超稠油吞吐开发区块密闭集输方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及油气田稠油吞吐开发采出液技术领域，是一种超稠油吞吐开发区块密闭集输方法及装置，该方法首次采用“井口→计量管汇站→密闭接转站→处理站”的三级布站密闭集输流程，实现从井口到处理站全集输流程密闭。该装置结构合理紧凑，使用方便，一方面通过蒸汽喷淋塔直接接触式换热冷却后再由循环喷淋水空冷器循环冷却，将系统中富集的轻质油定期回收，另一方面不凝气体采用无油螺杆式压缩机增压和冷冻干燥的方式回收后再处理，不仅减少了废气、废油的排放，利于环境保护，又解决了了系统气量波动时工况增压的问题。本发明专利技术在风城油田吞吐开发区块进行了工业化应用，可节约能源，降低成本，保证生产系统平稳、安全运行。

Closed Gathering and Transportation Method and Device for Super Heavy Oil Huff and Puff Development Block

The invention relates to the technical field of heavy oil huff and puff development and production fluid in oil and gas fields. It is a sealed gathering and transportation method and device for super heavy oil huff and puff development blocks. This method adopts for the first time a three-level closed gathering and transportation process of well head, metering pipe sink station, closed connection transfer station and processing station, realizing complete closed transportation process from well head to processing station. The device has reasonable and compact structure and is easy to use. On the one hand, the light oil enriched in the system is recovered regularly by circulating spray water air cooler after direct contact heat exchange cooling through steam spray tower. On the other hand, the non-condensable gas is recovered and treated by pressurization and freeze-drying of oil-free screw compressor, which not only reduces the emission of exhaust gas and waste oil, but also facilitates the recovery of light oil. Environmental protection also solves the problem of pressurization under operating conditions when the system gas volume fluctuates. The invention has been industrialized in the Huff and Puff Development Block of Fengcheng Oilfield, which can save energy, reduce cost and ensure stable and safe operation of the production system.

【技术实现步骤摘要】
超稠油吞吐开发区块密闭集输方法及装置
本专利技术涉及油气田稠油吞吐开发采出液
，是一种超稠油吞吐开发区块密闭集输方法及装置。
技术介绍
蒸汽吞吐就是先向油井注入一定量的蒸汽，关井一段时间，待蒸汽的热能向油层扩散后，再开井生产的一种开采稠油的增产方法。蒸汽吞吐生产一个周期包括注汽、焖井、放喷、开井生产、极限产量关井等几个阶段，不同阶段采出液温度、压力、产液量、粘度、含水等指标均存在较大差异。国内稠油吞吐开发普遍采用“井口→计量站→接转站→处理站”三级布站开式流程。其中接转站环节多设置有开式缓冲罐，可起到来液缓冲和放喷期产液闪蒸降温的作用，以保障流程后端处理站的平稳运行。但高温采出液在接转站缓冲罐顶发生常压闪蒸、分离的过程，会造成一定量的蒸汽、伴生气、硫化氢直接对大气无组织排放，进而造成油区和附近的生活区油气味明显，不符合安全、环保的总体要求。吞吐开发区块实现密闭集输难度主要体现在以下几个方面：（1）由于吞吐开发特点所致，不同生产阶段采出液温度变化范围大：在焖井结束开井初期阶段，地层尚未吸收的高温蒸汽会随采出液一起采出，使得油井放喷期采出液温度达150℃以上，热能平衡困难；而随着生产时间延续，地层温度逐步降低，轮次末期采出液温度只有40℃至50℃，需考虑低温凝管风险。此外，随着过热蒸汽在稠油开发过程中被广泛应用，会导致采出液温度的进一步升高，携汽量增加，热能平衡更加困难。（2）浅层稠油油藏出砂严重，吞吐开发采出液以“油、汽、水、固”等多相流形式存在，复杂多相流采出液会对集输管网和配套设备造成一定冲击，主要体现在：多相流介质在管输过程中易产生段塞流，对集输、处理系统冲击明显；稠油采出液携泥、携砂严重，若直接进入后端流程，会带来换热器磨蚀、转油泵寿命降低等问题。（3）密闭集输后压力系统控制困难。当分离压力过高时，会导致分离出的液相温度升高，对转油泵的定子材质、机械密封性能产生影响，减少转油泵使用寿命。同时，带压分离工况会导致液相中硫化氢残留量大，易对后端系统造成腐蚀和安全隐患。此外，吞吐开发注、采阶段切换过程易造成系统压力波动，采出液中部分组分汽化，在进入转油泵后发生汽蚀，造成泵效大幅降低。（4）密闭集输后的原油接转设备选型困难，常规的几种泵型均难以满足增压需要。稠油粘温反应敏感，温度波动会导致原油粘度剧烈变化，离心泵不能适应低温高粘工况原油接转需要。单螺杆泵定转子均为橡胶材质，长期在100℃工况下工作，材料易发生老化，定、转子寿命严重降低。双螺杆泵虽然能适应温度和黏度变化的影响，但对砂的适应能力很差，应用于携砂过高的工况易造成卡泵、电机损坏等故障。（5）伴生气达标处理困难。稠油热采温度高，易导致原油中C-S键断裂，造成伴生气中硫化氢、二氧化碳、轻烃含量远超常规冷采开发方式，上述复杂组分及饱和水对脱硫工艺干扰较为严重，复杂伴生气达标排放和回用困难。随着两法的颁布和实施，安全、环保形势日益严峻，吞吐开发普遍采用的开式集输流程虽能很好的满足生产需要，但已不能满足安全、环保需求。亟需研发一种浅层超稠油吞吐开发区块密闭集输工艺方法，解决蒸汽、伴生气无组织排放问题的同时，不影响油井产量和后端原油处理站的平稳运行。
技术实现思路
本专利技术提供了一种超稠油吞吐开发区块密闭集输方法及装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有超稠油吞吐开发区块常规开式集输流程中，存在由于开式流程运行中系统不平稳、轻烃组分和蒸汽损耗大、资源浪费、不环保和生产成本高的问题。本专利技术的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种超稠油吞吐开发区块密闭集输方法，其特征在于按照下述步骤进行：第一步，集油区携气采出液经采油井口进入计量管汇站后，经过计量管汇站自动选井计量和液率均衡后输送至超稠油蒸汽处理器中，经过超稠油蒸汽处理器进行汽液分离；第二步，超稠油蒸汽处理器分离出的液相经转油泵提升增压后排出，超稠油蒸汽处理器分离出的95℃至105℃的气相进入蒸汽喷淋塔下部；第三步，气相中的饱和蒸汽由下而上，与蒸汽喷淋塔顶部自上而下的55℃至60℃的塔顶循环喷淋水逆向接触，经塔顶循环喷淋水冷却得到的含油污水由蒸汽喷淋塔底部排出，经循环喷淋水泵提升后进入油水分离器除油得到80℃至90℃的冷凝水，再经循环喷淋水空冷器冷却降温到55℃至60℃后，返回至蒸汽喷淋塔作为塔顶循环喷淋水循环使用，油水分离器内的轻烃组分在顶部富集回收后排出，蒸汽凝结水回收后收集；第四步，蒸汽喷淋塔顶部排出的气相中的不凝气体依次送至螺杆压缩机进行增压、压缩机出口分离器分离、冷冻式干燥机干燥后去伴生气处理站，压缩机出口分离器分离出的水经压缩机出口空冷器冷却后循环输送至螺杆压缩机作为工作水循环使用。下面是对上述专利技术技术方案之一的进一步优化或/和改进：上述超稠油蒸汽处理器的压力为-3kPa至3kPa，蒸汽喷淋塔顶部排出气相的压力为-17kPa至-23kPa，蒸汽喷淋塔底部排出的含油污水温度为98℃至102℃。上述超稠油蒸汽处理器的液位与转油泵的变频设置有连锁报警；或/和，油水分离器出油口端固定连通的管线上固定安装有第二电动调节阀，蒸汽喷淋塔的液位与第二电动调节阀开度设置有连锁报警；或/和，压缩机的入口压力与压缩机的变频设置有连锁报警；或/和，循环喷淋水空冷器与蒸汽喷淋塔进液口端之间管线上安装有第三电动调节阀，蒸汽喷淋塔的温度与第三电动调节阀开度设置有连锁报警。上述超稠油蒸汽处理器设置有高液位泄放控制回路；或/和，蒸汽喷淋塔顶气相出口温度设置有蒸汽超负荷控制回路；或/和，螺杆压缩机设置有超温保护控制回路。本专利技术的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种超稠油吞吐开发区块密闭集输方法的装置，包括采油井口、计量管汇站、超稠油蒸汽处理器、蒸汽喷淋塔、油水分离器和循环喷淋水空冷器，采油井口与计量管汇站之间通过第八管线固定相连通，计量管汇站与超稠油蒸汽处理器进油口端通过第十二管线固定相连通，超稠油蒸汽处理器上部设置有出气口端，超稠油蒸汽处理器下部设置有出液口端，超稠油蒸汽处理器的出气口端与蒸汽喷淋塔进气口端通过第一管线固定安装在一起，蒸汽喷淋塔出气口端固定安装有第二管线，蒸汽喷淋塔出液口端与油水分离器进料口端固定安装有第三管线，油水分离器出水口端与蒸汽喷淋塔进液口端固定连通有第四管线，第四管线上固定安装有循环喷淋水空冷器，超稠油蒸汽处理器的出液口端固定安装有第五管线。下面是对上述专利技术技术方案之二的进一步优化或/和改进：上述第五管线上固定连通有第六管线，第六管线与第一管线之间固定连通有第七管线，第五管线与第七管线之间的第六管线上固定安装有第一电动开关阀，第七管线上固定安装有第一电动调节阀，循环喷淋水空冷器与蒸汽喷淋塔进液口端之间的第四管线上固定安装有第三电动调节阀。上述超稠油吞吐开发区块密闭集输装置还包括螺杆压缩机、压缩机出口分离器和冷冻式干燥机，螺杆压缩机的进气口端与第二管线固定相连通，螺杆压缩机的出气口端与压缩机出口分离器的进气口端通过管线固定相连通，压缩机出口分离器的出气口端与冷冻式干燥机的进气口端通过管线固定相连通，压缩机出口分离器底部出液口端与螺杆压缩机进液口端之间固定连通有第九管线，第九管线上固定安装有压缩机出口空冷器，第二管线固定连通有放空管线，且放空管线上固定安装有第二电动开关阀。上述螺杆压缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超稠油吞吐开发区块密闭集输方法，其特征在于按照下述步骤进行：第一步，集油区携气采出液经采油井口进入计量管汇站后，经过计量管汇站自动选井计量和液率均衡后输送至超稠油蒸汽处理器中，经过超稠油蒸汽处理器进行汽液分离；第二步，超稠油蒸汽处理器分离出的液相经转油泵提升增压后排出，超稠油蒸汽处理器分离出的95℃至105℃的气相进入蒸汽喷淋塔下部；第三步，气相中的饱和蒸汽由下而上，与蒸汽喷淋塔顶部自上而下的55℃至60℃的塔顶循环喷淋水逆向接触，经塔顶循环喷淋水冷却得到的含油污水由蒸汽喷淋塔底部排出，经循环喷淋水泵提升后进入油水分离器除油得到80℃至90℃的冷凝水，再经循环喷淋水空冷器冷却降温到55℃至60℃后，返回至蒸汽喷淋塔作为塔顶循环喷淋水循环使用，油水分离器内的轻烃组分在顶部富集回收后排出，蒸汽凝结水回收后收集；第四步，蒸汽喷淋塔顶部排出的气相中的不凝气体依次送至螺杆压缩机进行增压、压缩机出口分离器分离、冷冻式干燥机干燥后去伴生气处理站，压缩机出口分离器分离出的水经压缩机出口空冷器冷却后循环输送至螺杆压缩机作为工作水循环使用。

【技术特征摘要】
1.一种超稠油吞吐开发区块密闭集输方法，其特征在于按照下述步骤进行：第一步，集油区携气采出液经采油井口进入计量管汇站后，经过计量管汇站自动选井计量和液率均衡后输送至超稠油蒸汽处理器中，经过超稠油蒸汽处理器进行汽液分离；第二步，超稠油蒸汽处理器分离出的液相经转油泵提升增压后排出，超稠油蒸汽处理器分离出的95℃至105℃的气相进入蒸汽喷淋塔下部；第三步，气相中的饱和蒸汽由下而上，与蒸汽喷淋塔顶部自上而下的55℃至60℃的塔顶循环喷淋水逆向接触，经塔顶循环喷淋水冷却得到的含油污水由蒸汽喷淋塔底部排出，经循环喷淋水泵提升后进入油水分离器除油得到80℃至90℃的冷凝水，再经循环喷淋水空冷器冷却降温到55℃至60℃后，返回至蒸汽喷淋塔作为塔顶循环喷淋水循环使用，油水分离器内的轻烃组分在顶部富集回收后排出，蒸汽凝结水回收后收集；第四步，蒸汽喷淋塔顶部排出的气相中的不凝气体依次送至螺杆压缩机进行增压、压缩机出口分离器分离、冷冻式干燥机干燥后去伴生气处理站，压缩机出口分离器分离出的水经压缩机出口空冷器冷却后循环输送至螺杆压缩机作为工作水循环使用。2.根据权利要求1所述的超稠油吞吐开发区块密闭集输方法，其特征在于超稠油蒸汽处理器的压力为-3kPa至3kPa，蒸汽喷淋塔顶部排出气相的压力为-17kPa至-23kPa，蒸汽喷淋塔底部排出的含油污水温度为98℃至102℃。3.根据权利要求1或2所述的超稠油吞吐开发区块密闭集输方法，其特征在于超稠油蒸汽处理器的液位与转油泵的变频设置有连锁报警；或/和，油水分离器出油口端固定连通的管线上固定安装有第二电动调节阀，蒸汽喷淋塔的液位与第二电动调节阀开度设置有连锁报警；或/和，压缩机的入口压力与压缩机的变频设置有连锁报警；或/和，循环喷淋水空冷器与蒸汽喷淋塔进液口端之间管线上安装有第三电动调节阀，蒸汽喷淋塔的温度与第三电动调节阀开度设置有连锁报警。4.根据权利要求1或2或3所述的超稠油吞吐开发区块密闭集输方法，其特征在于超稠油蒸汽处理器设置有高液位泄放控制回路；或/和，蒸汽喷淋塔顶气相出口温度设置有蒸汽超负荷控制回路；或/和，螺杆压缩机设置有超温保护控制回路。5.一种实施根据权利要求1或2或3或4所述的超稠油吞吐开发区块密闭集输方法的装置，其特征在于包括采油井口、计量管汇站、超稠油蒸汽处理器、蒸汽喷淋...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋旭，黄强，李倩，张侃毅，马兵，张瑛，夏新宇，翟波，于海洋，张汉，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中油新疆石油工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11