汽热力参数变化规律,三、超临界压力注汽参数优化,四、超临界井下注汽工具优化设计,五、现场应用情况,六、认识,目 录一、前言,位置,汽压,MPa,套压,MPa,抗内压,MPa,抗外挤,MPa,井口,24.96,16.22,47.67,39.90,井底,37.63,37.61,37.78,38.94,超临界压力注汽高真空隔热油管强度校核（,P110,管材）,超临界注汽井底的蒸汽压力为,37.63MPa,目前在用的隔热油管其抗外挤强度为,25MPa,不能满足要求,P110,管材在此工况下的抗外挤强度为,38.94MPa,能满足机械性能的要求。,超临界注汽隔热油管优化设计,四、超临界井下注汽工具优化设计,位置汽压,MPa套压,MPa抗内压,MPa抗外挤,M,超临界注汽隔热油管,0.04w/m.,生产厂家,日川崎公司,TC-650,日川崎公司,TC-750,美国贝克公司,美国贝克公司,美国贝克公司,超临界注汽隔热管,导热系数,W/m.,0.026,0.017,0.035,0.026,0.017,0.04,工作压力,MPa,35,超临界注汽隔热油管优化设计,四、超临界井下注汽工具优化设计,超临界注汽隔热油管0.04w/m.生产厂家日川崎公司T,超临界注汽井下工具优化设计,注汽井口安全系数：,3.2,井口补偿器安全系数：,1.78,井下补偿器内管安全系数：,2.23,井下补偿器外管安全系数：,1.87,(1),优选了管材，高温下强度提高了,30%-50%,(2),优选了密封材料,(,由柔性石墨,+,改性聚四氟乙烯换为柔性石墨,+,紫铜,),和密封结构,超临界注汽配套工艺已全部设计完成，并完成了试制，超临界压力井口补偿器、封隔器等工艺已配合超临界锅炉注汽,2,井次。,四、超临界井下注汽工具优化设计,超临界注汽井下工具优化设计注汽井口安全系数：3.2(1)优,隔热油管悬挂丢手装置结构示意图,隔热油管悬挂器结构示意图,四、超临界井下注汽工具优化设计,超临界注汽井下工具优化设计,隔热油管悬挂丢手装置结构示意图 隔热油管悬挂器结构示意图四、,人工井底,补偿器,高真空隔热管,封隔器,补偿器,高真空隔热管,插入密封,热敏封隔器,针对隔热油,管最大下深只有,1600m,的状况，,研究设计了分段,注汽工艺管柱，,实现了深层稠油,井全井筒隔热注,汽，井筒热损失,小于,10%,。,高真空隔热管,油管,深层稠油超临界压力注汽工艺管柱设计,四、超临界井下注汽工具优化设计,人工井底补偿器高真空隔热管封隔器补偿器高真空隔热管插入密封热,目 录,一、前言,二、超临界蒸汽热力参数变化规律,三、超临界压力注汽参数优化,四、超临界井下注汽工具优化设计,五、现场应用情况,六、认识,目 录一、前言,五、现场应用情况,YZG9.0-26/395-H,超临界注汽锅炉主要技术参数,额定蒸发量,9.0t/h,额定蒸汽压力,26.0MPa,额定蒸汽温度,395,额定热效率,88%,额定热功率,5.6MW,负荷调节,70-100%,排烟温度 ,250,炉体表面温度 平均温度,80,控制方式,PLC+,触摸屏,安装方式 拖车式（液压升降）,五、现场应用情况YZG9.0-26/395-H超临界注汽锅炉,射孔井段,1166.8-1171.8m,1173.9-1175.3m,厚度,5.0m,1.4m,原油粘度,21505mPa.s,防砂方式,绕丝筛管,井段，,m,孔隙度，,渗透率，,10,-3,m,2,1166.8-1167.9,36.91,2704,1167.9-1168.9,36.7,1922,1168.9-1169.9,35.52,1161,1169.9-1170.9,35.33,608,1170.9,1171.8,33.38,165.2,1173.9-1175.3,34.65,320,储层纵向上非均质性较强，渗透率差异较大，储层较好的井段只有,3m,，导致注汽压力高。,草,104-,斜,31,井注汽情况,五、现场应用情况,射孔井段1166.8-1171.8m厚度5.0m原油粘度21,注汽管柱示意图,177.8mm,套管,喇叭口,1120.0m,人工井底,1211.0m,油管短节,井下补