一种SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统的制作方法

文档序号:11312646阅读:236来源:国知局

本实用新型涉及SAGD高温高产井集输工艺技术领域,尤其是指一种SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统。



背景技术:

蒸汽辅助重力泄油(Steam Assisted Gravity Drainage:SAGD)技术适用于开采原油黏度非常高的超稠油油藏或天然沥青,该过程以蒸汽作为热源、依靠沥青及凝析液的重力作用开采稠油。SAGD生产井产出液量一般为200t/d-350t/d,井口温度在120℃~160℃。多个SAGD生产井产出液通过单井支线自压输送至SAGD生产井高温集输计量接转站,经自动取样及单井计量后进入油气分离缓冲罐,混合后温度在160℃左右,通过油气分离缓冲罐实现油气分离,油气分离缓冲罐为密闭设备,压力一般控制在0.6MPa~1.0MPa(取决于混合后的产出液温度),含水原油通过高温输油泵增压输送到联合站,该工艺特点是实现了SAGD生产井产出液高温密闭输送,减少了油气热量损失。

由于采用单井汇集至高温计量接转站的密闭集输流程,部分SAGD高温高产井的产出液温度超过180℃,井口压力超过1.2MPa,而且这些SAGD高温高产井的产出液量也大于平均水平,比如高温电潜泵生产油井的产出液量可以达到500t/d以上。正是由于这部分液量也混入到现有的SAGD生产井高温集输系统中,会出现以下生产问题:

一是产出液量大造成计量困难。SAGD生产井高温集输系统目前的计量方式是采用翻斗式计量器,可以解决160℃以内高温产出液自动计量及数据传输等问题,但当产出液量过大,温度过高就出现了工艺适应性差的问题。产出量大造成翻斗动作频繁易坏,需要经常维修校验。目前最大型号为500型,即量程500t/d,而SAGD高温高产井的产出液量已经超过量程计量;同时,产出液量大则泡沫油含量大,由于泡沫油质量轻于原油从而造成产出液从翻斗溢出也无法翻动翻斗,计量失真。

泡沫油解释说明:由于稠油开采过程中,随着油藏压力的降低,原油中的溶解气并不能瞬间脱离出来形成自由气,而是以一种极其复杂的微气泡形式高度分散在油流中,形成“油包气”型泡沫分散流,这种泡沫油生产过程中的特征是“原油黏度高、生产气油比低、原油生产水平高、产量递减慢、采收率高”等,SAGD高产井的产出液以泡沫油的形态居多。

二是产出液温度高带来系统温度升高。由于高温产出液温度过高,混合后造成整个SAGD生产井高温集输系统温度上升,如果这部分超高温产出液不进入SAGD生产井高温集输系统,SAGD生产井高温集输系统可以控制温度在120℃~140℃(目前是140℃~160℃),压力可控制在0.2MPa~0.4MPa(目前是0.6MPa~0.85MPa),SAGD生产井高温集输系统温度的上升不仅造成了所有工艺阀门及电气仪表耐温等级提高,也会将SAGD生产井高温集输系统的(油气分离缓冲罐)回压传递至其它相对低温SAGD生产井井口,造成这些井口回压过高。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种通过余热利用的方式有效降低SAGD高温高产井的产出液温度,且对单个SAGD高温高产井的产出液量单独计量的SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统。

为达到上述目的,本实用新型提供了一种SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统,其中,所述SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统连通于一个SAGD高温高产井与SAGD生产井高温集输系统之间,所述SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统包括:

第一换热装置、密闭缓冲罐、第二换热装置和产出液计量装置,所述密闭缓冲罐通过采油管与所述SAGD高温高产井连通,且所述密闭缓冲罐通过输油管与所述SAGD生产井高温集输系统连通,所述第一换热装置设置在所述采油管上,所述第二换热装置设置在所述输油管上,所述产出液计量装置设置在所述密闭缓冲罐的内部及所述输油管上;

所述SAGD高温高产井为产出液量大于400t/d且产出液温度大于160℃的生产井。

如上所述的SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统,其中,所述第一换热装置包括第一换热器和第一换热管,所述第一换热器设在所述采油管上,所述第一换热管穿设所述第一换热器,且所述第一换热管的一端与一供热锅炉连通。

如上所述的SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统,其中,所述供热锅炉为供水量小于或等于960t/d的锅炉。

如上所述的SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统,其中,所述第二换热装置包括第二换热器和第二换热管,所述第二换热器设在所述输油管上,所述第二换热管穿设所述第二换热器,且所述第二换热管的一端与一吞吐产出液中转站连通。

如上所述的SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统,其中,所述吞吐产出液中转站为吞吐产出液量小于或等于800t/d的中转站。

如上所述的SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统,其中,所述吞吐产出液中转站为吞吐产出液温度小于80℃的中转站。

如上所述的SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统,其中,包括液位计量器和输油流量计,所述液位计量器设置在所述密闭缓冲罐内,所述输油流量计设置在所述输油管上。

与现有技术相比,本实用新型的优点如下:

本实用新型通过设置第一换热装置与第二换热装置能在SAGD高温高产井的产出液在进入SAGD生产井高温集输系统之前,通过热交换的方式使SAGD高温高产井的产出液温度降低,从而保证SAGD高温高产井的正常稳定运行,避免出现其他井口回压过高的情况,同时降低了SAGD生产井高温集输系统的工艺阀门及电气仪表的耐温等级,降低了生产制造成本;同时本实用新型通过设置产出液计量装置能单独对单个SAGD高温高产井的产出液量进行计量,有效解决现有技术中高温高产井产出液量计量困难的问题。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释,并不限定本实用新型的范围。其中:

图1是本实用新型提供的SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统的结构示意图。

1 SAGD高温高产井

2 SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统

22 采油管

23 第一换热装置

231 第一换热器

232 第一换热管

233 供热锅炉

24 密闭缓冲罐

25 输油管

26 产出液计量装置

27 第二换热装置

271 第二换热器

272 第二换热管

273 吞吐产出液中转站

3 SAGD生产井高温集输系统

具体实施方式

为了对本实用新型的技术方案、目的和效果有更清楚的理解,现结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示,本实用新型提供了一种SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统,其中,SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统2连通于一个SAGD高温高产井1与SAGD生产井高温集输系统3之间,对于具有多个SAGD高温高产井1的油田来说,在每个SAGD高温高产井1与SAGD生产井高温集输系统3之间均设有SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统2,分别对每个SAGD高温高产井1的产出液进行热交换并对产出液量进行计量,SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统2包括:

第一换热装置23、密闭缓冲罐24、第二换热装置27和产出液计量装置26,密闭缓冲罐24通过采油管22与SAGD高温高产井连通1,且密闭缓冲罐24通过输油管25与SAGD生产井高温集输系统3连通,第一换热装置23设置在采油管22上,第二换热装置27设置在输油管25上,产出液计量装置26设置在密闭缓冲罐24的内部及输油管25上产出液计量装置26同时对密闭缓冲罐24内的产出液量以及从输油管25流出的产出液量进行计量,从而得到SAGD高温高产井1的产出液量;在生产过程中,SAGD高温高产井1产出的产出液通过采油管22进入密闭缓冲罐24中,其中,在产出液在采油管22流动的过程中,第一换热装置23对采油管22中的产出液进行热交换,降低产出液的温度;进入密闭缓冲罐24内的缓冲液通过输油管25流入SAGD生产井高温集输系统3中,其中,产出液在输油管25流动的过程中,第二换热装置27对输油管25中的产出液进行第二次热交换,进一步降低产出液的温度;在进行第一次热交换后,产出液的温度降低至120℃以下,在进行第二次热交换后,产出液的温度降低至100℃以下,从而保证SAGD高温高产井1的产出液在进入SAGD生产井高温集输系统3时温度不会过高,降低SAGD生产井高温集输系统3的温度和压力,增加其运行的稳定与可靠性。

需要说明的是,本实施例采用了第一换热装置23和第二换热装置27,进行了两次热交换,本领域工作人员可以根据不同油井的产出液温度,灵活增加或减少换热装置的个数,只要能保证产出液的温度在进入SAGD生产井高温集输系统3之间能降至100℃以下即可,本实用新型并不以此为限。

SAGD高温高产井1为产出液量大于400t/d且产出液温度大于160℃的生产井。对于处于上述产出液量及产出液温度以下的油井,仍然可以按照现有技术的方法直接与SAGD生产井高温集输系统3连通。即可以理解为,SAGD高温生产井1与其他油井并联并分别与SAGD生产井高温集输系统3连接。

本实用新型提供的SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统2是脱离于目前的SAGD生产井高温集输系统3的,其能有效实现产出液热量的回收利用,同时解决SAGD高温高产井1产量高且产出液温度高所带来的计量困难的问题,通过对SAGD高温高产井1的产出液单独的计量和余热利用,能有效降低现有SAGD生产井高温集输系统3的温度等级,增加包括生产井井口工艺在内的SAGD生产井高温集输系统3运行的稳定性。

进一步地,如图1所示,本实用新型提供了一种SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统,其中,第一换热装置23包括第一换热器231和第一换热管232,第一换热器231设在采油管22上,采油管22从第一换热器231上穿过,同时,第一换热管232也穿设第一换热器231,且第一换热管232的一端与一供热锅炉233连通,第一换热管232内的介质与采油管22内的产出液在第一换热器231的内部进行换热,供热锅炉233中流出的锅炉水进入第一换热管232中,在到达第一换热管232内位于第一换热器231内部的区域时,由于热交换作用,锅炉水的温度升高;其中,供热锅炉233在对锅炉水进行加热时,保证锅炉水的温度保证不低于60℃即可,通过热交换作用,锅炉水的温度能够从60℃升高至85℃左右,温度升高的锅炉水从第一换热管232的另一端流入至采暖散热设备中。

作为优选,本实用新型提供了一种SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统,其中,供热锅炉233为供水量小于或等于960t/d的锅炉。将供热锅炉233的供水量设置为小于960t/d,是为了保证锅炉水经过热交换能够达到85℃,如果所需水温不需要达到85℃,例如水温仅需75℃,则可以采用供水量更大的供水锅炉进行热交换,本领域技术人员可以根据实际需要进行调整,本实用新型并不以此为限。

进一步地,如图1所示,本实用新型提供了一种SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统,其中,第二换热装置27包括第二换热器271和第二换热管272,第二换热器271设在输油管25上,输油管25从第二换热器271上穿过,同时,第二换热管272也穿设第二换热器271,且第二换热管272的一端与一吞吐产出液中转站273连通,第二换热管272内的介质与输油管25内的产出液在第二换热器271的内部进行换热,吞吐产出液中转站273流出的吞吐产出液进入第二换热管272中,在到达第二换热管272内位于第二换热器271内部的区域时,由于热交换作用,吞吐产出液温度升高;一般的吞吐产出液的温度大多在80℃左右,通过热交换作用,吞吐产出液的温度能够从80℃升高至90℃,温度升高的吞吐产出液从第二换热管272的另一端流至下游进行下一步的加工处理。

作为优选,本实用新型提供了一种SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统,其中,吞吐产出液中转站273为吞吐产出液量小于或等于800t/d的中转站。将吞吐产出液中转站273的产液量限制为不大于800t/d,能保证本实用新型在进行第二次换热时提供的热量能有效将吞吐产液量的温度从80℃升高至90℃,避免出现由于热量不够而导致吞吐产液量的温度达不到90℃情况,有效实现地面无伴热输送,节省了燃煤导热油方式的伴热成本。

作为优选,本实用新型提供了一种SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统,其中,吞吐产出液中转站273为吞吐产出液温度小于80℃的中转站。若吞吐产液温度太高则采用第二次换热进行热交换则不会有太大的必要,因此设定吞吐产出液的温度为80℃,需要说明的是,吞吐产出液的温度也不可以太低,以避免由于吞吐产出液温度过低,热交换后吞吐产出液的温度不够而导致即使经过热交换也无法实现地面无伴热输送的情况发生。

作为优选,本实用新型提供了一种SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统,其中,产出液计量装置26包括液位计量器和输油流量计,液位计量器设置在密闭缓冲罐24内,输油流量计设置在输油管25上。通过输油流量计计量输油管25中流出的产出液量,通过液位计量器计量密闭缓冲罐24内剩余的产出液量,即能得到SAGD高温高产井1的产出液总量。

或者,产出液计量装置26还可以为质量流量计,质量流量计设置在输油管25上。通过质量流量计即能准确测得产出液的产量,为了降低质量流量计的耐热等级,可以将质量流量计设置在输油管25上且位于第二换热装置27与SAGD生产井高温集输系统3之间,以降低生产成本。

本实用新型提供的SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统2在使用时,是单独进行集输及计量,在温度降低之前不掺混进现有的SAGD生产井高温集输系统3中,能够大大降低现有SAGD生产井高温集输系统3的温度与压力,生产过程中的阀门与电气设备的耐温等级与耐压等级可以降低,增加耐用性和可靠性。且本实用新型提供的SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统2采用两级换热的方式对余热进行回收利用,一级换热是通过和供水锅炉的锅炉水换热,使供水锅炉的锅炉水温度由60℃升高到85℃左右(取决于换热量),将产出液量温度由180℃降低至120℃。由于产出液密度与温度特性是110℃以下原油中水的密度大于原油密度,呈现“水下油上”状态,而在110℃以上原油密度增大,呈现“水上油下”状态,在这种状态下原油泡沫油处于水层以下,同时温度和压力的降低可以进一步释放出原油中溶解气通过气流程排出,通过液位计量以及流量计量方式实现进液量的计量,而且区别于计量器计量,这种方式可以对SAGD高温高产井1实现连续稳定的计量,计量结果更加准确。二级换热是产出液从密闭缓冲罐24内出来和吞吐产出液进行换热,可以将800t/d的吞吐产出液从80℃升高到90℃实现地面无伴热输送,节省了燃煤导热油方式伴热成本,产出液温度降低至100℃,最后温度降低的产出液在进入到目前的SAGD生产井高温集输系统3,从计量器开始重新计量以校核前段本实用新型所计量的结果,同时也可以根据第一换热装置23与第二换热装置27进行校核计量,以确保计量准确度。并且,这部分温度降低的产出液进入到目前的SAGD生产井高温集输系统3,可以进一步降低目前SAGD生产井高温集输系统3中的原油温度,从而降低其运行的高温和高压状况。

综上所述,本实用新型提供的SAGD高温高产井的产出液计量及余热利用系统能有效达到以下效果:

1、解决现有SAGD高温高产井产液量计量困难的问题,尤其是超过500t/d产量的在线准确计量;

2对产出液余热进行合理综合利用,既降低产出液温度向低温化输送发展,达到常规脱水条件(85~90℃),又对多余热量进行有效回收利用;

3、仍然采用密闭集输工艺形式,控压防闪蒸条件生产以减少油气及热量散失损耗;

4降低整个SAGD生产井高温集输系统的温度等级,可以增加系统稳定性与可靠性运行,节省运行维护费用;

5、降低SAGD生产井高温集输系统内相关联的其它SAGD油井井口回压,利于生产。

与现有技术相比,本实用新型的优点如下:

本实用新型通过设置第一换热装置与第二换热装置能在SAGD高温高产井的产出液在进入SAGD生产井高温集输系统之前,通过热交换的方式使SAGD高温高产井的产出液温度降低,从而保证SAGD高温高产井的正常稳定运行,避免出现其他井口回压过高的情况,同时降低了SAGD生产井高温集输系统的工艺阀门及电气仪表的耐温等级,降低了生产制造成本;同时本实用新型通过设置产出液计量装置能单独对单个SAGD高温高产井的产出液量进行计量,有效解决现有技术中高温高产井产出液量计量困难的问题。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式,并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的普通技术人员,在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改,均应属于本实用新型保护的范围。

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