山東科瑞集團(tuán)與中國(guó)石油大學(xué)（華東）共同研究的“油田注汽鍋爐煙道氣輔助蒸汽吞吐技術(shù)”課題再結(jié)碩果。2020年，由科瑞氮?dú)庠O(shè)備研究所主持研發(fā)制造的全球首臺(tái)1200Nm³/h型 35MPa煙道氣捕集增注智能裝備順利下線并試機(jī)成功，近期，該設(shè)備二次實(shí)驗(yàn)作業(yè)結(jié)果穩(wěn)定增產(chǎn)，標(biāo)志著中國(guó)油田注汽鍋爐煙道氣資源化利用取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。
敢為人先，直面稠油開(kāi)采“硬骨頭”
稠油儲(chǔ)量在國(guó)內(nèi)外剩余石油資源中比重過(guò)半，在我國(guó)，稠油是原油生產(chǎn)的重要組成部分，儲(chǔ)量資源豐富，但在已開(kāi)發(fā)的老區(qū)稠油油藏，大部分已進(jìn)入高輪次吞吐階段，開(kāi)發(fā)效果逐步變差。開(kāi)采技術(shù)的不斷進(jìn)步，是提高稠油油藏采收率和經(jīng)濟(jì)效益的重要保障。
注蒸汽熱力采油是稠油開(kāi)發(fā)的主體技術(shù)，主要包括蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)和SAGD等方式。在注蒸汽熱采過(guò)程中，鍋爐燃燒產(chǎn)生大量煙道氣排放到大氣中，僅勝利油田注汽鍋爐就有近200臺(tái)，年注汽量近800萬(wàn)噸，年消耗天然氣6億標(biāo)方，年排放80×108m³煙道氣，全國(guó)每年排放預(yù)計(jì)超200×108m³。僅單臺(tái)注氣鍋爐便可產(chǎn)生1-2萬(wàn)m³/h的160-200℃高溫煙道氣，不僅產(chǎn)生二氧化碳，還存在熱量浪費(fèi)，帶來(lái)溫室效應(yīng)。
煙道氣的主要成分是氮?dú)夂投趸嫉确悄鰵怏w，在稠油中的溶解度比較高，為提高原油采收率提供了驅(qū)動(dòng)力；煙道氣中的二氧化碳與原油互溶性好， 二氧化碳溶于原油可以降低原油粘度；煙道氣中的二氧化碳溶于地層水形成碳酸，礦物顆?？紫蹲兇螅岣哂蛯拥臐B透率，提供采收率。在蒸汽驅(qū)過(guò)程中注入部分煙道氣，可有效減少熱損失，強(qiáng)化地層深部傳熱，提高驅(qū)油效 率。
全球首臺(tái)，打造稠油開(kāi)采“增量師”
2019年，科瑞油氣與山東省泡沫流體高效開(kāi)采油氣工程研究中心李兆敏教授團(tuán)隊(duì)就“油田注汽鍋爐煙道氣輔助蒸汽吞吐技術(shù)”進(jìn)行課題研究。歷時(shí)280天，2020年2月，由科瑞氮?dú)庠O(shè)備研究所主持研發(fā)的全球首臺(tái)1200Nm³/h型 35MPa煙道氣回收增注熱力采油設(shè)備順利下線，成功入選《山東省能源領(lǐng)域重點(diǎn)技術(shù)、產(chǎn)品和設(shè)備目錄（第一批）》，并獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利。
該設(shè)備由鍋爐煙道氣捕氣管匯、凈化處理撬、增壓撬、變壓器撬構(gòu)成，科瑞技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)以下三個(gè)方面進(jìn)行了深入研究：
1．煙道氣捕集系統(tǒng)：煙道氣的捕集結(jié)構(gòu)采用喇叭口式收集裝置設(shè)計(jì)。該裝置可提高煙道氣捕集率及品質(zhì) ，引氣管線采用不銹鋼鎧裝軟管，重量輕、耐高溫、抗腐蝕。
2．煙道氣余熱回收技術(shù)：設(shè)計(jì)高效余熱回收換熱器，可利用高溫煙道氣加熱注氣鍋爐用水，注氣鍋爐用水溫度可提高15℃以上，高溫煙道氣溫度由160 ℃降到50℃以下，不僅利用了煙道氣的熱量，而且節(jié)省了后續(xù)降溫和升溫的能量消耗約240KW，每臺(tái)設(shè)備年節(jié)省天然氣消耗金額近50萬(wàn)元。
3．煙道氣除塵、冷干、除水、過(guò)濾系統(tǒng)：該系統(tǒng)集成了煙道氣除塵過(guò)濾器、除水過(guò)濾器和冷干機(jī)，經(jīng)凈化過(guò)濾后的煙道氣露點(diǎn)溫度可降到0℃以下，確保氣體干燥度。
提高效益，讓稠油開(kāi)采不再“愁”
2020年4月，科瑞油氣聯(lián)合中國(guó)石油大學(xué)與勝利油田在林7-平4井順利完成現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)累計(jì)注入煙道氣4.14萬(wàn)方，試驗(yàn)井日產(chǎn)油由3.9t/d上升到10.8t/d，含水由60.9%下降到45.6%，2020年12月，在勝利油田林7-平-3井進(jìn)行了二次實(shí)驗(yàn)作業(yè)，累計(jì)注入煙道氣10.8萬(wàn)方，該井次日產(chǎn)油提升了約3倍，標(biāo)志著我國(guó)油田注汽鍋爐煙道氣資源化利用取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。
將油田注汽鍋爐產(chǎn)生的煙道氣用于輔助注蒸汽熱力采油可以大幅提高稠油熱采效果、減少蒸汽用量。未來(lái)，該設(shè)備將繼續(xù)推廣至全國(guó)各大稠油油田，為國(guó)內(nèi)53%的稠油儲(chǔ)量提供開(kāi)采設(shè)備與技術(shù)支持。
低碳減排，積極響應(yīng)“碳中和”綠色行動(dòng)
2020年底召開(kāi)的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議上，“做好碳達(dá)峰、碳中和工作”被列為2021年要抓好的八項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)之一。
做好碳達(dá)峰、碳中和工作，不僅影響我國(guó)綠色經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇和高質(zhì)量發(fā)展、引領(lǐng)全球經(jīng)濟(jì)技術(shù)變革的方向，而且對(duì)保護(hù)地球生態(tài)、推進(jìn)應(yīng)對(duì)氣候變化的國(guó)際合作具有重要意義。當(dāng)前我國(guó)的碳排放總量和排放強(qiáng)度比較高，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和任務(wù)艱巨。
此次由科瑞油氣研發(fā)制造并試機(jī)成功的煙道氣捕集增注熱力采油設(shè)備，可充分利用鍋爐燃燒過(guò)程中排放的大量二氧化碳輔助稠油熱采，實(shí)現(xiàn)煙道氣的資源化利用，不僅能夠改善開(kāi)發(fā)效果，還能大幅減少油田稠油生產(chǎn)過(guò)程中的溫室氣體排放，對(duì)推動(dòng)稠油的低碳綠色開(kāi)發(fā)和提質(zhì)增效具有重要意義，為實(shí)現(xiàn)“碳中和”宏偉目標(biāo)貢獻(xiàn)一份力量。
近年來(lái)，科瑞油氣以“搭平臺(tái)、建隊(duì)伍、肯投入、創(chuàng)成果”為指導(dǎo)思想，搭建了多個(gè)省級(jí)研發(fā)平臺(tái)，在全球建立了16個(gè)技術(shù)研發(fā)中心，重視產(chǎn)學(xué)研合作，與國(guó)內(nèi)外高校、研究院所建立良好合作關(guān)系，成立卡爾加里大學(xué)（北京）非常規(guī)油氣技術(shù)開(kāi)發(fā)中心、山東勝利石油裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院、中國(guó)石油大學(xué)油氣增產(chǎn)聯(lián)合研究中心等科研機(jī)構(gòu)，主持參與制修訂國(guó)家/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)十余項(xiàng)，研制開(kāi)發(fā)了一系列的高技術(shù)含量、高附加值、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的拳頭產(chǎn)品。
未來(lái)，科瑞將不斷整合國(guó)內(nèi)外技術(shù)、市場(chǎng)、生產(chǎn)等資源，提升技術(shù)創(chuàng)新能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，積極響應(yīng)國(guó)家碳中和目標(biāo)，促使中國(guó)高端石油裝備水平邁向新的臺(tái)階。
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