CN1396373A

CN1396373A - 自生成多相气体及蒸汽驱油采油工艺及设备

Info

Publication number: CN1396373A
Application number: CN 01120446
Authority: CN
Inventors: 赖志勤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-07-16
Filing date: 2001-07-16
Publication date: 2003-02-12

Abstract

本发明的自生成多相气体及蒸汽驱油采油工艺及设备，是利用一种特殊的燃料，通过在复合燃烧器中燃烧产生CO₂，N₂，H₂及热能，冷却水管吸收热能后产生蒸汽共同注井。本发明的系统包括：水泵(1)；燃料泵(2)；蒸汽调节阀(3)；燃料喷头(4)；环状点火器(5)；压力及温度传感器(6)；水冷管(7)；燃烧器壳(8)。特殊燃料由硝酸铵40～80％，焦粉/煤粉10～35％，蜡质及油类5～30％，含水10～30％及1～5％的催化剂构成。采用本工艺可以大副度提高原油产量，降低生产成本。

Description

自生成多相气体及蒸汽驱油采油工艺及设备

本发明所属技术领域是石油的开采技术

石油被大规模开发开采的100多年来，世界的石油资源不断开采消耗，面临着石油资源不断枯竭的危险。石油的开发开采成本不断高涨，迫使人们不断提高石油的采收率，以降低成本，节约资源。如：注水采油，蒸汽吞吐等一次、二次采油技术；复合物/聚合物，CO₂/N₂气注入等三次采油技术。特别是复合物/聚合物，CO₂/N₂气注入等三次采油工艺技术的使用对高含水油田及稠油田有重要的作用。石油开采后期油层中的重质油，粘度大，流动性差，蒸汽及聚合物化学开采作用有限，使大量石油资源无法开采。根据有关资料统计，在大庆油田，高强度注水及聚合物注入开采后，油井中抽出物水的含量高达70～85％，因注水/蒸汽的开采技术的使用，每年有几百口油井套管被腐蚀损坏，油田要耗费大量的人力物力用于解决油水分离、油田废水污染及套管的修复等问题。仅在大庆油田，每年蒸汽开采所耗用油料就达到100万吨。据不完全统计，每年在全国油田蒸汽开采作业中就要耗用800～1000万吨左右的原油，既浪费了资源又造成了很大的环境污染。油田部门非常希望有一种高效、低成本的注气/注蒸汽的工艺及设备。

目前油田采用的CO₂/N₂气注井工艺，一般原理是：原料气体经过地面处理，再经过高压多级压缩机，将气体缓慢注入油井内，CO₂/N₂气进入油层后，逐渐地进入油层溶解、膨胀，同时CO₂气体还能腐蚀岩石，使油层中的原油粘度降低，流动性增大，CO₂/N₂气将原油从油层中置换出来，使产量增加，含水率降低。一般情况下采用三次采油工艺技术后，可使原油采收率提高5～15％左右。但油层中尚有30～50％左右的原油不能被开采出来。因此，人们采用多种手段来提高CO₂/N₂气等的注气效率。如蒸汽/CO₂/N₂联合注井，水/CO₂/N₂联合注井，聚合物/CO₂/N₂联合注井等工艺技术来提高原油的采收率。参考资料：期刊《钻采工艺》《油气采收率技术》

书《聚合物和二氧化碳注井采油工艺》等

上述工艺技术有许多的缺陷，一是CO₂/N₂气源，要经过复杂的处理才能应用，如CO₂/N₂净化、液化等，气源生产成本高；二是大功率高压压缩机系统设备费、使用费、维护费用高，注气速度慢；三是进行蒸汽/CO₂/N₂气复合驱油工艺时，还需要加上一套高能耗的高压蒸汽系统；四是气源条件及高昂的设备费及使用费使CO₂/N₂气注井工艺推广使用有许多困难。

本发明的目的是开发一种简单、低成本的自生成多相气体及蒸汽驱油采油工艺及设备。使CO₂注气工艺广泛地应用在各油田中，降低含水率，降低生产成本，提高石油的采收率。

本发明的原理是利用一种新型的燃料，在复合燃烧器中燃烧产生CO₂、H₂、N₂、蒸汽、热能及高压，同时将CO₂、H₂、N₂、蒸汽、热能及高压注入油井中；燃烧泵不断将特殊燃料泵入复合燃烧器中燃烧，产生CO₂、H₂、N₂及热能，水泵将水打入复合燃烧器中的水冷管中吸收热能，产生蒸汽共同注井。特殊的燃料主要是由硝酸铵40～80％，焦粉/煤粉10～35％，蜡质及油类10～30％，含水5～30％及催化剂1～5％等物质构成，经过复配制成有流动性的，可泵送的，可自行燃烧的燃料。其中的化学反应是。燃料在复合燃烧器中燃烧产生CO₂、H₂、N₂气，蒸汽在高温高压下快速进入油层中，使原油溶解、膨胀、置换，原油的粘度降低，原油溶出；同时高压也提高了地层的压力，使石油的采收率大幅度提高。为了防止CO₂腐蚀套管等设备，可以在注气同时注入化学发泡剂及多种防腐制品。

本发明的复合燃烧器可直接安装在井口基座上或井口合适的管汇排上。

附图说明：冷却水水泵及止回阀-1 燃料泵及止回阀-2 蒸汽调节阀-3燃烧喷头-4 环状点火器-5 压力及温度传感器-6水冷管-7 燃烧器内外壳-8

参照附图说明图中各部分的结构及工作原理：

水泵(1)将冷却水通过管线输送到复合燃烧器的水冷管(7)中，燃料泵(2)将燃料通过管线输送到复合燃烧器的燃烧喷头(4)中，环状点火器(5)点火，点燃燃料燃烧，燃料燃烧产生CO₂、H₂、N₂、热能；水冷管(7)中的水吸热量，产生蒸汽，通过蒸汽调节阀(3)进入复合燃烧器中，通过井口进入油层，压力及温度传感器(6)负责检测复合燃烧器内的工作压力及温度，通过计算机控制或人工控制燃料泵(2)、水泵(1)、蒸汽调节阀(3)的工作过程，来调节气体压力及蒸汽温度等参数。外壳(8)是复合燃烧器的承压零件，一般要用耐热钢及耐腐蚀钢制作。

根据上述原理及结构，经过一个3L的试验器试验，证明特殊燃料的配比例为硝酸铵40～80％，焦粉/煤粉10～35％，蜡质及油类10～30％，水5～30％，催化剂1～5％。其燃烧特性较好，热能利用率高。为了改进氧化剂的氧含量，用液态空气及液氧，对特殊燃料进行助燃效果较好，关键是气源及设备。燃料泵及水泵选择柱塞泵、齿轮泵供应燃料，燃烧效果较好。为了防止腐蚀可在水中加入化学发泡剂及防腐剂。

本发明的优点：一是注气系统简单，可组成流动的注气驱油系统，一台燃烧器车，一台燃料泵车及一台计算机自控/手控指挥车组成，可广泛适应油田，油田野外作业要求；二是注气系统能够快速形成CO₂、H₂、N₂、蒸汽高能高压注井，速度快，压力高，可使气体及蒸汽快速进入油层中，更好地满足注气工艺的要求；三是系统能耗低，仅几十千瓦，是现有CO₂/N₂注气系统的几十分之一，不用现有工艺所要求的复杂的气源系统及各种多级高压泵；四是气驱、蒸汽驱有机结合成一体，极大的降低了复合驱油的能耗及工时消耗；五是工艺系统的设备成本低，作业成本低，能极大地提高三次采油的经济效益，使无法开采的稠油田开发成为可能。

Claims

1、一种自生成多相气体及蒸汽驱油采油工艺及设备，其特征是一种特殊燃料经过燃料泵(2)输入复合燃料器内的燃料喷头(4)中喷出，被环状点火器(5)点燃，产生CO₂，H₂，N₂，蒸汽，热能等同时注入油井中驱油。

2、根据权利要求1所述一种自生成多相气体及蒸汽驱油采油工艺及设备，其特征是一种特殊燃料中含有硝酸铵40～80％，焦粉/煤粉10～35％，蜡质及油类5～30％，含水10～30％及1～5％的催化剂。

3、根据权利要求1所述一种自生成多相气体及蒸汽驱油采油工艺及设备，其特征是系统设备由水泵及止回阀(1)，燃料泵及止回阀(2)，蒸汽调节阀(3)，燃料喷头(4)，环状点火器(5)温度及压力传感器(6)，水冷管(7)及复合燃料器内外壳(8)构成。