超臨界注汽配套工藝研究與應(yīng)用

超臨界注汽配套工藝研究與應(yīng)用一、前言二、超臨界蒸汽熱力參數(shù)變化規(guī)律三、超臨界壓力注汽參數(shù)優(yōu)化四、超臨界井下注汽工具優(yōu)化設(shè)計(jì)五、現(xiàn)場應(yīng)用情況六、認(rèn)識(shí)目錄蒸汽吞吐及水驅(qū)是稠油油藏的主要開發(fā)方式勝利油田稠油熱采產(chǎn)量熱采開發(fā)3.55×108t探明儲(chǔ)量13.83×108t已動(dòng)用12.68×108t未動(dòng)用1.15×108t特超稠油及薄層稠油油藏水驅(qū)開發(fā)9.13×108t一、前言◆勝利油田稠油儲(chǔ)量概況(1)已動(dòng)用稠油老區(qū)進(jìn)入高輪次、高含水開發(fā)階段,開發(fā)效果變差開發(fā)形勢分析一、前言單10塊EdS1分周期油汽比柱狀圖單10塊EdS1分周期產(chǎn)油量柱狀圖老區(qū)已進(jìn)入高輪次吞吐階段，吞吐效果越來越差（2）稠油后備資源品位差，開發(fā)難度大一、前言開發(fā)形勢分析新區(qū)儲(chǔ)層品位低

近幾年新投入熱采開發(fā)的稠油區(qū)塊多為難動(dòng)用儲(chǔ)量，儲(chǔ)層物性較差：一是油層有效厚度薄；二是儲(chǔ)層敏感性強(qiáng)；三是原油粘度高，多為特超稠油油藏；四是具有大量的邊底水。采油廠稠油區(qū)塊熱采時(shí)間油藏特征勝利T82和T11南東二段2003非均質(zhì)性強(qiáng)(滲透率變異系數(shù)0.6-2.3)；強(qiáng)水敏；油稠、差異大(4935-76098mPa·s)；層薄(平均4.25m)、夾層多河口陳3732004各小層砂體厚度較?。?-6m）；易出砂；中等偏強(qiáng)水敏沾182007邊底水稠油油藏，邊水體積為油層體積的10-15倍；油層膠結(jié)疏松易出砂；具有強(qiáng)水敏樁西樁斜1392003東部砂體為底水油藏，西部砂體為邊水油藏；具有強(qiáng)水敏東辛營27、營8-24東二、營8-63、營47-82005以斷塊油藏為主；邊底水較為活躍；主力油層有效厚度薄，凈總比低開發(fā)中心草104、草4S2+3、草4S44、鄭411、草109、草1282003儲(chǔ)層厚度平均不到8m；油藏埋藏淺，一般在950-1400m；膠結(jié)疏松，出砂嚴(yán)重；大部分具有較強(qiáng)的邊底水；儲(chǔ)層具有較強(qiáng)的敏感性；油稠，以特、超稠油為主（2）稠油后備資源品位差，開發(fā)難度大未動(dòng)用儲(chǔ)量1.15億噸一、前言開發(fā)形勢分析未動(dòng)用儲(chǔ)量開發(fā)難度大1.特超稠油、薄互層、深層稠油油藏的注汽壓力高，約為22MPa-26MPa，目前的注汽工藝(最高工作壓力21MPa)不能滿足超臨界壓力安全注汽的要求；

2.油層埋藏深、井筒熱損失大，影響后備稠油資源的熱采效果。一、前言超臨界注汽應(yīng)用的意義后備資源熱采難點(diǎn)濕蒸汽發(fā)生器主要參數(shù)對(duì)比

為了開發(fā)特超稠油、薄互層、深層稠油油藏，勝利油田已具有注汽壓力為26MPa的超臨界蒸汽發(fā)生器。但常規(guī)的注汽配套工藝不能滿足超臨界注汽熱采的要求。生產(chǎn)廠家勝利亞臨界濕蒸汽發(fā)生器美國熱力公司美國HSMC公司日本川崎重工美國丹尼爾公司工作壓力MPa21.018.218.217.518.3一、前言超臨界注汽應(yīng)用的意義

通過研究，建立一套超臨界注汽熱力參數(shù)計(jì)算數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上，對(duì)超臨界壓力注汽參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；通過對(duì)超臨界注汽條件下的井下工具進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以形成超臨界壓力注汽工藝配套技術(shù)，實(shí)現(xiàn)特超稠油、薄互層、深層稠油的注汽熱采，為勝利油田后備稠油儲(chǔ)量的開發(fā)提供技術(shù)儲(chǔ)備。一、前言超臨界注汽應(yīng)用的意義目錄一、前言二、超臨界蒸汽熱力參數(shù)變化規(guī)律三、超臨界壓力注汽參數(shù)優(yōu)化四、超臨界井下注汽工具優(yōu)化設(shè)計(jì)五、現(xiàn)場應(yīng)用情況六、認(rèn)識(shí)二、超臨界蒸汽熱力參數(shù)變化規(guī)律建立了能描述超臨界壓力、亞臨界壓力及飽和水三種狀態(tài)下的注汽井筒流動(dòng)與傳熱模型。超臨界注汽井筒流動(dòng)與傳熱的精細(xì)描述

研究了注汽井筒油套環(huán)空幾何尺寸、隔熱油管接箍等注汽管柱熱點(diǎn)對(duì)井筒流動(dòng)與傳熱的影響。二、超臨界蒸汽熱力參數(shù)變化規(guī)律超臨界注汽井筒流動(dòng)與傳熱的精細(xì)描述二、超臨界蒸汽熱力參數(shù)變化規(guī)律超臨界壓力蒸汽參數(shù)變化規(guī)律超臨界壓力注汽井筒溫度變化規(guī)律

超過臨界點(diǎn)后，蒸汽的比容急劇上升，壓力越低，比容越大；在超臨界狀態(tài)，井筒內(nèi)蒸汽壓力升高，焓下降，而溫度既可能升高也可能降低。超臨界壓力蒸汽熱力參數(shù)變化規(guī)律二、超臨界蒸汽熱力參數(shù)變化規(guī)律井口燃燒同樣燃油時(shí)不同壓力下產(chǎn)生的蒸汽質(zhì)量倍數(shù)（壓力17MPa、干度0.7蒸汽的熱焓為1）井底蒸汽比焓kJ/kg燃燒同樣燃油時(shí)不同壓力下產(chǎn)生的蒸汽在井底的焓（蒸汽比焓×蒸汽質(zhì)量）kJ壓力MPa比焓kJ/kg2618201.26169221322418561.24172521352122091.0420532135172294121322132

超臨界壓力注汽時(shí)蒸汽的比焓低，在同樣蒸汽量的情況下注入油層的熱焓低；但在燃燒同樣燃油的情況下,與亞臨界壓力蒸汽發(fā)生器發(fā)熱量相同；而超臨界壓力蒸汽發(fā)生器的本體熱損失小于亞臨界壓力蒸汽發(fā)生器；因此在鍋爐發(fā)熱量相同，超臨界壓力比亞臨界壓力注入油層的熱焓多。不同狀態(tài)下注汽的比焓、總焓對(duì)比超臨界壓力注汽熱焓分析目錄一、前言二、超臨界蒸汽熱力參數(shù)變化規(guī)律三、超臨界壓力注汽參數(shù)優(yōu)化四、超臨界井下注汽工具優(yōu)化設(shè)計(jì)五、現(xiàn)場應(yīng)用情況六、認(rèn)識(shí)三、超臨界壓力注汽參數(shù)優(yōu)化溫度下降溫度上升溫度先下降后上升超臨界注汽井筒熱力參數(shù)數(shù)值模擬為優(yōu)化設(shè)計(jì)注汽工藝提供了手段編制了超臨界注汽參數(shù)優(yōu)化軟件三、超臨界壓力注汽參數(shù)優(yōu)化超臨界注汽井筒參數(shù)變化規(guī)律

隨著井口注汽壓力的提高，井筒沿程壓力梯度呈增加趨勢。23MPa，380℃注汽時(shí)井底蒸汽焓值最大超臨界注汽井筒參數(shù)變化規(guī)律三、超臨界壓力注汽參數(shù)優(yōu)化超臨界注汽井筒參數(shù)變化規(guī)律隨著壓力升高，比容下降。三、超臨界壓力注汽參數(shù)優(yōu)化沿著井筒密度逐漸增大超臨界注汽井筒參數(shù)變化規(guī)律三、超臨界壓力注汽參數(shù)優(yōu)化超臨界注汽井筒參數(shù)變化規(guī)律沿著熱損失逐漸增大三、超臨界壓力注汽參數(shù)優(yōu)化三、超臨界壓力注汽參數(shù)優(yōu)化

隔熱油管接箍等注汽管柱熱點(diǎn)對(duì)井筒熱損失影響很大。8%4%超臨界注汽井筒參數(shù)變化規(guī)律目錄一、前言二、超臨界蒸汽熱力參數(shù)變化規(guī)律三、超臨界壓力注汽參數(shù)優(yōu)化四、超臨界井下注汽工具優(yōu)化設(shè)計(jì)五、現(xiàn)場應(yīng)用情況六、認(rèn)識(shí)位置汽壓,MPa套壓,MPa抗內(nèi)壓,MPa抗外擠,MPa井口24.9616.2247.6739.90井底37.6337.6137.7838.94超臨界壓力注汽高真空隔熱油管強(qiáng)度校核（P110管材）超臨界注汽井底的蒸汽壓力為37.63MPa目前在用的隔熱油管其抗外擠強(qiáng)度為25MPa,不能滿足要求P110管材在此工況下的抗外擠強(qiáng)度為38.94MPa,能滿足機(jī)械性能的要求。

超臨界注汽隔熱油管優(yōu)化設(shè)計(jì)四、超臨界井下注汽工具優(yōu)化設(shè)計(jì)超臨界注汽隔熱油管λ≤0.04w/m.℃生產(chǎn)廠家日川崎公司TC-650日川崎公司TC-750美國貝克公司Ⅱ美國貝克公司Ⅲ美國貝克公司Ⅴ超臨界注汽隔熱管導(dǎo)熱系數(shù)W/m.℃0.0260.0170.0350.0260.017＜0.04工作壓力MPa<25>35超臨界注汽隔熱油管優(yōu)化設(shè)計(jì)四、超臨界井下注汽工具優(yōu)化設(shè)計(jì)超臨界注汽井下工具優(yōu)化設(shè)計(jì)注汽井口安全系數(shù)：>3.2井口補(bǔ)償器安全系數(shù)：1.78井下補(bǔ)償器內(nèi)管安全系數(shù)：2.23井下補(bǔ)償器外管安全系數(shù)：1.87(1)優(yōu)選了管材，高溫下強(qiáng)度提高了30%-50%(2)優(yōu)選了密封材料(由柔性石墨+改性聚四氟乙烯換為柔性石墨+紫銅)和密封結(jié)構(gòu)

超臨界注汽配套工藝已全部設(shè)計(jì)完成，并完成了試制，超臨界壓力井口補(bǔ)償器、封隔器等工藝已配合超臨界鍋爐注汽2井次。

四、超臨界井下注汽工具優(yōu)化設(shè)計(jì)隔熱油管懸掛丟手裝置結(jié)構(gòu)示意圖隔熱油管懸掛器結(jié)構(gòu)示意圖四、超臨界井下注汽工具優(yōu)化設(shè)計(jì)超臨界注汽井下工具優(yōu)化設(shè)計(jì)人工井底補(bǔ)償器高真空隔熱管封隔器補(bǔ)償器高真空隔熱管插入密封熱敏封隔器

針對(duì)隔熱油管最大下深只有1600m的狀況，研究設(shè)計(jì)了分段注汽工藝管柱，實(shí)現(xiàn)了深層稠油井全井筒隔熱注汽，井筒熱損失小于10%。高真空隔熱管油管深層稠油超臨界壓力注汽工藝管柱設(shè)計(jì)

四、超臨界井下注汽工具優(yōu)化設(shè)計(jì)目錄一、前言二、超臨界蒸汽熱力參數(shù)變化規(guī)律三、超臨界壓力注汽參數(shù)優(yōu)化四、超臨界井下注汽工具優(yōu)化設(shè)計(jì)五、現(xiàn)場應(yīng)用情況六、認(rèn)識(shí)五、現(xiàn)場應(yīng)用情況YZG9.0-26/395-H超臨界注汽鍋爐主要技術(shù)參數(shù)額定蒸發(fā)量9.0t/h額定蒸汽壓力26.0MPa額定蒸汽溫度395℃額定熱效率88%額定熱功率5.6MW負(fù)荷調(diào)節(jié)70-100%排煙溫度≤250℃爐體表面溫度平均溫度≤80℃控制方式PLC+觸摸屏安裝方式拖車式（液壓升降）射孔井段1166.8-1171.8m1173.9-1175.3m厚度5.0m1.4m原油粘度21505mPa.s防砂方式繞絲篩管井段，m孔隙度，％滲透率，10-3μm21166.8-1167.936.9127041167.9-1168.936.719221168.9-1169.935.5211611169.9-1170.935.336081170.9－1171.833.38165.21173.9-1175.334.65320

儲(chǔ)層縱向上非均質(zhì)性較強(qiáng)，滲透率差異較大，儲(chǔ)層較好的井段只有3m，導(dǎo)致注汽壓力高。草104-斜31井注汽情況五、現(xiàn)場應(yīng)用情況注汽管柱示意圖177.8mm套管喇叭口1120.0m人工井底1211.0m油管短節(jié)井下補(bǔ)償器1020.0m熱敏封隔器Φ114×62mm高真空隔熱管防砂魚頂1127.41m1166.8m1175.3m油層井段:1166.8-1175.3m厚度:6.4m/2層防砂方式:繞絲篩管設(shè)計(jì)注汽量:1200t設(shè)計(jì)注汽速度:6－10t/h注汽設(shè)備：超臨界壓力鍋爐五、現(xiàn)場應(yīng)用情況日期注汽時(shí)間注汽壓力注汽溫度注汽速度日注累注備注hMPa℃t/htt8.122.319.536692121

8.1320.521.73749185206水處理故障8.144243888.333239

8.1721.522.43799194433

8.182222.53809203636

8.192423.23829216852汽竄停注

注汽參數(shù)達(dá)到超臨界壓力狀態(tài)（注汽壓力大于22MPa、注汽溫度大于374℃）。該井成功注汽表明，注汽鍋爐及注汽井口、井口補(bǔ)償器等超臨界壓力注汽配套工具安全可靠。草104-斜31注汽參數(shù)五、現(xiàn)場應(yīng)用情況8月11～25日注汽，注汽量1400t；注汽壓力22.1～24.8MPa，注汽溫度22日380～388℃；9月1日投產(chǎn)，平均日液8.5，日油3～4t，含水55%；超臨界注汽前，水力噴射泵生產(chǎn)，日液2～3t，日油1.3t。生產(chǎn)情況五、現(xiàn)場應(yīng)用情況目錄一、前言二、超臨界蒸汽熱力參數(shù)變化規(guī)律三、超臨界壓力注汽參數(shù)優(yōu)化四、超臨界井下注汽工具優(yōu)化設(shè)計(jì)五、現(xiàn)場應(yīng)用情況六、認(rèn)識(shí)六、認(rèn)識(shí)1.超臨界壓力狀態(tài)下注汽井筒流動(dòng)、傳熱規(guī)律與飽和蒸汽不同；超過臨界點(diǎn)后，蒸汽的比容急劇上升，壓力越低，比容越大；在超臨界狀態(tài)，井筒內(nèi)蒸汽壓力升高，焓下降，而溫度既可能升高也可能降低。

2.建立的超臨界壓力注汽參數(shù)優(yōu)化計(jì)算模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)超臨界注汽工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高了超臨界注汽的經(jīng)濟(jì)開發(fā)效果。

3.研制的超臨界注汽壓力隔熱油管通過對(duì)管材、隔熱性能的優(yōu)選和控制，其機(jī)械性能和視導(dǎo)熱系數(shù)滿足了超臨界注汽工況的要求；在此基礎(chǔ)上完成了深層超臨界注汽工藝管柱結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，滿足了深層稠油超臨界注汽的要求。

4.通過現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用表明，配套的超臨界注汽工具和注汽參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件能夠滿足超臨界注汽設(shè)計(jì)和現(xiàn)場實(shí)施的要求，為勝利油田特超稠油、薄互層、深層稠油等后備稠油資源的開發(fā)提供了技術(shù)儲(chǔ)備。六、認(rèn)識(shí)謝謝附錄資料：不需要的可以自行刪除防曬霜生產(chǎn)工藝配方油相

A

硬脂酸5％十八醇2.5％棕櫚酸異丙酯1.5％凡士林5％防腐劑適量B石蠟油6％硅油Gy-2603.5％防曬劑POS-21％VE適量ME-40適量水相A鈦白粉3.5％丙二醇3％B三乙醇胺1％二氧化鈦其透過率小于氧化鋅。對(duì)紫外線有散射作用,能減小紫外線對(duì)人體皮膚的幅射。覆蓋力優(yōu)良,增白皮膚。但涂抹性與透氣性均差。加入量大于等于５％時(shí),增白色澤不自然,固選用百分3.5。丙二醇丙二醇在化妝品中作濕潤劑、保濕劑。三乙醇胺三乙醇胺在化妝品中還具有中和劑的作用，從而達(dá)到增稠和保濕的作用。硬脂酸

硬脂酸用于護(hù)膚品中起乳化作用，從而使其變成穩(wěn)定潔白的膏體。十八醇化妝品中作為基質(zhì)原料中的乳化劑、增稠劑應(yīng)用棕櫚酸異丙酯具有優(yōu)良的保濕和滋潤皮膚作用。皮膚對(duì)本品的吸收性很好，能在皮層內(nèi)與毛囊有效接觸，滲入皮層深處，并將化妝品中的活性組分帶入，充分發(fā)揮有效成分的作用。作為化妝品溶劑及皮膚保濕劑、滲透劑。凡士林凡士林作為一種傳統(tǒng)的化妝品原料,它在皮膚角質(zhì)層表面形成一種隔離膜,具有防止皮膚表面水份減少的作用,保護(hù)皮膚免受外界剌激。因而它是一種極好的保溫劑和護(hù)膚品。它對(duì)皮膚無剌激,無過敏。石蠟油