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加热技术在石油开采过程中的应用
2025-07-04 15:21

       

        近日,骛豚科技团队走进山东东营某油田,实地调研我国百万吨级CCUS(Carbon Capture, Utilization and Storage碳捕集、利用与封存)示范项目现场运行情况,重点关注油气采出环节中加热技术的应用问题与前沿探索。在这个石油“黑金”翻滚的工业战场上,加热系统不仅关乎能效,更关乎井筒稳定运行、油气输送效率乃至整体开发效益。

        一、为什么在石油开采中必须“加热”?

        石油从地层被采出,在升井过程中往往伴随着压力剧烈变化和温度急剧下降,尤其在二氧化碳驱油(CCUS)项目中尤为明显。液态或超临界状态的CO₂混合采出液,在井口通过油嘴逐级减压,压力迅速降低,导致大量气化吸热,使液体温度骤降,这会带来两个致命后果:

        1、结霜结冰,堵塞油嘴或管线,导致生产中断;

        2、流体黏度升高,流动性下降,影响油气分离与输送效率。

        冻堵不仅影响原油流动,还可能造成生产中断甚至设备损坏,因此,加热技术已成为确保采出液顺畅流动、保障生产安全的关键一环。加热的根本目的,就是补偿因气体膨胀冷却所引起的热量损失,保持流程温度,确保采出液平稳流动。

        二、现有加热方式盘点与问题分析

         在东营CCUS项目中,我们调研发现目前广泛应用了以下几种加热方式:

        1、 电加热毯(电热带)

              ① 特点:安装简便、加热响应快,适用于管线外部加温。

              ② 应用:用于井口一级、二级减压油嘴管段保温。

              ③ 问题:

  •                   加热不均:保温面积存在空白,热量损耗严重;
  •                   能耗高:单口井日均电耗可达2500kWh,年耗电上百万度;
  •                   控制精度差:频繁超温报警,调控系统待优化。

        2、 钨合金加热器(管式加热装置)

              ① 特点:可承受高压、耐腐蚀,温控较为精准。

              ② 应用:布设在减压后流程段,确保液体恢复温度后进入主干输送系统。

              ③ 问题:

  •                   局部加热,传热不均;
  •                   厚壁钢管传热慢,“双瓶颈”限制加热效率;
  •                   单台设备年耗电约22万kWh。

       3、现场探索的方案问题归纳

              ① 热源浪费:加热区域集中但非均匀,热流分布差;

              ② 能效低:电加热设备热效率普遍偏低;

              ③ 系统复杂度高:控制面板参数不合理,人工复位频繁;

              ④ 运营成本高:高能耗与维护成本制约推广。

        三、新型加热技术探索方向

        为解决现有加热技术痛点,骛豚科技在调研中发现油田已在尝试更先进、更节能的加热系统,其中两个方案值得关注:

        1、CCUS新型感应式井液加热装置

         核心优势:

              ① 电磁感应加热:热量直接作用于管内采出液,加热效率>95%;

              ② 智能调控系统:根据液体温度/流速自动调节功率,避免能耗浪费;

              ③ 螺旋管换热模块:扰流设计提高传热效率,减少结垢风险;

              ④ 快装式模块设计:无需动火,易维护、易更换;可选谷电蓄热系统,进一步降低电费支出。

         2.、利用伴生气的高效燃气加热系统

              ① 利用现有井场伴生气资源,通过200米外的气源管网实现热量传输;

              ② 热能成本大幅降低,适合具备伴生气条件的井场配套应用。

 

         四、从电到气,从局部到整体:加热技术的进化逻辑

         从传统电加热带,到钨合金管式加热器,再到智能感应加热系统,加热技术正在从“保温”角色转向“关键工艺单元”。随着CCUS等先进驱油技术的发展,加热不仅是温度的调节,更是效率、安全与成本的平衡器。

         归根到底,加热技术不是“锦上添花”,而是石油流体工程的生命线。没有高效加热手段,现代油田在面对CCUS这类高技术采收手段时,将难以稳定运行。

         五、未来方向:一体化加热系统的趋势

         本次调研显示,未来油田加热设备的发展趋势主要包括:

             ① 集成式设计:模块化、免动火、快速拆装,适配复杂井场环境;

             ② 智能控制:根据温压数据动态调整输出功率,实现“按需加热”;

             ③ 多能源互补:结合伴生气回收热利用、电-热协同系统,降低碳排放;

             ④ 定制化服务:不同井况、不同减压流程下的定制型热控解决方案。

        未来,骛豚科技将持续关注油田前沿应用,继续以加热技术为核心,不断推动高效、智能、节能的工业加热解决方案,助力能源系统的高质量、低碳化发展。

        六、结语

        骛豚科技始终关注高温技术在能源工业中的深度融合。这次对山东东营某油田的现场参观及调研,石油开采现场的挑战,正激励我们以加热技术为核心,持续优化产品性能,为石化行业提供更智能、更节能、更可靠的热工解决方案。为国家能源产业升级贡献“热”的力量。

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