超临界多源多元热流体注采系统及注采方法技术方案

本发明专利技术公开一种超临界多源多元热流体注采系统及方法，包括超临界多源多元热流体发生系统和一油管，所述油管设置于一开采井筒内；所述超临界多源多元热流体发生系统包括超临界气化反应器、超临界混合燃烧反应器；燃料浆液在有超临界水存在的条件下，在所述超临界气化反应器中发生气化反应，其气化产物又与溶解于所述超临界水中的含氧气体在所述超临界混合燃烧反应器中燃烧，形成了含有超临界水、二氧化碳的超临界多源多元热流体；所述超临界混合燃烧反应器连接所述油管。本发明专利技术系统的超临界多源多元热流体注采系统具有热效率高，降低稠油粘度，提高稠油流动性，增加采收率的效果。

【技术实现步骤摘要】
超临界多源多元热流体注采系统及注采方法
本专利技术涉及能源开采领域，尤其是一种开采稠油油藏的超临界多源多元热流体注采系统及注采方法。
技术介绍
世界上稠油资源极为丰富，其地质储量远远超过常规原油。据统计，世界上已证实的常规原油地质储量约为4200亿吨，而稠油(包括沥青)油藏地质储量高达15500亿吨。以我国渤海油田为例，截止2009年12月底渤海稠油的探明储量为20.5*108m3。降低成本，最大限度地把稠油、超稠油开采出来，是当今世界石油界面临的共同课题。热力采油技术是稠油开采中普遍使用的方式，热力采油方法是指利用热能加热油藏，降低原油粘度，将原油(主要是稠油)从地下采出的一种提高采收率的方法。稠油(也称重油)具有粘度高、密度大的特点，在开采过程中流动阻力大，用常规方法进行开采见效不大，一般采用降低稠油粘度、减小油流阻力的方法进行开采。由于稠油的粘度对温度非常敏感，所以热力采油法就成了目前强化开采稠油的最行之有效的方法。稠油热采的主要方法有蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层、热水驱等。成为稠油开采的主要方法。目前面临蒸汽发生热效率低，蒸汽与稠油作用效率低等技术难题，直接影响了热力采油的效果。注蒸汽吞吐的规律是在第4、第5周期产油量达到峰值，此后伴随着吞吐周期的增加，周期产油量逐渐降低，综合含水增加，生产效果日益变差。造成注蒸汽热采多轮次吞吐后生产效果变差的主要原因是蒸汽在含油饱和度低的地带无效窜流。此外，许多油井在钻井及井下作业过程中，井底结蜡堵塞严重，造成产能降低。因此亟待专利技术一种发生热效率高，能在较低温度下获得较高干度的热流体，并与稠油之间具有较高作用效率的驱油方式。超临界多源多元热流体驱油方法，是利用超临界流体的燃烧反应发生在超临界水环境中，能在较低温度下获得较高干度的热流体，且超临界水比热较大，容易控制温度。提高过热蒸汽产生的效率，降低成本。并将产生的多种组分的热流体注入地层，在油藏条件下，利用超临界水流体对稠油的溶解性能，改善稠油的扩散性能，分散原油中的重组分，降低稠油的密度，降低稠油的重度，提高油层压力，大幅度降低稠油粘度，进一步扩大注入流体波及面积，并通过降低油水间界面张力，来提高波及效率。超临界多源多元热流体主要组分是氮气、水蒸汽和二氧化碳，并根据技术需要添加化学剂，从而利用热能、气体和化学剂的复合驱油机理提高稠油采油速度和采收率。然而，传统的超临界多源多元热流体注采系统和注采方法，由于其超临界多源多元热流体的发生系统和发生方法具有能耗高、转化率低、热效率低的问题，导致总系统能效低，且对柴油、原油和天然气等燃料的依赖性很高。例如一个授权公告号CN102678097的中国专利，其形成超临界多源多元热流体的方法是通过在一个气膜反应器11中通入超临界水、氧气和燃料的方式形成超临界多源多元热流体。在该专利中，燃料中的有机物成分的气化和燃烧是在同一个反应器中进行的，且配置有专门的预热装置来形成所需的超临界水，该方案就存在前文所描述的技术问题。此外，稠油注采过程中还会产生大量的采油废水/高浓度含油污水，对环境造成负面影响。特别地，海洋平台稠油开发使用的超临界多源多元热流体技术严重依赖柴油作为燃料，柴油成本高，且运输费用大；另一方面海洋平台生产过程中会产生大量的含油生产污水，要达到排放标准需要使用复杂的水处理设备。因此如何就地取材，减少柴油的采购和运输成本也是当前需要探讨的问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种超临界多源多元热流体注采系统及注采方法。本专利技术的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种超临界多源多元热流体注采系统及注采方法，该系统及方法中产生超临界多源多元热流体的方法是先使燃料浆液在超临界水中气化成氢气及CO2等小分子，其中可燃的小分子继续与含氧气体发生充分燃烧反应，产生大量热量，并形成含有超临界水、二氧化碳气的超临界多源多元热流体，以供注入油井中，降低稠油粘度，进而提高采油率。本专利技术的系统及方法具有能耗低，热效率高、总系统能效高、且不过度依赖于柴油、原油和天然气等燃料的特点，其燃料可选择为原油、石油产品、天然气、柴油、采油污水等有机废液，具有多源性。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：根据本专利技术的一个实施例，提供了一种超临界多源多元热流体注采系统，其包括超临界多源多元热流体发生系统和一油管，所述油管设置于一开采井筒内；所述超临界多源多元热流体发生系统包括超临界气化反应器、超临界混合燃烧反应器；燃料浆液在有超临界水存在的条件下，在所述超临界气化反应器中发生气化反应，转化成以氢气和二氧化碳为主要组分的气化产物，所述气化产物又与溶解于所述超临界水中的含氧气体在所述超临界混合燃烧反应器中充分燃烧，形成了含有超临界水、二氧化碳的超临界多源多元热流体；所述超临界混合燃烧反应器设有一个超临界多源多元热流体出口，其连接所述油管。根据本专利技术的一实施方式，其中，所述超临界多源多元热流体发生系统还包括一个水增压泵、燃料增压泵和压缩含氧气源；所述超临界气化反应器设有超临界水入口、燃料入口、含氧气体入口和超临界混合体出口；所述水增压泵连接所述超临界水入口，所述燃料增压泵连接所述燃料入口，所述压缩含氧气源连接所述含氧气体入口；所述超临界气化反应器的超临界混合体出口连接所述超临界混合燃烧反应器，所述超临界混合燃烧反应器还设有至少一个含氧气体入口，所述压缩含氧气源连接至所述超临界混合燃烧反应器的含氧气体入口，向所述超临界混合燃烧反应器提供燃烧所需的氧气；所述超临界混合燃烧反应器的超临界多源多元热流体出口供超临界多源多元热流体输出。根据本专利技术的一实施方式，其中，所述水增压泵连接一个高压水输送管道，所述高压水输送管道的一端连接所述超临界水入口，其中所述高压水输送管道的部分区段设于所述超临界混合燃烧反应器内，利用所述超临界混合燃烧反应器中的热量将所述高压水加热以形成超临界水。或者，所述超临界混合燃烧反应器具有一个热量引出部，将所述超临界混合燃烧反应器中热量的一部分引出，以加热将所述高压水形成超临界水。根据本专利技术的一实施方式，其中，所述压缩含氧气源被分为两路，一路连接所述超临界气化反应器，另一路连接所述超临界混合燃烧反应器。根据本专利技术的一实施方式，其中，所述压缩含氧气源向所述超临界混合燃烧反应器分段送入含氧气体，即所述超临界混合燃烧反应器包括至少两个含氧气体入口，所述各含氧气体入口分别通过一个独立的气体流量调节阀连接所述压缩含氧气源。本专利技术中，所述压缩含氧气源的气体压力在22.1MPa以上，可以不断向所述超临界气化反应器、和所述超临界混合燃烧反应器提供高压含氧气流。例如，如选择空气作为含氧气体时，所述压缩含氧气源可采用一种高压空气压缩机，通过抽取环境常态的空气，进行压缩到相应的压力标准后输出。根据本专利技术的一实施方式，其中，所述超临界多源多元热流体出口连接一个调节装置，所述调节装置连接所述油管，从所述超临界混合燃烧反应器输出的超临界多源多元热流体经所述调节装置后，形成适于注入井筒条件的超临界多源多元热流体。根据本专利技术的一实施方式，其中，所述调节装置为一个降压装置或一个换热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超临界多源多元热流体注采系统，其特征在于：包括超临界多源多元热流体发生系统和一油管，所述油管设置于一开采井筒内；所述超临界多源多元热流体发生系统包括超临界气化反应器、超临界混合燃烧反应器；燃料浆液在有超临界水存在的条件下，在所述超临界气化反应器中发生气化反应，转化成以氢气和二氧化碳为主要组分的气化产物，所述气化产物又与溶解于所述超临界水中的含氧气体在所述超临界混合燃烧反应器中充分燃烧，形成了含有超临界水、二氧化碳的超临界多源多元热流体；所述超临界混合燃烧反应器设有一个超临界多源多元热流体出口，其连接所述油管。

【技术特征摘要】
1.一种超临界多源多元热流体注采系统，其特征在于：包括超临界多源多元热流体发生系统和一油管，所述油管设置于一开采井筒内；所述超临界多源多元热流体发生系统包括超临界气化反应器、超临界混合燃烧反应器；燃料浆液在有超临界水存在的条件下，在所述超临界气化反应器中发生气化反应，转化成以氢气和二氧化碳为主要组分的气化产物，所述气化产物又与溶解于所述超临界水中的含氧气体在所述超临界混合燃烧反应器中充分燃烧，形成了含有超临界水、二氧化碳的超临界多源多元热流体；所述超临界混合燃烧反应器设有一个超临界多源多元热流体出口，其连接所述油管。2.根据权利要求1所述的一种超临界多源多元热流体注采系统，其特征在于：所述超临界多源多元热流体发生系统还包括一个水增压泵、燃料增压泵和压缩含氧气源；所述超临界气化反应器设有超临界水入口、燃料入口、含氧气体入口和超临界混合体出口；所述水增压泵连接所述超临界水入口，所述燃料增压泵连接所述燃料入口，所述压缩含氧气源连接所述含氧气体入口；所述超临界气化反应器的超临界混合体出口连接所述超临界混合燃烧反应器，所述超临界混合燃烧反应器还设有至少一个含氧气体入口，所述压缩含氧气源连接至所述超临界混合燃烧反应器的含氧气体入口，向所述超临界混合燃烧反应器提供燃烧所需的氧气；所述超临界混合燃烧反应器的超临界多源多元热流体出口供超临界多源多元热流体输出。3.根据权利要求2所述的一种超临界多源多元热流体注采系统，其特征在于，所述水增压泵连接一个高压水输送管道，所述高压水输送管道的一端连接所述超临界水入口，其中所述高压水输送管道的部分区段设于所述超临界混合燃烧反应器内，利用所述超临界混合燃烧反应器中的热量将所述高压水加热以形成超临界水；或者所述超临界混合燃烧反应器具有一个热量引出部，将所述超临界混合燃烧反应器中热量的一部分引出，以加热将所述高压水形成超临界水。4.根据权利要求2或3所述的一种超临界多源多元热流体注采系统，其特征在于，所述压缩含氧气源被分为两路，一路连接所述超临界气化反应器...

【专利技术属性】
技术研发人员：周守为，李清平，吕鑫，付强，刘永飞，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油研究总院，
类型：发明
国别省市：北京,11