一種基于富氧鍋爐生產(chǎn)高溫高壓蒸汽-煙氣的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種基于富氧鍋爐生產(chǎn)高溫高壓蒸汽-煙氣的系統(tǒng)及方法，屬于稠油生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。空分系統(tǒng)連接富氧鍋爐，空分系統(tǒng)通過壓縮氮?dú)廨斔凸芄艿肋B接混合調(diào)溫室，富氧鍋爐通過飽和蒸汽輸送管道連接蒸汽煙氣混注系統(tǒng)，富氧鍋爐連接煙氣凈化加壓系統(tǒng)，煙氣凈化加壓系統(tǒng)連接混合調(diào)溫室；空分系統(tǒng)分離出氧氣和氮?dú)?，其中氧氣與部分空氣混合形成富氧空氣送入富氧鍋爐與燃料反應(yīng)；富氧鍋爐產(chǎn)生的煙氣經(jīng)煙氣凈化加壓系統(tǒng)凈化加壓后，送入混合調(diào)溫室與由空分系統(tǒng)經(jīng)加壓氮?dú)廨斔凸艿浪椭恋募訅旱獨(dú)膺M(jìn)行混合調(diào)溫，最后送至蒸汽煙氣混注系統(tǒng)；富氧鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽從飽和蒸汽輸送管道引出至蒸汽煙氣混注系統(tǒng)。本發(fā)明提高了稠油開采效率。
【專利說明】一種基于富氧鍋爐生產(chǎn)高溫高壓蒸汽-煙氣的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于富氧鍋爐生產(chǎn)高溫高壓蒸汽-煙氣的系統(tǒng)及方法，屬于稠油生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]稠油具有粘度較大，流動性差的特點(diǎn)，對稠油的開采一直面臨著較大的技術(shù)挑戰(zhàn)。目前主要的稠油開采技術(shù)包括蒸汽吞吐開采工藝技術(shù)、防排砂工藝技術(shù)、高溫測試及示蹤監(jiān)測技術(shù)、蒸汽驅(qū)配套工藝技術(shù)、蒸汽輔助重力泄油(SAGD)配套工藝技術(shù)、水平井/大斜度井開采工藝技術(shù)等技術(shù)。其中，采用蒸汽吞吐開采工藝以及蒸汽輔助重力泄油(SAGD)技術(shù)是油田較為廣泛采用的技術(shù)。該技術(shù)的特點(diǎn)是需要生產(chǎn)大量的高溫高壓蒸汽，以用于稠油的開采，而稠油熱采鍋爐是生產(chǎn)高溫高壓蒸汽的主要設(shè)備。然而生產(chǎn)蒸汽需要消耗大量的燃料，以新疆油田為例，目前天然氣注汽鍋爐的燃料成本占到稠油開采總成本的60%以上。為提高蒸汽驅(qū)油的效果，降低稠油粘度是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，已有實(shí)驗(yàn)表明，向稠油油層中注入CO2氣體后，二氧化碳的羧化作用可以有效降低原油粘度，提高采油效率。因此，通過技術(shù)手段使煙氣中二氧化碳富集，對于稠油增產(chǎn)無疑是極為有益的。
[0003]常規(guī)實(shí)現(xiàn)煙氣蒸汽混注的方法是采用壓縮機(jī)組，將煙道氣加壓至蒸汽壓力后進(jìn)行混合注入。然而，這種方法需要對煙道氣進(jìn)行除水、凈化、降溫、加壓等二次處理。一方面，煙氣量較大，除水、凈化、加壓等工藝設(shè)備龐雜，投資巨大；另一方面，煙氣中各氣體成分的作用有所不同，起降低稠油粘度作用的主要是煙氣中的CO2，而空氣燃燒產(chǎn)生的煙氣中CO2的濃度僅為15%左右。從鍋爐技術(shù)的發(fā)展情況來看，通過富氧燃燒技術(shù)，一方面可以降低煙氣的體積，從而減少二次處理的煙氣量，減少運(yùn)行成本；另一方面可以提高煙氣中二氧化碳的含量，從而提高煙氣對稠油的驅(qū)采效果。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)需要生產(chǎn)大量的高溫高壓蒸汽，從而消耗大量的燃料，使稠油開采成本居高不下。尤其當(dāng)稠油粘度較高時，蒸汽注入/采出稠油的比例(注汽比)將大大提高，難以保證稠油開采的經(jīng)濟(jì)性。
[0005]注入CO2驅(qū)油，其主要方法是向油層中注入CO2氣體，CO2氣體的羧化作用可以有效降低原油粘度，從而降低注汽比。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)是難以獲得穩(wěn)定的C02來源，僅采用注入C02氣體的辦法可降低粘度較小的原油油層粘度。但對于具有較高粘度的稠油開采效果不明顯，因而只始于作為蒸汽吞吐開采方法的輔助辦法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供種基于富氧鍋爐生產(chǎn)高溫高壓蒸汽-煙氣的系統(tǒng)及方法，
[0008]本發(fā)明主要采用蒸汽-CO2輪住的辦法進(jìn)行稠油開采，一方面，可獲得通過注入CO2降低稠油粘度，從而減少蒸汽的消耗量的效果。于此同時，本發(fā)明獲得了一種低成本的CO2獲得方法，以及切實(shí)可行的蒸汽-煙氣輪注方法。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0010]一種基于富氧鍋爐生產(chǎn)高溫高壓蒸汽-煙氣的方法，含有以下步驟:
[0011]步驟1、采用了空分系統(tǒng)獲得高濃度02，02濃度為30%?100% ；
[0012]步驟2、注汽鍋爐采用富氧燃燒步驟，所用富氧空氣的氧濃度為23%?30%，煙氣中的C02濃度>30%, 02%濃度<3% ；
[0013]步驟3、采用加壓氮?dú)馀c煙氣在混合調(diào)溫室，氮?dú)馀c煙氣的比例可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要靈活調(diào)節(jié)；
[0014]步驟4、通過蒸汽煙氣混注系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)蒸汽和煙氣多種注入方式，既可先混合后再注入油層；也可分別將蒸汽與煙氣注入油層，使其在底層混合；
[0015]步驟5、空分系統(tǒng)分離出氧氣和氮?dú)?，其中氧氣與部分空氣混合形成富氧空氣送入富氧鍋爐與燃料反應(yīng)；富氧鍋爐產(chǎn)生的煙氣經(jīng)煙氣凈化加壓系統(tǒng)凈化加壓后，送入混合調(diào)溫室與由空分系統(tǒng)經(jīng)加壓氮?dú)廨斔凸艿浪椭恋募訅旱獨(dú)膺M(jìn)行混合調(diào)溫，最后送至蒸汽煙氣混注系統(tǒng)；富氧鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽從飽和蒸汽輸送管道引出至蒸汽煙氣混注系統(tǒng)。
[0016]一種基于富氧鍋爐生產(chǎn)高溫高壓蒸汽-煙氣的系統(tǒng)，包括空分系統(tǒng)、富氧鍋爐、壓縮氮?dú)廨斔凸芄艿?、煙氣凈化加壓系統(tǒng)、飽和蒸汽輸送管道、混合調(diào)溫室以及蒸汽煙氣混注系統(tǒng)；
[0017]空分系統(tǒng)連接富氧鍋爐，空分系統(tǒng)通過壓縮氮?dú)廨斔凸芄艿肋B接混合調(diào)溫室，富氧鍋爐通過飽和蒸汽輸送管道連接蒸汽煙氣混注系統(tǒng)，富氧鍋爐連接煙氣凈化加壓系統(tǒng)，煙氣凈化加壓系統(tǒng)連接混合調(diào)溫室；
[0018]空分系統(tǒng)分離出氧氣和氮?dú)?，其中氧氣與部分空氣混合形成富氧空氣送入富氧鍋爐與燃料反應(yīng)；富氧鍋爐產(chǎn)生的煙氣經(jīng)煙氣凈化加壓系統(tǒng)凈化加壓后，送入混合調(diào)溫室與由空分系統(tǒng)經(jīng)加壓氮?dú)廨斔凸艿浪椭恋募訅旱獨(dú)膺M(jìn)行混合調(diào)溫，最后送至蒸汽煙氣混注系統(tǒng)；富氧鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽從飽和蒸汽輸送管道引出至蒸汽煙氣混注系統(tǒng)。
[0019]采用了空分系統(tǒng)，確保富氧鍋爐可以采用富氧燃燒技術(shù)，所用富氧空氣氧濃度為23% ?30%ο
[0020]加壓氮?dú)馀c煙氣在混合調(diào)溫室進(jìn)行混合調(diào)溫，氮?dú)馀c煙氣的比例可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要靈活調(diào)節(jié)；通過蒸汽煙氣混注系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)蒸汽和煙氣多種注入方式，可混合后再注入，也可分別注入，使其在底層混合。
[0021]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果:1)鍋爐采用富氧燃燒技術(shù)，鍋爐體積減少，從而投資成本減少；2)尾部煙氣量也相應(yīng)較少，從而煙氣處理成本降低；3)煙氣中二氧化碳濃度增大，從而更有利于稠油開采；4)混合調(diào)溫室進(jìn)行混合調(diào)溫，氮?dú)馀c煙氣的比例可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要靈活調(diào)節(jié)；5)蒸汽煙氣注入方式靈活，可混合后再注入，也可分別注入，使其在底層混合。
[0022]采用本發(fā)明所闡述的方法，一方面可廉價地獲得CO2注入地下，以降低稠油粘度，從而減少蒸汽的消耗量的效果，同時提供了切實(shí)可行的蒸汽-煙氣輪注方法，提高了稠油開米效率。
【專利附圖】

【附圖說明】[0023]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定，如圖其中:
[0024]圖1為本發(fā)明提供的一種基于富氧鍋爐生產(chǎn)高溫高壓蒸汽-煙氣的方法示意圖。
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0026]顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0027]實(shí)施例1:如圖1所示，
[0028]一種基于富氧鍋爐生產(chǎn)高溫高壓蒸汽-煙氣的系統(tǒng)，包括空分系統(tǒng)1、富氧鍋爐2、壓縮氮?dú)廨斔凸芄艿?、煙氣凈化加壓系統(tǒng)4、飽和蒸汽輸送管道5、混合調(diào)溫室6以及蒸汽煙氣混注系統(tǒng)7?？辗窒到y(tǒng)I分離出氧氣和氮?dú)?，其中氧氣與部分空氣混合形成富氧空氣送入鍋爐2與燃料反應(yīng)。注汽鍋爐2產(chǎn)生的煙氣經(jīng)煙氣凈化加壓系統(tǒng)4凈化加壓后，送入混合調(diào)溫室6與由空分系統(tǒng)I經(jīng)加壓氮?dú)廨斔凸艿赖?送至的加壓氮?dú)膺M(jìn)行混合調(diào)溫，最后送至蒸汽煙氣混注系統(tǒng)7。鍋爐2產(chǎn)生的飽和蒸汽從飽和蒸汽輸送管道5引出至蒸汽煙氣混注系統(tǒng)7。
[0029]富氧鍋爐2采用富氧燃燒步驟，燃燒用富氧空氣的氧濃度為23%?28%。注汽鍋爐的燃料可以是油渣、煤或其他可燃物。富氧鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽壓力在5?9MPa。
[0030]所述的系統(tǒng)包括空分系統(tǒng)1、富氧鍋爐2、壓縮氮?dú)廨斔凸芄艿?、煙氣凈化加壓系統(tǒng)4、飽和蒸汽輸送管道5、混合調(diào)溫室6以及蒸汽煙氣混注系統(tǒng)7。
[0031]空分系統(tǒng)I連接富氧鍋爐2，空分系統(tǒng)I通過壓縮氮?dú)廨斔凸芄艿?連接混合調(diào)溫室6，富氧鍋爐2通過飽和蒸汽輸送管道5連接蒸汽煙氣混注系統(tǒng)7，富氧鍋爐2連接煙氣凈化加壓系統(tǒng)4，煙氣凈化加壓系統(tǒng)4連接混合調(diào)溫室6。
[0032]空分系統(tǒng)I分離出氧氣和氮?dú)?，其中氧氣與部分空氣混合形成富氧空氣送入富氧鍋爐2與燃料反應(yīng)。富氧鍋爐2產(chǎn)生的煙氣經(jīng)煙氣凈化加壓系統(tǒng)4凈化加壓后，送入混合調(diào)溫室6與由空分系統(tǒng)I經(jīng)加壓氮?dú)廨斔凸艿?送至的加壓氮?dú)膺M(jìn)行混合調(diào)溫，最后送至蒸汽煙氣混注系統(tǒng)7。富氧鍋爐2產(chǎn)生的飽和蒸汽從飽和蒸汽輸送管道5引出至蒸汽煙氣混注系統(tǒng)7。
[0033]采用了空分系統(tǒng)獲得高濃度02，02濃度為30%?100% ；
[0034]注汽鍋爐采用富氧燃燒技術(shù)，所用富氧空氣的氧濃度為23%?30%，煙氣中的C02濃度>30%，02%濃度〈3%。
[0035]采用加壓氮?dú)馀c煙氣在混合調(diào)溫室，氮?dú)馀c煙氣的比例可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要靈活調(diào)節(jié)；
[0036]通過蒸汽煙氣混注系統(tǒng)7，可以實(shí)現(xiàn)蒸汽和煙氣多種注入方式，既可先混合后再注入油層；也可分別將蒸汽與煙氣注入油層，使其在底層混合。
[0037]如上所述，對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明，但是只要實(shí)質(zhì)上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)及效果可以有很多的變形，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于富氧鍋爐生產(chǎn)高溫高壓蒸汽-煙氣的方法，其特征在于含有以下步驟: 步驟1、采用了空分系統(tǒng)獲得高濃度02，02濃度為30%?100% ； 步驟2、注汽鍋爐采用富氧燃燒步驟，所用富氧空氣的氧濃度為23%?30%，煙氣中的C02 濃度 >30%, 02% 濃度〈3% ； 步驟3、采用加壓氮?dú)馀c煙氣在混合調(diào)溫室，氮?dú)馀c煙氣的比例可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要靈活調(diào)節(jié)； 步驟4、通過蒸汽煙氣混注系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)蒸汽和煙氣多種注入方式，既可先混合后再注入油層；也可分別將蒸汽與煙氣注入油層，使其在底層混合； 步驟5、空分系統(tǒng)分離出氧氣和氮?dú)?，其中氧氣與部分空氣混合形成富氧空氣送入富氧鍋爐與燃料反應(yīng)；富氧鍋爐產(chǎn)生的煙氣經(jīng)煙氣凈化加壓系統(tǒng)凈化加壓后，送入混合調(diào)溫室與由空分系統(tǒng)經(jīng)加壓氮?dú)廨斔凸艿浪椭恋募訅旱獨(dú)膺M(jìn)行混合調(diào)溫，最后送至蒸汽煙氣混注系統(tǒng)；富氧鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽從飽和蒸汽輸送管道引出至蒸汽煙氣混注系統(tǒng)。
2.一種基于富氧鍋爐生產(chǎn)高溫高壓蒸汽-煙氣的系統(tǒng)，其特征在于包括空分系統(tǒng)、富氧鍋爐、壓縮氮?dú)廨斔凸芄艿馈煔鈨艋訅合到y(tǒng)、飽和蒸汽輸送管道、混合調(diào)溫室以及蒸汽煙氣混注系統(tǒng)； 空分系統(tǒng)連接富氧鍋爐，空分系統(tǒng)通過壓縮氮?dú)廨斔凸芄艿肋B接混合調(diào)溫室，富氧鍋爐通過飽和蒸汽輸送管道連接蒸汽煙氣混注系統(tǒng)，富氧鍋爐連接煙氣凈化加壓系統(tǒng)，煙氣凈化加壓系統(tǒng)連接混合調(diào)溫室； 空分系統(tǒng)分離出氧氣和氮?dú)?，其中氧氣與部分空氣混合形成富氧空氣送入富氧鍋爐與燃料反應(yīng)；富氧鍋爐產(chǎn)生的煙氣經(jīng)煙氣凈化加壓系統(tǒng)凈化加壓后，送入混合調(diào)溫室與由空分系統(tǒng)經(jīng)加壓氮?dú)廨斔凸艿浪椭恋募訅旱獨(dú)膺M(jìn)行混合調(diào)溫，最后送至蒸汽煙氣混注系統(tǒng)；富氧鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽從飽和蒸汽輸送管道引出至蒸汽煙氣混注系統(tǒng)。
【文檔編號】E21B43/24GK103775042SQ201310240722
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月18日
【發(fā)明者】薛興昌, 姚玉萍, 杜文軍, 吳玉新, 吳麗萍, 劉永勇, 蔣文斌, 石遠(yuǎn), 李強(qiáng), 吳偉棟 申請人:中國石油天然氣股份有限公司