CN104196504A

CN104196504A - 二氧化碳采油压注装置

Info

Publication number: CN104196504A
Application number: CN201410412594.7A
Authority: CN
Inventors: 曹阳
Original assignee: JIANGSU WEIDONG MACHINERY Co Ltd
Current assignee: JIANGSU WEIDONG MACHINERY Co Ltd
Priority date: 2014-08-21
Filing date: 2014-08-21
Publication date: 2014-12-10

Abstract

本发明公开了二氧化碳采油压注装置，屏蔽泵进液管（5）分别连接贮罐（1）和屏蔽泵（2），屏蔽泵回气管（6）分别连接贮罐（1）和屏蔽泵（2），屏蔽泵液相旁通管（7）分别连接屏蔽泵（2）和高压泵进液管（8）一端，高压泵进液管（8）另一端连接高压泵（3），高压泵回气管（9）分别连接高压泵（3）和贮罐（1），高压泵出液管（10）分别连接高压泵（3）和换热器（4）的介质进口，换热器（4）的介质出口连接压入井的高压管汇（11），整体构成二氧化碳采油压注装置。本发明结构简单，操作方便，运行平稳，提高油田采收率，实现使气候变暖的温室气体减排，增产油气量，将资源开采最大化。

Description

二氧化碳采油压注装置

技术领域

本发明涉及二氧化碳驱油技术，具体涉及二氧化碳采油压注装置。

现有技术

二氧化碳驱油技术，就是把二氧化碳注入油层中以提高采油率。国际能源机构评估认为，全世界适合二氧化碳驱油开发的资源约为3000亿～6000亿桶。由于二氧化碳是一种在油和水中溶解度都很高的气体，当它大量溶解于原油中时，可以使原油体积膨胀、黏度下降，还可以降低油水间的界面张力。与其他驱油技术相比，二氧化碳驱油具有适用范围大、驱油成本低、采油率提高显著等优点。这项技术不仅能满足油田开发需求，还能解决二氧化碳的封存问题，保护大气环境。

二氧化碳驱油是一项成熟的采油技术。据不完全统计，目前全世界正在实施的二氧化碳驱油项目有近80个。美国是二氧化碳驱油项目开展最多的国家，每年注入油藏的二氧化碳量约为2000万～3000万吨，其中300万吨来自煤气化厂和化肥厂的废气。

据“中国陆上已开发油田提高采收率第二次潜力评价及发展战略研究”结果，二氧化碳在我国石油开采中有着巨大的应用潜力。我国现已探明的63.2亿吨低渗透油藏原油储量，尤其是其中50%左右尚未动用的储量，运用二氧化碳驱比水驱具有更明显的技术优势。可以预测，随着技术的发展完善和应用范围的不断扩大，二氧化碳将成为我国改善油田开发效果、提高原油采收率的重要资源。

将二氧化碳注入能量衰竭的油层，可提高油气田采收率，已成为世界许多国家石油开采业的共识。二氧化碳纯度在90%以上即可用于提高采收率。二氧化碳在地层内溶于水后，可使水的黏度增加20%～30%，运移性能提高2～3倍；二氧化碳溶于油后，使原油体积膨胀，黏度降低30%～80%，油水界面张力降低，有利于提高采油速度、洗油效率和收集残余油。二氧化碳驱一般可提高采收率7%～15%，延长油井生产寿命15～20年。二氧化碳来源可从工业设施如发电厂、化肥厂、水泥厂、化工厂、炼油厂、天然气加工厂等排放物中回收。

为什么选择二氧化碳驱油，这是由于二氧化碳有着独特的性能，易于达到超临界状态。处于超临界状态时，其性质会发生变化，其密度近于液体，黏度近于气体，扩散系数为液体的100倍，具有较大的溶解能力。原油溶有二氧化碳时，原油流动性、流变性及油藏性质会得到改善。现在通常采用的补充采油后地层能量递减的方法为水驱和化学驱，就是把水或化学成分注入油田中，补充地层能量损失。目前我们很大一部分油藏田为低渗透油藏，这种油藏很难开发，油田沉睡在细密的岩石里，水很难流入，被称为‘注不进水、采不出油’。二氧化碳的特殊性质非常适合于低渗透油藏开发。当二氧化碳被注入后，在地层内溶于油，使原油体积膨胀，黏度降低30%~80%，油水界面张力降低，有利于增加采油速度，提高洗油效率和收集残余油。二氧化碳驱油一般可提高原油采收率7%~15%，延长油井生产寿命15~20年。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种二氧化碳采油压注装置，该压注装置用于油田三次采油，进行驱油、吞吐等采油作业，提高油田采收率，既实现使气候变暖的温室气体减排，又增产油气量，将资源开采最大化。

本发明的技术解决方案是：该压注装置包括贮罐、

屏蔽泵、高压泵和换热器，屏蔽泵进液管的一端连接贮罐，屏蔽泵进液管的另一端连接屏蔽泵，屏蔽泵回气管一端连接贮罐，屏蔽泵回气管的另一端连接屏蔽泵，屏蔽泵液相旁通管一端连接屏蔽泵，屏蔽泵液相旁通管另一端连接高压泵进液管一端，高压泵进液管另一端连接高压泵，高压泵回气管一端连接高压泵，高压泵回气管另一端连接贮罐，高压泵出液管一端连接高压泵，高压泵出液管另一端连接换热器的介质进口，换热器的介质出口连接压入井的高压管汇，整体构成二氧化碳采油压注装置。

其中，换热器经水泵连通锅炉。

其中，高压泵进液管上安装安全阀，高压泵出液管上安装止回阀，高压泵回气管上安装背压阀，高压泵回气管与高压泵出液管之间安装回流阀。

本发明的有益效果是：结构简单，操作方便，运行平稳，当二氧化碳被注入后，在地层内溶于油，使原油体积膨胀，黏度降低30%~80%，油水界面张力降低，有利于增加采油速度，提高洗油效率和收集残余油，二氧化碳驱油一般提高原油采收率7%~15%，延长油井生产寿命15~20年。

附图说明

图1为本发明安装结构示意图。

图2为图1的局部放大示意图。

图中：1贮罐，2屏蔽泵，3高压泵，4换热器，5屏蔽泵进液管，6屏蔽泵回气管，7屏蔽泵液相旁通管，8高压泵进液管，9高压泵回气管，10高压泵出液管，11高压管汇，12水泵，13锅炉，14安全阀，15止回阀，16背压阀，17回流阀。

具体实施方式

如图1-2所示，该压注装置包括贮罐1、屏蔽泵2、高压泵3和换热器4，屏蔽泵进液管5的一端连接贮罐1，屏蔽泵进液管5的另一端连接屏蔽泵2，屏蔽泵回气管6一端连接贮罐1，屏蔽泵回气管6的另一端连接屏蔽泵2，屏蔽泵液相旁通管7一端连接屏蔽泵2，屏蔽泵液相旁通管7另一端连接高压泵进液管8一端，高压泵进液管8另一端连接高压泵3，高压泵回气管9一端连接高压泵3，高压泵回气管9另一端连接贮罐1，高压泵出液管10一端连接高压泵3，高压泵出液管10另一端连接换热器4的介质进口，换热器4的介质出口连接压入井的高压管汇11，整体构成二氧化碳采油压注装置。

其中，换热器4经水泵12连通锅炉13。

其中，高压泵进液管8上安装安全阀14，高压泵出液管10上安装止回阀15，高压泵回气管9上安装背压阀16，高压泵回气管9与高压泵出液管10之间安装回流阀17。

现场使用时，缓缓打开贮罐液相管的闸门，在贮罐内液体CO 液位差压的作用下，液体CO即通过液相管充入高压泵，由于管线与低温液体CO有较大的温差（温差的大小与即时的环境温度有关），液体CO就要吸热气化，产生的气体CO通过气相管流向贮罐，贮罐内液体CO又通过液相管补充进来，此时，高压泵中有CO流体存在之处即可见到设备外表迅速结霜(环境温度低于或接近贮罐内液体CO的相态点温度时，是不会有结霜出显的）；把贮罐液相管的闸门开到位，再次对高压泵进行低压检漏，工况正常，关闭直通吸入管阀门，启动屏蔽泵；检查屏蔽泵的运转情况，工况正常，适当调节背压阀的开度，使屏蔽泵出口压力表比屏蔽泵进口压力表的显示压力高0.1-0.15MPa，维持这种低压循环，使高压泵进一步地降温向贮罐内液体CO的相态温度点趋近；检查高压泵出口阀是否打开到位，回流阀是否打开到位，启动高压泵，这时候高压泵的循环是通过回流阀经气相管回贮罐；维持这样的系统循环，使高压泵泵头得到迅速降温，循环的时间可视高压泵泵头降温情况来确定（一般说来也就十多分钟），使高压泵泵头降温趋近贮罐内液体CO的相态温度点；迅速关闭回流阀，CO开始压注输出；此时通过观察高压泵泵头外表面各部的结露状态和泵的运行声音来判断泵的泵输是否正常；如果判别有那只缸不出液，可旋松那只缸缸盖上的排气阀进行排气，排气后再旋紧排气阀即可正常工作；如若泵不能持续正常工作，可能是高压泵泵头降温还不够，还要再打开回流阀继续打循环给泵头降温，待泵头降温趋近贮罐内液体CO的相态温度点再关闭回流阀转入外输运行；进入正常压注前，还要再次检查和调整屏蔽泵进、出口压力，看表的压差是否在0.1-0.15Mpa的范围内（一般在高压泵开始外输后，气相管的回流量减少，使得屏蔽泵进、出口压差降低），适当调节背压阀的开度，把屏蔽泵的出口与进口压力差调整到0.1-0.15Mpa的范围内；这项操作是使高压泵能持续正常泵输液体CO的技术措施，它使高压泵吸入的是过冷态的液体CO，加上前面工序已建立了泵头低温环境，避免或减弱了在吸入过程中因泵活塞抽吸而引起的相变的现象，这就保证了高压泵能持续和稳定地泵输液体CO；此时高压泵泵输的液体CO温度在-20℃，由于油管与套管之间充满了地层水，如果直接将液体CO注入油管，会导致油管与套管之间结成冰柱，进而冻裂套管；因此需要通过锅炉中的热水来加热液体CO，锅炉中的热水通过水泵打压循环通过换热器，高压泵泵输的液体CO通过换热器加热到0-10℃，输出管连接通往压入井的高压管汇，再进入油管，保证了油管与套管不被温度过低的CO冻裂；最后按照压注施工设计的压注排量要求，采用变频器逐步调节排量，进入正常压注。

Claims

1.二氧化碳采油压注装置，其特征是：该压注装置包括贮罐（1）、屏蔽泵（2）、高压泵（3）和换热器（4），屏蔽泵进液管（5）的一端连接贮罐（1），屏蔽泵进液管（5）的另一端连接屏蔽泵（2），屏蔽泵回气管（6）一端连接贮罐（1），屏蔽泵回气管（6）的另一端连接屏蔽泵（2），屏蔽泵液相旁通管（7）一端连接屏蔽泵（2），屏蔽泵液相旁通管（7）另一端连接高压泵进液管（8）一端，高压泵进液管（8）另一端连接高压泵（3），高压泵回气管（9）一端连接高压泵（3），高压泵回气管（9）另一端连接贮罐（1），高压泵出液管（10）一端连接高压泵（3），高压泵出液管（10）另一端连接换热器（4）的介质进口，换热器（4）的介质出口连接压入井的高压管汇（11），整体构成二氧化碳采油压注装置。

2. 根据权利要求1所述的二氧化碳采油压注装置，其特征是：换热器（4）经水泵（12）连通锅炉（13）。

3. 根据权利要求1所述的二氧化碳采油压注装置，其特征是：高压泵进液管（8）上安装安全阀（14），高压泵出液管（10）上安装止回阀（15），高压泵回气管（9）上安装背压阀（16），高压泵回气管（9）与高压泵出液管（10）之间安装回流阀（17）。