SZG石油熱采注氣機

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產品簡介

SZG石油熱采注氣機是利用燃燒學、 流體力學、傳熱學、工程熱力學的原理及其工程技術、產生高溫、高壓(溫度150~350℃,壓力16~20MPa)混合氣並直接注入油層,用於熱 力開采石油的新技術、新設備。該設備可車載,轉場方便,用電腦監控,可機械化自動運行,能替代或補充目前鍋爐單注水蒸汽的傳統工藝,也可單注熱水,廣泛適應油田開采石 油的需要。該設備為節能、環保產品,可顯著提高石油采收率,降低投入與運行成本,近幾年先後在遼河、大慶、延安、勝利、吉林、華北等油田使用,取得良好效果。

開發簡介

2000年,地處江蘇的新陽光機械製造有限公司,以提高石油采收率、降低開采成本為目的,聘請了一批石油熱采及熱能工程專家教授組成了開發隊伍,吸取國內外石油熱采技術的經驗,運用流體力學、氣體動力學、熱力學、燃燒學等各學科的先進成果,於2001年開發完成石油熱采注氣機樣機,同年投入了遼河油田工業化試驗取得成功。

近四年來,先後通過兩代石油熱采注氣機的開發、試驗、改進和試用,證明其工作原理、熱采工藝是成功的,並取得一定成效。它填補了國內石油中後期開采的技術空白,為石油油藏開采方式的轉換提供了有效的途徑,同時也為熱采技術的擴大應用打下了基礎。

  • 2000年1月 技術調研
  • 2000年6月 樣機設計
  • 2000年11月 樣機試製
  • 2001年6月 樣機完成廠內調試
  • 2001年10月 樣機在遼河油田試驗成功
  • 2001年12月 樣機改進設計、試製
  • 2002年6月 完成第一代產品SRZ石油熱采注氣裝置(機)
  • 2002年7月 通過機械工業通用機械產品檢測所檢測
  • 2002年8月 同時通過江蘇省新產品鑒定、蘇州市科技成果鑒定
  • 2002年10月 被確認為江蘇省高新技術產品
  • 2003年8月 改進開發完成第二代產品SZG石油熱采注氣機
  • 2003年10月 通過太倉市產品質量監督檢驗所檢測
  • 2005年8月 又改進開發了第三代產品SZG石油熱采注氣機
  • 2007年3月 獲得國家質量監督檢驗檢疫總局特種設備生產許可證

規格性能

  • 注氣流量
  • 注氣壓力
  • 注氣溫度
  • 注氣成分
  • 500m³/h
  • 16~20MPa
  • 150~300℃
  • 水蒸氣≈50.9% 氮氣≈41.4%

主要結構

該設備主要由氣體發生器、高壓空氣、油、水供給係統、全自動電腦監控係統及機箱等組成。
整機設備納入兩個鋼製機箱內,其中一個箱內安放空壓機,另一個固定安裝氣體發生器、水泵、油泵、微機控製室及油箱、水箱、計量器、水處理裝置等其它附件。整機以機箱為單元,可整體吊裝,隨時轉場,並安放在井口向井下直接注氣。機箱設置保暖與通風機構,具備良好的野外作業條件。

原理作用

本工藝主體設備為混合氣體發生器,主要由燃燒室和混合室構成,在燃燒室中以柴油為燃燒劑、空氣為氧化劑,在高壓條件下點火燃燒,形成高溫氣體,再噴入混合室與噴入的高壓水摻混,通過熱交換產生水蒸氣、氮氣和二氧化碳的混合氣,在高溫、高壓下高速注入油層,以增加油層內壓力和熱能。
以本注氣機向油層注入高溫、高壓混合氣,可對石油熱采產生三大作用:熱力、壓力和其他物理化學作用。由該注氣機向油層輸注高溫、高壓的混合氣作為驅油介質,注入體積非常大,波及範圍廣,具有彈性,驅替作用強,可較快提高地層壓力:同時輸入氣體溫度高,特別是含有相當比例的不凝氣體N2和CO2,可有效降低原油粘度,增加原油流動性。國內外專家的研究表明混合氣各種組分的物理化學作用十分有利於石油的采收。

氮氣的作用

1.高壓不凝氣體氮氣可在井周圍形成一較大區域,並具有彈性,能驅替殘餘油,有效驅動地層中的原油及冷凝油,使其迅速地返排出來;
2.氮氣在含油層中與原油中蒸發出的輕組分組成混相,在油氣界麵附近形成混相帶,從而降低原油的粘度。
3.氮氣與地下水和其他物質作用,產生一定數量的泡沫,有效地堵塞高滲透地通道,並作為熱媒體使熱能得到充分利用,從而提高油並排量。

二氧化碳的作用

部分二氧化碳遇水可形成弱酸,可改善油層岩石的空隙結構,與原油混相可以改變流體性質,同時二氧化碳能從岩石顆粒表麵洗下油膜,改善毛細管滲吸作用和使油水移動而增加麵積、體積的波及範圍。研究表明,一般二氧化碳可使原油粘度降低到1/10~1/100。國內某油田采油工藝研究院物模試驗表明,以注水蒸氣加二氧化碳比單注水蒸氣其 原油采收率提高約25%。

混合氣在地層內的重力分異作用

由於氣態的氮氣、二氧化碳和儲層內稠油的比重差,產生重力分異作用,加上經曆多次蒸氣吞吐熱采後,剩餘油主要分布在油層頂部中、低滲透部位,通過這種重力分異作用就可以擴大氣體的波及範圍,使氣體和熱量在油層內重新分布,增加油藏流體之間的熱交換效果,從而充分挖掘這部分剩餘油。

注入氣體體積大,可較快提高地層壓力

一台注氣機產生的混合氣注入地下形成的體積,約為一台23噸蒸汽鍋爐注入蒸汽的1.5倍。由於大量高氣壓氣體存在,具有明顯的彈性作用,可增加對地層流體的 驅動能力。
綜合以上作用,由注氣機通過中心油並將混合氣注入地層,輸注熱能,保持一定的地層壓力,經過一定的生產周期後,再進行一次或若幹次上述工藝過程。經曆多次重複以後,油藏在保持一定壓力水平下開采,實現開采方式轉換,從而使油田比現有單注蒸汽的傳統工藝獲得更高的石油采收率。

主要特點

采用本注氣機注混合氣,與目前采用的高壓鍋爐單注蒸汽相比,有以下特點:

  • 注入的混合氣溫度高,熱力擴散範圍大
  • 氣體壓力高,為采油提供了強大的驅動力
  • 混合氣組分有利於原油降低粘度
  • 采收率與原油產量約可提高20%
  • 設備費用低,加上不需要井網間管道,投資大為降低
  • 熱效率高,具有顯著節能效果
  • 能耗低,日常運行費用低
  • 采用電腦自動監控,方便可靠,可機械自動化操作

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