2024-06-05 15:53:50
注汽是稠油開采的主要方式,也是導(dǎo)致稠油開發(fā)能耗高、成本高、碳排放高的主要因素。中國石油遼河油田打出“技術(shù)+管理+方式轉(zhuǎn)換”組合拳,控制注汽總量,全流程降低成本,推動(dòng)轉(zhuǎn)型升級(jí)。
“十四五”期間,遼河油田扎實(shí)開展注汽降成本、降能耗工作,實(shí)現(xiàn)“冷凝提效、電熱熔鹽、干度自控”三大技術(shù)突破和“管道檢驗(yàn)、鍋爐評(píng)估、內(nèi)部注汽”三項(xiàng)管理創(chuàng)新,注汽系統(tǒng)效率由2020年的72.5%提升至2023年的77.3%,實(shí)現(xiàn)降成本2.78億元。
今年前5個(gè)月,遼河油田每生產(chǎn)一噸蒸汽,天然氣用量同比下降0.66立方米。
“這一降幅看似微不足道,但乘以全油田每天6萬多噸的注汽量,相當(dāng)于每天省下成本近7萬元,減碳80噸。”遼河油田工程技術(shù)部副主任單長城說。
注汽是稠油開采的主要方式,也是導(dǎo)致稠油開發(fā)能耗高、成本高、碳排放高的主要因素。稠油開發(fā)如何轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,朝著更低能耗、更低成本、更加綠色的方向發(fā)展?遼河油田牽住注汽這個(gè)“牛鼻子”,打出“技術(shù)+管理+方式轉(zhuǎn)換”組合拳,著力化解稠油“新愁”。
(中國石油遼河油田)
“真沒想到,咱這運(yùn)行了16年的老鍋爐,熱效率也能達(dá)到96.8%。”說起站里新改造完成的冷凝鍋爐,遼河油田錦州采油廠新2號(hào)注汽站站長王璐連連稱贊。在他身后,是用全新一代冷凝技術(shù)改造后的鍋爐,煙氣中的潛熱得以回收利用,生產(chǎn)一噸蒸汽可節(jié)約天然氣3.7立方米。
遼河油田57%的產(chǎn)量采用注汽開發(fā),300余臺(tái)注汽鍋爐年消耗天然氣近16億立方米。“這些鍋爐大多服役了二三十年,短期內(nèi)難以全部更新。利用新技術(shù)實(shí)施提效改造,是當(dāng)下最現(xiàn)實(shí)的降本降碳途徑。”單長城說。
近5年,遼河油田對(duì)傳統(tǒng)鍋爐對(duì)流段進(jìn)行了三代工藝升級(jí)。第一代是增大對(duì)流段換熱面積,實(shí)現(xiàn)顯熱提效;第二代是采取“對(duì)流段+蒸發(fā)段”組合方式換熱,進(jìn)一步推動(dòng)顯熱提效;第三代是采取“對(duì)流段+冷凝段”組合方式,實(shí)現(xiàn)“顯熱+潛熱”雙重提效。全油田近1/3的鍋爐經(jīng)改造后煥發(fā)新活力,年節(jié)氣達(dá)2800萬立方米。工藝改造讓老鍋爐既節(jié)約了天然氣,也更省勁了。
遼河油田實(shí)施鍋爐數(shù)字化、智能化改造,實(shí)現(xiàn)注汽干度、供水量等參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測與控制,既降低鍋爐單耗,也降低勞動(dòng)強(qiáng)度。目前,已有12座注汽站實(shí)施了自控技術(shù)改造,年可節(jié)約成本350余萬元。
新技術(shù)還帶來了蒸汽生產(chǎn)方式大變革。40多年前,正是得益于鍋爐技術(shù)的突破,遼河油田在國內(nèi)率先取得稠油熱采試驗(yàn)成功。此后,鍋爐燃料歷經(jīng)從煤炭到原油再到燃?xì)獾霓D(zhuǎn)變。盡管越來越清潔,但依然擺脫不了以化石能源生產(chǎn)化石能源的窠臼。近年來,遼河油田全力打造全新一代清潔鍋爐。去年12月,世界首座15兆瓦電熱熔鹽儲(chǔ)能注汽站在齊40塊投運(yùn)。該站利用夜間谷電來生產(chǎn)蒸汽,拉開了注汽用能“以電代氣”的序幕。投運(yùn)至今,已累計(jì)生產(chǎn)蒸汽1.8萬噸,替代天然氣120萬立方米。
5月初,遼河油田注汽系統(tǒng)前4個(gè)月的對(duì)標(biāo)成績揭曉,鍋爐燃?xì)鈫魏摹⒂秒妴魏?、注汽管線環(huán)表溫差等關(guān)鍵指標(biāo)同比均有改善。同時(shí),針對(duì)部分單位指標(biāo)異常波動(dòng)的情況,主管部門及時(shí)發(fā)出預(yù)警,督促其制定有效措施。
注汽開發(fā)是一個(gè)長鏈條的過程。蒸汽從鍋爐產(chǎn)出再輸送到井底,十成熱量往往只剩下不到七成。如何把更多的熱量輸送到井底?遼河油田開展產(chǎn)、輸、注全流程對(duì)標(biāo),提升精細(xì)管理水平。
內(nèi)部對(duì)標(biāo)在7家注汽生產(chǎn)單位之間開展。主管部門每月統(tǒng)計(jì)通報(bào)“燃?xì)鈫魏?rdquo;等10項(xiàng)主要指標(biāo),半年進(jìn)行一次更全面的22項(xiàng)綜合指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析,壓實(shí)各單位管理責(zé)任。特油公司注汽規(guī)模在油田排名第二。受鍋爐老化、軟化水含硅量高等因素影響,前幾年,“鍋爐熱效率”指標(biāo)排名靠后。近3年,特油公司將主要對(duì)標(biāo)指標(biāo)考核到班站,增加設(shè)備除垢工作量,使鍋爐熱效率追至油田平均水平,年均減少消耗600多萬立方米。
遼河油田各單位也跟自己的指標(biāo)對(duì)標(biāo)。金海采油廠的“煙氣含氧量”指標(biāo)此前一直靠前。近3年,這個(gè)廠進(jìn)一步強(qiáng)化燃料與空氣配備調(diào)整,17臺(tái)鍋爐全部裝上含氧量自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng),含氧量從4%以上降至2%,領(lǐng)先油田平均值超2個(gè)百分點(diǎn)。
在深化內(nèi)部對(duì)標(biāo)的同時(shí),遼河油田還主動(dòng)與新疆、勝利等油田對(duì)標(biāo),并學(xué)習(xí)借鑒好的經(jīng)驗(yàn)做法。初夏時(shí)節(jié),走進(jìn)遼河油田最大的稠油熱采區(qū)域曙光油區(qū),200多公里注汽管道的外衣已從過去的灰色變成了白色。“變的不僅是外頭,也在里頭。”特油公司采油管理部副主任邢珂說。此前,注汽管線大多采用硅酸鹽作為保溫材料,在水泡后保溫效果變差。2022年曙光油區(qū)洪災(zāi)后,遼河油田借鑒外部經(jīng)驗(yàn),對(duì)這一地區(qū)的保溫管線進(jìn)行集中改造,保溫材料由硅酸鹽升級(jí)為氣凝膠,防水和保溫效果更好,管道熱損失率下降1.6個(gè)百分點(diǎn)。
通過全流程精細(xì)對(duì)標(biāo),遼河油田熱注系統(tǒng)整體效率從2020年的72.5%提升到2023年的77.3%。
(中國石油遼河油田)
如何破解稠油穩(wěn)產(chǎn)與節(jié)能降碳這對(duì)矛盾?遼河油田推動(dòng)稠油綠色開發(fā)行動(dòng),沒有停留在注汽生產(chǎn)這一環(huán)節(jié),而是從開發(fā)需求源頭上采取行動(dòng),努力打造更加低碳的開發(fā)方式,控降注汽總量。
4月初,位于齊40塊的一個(gè)蒸汽驅(qū)井組產(chǎn)量突降。采油作業(yè)區(qū)急忙組織商討對(duì)策。沒想到,技術(shù)人員給出的方案是:把注汽干度調(diào)低30%。“提產(chǎn)量應(yīng)該提高注汽干度,為什么要反向操作?”“蒸汽在地下流動(dòng)存在‘超覆’現(xiàn)象。若在蒸汽驅(qū)后期繼續(xù)保持高干度注汽,會(huì)導(dǎo)致蒸汽沿著汽腔上部優(yōu)勢通道快速溜走,起不到‘洗桑拿’的作用。降低注汽干度反而有利于蒸汽沿著汽腔低部位慢慢流動(dòng),把剩余油攆出來。”技術(shù)人員講出了原因。果然,在將注汽干度下調(diào)30%后,這個(gè)井組日均產(chǎn)量增長6噸,含水率下降4.8個(gè)百分點(diǎn)。
“精準(zhǔn)注汽是要注到關(guān)鍵點(diǎn)上,找到保持穩(wěn)產(chǎn)與降成本的平衡點(diǎn)。”單長城算了一筆賬,油田每少注入一噸蒸汽,可減少相關(guān)費(fèi)用150元。
近年來,遼河油田努力應(yīng)用更多不注汽、少注汽的開采方式,努力用較少的蒸汽采更多的油。近日,遼河冷家油田的一口稠油吞吐井在結(jié)束第七輪采油后,技術(shù)人員沒有再往井里注入蒸汽,而是注入一種特制的生物酶。“這種生物酶可以‘咬’斷稠油重分子鏈,增強(qiáng)流動(dòng)性,將其應(yīng)用到高輪次吞吐井中,驅(qū)油效果和注汽相當(dāng)。”冷家油田開發(fā)公司工藝研究所所長王國軍說。去年,遼河油田實(shí)施降黏“冷采”50井次,替代蒸汽量5.1萬噸。此外,遼河油田還廣泛應(yīng)用二氧化碳來輔助稠油熱采,既可擠占部分蒸汽腔,減少蒸汽使用量,也可有效控制蒸汽腔的發(fā)育方向,改善開發(fā)效果。下一步,遼河油田繼續(xù)將控降注汽規(guī)模作為提質(zhì)增效的重要舉措,努力實(shí)現(xiàn)注汽總量較2023年降低9%的目標(biāo)。(文/羅前彬 單祥斌 蘇斌等)
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