[发明专利]富氧助燃稠油井注气系统及注气方法

说明书

本发明公开了一种富氧助燃稠油井注气系统及注气方法，包括燃料油管路、富氧空气管路、燃烧器及水供给系统；燃料油管路包括轻/重油一体式自加热油箱、切换阀及高压油泵；富氧空气管路包括气体混合器、空气压缩机、变压吸附式制氧机、氧气流量电磁阀、空气流量电磁阀及氧气浓度检测仪。本发明的富氧助燃稠油井注气系统利用重油、柴油、轻油、稠油作为燃料与制备的富氧空气燃烧，而本发明的富氧空气制备可以实现不同富氧浓度下注气量保持高负荷运行，因此，可以显著提高该系统注气效率，从而提高了燃烧效率和热焓值，并能减少燃烧器积碳，大幅度延长了设备使用寿命，极大地降低了运行成本。

技术领域

本发明属于采油工艺技术领域，具体涉及一种富氧助燃稠油井注气系统及注气方法。

背景技术

向油层注入饱和水蒸汽进行稠油热采是世界各国普遍采用的方法之一，分别向油层注入二氧化碳、氮气等也成为目前世界各国开展原油增产和提高采收率技术的新突破，并都已取得一定的采油效果和经济效益。高温高压复合热载体发生器通过密闭燃烧生成的复合热载体含高温的氮气、二氧化碳及水蒸气，并携带燃烧热量，该工艺技术复合热载体发生器的热效率为95％，通过注热管线全部注入油层，综合提高原油采收率和单井产能，零碳排放、节能环保。输出的复合热载体按照注入参数要求调节温度、流量及总量通过注热管道注入油层，综合提高采收率和单井产能。

由于复合热载体中，二氧化碳对原油具有溶解作用，氮气对原油具有弹性驱动作用，水蒸汽对原油具有热力作用，在现有基础上，仍可提高原油采收率10％以上。复合热载体不仅适用于稠油热采，同时也是作为接替技术我国三次采油新技术，我国适用三次采油的原油储量达数十亿吨以上，显然，如能将现有油田采收率提高1％，就等于又发现了一个大油田，其意义十分重大。同时复合热载体温度、压力、流量的可靠控制也成为低渗透油田，有效补充地层能量的可靠技术。

虽然现有的多元热流体采油工艺在使用中对提高稠油采收率起到了一定的效果，但是仍然存在以下问题：

1、柴油燃料成本较高，燃烧效率低，热焓值低，导致系统的水蒸气注气量无法达到最高值仅为设计值1/3；

2、现有多元热流体技术虽然可以原油为燃料，但主要是以轻质原油为燃料，然而此种多元热流体设备主要是针对稠油井进行注气，如果能够将采出的稠油经过简单处理直接作为燃料，那将极大降低燃料油成本以及燃料油运输成本；

3、纯氧柴油型复合热载体发生器系统，由于使用的是纯氧，原料气中没有氮气，导致复合热载体中仅有二氧化碳和水蒸气没有氮气成分，而氮气对提高原油采收率的作用已得到广泛认证。如：氮气的压缩膨胀作用能改变原油流动形态，增加原油流动性；氮气导热系数低，阻隔蒸汽向上覆盖岩层扩散，减少热损失,提高热利用率；氮气的压缩和膨胀作用能补充地层能量，维持系统压力等。

并且由于没有氮气的存在，二氧化碳的分压要增加许多，而二氧化碳对采油管道的腐蚀随着其分压的增加而显著加强。

4、现有PSA变压吸附富氧工艺，由于空压机和PSA制氧机是串联运行，富氧空气量随着氧气浓度的变化而出现较大的波动，注气总量无法满足高负荷运行，因而注气效率会降低。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种能适用轻油、柴油、重油、稠油等多种燃料的富氧助燃稠油井注气系统及注气方法，既能大幅度降低燃料油成本，又可以增加燃料的燃烧效率，同时又能保证注气量的高负荷运行。

为实现上述目的，本发明所设计的富氧助燃稠油井注气系统，包括燃料油管路、富氧空气管路、燃烧器及水供给系统；

所述燃料油管路包括轻/重油一体式自加热油箱、切换阀及高压油泵，所述轻/重油一体式自加热油箱的重油/稠油管路与所述切换阀的第一进油口相连，所述轻/重油一体式自加热油箱的轻油/柴油管路与所述切换阀的第二进油口相连，所述切换阀的出油口与所述高压油泵相连，所述高压油泵与所述燃烧器的进油口相连；