一种基于气举法采油的ccus系统及应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于气举法采油的CCUS系统及应用，属于井筒清蜡解堵和二氧化碳捕集、利用与埋存的技术领域。
【背景技术】
[0002]气举采油是依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中的混合，利用气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低，将流入到井内的原油举升到地面的一种采油方式。气举采油是机械采油法中对油井生产条件适应性较强的一种，常用于高产量的深井和含砂量小、含水低、气油比高和含有腐蚀性成分低的油井。气举采油时必须有足够的气源，一般为气井和油井产出的天然气，气举采油的井口和井下设备比较简单，但由于气举需要压缩机组和地面高压气管线，地面设备系统复杂，一次性投资较大，而且系统效率较低，特别是受到气源的限制，一般油田很少采用。随着气举技术及有关配套工艺的完善，在高气油比油藏的开发中气举方式已被广泛应用，特别是对高气油比及高产量的深井、海上油井、水平井、定向井、丛式井，因此气举法采油具有广泛的应用前景。
[0003]然而，在气举采油过程中，由于地层温度、压力的降低以及原油中轻烃的逸出，溶解在原油中的蜡会以晶体的形式析出并吸附在油管壁、套管壁上。井筒中的石蜡沉积会造成油井油流通道变窄，阻碍原油流动，严重时甚至会造成油井蜡卡，影响原油的采出速度，从而增加了原油的开采成本。目前，油井清防蜡工艺种类繁多，如机械法、热力法、化学法或微生物法等，其中，热力清蜡工艺由于操作简单、见效快速而广泛应用于各油田的井筒清防蜡工作中。常见的热力清蜡工艺包括向井筒中注入热流体的热洗法清蜡、采用抽油杆、井筒、套管等作为电路中发热元件的电加热法清蜡。由于气举井井口套管压力较高，采用热洗法清蜡时油井无法实现不停产注入热流体，影响采油速度。采用电热法清蜡时，由于气举井没有抽油杆，因此只能采用井筒或套管作为电路中的加热元件进行电加热，从而导致需要停产、更换井筒管柱或是套管管柱，增加作业成本。
[0004]另外，热力清蜡工艺不可避免地要利用煤、天然气等化石燃料提供热能，导致温室气体排放量日益增加。CQJS(Carbon Capture,Utilizat1n and Storage)即碳捕获、利用与封存技术，是CCS (Carbon Capture and Storage)技术新的发展趋势，即把生产过程中排放的二氧化碳进行提纯，继而投入到新的生产过程中，可以循环再利用，而不是简单地封存，与CCS相比，可以将二氧化碳资源化，能产生经济效益，更具有现实操作性。
[0005]因此，基于气举法采油，如何既能保证采油速度，尽可能高效地清除结蜡，又能将产生的二氧化碳捕集回注，给地层提供能量，对于我国发展和储备CXUS技术显得至关重要。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的不足，本发明提供一种基于气举法采油的CCUS系统。
[0007]本发明还提供一种上述(XUS系统的工作方法。
[0008]本发明还提供上述CXUS系统中电加热清蜡装置的工作方法。
[0009]本发明的技术方案如下:
[0010]一种基于气举法采油的CCUS系统，包括采出管路、二氧化碳管路、天然气管路、燃气发电机组和电加热清蜡装置；
[0011]所述采出管路包括与气举井井组依次相连油气分离部、天然气提纯系统，分别与所述天然气提纯系统相连的天然气管路和二氧化碳管路；
[0012]所述天然气管路包括向所述气举井井组栗入天然气的天然气栗入管路，还包括供燃气发电机组发电的天然气输送发电管路；
[0013]所述二氧化碳管路包括向所述气举井井组栗入二氧化碳的二氧化碳栗入管路，还包括与所述燃气发电机组相连的二氧化碳回收管路；
[0014]所述燃气发电机组对所述电加热清蜡装置供电，所述电加热清蜡装置对所述气举井井组中的井筒清蜡。本发明包括采出管路、二氧化碳管路、天然气管路、燃气发电机组和电加热清蜡装置，通过采出管路将气源分离为二氧化碳和天然气，其中部分天然气分别对气举井井组进行气举法采油，另一部分天然气通过燃气发电机组对所述电加热清蜡装置进行供电，此设计不但降低了地面电网的供电成本和技术难度、降低电网负荷，而且还使所述采出天然气能够近产利用；将采油产出的二氧化碳和燃气发电机组排出的二氧化碳统一用于对气举井井组进行气举法采油，大大提高了二氧化碳的再生利用率，减少二氧化碳的排放。
[0015]根据本发明优选的，所述电加热清蜡防蜡装置包括通过采油树密封延伸至井筒内的钢铠电缆，所述钢铠电缆由所述燃气发电机组供电。
[0016]根据本发明优选的，所述钢铠电缆包括由外而内依次设置的钢铠护套、绝缘材料层、聚四氟乙烯层和电缆芯线。此处设计的优点在于，本发明引用聚四氟乙烯层的作用是用于给电缆芯线密封和耐温，密封是用于防止外界流体与电缆芯线接触引发短路，耐温是提高电缆芯线的耐温程度。
[0017]根据本发明优选的，所述钢铠护套为连续无缝钢管。此处设计的优点在于，当所述钢铠电缆被变频供电时，利用集肤效应在所述钢铠护套的外壁上产生热能，同时保证电缆密封和拉伸强度。
[0018]根据本发明优选的，所述电加热清蜡防蜡装置还包括在所述采油树顶部设置的井口高压密封系统；所述井口高压密封系统包括所述钢铠电缆依次穿过的压帽、密封盘根、弹簧、闸板和电缆夹持夹板。此处设计的优点在于，本发明根据钢铠电缆的结构和原理，采用压帽、密封盘根、弹簧、闸板和电缆夹持夹板构成高压密封系统，与所述钢铠电缆组合应用时，可实现钢铠电缆意外落井和带压起出钢铠电缆作业时的井口密封:其中钢铠电缆与压帽、密封盘根、弹簧和闸板组成了井口高压密封，实现在钢铠电缆起下过程以及加热过程中高压密封作用；所述电缆夹持夹板用于控制钢铠电缆在井筒中的位置。当钢铠电缆下入井筒时，所述弹簧将闸板打开；当钢铠电缆起出时，所述弹簧复位使闸板关闭，防止油气液沿井口喷出。
[0019]根据本发明优选的，在所述压帽的上部还设置有悬接器。
[0020]根据本发明优选的，所述电加热清蜡防蜡装置还包括在所述钢铠电缆伸入井下的尾端上设置有集中加热器，所述集中加热器包括与所述钢铠电缆相连的电阻丝，在所述电阻丝外部设置有绝缘导热层。
[0021]根据本发明优选的，所述钢铠电缆通过双卡套式接头分别与电阻丝和绝缘导热层相连。
[0022]根据本发明优选的，所述绝缘导热层为导热硅胶层。此处设计的优点在于，为了适应井下的复杂井身结构，本发明将导热硅胶层于钢铠电缆和电阻丝相结合，实现电缆在地层能够按需弯曲。
[0023]根据本发明优选的，所述油气分离部包括与所述气举井井组依次相连的采出液储罐、油气分离器。
[0024]根据本发明优选的，所述天然气管路还包括与所述天然气提纯系统相连的天然气储触。
[0025]根据本发明优选的，所述二氧化碳管路还包括二氧化碳净化器和二氧化碳储罐，所述天然气提纯系统通过二氧化碳净化器、二氧化碳储罐与所述二氧化碳栗入管路相连；燃气发电机组的二氧化碳排放口通过二氧化碳回收管路、二氧化碳净化器和二氧化碳储罐相连。
[0026]—种上述CXUS系统的工作方法，包括:
[0027]气举采油阶段:
[0028]对目标气举井井组进行气举采油；
[0029]油气分离阶段:
[0030]对气举井井组采出的液体进行油气分离，分离为原油、天然气与二氧化碳的混合气体；
[0031]天然气与二氧化碳进行分离:
[0032]将所述天然气与二氧化碳分离；
[0033]天然气的用途:
[0034]所述被分离出的天然气一部分进入所述目标气举井井组进行气举采油；另一部分作为燃料源使所述燃气发电机组发电；
[0035]所述燃气发电机组排出的二氧化碳被收集后用于进入所述目标气举井井组进行气举采油；
[0036]二氧化碳的用途:
[0037]所述被分离出的二氧化碳被收集后用于进入所述目标气举井井组进行气举采油；
[0038]对目标气举井井组的井筒清蜡:
[0039]所述电加热清蜡装置由所