[发明专利]低排放发电和烃采收系统及方法

说明书

本申请为分案申请，原申请的申请日是2009年3月27日，申请号是200980111361.0(PCT/US2009/038645)，发明名称为“低排放发电和烃采收系统及方法”。

交叉引用相关申请

本申请要求2008年3月28日提交的名称为LOW EMISSION POWER GENERATION AND HYDROCARBON RECOVERY SYSTEMS AND METHODS(低排放发电和烃采收系统及方法)的美国临时专利申请61/072,292和2009年2月18日提交的名称为LOW EMISSION POWER GENERATION AND HYDROCARBON RECOVERY SYSTEMS AND METHODS(低排放发电和烃采收系统及方法)的美国临时专利申请61/153,508以及2009年2月23日提交的名称为LOW EMISSION POWER GENERATION AND HYDROCARBON RECOVERY SYSTEMS AND METHODS(低排放发电和烃采收系统及方法)的美国临时专利申请61/154,675的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明的实施方式涉及烃采收方法中的低排放发电(产生能量)。更具体而言，本发明的实施方式涉及利用氮、氧、二氧化碳和烃燃料以及重整技术在极低排放的烃采收方法中发电(产生能量)的方法和装置。

背景技术

本节意图介绍可能与本发明的示例性实施方式相关的本领域的各个方面。相信该讨论有助于提供一个基本概念，以利于更好地理解本发明的特定方面。因此，应该理解，本节应该基于此进行阅读，并不必承认其为现有技术。

多种强化烃采收操作可以被分类为以下类型之一：压力保持和混相驱动(miscible flooding)。在压力保持操作中，惰性气体如氮被注入主要为气态的油藏，以在该油藏内至少保持最低压力，阻止反凝析并提高总采收量。在混相驱动操作中，混相气体如二氧化碳被注入主要为液态的油藏以与液体混合，降低其粘度并增加压力以提高采收率。

许多产油国正在经历强烈的国内电力需求增长，并关注于提高采收率法采油(EOR)，以提高从其油藏采油。两种常见的EOR技术包括用于油藏压力保持的氮气(N₂)注入和用于EOR混相驱动的二氧化碳(CO₂)注入。还有全球关注的温室气体(GHG)排放问题。这种关注与许多国家的总量控制与交易政策(cap-and-trade)或碳税政策的执行相结合，使得减少CO₂排放成为这些和其它国家以及其中操作烃采出系统的公司优先考虑的事情。有效采出烃同时减少GHC排放是世界上最严酷的能源挑战之一。

减少CO₂排放的一些方法包括燃料脱碳或燃烧后捕集。但是，这两种方法成本都高并且降低发电效率，导致较低发电，为满足国内电力需求而增加了燃料的需求并增加了电的成本。另一种方法是联合循环方式(in a combined cycle)的含氧燃料燃气轮机(例如，来自燃气轮机Brayton循环的废热被捕集以在Rankin循环中产生蒸汽并产生额外电力)。然而，没有商业可得的燃气轮机能够在这样的循环内进行操作，并且产生高纯氧所需的电力显著降低了该方法的总效率。

提出的一个方法使用自热重整单元(ATR)以产生用于捕集和/或注入的烃燃料和二氧化碳。这样的系统在许多出版物中公开，其包括例如国际专利申请号WO2008/074980('980申请)和Ertesvag,Ivar S.等的Exergy Analysis of a Gas-Turbine Combined-Cycle Power Plant With Precombustion CO₂Capture,Elsivier(2004)(Ertesvag参考文件)，其相关部分通过引用从而并入。'980申请和Ertesvag参考文件公开用于在自热重整装置(ATR)中重整天然气以形成合成气，然后从合成气分离CO₂，并将富含氢的燃料送至传统的联合循环(CC)过程。

因此，仍然十分需要低排放、高效率的烃采收方法。

发明内容