NO326906B1 - Fremgangsmate for a fremstille en gassblanding og anvendelse av den fremstilte gassblandingen - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse omhandler en fremgangsmåte for å fremstille en gassblanding omfattende N2, C02, mindre andeler av NOx, VOC (volatile organic component) og ca. 0-2,0mol% 02 fra en oksygenholdig avgass og en anvendelse derav.

Det er velkjent å injisere CO2 i marine grunnformasjoner og oljefelt for å redusere utslipp av C02 til atmosfæren. Injeksjon av C02 i oljefelt øker samtidig utvinning av olje fra oljefeltet. Videre er det også kjent å produsere elektrisk energi fra fossi-le brensler. Innen fagfeltet er det kjent å øke mengden av en oljeproduksjon ved vanninjeksjon av naturgass, de-ionisert vann, nitrogen og separert CO2 fra en olje/gassblanding.

Ved injisering av en gass i et oljefelt for utvinning av olje er det behov for store mengder gass. C02 kan skaffes til veie ved utskilling av C02 enten fra fødegas-sen eller fra forbrenningsgassen i for eksempel et gasskraftverk. Dersom bare bestandeler av C02 i avgass fra forbrenning anvendes ved injeksjon i et oljefelt for utvinning av olje, er det nødvendig med svært store mengder avgass da innholdet av CO2 typisk er i størrelsesorden 3-10mol%. Ved rensing av fødegass (f.eks. i forkant av et gasskraftverk) føres øvrige brennbare bestanddeler videre til forbrenning for fremstilling av elektrisk energi. Ved rensing av forbrenningsgass

(f.eks. i etterkant av et gasskraftverk) føres øvrige bestandeler til atmosfæren. På grunn av de store gassmengder som er nødvendig ved injisering i oljefelt for å øke utvinning av olje, vil en inert gassblanding bestående av hovedsakelig C02 skaffet tilveie ved utskilling av C02 fra fødegass eller forbrenningsgass i et gasskraftverk, medføre produksjon av store mengder elektrisk kraft. Nevnte produksjon av elektrisk kraft vil kunne gi problemer med avsetning av elektrisk kraft og i gitte tilfeller overføringskapasitet av elektrisk kraft.

Formålet ved foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte for å fremstille en gassblanding som er egnet for injisering i oljefelt slik at utvinningsgraden øker og samtidig utslipp av C02 til atmosfæren reduseres. Imidlertid er det lite ønskelig å injisere en gassblanding inneholdende store mengder oksygen, da dette vil føre til degradering av oljefeltet.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer således en fremgangsmåte for å fremstille en gassblanding omfattende N2, C02 , mindre andeler av NOx og VOC (volatile organic component), og ca. 0-2,0mol% 02 fra en oksygenholdig avgass, hvori en strøm av en avgass fra forbrenning av luft og naturgass i en gassturbin inneholdende 18vekt% 02 eller mindre forbrennes med naturgass, hvoretter den ønskede gassblanding tas ut som avgass. Innholdet av 02 i avgass fra forbrenning av luft og naturgass i en gassturbin ligger i størrelsesområdet 12-18% 02. Den fremstilte gassblandingen er foretrukket å inneholde ca. 0 til 1 ,Omol% 02, og er videre mer foretrukket å inneholde ca. 0,1-0,5mol% 02. Foreliggende oppfinnelse kan anven-de enhver avgass fra en forbrenningsprosess, men en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er fremstilling av en inert gassblanding fra forbrenningsprodukter fra et gassturbinanlegg. Foreliggende oppfinnelse omfatter også en fremgangsmåte for utvinning av olje fra submarine formasjoner hvori gassblandingen som beskrevet ovenfor, omfattende N2,C02, mindre andeler av NOx og VOC (volatile organic component), og videre 02 komprimeres og iinjiseres i et oljefelt.

Videre beskriver foreliggende oppfinnelse en anvendelse av en gassblanding omfattende N2 , C02, mindre andeler av N0X og VOC(volatile oranic component), og ca. 0-2,0mol% 02 fra en oksygenholdig avgass, som videre injiseres i et oljefelt for å øke utvinning av olje.

Foreliggende oppfinnelse omfatter således en fremgangsmåte for å fremstille en gassblanding hvor nevnte gassblanding inneholder fra 0-1,0 mol% 02, mer foretrukket fra 0,1-0,5mol% 02. Ved nevnte mengder av 02 som for øvrig ansees som svært små, reduseres tidligere problemer vedrørende degradering av oljefelt Fremgangsmåten omfatter å fjerne fritt oksygen i avgassene ved at avgassene tilsettes en gitt mengde brennstoff tilstrekkelig til å forbrenne den gjenstående ok-sygenmengden nesten fullstendig (støkiometrisk eller reaksjonsekvivalent forbrenning) i en dampkjel. I dampkjelen genereres damp som benyttes for drift av en dampturbin som videre driver en el-generator.

Ett av formålene ved fremstilling av en inert gassblanding som beskrevet heri, er at nevnte fremgangsmåte også vedrører et energiøkonomisk aspekt. Ved fremstilling av en gassblanding fra en hvilken som helst avgass fra en forbrenningsprosess hvor ikke bare C02 anvendes som inertgass, men hvor også de øvrige be-standdelene foruten O2 anvendes, tilveiebringes det store mengder av en inert gassblanding. I foreliggende oppfinnelse utgjør mengden av produsert CO2 fra naturgass bare 8-10% av den totale gassmengden. Forbrenning av avgass fra for eksempel et gassturbinanlegg skjer støkiometrisk slik at de gjenværende mengdene av O2 hovedsaklig omsettes til C02. Ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringes således et mindre gassturbinverk, med store mengder avgass per gene-rert elektrisk kraft for fremstilling av en ønsket mengde av en inert gassblanding. Injisering av inertgass i et oljefelt medfører reduserte utslipp til atmosfæren av CO2 fra kraftverket.

Foreliggende fremgangsmåte kan utøves i et prosessanlegg på land eller på et flytende anlegg som for eksempel en plattform eller en lekter. Ved produksjon av elektrisk kraft ifølge foreliggende oppfinnelse, på et flytende anlegg eller en olje-plattform, vil dette medføre et tilskudd eller en dekning av behovet for kraft. Ved marginale oljefelt vil et slikt flytende anlegg videre ha den fordelen at det kan transporteres til et nytt bruksområde.

Avgassenes temperatur etter denne forbrenningen bestemmes av utnyttelsesgra-den og dimensjoneringen av dampkjelen. Før injeksjon i reservoaret kan finne sted, tørkes og komprimeres avgassene til ønsket trykk avhengig av reservoarets beskaffenhet.

I det følgende beskrives oppfinnelsen nærmere gjennom eksempler og under henvisning til de vedlagt figurer.

Figur 1 viser skisse av et kombinert gasskraftverk (CCPP - Combined Cycled Po-wer Plant) med en enhet for etterbrenning. Luft (strøm 1) og naturgass (strøm 2) føres inn et kombinert gasskraftverk hvor avgass (strøm 3) tas ut. En del (i figur 1 vist som 20% av avgassemengden fra det kombinerte gasskraftverket (strøm 4)) føres så inn i en enhet for etterbrenning hvor også brennstoff i form av naturgass (strøm 6) tilsettes. Den ønskede gassblandingen (strøm 8) fra etterbrenningsenheten føres så videre til tørking og kompresjon før gassblandingen injiseres i et oljefelt for utvinning av olje. Tørke- og kompresjonsenhetene er ikke vist i figur 1.

Eksempel 1:

Eksempel 1 viser sammensetning og mengde av naturgass (strøm 6) som føres inn på etterbrenningsenheten , gitt i tabell 1, sammen med avgass fra forbrenning av luft og naturgass i en gassturbin (strøm 4), gitt i tabell 2. Videre er også sammensetning og mengder i den fremstilte gassblandingen inneholdende N2, C02, mindre andeler NOx og VOC (volatile organic component),og ca. 0-2,0mol% 02 fra en oksygenholdig avgass (strøm 8) vist i eksempelet. Mengdene og sammensetning i strøm 8 som for øvrig er den ønskede gassblandingen, er gitt i tabell 3.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for å fremstille en gassblanding omfattende N2, CO2, mindre andeler NOx og VOC (volatile organic component),og ca. 0-2,0mol% 02 fra en oksygenholdig avgass, karakterisert ved at en strøm av en avgass fra forbrenning av luft og naturgass i en gassturbin inneholdende 18vekt% 02 eller mindre forbrennes med naturgass, hvoretter den ønskede gassblanding tas ut som avgass.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den fremstilte gassblandingen inneholder ca. 0 til 1,0 mol%02.

3. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-2, karakterisert ved at den fremstilte gassblandingen er mer foretrukket å inneholde ca. 0,1-0,5mol% 02.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som avgass fra forbrenning av luft og naturgass anvendes forbrenningsprodukter fra et gassturbinanlegg.

5. Fremgangsmåte for utvinning av olje fra submarine formasjoner, karakterisert ved at gassblandingen ifølge et av kravene 1-4 omfattende N2, C02, mindre andeler av NOx og VOC (volatile organic component), og 02 komprimeres og injiseres i et oljefelt.

6. Anvendelse av gassblanding fremstilt ifølge krav 1, for injeksjon i et oljefelt for utvinning av olje.