稠油開采余熱回收系統(tǒng)的優(yōu)化構(gòu)建謝

蒸汽輔助重力泄油（簡稱SAGD）技術(shù)是提高稠油、超稠油、高凝油采收率的一項前沿技術(shù)，遼河油田從20世紀90年代開始進行SAGD采油工藝的研究與實踐，2003年開始建立了8個井組轉(zhuǎn)SAGD先導(dǎo)試驗，并獲得了成功，遼河油田已經(jīng)成為全國最重要的稠油生產(chǎn)基地。 SAGD技術(shù)可以大幅度提高采收率，同時也產(chǎn)生了大量余熱。與SAGD生產(chǎn)工藝相關(guān)的余熱有注汽鍋爐汽水分離器高溫分離水的余熱，溫度等于蒸汽溫度，流量相當于注汽量的25％；攜帶著原油的高溫產(chǎn)出液余熱，溫度160 ℃，流量為注汽量的1.1倍左右；此外還有鍋爐注汽煙氣余熱，該排煙溫度在240～250 ℃，明顯高出常規(guī)鍋爐排煙溫度。這些余熱的排放不僅給現(xiàn)場生產(chǎn)帶來困難，更是直接造成了能量損失。 目前生產(chǎn)現(xiàn)場有利用產(chǎn)出液和高溫分離水的余熱加熱給水和燃料油的余熱利用方式，但是還有大量的余熱沒有利用。同時由于遼河油田所處地理位置和采油現(xiàn)場的特點，一方面沒有大量的天然江河湖水可作為冷卻熱源；另一方面現(xiàn)場也沒有大量的常規(guī)供熱與制冷需求。同時遼河油田的大量井區(qū)位于濕地保護區(qū)，為了減少地下水抽取量和避免廢水向地下排放，直流注汽鍋爐生產(chǎn)75%干度的濕蒸汽，對水質(zhì)要求相對較低，使用的水源為凈化后原油脫出水；目前正準備改為可生產(chǎn)過熱蒸汽的汽包式鍋爐以提高采收率，汽包鍋爐對水質(zhì)要求高，在加拿大等SAGD開采應(yīng)用較多的國家，采用機械蒸汽壓縮法（MVC，mechanical vapor compression）對SAGD采出廢水實施處理以獲得蒸餾冷凝水，使水質(zhì)滿足汽包鍋爐進水要求，最終將SAGD的采出廢水變成鍋爐給水源。MVC技術(shù)被認為是SAGD開采的重要配套技術(shù)之一，今后可能在遼河應(yīng)用。 本文綜合余熱資源種類、現(xiàn)場條件與要求，結(jié)合今后可能采用的先進配套技術(shù)，對余熱的利用提出幾種可行的方案，并通過計算進行優(yōu)化，尋找最合適的余熱利用系統(tǒng)。 1  余熱資源調(diào)查 SAGD先導(dǎo)試驗生產(chǎn)現(xiàn)場的工藝如圖1，調(diào)查所得的余熱資源情況見圖2。 根據(jù)現(xiàn)在調(diào)研計算，目前的SAGD系統(tǒng)每產(chǎn)出1 t原油需要消耗重油0.14 t左右，同時將產(chǎn)生1.87×103 MJ的余熱量，相當于0.045 t標準煤；如果能夠在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，進一步利用這些余熱，則將大幅降低重油的采出能耗。 由圖2（a）和2（b）可以看出，先導(dǎo)試驗站的河西與河?xùn)|兩個區(qū)塊各種余熱所占比例相近；說明所調(diào)研的數(shù)據(jù)符合SAGD的余熱分布規(guī)律。各種余熱的比例為采出液余熱最高、煙氣余熱其次、高溫分離水余熱量少，但是品質(zhì)最高。 2  余熱回收系統(tǒng)的構(gòu)建 在現(xiàn)有余熱利用方案下，采出液與高溫鹽水的熱量已經(jīng)被鍋爐給水部分回收，最終使得其能量品級大大降低，全部變?yōu)榈陀?00 ℃的低溫熱源，而通常這類的熱源一般用做采暖和生活用水等供熱使用[1-2]，但現(xiàn)有的產(chǎn)熱點與生活基地和居民區(qū)等有大量供熱需求的地點相距甚遠，低溫水長輸管線供熱經(jīng)濟上不合理。 

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