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截至3月20日,在曙采超稠油蒸汽驱杜84-33-69井现场,辽河油田采油工艺研究院井下大功率电加热提干装置,自1月11日成功投运,已连续平稳运行70天,加热功率突破1兆瓦,在每小时5.5吨的注汽速度下,井底蒸汽干度提高36%。
超稠油蒸汽驱杜84-33-69井现场
这标志着世界首台套1兆瓦井下大功率电加热蒸汽提干装置试验成功,迈出了辽河油田实现能耗及碳排总量双控降的坚实一步,在国内外稠油热采领域开辟出一条崭新的绿电消纳、降碳减排之路。
研究背景
作为国内陆上最大的稠油生产基地,辽河油田主要通过蒸汽锅炉实现注蒸汽热采开发,期间产生的热损失会极大增加能耗和碳排放量,严重制约油田绿色低碳转型发展。
油田生产现场
为实现国家“碳达峰、碳中和”目标,辽河油田围绕集团公司“清洁替代、战略接替、绿色转型”发展战略,加大清洁能源替代和控碳减碳力度,油田公司加大了井下大功率电加热技术攻关力度,按照 400千瓦、1兆瓦、3兆瓦“三步走”战略部署开展技术攻关与应用,助力辽河油田实现绿色转型发展。
井下大功率电加热技术
采油院企业高级专家张福兴表示:“以往稠油注汽都是在井口烧天然气,这套装置通过电加热器实现井口内外转换,可以在井下对蒸汽进行二次加热,相当于一个地下的清洁锅炉,大大提高了加热效率,可以通过降低锅炉出口干度的方式减少天然气用量,与此同时通过电加热达到提升井底蒸汽干度的效果。”
井下大功率电加热技术工作原理看似简单,但每次技术升级难度极大。十三年的攻关历程,才带来了井下大功率电加热技术的成功突破。
2011年:率先研发出150千瓦、450℃电点火装备,在多个油田推广应用90余井次,增油降本效果显著。
2021年:成功研发出国内领先的400千瓦井下大功率电加热提干技术。
2022年:着手研究1兆瓦井下大功率电加热技术。
2023年:成功研发出世界首台套1兆瓦井下大功率蒸汽提干装置。
从400千瓦到1兆瓦,意味着什么?张福兴表示,这是革命性、颠覆性的突破。
科研人员多次深入现场
在没有任何成熟经验借鉴参考下,科研团队通过成百上千次理论计算、仿真模拟及室内试验,历时15个月研发,成功突破450℃高温、4千伏高电压绝缘、每米5000瓦高功率密度、外径38毫米极限预制工艺、井口长期高温高压密封技术等7大行业性难题,总体技术达到国际领先水平。
项目组计划在深层SAGD、超稠油蒸汽驱开展包括杜84-33-69井在内的3口井先导试验3年,试验期内预计总节约天然气36.75万方,累增油1.2万吨。
下一步,项目组将依托集团公司科技专项《稠油大幅度提高采收率关键技术研究》及板块公司先导试验项目《稠油开发井下大功率电加热技术研究与试验方案》,推动传统地面燃气锅炉向新型井下清洁蒸汽发生器转变,在规模推广1兆瓦大功率电加热技术的基础上,加快攻克3兆瓦井下蒸汽发生技术,全面提升电气化率,完成能耗结构调整、实现绿色转型发展。
到2030年,井下大功率电加热技术将在辽河油田超稠油蒸汽驱、深层SAGD等领域实现规模应用。
从世界首座电热熔盐储能注汽试验站到世界首台套1兆瓦井下大功率电加热蒸汽提干装置,永攀科研高峰的辽河人不惧失败不畏挑战再次攻克难关创造奇迹。
[来源:中国石油报]
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