CN109441416A - 蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置,包括燃烧部,燃烧部能为蒸汽驱油田生产井伴生气提供能持续稳定燃烧的空间;燃烧部的入口外侧设置能实时监测蒸汽驱油田生产井伴生气可燃性的燃烧检测部,燃烧部的入口处连通设置应急燃料供应系统,应急燃料供应系统能为燃烧部供给应急燃料保证蒸汽驱油田生产井伴生气持续燃烧,燃烧检测部通过信号控制应急燃料供应系统的开闭。该装置克服现有技术中存在的油田伴生尾气资源浪费和环境污染等问题,该装置能够使甲烷含量来源不稳定的蒸汽驱生产井伴生气连续稳定地转化为多元热流体,该多元热流体注入油藏地层实现增产,实现油田生产井伴生气的回收利用。
Description
技术领域
本发明涉及油田开采技术领域,尤其涉及一种蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置。
背景技术
油田伴生尾气是在油田开采过程中伴随石油液体排出的不能被直接利用的气体。在采用火驱、蒸汽驱或气驱(如CO2驱)等提高采收率技术开采石油过程中,石油中蕴藏的甲烷气会随着驱油气一起排出,成为油田开采过程的伴生气,浓度高(>30%vo1)的伴生气可被直接或间接利用,而含量低的伴生气(一般含1-10%vo1的甲烷)由于不能被直接燃烧利用,大部分被直接就地放空,形成油田开采过程的伴生甲烷尾气。油田伴生尾气因其情况特殊而受到越来越多的关注。目前因回收技术不经济而大部分直接排空,造成资源浪费;同时,蒸汽驱生产井伴生尾气主要含有甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2),现场一般采用除硫后回收或燃烧利用,甲烷(CH4)的含量不稳定,在燃烧利用的过程中,经常熄火,产生安全隐患;甲烷(CH4)是一种温室气体,温室效应要比二氧化碳大上25倍,造成环境污染,尾气的回收和利用是生态环保不可回避的一环。
由此,本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践,提出一种蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置,以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置,克服现有技术中存在的油田伴生尾气资源浪费和环境污染等问题,该装置能够使甲烷含量来源不稳定的蒸汽驱生产井伴生气连续稳定地转化为多元热流体,该多元热流体回注进入油藏地层实现增产,实现油田生产井伴生气的有效回收利用。
本发明的目的是这样实现的,一种蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置,包括燃烧部,所述燃烧部能为蒸汽驱油田生产井伴生气提供能持续稳定燃烧的空间;所述燃烧部的入口外侧设置能实时监测蒸汽驱油田生产井伴生气可燃性的燃烧检测部,所述燃烧部的入口处连通设置应急燃料供应系统,所述应急燃料供应系统能为所述燃烧部供给应急燃料保证蒸汽驱油田生产井伴生气持续燃烧,所述燃烧检测部通过信号控制所述应急燃料供应系统的开闭。
在本发明的一较佳实施方式中,所述燃烧检测部呈常燃放空状态设置。
在本发明的一较佳实施方式中,所述燃烧检测部上设置燃料温控单元,所述燃料温控单元通过信号控制所述应急燃料供应系统的开闭。
在本发明的一较佳实施方式中,所述燃烧部内包括燃烧室和缓冲室,所述燃烧室能为蒸汽驱油田生产井伴生气提供持续稳定燃烧空间,所述燃烧室的入口处设置伴生尾气进气喷嘴和高压点火单元,所述燃烧室的入口处连通设置辅助燃烧供气系统和所述应急燃料供应系统;所述缓冲室连通设置供水系统,所述供水系统能为蒸汽驱油田生产井伴生气燃烧后的气体供给水形成多元热流体,所述缓冲室的出口与多元热流体回注井连通设置。
在本发明的一较佳实施方式中,所述燃烧部的入口处连通设置伴生尾气增压部,所述伴生尾气增压部的入口处设置所述燃烧检测部。
在本发明的一较佳实施方式中,所述缓冲室的出口外侧连通设置入井流体温控单元。
在本发明的一较佳实施方式中,所述燃烧室的出口处设置直径自燃烧室向缓冲室渐缩的锥筒结构,所述供水系统连通设置于所述缓冲室远离所述锥筒结构的位置。
在本发明的一较佳实施方式中,所述辅助燃烧供气系统为所述燃烧室供给氧气或空气。
在本发明的一较佳实施方式中,所述应急燃料为天然气、液化气或柴油。
由上所述,本发明提供的蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置具有如下有益效果:
本发明的蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置,能够使甲烷含量来源不稳定的蒸汽驱生产井伴生气连续稳定地转化为多元热流体;其燃烧部能为蒸汽驱油田生产井伴生气提供持续稳定的燃烧空间,燃烧检测部智能控制应急燃料供应系统,保证燃烧部内呈连续燃烧状态,满足蒸汽驱油田生产井伴生气连续处理的要求;供水系统对蒸汽驱油田生产井伴生气燃烧后产生的气体控温并产生水蒸汽,最终形成能回注油藏地层的多元热流体;使用本发明能将蒸汽驱油田生产井伴生气持续稳定地转化为热流体回注到油藏地层实现增产,过程中无需脱硫处理,运行成本低,并且对蒸汽驱油田生产井伴生气的成分要求低,普遍适用性强,从而克服现有技术中存在的油田伴生尾气资源浪费和环境污染等问题,实现油田生产井伴生气的有效回收利用。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。其中:
图1:为本发明的蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置示意图。
图中:
100、蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置;
1、燃烧部;
11、燃烧室;
111、伴生尾气进气喷嘴;112、高压点火单元;113、锥筒结构;
12、缓冲室;
2、辅助燃烧供气系统;
3、应急燃料供应系统;
4、供水系统;
5、伴生尾气增压部;
6、燃烧检测部;61、燃料温控单元;
7、入井流体温控单元。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1所示,本发明提供一种蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置100,包括燃烧部1,燃烧部1能为蒸汽驱油田生产井伴生气提供能持续稳定燃烧的空间;燃烧部1的入口外侧设置能实时监测蒸汽驱油田生产井伴生气可燃性(甲烷的含量低于燃烧标准时,不具备可燃性)的燃烧检测部6,燃烧部1的入口处连通设置应急燃料供应系统3,应急燃料供应系统3能为燃烧部1供给应急燃料保证蒸汽驱油田生产井伴生气持续燃烧,燃烧检测部6通过信号控制应急燃料供应系统3的开闭。因为蒸汽驱油田生产井伴生气中的甲烷含量不稳定,在燃烧利用的过程中,有可能发生熄火,为了保证热流体连续回注稠油油藏,需要采取措施,保证燃烧部内呈连续燃烧状态,应急燃料供应系统能为燃烧室供给应急燃料,应急燃料为天然气、液化气或柴油,优选天然气,应急燃料的供给量比较少,资源耗费少。
本发明的蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置中,能够使甲烷含量来源不稳定的蒸汽驱生产井伴生气连续稳定地转化为多元热流体;其燃烧部能为蒸汽驱油田生产井伴生气提供持续稳定的燃烧空间,燃烧检测部智能控制应急燃料供应系统,保证燃烧部内呈连续燃烧状态,满足蒸汽驱油田生产井伴生气连续处理的要求;使用本发明能将蒸汽驱油田生产井伴生气持续稳定地转化为热流体回注到油藏地层实现增产,过程中无需脱硫处理,运行成本低,并且对蒸汽驱油田生产井伴生气的成分要求低,普遍适用性强,从而克服现有技术中存在的油田伴生尾气资源浪费和环境污染等问题,实现油田生产井伴生气的有效回收利用。
进一步,为保证蒸汽驱油田生产井伴生气能连续燃烧转化为热流体,蒸汽驱油田生产井伴生气燃烧前连续通过燃烧检测部6进行检测,燃烧检测部6设为常燃放空状态。燃烧检测部6通常呈三种情况,具体如下:
正常情况:正常工作状态时,蒸汽驱油田生产井伴生气通过燃烧检测部6进行检测,始终正常燃烧;
试点火失败情况:当蒸汽驱油田生产井伴生气通过燃烧检测部6试点火失败时(试点火失败的主要原因是蒸汽驱油田生产井伴生气的甲烷含量不达标),向燃烧室11内供给应急燃料,应急燃料可以是天然气、液化气、柴油等,优选天然气;燃烧室11内呈连续燃烧状态;每隔一段时间(在本发明的一具体实施例中,每隔1~10分钟复点)复点燃烧检测部6,复点成功,燃烧检测部6稳定燃烧一段时间(在本发明的一具体实施例中,稳定燃烧10~30分钟)后停止供给应急燃料。
过程中灭火情况:蒸汽驱油田生产井伴生气连续增压注入燃烧部1过程中,当燃烧检测部6发生熄火时,向燃烧室11内供给应急燃料,燃烧室11内呈连续燃烧状态;每隔一段时间(在本发明的一具体实施例中,每隔1~10分钟复点)复点燃烧检测部6,复点成功,燃烧检测部6稳定燃烧一段时间(在本发明的一具体实施例中,稳定燃烧10~30分钟)后停止供给应急燃料。
进一步,如图1所示,燃烧检测部6上设置燃料温控单元61,燃料温控单元61通过信号控制应急燃料供应系统3的开闭(燃料温控单元61可以根据温度信号控制应急燃料供应系统3,该控制方式可以是电控也可以是气控,还可以是其它控制方式)。
为了实现过程连续智能控制,燃烧检测部6处设置燃料温控单元61,当燃烧检测部6内蒸汽驱油田生产井伴生气试点火失败或过程中灭火时,燃料温控单元61感应到燃烧检测部6内温度异常,燃料温控单元61发出信号启动应急燃料供应系统3并发出报警,应急燃料供应系统3向燃烧室11供给应急燃料,保证燃烧室11内连续燃烧。蒸汽驱油田生产井伴生气满足复燃条件后,燃料温控单元61感应到燃烧检测部6内温度恢复正常,燃料温控单元61发出信号关闭应急燃料供应系统3并解除报警,恢复正常工作状态。
进一步,如图1所示,燃烧部1内包括燃烧室11和缓冲室12,燃烧室11能为蒸汽驱油田生产井伴生气提供持续稳定燃烧空间,燃烧室11的入口处设置伴生尾气进气喷嘴111和高压点火单元112,燃烧室11的入口处连通设置辅助燃烧供气系统2和应急燃料供应系统3,缓冲室12连通设置供水系统4,供水系统4能为蒸汽驱油田生产井伴生气燃烧后的气体供给水形成多元热流体,缓冲室12的出口与多元热流体回注井连通设置。
进一步,如图1所示,伴生尾气进气喷嘴111的入口处连通设置伴生尾气增压部5,伴生尾气增压部5的入口处设置燃烧检测部6。
进一步,如图1所示,为了较好的监控热流体的温度,缓冲室12的出口外侧连通设置入井流体温控单元7。为了达到较好的吞吐效果,回注到稠油油藏地层的热流体的温度范围是200℃~300℃,在本发明的一具体实施例中,热流体的温度为280℃。
进一步,如图1所示,燃烧室11的出口处设置直径自燃烧室11向缓冲室12渐缩的锥筒结构113,供水系统4连通设置于缓冲室12远离锥筒结构113的位置。锥筒结构113能实现蒸汽驱油田生产井伴生气燃烧后的气体增压流向缓冲室12,使得其流动顺畅。
进一步,辅助燃烧供气系统2为燃烧室11供给氧气或空气,优选空气,满足蒸汽驱油田生产井伴生气在燃烧室11内的燃烧需求。
本发明的蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置100的使用方法如下:
步骤a、将收集的蒸汽驱油田生产井伴生气通过伴生尾气增压部5增压,之后通过伴生尾气进气喷嘴111注入燃烧部1的燃烧室11,同时辅助燃烧供气系统2向燃烧室11内注入空气,通过高压点火单元112点燃蒸汽驱油田生产井伴生气,蒸汽驱油田生产井伴生气连续注入燃烧室11并持续燃烧;在此过程中,燃烧检测部6全程检测蒸汽驱油田生产井伴生气,如发生试点失败或过程中灭火问题,燃料温控单元61及时通过信号控制应急燃料供应系统3开启,向燃烧室11内注入应急燃料。
步骤b、蒸汽驱油田生产井伴生气在燃烧室11内燃烧后形成的气体流向缓冲室12,供水系统4向缓冲室12内注水,对蒸汽驱油田生产井伴生气燃烧后产生的气体控温并产生水蒸汽,水、水蒸气和蒸汽驱油田生产井伴生气燃烧后产生的气体混合形成热流体;蒸汽驱油田生产井伴生气燃烧后产生的气体主要包含二氧化碳(CO2)和氮气(N2)。
步骤c、热流体通过缓冲室12的出口后回注到多元热流体回注井(稠油油藏地层)进行吞吐,完成稠油油藏增产。
其中,为了实现热流体的降粘、调驱、补充地层能量和改善流体地下渗流能力等作用,自燃烧部的出口流出的热流体中,添加高温防膨剂、高温起泡剂或降粘解堵剂后回注到稠油油藏地层,添加的具体添加剂由实际生产需求确定。
在本发明的一具体实施例中,某稠油油藏吞吐井采用本发明转化蒸汽驱油田生产井伴生气为多元热流体回注生产井前,平均日产液8方,平均日产油0.1吨,含水99%,应用本发明转化蒸汽驱油田生产井伴生气为多元热流体回注生产井后,注入伴生气56万标方,生成热流体气体274万标方,水当量4000吨,注入压力14.5MPa,注入温度280℃,热流体回注到稠油油藏地层后,焖井7天,开井后,平均日产液17.8吨,平均日产油5.6吨,生产有效期351天,增油1930吨,稠油油藏吞吐增产效果明显。
由上所述,本发明提供的蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置具有如下有益效果:
本发明的蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置,能够使甲烷含量来源不稳定的蒸汽驱生产井伴生气连续稳定地转化为多元热流体;其燃烧部能为蒸汽驱油田生产井伴生气提供持续稳定的燃烧空间,应急燃料供应系统能保证燃烧部内呈连续燃烧状态,满足蒸汽驱油田生产井伴生气连续处理的要求;供水系统对蒸汽驱油田生产井伴生气燃烧后产生的气体控温并产生水蒸汽,最终形成能回注油藏地层的多元热流体;使用本发明能将蒸汽驱油田生产井伴生气转化为热流体回注到油藏地层实现增产,过程中无需脱硫处理,运行成本低,并且对蒸汽驱油田生产井伴生气的成分要求低,普遍适用性强,从而克服现有技术中存在的油田伴生尾气资源浪费和环境污染等问题,实现油田生产井伴生气的回收利用。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改,均应属于本发明保护的范围。
Claims (9)
1.一种蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置,其特征在于,包括燃烧部,所述燃烧部能为蒸汽驱油田生产井伴生气提供能持续稳定燃烧的空间;所述燃烧部的入口外侧设置能实时监测蒸汽驱油田生产井伴生气可燃性的燃烧检测部,所述燃烧部的入口处连通设置应急燃料供应系统,所述应急燃料供应系统能为所述燃烧部供给应急燃料保证蒸汽驱油田生产井伴生气持续燃烧,所述燃烧检测部通过信号控制所述应急燃料供应系统的开闭。
2.如权利要求1所述的蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置,其特征在于,所述燃烧检测部呈常燃放空状态设置。
3.如权利要求1所述的蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置,其特征在于,所述燃烧检测部上设置燃料温控单元,所述燃料温控单元通过信号控制所述应急燃料供应系统的开闭。
4.如权利要求1至3任一项所述的蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置,其特征在于,所述燃烧部内包括燃烧室和缓冲室,所述燃烧室能为蒸汽驱油田生产井伴生气提供持续稳定燃烧空间,所述燃烧室的入口处设置伴生尾气进气喷嘴和高压点火单元,所述燃烧室的入口处连通设置辅助燃烧供气系统和所述应急燃料供应系统;所述缓冲室连通设置供水系统,所述供水系统能为蒸汽驱油田生产井伴生气燃烧后的气体供给水形成多元热流体,所述缓冲室的出口与多元热流体回注井连通设置。
5.如权利要求4所述的蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置,其特征在于,所述燃烧部的入口处连通设置伴生尾气增压部,所述伴生尾气增压部的入口处设置所述燃烧检测部。
6.如权利要求4所述的蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置,其特征在于,所述缓冲室的出口外侧连通设置入井流体温控单元。
7.如权利要求4所述的蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置,其特征在于,所述燃烧室的出口处设置直径自燃烧室向缓冲室渐缩的锥筒结构,所述供水系统连通设置于所述缓冲室远离所述锥筒结构的位置。
8.如权利要求4所述的蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置,其特征在于,所述辅助燃烧供气系统为所述燃烧室供给氧气或空气。
9.如权利要求1所述的蒸汽驱油田生产井伴生气转化为多元热流体的装置,其特征在于,所述应急燃料为天然气、液化气或柴油。
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- 2018-11-13 CN CN201811344570.7A patent/CN109441416A/zh active Pending
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