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CN102011570B - 一种co2压注地面工艺方法 - Google Patents

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张文正
戈宝富
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Abstract

本发明公开了一种CO2压注地面工艺方法，属于石油开采技术领域。该CO2压注地面工艺方法具体步骤是：首先合理设置CO2压注地面装置；然后启动给料泵，将液相CO2增压，向压注泵输入过饱和液相CO2；启动压注泵，对过饱和液相CO2加压至注入压力；通过配注流程对加压至注入压力的CO2进行计量、分配；启动换热器，将计量、分配后的CO2加热至15℃-30℃注入井内；当CO2储罐中的液相CO2在压注过程中其体积及能量消耗的同时，汽化器被自动启动，对CO2储罐实行增压。本发明具有工艺简单、运行稳定的优点，是一种可有效防止压注泵发生“气锁”，配注流程堵塞，使其压注压力稳定，有效提高生产效率及显著提高石油采收率的CO2压注地面工艺方法。

Description

一种CO2压注地面工艺方法
技术领域
本发明属于石油开采技术领域，涉及提高原油采收率，特别是一种CO2压注地面工艺方法。 
背景技术
因CO2溶解气具有使原油体积膨胀，增加原油内动能，降低原油粘度，改善原油与水的流度比，以提高驱油能力，特别是具有气驱和解堵能力。他既可将各种来源的CO2回收压注油层，实现原油绿色开采，又可提高石油采收率30％以上。目前，为了充分挖掘现有油田的潜力，CO2被广泛用于石油开采技术中。 
现有CO2压注地面工艺技术，因其CO2压注地面装置设置及工艺方法的不合理性，存在如下缺点： 
1.注入井口介质——CO2的压力、温度等参数变化较复杂，为一种温度较低的饱和液体，致使在压注运行过程中压注泵频繁发生“气锁”，配注流程堵塞； 
2.因未设置汽化器装置，不能即时补偿CO2压注过程中CO2储罐内体积及能量亏空，致使CO2储罐内体积及能量不能达到平衡； 
3.因未在适当位置设置换热器装置，低温CO2进入地层，使注气井近井地带堵塞，其压注压力不断升高，造成压注不能正常进行或压注难度不断增加的严重后果。 
发明内容
本发明的目的在于克服现有CO2压注地面工艺技术中的不足，提供“一种CO2压注地面工艺方法”。该工艺方法具有工艺简单、运行稳定、节能降耗、环保的优点，是一种可有效防止压注泵发生“气锁”，配注流程堵塞、提高生产效率及显著提高石油采收率的CO2压注地面工艺方法。 
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：一种CO2压注地面工艺方法，具体包括如下步骤： 
1).首先合理设置CO2压注地面装置，该压注地面装置主要包括CO2储罐、汽化器、给料泵、压注泵、换热器、配注流程。所述汽化器设置在CO2储罐的底部液相出口与上端气相入口之间，给料泵设置在CO2储罐的底部液相出口与压注泵之间，通过回流调节阀7分别与CO2储罐上端气相入口和压注泵输入口连接，配注流程设置在压注泵与换热器之间，所述换热器设置在配注流程与注气井口之间，其输入口通过控制调节阀8与配注流程连接； 
2).启动给料泵，将从CO2储罐中输入的液相CO2增压至2.2-2.4MPa，向压注泵输入过饱和液相CO2； 
3).启动压注泵，对过饱和液相CO2进一步加压至注入压力； 
4).通过配注流程对加压至注入压力的CO2根据所设置注入井口数量进行计量、分配，计量、分配后的CO2输入至各换热器； 
5).启动换热器，将计量、分配后的CO2进行加热，加热至15℃-30℃，注入井内； 
6).当CO2储罐中的液相CO2在压注过程中其体积及能量消耗的同时，汽 化器被自动启动，对CO2储罐实行增压。 
步骤1)中所述的压注泵至少设置一台，所述的配注流程至少设置两台，其换热器与配注流程适配设置。 
本发明一种CO2压注地面工艺方法所设计装置及工艺方法的原理和技术依据如下： 
汽化器；以增压为目的，将CO2储罐底部的液相CO2(液态、2.0MPa、-20°)进入汽化器管路，利用空气热量，使CO2汽化，以气相状态回流至CO2储罐上端入口，即时补偿CO2在压注过程中CO2储罐内体积及能量亏空，使CO2储罐内体积及能量达到平衡； 
给料泵：饱和状态下的液态CO2具有极强的气化趋势、很低的粘度(和水相比)及可压缩性。工作时，在压注泵吸入CO2的过程中，由于压注泵进液阀阻力损失的存在，处于气液平衡状态的液态CO2将发生气化，为防止CO2压注泵发生气锁现象，在液态CO2进泵前要用给料泵进行增压，克服进液阀的阻力损失，保证进入泵腔内的CO2为过饱和蒸汽压以上的液相状态，同时弥补压注泵自吸时进口供液不足的缺点。 
换热器：对增压分配后的CO2进行加温，防止CO2进入井筒遇水产生冰堵或进入地层后造成原油有机质析出堵塞近井地带地层，减少低温对井筒、地层等的影响。 
回流调节阀：根据压注泵设备说明书的要求而设置的。该阀在压注泵启动前处于开启状态，压注泵启动完成后关闭，同样停止压注泵前需打开此阀。设置该阀的目的主要是保证压注泵在空载下启动。 
采用本发明一种CO2压注地面工艺方法与现有技术相比，具有如下优点： 
1.该工艺方法具有工艺简单、运行稳定、节能降耗、环保的优点，是一种可有效防止压注泵发生“气锁”，配注流程堵塞、提高生产效率及显著提高石油采收率的CO2压注地面工艺方法； 
2.因在CO2储罐的底部液相出口与上端气相入口之间设置有汽化器装置，能即时补偿CO2压注过程中CO2储罐内体积及能量亏空，使CO2储罐内体积及能量达到平衡、稳定； 
3.因CO2储罐内体积及能量达到平衡、稳定，又加上在CO2储罐的底部液相出口与压注泵之间设置有给料泵，可有效防止压注泵发生“气锁”，配注流程堵塞； 
4.因在配注流程与注气井口之间设置有换热器，使注入井口介质CO2得到压力、温度的质量保证，避免低温CO2进入地层，有效防止注气井近井地带堵塞，使其压注压力稳定，显著提高石油采收率。 
附图说明
图1是本发明的工艺流程结构示意图。 
图2是本发明汽化器与CO2储罐连接结构示意图。 
图3是本发明给料泵与CO2储罐、压注泵连接结构示意图。 
图4是本发明换热器与配注流程连接结构示意图。 
图中：1.CO2储罐，2.汽化器，3.给料泵，4.压注泵，5.换热器，6.配注流程，7.回流调节阀，8.控制调节阀。 
具体实施方式
下面通过非限制性实施例，进一步阐述本发明，理解本发明。 
如图1、图2、图3、图4所示，本发明一种CO2压注地面工艺方法，具体包括如下步骤： 
1).首先合理设置CO2压注地面装置，该压注地面装置主要包括CO2储罐、汽化器、给料泵、压注泵、换热器、配注流程。所述汽化器设置在CO2储罐的底部液相出口与上端气相入口之间，给料泵设置在CO2储罐的底部液相出口与压注泵之间，通过回流调节阀7分别与CO2储罐上端气相入口和压注泵输入口连接，配注流程设置在压注泵与换热器之间，所述换热器设置在配注流程与注气井口之间，其输入口通过控制调节阀8与配注流程连接； 
2).启动给料泵，将从CO2储罐中输入的液相CO2增压至2.2-2.4MPa，向压注泵输入过饱和液相CO2； 
3).启动压注泵，对过饱和液相CO2进一步加压至注入压力； 
4).通过配注流程对加压至注入压力的CO2根据所设置注入井口数量进行计量、分配，计量、分配后的CO2输入至各换热器； 
5).启动换热器，将计量、分配后的CO2进行加热，加热至15℃-30℃，注入井内； 
6).当CO2储罐中的液相CO2在压注过程中其体积及能量消耗的同时，汽化器被自动启动，对CO2储罐实行增压。 
步骤1)中所述的压注泵设置2台，所述的配注流程设置5台，其换热器设置5台。可视用户实际使用情况而任意设置。 
步骤1)中： 
CO2储罐：容积120m3，设计压力2.5MPa，设计温度-35℃； 
汽化器：汽化量6.3m3/h，设计压力2.5MPa； 
给料泵：理论排量12.5m3/h； 
压注泵：理论排量6.3m3/h，设计压力30MPa； 
换热器：使用热水加温的套管换热器或电加热换热器均可。 
其管道及各装置安装连接采用焊接或法兰连接方式。汽化器、换热器可机加工自制，其他设备均可在市场购买。 
经试验使用结果证明，本发明一种CO2压注地面工艺方法完全满足压注CO2驱油工艺技术要求，确保注入井口CO2温度、压力稳定、质量可靠。该工艺方法具有工艺简单、运行稳定、节能降耗、环保的优点，是一种可有效防止压注泵发生“气锁”，配注流程堵塞、避免低温CO2进入地层，有效防止注气井近井地带堵塞，使其压注压力稳定，有效提高生产效率及显著提高石油采收率的CO2压注地面工艺方法。 

Claims (2)

1.一种CO2压注地面工艺方法，其特征在于具体包括如下步骤：
1).首先合理设置CO2压注地面装置，该压注地面装置主要包括CO2储罐(1)、汽化器(2)、给料泵(3)、压注泵(4)、换热器(5)、配注流程(6)，所述汽化器(2)设置在CO2储罐(1)的底部液相出口与上端气相入口之间，给料泵(3)设置在CO2储罐(1)的底部液相出口与压注泵(4)之间，通过回流调节阀(7)分别与CO2储罐(1)上端气相入口和压注泵(4)输入口连接，配注流程(6)设置在压注泵(4)与换热器(5)之间，所述换热器(5)设置在配注流程(6)与注气井口之间，其输入口通过控制调节阀(8)与配注流程(6)连接；
2).启动给料泵(3)，将从CO2储罐(1)中输入的液相CO2增压至2.2-2.4MPa，向压注泵(4)输入过饱和液相CO2；
3).启动压注泵(4)，对过饱和液相CO2进一步加压至注入压力；
4).通过配注流程(6)对加压至注入压力的CO2根据所设置注入井口数量进行计量、分配，计量、分配后的CO2输入至各换热器(5)；
5).启动换热器(5)，将计量、分配后的CO2进行加热，加热至15℃-30℃，注入井内；
6).当CO2储罐(1)中的液相CO2在压注过程中其体积及能量消耗的同时，汽化器(2)被自动启动，对CO2储罐(1)实行增压。
2.根据权利要求1所述的一种CO2压注地面工艺方法，其特征在于，步骤1)中所述的压注泵(4)至少设置一台，所述的配注流程(6)至少设置两台，其换热器(5)与配注流程(6)适配设置。
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