稠油开采注汽过程能量转换分析模型及评价准则.pdfVIP

维普资讯 大 庆 石 油 学 院 学 报 第28卷 第5期 2004年 1O月 JOURNAIOFDAQING PETROIEUM INSTITUTE VoI．28 No．5 Oct． 2004 稠油开采注汽过程能量转换分析模型及评价准则 王志 国 ，马一太 ，李东 明 ，项新耀 (1．天津大学 热能研究所 ，天津 300072； 2．大庆石油学院 秦皇岛分院，河北 秦皇岛 066004) 摘 要：在将稠油开采注汽过程划分为产汽环节、输汽环节、注汽环节和利用环节的基础上 ，建立了稠油开采注汽过 程的能量转换分析模型 ，并给出了评价准则及计算公式 ，得到了计算油层顶 、底层能量损失及加热带面积的方法．该能量 转换分析模型和计算公式可判断系统的用能水平，寻找系统的用能薄弱环节． 关 键 词 ：稠油开采 ；注汽；能量转化；模型 中图分类号 ：TE353 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—1891(2004)05—0028—03 稠油 (即高黏度重质原油)在油层中黏度高，流动阻力大，甚至不流动，因而开采难度大．我国已在 12 个平原或盆地发现 70多个稠油油 田_l1]，其资源量约占石油总资源量的20 ．稠油油藏具有陆相沉积的特 点，油层非均质严重 ，地质构造断层多，已探明稠油 80 储量埋深大于 800m，其中又有 50 储量埋深在 1．3～1．7km．我国稠油开采以注蒸汽热采方法为主，一是可以提高油层温度 、降低稠油黏度，使其易于流 动；二是可使油层压力升高、增加驱油能力，实现强制采油．稠油采出效果与注入蒸汽的质量有很大关系． 在注汽系统各环节中均有不同程度的能量损失，沿程湿蒸汽干度下降，注汽锅炉出口蒸汽干度在 80 ，而 到达油层后蒸汽干度降至50 以下．在油层中又有顶层损失和底层损失．因此，有必要研究稠油开采注 汽过程能量转换及其对采油效果的影响． 1 能量转换分析模型 系统供入总能量 (E )经蒸汽发生器，大部分转化为湿蒸汽携带 的能量 (E)，一小部分被损失掉 (E-)；经过地面管线 (损失能量包括主输汽管线能损 (E。)和输汽支线能损 (E。))后到达井121(损失能量为 E-)，通过井筒 (损失能量为Ets)注入油层 ；在油层的顶部和底部还将损失一些能量 (顶层损失 (E．)和底层 损失 (El))，最后剩下用于加热油层的有效能量 (E)，建立的能量转换分析模型 。见图1．由图1可知，系 统供入能量为 E 一 Ef+ Eh+ E。h+ Ekh+ ， (1) 系统有效利用能量为 Ef— E。一 E ， (2) 系统总损失能‘量为 7 E-一∑E“一E 一E小 (3) f= l 2 系统评定准则 (1)能量利用率．能量利用率 是指有效利用能量与系统供入总能量之比，刁为 一 E,／E ． (4) 收稿 日期 ：2003—03—26；审稿人 ：吴国忠；编辑：任志平 作者简介：王志国(1966一)，男，博士生 ，副研究员．主要从事能源综合利用及节能技术方面的研究 维普资讯 第 5期 王志国等：稠油开采注汽过程能量转换分析模型及评价准则 Ed- ‰ e l·：兰!-．．I 输汽环节 燃料化学能：Eh．燃料显热： ．雾化蒸汽带入能： ．空气带入能： 注汽站耗 电：Ew．给水带入能：巨．油