[发明专利]一种油气田分布式多能互补能源微网系统

说明书

技术领域

本发明涉及分布式能源应用领域，尤其涉及油气田分布式能源应用领域。

背景技术

分布式能源是一种建在用户端的能源供应方式，可独立运行，也可并网运行，是以资源、环境效益最大化确定方式和容量的系统，将用户多种能源需求，以及资源配置状况进行系统整合优化，采用需求应对式设计和模块化配置的新型能源系统，是相对于集中供能的分散式供能方式。目前中国分布式能源正处于发展过程中，对分布式能源的认识存在不足，尚有很大的发展利用空间。

油气田是能源系统中生产一次能源种类中最重要的石油和天燃气两种产品的生产设施，随着国内国际的去煤化进程，国际上各个国家对石油和天燃气的需求量在逐年增加。与此同时，目前国内外的油气田的开采方式和生产运行方式与一百多年前的生产方式没有太多变化。很多油田将伴生气点天灯直接烧掉是比比皆是，油田的采出水的污水排放及原油开采生产过程中巨大的电力消耗和其他能源粗放型地应用也是随处可见。目前油气田的开采运行方式急需变革。

如申请号 201521081545.6的中国发明专利，公开了一种油田分布式能源利用系统，它包括气液分离器、燃气发电机组、吸收式热泵、原油粗产品换热器、沉降罐、污水换热器。本发明利用油田集输系统伴生天然气产生电能和热能就近供集输系统使用，并回收低品位污水余热资源，实现集输系统能源资源分级高效匹配利用。但现有技术中仅考虑了热泵和燃气发电两种技术，整个系统中没有考虑其他可再生能源的利用，没有实现真正的多种能源的互补生产与应用。

发明内容

为了克服现有技术中的缺点，本发明提供一种油气田分布式多能互补能源微网系统，将分布式能源利用应用到油田伴热、管道加热、油井注汽加热等油田生产和集输过程中，提高了能源利用率，实现能源资源分级高效利用。

本发明解决前述技术问题所采用的技术方案是：一种油气田分布式多能互补能源微网系统，包括油田伴生气收集系统、风电光伏发电系统、热电联产系统、余热回收系统、油田供热装置、油田管道及油罐伴热系统，所述热电联产系统包括伴生气/燃气内燃机热电联产机组、光热蝶式斯特林热电联产机组、分布式垃圾焚烧热电联产机组、分布式生物质热电联产机组中的至少一种，所述风电光伏发电系统包括分布式风力发电、分布式光伏发电中的至少一种，所述余热回收系统包括油田污水源热泵、空气源热泵中的至少一种，所述油田供热装置包括油田电注汽锅炉、油田伴热电锅炉。

优选的是，所述油气田伴生气收集系统收集来的伴生气送入伴生气/燃气内燃机热电联产机组进行发电和供热。

上述任一方案优选的是，所述伴生气/燃气内燃机热电联产机组和所述光热蝶式斯特林热电联产机组回收的热量输送给油田电注汽锅炉和油田管道及油罐伴热系统，用于注汽锅炉给水加热和油田伴热。

上述任一方案优选的是，所述油田管道及油罐伴热系统的热源包括油田伴热电锅炉产热、热电联产系统中各分布式热电联产机组余热中的至少一种。

上述任一方案优选的是，所述油田电注汽锅炉采用电加热方式，包括高压电极热水锅炉或高压固体蓄热电锅炉。所述高压电极热水锅炉加热注汽锅炉给水，或者所述高压固体蓄热电锅炉通过电加热产生高压蒸汽，然后用于油田稠油区块的，便于稠油深井的开采。

上述任一方案优选的是，所述油田伴热电锅炉包括电阻式锅炉、电极式锅炉或固体蓄热电锅炉。

上述任一方案优选的是，所述空气源热泵和所述污水源热泵余热回收的热量用于油田伴热或注汽锅炉给水加热。

上述任一方案优选的是，所述分布式风力发电、分布式光伏发电、伴生气/燃气内燃机热电联产机组、光热蝶式斯特林热电联产机组、分布式生物质热电联产机组和分布式垃圾焚烧热电联产机组所发电量输送到区域电网。所述区域电网为油田内部局域网，区域电网与外界供电电网连接，区域电网所产电量用于油田现场供电，或输送转卖到外界供电电网用于盈利。

上述任一方案优选的是，所述分布式风力发电的风机根据油田当地的风资源情况，可采用小型常规风机或小型微风发电机组；分布式光伏发电根据当地日照情况和场地条件，可采用常规太阳能发电板和薄膜太阳能发电等，也可以根据现场建筑条件，将风电光伏发电系统得微风发电机和建筑一体化充放电系统进行结合。

上述任一方案优选的是，所述污水源热泵包括直接式污水源热泵和间接式污水源热泵。所述污水源热泵型号根据油田采出水流量和水况选择。所述污水源热泵的换热器材采用海军铜，主要成份包括有机树脂、纳米SiO₂。所述空气热源泵根据工况下的温度条件选择。