专利名称：一种用于稠油热采的蒸汽-烟气混合流体发生方法
技术领域：
本发明涉及一种生产高温高压蒸汽-烟气混合流体的发生方法，属于稠油热采和锅炉设备技术领域。
背景技术：
近年来，随着稠油热采蒸汽吞吐效果逐年变差，稠油油田已经相继处于由蒸汽吞吐向其它开采方式进行转换的过渡时期。在各种接替技术中，烟道气与蒸汽混注吞吐是最有潜力的一种方法。现有的注烟道气试验结果表明，利用烟道气的超覆作用可以提高上部油层的动用程度；利用烟道气的可压缩性能可为油井生产提供驱油动力；利用CO2的羧化作用可以降低原油粘度；利用烟道气中氧的低温氧化作用及焦化作用堵塞蒸汽的窜流通道，改善油层吸汽剖面，增大蒸汽波及体积系数，从而提高稠油油层纵向动用程度，为深层 巨厚稠油油藏进一步提高开发效果提供了一条新的途径。常规实现烟气蒸汽混注的方法是采用压缩机组，将烟道气加压至蒸汽压力后与蒸汽混合注入，因此，这种方法需要对烟道气进行除水、净化、降温、加压等二次处理。由于烟气量较大，除水、净化、加压等工艺设备庞杂，投资巨大，限制了大规模应用。基于以上因素的综合考虑，迫切需要一种生产可直接用于稠油热采的高温高压蒸汽-烟气混合流体的发生方法，以满足实际生产的需要。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的烟气蒸汽混住方法中烟气除水、净化、加压等工艺设备庞杂、投资巨大、大规模应用困难等问题，提出一种生产可直接用于稠油热采的高温高压蒸汽-烟气混合流体的发生方法。本发明的技术方案如下一种用于稠油热采的蒸汽-烟气混合流体发生方法，其特征在于所述方法包括如下步骤I)将气体或液体燃料和空气经过加压送入锅炉炉膛，在炉膛中混合、燃烧，产生高温高压烟气，由过渡烟道送入混合室内；2)将净化水通过雾化设备喷入混合室内，形成细小液滴，细小液滴与高温高压烟气在混合室内混合，并被烟气加热升温，汽化后变为水蒸气，进而产生高温高压蒸汽-烟气混合流体；3)将高温高压蒸汽-烟气混合流体引出至注汽管道。本发明中，所述的气体燃料优选采用天然气或合成气；液体燃料优选采用重油。所述高温高压烟气的温度为1000 1500°C，压力为5 9MPa。高温高压蒸汽-烟气混合流体的温度为25(T400°C，压力为5 9MPa。本发明具有以下优点及突出性效果①采用气体或液体燃料，着火容易，燃尽快速，从而锅炉可以设置成较小尺寸，可根据现场情况灵活布置；②采用高压绝热锅炉，气体或液体燃料和空气的压缩远方便于烟气的压缩，并且减少了烟气净化和压缩环节，有效的节约投资成本和运行成本；③采用净化水直接与烟气接触换热，用水量较少，节约水资源；④由于没有受热面，从而对水质的要求显著降低，稠油污水只需简单处理即可投入使用，显著降低水处理成本。
图I为实现本发明的一种生产高温高压蒸汽-烟气发生系统的原理结构示意图。图中1 一气体或液体燃料和空气；2—锅炉；3—过渡烟道；4一净化水；5—混合室；6—高温高压蒸汽-烟气混合流体。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的原理、具体结构及最佳实施方式。图I为实现本发明的一种生产高温高压蒸汽-烟气发生系统的原理结构示意图，该系统包括锅炉2、过渡烟道3和混合室5。本系统中锅炉、过渡烟道和混合室的壁面均布置有绝热耐温材料。该方法首先将气体或液体燃料和空气I经过加压送入锅炉炉膛，在炉膛中混合、燃烧，产生高温高压烟气，然后由过渡烟道3送入混合室5内；将净化水4通过雾化设备喷入混合室5内，使净化水形成细小液滴,细小液滴与高温高压烟气在混合室5内混合，并被烟气加热升温，汽化后变为水蒸气，进而产生高温高压蒸汽-烟气混合流体6，再将高温高压蒸汽-烟气混合流体6引出至注汽管道。其燃料采用不含灰分的气体或液体燃料，气体燃料可采用天然气或合成气，但不限于此；液体燃料采用重油，也可采用其它液体燃料。将气体或液体燃料和空气I经过加压送入锅炉2的炉膛，在炉膛中混合、燃烧，产生高温高压烟气，其温度可控制在1000 1500°C范围内，压力为5 9MPa ;产生的高温高压烟气由过渡烟道3送入混合室5内；同时将净化水4通过雾化设备喷入混合室5内，形成细小液滴，细小液滴与高温高压烟气在混合室5内混合，并被烟气加热升温，汽化后变为水蒸气，进而产生高温高压蒸汽-烟气混合流体6，其温度为25(T400°C，压力为5、MPa ;最终，将高温高压蒸汽-烟气混合流体6引出至注汽管道。为保证喷入的净化水完全汽化成为饱和蒸汽，单位时间喷入的净化水质量Hi1与烟气质量Hi2存在一定的配比K，本发明的最佳实施方式也将围绕该配比进行控制。配比K可根据如下公式计算
权利要求
1.一种用于稠油热采的蒸汽-烟气混合流体发生方法，其特征在于所述方法包括如下步骤 1)将气体或液体燃料和空气(I)经过加压送入锅炉(2)炉膛，在炉膛中混合、燃烧，产生高温高压烟气，由过渡烟道(3)送入混合室(5)内； 2)将净化水(4)通过雾化设备喷入混合室(5)内，形成细小液滴，细小液滴与高温高压烟气在混合室(5)内混合，并被烟气加热升温，汽化后变为水蒸气，进而产生高温高压蒸汽-烟气混合流体(6); 3)将高温高压蒸汽-烟气混合流体(6)引出至注汽管道。
2.如权利要求I所述的一种用于稠油热采的蒸汽-烟气混合流体发生方法，其特征在于所述的气体燃料采用天然气或合成气；液体燃料采用重油。
3.如权利要求I所述的一种用于稠油热采的蒸汽-烟气混合流体发生方法，其特征在于高温高压烟气的温度为1000 1500°C，压力为5 9MPa。
4.如权利要求I所述的一种用于稠油热采的蒸汽-烟气混合流体发生方法，其特征在于高温高压蒸汽-烟气混合流体的温度为25(T400°C，压力为5、MPa。
全文摘要
一种用于稠油热采的蒸汽-烟气混合流体发生方法，属于稠油热采和锅炉设备技术领域。所述的发生系统包括锅炉、过渡烟道和混合室。将气体或液体燃料和空气经过加压送入锅炉炉膛，在炉膛中混合、燃烧，产生高温高压烟气，由过渡烟道送入混合室内；将净化水通过雾化设备喷入混合室内，形成细小液滴，细小液滴与高温高压烟气在混合室内混合，并被烟气加热升温，汽化后变为水蒸气，进而产生高温高压蒸汽-烟气混合流体；最终，将高温高压蒸汽-烟气混合流体引出至注汽管道。本方法减少了烟气净化和压缩环节，有效的节约了投资和运行成本，并且节约水资源，显著降低了水处理成本。
文档编号E21B43/24GK102900414SQ20121034292
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月14日 优先权日2012年9月14日
发明者刘雪敏, 吴玉新, 吕俊复, 蔡春荣, 张海, 刘青 申请人:清华大学