[发明专利]一种直流注汽锅炉及提高稠油采收率的注汽方法

说明书

本发明公开了一种直流注汽锅炉及提高稠油采收率的注汽方法，该锅炉包括壳体、燃料管线、空气管线、燃烧器、蒸发管线、隔热墙、烟气收集伞、烟气排出管线、蒸汽排出管线及进水管线，隔热墙与烟气收集伞分设壳体内两端，蒸发管线沿壳体内壁盘旋或环绕设置与隔热墙及烟气收集伞围成辐射段，燃料管线及空气管线伸入壳体与燃烧器连接，且燃烧器喷嘴朝向辐射段，烟气收集伞与烟气排出管线连接，蒸汽排出管线或进水管线套装于烟气排出管线外，进水管线、蒸发管线及蒸汽排出管线依次连接；上述直流注汽锅炉仅保留了辐射段，燃料在壳体内高压燃烧，产生的烟气不对空排放，有效提高锅炉热效率，减少排放，降低环境污染。

技术领域

本发明涉及稠油注蒸汽开采技术领域，特别涉及一种直流注汽锅炉及提高稠油采收率的注汽方法。

背景技术

稠油在世界油气资源中占据了很大的比例。目前稠油开采以热力开采技术为主，主要包括蒸汽驱、热水驱、蒸汽辅助重力泄油(SAGD)和蒸汽吞吐等技术，而蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油(SAGD)和蒸汽吞吐技术都是通过向油层内注入蒸汽实现的。蒸汽吞吐在中国的应用十分广泛，中国大部分的稠油产量是通过蒸汽吞吐技术获得的，为了提高蒸汽吞吐效果，研究人员对蒸汽吞吐进行了技术改进：蒸汽+注剂吞吐，注剂主要有非凝结气(氮气、天然气、烟道气及CO₂等)、轻质油、表面活性剂(高温泡沫剂)等，该方法通过注剂发挥多种驱油作用，综合提高稠油油藏的采收率。其中目前应用蒸汽+ 非凝结气的技术中，应用非凝结气的着眼点在于非凝结气和地层油相互作用来提高采收率，非凝结气用量极少，其摩尔分数均低于0.1。

直流注汽锅炉是目前国内外稠油开采的专用设备。目前，直流注汽锅炉热效率为85％-90％左右，排烟热损失是直流注汽锅炉各项热损失中最大的一项，在全部热损失中的比例达到85％左右。中国油田热力采油的注汽量、CO₂排放量巨大，仅胜利油田年均注汽量900万吨以上，以天然气为燃料计算，烟道气中CO₂排放量6.6亿标方/年以上，水蒸气排放量100万吨/年以上。CO₂是主要的温室气体，燃料燃烧产生的氮、硫氧化物污染环境。同时，目前直流注汽锅炉出口蒸汽干度仅0.7-0.75左右(仅有少部分锅炉蒸汽干度接近100％)，深度1000米左右的注汽井井底蒸汽干度仅0.3-0.4左右，蒸汽在油层内的热波及体积有限，致使蒸汽吞吐采收率较低，目前国内很多稠油井经过多轮次蒸汽吞吐开发后已经逼近或低于蒸汽吞吐开采盈亏平衡点，因此亟需寻找一种稠油井多轮次蒸汽吞吐后的提高采收率的接替技术。

综上所述，热力采油是稠油开采的主导技术，目前油田应用直流注汽锅炉热力采油存在热效率低、污染环境、井底蒸汽干度低、蒸汽吞吐采收率低等弊端。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种直流注汽锅炉，以达到提高直流注汽锅炉的热效率，降低环境污染的目的。

本发明的第二个目的在于提供一种基于上述直流注汽锅炉并用于提高稠油采收率的注汽方法，以达到提高井底蒸汽干度，降低蒸汽饱和蒸汽压，利用非凝结气大幅度提高稠油采收率的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种直流注汽锅炉，包括壳体、燃料管线、空气管线、燃烧器、蒸发管线、隔热墙、烟气收集伞、烟气排出管线、蒸汽排出管线以及进水管线，所述隔热墙与所述烟气收集伞分别在所述壳体内靠近所述壳体两端设置，所述蒸发管线沿所述壳体内壁盘旋或者环绕设置且所述蒸发管线与所述隔热墙以及所述烟气收集伞围成辐射段，所述燃料管线以及所述空气管线伸入所述壳体内与所述燃烧器连接于所述隔热墙远离所述烟气收集伞的一侧，且所述燃烧器的喷嘴通过所述隔热墙上的透火孔朝向所述辐射段，所述烟气收集伞的出口与延伸至所述壳体外的所述烟气排出管线连接，所述蒸汽排出管线或者所述进水管线套装于所述烟气排出管线外，所述进水管线、所述蒸发管线以及所述蒸汽排出管线依次连接。