稠油蒸汽吞吐技术

稠油蒸汽吞吐技术

第一节稠油的特性及分类

一、稠油的一般特性

１.稠油中的胶质与沥青质含量高，轻质馏分少。

我国主要稠油油田原油中的胶质与沥青含量在25%-50%之间，而原油轻质馏分（300℃）一般仅10%左右。

２.稠油对温度的敏感性强。

由粘温曲线可见：

随温度升高，其粘度急剧下降。

这一特性也是进行注蒸汽的原因。

３.稠油中的石蜡含量一般较低。

我国多数稠油油田原油中的石蜡含量仅５％左右，因而凝固点也较低。

４.同一稠油油藏其原油性质在平面、垂向上常有较大差别。

５.稠油中的硫、氧、氮等杂原子的含量高，并含有较多的稀有金属。

二、稠油的分类标准

１.国际重油分类标准

２.我国稠油的分类标准

３.应强调的几点：

①国际上称重油、轻油，适于商业贸易的称谓。

我国称稠油、稀油。适于开采方法的称谓。

②粘度值是指油藏温度条件下的脱气粘度。

③原油粘度为主要指标，相对密度为辅助指标。

④井口取油样时，必须确保油样没有受到化学剂或掺入轻油的污染，并设法含有的水及机械杂质清除干净。

第二节水及水蒸汽的热特性

一、水是最好的注热载体

1.除液态氨外，其余任何液体

的比热（或热容）都比水小。

水的比热是1卡/kg.℃。

2.水的饱和温度随压力的增加

而增加，当压力确定后，饱和

温度只有唯一值。

3.当水的温度低于此压力下的饱和温度，则水是热水；

如果水的温度等于饱和温度，称为饱和水。

当饱和水逐渐被加热，液态水开始沸腾或汽化，称为水与汽两相混合液体，此时的温度并不增加，而吸收的热量用于水的汽化，汽化所需的热能很大，称为汽化潜热。

当将饱和水继续加热达到完全汽化时，此时蒸汽称为饱和蒸汽。

如果继续加热，饱和蒸汽吸收更多的热量后，在固定压力下，蒸汽的温度将升高，超过了饱和温度，此时蒸汽称为过热蒸汽。

二、湿饱和蒸汽的特性

1.干度：

汽相占有的质量分数称为蒸汽的干度，用X表示。

一般直流式注汽锅炉出口的干度控制在80%，而不是再高；因为这可使炉管中有20%左右的水相，以携带走结垢物质，防止结垢。

2.湿饱和蒸汽的热焓（或比热焓）

Hs=Xs·Lv+Hws

式中：

Hs——总热焓

Xs——蒸汽干度

Lv——汽化潜热焓

Hws——水的显热焓

由图中看出：

·显热随压力增加而增加，汽化潜热随压力增加而减小；

·当1MPa时，汽化潜热占总热焓的近5/6，显热仅占1/6；

当20Mpa时，汽化潜热占总热焓的1/4，显热占3/4；

这也是为何千方百计降低注汽压力的原因之一。

3.不同压力、不同干度的热焓

由图中看出：

·在相同压力下，蒸汽干度越高，热焓越大；

·随压力升高，汽化潜热焓和显热焓的差值变小。

4.湿饱和蒸汽的比容：

饱和蒸汽比容：

单位重量的饱和蒸汽

占据的体积：Vs

饱和水的比容：

单位重量的饱和水

占据的体积：Vw

湿饱和蒸汽的比容Vws就是干蒸汽与饱和水的比容之和。

Vws=Xs·Vs+（1-Xs）Vw

由图中看出：

·蒸汽的比容远比饱和水的比容要大得多；

·干度越高，比容越大，波及体积越大，加热范围越大；

·随着压力升高，蒸汽比容与饱和水的比容差值变小。例如：1Mpa时，蒸汽比容是饱和水比容的近200倍，而20Mpa时只有近2倍。

所以注湿蒸汽，一是追求高干度，二是千方百计追求降低注汽压力。

5.要善于使用饱和蒸汽和水的热物理参数表。

实例一：

在锅炉出口或井口上测得温度和压力值分别是

（1）温度为364℃，压力为20Mpa；

（2）温度为349℃，压力为18Mpa；

（3）温度为360℃，压力为17Mpa。试判断其蒸汽状态

由表可以查出：

（1）测得值和查表完全吻合。说明资料真实准确。蒸汽是饱和状态。蒸汽有一定干度。

（2）当温度为349℃，其对应饱和压力应为16.8Mpa，而实测值为18Mpa，高于饱和压力，说明有几种可能：

·当锅炉出口确实是饱和蒸汽时，其压力、温度两值或其中一值肯定错误，或是假资料。

·若资料无误，锅炉出口肯定是热水而非湿蒸汽。

（3）当温度为360℃，其对应饱和压力应为19.2Mpa，而实测值为17Mpa，明显低于饱和压力，说明有几种可能：

·如果资料无误，说明锅炉出口已是过热蒸汽。这是锅炉安全操作所不允许的，将引起炉管结垢而破坏。

·若锅炉出口确实湿饱和蒸汽，其压力、温度两值或其中一值肯定错误，或是假资料。

实例二：

有某井注蒸汽，在锅炉出口测得压力为17Mpa，温度为350℃，干度为50%，在井口测得压力为16.8Mpa，温度为340℃。试判断井口蒸汽状态

由表可查出：锅炉出口压力，温度值是对的，说明确实是有一定干度的湿蒸汽。但井口压力是16.8Mpa时的饱和温度应为349℃，说明井口已不是湿蒸汽，而是热水。何以如此？一种可能长距离输送，管线裸露无保温，散热过多所致；二种可能中间半路分配，到这井口的量很小；三种可能，资料不准。

有某井注蒸汽，井口蒸汽干度为50%，注汽压力为18Mpa，注入速度为8T/h，求出每天注入热量是多少？

解：每天注入热量∑Hs=24×q s×1000(Xs·Lv+Hws)

式中q s—注入速度T/h

Xs—干度

由表查出，当注入压力为18Mpa时，其对应的饱和水比焓Hws为1717KJ/kg

汽化潜热Lv为2523KJ/kg，则

∑Hs=24×8×1000（0.5×2523+1717）=571872000（KJ）

合：571872000÷4.1868×1000=1.36亿（大卡）

第三节蒸汽吞吐技术

一、蒸汽吞吐概念

周期性的向油井口注入一定量的蒸汽，通过焖井，而后开井产油的一种开采方式。

注汽时，地层分为3个带：

蒸汽带、热水带和冷水带。

传热方式：

热对流是主要传热机理，

把蒸汽的热焓传递给油层。

热传导，油层的部分热量传

递给顶底盖层。

二、蒸汽吞吐机理

降粘作用：温度升高粘度下降。

解堵作用：高温高速蒸汽对近井储层的冲刷作用，可解除井筒附近钻井液等的污染。

降低界面张力：高温蒸汽将使油水界面张力降低，从而改善液阻和气