第３３卷第１期（２０１４．Ｏ１）（行业论坛） 油砂ＳＡＧＤ地面工程中的关键技术 辛敏东 王强 郭超 中国石油工程建设公司北京设计分公司 摘要：ＳＡＧＤ是目前加拿大油砂工业应用最广泛的开采技术。其原理是在注汽井中注入高干 度蒸汽，蒸汽向上超覆在地层中形成蒸汽腔，蒸汽腔向上及侧面扩展，与油层中的原油发生热 交换；被加热的原油黏度降低并与蒸汽冷凝水在重力作用下向下流动，从水平生产井中采出。 要使油砂ＳＡＧＤ地面处理系统更经济、可靠、环保，必须处理好油砂乳液多相集输、脱水、除 砂泥、污水处理回用热采锅炉、地基处理等关键环节的技术问题。 关键词：ＳＡＧＤ；油砂；降黏；分离；地基处理；污水回用 ｄｏｉ：ｌＯ．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—６８９６．２０１４．１．０ｌ１ 油层中的原油发生热交换；被加热的原油黏度降低 并与蒸汽冷凝水在重力作用下向下流动，从水平生 ＳＡＧＤ（蒸汽辅助重力泄油）是目前加拿大油 产井中采出。其蒸汽腔持续扩展，占据原油的体 砂工业应用最广泛的开采技术。蒸汽辅助重力泄油 积。蒸汽室内压力恒定，没有施加压力梯度，流动 是利用水平井、浮力及蒸汽来有效地开采稠油。其 完全是重力所致。 目前，ＳＡＧＤ开采油砂配套的地面处理系统包 原理是在注汽井中注入高干度蒸汽，蒸汽向上超覆 在地层中形成蒸汽腔，蒸汽腔向上及侧面扩展，与 括井场、集输管网、集中处理站及其他附属设施。１ ＳＡＧＤ开采技术简介 式（１）是海洋石油项目开发成本管理评估模 （３）重视客户需求。石油项目的设计说到底就 型，矩阵 是在决断矩阵 的基础上运用模糊化 是满足客户的需求，只有在工程的源头阶段就加强 理论的结果，采用最大隶属度原则对风险评估进行 对客户需求的重视，才能使项目达到预期的效果。 为此，管理人员、设计人员都需要在沟通、了解的 处理，最后确定石油项目的成本管理水平。 ２．２项目管理组织结构风险评价 基础上，通过多种方案的提供与客户建议修改的双 石油工程项目管理除了对项目实施过程进行风 向调整方式，满足客户需求。 险评估之外，对项目的管理组织结构、具体管理人 ３．２推行项目经理负责制 员考核、管理人员业务水平、管理构架综合能力等 项目经理负责制使项目经理拥有更多的自主 的评估也不可或缺。此类风险的评价模式往往从各 权，有利于对工程进度成本、施工质量等的全面掌 个职能部门人手，分别对各个部门、各分公司的管 控，同时明确了其责任主体，不仅受到客户的约 理方面进行风险评估，包括采办、施工、设计等部门。 束，而且还有公司主管的监督，这样责权利高度统 ３项目管理采取的措施 ３．１ 完善优化设计理念 有利于工程项目顺利、高效的进行。 ３．３重视工程项目的安全管理 一 要加强对安全的重视，工程项目的安全管理不 （１）全面把握工程目标。石油工程设计最为根 可或缺。它可以使企业的安全管理与企业的文化建 本的目标就是为石油工程提供可行性强、高质量的 设相结合，在项目开展的过程中积极开展文化建 设计。这也是工程管理的重要依据。具体到每一个 设，达到公司利益和客户需求相统一的效果，最大 工程环节，都会有具体的目标，只有在全面把握目 程度上降低管理成本，获取更大的效益。 标的基础上，才能有针对性地展开设计工作。 （２）实时掌握工程动态。了解和把握工程设计 中的动态变化对于工程设计是十分重要的，因为石 油工程的设计并不是一成不变、一锤定音的。客户 参考文献 ［１】成家金．对加强我国石油工程项目管理的思考［Ｊ】．财经界：学 术版，２０１１（１２）：５６—５７． ［２］秦保华．对提升石油工程项目管理水平的若干认识［Ｊ］．中国管 理信息化。２ｏ１２（９）：４５—４６． 的要求、工程的变动都会带来设计上的变动，只有 把握好工程动态才能适应项目需求，更重要的是便 于项目的管理。 （栏目主持杨军） 油气田地面工程（ｈｔｔｐ：／／￣＾ ，ｗ．ｙｑｔｄｍｇｃ．ｃ。ｍ） 一１９— 第３３卷第１期（２０１４．０１）（行业论坛） ２ 几个关键的技术环节 ２．１ 从井口到集中处理站的油砂乳液集输工艺技术 加拿大ＳＡＧＤ井口套管产出气ＣＯ。含量很高， 如采用分输方案，输送过程中腐蚀现象比较严重。 首先在工艺结构上要满足脱除油砂的基本要求，其 次在结构强度上还要考虑罐体沉降、抗风、抗震等 要求，最终设计出锥底罐的合理结构。 锥底罐作为油砂处理用的新型罐体结构，其锥 底部分设计已经超出了ＡＰＩ６５０的适用范围。目 考虑到人工成本昂贵，管线和设备维护费用高等特 前，国内在尺寸较大（超过５００ ｍ。）、大锥角（超 点，故采用油气混输方案。主要流程为：井口采出 过３０。）的油砂处理用锥底罐的理论性研究还处 油砂沥青乳液经计量后通过流量调节阀控制，与井 于空白阶段。建议开展这方面的研究，优化结构和 口套管产出气混合（在混合输送中沥青乳液所占比 支撑设计，推导相应的计算方法。 例需不低于４％，以确保多相混输泵的最低工作要 ２．５污水处理回用热采锅炉技术 求），气液混合物经过空冷器冷却至一定温度，经 近几年，一种新型处理油田污水并用于锅炉生 多相泵增压，再经接收器稳定后进人外输管线。建 议利用软件进行油砂多相流动的稳态和瞬态模拟， 产蒸汽的技术一机械压缩法（ＭＶＣ水处理系统） 已被广泛使用。与传统工艺相比，该技术的优点 模拟流体在管道内的流动状态、腐蚀规律等，为工 是：①流程大大缩短；②实现ＳＡＧＤ高温产出水循 程设计提供参考。 环利用，节约了清水资源；③能实现了高温污水的 ２．２稀释沥青降黏技术 热能利用，节约了汽包锅炉燃料；④可以实现高矿 国内对于掺入稀油方面的研究也见于各类期 化度稠油污水回用；⑤ＭＶＣ技术对废水的要求不 刊，早期文献对稠油中掺人稀油后的混合物黏度的 高，只对少数指标敏感（如硅含量、碱度）。 计算进行了研究，通过将稀油掺人稠油的降黏实 ２．６特殊条件下的地基处理技术 验，总结分析了混合液黏度的有关计算公式及曲 线，并推荐使用双对数公式。刘文胜等人对稠油管 加拿大寒冷地区的建筑结构物当采用桩基础 时，常因地基土冻胀而使基桩上拔，地基设计需考 输技术及其方法进行了介绍，并就采用每种方法的 虑土体体积力和土体冻结相变产生的冻胀力会造成 可行ｌ生进行了论述，提出了建议，其中有关稀释输 上部结构物的破坏。 送的章节，探讨了加人稀油后混合外输的优缺点。 分析土的冻结过程是研究高寒地区地基处理方 雷西娟等人也对稠油掺稀输送方法进行了列表比较 法的一个重要环节，而土的物理性质对冻胀性的影 分析。 响作用剖析是冻结过程分析的重要内容。因此，有 结合加拿大油砂沥青实际工程项目，总结出以 下经验：①要根据目标对象的实际物性，选择适合 的稀油品种；②根据实际可以获取到的稀油源，选 择最优方案；③要考虑生产上可行并且综合成本最 低；④要符合业主要求，同时遵守项目所在地的法 律法规。 ２．３沥青乳液脱水工艺技术及优化 在进行脱水前需要加人破乳剂和稀释剂，以保 证最终从电脱水器出来的稀释沥青的沉淀固体及水 的含量少于０．５％。稀释剂和破乳剂的添加方案及 用量均会对分离效率产生影响，因此必须对脱水工 艺进行整体设计与优化，以提高其效率及经济性。 必要通过对比，研究国内外冻胀土条件下的桩基础 实例和技术规范，形成一套在加拿大冻胀土条件下 桩基的设计计算方法，包括经验参数的选取，为将 来在同类条件下的工程设计提供技术参考。 ３ 结语 要使油砂ＳＡＧＤ地面处理系统更经济、可靠、 环保，必须处理好油砂乳液多相集输、脱水、除 砂泥、污水处理回用热采锅炉、地基处理等关键环 节的技术问题。并且在解决这些问题时应注意：① 经系统外排的油泥（砂）必须满足当地的排放标 准，同时尽量降低外排泥砂的油含量，从而减少油 国内对于类似的重油分离也有一些研究，例如 损耗；②经系统处理后的油要达到管输标准，尽量 采用热化学沉降脱水、掺稀释剂脱水及电法脱水对 减少加稀释剂和掺稀油的量，以达到经济指标要 超稠油进行脱水试验研究，通过大量试验比对，解 求；③经系统排入到下游污水深度处理单元的污水 决超稠油脱水难题，提出了超稠油脱水最佳工艺参 的处理指标要尽量高，以减轻下游处理的负担；④ 数，以满足生产需要。 ２．４除砂设备的研究及设计 在系统中加人的各种药剂，不应改变系统原有的酸 值和含氮量等，避免给下游炼制带来难度；⑤提高 锥底罐是除砂系统的关键设备，其结构尺寸 水循环利用率，减少水资源消耗。（栏目主持杨军） （直径、高度）很大。因此，在锥底罐的设计中， 一２０— ９ 油气田地面工程（ｈｔｆｃｐ：／／ｗｗｗ．ｙｑｔｃｔｍｇｃ．ｃｏｎｒ）