專利名稱：復(fù)合熱載體原油熱采系統(tǒng)及其采油工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合熱載體原油熱采系統(tǒng)及其采油工藝，屬于采油工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
向油層注入飽和水蒸汽進(jìn)行稠油熱采是世界各國普遍采用的方法之一，分別向油層注入二氧化碳、氮?dú)獾纫渤蔀槟壳笆澜绺鲊_展原油增產(chǎn)和提高采收率技術(shù)的新突破，并都已取得一定的采油效果和經(jīng)濟(jì)效益。飽和水蒸汽的產(chǎn)生設(shè)備叫做濕飽和水蒸汽發(fā)生器。濕飽和水蒸汽發(fā)生器是燃料和空氣在燃燒室內(nèi)低壓燃燒，加熱水管中的水使其汽化產(chǎn)生高壓飽和水蒸汽，水蒸汽的壓力可高達(dá)20MP，利用這個(gè)壓力把水蒸汽注入油層。但是這種設(shè)備產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物直接排放在大氣中，不但污染環(huán)境，而且還帶走大約燃料的10%熱量，而且由于燃燒產(chǎn)物中主要成分是二氧化碳和氮?dú)?，這兩種物質(zhì)對于稠油和稀油油層的三次開采都是很有用的物質(zhì)，在油田采油中單獨(dú)注人二氧化碳或單獨(dú)注人氮?dú)怆m然取得一定成果，但是由于缺少必要的熱量，在單獨(dú)注入二氧化碳或氮?dú)鈺r(shí)分別遇到高速流動的氣體結(jié)“冰”堵塞油層，成為該兩種單獨(dú)注入工藝發(fā)展緩慢的難以客服的困難。目前國內(nèi)原油熱采比較通用的方法是注水蒸汽，補(bǔ)充地層能量采用單獨(dú)注入水、二氧化碳或氮?dú)?。這種方法主要存在以下不足:
1、注水蒸汽適用的蒸汽鍋爐排放二氧化碳和氮?dú)猓⑶覍⒁欢ǖ娜紵裏崃颗畔颦h(huán)境；
2、注水蒸汽僅適用于稠油初期開采，并且易形成水錐，使開發(fā)后期含水量迅速增加，開發(fā)周期短；
3、主水蒸汽針對稠油降粘效果好，補(bǔ)充地層能量效果有限；
4、注水開發(fā)低滲油藏使開發(fā)后期含水量迅速增加、開發(fā)周期短；
5、二氧化碳或氮?dú)庾⑷胗捎诒旧砣鄙贌崃?，在高速流動時(shí)易結(jié)“冰”，注入設(shè)備和工藝要求高、較難實(shí)現(xiàn)，而且適用油藏要求苛刻；
6、單獨(dú)注蒸汽、注水、注二氧化碳或注氮?dú)獠荒苡行Оl(fā)揮各自優(yōu)勢，而且存在的不足難以克服。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種復(fù)合熱載體原油熱采系統(tǒng)及其采油工藝，它綜合利用二氧化碳、氮?dú)狻⑺羝蜔崃康脑鲇吞攸c(diǎn)，在綜合提高原油效率和單井產(chǎn)能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了零碳排放和節(jié)能減排。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種復(fù)合熱載體原油熱采系統(tǒng)，它包括復(fù)合熱載體發(fā)生器，所述復(fù)合熱載體發(fā)生器輸入端分別于進(jìn)氣管路、進(jìn)油管路和進(jìn)水管路相連接，所述進(jìn)氣管路上依次設(shè)置有空氣調(diào)節(jié)閥、空氣質(zhì)量流量計(jì)和第一壓力變送器，所述進(jìn)油管路上依次設(shè)置有進(jìn)油調(diào)節(jié)閥、油泵、油質(zhì)量流量計(jì)和第四壓力變送器，所述進(jìn)水管路上依次設(shè)置有進(jìn)水調(diào)節(jié)閥、水泵、水質(zhì)量流量計(jì)和第五壓力變送器，所述復(fù)合熱載體發(fā)生器輸出端通過復(fù)合熱載體輸送管線與油層相連接，所述復(fù)合熱載體輸送管線包括通過管路依次連接的第二壓力變送器、溫度變送器、第一輸入截止閥、第一地面熱補(bǔ)償器、地面注熱管線、第二地面熱補(bǔ)償器、采油樹入口閥和井下注熱管線，所述采油樹入口閥與井下注熱管線之間設(shè)置有相互并聯(lián)的第一采油樹出口閥、第二采油樹出口閥、第三采油樹出口閥和第四采油樹出口閥，所述第二采油樹出口閥的輸出端連接有第三壓力變送器。所述復(fù)合熱載體發(fā)生器的輸出端還連接有藥劑注入旁路，所述藥劑注入旁路包括通過管路相互連接的第二輸入截止閥和藥劑泵，所述第二輸入截止閥設(shè)置于藥劑泵與復(fù)合熱載體發(fā)生器之間。一種復(fù)合熱載體原油熱采系統(tǒng)的采油工藝如下:
空氣、油和水分別通過進(jìn)氣管路、進(jìn)油管路和進(jìn)水管路輸入復(fù)合熱載體發(fā)生器，通過進(jìn)氣管路上的空氣調(diào)節(jié)閥和空氣質(zhì)量流量計(jì)控制輸入的空氣量，通過進(jìn)油管路上的進(jìn)油調(diào)節(jié)閥、油泵和油質(zhì)量流量計(jì)控制輸入的燃油量，通過進(jìn)水管路上的進(jìn)水調(diào)節(jié)閥、水泵和水質(zhì)量流量計(jì)控制輸入的汽化水質(zhì)量從而控制輸出熱載體的溫度，輸入復(fù)合熱載體發(fā)生器中的空氣、油和水在復(fù)合熱載體發(fā)生器中燃燒生成高溫高壓的復(fù)合熱載體，嚴(yán)格控制輸入的燃油量和空氣量使復(fù)合熱載體發(fā)生器在余氧系數(shù)1.0(Tl.05的范圍內(nèi)控制燃燒，所述復(fù)合熱載體由二氧化碳、氮?dú)夂退魵饨M成并攜帶燃燒熱量，所述二氧化碳和氮?dú)獾捏w積比為165:973，產(chǎn)生的燃燒熱量Q=q*m*n，其中q為燃燒熱值、m為燃燒質(zhì)量、η為燃燒效率，所述復(fù)合熱載體發(fā)生器的燃燒效率H ^ 95%,復(fù)合熱載體的輸出溫度為110°C 365°C，輸出壓力為6 35 MPa，輸出的復(fù)合熱載體利用自身的壓力通過復(fù)合熱載體輸送管線直接注入油層，復(fù)合熱載體的溫度通過溫度變送器實(shí)時(shí)監(jiān)控。在高溫高壓復(fù)合熱載體注入過程中通過藥劑注入旁路輸入不同的化學(xué)藥劑，所述化學(xué)藥劑包括起泡劑、降粘劑和防膨劑等。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果: 本發(fā)明一種復(fù)合熱載體原油熱采系統(tǒng)及其采油工藝，它將高溫高壓燃燒生成的復(fù)合熱載體安全注入油層，燃燒產(chǎn)生的二氧化碳作為有效增油成分注入油層參與增油，而不是直接排放空氣中，提高了原油的采收率以及單井產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)了零碳排放和節(jié)能減排，能夠滿足2300米井深以下稠油熱采、高含水油藏增油、過渡帶油藏增油及低滲透油藏補(bǔ)充地層能量增油。


圖1為本發(fā)明一種復(fù)合熱載體原油熱采工藝的示意圖。其中:
空氣調(diào)節(jié)閥I 空氣質(zhì)量流量計(jì)3 第一壓力變送器4 復(fù)合熱載體發(fā)生器5 第二壓力變送器6 溫度變送器7 第一輸入截止閥8 第一地面熱補(bǔ)償器9 地面注熱管線10 第二地面熱補(bǔ)償器11 采油樹入口閥12 第一采油樹出口閥13 第三壓力變送器14 第二采油樹出口閥15 第三采油樹出口閥16 第四采油樹出口閥17 井下注熱管線18 進(jìn)油調(diào)節(jié)閥19 油泵20
油質(zhì)量流量計(jì)21 第四壓力變送器22 進(jìn)水調(diào)節(jié)閥23 水泵24
水質(zhì)量流量計(jì)25 第五壓力變送器26 第二輸入截止閥27 藥劑泵28。
具體實(shí)施例方式參見圖1，本發(fā)明一種復(fù)合熱載體原油熱采系統(tǒng)，它包括復(fù)合熱載體發(fā)生器5，所述復(fù)合熱載體發(fā)生器5輸入端分別于進(jìn)氣管路、進(jìn)油管路和進(jìn)水管路相連接，所述進(jìn)氣管路上依次設(shè)置有空氣調(diào)節(jié)閥1、空氣質(zhì)量流量計(jì)3和第一壓力變送器4，所述進(jìn)油管路上依次設(shè)置有進(jìn)油調(diào)節(jié)閥19、油泵20、油質(zhì)量流量計(jì)21和第四壓力變送器22，所述進(jìn)水管路上依次設(shè)置有進(jìn)水調(diào)節(jié)閥23、水泵24、水質(zhì)量流量計(jì)25和第五壓力變送器26，所述復(fù)合熱載體發(fā)生器5輸出端通過復(fù)合熱載體輸送管線與油層相連接，所述復(fù)合熱載體輸送管線包括通過管路依次連接的第二壓力變送器6、溫度變送器7、第一輸入截止閥8、第一地面熱補(bǔ)償器9、地面注熱管線10、第二地面熱補(bǔ)償器11、采油樹入口閥12和井下注熱管線18，所述采油樹入口閥12與井下注熱管線18之間設(shè)置有相互并聯(lián)的第一采油樹出口閥13、第二采油樹出口閥15、第三采油樹出口閥16和第四采油樹出口閥17，所述第二采油樹出口閥15的輸出端連接有第三壓力變送器14，所述復(fù)合熱載體發(fā)生器5的輸出端還連接有藥劑注入旁路，所述藥劑注入旁路包括通過管路相互連接的第二輸入截止閥27和藥劑泵28，所述第二輸入截止閥27設(shè)置于藥劑泵28與復(fù)合熱載體發(fā)生器5之間。其采油工藝如下:
空氣、油和水分別通過進(jìn)氣管路、進(jìn)油管路和進(jìn)水管路輸入復(fù)合熱載體發(fā)生器，通過進(jìn)氣管路上的空氣調(diào)節(jié)閥和空氣質(zhì)量流量計(jì)控制輸入的空氣量，通過進(jìn)油管路上的進(jìn)油調(diào)節(jié)閥、油泵和油質(zhì)量流量計(jì)控制輸入的燃油量，通過進(jìn)水管路上的進(jìn)水調(diào)節(jié)閥、水泵和水質(zhì)量流量計(jì)控制輸入的汽化水質(zhì)量從而控制輸出熱載體的溫度，輸入復(fù)合熱載體發(fā)生器中的空氣、油和水在復(fù)合熱載體發(fā)生器中燃燒生成高溫高壓的復(fù)合熱載體，為確保注入安全，嚴(yán)格控制輸入的燃油量和空氣量使復(fù)合熱載體發(fā)生器在余氧系數(shù)1.0(Γι.05的范圍內(nèi)控制燃燒，所述復(fù)合熱載體由二氧化碳、氮?dú)夂退魵饨M成并攜帶燃燒熱量，所述二氧化碳和氮?dú)獾捏w積比為165:973，產(chǎn)生的燃燒熱量Q=q*m*n，其中q為燃燒熱值、m為燃燒質(zhì)量、rI為燃燒效率，所述復(fù)合熱載體發(fā)生器的燃燒效率rI ^ 95%,復(fù)合熱載體的輸出溫度為110°C 365°C，輸出壓力為6 35 MPa，輸出的復(fù)合熱載體利用自身的壓力通過復(fù)合熱載體輸送管線直接注入油層，復(fù)合熱載體的溫度通過溫度變送器實(shí)時(shí)監(jiān)控。為了適用不同的油藏條件，在高溫高壓復(fù)合熱載體注入過程中通過藥劑注入旁路輸入不同的化學(xué)藥劑，從而豐富復(fù)合熱載體的注入技術(shù)，所述化學(xué)藥劑包括起泡劑、降粘劑和防膨劑等。由于復(fù)合熱載體中，二氧化碳對原油具有溶解作用，氮?dú)鈱υ途哂袕椥则?qū)動作用，水蒸汽對原油具有熱力作用，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，仍可提高原油采收率10%以上。復(fù)合熱載體不僅適用于稠油熱采，同時(shí)也是作為接替技術(shù)我國三次采油新技術(shù)，我國適用三次采油的原油儲量達(dá)數(shù)十億噸以上，顯然，如能將現(xiàn)有油田采收率提高I %，就等于又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)大油田，其意義十分重大。同時(shí)復(fù)合熱載體溫度、壓力、流量的可靠控制也成為低滲透油田，有效補(bǔ)充地層能量的可靠技術(shù) 。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合熱載體原油熱采系統(tǒng)，其特征在于:它包括復(fù)合熱載體發(fā)生器(5)，所述復(fù)合熱載體發(fā)生器(5)輸入端分別于進(jìn)氣管路、進(jìn)油管路和進(jìn)水管路相連接，所述進(jìn)氣管路上依次設(shè)置有空氣調(diào)節(jié)閥(I)、空氣質(zhì)量流量計(jì)(3)和第一壓力變送器(4)，所述進(jìn)油管路上依次設(shè)置有進(jìn)油調(diào)節(jié)閥(19)、油泵(20)、油質(zhì)量流量計(jì)(21)和第四壓力變送器(22)，所述進(jìn)水管路上依次設(shè)置有進(jìn)水調(diào)節(jié)閥(23)、水泵(24)、水質(zhì)量流量計(jì)(25)和第五壓力變送器(26)，所述復(fù)合熱載體發(fā)生器(5)輸出端通過復(fù)合熱載體輸送管線與油層相連接，所述復(fù)合熱載體輸送管線包括通過管路依次連接的第二壓力變送器(6)、溫度變送器(7)、第一輸入截止閥(8)、第一地面熱補(bǔ)償器(9)、地面注熱管線(10)、第二地面熱補(bǔ)償器(11)、采油樹入口閥(12)和井下注熱管線(18)，所述采油樹入口閥(12)與井下注熱管線(18)之間設(shè)置有相互并聯(lián)的第一采油樹出口閥(13)、第二采油樹出口閥(15)、第三采油樹出口閥(16)和第四采油樹出口閥(17 )，所述第二采油樹出口閥(15 )的輸出端連接有第三壓力變送器(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合熱載體原油熱采系統(tǒng)，其特征在于:所述復(fù)合熱載體發(fā)生器(5)的輸出端還連接有藥劑注入旁路，所述藥劑注入旁路包括通過管路相互連接的第二輸入截止閥(27)和藥劑泵(28)，所述第二輸入截止閥(27)設(shè)置于藥劑泵(28)與復(fù)合熱載體發(fā)生器(5)之間。
3.—種如權(quán)利要求1所述的復(fù) 合熱載體原油熱采系統(tǒng)的采油工藝，其特征在于所述采油工藝如下: 空氣、油和水分別通過進(jìn)氣管路、進(jìn)油管路和進(jìn)水管路輸入復(fù)合熱載體發(fā)生器，通過進(jìn)氣管路上的空氣調(diào)節(jié)閥和空氣質(zhì)量流量計(jì)控制輸入的空氣量，通過進(jìn)油管路上的進(jìn)油調(diào)節(jié)閥、油泵和油質(zhì)量流量計(jì)控制輸入的燃油量，通過進(jìn)水管路上的進(jìn)水調(diào)節(jié)閥、水泵和水質(zhì)量流量計(jì)控制輸入的汽化水質(zhì)量從而控制輸出熱載體的溫度，輸入復(fù)合熱載體發(fā)生器中的空氣、油和水在復(fù)合熱載體發(fā)生器中燃燒生成高溫高壓的復(fù)合熱載體，嚴(yán)格控制輸入的燃油量和空氣量使復(fù)合熱載體發(fā)生器在余氧系數(shù)1.0(Tl.05的范圍內(nèi)控制燃燒，所述復(fù)合熱載體由二氧化碳、氮?dú)夂退魵饨M成并攜帶燃燒熱量，所述二氧化碳和氮?dú)獾捏w積比為165:973，產(chǎn)生的燃燒熱量Q=q*m*n，其中q為燃燒熱值、m為燃燒質(zhì)量、η為燃燒效率，所述復(fù)合熱載體發(fā)生器的燃燒效率H ^ 95%,復(fù)合熱載體的輸出溫度為110°C 365°C，輸出壓力為6 35 MPa，輸出的復(fù)合熱載體利用自身的壓力通過復(fù)合熱載體輸送管線直接注入油層，復(fù)合熱載體的溫度通過溫度變送器實(shí)時(shí)監(jiān)控。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種復(fù)合熱載體原油熱采系統(tǒng)的采油工藝，其特征在于:在高溫高壓復(fù)合熱載體注入過程中通過藥劑注入旁路輸入不同的化學(xué)藥劑，所述化學(xué)藥劑包括起泡劑、降粘劑和防膨劑等。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合熱載體原油熱采系統(tǒng)及其采油工藝，所述系統(tǒng)包括復(fù)合熱載體發(fā)生器(5)，所述復(fù)合熱載體發(fā)生器(5)輸入端分別于進(jìn)氣管路、進(jìn)油管路和進(jìn)水管路相連接，所述進(jìn)油管路上依次設(shè)置有進(jìn)油調(diào)節(jié)閥(19)、油泵(20)、油質(zhì)量流量計(jì)(21)和第四壓力變送器(22)，所述進(jìn)水管路上依次設(shè)置有進(jìn)水調(diào)節(jié)閥(23)、水泵(24)、水質(zhì)量流量計(jì)(25)和第五壓力變送器(26)，所述復(fù)合熱載體發(fā)生器(5)輸出端通過復(fù)合熱載體輸送管線與油層相連接。本發(fā)明一種復(fù)合熱載體原油熱采系統(tǒng)及其采油工藝，它綜合利用二氧化碳、氮?dú)狻⑺魵夂蜔崃康脑鲇吞攸c(diǎn)，在綜合提高原油效率和單井產(chǎn)能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了零碳排放和節(jié)能減排。
文檔編號E21B43/22GK103114837SQ20131005866
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月26日
發(fā)明者梅立新, 梅奕中, 盧臻, 李興儒, 張建忠 申請人:江蘇大江石油科技有限公司