CN217872746U - 一种稠油均相加氢减粘生产稀释驱油剂系统装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稠油均相加氢减粘生产稀释驱油剂系统装置，属于石油开采与炼油技术领域，适合于对粘稠原油进行就地减粘以制取稀释驱油剂的生产过程使用，也可以用于对稠油进行初步减粘处理。在油田矿场建设低成本的稠油均相加氢减粘装置，利用油田伴生气或天然气作制氢原料及燃料，采用均相催化剂技术，在反应器的高温高压及催化状态下，使稠油中的石蜡、沥青质等大分子发生断链或开环，转化为短链烃，通过加氢，降低原油的碳氢比，实现稠油粘度的减低，成为具有实用性的稀释驱油剂。将同时产生的烟道气及二氧化碳气收集，就地作为气驱油的驱油剂使用。

Description

一种稠油均相加氢减粘生产稀释驱油剂系统装置

技术领域

本实用新型涉及一种稠油均相加氢减粘生产稀释驱油剂系统装置，属于石油开采与炼油技术领域，适合于对粘稠原油进行就地减粘以制取稀释驱油剂的生产过程使用，也可以用于对稠油进行初步减粘处理。

背景技术

地下石油油藏有轻质油与重质油之分，由于轻质油的流动性好，开采成本低，获得了优先开采，而流动性差的重质油也称为稠油，多被搁置下来。随着轻质油藏的日益减少，增加重质稠油的开采已是必然的选择。此外，在油田开采的中后期，地下原油也会越来越粘稠，已经不能通过自流或单一的抽提办法采出，提高采收率需要借助一定的外加作用及物质对地下油藏进行改性或驱替才能达到效果。此过程中采用的外加作用即是“驱油方法”，所使用的物质称为“驱油剂”。

原油具有一些普遍的特性，如：其粘度受温度的影响很大，增加不太高的温度就可以使其粘度发生明显的下降；原油与储油地层及构造中的岩石或沙砾有着与其粘度正相关的附着力，加入表面活性物质可以使其附着力降低；中后期的油田，地下油藏基本是以残存在岩石或沙砾的空隙之间或是以吸附于其表面的形态为主，向井下注入驱油剂，可将原油从孔隙间驱替置换出来。目前，大多的驱油技术基本是根据以上的原油的特性开发的。适合于稠油开采的具体形式表现为下几种方法类型：

1.热力驱。向井下注入水蒸气，利用水蒸气携带热能提高原油的温度，以降低其粘度，改善流动性；实施方法是在井口设置锅炉及辅助设施，利用油田伴生气、天然气等作燃料，将发生的水蒸汽注入井下。

2.气驱。以二氧化碳气体作为驱油剂注入井下，使气体与原油发生混相，可以降低原油黏度和对岩石的附着力。氮气、烟道气及天然气也可以作为气驱油剂使用。实施气驱的成本较高，前提条件是要有足量及相对稳定的气体来源。

3.化学驱。选用特定的聚合物、表面活性剂及碱等化学物质，采取单一或多种组分按比例与水混配注入含油层，可以起到降低原油黏度和对岩石的吸附性的作用。

4.微生物驱。利用微生物在井外预先培养，再将其注入到含油层中，用微生物及其代谢产物裂解重质烃类和石蜡，使原油的大分子变成小分子，同时代谢产生的气体CO₂、N₂、H₂、CH₄等可溶于原油，发挥出气驱的作用。目前此法尚缺少大规模的应用。

5.火驱，也称为“火烧油层”法。向储油层注入空气或氧气，然后点火，使原油与氧气在地下发生燃烧反应，利用反应热及所产生的气体，发挥出热力驱与气驱的综合作用，此外，燃烧引发的原油热裂解还有改善油质的特殊作用。实施时，在井口建设压缩机及空气分离装置及辅助设施，以部分地下原油为燃料。该方法实施进程的控制难度较大，在我国尚未大规模推广应用。

由于不同油藏中原油的理化性质不同以及地下储油地层及构造的差异，现有的驱油技术仍满足不了稠油开采的生产需要。

显而易见的是，采用粘度较小且能与原油相互混溶的物质与稠油进行混合调配，也可以起到降低稠油粘度的作用，这是相关于原油粘度的又一个固有特性。利用这个特性，可以采用注入轻质油品的做法，取得降低地下稠油粘度的效果，这种驱油方法可以称作是“稀释驱油法”。从原理上讲，凡是相对于被采原油质地较轻的油品都可以作稀释驱油剂使用，最为简单的是直接采用轻质原油，其次可用炼油厂出产的轻质油品。但是，现有的驱油技术当中，并无“稀释驱油法”的实际应用，其原因在于稀释驱油剂的获取成本过高，此方法经济合理性较差所致。

在我国，随着老油田的日益枯竭，现有探明储量中稠油的比重越来越大，由于石油的对外依存度越来越高，我国石油生产的局面将持续紧迫，因此，开发新的驱油技术，着重加大稠油开采有着重大的现实意义和战略意义。

实用新型内容

本实用新型涉及一种稠油均相加氢减粘生产稀释驱油剂系统装置，应用这一装置，可以得到成本相对低廉的轻质化稀释驱油剂，能使将油井采出的稠油就地作减粘处理加工转化驱油剂的设想，变得具有经济合理性。

本发明解决问题所采用的技术方案是：在油田矿场建设低成本的稠油均相加氢减粘装置，利用油田伴生气或天然气作制氢原料及燃料，采用独特的均相催化剂技术，在主体设备反应器的高温高压及催化状态下，使稠油中的石蜡、沥青质等大分子发生断链或开环，转化为短链烃，通过加氢，降低原油的碳氢比，实现稠油粘度的减低，成为具有实用性的稀释驱油剂。

附图说明

以下结合附图1进一步说明。图1是本实用新型一种稠油均相加氢减粘生产稀释驱油剂系统装置的原理图，在图中，1油田井区、2低压泵、3脱水加热炉、4脱水塔、5高压泵、6换热器、7反应加热炉、8反应器、9循环泵、10一级热高压分离器、11二级热高压分离器、12空气冷却器、13冷高压分离器、14 轻油收储罐、15制氢装置、16新鲜氢气压缩机、17循环氢气压缩机、18水冷器、19气驱压缩机。

具体实施方式

该系统装置各部分之间的关系是：通过管道从油田井区1来的原油先经低压泵2升压，再经过脱水加热炉3加热到可以使水沸腾的温度，然后送进脱水塔4当中蒸发脱除原油中所含的水分。经脱水后的原油成为原料油，再经高压泵5继续升压，进入换热器6当中与加工过的成品驱油剂进行热交换，吸收其部分多余的热量，之后，分别配入液体均相催化剂以及来自新鲜氢气压缩机16 与循环氢气压缩机17打入的氢气而成为混氢油。混氢油经反应加热炉7继续加热，达到反应所需的温度，然后进入反应器8当中开始进行加氢减粘的化学反应。由于反应过程的需要，设置有循环泵9进行物料返混，以对反应深度进行控制。达到反应深度的物料和剩余的氢气以及副产物等气液两相混合物从反应器8上部排出，经混入部分冷原料油降低温度，然后进入到一级热高压分离器 10当中进行气液两相分离，分离出的气相物再混入部分冷原料油进一步降低温度，进入二级热高压分离器11继续进行气液分离，之后所剩的气相物经过空气冷却器12继续降温，到冷高压分离器13中做最后一次气液分离。一级热高压分离器10与二级热高压分离器11的液相分离物即是产品减粘油，减粘油通过换热器6降低到所需的温度，即可经管道输送至油田井区作为稀释驱油剂使用。

冷高压分离器13的气相分离物主要成分是剩余的氢气，这部分氢气由循环氢气压缩机17升压，送到系统前端，与来自新鲜氢气压缩机16补入的新鲜氢一并，与原料油再次混配而循环使用。

冷高压分离器13的液相分离物主要是轻质油。必要时，可将其回配到原油进料当中，用以稀释调节原油进料的粘度，剩余的可作为副产物存入轻油收储罐14。

系统原油进料粘度过大时，除了可以用副产轻质油稀释以外，也可以用部分产品减粘油稀释。

油田伴生气或天然气作为制氢的原料及系统的热能燃料。制氢装置15所制的新鲜氢气由新鲜氢气压缩机16升压送往系统，与循环氢气一并用于混氢油的混配。

脱水加热炉3、反应加热炉7以及制氢装置15均产生烟道气，制氢装置15 同时产生高浓度的二氧化碳气，可将这些气体收集，经气驱压缩机19送往油田井区，作为气体驱油剂使用。

原料原油在脱水塔4中脱出的水蒸气，经水冷器18冷凝成为废水，可送往油田井区1，借用其已有的处理装置进行处理。

本实用新型的有益效果是：

提供了一种技术可行、经济合理的稠油加氢减粘生产稀释驱油剂的井口解决方案。

本实用新型的实质是现代炼油装置建设以及石油开采二者技术方法的结合，它的实施，有着与各个环节步骤相对应的工程设计规范、设备制造标准、项目建设验收流程以及安全生产运行制度等作保障，借助于此，可以确保本实用新型的具体实施。

Claims (3)

1.一种稠油均相加氢减粘生产稀释驱油剂系统装置，其特征是油田驱油井区与低压泵相连接、低压泵与脱水加热炉相连接、脱水加热炉与脱水塔相连接、脱水塔与高压泵相连接、高压泵与换热器相连接、换热器与反应加热炉相连接、反应加热炉与反应器相连接、反应器与循环泵相连接、循环泵与一级热高压分离器相连接、一级热高压分离器与二级热高压分离器相连接、二级热高压分离器与空气冷却器相连接、空气冷却器与冷高压分离器相连接、一级热高压分离器和二级热高压分离器与水冷器相连接、水冷器与驱油井区相连接，共同构成一个设在油田井区附近，利用油田所产的粘油做原料进行加氢减粘生产稀释驱油剂再回注油井的系统装置。

2.根据权利要求1所述的一种稠油均相加氢减粘生产稀释驱油剂系统装置，其特征是：加氢反应使用液体均相催化剂。

3.根据权利要求1所述的一种稠油均相加氢减粘生产稀释驱油剂系统装置，其特征是：装置生产过程产生的烟道气与二氧化碳气经过收集和加压，通过管道送往油田井区。

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