[发明专利]用于石油稠油开采的蒸汽发生器

说明书

技术领域

本发明涉及石油开采中的稠油开采技术，更为具体地说，是涉及一种用于石油稠油开采的蒸汽发生器。

背景技术

石油开采中的稠油开采，目前主要是热开采，热开采的方式主要有蒸汽吞吐和蒸汽驱动两种方法。这两种方法均需在地面建设蒸汽站锅炉，通过管线将高温高压蒸汽输入井下，将地下高粘度的石油采出。这两种方法的主要缺点有：

1.热损耗大。它的热损耗主要有：蒸汽站锅炉和烟囱排放产生的热损失约占20%，蒸汽站至井口产生的热损失约占3%-20%（平均13%），井口至油层产生的热损失约占大于20%(井深2000英尺/609米)。为了减少环境污染和井口至油层的热损耗，美国石油工业规定在井深超过2500英尺(762米)时就不容许使用以上方式。但是，全球95％的稠油储藏都在2500英尺以下的地下。因此传统的蒸汽吞吐和蒸汽驱动方法对稠油的开采有着很大的局限性。

2.开采周期长。蒸汽吞吐法的一个闷井周期通常在2～7天左右，整个开采周期在15天左右，且不能连续生产，需要反复地注汽闷井，生产效率不高；蒸汽驱动虽然可以进行连续开采，但是注入蒸汽的周期仍较长。

3.整个设备的可移动性差。蒸汽站锅炉的安装，需在大地上建造安装基础，蒸汽站锅炉一旦建立起来是不能移动的，因此难以适应油井分散作业的要求。

4.环境污染严重。蒸汽站锅炉排放的烟气，含有大量的硫化物、氮氧化物、颗粒物等污染物，不仅会带来大量的热损失，且对环境污染较大。

为了克服以上的不足，近年来开发出了很多新的热采技术，如混合气热采技术：直接将燃烧的烟气和水蒸汽一起注入井下，能最大化的利用燃烧生成的热，且对环境几乎没有污染。此外，水平井环道加热蒸汽驱（HASD）、蒸汽辅助重力泄油（SAGD）、驱泄混合（SD+SAGD）、多底水平井吞吐+气驱（HP+SD）、多元复合吞吐技术HDCS（水平井Horizontal well，油溶性降黏剂Dissolver，二氧化碳Carbon dioxide和蒸汽Steam）等基于新开采机理的热采技术，也可有效降低稠油开采难度，提高稠油开采效果，但不同程度低存在如工艺操作复杂，换热损失与蒸汽输送热损失等不足，直接导致了稠油开采能力（采收率低于40%）和效率低下。

近些年来，本领域的科技工作者除了从热采系统技术方向开发新的热采技术外，还十分注重实施这些热采系统技术的装置研究开发，且取得了一些用于石油稠油热采的蒸汽发生装置技术成果。

公开号为CH101067372A的专利文献公开了一种用于石油热采注气机的高压混合气发生装置，该装置的燃烧腔室为隔热衬套水冷结构。由于隔热衬套直接受高温火焰的冲刷，材料性能需十分高，才能保证在2000℃左右的温度水平下进行正常燃烧，且衬套外有冷却水，使得热应力水平十分高，对设备的寿命有着较大的影响，冷却水在高温下还容易结垢，堵塞水的通道，容易致使设备失效。该设备的雾化区采用小孔结构，流场阻力大，流动损失偏高。

公开号为CH102268984A的专利文献公开了一种复合热载体发生器的雾化装置，该装置的燃烧室实质上仍为锅炉燃烧方式，其燃烧室头部采用隔热衬套和在衬套之间通冷却水的方式进行冷却，设备工作时热应力大，影响设备使用寿命。另外，其冷却方式决定了火焰温度不能太高，燃烧反应速度也受到限制，即其热效率不会太高。该装置对燃油雾化器进行了改进，但结构过于复杂。

发明内容

针对现有技术的石油稠油热采蒸汽发生装置存在的不足，本发明的目的旨在提供一种结构合理、可靠性强、寿命长、节能高效的用于石油稠油开采的蒸汽发生器，以实现在目前的稠油热采技术基础上提高石油稠油的采出率，节约能源。

本发明的上述目的，可通过具有下述技术方案的用于石油稠油开采的蒸汽发生器来实现。