汽氮混注稠油开采增产方法及专用装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及稠油热采技术领域，是一种汽氮混注稠油开采增产方法及专用装置，前者将高纯度氮气经增压加热后与热采蒸汽混合形成热采混合流体，将热采混合流体经注蒸汽管线注入地层进行稠油开采。本发明专利技术所述方法与注水蒸汽热采技术相比，其注入加热后的高纯度氮气和水蒸汽混合流体不仅能够携带用以降低原油粘度的热量，还能够补充地层压力，增加地层能量，避免水蒸汽冷凝后的体积缩小带来的压力损失，所述氮气能携带水蒸汽扩散更大范围，提高驱油效果，降低稠油开采成本。

【技术实现步骤摘要】
汽氮混注稠油开采增产方法及专用装置
本专利技术涉及稠油热采
，是一种汽氮混注稠油开采增产方法及专用装置。
技术介绍
稠油热采主要利用热流体携带的热量降低原油的粘度或者点燃原油产生热量降低粘度。水蒸汽具有携带热量大，热值高，清洁无污染等特点，广泛应用于稠油热采。水蒸气热采后期生产过程中暴露出回采难度大、动用程度差异大、重质成分增加和油井排水期长等问题，严重制约开发生产。对埋藏较深的稠油油藏，热采过程中热损失严重，加热半径和波及体积受较高的油层原始压力影响，普遍较小，开发效果不好。目前使用氮气辅助热采开采稠油，通过直接注入氮气进行，氮气纯度普遍低，携带大量的氧气进入地层，高温环境下，氧气和原油、天然气接触存在安全风险；没有对氮气进行加热，注氮只能补充地层压力等功能，没有携带热量。油田注汽锅炉富氧燃烧多采用膜法或变压吸附（PSA）制备氧气，剩下的氮气没有充分利用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种汽氮混注稠油开采增产方法及专用装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有蒸汽热采手段热损失严重，加热半径和波及体积较小的问题。本专利技术的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种汽氮混注稠油开采增产方法，按下述方法进行：利用制氮设备将空气分离制得高纯度氮气和富氧空气，高纯度氮气的纯度为95%以上，将高纯度氮气压力增至与热采蒸汽一样的压力后，将增压后的高纯度氮气温度加热至与热采蒸汽一样的温度后，将增压并加热的高纯度氮气与热采蒸汽混合得到热采混合流体，将热采混合流体经注蒸汽管线注入地层进行稠油开采。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：上述通过油田注汽锅炉生产热采蒸汽。上述将富氧空气进行回收、缓冲和增压，然后将富氧空气送入油田注汽锅炉的燃烧器中助燃，富氧空气的含氧量在21%至99%范围内。上述增压后的高纯度氮气通过油田注汽锅炉加热至与热采蒸汽一样的温度。上述热采蒸汽为饱和蒸汽或过热蒸汽。本专利技术的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种实施技术方案之一所述汽氮混注稠油开采增产方法的专用装置，包括制氮设备、氮气增压设备、富氧回收设备、油田注汽锅炉、氮气加热设备和掺混器，制氮设备的出氮气端与氮气增压设备的进气端连通，氮气增压设备的出气端与氮气加热设备的进气端连通，氮气加热设备的出气端与掺混器的第一进气端连通；制氮设备的出混合气端与富氧回收设备的进气端连通，富氧回收设备的出气端与油田注汽锅炉的燃烧器进空气端连通，油田注汽锅炉的出热采蒸汽端与掺混器的第二进气端连通。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：上述氮气加热设备为加热器；或者，氮气加热设备为加热管，加热管设置油田注汽锅炉内，加热管自油田注汽锅炉的对流段延伸至油田注汽锅炉的辐射段；或者，氮气加热设备为换热器。上述制氮设备采用制氮机；氮气增压设备采用压缩机；富氧回收设备采用储气罐，储气罐与油田注汽锅炉的燃烧器进空气端之间连通有送富氧空气管线，在送富氧空气管线上设置有压缩机。上述氮气增压设备的出气端与氮气加热设备的进气端通过第一管线连通，在第一管线上连通有第一氮气放空管线，在第一氮气放空管线上串接有阀门。上述氮气加热设备的出气端与掺混器的第一进气端通过第二管线连通，在过第二管线上连通有第二氮气放空管线，在第二氮气放空管线上串接有阀门，在第二氮气放空管线与掺混器的第一进气端之间的第二管线上串接有阀门。上述掺混器的出气端连通有混合流体管线，在混合流体管线上连通有混合流体放空管线，在混合流体放空管线与混合流体管线出气端之间的混合流体管线上串接有阀门，在混合流体放空管线上串接有阀门。本专利技术所述方法与注水蒸汽热采技术相比，其注入加热后的高纯度氮气和水蒸汽混合流体不仅能够携带用以降低原油粘度的热量，还能够补充地层压力，增加地层能量，避免水蒸汽冷凝后的体积缩小带来的压力损失，所述氮气能携带水蒸汽扩散更大范围，提高驱油效果，降低稠油开采成本。附图说明附图1为本专利技术实施例3的工艺框图。附图2为本专利技术实施例3的工艺流程图。附图中的编码分别为：1为制氮设备，2为油田注汽锅炉，3为氮气加热设备，4为掺混器，5为燃烧器，6为压缩机，7为送富氧空气管线，8为鼓风机，9为第一管线，10为第一氮气放空管线，11为第二管线，12为第二氮气放空管线，13为混合流体管线，14为混合流体放空管线，15为阀门，16为储气罐。具体实施方式本专利技术不受下述实施例的限制，可根据本专利技术的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。在本专利技术中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图2的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图2的布图方向来确定的。下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步描述：实施例1：该汽氮混注稠油开采增产方法，按下述方法进行：利用制氮设备1将空气分离制得高纯度氮气和富氧空气，高纯度氮气的纯度为95%以上，将高纯度氮气压力增至与热采蒸汽一样的压力后，将增压后的高纯度氮气温度加热至与热采蒸汽一样的温度，将增压并加热的高纯度氮气与热采蒸汽混合得到热采混合流体，将热采混合流体经注蒸汽管线注入地层进行稠油开采。本实施例所述方法将高温高压的高纯度氮气与热采蒸汽混合后注入地层可实现维持蒸汽腔压力，降低热损失，降低蒸汽用量，提高油汽比等作用。由于氮气属于惰性气体，对加热设备、管道、井筒、地层不会造成腐蚀和破坏。与注水蒸汽热采技术相比，本实施例所述方法注入加热后的高纯度氮气和水蒸汽混合流体不仅能够携带用以降低原油粘度的热量，还能够补充地层压力，增加地层能量，避免水蒸汽冷凝后的体积缩小带来的压力损失，所述氮气能携带水蒸汽扩散更大范围，提高驱油效果，降低稠油开采成本。与加注未加热氮气相比，未加热的氮气只能补充地层压力，对降低原油粘度的效果提高不明显。与注烟道气、二氧化碳、空气等不凝气相比，注高温氮气和水蒸汽的混合流体具有更高的安全性，对设备、管道、井筒、地层没有腐蚀和破坏。实施例2：作为实施例1的优化，通过油田注汽锅炉2生产热采蒸汽；将富氧空气进行回收、缓冲和增压，然后将富氧空气送入油田注汽锅炉2的燃烧器5中助燃，富氧空气的含氧量在21%至99%范围内；增压后的高纯度氮气可通过油田注汽锅炉2加热至与热采蒸汽一样的温度；热采蒸汽为饱和蒸汽或过热蒸汽。本实施例所述增产方法实现稠油开采增产用的高温高压饱和蒸汽或过热蒸汽发生、制备高纯度氮气及富氧空气回收、氮气加热，制氮设备1回收的富氧空气助力油田注汽锅炉2燃烧器5燃烧，使其燃烧状态达到富氧燃烧，由此提高油田注汽锅炉2热效率。与纯制氮和富氧燃烧相比，利用制氮设备1产生的富氧空气用于油田注汽锅炉2的富氧燃烧，可充分利用制氮设备1产生的富氧尾气，避免富氧空气浪费，减少富氧燃烧制氧的投入。实施例3：如附图1、2所示，实施所述汽氮混注稠油开采增产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽氮混注稠油开采增产方法，其特征在于按下述方法进行：利用制氮设备将空气分离制得高纯度氮气和富氧空气，高纯度氮气的纯度为95%以上，将高纯度氮气压力增至与热采蒸汽一样的压力后，将增压后的高纯度氮气温度加热至与热采蒸汽一样的温度后，将增压并加热的高纯度氮气与热采蒸汽混合得到热采混合流体，将热采混合流体经注蒸汽管线注入地层进行稠油开采。/n

【技术特征摘要】
1.一种汽氮混注稠油开采增产方法，其特征在于按下述方法进行：利用制氮设备将空气分离制得高纯度氮气和富氧空气，高纯度氮气的纯度为95%以上，将高纯度氮气压力增至与热采蒸汽一样的压力后，将增压后的高纯度氮气温度加热至与热采蒸汽一样的温度后，将增压并加热的高纯度氮气与热采蒸汽混合得到热采混合流体，将热采混合流体经注蒸汽管线注入地层进行稠油开采。


2.根据权利要求1所述的汽氮混注稠油开采增产方法，其特征在于通过油田注汽锅炉生产热采蒸汽；或/和,将富氧空气进行回收、缓冲和增压，然后将富氧空气送入油田注汽锅炉的燃烧器中助燃，富氧空气的含氧量在21%至99%范围内；或/和,增压后的高纯度氮气通过油田注汽锅炉加热至与热采蒸汽一样的温度；或/和,热采蒸汽为饱和蒸汽或过热蒸汽。


3.一种实施根据权利要求1或2所述的汽氮混注稠油开采增产方法的专用装置，其特征在于包括制氮设备、氮气增压设备、富氧回收设备、油田注汽锅炉、氮气加热设备和掺混器，制氮设备的出氮气端与氮气增压设备的进气端连通，氮气增压设备的出气端与氮气加热设备的进气端连通，氮气加热设备的出气端与掺混器的第一进气端连通；制氮设备的出混合气端与富氧回收设备的进气端连通，富氧回收设备的出气端与油田注汽锅炉的燃烧器进空气端连通，油田注汽锅炉的出热采蒸汽端与掺混器的第二进气端连通。


4.根据权利要求3所述的专用装置，其特征在于氮气加热设备为加热器；或者，氮气加热设备为加热管，加热管设置油田注汽锅炉内，加热管自油田注汽锅炉的对流段延伸至油田注汽锅炉的辐射段；或者，氮气加热设备为换热器。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：何飞，万喜军，庞德新，林森明，贡军民，陈云涛，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，新疆石油管理局有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11