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汽氮混注稠油开采增产方法及专用装置


技术摘要:
本发明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  全部
背景技术:
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。
技术实现要素:
本发明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。 本发明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。 下面是对上述发明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。 本发明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。 3 CN 111577226 A 说 明 书 2/4 页 下面是对上述发明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。 本发明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为本发明实施例3的工艺框图。 附图2为本发明实施例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。
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