油田注汽鍋爐講義ppt課件(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 稠油 重力泄油的理論最初的概念是基于注水采鹽的原理，即注入的淡水將鹽層中的固體鹽溶解，濃度大的鹽溶液由于其密度大而向下流動，而密度小的水溶液浮在上面，這樣可以通過不斷地在鹽層的上部注水，而鹽層的下部源源不斷地將高濃度的鹽溶液采出。高濃度的鹽溶液向下流動的動力就是水與含鹽溶液的密度差，將這一原理用于注汽熱采過程中就產生了重力泄油概念。 對于在地層原始條件下沒有流動能力的高粘度原油，要實現常規蒸汽驅過程是不可能的，這主要是因為在注采井之間很容易形成汽竄，使油汽比降低而失去商業價值。將重力泄油理論應用到高粘度原油的開發中，就產生了蒸汽輔助重力泄油技術。下圖所示為蒸汽輔助重力泄油開采原理圖。 蒸汽腔頂蓋層直井注汽 水平井采油 蒸汽輔助重力泄油開采超稠油油藏的基本原理是：在水平生產井的上部連續注入大量的高干度蒸汽，使得地層中形成蒸汽腔，蒸汽腔的邊緣加溫原油，同時蒸汽冷凝成水，與原油依靠重力流入水平生產井，并被大排量采出。蒸汽腔不斷緩慢擴展，并不斷加溫原油，從而形成連續的生產過程，直到蒸汽腔擴展到油層頂界和水平井控制邊界。 根據 SAGD工藝原理，可以歸納出蒸汽輔助重力泄油方式有以下兩個主要特征： 1）由于是依靠蒸汽腔擴展加溫原油，所以蒸汽中的飽和水不僅對生產毫無幫助，反而增加占據地層孔隙體積分量，使原油產量降低。故要求注入蒸汽干度越高越好，一般要求注汽站出口干度大于 95％，井口干度大于 90％，井底干度大于 70％ 2）由于是依靠重力泄油，所以水平生產井的生產壓差為水平井上部可流動液體的液面高度。一般保持在為 5～ 15m。 據有關報道和國外考察，目前采用 SAGD開采方式生產稠油和超稠油的以加拿大最為成熟。 根據 SAGD的工藝原理，和油藏工程研究結果，其工藝設計的總體要求為：在直井連續（多井同時）注入高干度（大于 95％） 蒸汽，水平井大排量（ 300～ 350t/d）采出高溫（ 200℃ ）含水（ 70～ 90％）原油。根據工藝設計的總體要求，設計 SAGD注采工藝技術路線是：注汽鍋爐產生干度為 75～ 80％飽和蒸汽，經汽水分離器分離，干度為 95％已上的蒸汽通過球形分配器分配計量，再經注汽井注入地層。蒸汽加溫地層原油，變成冷凝水與原油一起流入水平井，經大泵抽出地面，地面換熱后再經計量，最后進入中心站外輸。注汽鍋爐用水先與油井產出液換熱，再與汽水分離器分離出的高溫水換熱后，最后進入注汽鍋爐，完成熱量回收利用，見下圖： 注汽鍋爐、 汽水分離器、 球形分配器、 水平采油井、 產出液換熱器、含水取樣器、 原油計量器、 分離水換熱器、 采油站緩沖罐 圖 SAGD工藝方案技術路線圖 （二） 50噸注汽鍋爐設計原理及結構 一、注汽鍋爐主要參數 鍋爐型號： YZG50/ 額定蒸發量： 50噸 /小時 工作壓力： （ ） 蒸汽干度： 7580% 熱 效 率： % 燃 料： 渣油 控制方式： 計算機及 PAC組成 DCS控制 水汽系統回程： 兩回程 鍋爐總重量： 約 250噸 設備總功率： 650千瓦 二、注汽鍋爐主要原理及結構說明 （一）輻射段 輻射段是由鋼板卷制成的圓筒，內壁襯硅酸鋁耐火纖維和耐火注料以減少輻射段散熱損失，正常運行時殼體外表面平均溫度小于 60176。 C。 結構設計 該型號注汽鍋爐的輻射段總體尺寸為 ，輻射段管束共計爐管（ φ89 11， 20G） 88根，單根爐管平均長度為,爐管沿輻射段筒體內壁周向左右兩等分 均布，形成兩套水汽循環管路。每套管路分別設有單獨的給水入口及蒸汽出口（均在輻 射段后端），并由一臺柱塞泵（ 59T/H， 19 MPa）推動這兩個循環管路 ,詳見 50T/H注汽鍋爐流程圖 。 設計說明 （ 1）根據管式加熱爐輻射室的結構設計理論，輻射室的尺寸由以下幾個參數確定： a輻射管傳熱面積 FR FR=QR/qR QR 輻射室熱負荷 qR 輻射 爐管表面平均熱強度 b管心距 國內設計推薦值為 ，本鍋爐 取值 。 C管墻距 國內設計推薦值為 ，本鍋爐取值 。 d高徑比 國內設計推薦值為 ，本鍋爐取值為 。 （ 2）輻射段管束雙回路水汽循環管路在運行時，左、右半部的兩個管路運行狀況基本相同。在出口壓力設定值相等的情況下，單臺柱塞泵可以通過變頻器調節使兩套水汽循環管路趨于平衡。 （詳見輻射段總圖） （ 二）對流段 對流段是由光管和翅片管組成的矩形結構，在煙氣入口端增加了幾排光管作為溫度緩沖管以降低煙溫，為減少對流段的長度，采用了翅片管，這樣可以縮小 2/3的體積。對流段吸熱量約占總吸熱量的 40%左右。 結構設計 該型號注汽鍋爐對流段為矩形，總體尺寸為 m，其對流段管束有光管 75根，翅片管 285根，平均長度為 m。對應輻射段的兩回路水汽循環管路，分左、右平均分布 兩個獨立的高壓水循環管路，這兩個循環管路的對流段出入口分別同兩臺水 水換熱器的管程入口和殼程出口相連接，形成兩個整體水循環系統。詳見 50t/h注汽鍋爐流程圖。經過熱力計算，高溫煙氣流經對流段光管后為 858176。 C。為了防止對流段翅片管過燒和增強耐腐蝕性，在對流段光管上方設三排不銹鋼翅片管。（詳見對流段總圖） 2設計說明 這種型式的兩組對流段管束可以同輻射段的兩組管束和兩個水 水換熱器相對應，進行共同吸熱，分別水 汽循環運行，保證兩個水 汽循環系統的均衡受熱，平穩運行。 （三）水 水換熱器 水 水換熱器是采用套管形式進行熱交換，它主要用來加熱對流段的入口溫度，使入口水溫提高并超過煙氣的露點溫度，從而避免煙氣中的水蒸氣在對流段翅片管上凝結而造成管子的低溫腐蝕。 23T/H和 11T/H注汽鍋爐使用一臺水 水換熱器相配套，并安裝在輻射段側面或上面。 50T/H注汽鍋爐使用兩臺相匹配，分別與相應的對流段和輻射段管路流程對應，安裝在一個獨立的撬座上，以保證水循環系統的穩定性。 （四）高壓給水泵和燃燒器 高壓給水泵設 1臺，額定流量為 59T/H，工作壓力為 19 MPa，功率為 355KW，推動