利用太阳能进行石油开发的工艺技术

摘要

一种利用太阳能进行石油开发的工艺技术,分为有光期生产工艺流程和无光期生产工艺流程。主要是自联合站1的来水经太阳能接收蓄存装置2和太阳能集热管束5加热后,注入地层。本发明的优点在于通过采用太阳能对注水进行加温,起到提高油层温度降低原油粘度,提高油层压力,逐步提高产液温度,可以把机械采油改为自喷采油,因此可以节约电能和燃料;石油增产效益明显,社会效益是由于燃烧量的降低,可减少二氧化硫和烟尘对大气的污染。

说明书

本发明属于石油开发领域，尤其指在石油开发中对太阳能利用。

在常规的石油开发中许多油井由原来的自喷井改为机械采油井，还有许多油井开始就进行机械采油，这两种情况均因油层的能量不足所致。对油层注水是增加油层能量的方法之一，目前最广泛采用的是低温注水，即对水不加温注入油层，即使注入脱出的热水，但该水经过不保温的埋地管线到达注水井时，水的年平均注入温度应相同于当地的年平均地温。以京北各油田为例，根据该区段的地温资料，无论注水泵输出的温度多高，水经过不保温的埋地管线到达注水井的年平均温度都不会超过15℃。当注入的低温水在油层中进行热交换后，油气水从油井采出回到联合站时，对于再次被脱出的污水来说，是完成了一次注采循环，对于油层来说，是进行了一次降温过程。由于这种循环是连续的，从整体上看没有明显的周期，但有一点可以肯定，就是油层中通过的低温水量越大，油层的温降速度越快，或者说随着低温水注入油层量的逐步增多迫使油层温度渐渐地向低温水的温度靠近，这种循环的携油效果很低。这是因为当低温水通过注水井管柱注入油层时，热交换也随之开始，如果原油凝固点高于水的温度，油水接触面会因热交换因素形成一层凝固的油膜，这层凝固的油膜凭借微小孔隙的岩层足以承受几十Mpa的压强，可导致开始注不进水；随着时间的延长，地温会把这层凝固的油膜溶解，在强大的压力作用下，注入水会在凝固油膜破裂的瞬息迅猛推进，岩层会因突发性压力和温度的突变产生裂缝，这种裂缝如果波及到临近油层的岩层，则会导致无功注水。混合流体最难走的路是富油区，因为低温流体每遇到原油都要经过凝固、堵塞、溶解和通行几个步骤，其次是贫油区，最喜欢定的路是裂缝。如果油水井之间有许多裂缝连通，则这些裂缝必将成为以水为主的混合流体的通道，这些通道与并联管路有相似之处，它们都有被凝堵、蜡堵的可能，只要不受固体物质堵塞，都有被溶解开通的机会。通道与通道之间包围着大面积的油田，开采这些油田的主要方法是拓宽通道，对于低温驱动的最快拓宽进度，就是依靠地温反复溶解被堵塞的通道，这是高含水低产出的原因。如果把所有注入水进行加温并对注水管线都进行保温，使到达井口的水温达到100℃以上，燃料要耗去10～20％的产量和大量建设投资，并且实现的难度极大。

本发明的目的在于提供一种利用太阳能作为石油开发中的主要能源的工艺技术，即利用太阳能对注入油井的水进行加温。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案是：该工艺技术分为：有光期生产工艺流程和无光期生产工艺流程，

其中有光期生产工艺流程：

联合站1来水流经阀门进入太阳能接收蓄存装置2，在该装置中来水被加热至60～90℃，该热水经阀门和阀门进入注水泵3，经该注水泵加压后，再经阀门和阀门进入太阳能集热管束5，该水在该太阳能集热管束中再加热至120～300℃后，至注水井(6)进入地层，地层中的产液从油井7经集输管8被输送到联合站9中。

无光期生产工艺流程：

太阳能接收蓄存装置2所储存的热水经阀门和阀门进入循环泵4，经该循环泵加压后，再经阀门和阀门进入备用加热炉10加热，流出后经阀门进入太阳能集热管束5，或从阀门出来后经阀门进入太阳能集热管束5，该水到注水井6井口后，再经太阳能集热管束5和阀门和阀门回太阳能接收蓄存装置2；同时油层中靠有光期储存的油气水从油井7经集输管8回联合站9。

这种工艺技术的生产流程及工作原理是：有光期时，把自联合站1预注入的水经太阳能接收蓄存装置，进行第一步加温到60～90℃，之后通过注水泵3加压外输，在经过太阳能集热束中的注水管时，注入水进行着第二步升温，到达注水井井口时温度可达120～300℃，经注水井高热阻管柱进入油层，在油层中与油层中的物质进行热交换。热交换的结果，一是不可能出现油层中的原油遇冷凝固注不进水的因素；二是根据原油温度上升粘度下降的特性，并结合油层内部水平经向渗流通用公式分析认为，原油的粘度越低产量越高；三是根据物质热胀冷缩的特性，油层内的物质遇热将膨胀，并导致注水井周围的地层压力上升，结合油层内部水平经向渗流通用公式分析认为注水井周围的地层压力越高产量越高；四是根据水驱油最终采收率计算公式分析，油层温度升高原油粘度下降，势必导致最终采收率的上升；五是对于常规开发工艺技术认为没有开采价值的稀薄油层、稠油层和贫油油田等，采用该工艺技术开发则有开采价值，因为太阳能直接利用于石油开发是高效和廉价的，所以该项发明可以增加地球上石油开发的可采储量。

本发明的优点在于通过采用太阳能对注水进行加温，起到提高油层温度降低原油粘度，提高油层压力，逐步提高产液温度，可以把机械采油改为自喷采油，开发中期即可取消备用加热炉，因此可以节约电能和燃料；石油增产效益明显，可以增加原油产量、提高采油速度、提高最终采收率和增加可采储量；由于采油速度的提高管理效益将随其提高；社会效益是由于燃烧量的降低，可减少二氧化硫和烟尘对大气的污染，由于修井作业量的降低，污水排放量相对减少，使农田、草原及水源等污染程度下降；此外经过测算分析工程造价也相对降低，主要发生在取消三抽设备。不设接转站和计量站等项投资。

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图l、本发明工艺流程图。

实施例：

首先建立太阳能接收蓄存装置2，该装置为方形组合建筑物，有一组边平行于纬线，是由基础、承抬梁、墙、底部集热板和顶部透光板等组成的全封闭结构，底部集热板和顶部透光板之间设有支撑拉结柱，在透明盖板的上部设卷展式防护帘。

该工艺技术分为：有光期生产工艺流程和无光期生产工艺流程，

其中有光期生产工艺流程：

联合站1来水流经阀门进入太阳能接收蓄存装置2，在该装置中来水被加热至60～90℃，该热水经阀门和阀门进入注水泵3，经该注水泵加压后，再经阀门和阀门进入太阳能集热管束5，该水在该太阳能集热管束中再加热至120～300℃后，至注水井(6)进入地层，地层中的产液从油井7经集输管8被输送到联合站9中。

无光期生产工艺流程：

太阳能接收蓄存装置2所储存的热水经阀门和阀门进入循环泵4，经该循环泵加压后，再经阀门和阀门进入备用加热炉10加热，流出后经阀门进入太阳能集热管束5，或从阀门出来后经阀门进入太阳能集热管束5，该水到注水井6井口后，再经太阳能集热管束5和阀门和阀门回太阳能接收蓄存装置2；同时油层中靠有光期储存的油气水从油井7经集输管8回联合站9。