專(zhuān)利名稱(chēng)：瀝青生產(chǎn)方法
瀝青生產(chǎn)方法本申請(qǐng)要求2008年8月12日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)系列號(hào)第61/088，038號(hào) 的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的一般領(lǐng)域涉及由地下沉積物，特別是焦油砂沉積物生產(chǎn)重油和浙青。更 具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及通過(guò)原位燃燒回收浙青或重油的方法，該方法顯著減少二氧化碳的 排放。在世界上的很多地區(qū)有大量的油砂礦藏，例如加拿大的阿爾伯達(dá)省，美國(guó)的猶他 州，懷俄明州和科羅拉多州以及委內(nèi)瑞拉。但是由于浙青的粘度非常高，使得難以對(duì)這些豐 富的資源進(jìn)行商業(yè)可行且環(huán)保的開(kāi)發(fā)。常規(guī)的油可以在無(wú)需通過(guò)加熱來(lái)減小粘度的條件下 高效地回收。可以通過(guò)注入二氧化碳減小常規(guī)的油的粘度，提高回收的油的質(zhì)量。但是，為 了降低極重的油或浙青的粘度，以便獲得合理的生產(chǎn)速率，需要大量的能量輸入。與常規(guī)的 油相比，這種高的能量輸入會(huì)提高浙青的生產(chǎn)成本，增加二氧化碳排放。隨著常規(guī)油儲(chǔ)量的 減少，人們一直希望開(kāi)發(fā)一種方法，以環(huán)保的方式更廉價(jià)地開(kāi)采這些資源。人們最初是通過(guò)使用“熱水”法(CA2004352)從礦渣中提取烴類(lèi)來(lái)生產(chǎn)浙青的。此 種方法存在四個(gè)問(wèn)題。首先，開(kāi)礦會(huì)對(duì)土地有影響。其次，大部分浙青儲(chǔ)層埋藏過(guò)深，無(wú)法 通過(guò)開(kāi)礦廉價(jià)地回收。第三，此種方法需要大量的本已匱乏的水。第四，此種方法需要很高 的能量輸入，相對(duì)于常規(guī)油生產(chǎn)，這會(huì)顯著降低凈產(chǎn)能量，增加(X)2排放。水蒸氣輔助和重力排泄(SAGD)的原位浙青生產(chǎn)方法(US 4，344，485)是現(xiàn)有的經(jīng) 濟(jì)上最成功的開(kāi)采較深的浙青儲(chǔ)層的方法。該方法使用水平的上方水蒸氣注入井和下方 水平浙青生產(chǎn)井。盡管此種方法能夠在比采礦法更深的深度廉價(jià)地生產(chǎn)浙青，但是此種方 法也需要大量的水，還需要很多能量來(lái)生產(chǎn)水蒸氣。人們通常使用不直接加熱的鍋爐(US 2007/0266962)產(chǎn)生SAGD水蒸氣，該過(guò)程通常需要寶貴的天然氣燃料，會(huì)導(dǎo)致顯著的(X)2排 放。US 4，2M，991描述了一種氧氣-燃料燃燒法，該方法向燃燒區(qū)域注入水，以控制溫度， 產(chǎn)生水蒸氣，用于生產(chǎn)重油。另外，直接接觸水蒸氣發(fā)生器也可以有益地使用水來(lái)控制預(yù)先 混合的O2-燃料進(jìn)料的可燃性(US6，206，684)，或者用來(lái)冷卻燃燒室壁(US 2，359，108)。人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，原位燃燒浙青生產(chǎn)工藝能夠通過(guò)以下手法解決SAGD工藝的許 多問(wèn)題[1]產(chǎn)生水，而非消耗水，[2]使用較低價(jià)值的浙青組分作為能源，而非使用外來(lái) 的優(yōu)質(zhì)燃料，[3]對(duì)浙青進(jìn)行原位品質(zhì)升級(jí)，以及[4]簡(jiǎn)化CO2的回收。在原位燃燒工藝 中通常使用垂直氧化劑注入井，以及垂直的(US 4, 722, 395)或水平的(US 5，456，315)生 產(chǎn)井。人們提出了將很多種氧化劑用于原位生產(chǎn)工藝空氣(US 5，456，315)，空氣-O2(US 4，557，329)，O2-水(US 5，027，896)，O2-水蒸氣(US 4，133，382)，O2-CO2 (US 4，410，042)和 O2-CO2-水蒸氣(US 4，217，956)。可以?xún)?yōu)選地將加氫處理催化劑加入生產(chǎn)井中，使用原位生 成的氫氣對(duì)浙青進(jìn)行原位品質(zhì)升級(jí)(US 6，412，557)。有一定的努力試圖對(duì)原位燃燒浙青生 產(chǎn)工藝產(chǎn)生的廢氣加以利用。例如，US4，454，916講述了使用高度富含空氣的氧化劑(》50 體積％的O2)用來(lái)從原位重油生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的廢氣分離二氧化碳，從而制得低熱值燃料氣。
由于很多的因素，使得從常規(guī)浙青生產(chǎn)工藝俘獲和隔離二氧化碳不夠現(xiàn)實(shí)。首先， 浙青生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的氣體排放物總是具有極低的二氧化碳濃度，通常約為15摩爾％。其 次，浙青生產(chǎn)設(shè)備通常具有很多的氣體排放位置。第三，浙青生產(chǎn)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 大部分其它的大型二氧化碳排放源(例如燃煤發(fā)電設(shè)備)的壽命。不幸的是，浙青生產(chǎn)工 藝具有高的二氧化碳排放速率。例如，采礦和SAGD浙青生產(chǎn)工藝的二氧化碳排放速率通常 約為90和60千克/油桶(kgAbl)生產(chǎn)的浙青。因此，浙青生產(chǎn)排放的二氧化碳可能會(huì)成 為二氧化碳排放的一個(gè)顯著來(lái)源，會(huì)對(duì)全球變暖造成顯著影響。例如，預(yù)期由加拿大的油砂 產(chǎn)生浙青的產(chǎn)量會(huì)從2008年的一百三十萬(wàn)桶/天增加到2030年的大約四百萬(wàn)桶/天。如 果使用常規(guī)的技術(shù)來(lái)滿(mǎn)足預(yù)期的市場(chǎng)需求，那么到2030年，相關(guān)的二氧化碳排放會(huì)每年增 加大約六千萬(wàn)公噸，即約為加拿大2006年的二氧化碳總排放量的大約10%。因此，人們很 明確地需要一種實(shí)用的浙青生產(chǎn)方法，該方法產(chǎn)生的二氧化碳排放量低得多，這是現(xiàn)有技 術(shù)未能滿(mǎn)足的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種連續(xù)的浙青原位生產(chǎn)方法，該方法包括以下步驟a)用水蒸氣將不可冷凝的氣體從油砂儲(chǔ)層吹出來(lái)；b)使得包含氧氣、二氧化碳和水蒸氣的氣態(tài)氧化劑物流與油砂儲(chǔ)層中的浙青接 觸；C)將來(lái)自油砂儲(chǔ)層的生產(chǎn)井產(chǎn)物分離為浙青、水、砂和燃料氣流；d)通過(guò)使得所述燃料氣與基本純的氧氣燃燒，制得富含二氧化碳的氣體；e)使用基本純的氧氣和一部分所述富含二氧化碳的氣體作為所述氣態(tài)氧化劑物 流的組分；以及f)將余下的所述富含二氧化碳的氣體的絕大部分隔離在枯竭的油砂儲(chǔ)層中。


圖1是地下的油砂儲(chǔ)層中的井對(duì)的簡(jiǎn)略圖。圖2是氧化劑氧氣含量對(duì)石油焦炭氣化溫度和浙青生產(chǎn)熱能輸入要求的影響的 曲線(xiàn)圖。圖3顯示常規(guī)的氧氣燃燒器和發(fā)電系統(tǒng)。圖4是采用二氧化碳俘獲和隔離的原位浙青生產(chǎn)方法的方框流程圖。圖5總結(jié)了油砂儲(chǔ)層(X)2生產(chǎn)和隔離能力隨著儲(chǔ)層操作條件性質(zhì)的變化關(guān)系。
具體實(shí)施例方式圖1是地下油砂儲(chǔ)層的簡(jiǎn)圖。這些油砂儲(chǔ)層包含浙青，所述浙青是具有高密度(通 常大于1千克/升)，高殘留物含量(通常會(huì)產(chǎn)生約50重量％的標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)高于525°C的組 分)以及高粘度(通常在40°C的粘度約為27，OOOcP)的烴類(lèi)燃料。地下油砂儲(chǔ)層中的浙青 通常會(huì)與浙青礦脈區(qū)(bitumen bearing zone) 1中的砂子或粘土緊密結(jié)合。浙青礦脈區(qū)1 通常位于覆蓋層2下方50-500米處，厚度為5-50米。浙青礦脈區(qū)1的氣態(tài)物料通常被覆 蓋層2中某處的上方阻擋層3以及下方區(qū)域5中某處的下方阻擋層4限制。
圖1還用來(lái)顯示該連續(xù)浙青生產(chǎn)方法的關(guān)鍵特征。通常，通過(guò)注入井7將吹掃水 蒸氣6注入浙青礦脈區(qū)1，對(duì)不可冷凝的氣體(主要是氮?dú)?進(jìn)行預(yù)熱，并將其從浙青礦脈 區(qū)1吹掃出來(lái)。所述水蒸氣從注入井7通過(guò)浙青礦脈區(qū)1，流到生產(chǎn)井8，通過(guò)井產(chǎn)品9線(xiàn) 路離開(kāi)。如圖1所示，所述生產(chǎn)井8可以是垂直的管子，或者優(yōu)選是包括位于浙青生產(chǎn)區(qū)1 下方的水平段的垂直管子?？梢?xún)?yōu)選使用生產(chǎn)水蒸氣10加熱生產(chǎn)井8以及與所述生產(chǎn)井 8相鄰的區(qū)域。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，圖1考慮了最直接的將單個(gè)注入井7和單個(gè)生產(chǎn)井8配對(duì)用于油 砂儲(chǔ)層的情況。但是，通常人們以矩陣結(jié)構(gòu)形式使用許多的注入井和生產(chǎn)井的配對(duì)，以提高 由地下油砂儲(chǔ)層生產(chǎn)浙青的速率和量。一旦吹掃水蒸氣6代替了浙青礦脈區(qū)1中的不可冷 凝的氣體，人們就會(huì)通過(guò)注入井7將含氧氣的氧化劑11連續(xù)地注入浙青礦脈區(qū)1。該方法 可以用來(lái)通過(guò)氧化劑注入井7和生產(chǎn)井8的任意設(shè)置，使用氧化劑11的連續(xù)流，由地下油 砂儲(chǔ)層生產(chǎn)浙青。而使用單個(gè)井交替地供給氧化劑和收集產(chǎn)品的交替“吹-吸”式原位燃 燒工藝則不包括在本發(fā)明范圍之內(nèi)。所述連續(xù)原位燃燒浙青生產(chǎn)方法可以考慮在浙青礦脈區(qū)1的三個(gè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行浙 青枯竭區(qū)12，石油焦炭區(qū)13，以及浙青生產(chǎn)區(qū)14。下面將結(jié)合這些區(qū)域描述該連續(xù)原位浙
青生產(chǎn)工藝。所述浙青枯竭區(qū)12可以看作基本無(wú)烴的區(qū)域。通過(guò)注入井7將含氧氣的氧化劑 11加入所述浙青礦脈區(qū)1。所述氧化劑11從注入井7流入，基本不受影響地滲透通過(guò)枯竭 區(qū)12，直到其遇到高溫石油焦炭區(qū)13。所述氧化劑11中的氧氣很快地與過(guò)熱的石油焦炭 13反應(yīng)，主要產(chǎn)生一氧化碳和氫氣。制得的高溫氣流滲透通過(guò)石油焦炭區(qū)13，在浙青生產(chǎn) 區(qū)14的前緣遇到了浙青，由此引發(fā)了吸熱的焦化反應(yīng)，由此維持了一個(gè)良好限定的石油焦 炭區(qū)13，該石油焦炭區(qū)逐漸從氧化劑注入井7向著生產(chǎn)井8的垂直段移動(dòng)。所述吸熱的焦 化反應(yīng)調(diào)節(jié)了氣體，從而提供了適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)，用來(lái)對(duì)浙青生產(chǎn)區(qū)14內(nèi)的浙青進(jìn)行加熱，減 小其粘度，促進(jìn)浙青流向下方的生產(chǎn)井8。然后，浙青生產(chǎn)區(qū)14中制得的燃料氣體15作為 使得生產(chǎn)井8的垂直段內(nèi)的氣體上升的驅(qū)動(dòng)煙氣，將井產(chǎn)品9輸送到常規(guī)的氣-固-液分 離器16，該分離器將井產(chǎn)品9物流分離成燃料氣體15，浙青17，水18，和砂19產(chǎn)品物流。為了方便、安全和工藝的原因，通常將氮?dú)庥米餮趸瘎?1中的主要稀釋劑。圖2 顯示了氧氣濃度和稀釋劑種類(lèi)對(duì)石油焦炭汽化溫度(左邊的縱軸)的影響。二氧化碳稀 釋劑可以通過(guò)吸熱的逆向Boudouard反應(yīng)而顯著降低由于較高氧氣濃度造成的溫度升高 C02(g)+C(s) ^ 2CO(g)^H=-172KJ/M。當(dāng)來(lái)自石油焦炭區(qū)13的高溫且富含CO的氣 體最初接觸到浙青生產(chǎn)區(qū)14中的浙青的時(shí)候，會(huì)形成另外的石油焦炭。由于以下三個(gè)原 因，二氧化碳稀釋劑能夠比氮?dú)飧行У赜糜谡闱嗌a(chǎn)區(qū)14。首先因?yàn)槎趸嫉谋葻崛?大于氮?dú)?，因此二氧化碳能夠更有效地?duì)浙青生產(chǎn)區(qū)14進(jìn)行加熱。第二，由石油焦炭汽化 得到的CO產(chǎn)物中儲(chǔ)存的幾乎所有的化學(xué)能都通過(guò)放熱的Boudouard反應(yīng)，以熱能地形式釋 放到浙青生產(chǎn)區(qū)14中2C0(g)<=^C02(g)+C(s) AH=172KJ/M。第三，也是最重要的一 點(diǎn)，二氧化碳在浙青中的可混和性會(huì)顯著減小浙青的粘度，由此顯著減少浙青生產(chǎn)所需的 能量°圖2還總結(jié)了使用主流的浙青生產(chǎn)工藝生產(chǎn)浙青的時(shí)候所需的熱能輸入(右邊的 縱軸)。第一點(diǎn)在于，采礦的能量輸入需求高于任何的原位浙青生產(chǎn)工藝。SAGD浙青生產(chǎn)工藝僅僅使用水蒸氣加熱來(lái)促進(jìn)浙青的生產(chǎn)。與SAGD工藝相比，空氣原位浙青生產(chǎn)工藝將 燃燒熱與適中的二氧化碳分壓相結(jié)合，將能量輸入需求減少了大約15%。與SAGD相比，所 述二氧化碳-氧氣燃燒原位浙青工藝通過(guò)增大二氧化碳的分壓，將所需的熱能輸入減少了 65-82%，具體取決于氧化劑的氧氣濃度。很明顯，優(yōu)選的氧化劑稀釋劑是二氧化碳。優(yōu)選的 氧化劑壓力為10-50巴，更優(yōu)選20-40巴，優(yōu)選的&濃度為10-40摩爾％，更優(yōu)選為15-30 摩爾％。圖3顯示了一種常規(guī)的氧氣燃燒器和發(fā)電系統(tǒng)，其可以用來(lái)生產(chǎn)富含(X)2的氣流 38，所述氣流可以作為包含優(yōu)選的CO2稀釋劑的氧化劑11的關(guān)鍵組分。因?yàn)樵谡闱嗟V脈區(qū)1 通過(guò)石油焦炭汽化反應(yīng)制得的很大一部分一氧化碳和氫氣在浙青生產(chǎn)區(qū)14被轉(zhuǎn)化為二氧 化碳和水，所以浙青焦化反應(yīng)產(chǎn)生的氣態(tài)烴類(lèi)產(chǎn)物(主要是甲烷)是燃料氣15中的主要燃 料組分。當(dāng)氧化劑11中的氧氣含量從10摩爾％增大到40摩爾％的時(shí)候，燃料氣15的熱 值從大約1.6MJ/Nm3增大到大約6MJ/Nm3。作為參考，天然氣的熱值通常約為40MJ/Nm3。在 O2-燃料水蒸氣鍋爐20中對(duì)燃料氣15進(jìn)行預(yù)熱。當(dāng)燃料氣15的熱值約小于3MJ/Nm3的時(shí) 候，可以?xún)?yōu)選將天然氣21加入預(yù)熱的燃料氣22中，以保持合理的燃燒溫度。當(dāng)燃料氣的熱 值顯著大于3MJ/Nm2的時(shí)候，可以對(duì)富含CO2的氣體23進(jìn)行再循環(huán)，以限制燃燒火焰溫度。對(duì)基本純的氧氣進(jìn)料M的進(jìn)料速率進(jìn)行設(shè)定，使得O2-燃料水蒸氣鍋爐20排出 的氣體25中的氧氣含量約大于1摩爾％。基本純的A的A含量?jī)?yōu)選大于70摩爾％，更優(yōu) 選大于90摩爾％，最優(yōu)選大于95摩爾％。所述O2-燃料水蒸氣鍋爐20使用來(lái)自常規(guī)發(fā)電 機(jī)四的再循環(huán)冷凝水觀(guān)以及鍋爐進(jìn)料水30制得高壓水蒸氣27 (通常約為60巴)。所述 高壓水蒸氣用來(lái)在發(fā)電機(jī)四中發(fā)電31，產(chǎn)生吹掃水蒸氣6，用來(lái)將不可冷凝的氣體從浙青 礦脈區(qū)1移出，產(chǎn)生生產(chǎn)水蒸氣10，用來(lái)加熱生產(chǎn)井8以及生產(chǎn)井8附近的浙青生產(chǎn)區(qū)14。 通常使用含水滌氣器32對(duì)O2-燃料水蒸氣鍋爐20的排出氣25進(jìn)行調(diào)節(jié)和從中除去S02。 通常使用含水石灰石漿液33作為堿，從O2-燃料水蒸氣鍋爐20的排出氣體25中除去SO2, 產(chǎn)生含水CaSO3漿液副產(chǎn)物34。通常使用空氣冷卻器35來(lái)控制滌氣器32的排出氣體36 中的水含量。使用吹風(fēng)機(jī)37提供動(dòng)力，將富含CO2的氣體再循環(huán)23送到O2-燃料水蒸氣鍋 爐20，并為排出的富含(X)2的氣體38提供動(dòng)力。圖4是采用二氧化碳俘獲和隔離的原位浙青生產(chǎn)方法的方框流程圖。方框39表 示預(yù)備用于浙青生產(chǎn)的油砂儲(chǔ)層。方框40和41表示分別用作(X)2源和接收體的枯竭的油 砂儲(chǔ)層。這些枯竭的油砂儲(chǔ)層用于長(zhǎng)期的地下(X)2隔離以及短期的地下(X)2儲(chǔ)存，以滿(mǎn)足井 對(duì)啟動(dòng)的時(shí)候周期性的高CO2需求。圖4顯示了方框39，40和41的一般特征，理解為浙青 生產(chǎn)區(qū)14會(huì)從注入井7延伸到方框39的生產(chǎn)井8的垂直段，浙青枯竭區(qū)12從注入井7延 伸到生產(chǎn)井8的垂直段，用于方框40和41表示的枯竭的油砂儲(chǔ)層。初始的油砂儲(chǔ)層39啟動(dòng)步驟使用吹掃水蒸氣6除去不可冷凝的氣體。吹掃水蒸 氣由O2燃燒器和發(fā)電機(jī)42制得。圖4顯示了 O2燃燒器和發(fā)電機(jī)42的常規(guī)結(jié)構(gòu)。所述不 可冷凝的氣體主要是氮?dú)?，?jīng)油井產(chǎn)物19、氣-液-固分離器16和不可冷凝的氣體吹掃物 流43從用于浙青生產(chǎn)的油砂儲(chǔ)層39吹掃除去。然后，加入用于生產(chǎn)的油砂儲(chǔ)層39的氧化 劑11最初是通過(guò)以下方式獲得的將來(lái)自枯竭的油砂儲(chǔ)層(X)2源40的起始(X)2氣體44以 及來(lái)自A燃燒器和發(fā)電機(jī)42的任何過(guò)量的富含(X)2的氣體45與來(lái)自常規(guī)低溫或壓力浮動(dòng) 吸附A發(fā)生機(jī)47的基本純的仏46混合，獲得所需的氧化劑流速和&含量，通常氧氣含量為10-40摩爾％。根據(jù)井對(duì)的設(shè)計(jì)，氧化劑流速通常為1000-6500Nm7hr。一般來(lái)說(shuō)，需要 一些輸入的電能48來(lái)滿(mǎn)足全部的基本純的&輸入的需求49。所述氧化劑壓縮機(jī)50將氧 化劑進(jìn)料11加壓至所需的壓力，通常為10-50巴，優(yōu)選為20-40巴。將氧化劑11注入浙青 礦脈區(qū)1，如前文所述以及圖1所示，產(chǎn)生燃料氣15，浙青17，水18和砂子19。如前文所述 以及圖3所示，將燃料氣15輸入O2-燃料燃燒器和發(fā)電機(jī)42，產(chǎn)生電能31，吹掃水蒸氣6， 生產(chǎn)水蒸氣10以及富含(X)2的氣體38。所述(X)2隔離壓縮機(jī)51對(duì)任何過(guò)量的富含(X)2的氣體生產(chǎn)52進(jìn)行壓縮，制得高壓 C0253，用來(lái)以30-70巴的壓力隔離在枯竭的油砂儲(chǔ)層CO2接受體41，所述壓力取決于產(chǎn)生的 CO2的量以及油砂儲(chǔ)層的性質(zhì)。圖5顯示了一種用來(lái)估計(jì)油砂儲(chǔ)層的(X)2容量(Nm3/bbl生 產(chǎn)的浙青)隨油砂儲(chǔ)層的砂-浙青比例(MT/bbl)的變化關(guān)系的方法，使用實(shí)施例所示的隔 離壓力和用于隔離的C0253的參數(shù)隨實(shí)施例所示的浙青生產(chǎn)操作條件的變化。儲(chǔ)層(X)2容 量必須是用于隔離的制得的CO2的絕大部分，優(yōu)選大于66%，更優(yōu)選大于80%，最優(yōu)選大于 或等于100%。如果制得的用于隔離的CO2大于油砂儲(chǔ)層容量，則可以將過(guò)量的制得的CO2 隔離在補(bǔ)充的CO2隔離儲(chǔ)層中。實(shí)施例該實(shí)施例將總結(jié)圖4的系統(tǒng)的關(guān)鍵操作條件和性能指標(biāo)，其中氧化劑11包含21 摩爾％的氧氣和CO2和N2稀釋劑，以及10摩爾％的A氧化劑和(X)2稀釋劑。常規(guī)的低溫A 發(fā)生器47制得95摩爾％的氧氣，作為基本純的氧氣49進(jìn)料物流，其中氬氣作為主要的雜 質(zhì)。對(duì)于所有的情況，所述O2-燃料水蒸氣鍋爐20在1500°C的火焰溫度下操作，制得482°C 和61. 7巴的高壓水蒸氣。對(duì)于所有的情況，天然氣21較低的熱值為37MJ/Nm3。對(duì)于所有 的情況，生產(chǎn)水蒸氣10的流速為200千克/小時(shí)/井對(duì)。對(duì)于所有的情況，氧化劑11的壓 力為35巴，流速為2500Nm3/小時(shí)/井對(duì)。通過(guò)很多參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)以下氧化劑情況的性能0)2 中含21%的02，N2中含21%的O2，以及CO2中含10%的02。例如，氧化劑進(jìn)料速率分別為 82. 3，220和87. 5Nm3Abl，這表明CO2稀釋劑能夠非常有效地提高浙青產(chǎn)量。燃料氣15較低 的熱值分別為3. 1，3. 0和1. 9MJ/Nm3，這表明燃料氣的熱值會(huì)隨著氧化劑的O2濃度增大而增 大，與稀釋劑種類(lèi)的關(guān)系很小。所述燃料氣15的內(nèi)能分別為255，660和140MJ/bbl。所述 天然氣進(jìn)料的內(nèi)能分別為2，690和145MJ/bbl。凈的電能需求分別為6. 7，-0. 2和4. 0千瓦 小時(shí)/bbl。最重要的是，用于隔離的富含(X)2的氣體53的具體流速為19，380和12. 5Nm3/ bbl,以圖5為基準(zhǔn)計(jì)，將會(huì)需要砂子與浙青的比例約為1. 75和2. 5MT/bbl，以便以等于CO2 中含有10%和21%的&的氧化劑的操作壓力即35巴的隔離壓力，隔離所有的用于隔離的 富含CO2的氣體53。該砂與浙青的比例范圍在油砂儲(chǔ)層中發(fā)現(xiàn)的常規(guī)范圍之內(nèi)。很明顯，對(duì) 于基于空氣的原位浙青生產(chǎn)工藝，如果用于隔離的富含CO2的氣體53的具體流速為380Nm3/ ΙΛ1，則在實(shí)際范圍之外。雖然關(guān)于本發(fā)明的具體實(shí)施方式
描述了本發(fā)明，但是顯然，本發(fā)明的許多其他形 式和改變對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。本發(fā)明所附的權(quán)利要求書(shū)應(yīng)被解釋成包括 在本發(fā)明的真正精神和范圍之內(nèi)的所有這些顯而易見(jiàn)的形式和改變。
權(quán)利要求
1.一種原位浙青或重油生產(chǎn)方法，該方法包括a)用水蒸氣將不可冷凝的氣體從油砂儲(chǔ)層吹掃出來(lái)；b)使得氣態(tài)氧化劑物流與油砂儲(chǔ)層中的浙青接觸；c)將來(lái)自油砂儲(chǔ)層的生產(chǎn)井產(chǎn)物分離為浙青、水、砂和燃料氣流；d)通過(guò)使得所述燃料氣與基本純的氧氣燃燒，制得富含二氧化碳的氣體；e)使用基本純的氧氣和一部分所述富含二氧化碳的氣體作為所述氣態(tài)氧化劑物流的 組分；以及f)將余下的所述富含二氧化碳的氣體的絕大部分隔離在枯竭的油砂儲(chǔ)層中。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述生產(chǎn)是連續(xù)進(jìn)行的。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣態(tài)氧化劑物流包含氧氣、二氧化碳和 水蒸氣。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述吹掃水蒸氣是由氧氣燃燒器制得的。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，用來(lái)隔離在枯竭的油砂儲(chǔ)層中的余量的所 述富含二氧化碳的氣體的絕大部分大于66%。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟a)中的接觸是通過(guò)注入進(jìn)行的。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣態(tài)氧化劑物流包含10-40摩爾％的氧氣。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣態(tài)氧化劑物流的流速為 1000-5400Nm3/ 小時(shí)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣態(tài)氧化劑物流的壓力為10-50巴。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟b)中的接觸是通過(guò)注入進(jìn)行的。
全文摘要
一種方法，該方法用來(lái)生產(chǎn)用于隔離在枯竭的油砂儲(chǔ)層內(nèi)的富含CO2的物流，以及用于由油砂儲(chǔ)層原位生產(chǎn)瀝青的富含CO2的氧化劑的生產(chǎn)和應(yīng)用。
文檔編號(hào)E21B43/24GK102119259SQ200980131674
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2009年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月12日
發(fā)明者D·P·J·薩切爾, S·喬瓦諾維奇 申請(qǐng)人:琳德股份公司