稠油开采余热回收系统的优化构建谢

蒸汽辅助重力泄油（简称SAGD）技术是提高稠油、超稠油、高凝油采收率的一项前沿技术，辽河油田从20世纪90年代开始进行SAGD采油工艺的研究与实践，2003年开始建立了8个井组转SAGD先导试验，并获得了成功，辽河油田已经成为全国最重要的稠油生产基地。 SAGD技术可以大幅度提高采收率，同时也产生了大量余热。与SAGD生产工艺相关的余热有注汽锅炉汽水分离器高温分离水的余热，温度等于蒸汽温度，流量相当于注汽量的25％；携带着原油的高温产出液余热，温度160 ℃，流量为注汽量的1.1倍左右；此外还有锅炉注汽烟气余热，该排烟温度在240～250 ℃，明显高出常规锅炉排烟温度。这些余热的排放不仅给现场生产带来困难，更是直接造成了能量损失。 目前生产现场有利用产出液和高温分离水的余热加热给水和燃料油的余热利用方式，但是还有大量的余热没有利用。同时由于辽河油田所处地理位置和采油现场的特点，一方面没有大量的天然江河湖水可作为冷却热源；另一方面现场也没有大量的常规供热与制冷需求。同时辽河油田的大量井区位于湿地保护区，为了减少地下水抽取量和避免废水向地下排放，直流注汽锅炉生产75%干度的湿蒸汽，对水质要求相对较低，使用的水源为净化后原油脱出水；目前正准备改为可生产过热蒸汽的汽包式锅炉以提高采收率，汽包锅炉对水质要求高，在加拿大等SAGD开采应用较多的国家，采用机械蒸汽压缩法（MVC，mechanical vapor compression）对SAGD采出废水实施处理以获得蒸馏冷凝水，使水质满足汽包锅炉进水要求，最终将SAGD的采出废水变成锅炉给水源。MVC技术被认为是SAGD开采的重要配套技术之一，今后可能在辽河应用。 本文综合余热资源种类、现场条件与要求，结合今后可能采用的先进配套技术，对余热的利用提出几种可行的方案，并通过计算进行优化，寻找最合适的余热利用系统。 1  余热资源调查 SAGD先导试验生产现场的工艺如图1，调查所得的余热资源情况见图2。 根据现在调研计算，目前的SAGD系统每产出1 t原油需要消耗重油0.14 t左右，同时将产生1.87×103 MJ的余热量，相当于0.045 t标准煤；如果能够在现有基础上，进一步利用这些余热，则将大幅降低重油的采出能耗。 由图2（a）和2（b）可以看出，先导试验站的河西与河东两个区块各种余热所占比例相近；说明所调研的数据符合SAGD的余热分布规律。各种余热的比例为采出液余热最高、烟气余热其次、高温分离水余热量少，但是品质最高。 2  余热回收系统的构建 在现有余热利用方案下，采出液与高温盐水的热量已经被锅炉给水部分回收，最终使得其能量品级大大降低，全部变为低于100 ℃的低温热源，而通常这类的热源一般用做采暖和生活用水等供热使用[1-2]，但现有的产热点与生活基地和居民区等有大量供热需求的地点相距甚远，低温水长输管线供热经济上不合理。 

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