[发明专利]注汽锅炉烟气注入系统及方法

说明书

本发明公开了注汽锅炉烟气注入系统及方法，系统包括：烟气余热回收装置，所述烟气余热回收装置的进口连接注汽锅炉的烟气出口；烟气除氧装置，所述烟气除氧装置的进口连接烟气余热回收装置的出口；烟气冷却装置，所述烟气冷却装置的进口连接烟气除氧装置的出口；湿式电除尘器，所述湿式电除尘器的进口连接烟气冷却装置的出口；初级烟气压缩机，所述初级烟气压缩机的进口连接湿式电除尘器的出口；缓冲罐，所述缓冲罐的进口连接初级烟气压缩机的出口。本发明解决的就是将注汽锅炉对流换热完毕后的出口烟气，通过烟气冷凝、引烟、烟气除氧、烟气二次冷却、除尘脱水、初级增压、烟气冷冻脱水、二次增压直至注入井下整个全工艺过程的实现。

技术领域

本发明涉及油田注汽锅炉技术领域，具体地说是注汽锅炉烟气注入系统及方法。

背景技术

目前油田各大油田稠油开采优先采用的是注汽锅炉产生饱和蒸汽注入井下，利用蒸汽的热量降低稠油粘度，提高稠油采收率。目前在用注汽锅炉的主要燃料为天然气，锅炉燃烧产生的烟气中主要成分为氮气、二氧化碳、水蒸气，另外还有少量的氧气、氮氧化物及惰性气体。由于二氧化碳和氮氧化物都属于国家环保标准控制的污染物，因此锅炉烟气的排放也造成了一定的空气污染。

经过多年的试验研究和现场应用证明，氮气以及二氧化碳如果注入底下油井产油开采区域，可有效提高原油的开采效率，其主要原理是：

二氧化碳驱油过程其主要机理为：

a使原油体积膨胀；

b降低原油粘度；

c多级混相驱油；

d降低界面张力；

e蒸发原油中间烃组分；

f形成溶解气驱；

g二氧化碳+助排剂起调剖作用，提高蒸汽吞吐效果。

氮气提高原油采收率原理：

a保持地层压力，延长吞吐周期

b起助排作用，提高回采水率

c扩大油层加热带，提高波及体积,增加弹性气驱能量，降低界面张力

d油套环空注氮气起隔热作用，降低热损失，保护套管

e注蒸汽、氮气加化学溶剂，阻力因子增大，具有调剖作用，提高蒸汽驱采收率。

因此，利用锅炉烟气中含有大量的氮气、二氧化碳的特点，在去除掉氧气、水分后，将锅炉烟气注入井下以提高原油采收率，已经成为一项新的驱油增产技术，以下简称为锅炉烟气注入工艺。

锅炉烟气注入工艺中，主要需解决好三个技术关键：

一是烟气降温

将烟气注入井下，须逐步对烟气进行增压，直至增压至井下底层压力，通常超过15MPa,在烟气逐级压缩过程中会放出大量的热量，不仅使烟气压缩能效下降，而且，压缩机也会因高温而不能正常工作，使整个烟气压缩过程不能正常进行。因此，必需对原本就达到120-140℃的烟气进行降温，使烟气降到能够进行初级压缩的40℃左右。

二是烟气脱水

烟气中在冷却过程中，当低于100℃以下，烟气中的饱和水蒸汽就会以固态水方式析出，这些水分如进入烟气压缩机，将导致压缩机根本无法正常工作。

三是烟气增压

通常伴随着烟气的降温、脱水，逐级将烟气压力增压至井下底层压力，通常超过15MPa。

目前，锅炉烟气注入工艺为采油增产新工艺方法，尚处于工艺研究、理论完善、测试试验阶段。因此无完整的相关技术成果。