一种减氧空气驱油井采出气处理系统及方法技术方案

本发明专利技术属于油井采出气处理技术领域，具体涉及一种减氧空气驱油井采出气处理系统及方法。其技术方案为：一种减氧空气驱油井采出气处理系统，包括依次通过管道连接的脱水单元、脱烃单元、加压吸附真空解吸单元和回注增压单元；所述加压吸附真空解吸单元包括通过管道连接的CO2吸附塔和CH4吸附塔，CH4吸附塔的底部通过管道连接到回注系统，CH4吸附塔的上端通过管道连接有CH4真空泵，CH4真空泵的另一端通过管道连接至燃料系统，CH4吸附塔的出口管道、CH4吸附塔的进口管道、CH4吸附塔与CH4真空泵之间的管道上均安装有阀门。本发明专利技术提供了一种能根据开发时期的不同采用相应的处理方式并在开发中期有效分离CO2和CH4的一种减氧空气驱油井采出气处理系统及方法。油井采出气处理系统及方法。油井采出气处理系统及方法。

【技术实现步骤摘要】
一种减氧空气驱油井采出气处理系统及方法


[0001]本专利技术属于油井采出气处理
，具体涉及一种减氧空气驱油井采出气处理系统及方法。

技术介绍

[0002]三次采油技术的发展方向是高效、低成本、绿色。减氧空气是气介质中(二氧化碳、天然气、烟道气、氮气)低成本的驱替介质,非常符合这一要求。减氧空气驱技术可用于对低渗透等特殊条件油藏实施规模补充能量及吞吐、驱替等方式开发,应用前景广阔。在合适的油藏条件下,减氧空气驱技术在未来20年将是具有发展潜力的战略性技术,适用于低渗透油藏、注水开发“双高”油藏、高温高盐油藏。
[0003]对高含水、高采出程度、非均质严重的中高渗及低渗透油藏而言,减氧空气驱提高采收率技术将具有巨大的推广应用潜力。尽管减氧空气驱应用前景广阔,但大规模应用时配套的地面工程仍面临许多技术难题需要解决：第一，对生产井产气动态及采油、地面工艺配套技术需加深认识,将目前适应含水采油的工艺技术转变为适合含气采油的工艺技术；第二，注气技术大规模应用后的产出气利用及处理问题,陆相油藏条件下实现注气技术大幅度提高采收率,需要大孔隙体积倍数的气体驱替,必然带来大量产气的问题,目前产出气的处理、回注等技术研究滞后。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术目的在于提供一种能根据开发时期的不同采用相应的处理方式并在开发中期有效分离CO2和CH4的一种减氧空气驱油井采出气处理系统及方法。
[0005]本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]一种减氧空气驱油井采出气处理系统，包括依次通过管道连接的脱水单元、脱烃单元、加压吸附真空解吸单元和回注增压单元；所述加压吸附真空解吸单元包括通过管道连接的CO2吸附塔和CH4吸附塔，CH4吸附塔的底部通过管道连接到回注系统，CH4吸附塔的上端通过管道连接有CH4真空泵，CH4真空泵的另一端通过管道连接至燃料系统，CH4吸附塔的出口管道、CH4吸附塔的进口管道、CH4吸附塔与CH4真空泵之间的管道上均安装有阀门。
[0007]由于采用减氧空气驱进行油井采出气处理时，采出气中含可燃气体、CO2、O2、N2，且开发前后期组分变化大。开发中期CO2略微上升，但是随着大孔隙体积倍数的气体驱替，导致N2含量会出现大幅上升，含量最高可达到90％左右，此时的伴生气热值已不能满足最低热值要求；由于可燃气体存在，直接增压回注可能会达到爆炸极限而发生爆炸；采出气的非甲烷总烃超标更不能直接进行排放。因此，现有的适用于含水采油的工艺系统无法适用于减氧空气驱油井采出气处理。
[0008]本专利技术在脱烃单元之后增设加压吸附真空解吸单元，在开发中期(第3～8年期间)，加压吸附真空解吸单元对气体中的CO2进行吸附并通过真空解吸后放空，并对气体中
的甲烷进行吸附并通过真空解吸后排入燃料系统。并且，开发中期分离出CO2和CH4后的富氮气能回注到油藏。
[0009]而开发初期(第1～2年期间)，采出气中CO2、N2含量均较少，油井伴生气的热值可以满足《天然气》(GB/T 17820)的热值要求，伴生气经过脱水脱烃后直接作为燃料气进入管网使用。在开发后期(第9年以后)，采出程度达到极限情况，采出气中N2含量上升至95％以上后，采出气脱水脱烃后直接回注成为可能，但需要严格验算采出气的爆炸极限和临界氧含量，确保安全的基础上方可直接回注。
[0010]随着减氧空气驱的实施，油田已建的含水采油的处理工艺已不能满足油藏开发的需要，通过本专利技术可以在大幅利用已有设施的条件下，将已建工艺转变为适合含气采油的工艺技术。通过该组合工艺，可以有效解决油藏大孔隙体积倍数的气体驱替后带来大量产气的问题,解决以往项目运行中存在的节能、环保等问题。
[0011]作为本专利技术的优选方案，所述CO2吸附塔的进口还通过管道连接有CO2真空泵，CO2真空泵的另一端通过管道连接至放空系统，CO2吸附塔出口管道、CO2吸附塔进口管道、CO2吸附塔与CO2真空泵之间的管道上均安装有阀门。
[0012]作为本专利技术的优选方案，所述CO2吸附塔和CH4吸附塔的数量均为两个。两个CO2吸附塔并联，两个CH4吸附塔并联，提高吸附量。
[0013]作为本专利技术的优选方案，所述脱水单元包括采出气管线和排出气管线，采出气管线与排出气管线之间分别连接有第一吸附塔和第二吸附塔；还包括再生气加热器，再生气加热器的进口通过管道与排出气管线连接，再生气加热器的出口连接有再生管线，再生管线分别通过管道与第一吸附塔的下端和第二吸附塔的下端连接；还包括再生气回流单元，再生气回流单元的进口端分别通过管道与第一吸附塔的上端和第二吸附塔的上端连接，再生气回流单元的出口端通过管道与采出气管线连接；所述排出气管先线与再生管线之间连接有冷吹管线；所述第一吸附塔的进口管线、第一吸附塔的出口管线、第二吸附塔的进口管线、第二吸附塔的出口管线、再生气加热器的进口管线、再生管线与第一吸附塔下端之间管线、再生管线与第二吸附塔下端之间管线和冷吹管线上均安装有阀门。
[0014]第一吸附塔和第二吸附塔分别处于吸附状态和再生状态，并依次循环切换。第一吸附塔为吸附状态时，采出气管线将采出气排入第一吸附塔，第一吸附塔吸附气体中的水分后从排出气管线排到脱烃单元。第二吸附塔处于再生状态，第一吸附塔排出气体的一部分排入再生气加热器。经再生气加热器加热后的再生气排入第二吸附塔内，对第二吸附塔进行热吹，从而第二吸附塔内的水分能被吹走，使其重新具有吸附能力。热的再生气经再生气回流单元处理后回流到采出气管线，并重新进入第一吸附塔进行吸附处理。对第二吸附塔热吹一端时间后，关闭再生气加热器的进口管线的阀门，打开冷吹管线上的阀门，则第一吸附塔排出气体的一部分经冷吹管线排入第二吸附塔，对第二吸附塔进行降温，保证使用第二吸附塔进行吸附时排出气体不至于温度过高，使其满足管线温度要求。
[0015]作为本专利技术的优选方案，所述再生气回流单元包括依次通过管道连接的再生气冷却器、再生气分离器和再生气压缩机，再生气冷却器的进口端分别通过管道与第一吸附塔和第二吸附塔连接，再生气压缩机的出口端通过管道连接至采出气管线。
[0016]再生气回流单元能对再生气进行冷却，避免回流到采出气管线并重新排入第一吸附塔的气体温度过高。再生分离器能将再生气中的水分进行分离，避免水分重新进入脱水
单元。再生气压缩机能将再生气进行压缩，保证气压满足要求。
[0017]作为本专利技术的优选方案，所述脱烃单元包括预冷换热器，预冷换热器上分别设置有热源进口、热源出口、冷源进口和冷源出口，热源进口通过管道与脱水单元连接，热源出口通过管道连接有丙烷制冷单元，丙烷制冷单元的另一端通过管道连接有低温分离器，低温分离器的气相出口通过管道与预冷换热器的冷源进口连接，预冷换热器的冷源出口通过管道连接至CO2吸附塔，低温分离器的液相出口通过管道连接至原油系统。
[0018]经脱水的气体进入预冷换热器的热源通道，热源气体与预冷换热器内的冷源气体进行预冷换热。换热后的气体经过丙烷蒸发器，并与丙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种减氧空气驱油井采出气处理系统，其特征在于，包括依次通过管道连接的脱水单元(1)、脱烃单元(2)、加压吸附真空解吸单元(3)和回注增压单元(4)；所述加压吸附真空解吸单元(3)包括通过管道连接的CO2吸附塔(31)和CH4吸附塔(32)，CH4吸附塔(32)的底部通过管道连接到回注系统，CH4吸附塔(32)的上端通过管道连接有CH4真空泵(33)，CH4真空泵(33)的另一端通过管道连接至燃料系统，CH4吸附塔(32)的出口管道、CH4吸附塔(32)的进口管道、CH4吸附塔(32)与CH4真空泵(33)之间的管道上均安装有阀门。2.根据权利要求1所述的一种减氧空气驱油井采出气处理系统，其特征在于，所述CO2吸附塔(31)的进口还通过管道连接有CO2真空泵(34)，CO2真空泵(34)的另一端通过管道连接至放空系统，CO2吸附塔(31)出口管道、CO2吸附塔(31)进口管道、CO2吸附塔(31)与CO2真空泵(34)之间的管道上均安装有阀门。3.根据权利要求1所述的一种减氧空气驱油井采出气处理系统，其特征在于，所述CO2吸附塔(31)和CH4吸附塔(32)的数量均为两个。4.根据权利要求1所述的一种减氧空气驱油井采出气处理系统，其特征在于，所述脱水单元(1)包括采出气管线(11)和排出气管线(12)，采出气管线(11)与排出气管线(12)之间分别连接有第一吸附塔(13)和第二吸附塔(14)；还包括再生气加热器(15)，再生气加热器(15)的进口通过管道与排出气管线(12)连接，再生气加热器(15)的出口连接有再生管线(16)，再生管线(16)分别通过管道与第一吸附塔(13)的下端和第二吸附塔(14)的下端连接；还包括再生气回流单元(17)，再生气回流单元(17)的进口端分别通过管道与第一吸附塔(13)的上端和第二吸附塔(14)的上端连接，再生气回流单元(17)的出口端通过管道与采出气管线(11)连接；所述排出气管先线与再生管线(16)之间连接有冷吹管线(18)；所述第一吸附塔(13)的进口管线、第一吸附塔(13)的出口管线、第二吸附塔(14)的进口管线、第二吸附塔(14)的出口管线、再生气加热器(15)的进口管线、再生管线(16)与第一吸附塔(13)下端之间管线、再生管线(16)与第二吸附塔(14)下端之间管线和冷吹管线(18)上均安装有阀门。5.根据权利要求4所述的一种减氧空气驱油井采出气处理系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：马建波，孙明，程建文，张霆，孙益杰，冯岑岑，程颖哲，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：