CN113216915A - 一种智能环保循环能源采油采气系统及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能环保循环能源采油采气系统及工艺，涉及石油、天然气开采技术领域，包括油井、井口大四通、第一中低压罐、第二中低压罐、甲烷伴生气高压罐、发电系统以及集控系统，油井包括油管和套管，形成循环通道，以持续注气、增压注水的循环方式，在井底产生抽吸作用，实现油气同采，并利用开采到的甲烷伴生气向井内注气伊始往复进行采液并发电。本发明通过智能环保循环能源采油采气系统及工艺，具有油气同采井内无保留液面；提高进液速度，提高套管采液速度；取代水锥、气锁、砂卡、检泵、压裂、酸化、注水、注聚等助采措施；全过程自循环，开采出的伴生气免排放，发电用于供给自用设备，实现安全环保无污染绿色采液的效果。
Description
技术领域
本发明涉及石油、天然气开采技术领域，更具体地说，它涉及一种利用开采石油时产生大量伴生气作为介质达到智能环保气举采油及发电的系统及工艺。
背景技术
目前在传统的石油工程应用中，从钻井到采油，95％是利用机械做功，但都是处于地球引力作用下液体所产生累积压强下做功，使用抽油机带动抽油杆抽油泵在动液面下进行的机械式采油方式等，造成机械全功率大量消耗在抵消累积压强上，大大减少了有用功的输出。
现有技术中，通常采用机械采油，机械采油的特征包括：
(1)现在采油工程中广泛采用的泵采技术需要将泵挂下入一定深度。以2000米为例，油管内液体由于抽油机连续不断上下往复做功，把液体抽入油管内并将液柱举升到达井口后才能流出地面，液柱重力是消耗抽油机功率的主要载荷。这种条件下油管内累积液柱高度最少2000米，根据液体具有累积压强，假设液体平均密度0.85g/cm3，此液柱对井底压强可由液体压强公式计算得出约为17MPa，据此计算所需抽油机的功率。
(2)采油时套管内需要保持动液面，对井底造成一定压力，减少了生产压差，如消除此压差，可以使套外液体更快进入井内。
(3)因为油层及目的层出砂等固相物质容易卡泵，所以井内必须保留一定高度的液柱，并且泵下入此液柱上界，机械泵体浸入液体，此液柱高度由固相物质沉降速度决定，液柱造成的累积压强也影响井内进油速度。
(4)按照密度大小地层内气油水分布规律是气在上油在中水在下。由于水的比重最大，所以其最先进入井内，只要气压小于泵下液柱累积压强气体就不会先进入井内。
(5)储层内各流体产出量与地层供给能力有关。当井口排液流量大于水的进入量时，油才能与水同时进入井内，但此时动液面很难保持泵体仍然沉浸在液体中，因为泵挂不能随着液面浮动。所以机采永远解决不了水锥现象(指含水量大于含油量的井)。
因此采用机械方式采油弊大于利，其弊端包括：1、因为液体具有累积压强，在此压强下做功机械功率浪费大；2、机械磨损经常发生；3、流量与流速不高，比气体小千百倍；4、检泵冲砂需停井，维修作业成本高的同时还带来产量减小；5、因密度因素储层流体无法同时进入井内，气、油、水及泥浆、粉细砂等易流动固相颗粒无法一起采出；6、如果井内含有伴生气，当液柱压强小于气体压强时检泵冲砂作业必须准备随时压井，否则容易井喷带来严重污染。
基于上述问题，本发明提出一种智能环保循环能源采油采气系统及工艺。
发明内容
针对实际运用中这一问题，本发明目的在于提出一种智能环保循环能源采油采气系统及工艺，具体方案如下：
一种智能环保循环能源采油采气系统，包括油井、井口大四通、第一中低压罐、第二中低压罐、甲烷伴生气高压罐、发电系统以及集控系统，所述油井包括油管和套管，所述油管套设在油管的外侧，所述油井上端设有井口大四通，所述井口大四通通过油气水混合物排放管线、第一电控阀门连通第一中低压罐输入端，所述第一中低压罐一输出端通过第二电控阀门连通发电系统，另一输出端通过第三电控阀门连通第二中低压罐，又一输出端通过第四电控阀门连通输油管道，第二中低压罐上设有甲烷气体抽排增压机，且其输出端通过第五电控阀门连通甲烷伴生气高压罐，所述甲烷伴生气高压罐通过第六电控阀门、采油树小四通连通井口大四通，以形成循环通道，所述第二中低压罐与第二中低压罐之间设有增压水罐，增压水罐一端通过第七电控阀门连通第二中低压罐，另一端通过第八电控阀门连通采油树小四通，增压水罐上并联有第九电控阀门，所述发电系统连接集控系统。
进一步的，所述发电系统包括甲烷伴生气发电机和配电室，所述甲烷伴生气发电机通过电缆连接甲烷气体抽排增压机，所述甲烷伴生气发电机通过电缆连接配电室，所述配电室通过电缆连接集控系统。
进一步的，所述输油管道上还设有第一流量传感器；
所述第一中低压罐上设有液位传感器与第一压力传感器；
所述第二中低压罐与甲烷伴生气高压罐之间还设有第二流量传感器，甲烷伴生气高压罐上设有第二压力传感器，甲烷伴生气高压罐与采油树小四通之间设有第三流量传感器，所述采油树小四通上设有第三压力传感器，所述井口大四通上设有第四压力传感器。
进一步的，所述增压水罐上还设有排空电控阀门。
进一步的，所述第一中低压罐输出端还连接有废液池，所述第一中低压罐与废液池之间设有第十电控阀门。
进一步的，所述第一中低压罐与第二中低压罐的规格均为8Mpa、50m3；
所述甲烷伴生气高压罐的规格为25Mpa、50m3。
一种智能环保循环能源采油采气工艺，包括如下步骤：
1)将油井布置好，并使得油管与套管之间形成返回通道；
2)采油采气：包括注气补水和注水，其中：
注气补水：根据各传感器测量数值，关闭第一电控阀门、第四电控阀门、第十电控阀门、第八电控阀门以及第九电控阀门，开启第七电控阀门以及排空电控阀门向增压水罐内补水，其中排空电控阀门遇液自动关闭；开启第一电控阀门和第六电控阀门向油井内注气；
增压注水：关闭第六电控阀门和第七电控阀门；开启第八电控阀门和第九电控阀门，向油井内注水；
3)根据井况重复注气补水和增压注水，以持续注气、增压注水的循环方式，在井底产生抽吸作用，以套管为泵体、液体为活塞、气体为动力作频率可调的间断式气举采液，将油井内油气水混合物开采至井口地面，实现油气同采；
4)开采出的油气水混合物经过返回通道排出至第一中低压罐暂存；
5)在间断采液时再使用二次抽排将气水混合物压缩至第二中低压罐中；采液暂停时，利用甲烷气体抽排增压机将第二中低压罐中的甲烷气体抽排至甲烷伴生气高压罐内二次储存，以使得甲烷伴生气高压罐内的甲烷气体作为气举采液的动力源，当井内液面达到形成活塞作用量时，开启向井内注气伊始往复进行采液，当井内储层伴生甲烷气体超过气举采液用量后，自动切换到发电功能，除地面压缩机自耗外多余电力再自动切换并入国网。
进一步的，所述工艺还包括储层改造：包括注气补水、注水以及放喷，其中：
注气补水：根据各传感器测量数值，关闭第一电控阀门、第四电控阀门、第十电控阀门、第八电控阀门以及第九电控阀门，开启第七电控阀门以及排空电控阀门向增压水罐内补水，其中排空电控阀门遇液自动关闭；开启第一电控阀门和第六电控阀门向油井内注气；
注水：关闭第六电控阀门和第七电控阀门；开启第八电控阀门和第九电控阀门，向油井内注水；
并根据井况重复步骤3)中注气补水以及注水步骤；
放喷：当井内压力达到设计值后，打开第一电控阀门进行放空至第一中低压罐中，进入储层内的水和气体迅速排出，可携带近井地带的细小沙粒、钻井遗留泥浆等污染物进入套管并排出，达到改善储层孔隙度，使油流更通畅。
进一步的，所述工艺还包括油液输运和清淤排污，其中：
油液输运：开启第四电控阀门由第一中低压罐将油液输送至输油管道或拉油罐车；
清淤排污：开启第十电控阀门将第一中低压罐中沙子、污垢输送至废液池。
进一步的，在所述油液输送和清淤排污工艺的进行过程中，如果油管内压力不足，开启第七电控阀门、第九电控阀门号阀门由第二中低压罐向油管内补充压力。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：采用本发明中智能环保循环能源采油采气系统及工艺，实现了油气同采井内无保留液面；在抽吸作用下井内进液速度可提高20倍，在气爆力作用下套管采液速度可增10倍-20倍；可取代水锥、气锁、砂卡、检泵、压裂、酸化、注水、注聚等助采措施；全过程自循环，开采出的伴生气免排放，发电用于供给自用设备，实现安全环保无污染绿色采液。
附图说明
图1为本发明的实施例的系统示意图。
附图标记：1、井口大四通；2、第一中低压罐；3、第二中低压罐；4、甲烷伴生气高压罐；5、集控系统；6、油气水混合物排放管线；7、第一电控阀门；8、第二电控阀门；9、第三电控阀门；10、第四电控阀门；11、输油管道；12、甲烷气体抽排增压机；13、第五电控阀门；14、第六电控阀门；15、采油树小四通；16、增压水罐；17、第七电控阀门；18、第八电控阀门；19、第九电控阀门；20、甲烷伴生气发电机；21、配电室；22、第一流量传感器；23、液位传感器；24、第一压力传感器；25、第二流量传感器；26、第二压力传感器；27、第三流量传感器；28、第三压力传感器；29、第四压力传感器；30、排空电控阀门；31、废液池；32、第十电控阀门。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
首先指出，本申请中采油采气技术方案的实现基于液体的流体动力学特征和气体的工程力学特征，包括：
1、由气液两相的自然特征可知，流体受地球引力影响，自发地由高向低处流动，同时它会产生累积压强。流体在液体当中流动时，其本身压力越高、流速越快，液体对其阻力越大，流体在液体中的阻力与流体流速、压力成正比。
2、液体无压缩性，压力可直接传导，如在地球引力作用下产生的自然累积压强现象与液柱高度成正比。另一种通过机械做功产生的压强同样成正比。但是上述两种现象在液体当中产生的水马力最弱，反而在气体中表现较强，如果能在真空环境当中做功水马力是最强的。
3、气体在常态下的密度约是清水的1/800(在工程领域往往可以忽略不计)。气体的特征是可压缩，被压缩后可产生吞吐、爆发现象(在人为控化过程中)。
本发明基于上述特征以及气液两相工程控化力学，提出一种新的油气开采工艺，开采时，利用油井套管为控化环境，从油管注入高压气体，从油套环空底部举升返排通道套管采油，并利用开采的甲烷气体，循环通入井内作为动力源，气体循环利用，形成智能环保循环能源采油采气开采系统。
具体地，在一个可能的实施例中，如图1所示，一种智能环保循环能源采油采气系统，包括油井、井口大四通1、第一中低压罐2、第二中低压罐3、甲烷伴生气高压罐4、发电系统以及集控系统5，集控系统5采集各传感器信号、阀门状态并执行指挥中心指令。
油井包括油管和套管，油管套设在油管的外侧。
油井上端设有井口大四通1，井口大四通1上设有第四压力传感器29，井口大四通1通过油气水混合物排放管线6、第一电控阀门7连通第一中低压罐2输入端，第一中低压罐2上设有液位传感器23与第一压力传感器24。
第一中低压罐2一输出端通过第二电控阀门8连通发电系统，发电系统包括甲烷伴生气发电机20和配电室21，甲烷伴生气发电机20通过电缆连接甲烷气体抽排增压机12，甲烷伴生气发电机20通过电缆连接配电室21，配电室21通过电缆连接集控系统5。
第一中低压罐2另一输出端通过第四电控阀门10连通输油管道11，输油管道11上还设有第一流量传感器22，第二中低压罐3上设有甲烷气体抽排增压机12，且其输出端通过第五电控阀门13连通甲烷伴生气高压罐4，甲烷伴生气高压罐4上设有第二压力传感器26。
第一中低压罐2输出端还连接有废液池31，第一中低压罐2与废液池31之间设有第十电控阀门32。
第一中低压罐2又一输出端通过第三电控阀门9连通第二中低压罐3，第二中低压罐3与甲烷伴生气高压罐4之间还设有第二流量传感器25。
甲烷伴生气高压罐4通过第六电控阀门14、采油树小四通15连通井口大四通1，采油树小四通15上设有第三压力传感器28，甲烷伴生气高压罐4与采油树小四通15之间设有第三流量传感器27。
第二中低压罐3与采油树小四通15之间设有增压水罐16，增压水罐16上还设有排空电控阀门30。增压水罐16一端通过第七电控阀门17连通第二中低压罐3，另一端通过第八电控阀门18连通采油树小四通15，增压水罐16上并联有第九电控阀门19，发电系统连接集控系统5。
综上，最后形成油井地面系统如图1所示，井口大四通1、第一中低压罐2、第二中低压罐3、甲烷伴生气高压罐4、采油树小四通15，最终回到井口大四通1，以形成循环通道。
即在采油采气工作进行时，通过向油井内持续注气、增压注水的循环方式对井底产生抽吸作用，采用气举采油的方式将井内的油气水混合物开采至井外，开采出的气体循环通入井内作气举采油，如此往复利用，实现气体循环利用。并且，当甲烷伴生气聚积量超过气举采油用量时，可利用发电系统在地面利用伴生气发电，所发电能可供给自用压缩机，多余电量可并入国网产生经济效益，形成良性循环，同时也最大的减少采油成本。
另外，第一中低压罐2与第二中低压罐3的规格均为8Mpa、50m3；甲烷伴生气高压罐4的规格为25Mpa、50m3。
本发明还提供了一种智能环保循环能源采油采气工艺，包括如下步骤：
1)将油井布置好，并使得油管与套管之间形成返回通道；
2)采油采气：包括注气补水和注水，其中：
注气补水：根据各传感器测量数值，关闭第一电控阀门7、第四电控阀门10、第十电控阀门32、第八电控阀门18以及第九电控阀门19，开启第七电控阀门17以及排空电控阀门30向增压水罐16内补水，其中排空电控阀门30遇液自动关闭；开启第一电控阀门7和第六电控阀门14向油井内注气；
增压注水：关闭第六电控阀门14和第七电控阀门17；开启第八电控阀门18和第九电控阀门19，向油井内注水。
其中，注气补水和增压注水的时间控制在：油管下入储层下界以下至井底2米处，向井内送气，使井内液体全部清空然后停气，使其套外所有液体在地层自然压强及地球引力作用下完全公平的进入井内，去除了密度因素干扰。当井内液面上升至储层上界出现累积压强时第二次送气气举，清空所积累的液柱，如此循环。此工艺完全可以解决机采工艺泵挂所需保持的动液面液柱累积压强造成的水锥，并且因为井下无泵，又解决了烧泵问题。
接着,3)根据井况重复注气补水和增压注水，以持续注气、增压注水的循环方式，在井底产生抽吸作用，以套管为泵体、液体为活塞、气体为动力作频率可调的间断式气举采液，将油井内油气水混合物开采至井口地面，实现油气同采。
只要每次气举采液前井内液柱累积液柱高度控制在储层以下，此液柱产生的累积压强不会大于储层自然压强，同时液柱在气动力作用后流向井口发生高速运动时产生的抽吸力(因液体密度大，在气体上产生活塞作用)可以使储层内液体产生加速进入井内效果。所以此气举工艺不止加速采出井内液柱，更加速了储层流体流出。
并且，本发明中新开采工艺利用其第四特征“爆发力”去做功，爆发力通过机械能转化至气体介质实现压缩比人为可控，当气体被压缩到液体当量1/3时即可产生爆发力，此时气体的密度只是液体1/3就能够使液体介质发生运动并通过其惯性在套管容积内出现制导现象，由于液体与气体的密度关系在产生运动时可发挥活塞作用，此种现象产生的虹吸力可穿透气体作用在活塞以下各相介质中，被此力抽吸产生悬浮，随着惯性运动被一同排出井外，当套管井内无相时此虹吸力即可通过炮眼作用于储层当中迫使各相发生加速流动快速进入井内。
本理论根据地下储层能量设计施工参数，日排量可以达到几十万立方米，可以根据储层生产能力采取间歇式或连续性开采。采用本工艺开采十年可采目前开采方式五十年的液量，且开采率可在现有基础之上再提高40％，可以取缔水驱、聚合物驱、三元复合驱、微生物采油等所有助采工艺。同时利用气体欠平衡时使气液流体的水马力做功，对储层进行技改，使储层来液速度进一步加快。
接着，4)开采出的油气水混合物经过返回通道排出至第一中低压罐2暂存。
5)在间断采液时再使用二次抽排将气水混合物压缩至第二中低压罐3中；采液暂停时，利用甲烷气体抽排增压机12将第二中低压罐3中的甲烷气体抽排至甲烷伴生气高压罐4内二次储存，以使得甲烷伴生气高压罐4内的甲烷气体作为气举采液的动力源，当井内液面达到形成活塞作用量时，开启向井内注气伊始往复进行采液，当井内储层伴生甲烷气体超过气举采液用量后，自动切换到发电功能，除地面压缩机自耗外多余电力再自动切换并入国网。
具体地，该方案在地面建设井口甲烷伴生气高压罐4，容积超过井内单次排放量，然后将井口通过管道连接到具有一定压力储罐(即第一中低压罐2)之内。在正式投产前先将第一中低压罐2内排空处于真空状态，使井内气体与液体及少量的固相排放到第一中低压罐2内。第一中低压罐2内瞬间排进的混合物10％为液体、固相，90％为气体(甲烷)，因为气体的可压缩性质，所以第一中低压罐2设计应具备一定压力。当更多气体被充入第一中低压内时：(一)临时封存气体不外泄，不会发生爆裂；(二)此气体的密度、压力小于液体150倍，所以不会影响井内排液进入罐内。在间断采液时再使用二次抽排压缩。采液暂停时把储罐甲烷气体抽排到另一组高压容器内(即甲烷伴生气高压罐4)二次储存(二次高压容器压力达到25兆帕)。二次高压容器(即甲烷伴生气高压罐4)是气举采液的动力源，当井内液面达到形成活塞作用量时(通过井内液柱高度检测仪)自动通知启动高压容器自动控制阀门，开启向井内注气伊始往复进行采液。当井内储层伴生甲烷气体超过气举用量后，自动切换到发电功能，除地面压缩机自耗外多余电力再自动切换并入国网。当气量不足时，可采用自身管网新开井数进行调节其它井的伴生气补充。当无法保障自耗电力时自动切换到使用国网，向自用设备提供电力保障进行采油。
此方案是智能循环零排放无大气污染绿色环保废气综合利用的最佳方案，同时符合国家相关安全环保法律法规及产业政策。
此外，井下储层基本是同生共存，由于伴生气的存在也会经常在采油过程中发生气锁、半气锁现象，此种伴生气还达不到规模应用的量。该气的存在始终困扰着采油工作人员，它影响油田产能稳定产出比，如果直接排放大气中可能使甲烷超标，会对人类及动植物生存环境产生威胁。
利用本工艺，可使储层中的伴生甲烷气体充分释放，因为本工艺可使井内无液面，井内的射孔段全部裸露完整。此时伴生甲烷气体在没有水锥的情况下会首先进入井内，因为气体的密度小于液体，然后才是液体。
采用本发明中新的开采工艺甲烷等伴生气才会大量涌出，而常规机械泵采中所需保留的液柱会使该类伴生气体永恒被压制在储层当中，还会在作业修井时经常发生井喷和液柱降低后发生气锁、半气锁从而降低采油效率。
在同功率下，本发明中气体压缩机产气量是现有技术中采油机采液量的1000倍，并且本发明中产生的气柱的累积压强对井内液体影响远小于现有技术中液柱累积压强产生的影响。
另外，现在常规压裂作业只能压裂储层不能冲击改造储层且费用较高。而利用本发明新的采油采气工艺还能对储层进行改造。
具体地，储层改造包括注气补水、注水以及放喷，其中：
注气补水：根据各传感器测量数值，关闭第一电控阀门7、第四电控阀门10、第十电控阀门32、第八电控阀门18以及第九电控阀门19，开启第七电控阀门17以及排空电控阀门30向增压水罐16内补水，其中井内遇液自动关闭；开启第一电控阀门7和第六电控阀门14向油井内注气；
注水：关闭第六电控阀门14和第七电控阀门17；开启第八电控阀门18和第九电控阀门19，向油井内注水；
并根据井况重复步骤3)中注气补水以及注水步骤；
放喷：当井内压力达到设计值后，打开第一电控阀门7进行放空至第一中低压罐2中，进入储层内的水和气体迅速排出，可携带近井地带的细小沙粒、钻井遗留泥浆等污染物进入套管并排出，达到改善储层孔隙度，使油流更通畅。
气液两相流体可随时改造储层物性首先关闭套管出口，向井内注入气体，当气压大于储层压力后进行气驱，然后配比一定比例的水对储层产生冲击力，可以提高储层渗透率孔隙度等改造储层。
采油和储层改造施工区别：储层改造注入井内压力高，并且第一电控阀门7关闭，到达注入量后集中释放；采油时第一电控阀门7始终开启，随注随返。
最后，本发明中工艺还包括油液输运和清淤排污，其中：
油液输运：开启第四电控阀门10由第一中低压罐2将油液输送至输油管道11或拉油罐车；
清淤排污：开启第十电控阀门32将第一中低压罐2中沙子、污垢输送至废液池31。
在油液输送和清淤排污工艺的进行过程中，如果油管内压力不足，开启第七电控阀门17、第九电控阀门19号阀门由第二中低压罐3向油管内补充压力。
具体地，当一次油水砂喷进50m3第一中低压罐2内，由于气体比重关系已在第一中低压罐2内分离完成，被二次抽排增压到甲烷伴生气高压罐4储存，第一中低压罐2内恢复常态压力后，根据第一液位传感器23利用自然压强把固相砂岩和液体排出进入废液罐内，再进行油水砂二次分离。
但第一中低压罐2内需要保留一定高度的液体不被排放净，原因有二种：其一防止外部空气进入第一中低压罐2内及罐内残留气体跑出造成污染。其二保留液体可以起到使二次喷射流降速作用，可以防止静电的发生，因为液体阻流降速是最好的缓冲措施，它不会损坏其它设施，减少磨损。
上述智能采油方案由智能监控压力传递物联网精准远程控制，全部采用大数据物联网实时监控。如果出现故障，电脑自检数显并声光电长鸣报警，首先自动关停高压储能罐工作，同时联动其它关停施工作业。确保安全环保体系有效有序进行，安全关键节点双套保障。远程各路监控确保安全。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种智能环保循环能源采油采气系统，其特征在于，包括油井、井口大四通(1)、第一中低压罐(2)、第二中低压罐(3)、甲烷伴生气高压罐(4)、发电系统以及集控系统(5)，所述油井包括油管和套管，所述油管套设在油管的外侧，所述油井上端设有井口大四通(1)，所述井口大四通(1)通过油气水混合物排放管线(6)、第一电控阀门(7)连通第一中低压罐(2)输入端，所述第一中低压罐(2)一输出端通过第二电控阀门(8)连通发电系统，另一输出端通过第三电控阀门(9)连通第二中低压罐(3)，又一输出端通过第四电控阀门(10)连通输油管道(11)，第二中低压罐(3)上设有甲烷气体抽排增压机(12)，且其输出端通过第五电控阀门(13)连通甲烷伴生气高压罐(4)，所述甲烷伴生气高压罐(4)通过第六电控阀门(14)、采油树小四通(15)连通井口大四通(1)，以形成循环通道，所述第二中低压罐(3)与第二中低压罐(3)之间设有增压水罐(16)，增压水罐(16)一端通过第七电控阀门(17)连通第二中低压罐(3)，另一端通过第八电控阀门(18)连通采油树小四通(15)，增压水罐(16)上并联有第九电控阀门(19)，所述发电系统连接集控系统(5)。
2.根据权利要求1所述的智能环保循环能源采油采气系统，其特征在于，所述发电系统包括甲烷伴生气发电机(20)和配电室(21)，所述甲烷伴生气发电机(20)通过电缆连接甲烷气体抽排增压机(12)，所述甲烷伴生气发电机(20)通过电缆连接配电室(21)，所述配电室(21)通过电缆连接集控系统(5)。
3.根据权利要求1所述的智能环保循环能源采油采气系统，其特征在于，所述输油管道(11)上还设有第一流量传感器(22)；
所述第一中低压罐(2)上设有液位传感器(23)与第一压力传感器(24)；
所述第二中低压罐(3)与甲烷伴生气高压罐(4)之间还设有第二流量传感器(25)，甲烷伴生气高压罐(4)上设有第二压力传感器(26)，甲烷伴生气高压罐(4)与采油树小四通(15)之间设有第三流量传感器(27)，所述采油树小四通(15)上设有第三压力传感器(28)，所述井口大四通(1)上设有第四压力传感器(29)。
4.根据权利要求1所述的智能环保循环能源采油采气系统，其特征在于，所述增压水罐(16)上还设有排空电控阀门(30)。
5.根据权利要求1所述的智能环保循环能源采油采气系统，其特征在于，所述第一中低压罐(2)输出端还连接有废液池(31)，所述第一中低压罐(2)与废液池(31)之间设有第十电控阀门(32)。
6.根据权利要求1所述的智能环保循环能源采油采气系统，其特征在于，所述第一中低压罐(2)与第二中低压罐(3)的规格均为8Mpa、50m3；
所述甲烷伴生气高压罐(4)的规格为25Mpa、50m3。
7.一种智能环保循环能源采油采气工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)将油井布置好，并使得油管与套管之间形成返回通道；
2)采油采气：包括注气补水和注水，其中：
注气补水：根据各传感器测量数值，关闭第一电控阀门(7)、第四电控阀门(10)、第十电控阀门(32)、第八电控阀门(18)以及第九电控阀门(19)，开启第七电控阀门(17)以及排空电控阀门(30)向增压水罐(16)内补水，其中排空电控阀门(30)遇液自动关闭；开启第一电控阀门(7)和第六电控阀门(14)向油井内注气；
增压注水：关闭第六电控阀门(14)和第七电控阀门(17)；开启第八电控阀门(18)和第九电控阀门(19)，向油井内注水；
3)根据井况重复注气补水和增压注水，以持续注气、增压注水的循环方式，在井底产生抽吸作用，以套管为泵体、液体为活塞、气体为动力作频率可调的间断式气举采液，将油井内油气水混合物开采至井口地面，实现油气同采；
4)开采出的油气水混合物经过返回通道排出至第一中低压罐(2)暂存；
5)在间断采液时再使用二次抽排将气水混合物压缩至第二中低压罐(3)中；采液暂停时，利用甲烷气体抽排增压机(12)将第二中低压罐(3)中的甲烷气体抽排至甲烷伴生气高压罐(4)内二次储存，以使得甲烷伴生气高压罐(4)内的甲烷气体作为气举采液的动力源，当井内液面达到形成活塞作用量时，开启向井内注气伊始往复进行采液，当井内储层伴生甲烷气体超过气举采液用量后，自动切换到发电功能，除地面压缩机自耗外多余电力再自动切换并入国网。
8.根据权利要求7所述的智能环保循环能源采油采气工艺，其特征在于，所述工艺还包括储层改造：包括注气补水、注水以及放喷，其中：
注气补水：根据各传感器测量数值，关闭第一电控阀门(7)、第四电控阀门(10)、第十电控阀门(32)、第八电控阀门(18)以及第九电控阀门(19)，开启第七电控阀门(17)以及排空电控阀门(30)向增压水罐(16)内补水，其中排空电控阀门(30)遇液自动关闭；开启第一电控阀门(7)和第六电控阀门(14)向油井内注气；
注水：关闭第六电控阀门(14)和第七电控阀门(17)；开启第八电控阀门(18)和第九电控阀门(19)，向油井内注水；
并根据井况重复步骤3)中注气补水以及注水步骤；
放喷：当井内压力达到设计值后，打开第一电控阀门(7)进行放空至第一中低压罐(2)中，进入储层内的水和气体迅速排出，可携带近井地带的细小沙粒、钻井遗留泥浆等污染物进入套管并排出，达到改善储层孔隙度，使油流更通畅。
9.根据权利要求7所述的智能环保循环能源采油采气工艺，其特征在于，所述工艺还包括油液输运和清淤排污，其中：
油液输运：开启第四电控阀门(10)由第一中低压罐(2)将油液输送至输油管道(11)或拉油罐车；
清淤排污：开启第十电控阀门(32)将第一中低压罐(2)中沙子、污垢输送至废液池(31)。
10.根据权利要求9所述的智能环保循环能源采油采气工艺，其特征在于，在所述油液输送和清淤排污工艺的进行过程中，如果油管内压力不足，开启第七电控阀门(17)、第九电控阀门(19)号阀门由第二中低压罐(3)向油管内补充压力。
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- 2021-04-13 CN CN202110394254.6A patent/CN113216915A/zh active Pending
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