專利名稱：自生成多相氣體及蒸汽驅(qū)油采油工藝及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域是石油的開采技術(shù)石油被大規(guī)模開發(fā)開采的100多年來，世界的石油資源不斷開采消耗，面臨著石油資源不斷枯竭的危險。石油的開發(fā)開采成本不斷高漲，迫使人們不斷提高石油的采收率，以降低成本，節(jié)約資源。如注水采油，蒸汽吞吐等一次、二次采油技術(shù)；復(fù)合物/聚合物，CO2/N2氣注入等三次采油技術(shù)。特別是復(fù)合物/聚合物，CO2/N2氣注入等三次采油工藝技術(shù)的使用對高含水油田及稠油田有重要的作用。石油開采后期油層中的重質(zhì)油，粘度大，流動性差，蒸汽及聚合物化學(xué)開采作用有限，使大量石油資源無法開采。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，在大慶油田，高強(qiáng)度注水及聚合物注入開采后，油井中抽出物水的含量高達(dá)70～85％，因注水/蒸汽的開采技術(shù)的使用，每年有幾百口油井套管被腐蝕損壞，油田要耗費(fèi)大量的人力物力用于解決油水分離、油田廢水污染及套管的修復(fù)等問題。僅在大慶油田，每年蒸汽開采所耗用油料就達(dá)到100萬噸。據(jù)不完全統(tǒng)計，每年在全國油田蒸汽開采作業(yè)中就要耗用800～1000萬噸左右的原油，既浪費(fèi)了資源又造成了很大的環(huán)境污染。油田部門非常希望有一種高效、低成本的注氣/注蒸汽的工藝及設(shè)備。
目前油田采用的CO2/N2氣注井工藝，一般原理是原料氣體經(jīng)過地面處理，再經(jīng)過高壓多級壓縮機(jī)，將氣體緩慢注入油井內(nèi)，CO2/N2氣進(jìn)入油層后，逐漸地進(jìn)入油層溶解、膨脹，同時CO2氣體還能腐蝕巖石，使油層中的原油粘度降低，流動性增大，CO2/N2氣將原油從油層中置換出來，使產(chǎn)量增加，含水率降低。一般情況下采用三次采油工藝技術(shù)后，可使原油采收率提高5～15％左右。但油層中尚有30～50％左右的原油不能被開采出來。因此，人們采用多種手段來提高CO2/N2氣等的注氣效率。如蒸汽/CO2/N2聯(lián)合注井，水/CO2/N2聯(lián)合注井，聚合物/CO2/N2聯(lián)合注井等工藝技術(shù)來提高原油的采收率。參考資料期刊《鉆采工藝》《油氣采收率技術(shù)》書《聚合物和二氧化碳注井采油工藝》等上述工藝技術(shù)有許多的缺陷，一是CO2/N2氣源，要經(jīng)過復(fù)雜的處理才能應(yīng)用，如CO2/N2凈化、液化等，氣源生產(chǎn)成本高；二是大功率高壓壓縮機(jī)系統(tǒng)設(shè)備費(fèi)、使用費(fèi)、維護(hù)費(fèi)用高，注氣速度慢；三是進(jìn)行蒸汽/CO2/N2氣復(fù)合驅(qū)油工藝時，還需要加上一套高能耗的高壓蒸汽系統(tǒng)；四是氣源條件及高昂的設(shè)備費(fèi)及使用費(fèi)使CO2/N2氣注井工藝推廣使用有許多困難。
本發(fā)明的目的是開發(fā)一種簡單、低成本的自生成多相氣體及蒸汽驅(qū)油采油工藝及設(shè)備。使CO2注氣工藝廣泛地應(yīng)用在各油田中，降低含水率，降低生產(chǎn)成本，提高石油的采收率。
本發(fā)明的原理是利用一種新型的燃料，在復(fù)合燃燒器中燃燒產(chǎn)生CO2、H2、N2、蒸汽、熱能及高壓，同時將CO2、H2、N2、蒸汽、熱能及高壓注入油井中；燃燒泵不斷將特殊燃料泵入復(fù)合燃燒器中燃燒，產(chǎn)生CO2、H2、N2及熱能，水泵將水打入復(fù)合燃燒器中的水冷管中吸收熱能，產(chǎn)生蒸汽共同注井。特殊的燃料主要是由硝酸銨40～80％，焦粉/煤粉10～35％，蠟質(zhì)及油類10～30％，含水5～30％及催化劑1～5％等物質(zhì)構(gòu)成，經(jīng)過復(fù)配制成有流動性的，可泵送的，可自行燃燒的燃料。其中的化學(xué)反應(yīng)是。燃料在復(fù)合燃燒器中燃燒產(chǎn)生CO2、H2、N2氣，蒸汽在高溫高壓下快速進(jìn)入油層中，使原油溶解、膨脹、置換，原油的粘度降低，原油溶出；同時高壓也提高了地層的壓力，使石油的采收率大幅度提高。為了防止CO2腐蝕套管等設(shè)備，可以在注氣同時注入化學(xué)發(fā)泡劑及多種防腐制品。
本發(fā)明的復(fù)合燃燒器可直接安裝在井口基座上或井口合適的管匯排上。
根據(jù)上述原理及結(jié)構(gòu)，經(jīng)過一個3L的試驗器試驗，證明特殊燃料的配比例為硝酸銨40～80％，焦粉/煤粉10～35％，蠟質(zhì)及油類10～30％，水5～30％，催化劑1～5％。其燃燒特性較好，熱能利用率高。為了改進(jìn)氧化劑的氧含量，用液態(tài)空氣及液氧，對特殊燃料進(jìn)行助燃效果較好，關(guān)鍵是氣源及設(shè)備。燃料泵及水泵選擇柱塞泵、齒輪泵供應(yīng)燃料，燃燒效果較好。為了防止腐蝕可在水中加入化學(xué)發(fā)泡劑及防腐劑。
本發(fā)明的優(yōu)點一是注氣系統(tǒng)簡單，可組成流動的注氣驅(qū)油系統(tǒng)，一臺燃燒器車，一臺燃料泵車及一臺計算機(jī)自控/手控指揮車組成，可廣泛適應(yīng)油田，油田野外作業(yè)要求；二是注氣系統(tǒng)能夠快速形成CO2、H2、N2、蒸汽高能高壓注井，速度快，壓力高，可使氣體及蒸汽快速進(jìn)入油層中，更好地滿足注氣工藝的要求；三是系統(tǒng)能耗低，僅幾十千瓦，是現(xiàn)有CO2/N2注氣系統(tǒng)的幾十分之一，不用現(xiàn)有工藝所要求的復(fù)雜的氣源系統(tǒng)及各種多級高壓泵；四是氣驅(qū)、蒸汽驅(qū)有機(jī)結(jié)合成一體，極大的降低了復(fù)合驅(qū)油的能耗及工時消耗；五是工藝系統(tǒng)的設(shè)備成本低，作業(yè)成本低，能極大地提高三次采油的經(jīng)濟(jì)效益，使無法開采的稠油田開發(fā)成為可能。
權(quán)利要求
1.一種自生成多相氣體及蒸汽驅(qū)油采油工藝及設(shè)備，其特征是一種特殊燃料經(jīng)過燃料泵(2)輸入復(fù)合燃料器內(nèi)的燃料噴頭(4)中噴出，被環(huán)狀點火器(5)點燃，產(chǎn)生CO2，H2，N2，蒸汽，熱能等同時注入油井中驅(qū)油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種自生成多相氣體及蒸汽驅(qū)油采油工藝及設(shè)備，其特征是一種特殊燃料中含有硝酸銨40～80％，焦粉/煤粉10～35％，蠟質(zhì)及油類5～30％，含水10～30％及1～5％的催化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種自生成多相氣體及蒸汽驅(qū)油采油工藝及設(shè)備，其特征是系統(tǒng)設(shè)備由水泵及止回閥(1)，燃料泵及止回閥(2)，蒸汽調(diào)節(jié)閥(3)，燃料噴頭(4)，環(huán)狀點火器(5)溫度及壓力傳感器(6)，水冷管(7)及復(fù)合燃料器內(nèi)外殼(8)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明的自生成多相氣體及蒸汽驅(qū)油采油工藝及設(shè)備，是利用一種特殊的燃料，通過在復(fù)合燃燒器中燃燒產(chǎn)生CO
文檔編號E21B43/24GK1396373SQ0112044
公開日2003年2月12日 申請日期2001年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月16日
發(fā)明者賴志勤 申請人:賴志勤