CN1081286C

CN1081286C - 开采稠油的方法及微波裂解炉

Info

Publication number: CN1081286C
Application number: CN99120068A
Authority: CN
Inventors: 丁焰; 丁齐柱
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-11-22
Filing date: 1999-11-22
Publication date: 2002-03-20
Anticipated expiration: 2019-11-22
Also published as: CN1252486A

Abstract

本发明提出了一种用微波裂解石油生成轻烃开采稠油的方法及其小型化设备。其方法是将加热的原油通过本发明提出的微波裂解炉，在催化剂的作用下，裂解为轻烃，再用加压泵压入地下，稀释地下稠油，增加采油量。所用的小型化设备微波裂解炉是由微波源、波导管、耦合器、炉腔、保温层等组成。本发明的工艺设备简单、投资少、回采效率高、大小调整方便、能在油田就地完成。

Description

开采稠油的方法及微波裂解炉

本发明涉及到石油开采及加工的方法及设备，特别是用微波裂解石油生成轻烃开采稠油的方法及微波裂解炉。

石油是当今世界的主要能源形式之一，因石油开采是石油生产中重要的一环，所以石油开采的技术发展迅速。但目前的开采技术也有无能为力的地方。例如：地下的稠油就不易开采出来。据资料表明，地下石油开采率为40--80％，石油愈稠愈难开采。人们想了很多办法，提高稠油开采率。其中之一是热采法，用采出来的石油燃烧产生蒸气，将蒸气压入地下，加热稠石油使其流动性增加，便于开采。因蒸气的作用距离不远，地下压力高，高温蒸气也易变成水；因石油的憎水性，使水与石油接合不好，能源浪费大，需燃烧掉10％的采出油，设备投资大，这种热采法效果不十分理想。另一种方法是利用轻烃类物质能溶解稠石油增加石油流动性的特点，将其压入地下溶解稠石油，以便于开采。但由于轻烃价格高，运输不方便，不适于油田广泛应用。

本发明的目的是提出一种用微波裂解石油生成轻烃开采稠油的方法及其小型化设备。

本发明是这样实现的，它的流程为：将采出的部分石油，特别是稠油，泵送输入加热器内，将其加热到50--200℃，再送入一个或多个串联或并联的微波裂解炉内，在炉内催化剂的作用下，经微波裂解成轻烃。然后送入储存罐，再用注压泵压入地下，经过地下石油储层后，压入地下的轻烃在石油储层内与稠石油很好地结合溶解，形成流动性好的石油，能方便地被油井抽油机抽出。

稠油在催化剂的作用下，经微波裂解成轻烃的反应为： +CH₂＝CH₂+CH₃(CH₂)_mCH＝CH₂

加热的石油在微波裂解炉内流速为0.5--1.5米/分，温度为100-250℃，转换率约为30--70％。

微波裂解炉根据油田现场的情况可以采用串联或者并联的方式进行。并联可以提高处理量，串联可以提高裂解转换效率，当串联时其炉腔可以共用，做成一个整体结构。使用多个微波裂解炉，可以使每个微波源的功率做得较小。

微波裂解炉是由微波源、波导管、耦合器、炉腔、保温层组成。耦合器套在炉腔外面，耦合器的输入口用波导管与微波源的微波输出口相连接，在炉腔内放置一组或多组催化剂盘架，每组由左盘及右盘构成，中间设置一个安装孔，如多组使用时，可用拉杆将其联接起来，盘底设有若干个φ3--8mm过油孔。保温层敷设在炉腔及耦合器外面，以减少热量散失。耦合器与炉腔可以做成园形，也可以做成方形。

炉腔由炉头、炉体两部分组成。炉头呈锥形，其小端上设置有一进油口和一个或多个冲洗口及一个回油口。大端设有法兰，用螺栓与炉体联接。炉体呈酒瓶形状，在小端设有一反应混合油输出口和一个或多个冲洗口。炉腔、催化剂支架，拉杆等用对微波吸收小的介质材料，如：玻璃、陶器、塑料等材料制成。

本发明的设备简单、投资少、回采效率高、大小调整方便、能在油田就地完成。

下面以附图及实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的流程图。

图2为本发明的设备微波裂解炉组成示意图。

图3为本发明设备的微波裂解炉炉腔结构示意图。

图4为本发明设备的微波裂解炉成组使用示意图。

图5、6、7为本发明催化剂支架的示意图。

其中，1--微波源，2--波导管，3--耦合器，4--炉腔，5--出油口，6--进油口，7--炉头，8--保温层，9--催化剂盘架，10--盘架拉杆，11--炉体，12、13--冲洗口，14--微波炉支架，15--出油口，16、17--法兰，18、19--回油口，20--催化剂左盘，21--催化剂右盘，22--催化剂盘安装孔，23--过油孔。

本发明的方法流程如图1所示。主要由加热----输送----微波裂解----裂解物储存----压注----地层----油井抽油机抽油----轻烃回收装置，从图2可以看出本发明的轻烃回采的方法的系统及设备是由送油泵、加热器、微波裂解炉、裂解物储罐、压注泵、地层、油口抽油机、轻烃回收装置组成。从图2--5看出本发明轻烃回采方法的微波裂解炉由微波源[1]、波导管[2]、耦合器[3]、炉腔[4]、进油口[6]、出油口[15]、保温层[8]组成。其中炉腔[4]是由炉头[7]、炉体[11]组成。在炉体[11]内安装催化剂盘架[9]，催化剂盘架[9]由左、右两个园盘[20]、[21]组成，在催化剂左盘20]、右盘[21]的底部设有许多用于油流通过的过油孔[23]，孔径为φ3--8mm。多个盘架[9]用盘架拉杆[10]穿过催化剂盘安装孔[22]联接起来。炉头[7]的小端设置有进油口[6]和一个或多个冲洗口[13]及回油口[18]，在大端上设有法兰[16]，用螺栓与炉体[11]。在炉体[11]的锥形上设有一个或多个冲洗口[12]及回油口[19]。

图4所示成组使用的微波裂解炉其炉体[11]的两端用法兰[16]、[17]联接起来。

本发明所用的催化剂是含有能在微波下感受激发放电的微粒和粘合剂组成的疏松颗粒物。其中微波感受微粒为碳素物、金属、及氧化物的微粒。使用效果最好的是为木炭、炭黑、石墨等微粒。

如果对疏松颗粒催化剂经含镍、钼、铂等离子溶液浸泡后干燥处理，则裂解效果更佳，产生的气体物也少。

Claims

1、一种用微波裂解石油生成轻烃开采稠油的方法，它的流程为：将采出的稠油泵送输入加热器内进行加热，再经裂解步骤后送入储存罐，并用注压泵压入地下，经过地下石油储层后，压入地下的轻烃在石油储层内与稠石油很好地结合溶解，形成流动性好的石油，其特征在于：所述加热步骤将稠油加热到50--300℃，所述裂解步骤是通过一个或多个串联或并联的微波裂解炉来进行，在炉内催化剂的作用下，稠油经微波裂解成轻烃。

2、根据权利要求1所述的的用微波裂解石油生成轻烃开采稠油的方法，其特征在于加热的稠油在炉腔内的流速为0.5--1.5米/分，温度为100--250℃。

3、根据权利要求1所述的用微波裂解石油生成轻烃开采稠油的方法，其特征在于其催化剂是含有能在微波下感受激发放电的微粒和粘合剂组成的疏松颗粒物。

4、根据权利要求1所述的用微波裂解石油生成轻烃开采稠油的方法，其特征在于微波感受微粒为碳素物、金属及氧化物的微粒。

5、根据权利要求1或4所述的用微波裂解石油生成轻烃开采稠油的方法，其特征在于微波感受微粒为木炭、炭黑、石墨、微粒。

6、根据权利要求1或3所述的用微波裂解石油生成轻烃回采的方法，其特征在于疏松颗粒催化剂是经含镍、钼、铂离子溶液浸泡后干燥的颗粒物。

7、一种应用于微波裂解石油生成轻烃开采稠油的微波裂解炉，是由微波源、波导管、耦合器、炉腔、保温层组成，其特征在于耦合器[3]套在炉腔[4]外面，耦合器[3]的输入口用波导管[2]与微波源[1]的微波输出口相连接，炉腔[4]是由炉头[7]与炉体[11]用螺栓联接组成；炉腔[4]截面形状为圆形或方形；在炉腔[4]内放置一组或多组催化剂盘架[9]。

8、根据权利要求7所述的微波裂解炉，其特征在于炉头[7]的小端设有进油口[6]和一个或多个冲洗口[13]及一个回油口[18]，大端上设有法兰，与炉体[11]一端的法兰联接起来，在炉体[11]的锥形端上设有冲洗口[12]、回油口[19]。

9、根据权利要求7所述的微波裂解炉，其特征在于在炉体[11]内安装催化剂盘架[9]，催化剂盘架由左、右两个园盘组成，中间设置一个安装孔，，盘底设有若干个φ3--8mm过油孔，多组使用时，用拉杆[10]将其联接在一起。

10、根据权利要求2所述的微波裂解炉，其特征在于炉腔、催化剂盘架，拉杆可用对微波吸收小的玻璃、陶器、塑料制成。