分布式能源技术在油田注汽工程中的应用
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摘 要:本文采用分布式能源技术,利用燃气轮机烟气余热,产生高压蒸汽,用于油田注汽。可以提高能源利用率,实现了地热深度梯级利用,达到了节能降耗的目的。
关键词:分布式能源;注汽;余热注汽锅炉
1 注汽工程与分布式能源技术特点
1.1 注汽工程特点
注蒸汽采油是原油开采的一种成熟的热力采油方法,特别针对高粘度、高密度的油藏。高温高压蒸汽可以补充地层能量,增加原油驱动力,同时可以加热原油,降低原油粘度,提高原油在地层及管道中的流动性,从而提高原油采收率。注蒸汽采油按驱动方式可划分为蒸汽吞吐和蒸汽驱。目前,通常由燃煤、燃油或燃气锅炉产生高温高压蒸汽。
1.2 分布式能源技术
燃气分布式能源具有能效高、清洁环保、安全性好、削峰填谷、经济效益好等优点,是天然气高效利用的最佳途径。分布式能源实现科学用能和能源梯级利用,能源综合利用效率达到70%-90%,节能率达到20%-40%,是在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应方式,符合节能环保和建设节约型社会要求。
燃气分布式能源系统(CCHP)主要是利用燃气轮机、内燃机、微燃机燃烧洁净的天然气发电,对做功后的余热进一步回收,用来制冷、供热、供蒸汽及生活热水。
2 分布式能源技术在油田注汽工程中的应用方案
2.1 注汽系统现状
某采油厂注汽站负责60口油井的注汽任务,年注汽需求12×104t,注汽站以原油为燃料,年耗原油量7440t。该注汽站现有1台23t/h燃油注汽锅炉,产生高温高压湿蒸汽,通过高压注汽管网输送至各注汽井。蒸汽压力8MPa,温度318℃,锅炉出口干度75%。
锅炉以原油为燃料,注汽成本较高,且排出烟气不满足现行的国家及地方大气污染物排放标准。该注汽站拟改烧天然气,以满足环保要求,但蒸汽成本将会进一步提高。
2.2 分布式能源注汽改造方案
在注汽站建设燃气轮机发电机组,发出的电能用于注汽站及周边稠油井的机械采油,产生的高温烟气进入余热锅炉,产生高温高压蒸汽。流程图见图2。
根据该注汽站注汽需求,选择1台7900kW燃气轮机发电机组。燃气轮机详细参数见下表:
按照高温烟气(542℃)经余热注汽锅炉利用余热后排烟温度降至120℃计算,可利用烟气热量14.45MW,每小时可产生高压湿蒸汽22.2t,余热锅炉自带自控系统、高压给水泵等。注汽站给水软化处理系统、排水系统等利旧。
2.3 投资及经济效益分析
本工程需建设安装7900kW燃气轮机、22.2t/h余热注汽锅炉各1台,新增投资约10180万元。按照年注汽量12×104m3测算,分布式能源站年耗天然气1432×104m3,年发电量4258×104kW.h。按照天然气2.3元/m3、电价0.65元/kW.h、注蒸汽255元/t(燃料天然气)计算,并考虑站内站内其它运行费用,注汽站年总收入5828万元,年费用支出3894万元,项目静态回收期5.27年,能够取得较高的经济效益。
3 结论
采用分布式能源技术,利用燃气轮机烟气余热,产生高压蒸汽,用于油田注汽,将大大提高能源利用率,实现能源的梯级利用,降低能耗。目前我国已把分布式能源技术定位为能源领域前沿技术,符合节能环保和建设节约型社会的要求。
目前各省市已陆续出台分布式能源項目补贴政策,如江苏省的优惠政策——分布式机组上网电价为热电联产上网电价基础上加0.20元/kW.h,青岛市的优惠政策——天然气分布式能源供热项目每立方米用气补贴1.32元。若考虑分布式能源项目优惠政策,分布式能源注汽项目的经济效益将更好。
参考文献:
[1]林世平,李先瑞,陈斌.燃气冷热电分布式能源技术应用手册[M].北京:中国电力出版社,2014(185):224.
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