【技术实现步骤摘要】
CO2驱油埋存过程采出气自循环捕集回注撬装装置及方法
[0001]本专利技术属于气驱采油
，尤其涉及
CO2驱油埋存过程采出气自循环捕集回注撬装装置及方法
。
技术介绍
[0002]注
CO2是一种高效的气驱采油方法，
CO2将会成为未来各大油田的主要气源
。CO2‑
EOR
主要有两个机制，一
、CO2对原油具有良好的溶胀能力，在与原油充分接触后能够以小气泡的形式分散在油相中，使原油膨胀，从而提高原油的弹性能
、
提高采收率
。
二
、
当
CO2压力大于
7.39MPa
且温度大于
31.3℃
后，
CO2进入超临界状态，气相密度大幅度提高，具有一定的液相特征，对原油中的轻质组分具有较强的萃取能力，能够极大地降低两相界面张力，进而大幅提高原油采收率
。
[0003]CO2驱油封存是当前备受关注的研究方向，但在我国的矿场应用仍未广泛普及，主要原因是
CO2捕集运输和
CO2伴生气处理的成本较高
。
由于采出井伴生气的成分复杂且不同采出轮次的组分差异较大，导致
CO2伴生气的处理难度较大，对设备要求也相对高，若不进行集中回收处理，油井伴生气中的
CH4将会对环境造成破坏，加剧全球温室效应
。
[0004]有专家学者提出将
CO2的产出气回注，多次循环后达到驱油>‑
碳封存
‑
经济三位一体的效果，然而从现场施工来看
CO2产生气回注效果并不好，主要由于
CO2伴生气中
CH4含量过多，影响了超临界
CO2的液态性能，抑制了油气间作用效果，削弱了
CO2驱油
、
封存效率，造成了多方面不利影响，所以为提高伴生气驱油
、
封存效率并实现资源化利用，需要根据驱替周期和伴生气组分进行新的设备
、
工艺设计
。
[0005]针对上述问题，逐渐形成了伴生气膜分离技术，如中国专利文献
CN217431329U
提出的一种用于
CCUS
油田伴生气
CO2和轻烃回收装置，该装置包括气液分离模块及增压分离模块，采用多级增压多级模块进行分离，提高了
CO2的回收效率，回收了产出气中的轻烃组分，有效解决了
CO2驱注入过程中
CO2随伴生气采出而集中处理难的问题
。
但是由于膜分离技术需要高通量，需要较大的膜面积或多级模块才能达到回注工艺的需求，并且在分离工程中，气体中的
C2~C6轻质组分
、
固相颗粒
、
油脂均会附着在膜表面造成膜污染，使得膜分离效率降低，需要定期进行清洗更换，增加了作业成本
。
其次，膜分离后的
CH4难以进行有效利用，收集
、
建设管道成本较高，现场作业通常直接排放或点燃后排放，会对环境造成污染，加剧温室效益，当前，温室气体的合理回收利用及零排放是后续技术发展
、
产业升级的主要路线
。
[0006]中国专利文献
CN106761659A
提出了一种用于油田
CO2驱产出气回注的提纯液化工艺，其特点是利用多级压缩机增压与五级换热降温的方法，在实现产出气分离的同时，使
CO2液化
。
提纯液化后的产物若能达到作业要求则直接回注，若无法达到要求则需与高纯
CO2掺和回注
。
通过向采出气中掺入纯
CO2进行提纯，当
CO2的纯度达到注入浓度要求时，即可直接压缩注入，但掺和回注不仅需要源源不断的纯
CO2气源，还需要根据注入轮次调整掺和比例
。
当前的现场操作工艺较为繁琐，且设备难以实现精准
、
定量掺和，也未能从根本解决油
气两相偶极矩差异的问题
。
[0007]中国专利文献
CN104481472A
提出了一种
CO2驱产出气分离和回注一体化方法
。
该方法采用水合物驱油，将产出气中的重组分和
CH4分离，将剩余的
C2‑
C5和
CO2注入促进液中，控制其温度和压力可生成一种具有较高起泡能力的表面活性剂，从而兼具流度调控和洗油的作用
。
加入表面活性剂改善了油气两相的极性，极大地强化了两相作用效果，但其在原油中的溶解度较低，往往需要大量的助溶剂辅助溶解，这无疑增大了作业成本，并且现场试验也出现了一些问题，以混相溶剂法为主的注入方式只能在近井地带发挥效果，远井地带仍难以混相，需要以气溶胶的形式注入，在减少成本的同时，还能将药剂带入远井地带，但当前的加料设备相对简单，只能进行段塞式加料
、
注气，一次接触形成的气溶胶稳定性较差，难用于连续注
CO2开发领域
。
[0008]目前，国内对于
CO2驱伴生气的处理措施主要有三种：分离提纯
、
掺和纯
CO2回注以及加入化学剂调节
。
然而，这些单一的处理方法都存在一些限制，无法根据采出轮次产出气进行选择性处理，并且这些方法都需要使用大量的设备，修整困难，投资回报率低，无法满足资源利用和提高采收率的需求，也无法从根本上改善油气两相之间的极性差异
。
因此，亟需一种
CO2驱油埋存过程采出气自循环捕集回注撬装装置及方法，在能够实现资源利用的同时，还能选择性处理采出井伴生气，改善非纯
CO2对驱替效果的不利影响，持续强化油气两相的作用效果，实现温室气体零排放
。
技术实现思路
[0009]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种
CO2驱油埋存过程采出气自循环捕集回注撬装装置及方法，在实现资源化利用的同时，还能根据
CO2含量进行自动化处理，进一步强化
CO2驱油
‑
封存
‑
经济三位一体的效果，且适用于高山
、
沙漠
、
海上作业等复杂工况平台的连续生产
。
[0010]本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种用于
CO2驱全自动回收回注撬装装置，包括气液固分离模块
、
一级压缩模块
、
成分识别模块
、
掺和回注模块
、
气溶胶回注模块和二级压缩模块；所述气液固分离模块用于对输入流体进行气液固分离并对分离出的气体进行干燥，得到分离好的液体和干燥的气体；所述成分识别模块包括气体检测仓和设置在气体检测仓上的压力传感器
、CO2传感器和
CH4传感器；所述掺和回注本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种
CO2驱油埋存过程采出气自循环捕集回注撬装装置，其特征在于：包括气液固分离模块（1）
、
一级压缩模块（2）
、
成分识别模块（3）
、
掺和回注模块（4）
、
气溶胶回注模块（5）和二级压缩模块（6）；所述气液固分离模块（1）用于对输入流体进行气液固分离并对分离出的气体进行干燥，得到分离好的液体和干燥的气体；所述成分识别模块（3）包括气体检测仓（
31
）和设置在气体检测仓（
31
）上的压力传感器（
100
）
、CO2传感器（
32
）和
CH4传感器（
33
）；所述掺和回注模块（4）包括燃烧仓（
41
），所述燃烧仓（
41
）设置有供氧管道（
411
）和点火装置（
412
）；所述气溶胶回注模块（5）包括加料混合仓（
51
）和用于向加料混合仓（
51
）进行加料的雾化加料装置（
52
），所述加料混合仓（
51
）上设置有压力传感器（
100
）和药剂浓度传感器（
200
）；所述气液固分离模块（1）设置有流体注入口（
101
）
、
液体排出口（
102
）和气体排出口（
103
），所述气体排出口（
103
）与一级压缩模块（2）
、
气体检测仓（
31
）依次相连；所述气体检测仓（
31
）分别与燃烧仓（
41
）
、
加料混合仓（
51
）
、
二级压缩模块（6）的入口相连，所述燃烧仓（
41
）的出口通过管道与气液固分离系统（1）相连，所述加料混合仓（
51
）通过管道分别与二级压缩模块（6）的进口和出口相连，所述二级压缩模块（6）出口与加注管道（7）的入口相连；所述气体检测仓（
31
）与燃烧仓（
41
）
、
加料混合仓（
51
）
、
二级压缩模块（6）的入口之间的管道上以及所述二级压缩模块（6）出口与加注管道（7）
、
加料混合仓（
51
）之间的管道上均设置有控制阀
。2.
根据权利要求1所述的
CO2驱油埋存过程采出气自循环捕集回注撬装装置，其特征在于：所述气液固分离模块（1）包括自下往上依次连通设置的过滤装置（
11
）
、
冷凝装置（
12
）和干燥装置（
13
）；所述流体注入口（
101
）设置在过滤装置（
11
）上端，所述液体排出口（
102
）设置在过滤装置（
11
）下端
。3.
根据权利要求2所述的
CO2驱油埋存过程采出气自循环捕集回注撬装装置，其特征在于：所述气液固分离模块（1）还包括分离仓（
14
），所述流体注入口（
101
）
、
液体排出口（
102
）和气体排出口（
103
）均设置在分离仓（
14
）上，所述气体排出口（
103
）位于分离仓（
14
）上端；所述过滤装置（
11
）包括设置在分离仓（
14
）内部的多级筛网；所述冷凝装置（
12
）包括设置在分离仓（
14
）内部的冷凝管；所述干燥装置（
13
）设置在气体排出口（
103
）处
。4.
根据权利要求1所述的
CO2驱油埋存过程采出气自循环捕集回注撬装装置，其特征在于：所述掺和回注模块（4）还包括设置在燃烧仓（
41
）外侧的冷水腔（
42
），所述冷水腔（
42
）设置有进水管道（
421
）和出水管道（
422
）
。5.
根据权利要求1所述的
CO2驱油埋存过程采出气自循环捕集回注撬装装置，其特征在于：所述加料混合仓（
51
）
、
加注管道（7）和二级压缩模块（6）出口通过三通阀相互连接
。6.
根据权利要求1所述的
CO2驱油埋存过程采出气自循环捕集回注撬装装置，其特征在于：所述雾化加料装置（
52
）包括与加料混合仓（
51
）相连的存储装置（
521
）和与存储装置
（
521
）相连的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张超，余超，李兆敏，桑国强，李鹏飞，顾子涵，张德心，徐宫德，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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