本發(fā)明涉及能源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及內(nèi)燃機尾氣注入油氣層的增產(chǎn)系統(tǒng)及增產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

近年來，關(guān)于油氣增產(chǎn)的各種新技術(shù)大量出現(xiàn)，其中，高能氣體增產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)形成了一定規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用，累計在數(shù)千口井中使用，實現(xiàn)增產(chǎn)數(shù)十萬噸。當(dāng)前的高能氣體增產(chǎn)系統(tǒng)及增產(chǎn)方法包括通過壓縮機向油氣層注入空氣或混合氣體(氮氣、二氧化碳、空氣等的混合)以及通過高壓鍋爐向油氣層注入蒸汽，但注空氣需要高壓空氣壓縮機系統(tǒng)；注氮氣需要高壓制氮注氮系統(tǒng)；注蒸汽需要高壓鍋爐系統(tǒng)；注二氧化碳需要二氧化碳捕集、運輸和高壓注入系統(tǒng)，都存在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高昂的問題，同時，壓縮機和高壓鍋爐產(chǎn)生的高溫尾氣排放至大氣既形成熱量損失、浪費資源，又污染環(huán)境，與我國大力提倡的節(jié)能環(huán)保目標(biāo)背道而馳。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是高效環(huán)保的油氣增產(chǎn)系統(tǒng)和增產(chǎn)方法，提供內(nèi)燃機尾氣注入油氣層的增產(chǎn)系統(tǒng)及增產(chǎn)方法，解決當(dāng)前油氣增產(chǎn)系統(tǒng)及增產(chǎn)方法存在的成本高昂、資源浪費和環(huán)境污染問題。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

內(nèi)燃機尾氣注入油氣層的增產(chǎn)系統(tǒng)，包括地面增壓單元和井下增產(chǎn)單元，其中，

所述地面增壓單元設(shè)置于地面，包括內(nèi)燃機，所述內(nèi)燃機與井下增產(chǎn)單元管道連接，用于產(chǎn)生高溫、高壓尾氣注入井下增產(chǎn)單元；

所述井下增產(chǎn)單元設(shè)置于井下，包括油管、封隔器和套管,用于將地面增壓單元產(chǎn)生的高溫、高壓尾氣注入井下油氣層。

特別地，所述內(nèi)燃機包括主動內(nèi)燃機和被動內(nèi)燃機，主動內(nèi)燃機和被動內(nèi)燃機之間設(shè)有聯(lián)軸器，所述主動內(nèi)燃機用于燃燒燃料產(chǎn)生高溫尾氣注入被動內(nèi)燃機，并驅(qū)動被動內(nèi)燃機工作；所述被動內(nèi)燃機用于將主動內(nèi)燃機產(chǎn)生的高溫尾氣增溫、增壓后產(chǎn)生高溫、高壓尾氣注入井下增產(chǎn)單元。

特別地，所述地面增壓單元還包括燃料罐和高溫尾氣罐以及高溫、高壓尾氣罐，所述燃料罐與主動內(nèi)燃機管道連接，用于存儲燃料，并將燃料注入主動內(nèi)燃機；所述高溫尾氣罐與主動內(nèi)燃機和被動內(nèi)燃機管道連接，用于存儲主動內(nèi)燃機燃燒產(chǎn)生的高溫尾氣；所述高溫、高壓尾氣罐與被動內(nèi)燃機和井下增產(chǎn)單元管道連接，用于存儲被動內(nèi)燃機燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓尾氣。

特別地，所述內(nèi)燃機產(chǎn)生的高溫、高壓尾氣的溫度大于等于300℃且小于等于600℃，壓力大于等于10Mpa且小于等于100Mpa。

一種內(nèi)燃機尾氣注入油氣層的增產(chǎn)方法，包括以下步驟：

A、增溫增壓單元產(chǎn)生高溫、高壓尾氣注入井下增產(chǎn)單元；

B、井下增產(chǎn)單元將地面增壓單元產(chǎn)生的高溫、高壓尾氣注入井下油氣層。

特別地，所述步驟A具體包括：

A1、主動內(nèi)燃機燃燒產(chǎn)生高溫尾氣注入被動內(nèi)燃機，并驅(qū)動被動內(nèi)燃機工作；

A2、被動內(nèi)燃機將主動內(nèi)燃機產(chǎn)生的高溫尾氣增溫、增壓后產(chǎn)生高溫、高壓尾氣注入井下增產(chǎn)單元。

特別地，所述步驟B具體包括:高溫、高壓尾氣從注入井注入油氣層，在油氣層進行熱交換，發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)后驅(qū)動油氣從生產(chǎn)井產(chǎn)出。

特別地，所述步驟B具體包括:高溫、高壓尾氣從注入井注入油氣層，經(jīng)關(guān)井、燜井在油氣層進行熱交換，發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)后驅(qū)動油氣從注入井產(chǎn)出。

特別地，所述步驟B具體包括:高溫、高壓尾氣和其他增產(chǎn)化學(xué)劑混合從注入井注入油氣層，在油氣層進行熱交換，發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)后驅(qū)動油氣從生產(chǎn)井產(chǎn)出。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

本發(fā)明所述內(nèi)燃機尾氣注入油氣層的增產(chǎn)系統(tǒng)及增產(chǎn)方法將內(nèi)燃機燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓尾氣注入油氣層，與地下油、氣、水和巖石發(fā)生熱交換、物理或化學(xué)反應(yīng)，提高了地層壓力、溫度、滲透率，從而提高油氣流度、產(chǎn)量和最終采收率；同時整個過程產(chǎn)生的尾氣成分、熱能和壓力能全部有效再利用，有效防止尾氣排放至大氣，實現(xiàn)了高效節(jié)能環(huán)保；同時，該系統(tǒng)和方法還具有結(jié)構(gòu)簡單、容易實現(xiàn)以及成本低廉的特點。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實施例1提供的內(nèi)燃機尾氣注入油氣層的增產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明實施例2提供的內(nèi)燃機尾氣注入油氣層的增產(chǎn)方法流程圖。

圖3為本發(fā)明實施例2提供的地面增壓單元產(chǎn)生高溫、高壓尾氣注入井下增產(chǎn)單元的流程圖。

圖4為本發(fā)明實施例2提供的采用內(nèi)燃機高溫、高壓尾氣驅(qū)增產(chǎn)方法的井下結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明實施例2提供的采用內(nèi)燃機高溫、高壓尾氣吞吐增產(chǎn)方法的井下結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。

實施例1

如圖1所示，圖1為本發(fā)明實施例1提供的內(nèi)燃機尾氣注入油氣層的增產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

本實施例中，內(nèi)燃機尾氣注入油氣層的增產(chǎn)系統(tǒng)包括地面增壓單元和井下增產(chǎn)單元，其中，

所述地面增壓單元設(shè)置于地面，包括內(nèi)燃機，內(nèi)燃機與井下增產(chǎn)單元管道連接，產(chǎn)生高溫、高壓尾氣注入井下增產(chǎn)單元；所述井下增產(chǎn)單元設(shè)置于井下，包括油管、封隔器和套管,將地面增壓單元產(chǎn)生的高溫、高壓尾氣注入井下油氣層，其中，套管封固油氣井裸眼井段，油管提供井下注入和采油或采氣的井下管柱，封隔器封隔油管和套管的環(huán)形空間。其工作原理如下：空氣和燃料注入內(nèi)燃機，內(nèi)燃機燃燒產(chǎn)生高溫、高壓尾氣注入油管，通過油管注入井下油氣層。根據(jù)不同的油氣層深度和油氣特性需要，可采用一組或多組內(nèi)燃機逐級增壓和增溫尾氣，從而獲得不同溫度和壓力的尾氣，本實施例優(yōu)選尾氣溫度在100-600℃之間，壓力在10-100Mpa之間。內(nèi)燃機燃燒產(chǎn)生高溫、高壓尾氣的主要成分包括二氧化碳(CO2)、氮氣(N2)、水蒸氣(H2O)和少量一氧化碳(CO)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、氧氣(O2)等混合氣體，該高溫、高壓混合氣體注入油氣層，在地?zé)釋又羞M行熱交換，發(fā)生物理和化學(xué)反應(yīng)，提高地層壓力、溫度和滲透率，進一步提高油氣流度、產(chǎn)量和最終采收率。。

本實施例的優(yōu)選實施方式為所述內(nèi)燃機包括主動內(nèi)燃機和被動內(nèi)燃機，主動內(nèi)燃機和被動內(nèi)燃機之間通過聯(lián)軸器連接，主動內(nèi)燃機燃燒燃料后輸出旋轉(zhuǎn)動力至聯(lián)軸器，驅(qū)動被動內(nèi)燃機工作。同時，主動內(nèi)燃機燃燒燃料產(chǎn)生高溫尾氣注入被動內(nèi)燃機，被動內(nèi)燃機將主動內(nèi)燃機產(chǎn)生的高溫尾氣進一步增溫、增壓后產(chǎn)生高溫、高壓尾氣注入井下增產(chǎn)單元。需要說明的是，內(nèi)燃機的數(shù)量可以為若干臺，若干臺內(nèi)燃機串聯(lián)可以進一步提高尾氣的壓力和溫度，若干臺內(nèi)燃機并聯(lián)可以進一步提高尾氣的排量。

本實施例的優(yōu)選實施方式為所述內(nèi)燃機尾氣注入油氣層的增產(chǎn)系統(tǒng)還包括燃料罐和高溫尾氣罐和高溫、高壓尾氣罐，燃料罐與主動內(nèi)燃機管道連接，存儲燃料，并將燃料注入主動內(nèi)燃機；高溫尾氣罐與主動內(nèi)燃機和被動內(nèi)燃機管道連接，存儲主動內(nèi)燃機燃燒產(chǎn)生的高溫尾氣；高溫、高壓尾氣罐與被動內(nèi)燃機和井下增產(chǎn)單元管道連接，存儲被動內(nèi)燃機燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓尾氣。

本實施例所述內(nèi)燃機尾氣注入油氣層的增產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，耐高溫、耐高壓、耐腐蝕，與現(xiàn)有的熱采注氣增產(chǎn)系統(tǒng)相比，可以節(jié)省注入蒸汽的復(fù)雜供水軟化系統(tǒng)、高壓鍋爐系統(tǒng)，可節(jié)省注氮氣的制氮系統(tǒng)和注氮壓縮機系統(tǒng)，還可節(jié)省注二氧化碳相關(guān)復(fù)雜龐大的碳捕集系統(tǒng)、運送系統(tǒng)和注二氧化碳壓縮機系統(tǒng)。同時，內(nèi)燃機產(chǎn)生的尾氣成分、熱能和壓力能全部被利用或進行存儲待需要時再次被利用，沒有多余尾氣排放至大氣，從而實現(xiàn)了高效的節(jié)能環(huán)保。

實施例2

如圖2所示，圖2為本發(fā)明實施例2提供的內(nèi)燃機尾氣注入油氣層的增產(chǎn)方法流程圖。

本實施例公開了采用實施例1所述內(nèi)燃機尾氣注入油氣層的增產(chǎn)系統(tǒng)進行油氣增產(chǎn)的方法。

本實施例中，內(nèi)燃機尾氣注入油氣層的增產(chǎn)方法，包括以下步驟：

S1、增溫增壓單元產(chǎn)生高溫、高壓尾氣注入井下增產(chǎn)單元；

增溫增壓單元包括內(nèi)燃機，空氣和燃料注入內(nèi)燃機，內(nèi)燃機燃燒產(chǎn)生高溫、高壓尾氣注入油管，通過油管注入井下油氣層。

本實施例的優(yōu)選實施方式為所述步驟S1具體包括以下步驟：

如圖3所示，圖3為本發(fā)明實施例2提供的地面增壓單元產(chǎn)生高溫、高壓尾氣注入井下增產(chǎn)單元的流程圖。

S11、主動內(nèi)燃機燃燒產(chǎn)生高溫尾氣注入被動內(nèi)燃機，并驅(qū)動被動內(nèi)燃機工作；

內(nèi)燃機包括主動內(nèi)燃機和被動內(nèi)燃機，主動內(nèi)燃機和被動內(nèi)燃機之間通過聯(lián)軸器連接，主動內(nèi)燃機燃燒燃料后輸出旋轉(zhuǎn)動力至聯(lián)軸器，驅(qū)動被動內(nèi)燃機工作。同時，主動內(nèi)燃機燃燒燃料產(chǎn)生高溫尾氣注入被動內(nèi)燃機。

S12、被動內(nèi)燃機將主動內(nèi)燃機產(chǎn)生的高溫尾氣增溫、增壓后產(chǎn)生高溫、高壓尾氣注入井下增產(chǎn)單元。

S2、井下增產(chǎn)單元將地面增壓單元產(chǎn)生的高溫、高壓尾氣注入井下油氣層。

井下增產(chǎn)單元可以采用內(nèi)燃機高溫、高壓尾氣驅(qū)增壓增產(chǎn)方法，也可以采用內(nèi)燃機高溫尾氣吞吐增產(chǎn)方法提高油氣產(chǎn)量。

如圖4所示，圖4為本發(fā)明實施例2提供的采用內(nèi)燃機高溫、高壓尾氣驅(qū)增產(chǎn)方法的井下結(jié)構(gòu)示意圖。

所述采用內(nèi)燃機高溫、高壓尾氣驅(qū)增產(chǎn)方法具體為井下增產(chǎn)單元將地面增壓單元產(chǎn)生的高溫、高壓尾氣及添加劑從注入井注入油氣層，在油氣層進行熱交換，發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)后正向驅(qū)動油氣從生產(chǎn)井產(chǎn)出，提高中高滲透層常規(guī)剩余油氣、稠油、高凝油等油氣層的壓力、溫度、滲透率和油氣的流度、產(chǎn)量、采收率。

如圖5所示，圖5為本發(fā)明實施例2提供的采用內(nèi)燃機高溫、高壓尾氣吞吐增產(chǎn)方法的井下結(jié)構(gòu)示意圖。

所述采用內(nèi)燃機高溫、高壓尾氣吞吐增產(chǎn)方法具體為井下增產(chǎn)單元將地面增壓單元產(chǎn)生的高溫、高壓尾氣從注入井注入油氣層，經(jīng)關(guān)井、燜井在油氣層進行熱交換，發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)后反向驅(qū)動油氣從原注入井產(chǎn)出，提高低滲透致密油氣、稠油、頁巖氣、煤層氣、可燃冰等非常規(guī)油氣層的壓力、溫度、滲透率和油氣的流度、產(chǎn)量、采收率。

本實施例的優(yōu)選實施方式為燃料罐存儲燃料，并將燃料注入主動內(nèi)燃機；主動內(nèi)燃機燃燒產(chǎn)生的高溫尾氣緩存于高溫尾氣罐中；被動內(nèi)燃機燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓尾氣緩存于高溫、高壓尾氣罐中。

本發(fā)明的技術(shù)方案通過增溫增壓單元產(chǎn)生高溫、高壓尾氣，通過地下增產(chǎn)單元將高溫、高壓尾氣注入油氣層，與地下油、氣、水和巖石發(fā)生熱交換、物理或化學(xué)反應(yīng)，提高了地層壓力、溫度、滲透率，從而實現(xiàn)了油氣產(chǎn)量和最終采收率的增加；同時整個過程產(chǎn)生的尾氣全部再利用，沒有多余尾氣排放至大氣，實現(xiàn)了高效節(jié)能環(huán)保；同時，該系統(tǒng)和方法還具有結(jié)構(gòu)簡單、容易實現(xiàn)以及成本低廉的特點。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。