工程院攻坚SAGD换热器减少稠油碳排放

稠油SAGD采出液具有温度高、携汽量大和生产连续稳定的特点,地面采出液所携带的热能约占注入热的20%,以公司目前的SAGD开发规模计算,相当于8台注汽锅炉的生产热,该部分余热回收对公司的减碳及提质增效工作都具有重要意义。SAGD余热回收的技术路线是把SAGD采出液的地面余热再回到注入系统里,而实现该功能的关键设备是“换热器”。为全面掌握各类SAGD换热器进行运行工况、换热效率、清洗排污和设计符合度,4月1日,工程技术研究院地面工程研究所稠油项目组再次深入风城油田进行现场摸排,针对换热器存在的问题与作业区技术人员进行了深入讨论,及时高效地开展地面工程“稠油减少碳排放”关键设备的攻坚工作。

目标清晰、过程崎岖。对从事稠油SAGD开发的地面工程设计人员来说,换热器可谓是一块“硬骨头”,从年重32井区SAGD先导试验选用浮头式换热器,到后来陆续试验和工业化应用的立式螺旋板、卧式螺旋板、热管式换热器、多腔管式换热器、干式空冷器、湿式空冷器和表面蒸发式空冷器,各种型号的换热器余热回收成效显著,但对于整体稠油余热回收利用效果依然有待提高。

设备不足、工艺找补。针对SAGD采出液原相换热存在的“油、汽、水、固”多相复杂流态和换热器内部管束易偏流、易凝堵和换热不均的工况,通过和SAGD高温密闭脱水工艺相结合,转变换热工艺,采用“流体工艺分离、热量梯级回收”的工艺换热方案,转换为蒸汽换热、采出水换热和净化油换热,简化流体相态、稳定工艺状态,实现换热器的优化选型。余热回收利用方式上,也从单一的为注汽锅炉给水换热转变为常规原油处理蒸汽掺热、导热油换热、站区采暖和余热发电等方式,通过以上工艺改变,目前已回收40%的采出液余热。

现场跟踪、聚焦卡点。在本次现场调研中发现,采出水换热器的运行矛盾突出,采出水/软化水换热器设备效率达不到设计参数,设计目标30℃的换热温差,现场运行为8-10℃,换热管束和封箱油泥聚集严重,热源降不下、冷源升不上,余热回收值低,成为阻碍整体换热工艺的“卡脖子”点。针对该换热器的选型,地面工程研究所稠油项目组再次进行卡点攻关,已开展油泥分析和换热器流态仿真模拟,并与西安交通大学和国内知名换热器厂家展开联合攻关,计划近期完成设备选型并开展现场试验。

通过本阶段SAGD换热器的现场跟踪和设备优化选型工作,项目组深刻认识到工程设计是一个全生命周期的系统概念,从前期设计、现场施工、运行跟踪到持续优化,步步走踏实方能真正实现项目整体目标和完成稠油开发的提质增效。下一步,项目组将持续开展此项工作,将设备模拟仿真、优化选型推进到现场试验,对新疆油田“稠油减少碳排放”地面技术的“卡脖子”点进行攻坚,助力油田公司节能减排、双碳目标的顺利实施。

通讯员|张瑛、李淼信息来源|地面工程研究所

平台编辑|田彩玲

责任编辑

高迎春

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