内燃机尾气注入油气层的增产系统及增产方法技术方案

本发明专利技术公开了一种内燃机尾气注入油气层的增产系统及增产方法，包括地面增压单元和地下增产单元。其增产方法是用地面增压单元的主动内燃机带动被动内燃机将高温尾气增压，通过地下增产单元注入油气层，与地下的油、气、水和岩石发生热交换、物理或化学反应进行尾气吞吐或尾气驱，提高地层的压力、温度、渗透率和油气的流度、产量和最终采收率；同时整个过程内燃机产生的尾气成分、热能和压力能等完全再利用，没有多余尾气排放至大气，实现了高效节能环保；同时，该系统和方法还具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、结构简单、容易实现和成本低廉等特点。

【技术实现步骤摘要】
内燃机尾气注入油气层的增产系统及增产方法
本专利技术涉及能源
，具体涉及内燃机尾气注入油气层的增产系统及增产方法。
技术介绍
近年来，关于油气增产的各种新技术大量出现，其中，高能气体增产技术已经形成了一定规模的工业应用，累计在数千口井中使用，实现增产数十万吨。当前的高能气体增产系统及增产方法包括通过压缩机向油气层注入空气或混合气体(氮气、二氧化碳、空气等的混合)以及通过高压锅炉向油气层注入蒸汽，但注空气需要高压空气压缩机系统；注氮气需要高压制氮注氮系统；注蒸汽需要高压锅炉系统；注二氧化碳需要二氧化碳捕集、运输和高压注入系统，都存在系统结构复杂、成本高昂的问题，同时，压缩机和高压锅炉产生的高温尾气排放至大气既形成热量损失、浪费资源，又污染环境，与我国大力提倡的节能环保目标背道而驰。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是高效环保的油气增产系统和增产方法，提供内燃机尾气注入油气层的增产系统及增产方法，解决当前油气增产系统及增产方法存在的成本高昂、资源浪费和环境污染问题。本专利技术通过下述技术方案实现：内燃机尾气注入油气层的增产系统，包括地面增压单元和井下增产单元，其中，所述地面增压单元设置于地面，包括内燃机，所述内燃机与井下增产单元管道连接，用于产生高温、高压尾气注入井下增产单元；所述井下增产单元设置于井下，包括油管、封隔器和套管,用于将地面增压单元产生的高温、高压尾气注入井下油气层。特别地，所述内燃机包括主动内燃机和被动内燃机，主动内燃机和被动内燃机之间设有联轴器，所述主动内燃机用于燃烧燃料产生高温尾气注入被动内燃机，并驱动被动内燃机工作；所述被动内燃机用于将主动内燃机产生的高温尾气增温、增压后产生高温、高压尾气注入井下增产单元。特别地，所述地面增压单元还包括燃料罐和高温尾气罐以及高温、高压尾气罐，所述燃料罐与主动内燃机管道连接，用于存储燃料，并将燃料注入主动内燃机；所述高温尾气罐与主动内燃机和被动内燃机管道连接，用于存储主动内燃机燃烧产生的高温尾气；所述高温、高压尾气罐与被动内燃机和井下增产单元管道连接，用于存储被动内燃机燃烧产生的高温、高压尾气。特别地，所述内燃机产生的高温、高压尾气的温度大于等于300℃且小于等于600℃，压力大于等于10Mpa且小于等于100Mpa。一种内燃机尾气注入油气层的增产方法，包括以下步骤：A、增温增压单元产生高温、高压尾气注入井下增产单元；B、井下增产单元将地面增压单元产生的高温、高压尾气注入井下油气层。特别地，所述步骤A具体包括：A1、主动内燃机燃烧产生高温尾气注入被动内燃机，并驱动被动内燃机工作；A2、被动内燃机将主动内燃机产生的高温尾气增温、增压后产生高温、高压尾气注入井下增产单元。特别地，所述步骤B具体包括:高温、高压尾气从注入井注入油气层，在油气层进行热交换，发生物理、化学反应后驱动油气从生产井产出。特别地，所述步骤B具体包括:高温、高压尾气从注入井注入油气层，经关井、焖井在油气层进行热交换，发生物理、化学反应后驱动油气从注入井产出。特别地，所述步骤B具体包括:高温、高压尾气和其他增产化学剂混合从注入井注入油气层，在油气层进行热交换，发生物理、化学反应后驱动油气从生产井产出。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本专利技术所述内燃机尾气注入油气层的增产系统及增产方法将内燃机燃烧产生的高温、高压尾气注入油气层，与地下油、气、水和岩石发生热交换、物理或化学反应，提高了地层压力、温度、渗透率，从而提高油气流度、产量和最终采收率；同时整个过程产生的尾气成分、热能和压力能全部有效再利用，有效防止尾气排放至大气，实现了高效节能环保；同时，该系统和方法还具有结构简单、容易实现以及成本低廉的特点。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术实施例1提供的内燃机尾气注入油气层的增产系统结构框图。图2为本专利技术实施例2提供的内燃机尾气注入油气层的增产方法流程图。图3为本专利技术实施例2提供的地面增压单元产生高温、高压尾气注入井下增产单元的流程图。图4为本专利技术实施例2提供的采用内燃机高温、高压尾气驱增产方法的井下结构示意图。图5为本专利技术实施例2提供的采用内燃机高温、高压尾气吞吐增产方法的井下结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1如图1所示，图1为本专利技术实施例1提供的内燃机尾气注入油气层的增产系统结构框图。本实施例中，内燃机尾气注入油气层的增产系统包括地面增压单元和井下增产单元，其中，所述地面增压单元设置于地面，包括内燃机，内燃机与井下增产单元管道连接，产生高温、高压尾气注入井下增产单元；所述井下增产单元设置于井下，包括油管、封隔器和套管,将地面增压单元产生的高温、高压尾气注入井下油气层，其中，套管封固油气井裸眼井段，油管提供井下注入和采油或采气的井下管柱，封隔器封隔油管和套管的环形空间。其工作原理如下：空气和燃料注入内燃机，内燃机燃烧产生高温、高压尾气注入油管，通过油管注入井下油气层。根据不同的油气层深度和油气特性需要，可采用一组或多组内燃机逐级增压和增温尾气，从而获得不同温度和压力的尾气，本实施例优选尾气温度在100-600℃之间，压力在10-100Mpa之间。内燃机燃烧产生高温、高压尾气的主要成分包括二氧化碳(CO2)、氮气(N2)、水蒸气(H2O)和少量一氧化碳(CO)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、氧气(O2)等混合气体，该高温、高压混合气体注入油气层，在地热层中进行热交换，发生物理和化学反应，提高地层压力、温度和渗透率，进一步提高油气流度、产量和最终采收率。。本实施例的优选实施方式为所述内燃机包括主动内燃机和被动内燃机，主动内燃机和被动内燃机之间通过联轴器连接，主动内燃机燃烧燃料后输出旋转动力至联轴器，驱动被动内燃机工作。同时，主动内燃机燃烧燃料产生高温尾气注入被动内燃机，被动内燃机将主动内燃机产生的高温尾气进一步增温、增压后产生高温、高压尾气注入井下增产单元。需要说明的是，内燃机的数量可以为若干台，若干台内燃机串联可以进一步提高尾气的压力和温度，若干台内燃机并联可以进一步提高尾气的排量。本实施例的优选实施方式为所述内燃机尾气注入油气层的增产系统还包括燃料罐和高温尾气罐和高温、高压尾气罐，燃料罐与主动内燃机管道连接，存储燃料，并将燃料注入主动内燃机；高温尾气罐与主动内燃机和被动内燃机管道连接，存储主动内燃机燃烧产生的高温尾气；高温、高压尾气罐与被动内燃机和井下增产单元管道连接，存储被动内燃机燃烧产生的高温、高压尾气。本实施例所述内燃机尾气注入油气层的增产系统结构简单，耐高温、耐高压、耐腐蚀，与现有的热采注气增产系统相比，可以节省注入蒸汽的复杂供水软化系统、高压锅炉系统，可节省注氮气的制氮系统和注氮压缩机系统，还可节省注二氧化碳相关复杂庞大的碳捕集系统、运送系统和注二氧化碳压缩机系统。同时，内燃机产生的尾气成分、热能和压力能全部被利用或进行存储待需要时再次被利用，没有多余尾气排放至大气，从而实现了高效的节能环保本文档来自技高网...

【技术保护点】
内燃机尾气注入油气层的增产系统，其特征在于，包括地面增压单元和井下增产单元，其中，所述地面增压单元设置于地面，包括内燃机，所述内燃机与井下增产单元管道连接，用于产生高温、高压尾气注入井下增产单元；所述井下增产单元设置于井下，包括油管、封隔器和套管,用于将地面增压单元产生的高温、高压尾气注入井下油气层。

【技术特征摘要】
1.内燃机尾气注入油气层的增产系统，其特征在于，包括地面增压单元和井下增产单元，其中，所述地面增压单元设置于地面，包括内燃机，所述内燃机与井下增产单元管道连接，用于产生高温、高压尾气注入井下增产单元；所述井下增产单元设置于井下，包括油管、封隔器和套管,用于将地面增压单元产生的高温、高压尾气注入井下油气层。2.根据权利要求1所述的内燃机尾气注入油气层的增产系统，其特征在于，所述内燃机包括主动内燃机和被动内燃机，主动内燃机和被动内燃机之间设有联轴器，所述主动内燃机用于燃烧燃料产生高温尾气注入被动内燃机，并驱动被动内燃机工作；所述被动内燃机用于将主动内燃机产生的高温尾气增温、增压后产生高温、高压尾气注入井下增产单元。3.根据权利要求2所述的内燃机尾气注入油气层的增产系统，其特征在于，所述地面增压单元还包括燃料罐和高温尾气罐以及高温、高压尾气罐，所述燃料罐与主动内燃机管道连接，用于存储燃料，并将燃料注入主动内燃机；所述高温尾气罐与主动内燃机和被动内燃机管道连接，用于存储主动内燃机燃烧产生的高温尾气；所述高温、高压尾气罐与被动内燃机和井下增产单元管道连接，用于存储被动内燃机燃烧产生的高温、高压尾气。4.根据权利要求1至3任一所述的内燃机尾气注入油气层的增产系统，其特征在于，所述内燃机产生的高温、高压尾气的温度大于100℃，压力大于10Mpa。5.一种应用权利要求1至4任一所述的内燃机尾气注入油气层的增产系统进行油气增产的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛辉英，
申请(专利权)人：牛辉英，
类型：发明
国别省市：四川,51