利用超临界二氧化碳进行井下周期吞吐采油的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及利用超临界二氧化碳进行井下周期吞吐采油的方法，包括如下步骤：将超临界CO2注入井底后使其溶解于井内的油水混合液中；将油水混合液注入气液分离器中，将超临界CO2转化为非超临界的CO2，然后将CO2与油水混合物分离，分离出的CO2进入油气混合泵，油水混合液进入油水分离器，将分离出的水回注至地层，分离出的原油进入油气混合泵，以将原油与CO2混合，然后将油气混合泵加压至气举条件，以将混合有CO2的原油举升至地面的油气分离器；将油气分离器中的CO2与原油分离。本发明专利技术对环境污染小，采出的水在井下处理后直接回注地层，采出的气体可以循环利用。整个工艺流程方法简单，在过程中损耗较少，适用于油田采油技术。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用超临界二氧化碳进行井下周期吞吐采油的方法和装置。
技术介绍
在自然界大气中，二氧化碳主要以气态的形式存在，由于二氧化碳在原油中的高溶解度，导致原油的膨胀和原油粘度的降低，进而使得二氧化碳驱油、采油工艺得到人们的青睐。现有二氧化碳吞吐技术应用气态二氧化碳，其密度小，在原油中的溶解度低，无法大面积降低原油粘度，驱油效率较低。常规气举采油的原理是依靠从地面注入的高压气体与油层产生流体在井筒中的混合，利用气体的膨胀使井筒中的混合液粘度降低，将流入到井内的原油举升到地面的一种采油方式。这种方式需要大量的气体，同时需要气体与井筒中混合液有效物理混合。另外，现有矿场工艺进行二氧化碳周期吞吐后，对二氧化碳的回收做不到位，一般将二氧化碳排至大气中，增加温室气体量。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提出一种工艺结构简单，运行平稳的利用超临界二氧化碳进行井下周期吞吐采油的方法。根据本专利技术的利用超临界二氧化碳进行井下周期吞吐采油的方法，包括如下步骤：S101:将二氧化碳储罐中的二氧化碳气体依次经加热器加热至超临界温度以上、经增压泵加压至超临界压力以上，以得到超临界二氧化碳，再将超临界二氧化碳注入井底后关井，然后焖井预设时间,以使超临界二氧化碳溶解于井内的油水混合液中；S102:将溶解了超临界二氧化碳的油水混合液注入气液分离器中，然后开井，同时通过地面控制将井筒压力降低到超临界二氧化碳的超临界压力以下或将井筒温度降低到超临界二氧化碳的超临界温度以下，使超临界二氧化碳转化为非超临界状态的二氧化碳气体，然后通过气液分离器将所述二氧化碳气体与油水混合物分离，分离出的所述二氧化碳气体进入油气混合泵，分离出的油水混合液进入油水分离器以将原油和水分离，将分离出的水回注至地层，分离出的原油进入油气混合泵，以将原油与所述二氧化碳气体混合，然后将油气混合泵加压至气举条件，以将混合有所述二氧化碳气体的原油举升至地面的油气分离器；S103:将油气分离器中的所述二氧化碳气体与所述原油分离，然后将所述原油收集到储油罐中，将所述二氧化碳气体收集到所述二氧化碳储罐中，以进入下一周期的采油操作；其中，所述步骤S102中的未分离时的所述油水混合液的温度高于二氧化碳的超临界温度，未分离时的所述油水混合液的压力高于二氧化碳的超临界压力。根据本专利技术的利用超临界二氧化碳进行井下周期吞吐采油的方法，用超临界二氧化碳代替传统的非超临界二氧化碳气体。处于超临界状态下的二氧化碳不会液化，仍然以气体的形式存在，但是其密度会增大，使其兼具液体的性质和气体的性能。超临界二氧化碳的密度是其气体状态的几百倍，接近于液体，其在原油中的溶解度较高；同时其粘度比液体小两个数量级，又接近于气体，更加有利于流动。超临界二氧化碳的吞吐驱油机理：1)膨胀机理：通过室内和矿场试验表明，随着注入超临界二氧化碳体积的增加，地层原油在溶解二氧化碳后体积不断膨胀，从而提高了地层空隙压力，使得原油的流动能力大大增加，通过实验表明溶解了二氧化碳的原油，其体积可以增加20％-50％。2)降粘机理：注入的超临界二氧化碳摩尔含量越大，其粘度越低。3)降低油水界面张力：室内研究发现，超临界二氧化碳由于其本身性质，其在原油的溶解度是在水中的溶解度的4-9倍，同时发现随着二氧化碳注入浓度的增大，油水界面张力变小，而界面张力越小，原油越易被驱替。另外，根据本专利技术的利用超临界二氧化碳进行井下周期吞吐采油的方法，其工艺结构简单，运行平稳，该方法循环高效工作，避免了资源浪费，同时还具有如下优势：1)二氧化碳驱油作用时间较短，采用周期吞吐方式有利于驱油效率的提高；2)通过装置之间的有效衔接，将井下驱油、采油装置整合，实现二氧化碳的循环回收、利用，合理节约能源、降低“温室效应”；3)所选注入液为超临界二氧化碳(以气体的形式存在、具有液体的性质)，其具有更强的渗透、波及、降粘能力，在驱油过程中效果显著。本专利技术对环境污染小，采出的水在井下处理后直接回注地层，采出的气体可以循环利用，供下一周期使用。整个工艺流程方法简单，在过程中损耗较少，适用于油田采油技术。另外，根据本专利技术的利用超临界二氧化碳进行井下周期吞吐采油的方法，还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，在所述步骤S101中，所述预设时间为每40m3～50m3超临界二氧化碳焖井24h。进一步地，在所述步骤S101中，所述超临界温度为31.1℃，所述超临界压力为7.38MPa。本专利技术的另一个目的在于提出一种利用超临界二氧化碳进行井下周期吞吐采油的装置。所述的利用超临界二氧化碳进行井下周期吞吐采油的装置，包括:二氧化碳储罐、加热器、增压泵、气液分离器、油水分离器、油气混合泵、油气分离器、储油罐；所述二氧化碳储罐、所述加热器、所述增压泵和所述储油罐均设置在井外，所述气液分离器、所述油水分离器、所述油气混合泵和所述油气分离器均设置在井内；所述二氧化碳储罐与所述加热器连接，所述加热器与所述增压泵的一端连接，所述增压泵的另一端深入井内采出层；所述气液分离器的一端深入井内的采出层，所述气液分离器的另一端分别与所述油水分离器和所述油气混合泵连通，所述油水分离器与所述油气混合泵连通；所述油气分离器与所述油气混合泵、所述储油罐和所述二氧化碳储罐均连通。进一步地，所述的利用超临界二氧化碳进行井下周期吞吐采油的装置，还包括回注泵，所述回注泵设置在井内且所述回注泵的一端与所述油水分离器连通，所述回注泵的另一端与注水层连通。进一步地，所述加热器为热磁加热器。进一步地，所述增压泵为气体增压泵。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1是实施例一的JL油田R53井注二氧化碳后地层原油粘度变化曲线；图2是本专利技术的利用超临界二氧化碳进行井下周期吞吐采油的装置的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。根据本专利技术的利用超临界二氧化碳进行井下周期吞吐采油的方法，包括如下步骤：S101:将二氧化碳储罐中的二氧化碳气体依次经加热器加热至超临界温度以上、经增压泵加压至超临界压力以上，以得到超临界二氧化碳，再通过加压泵将超临界二氧化碳注入井底后关井，然后焖井预设时间,以使超临界二氧化碳溶解于井内的油水混合液中。在焖井过程中，处于井下的超临界二氧化碳流体能够迅速渗透进入微孔隙中，可以溶解地层原油，降低地层原油粘度，起到有效驱油效果。S102:将溶解了超临界二氧化碳的油水混合液注入气液分离器中，然后开井，同时通过地面控制将井筒压力降低到超临界二氧化碳的超临界压力以下或将井筒温度降低到超临界二氧化碳的超临界温度以下，通过气液分离器将超临界二氧化碳转化为非超临界状态的二氧化碳气体，然后将所述二氧化碳气体与油水混合物分离，分离出的所述二氧化碳气体进入油气混合泵，分离出的油水混合液进入油水分离器以将原油和水分离，将分离出的水回注至地层，分离出的原油进入油气混合泵，以将原油与所述二氧化碳气体混合，然后将油气混合泵加压至气举条件，以将混合有所述二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用超临界二氧化碳进行井下周期吞吐采油的方法，其特征在于，包括如下步骤：S101:将二氧化碳储罐中的二氧化碳气体依次经加热器加热至超临界温度以上、经增压泵加压至超临界压力以上，以得到超临界二氧化碳，再将超临界二氧化碳注入井底后关井，然后焖井预设时间,以使超临界二氧化碳溶解于井内的油水混合液中；S102:将溶解了超临界二氧化碳的油水混合液注入气液分离器中，然后开井，同时通过地面控制将井筒压力降低到超临界二氧化碳的超临界压力以下或将井筒温度降低到超临界二氧化碳的超临界温度以下，使超临界二氧化碳转化为非超临界状态的二氧化碳气体，然后通过气液分离器将所述二氧化碳气体与油水混合物分离，分离出的所述二氧化碳气体进入油气混合泵，分离出的油水混合液进入油水分离器以将原油和水分离，将分离出的水回注至地层，分离出的原油进入油气混合泵，以将原油与所述二氧化碳气体混合，然后将油气混合泵加压至气举条件，以将混合有所述二氧化碳气体的原油举升至地面的油气分离器；S103:将油气分离器中的所述二氧化碳气体与所述原油分离，然后将所述原油收集到储油罐中，将所述二氧化碳气体收集到所述二氧化碳储罐中，以进入下一周期的采油操作；其中，所述步骤S102中的未分离时的所述油水混合液的温度高于二氧化碳的超临界温度，未分离时的所述油水混合液的压力高于二氧化碳的超临界压力。...

【技术特征摘要】
1.一种利用超临界二氧化碳进行井下周期吞吐采油的方法，其特征在于，包括如下步骤：S101:将二氧化碳储罐中的二氧化碳气体依次经加热器加热至超临界温度以上、经增压泵加压至超临界压力以上，以得到超临界二氧化碳，再将超临界二氧化碳注入井底后关井，然后焖井预设时间,以使超临界二氧化碳溶解于井内的油水混合液中；S102:将溶解了超临界二氧化碳的油水混合液注入气液分离器中，然后开井，同时通过地面控制将井筒压力降低到超临界二氧化碳的超临界压力以下或将井筒温度降低到超临界二氧化碳的超临界温度以下，使超临界二氧化碳转化为非超临界状态的二氧化碳气体，然后通过气液分离器将所述二氧化碳气体与油水混合物分离，分离出的所述二氧化碳气体进入油气混合泵，分离出的油水混合液进入油水分离器以将原油和水分离，将分离出的水回注至地层，分离出的原油进入油气混合泵，以将原油与所述二氧化碳气体混合，然后将油气混合泵加压至气举条件，以将混合有所述二氧化碳气体的原油举升至地面的油气分离器；S103:将油气分离器中的所述二氧化碳气体与所述原油分离，然后将所述原油收集到储油罐中，将所述二氧化碳气体收集到所述二氧化碳储罐中，以进入下一周期的采油操作；其中，所述步骤S102中的未分离时的所述油水混合液的温度高于二氧化碳的超临界温度，未分离时的所述油水混合液的压力高于二氧化碳的超临界压力。2.根据权利要求1所述的利用超临界二氧化碳进行井下周期吞吐采油的方法，其特征在于，在所述步骤S...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏明星，宋考平，付晓飞，杨二龙，李玉伟，贺凯，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23