[发明专利]一种超临界多元热流体发生器

说明书

本发明公开了一种超临界多元热流体发生器。所述超临界多元热流体发生器包括发生器主体；发生器主体的顶端和底端分别通过上端盖和下端盖密封，其内部为反应腔，其侧壁上设有与反应腔连通的预热水入口、物料入口和排渣口；反应腔内设有沿其径向布置的换热套管，换热套管内设有空气输送管道，空气输送管道的两端分别延伸至上端盖和下端盖形成上空气入口和下空气入口；空气输送管道上设有若干个空气出口；上端盖上设有产物出口。本发明可实现稠油生产水的无害化处理与资源化利用；本发明多元热流体发生温度低，相同处理量散热小；最后，本发明通过超临界水气化吸热区与氢氧放热区合理的能量耦合布置，减少了电加热设备的投资与运行成本。

技术领域

本发明涉及一种超临界多元热流体发生器，属于稠油热采技术领域。

背景技术

截至2009年底，中国海上已发现原油地质储量47亿立方米，其中稠油达到32.9亿立方米。在渤海地区发现的稠油油田储量占渤海油田总储量的70％以上，主要分布在旅大、南堡、绥中、埕北等油区。其中地下粘度大于400mPa·s的稠油探明地质储量达2.47亿立方米，由于粘度高，油层渗流阻力大，常规注水开发难以有效动用，开采难度大、稠油粘度高、流动性差，利用稠油的粘度对温度非常敏感的特性，通过提高稠油温度降低粘度，来减少油层的渗流阻力，从而提高稠油采收率。自上世纪60年代以来，稠油热力开采技术已有了飞快的发展。到目前为止，已形成了以蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层等为主要开采方式的稠油热采技术，并取得了较好的开采效果。以上稠油热采技术在国内外大部分陆地稠油油藏开发中得到了广泛应用。与陆地稠油油田相比，海上稠油油田的油井井间距较大，油层埋藏较深，蒸汽驱开采作业无法连续进行，加之海上平台空间狭窄、承重量有限，海上油田未能广泛推广。海上稠油热力采油技术急需发展新的热采技术及配套工艺来投稿稠油采收率，多元热流体吞吐技术作为新兴稠油热力采油技术，主要是通过油井注入多元热流体，降低井筒附近区域原油的粘度，减少地层渗流阻力，提高油井产液能力。2008年，中海油在现有稠油热采技术广泛研究的基础上，在渤海南堡油田南区首次开展了海上稠油油田多元热流体吞吐技术的先导实验，并取得了良好的稠油增产效果。

超临界水是指温度与压力均超过其临界点(临界温度374℃，临界压力22.1MPa)的水，超临界水气化技术是利用超临界水高扩散性、高溶解性、低粘度等优良的物理化学性质，将各种有机物转化为氢气等清洁能源的技术，而且超临界水气化过程中无NO_X、SO_X产生。

传统的多元热流体发生器工作原理是利用航天火箭发动机的燃烧喷射机理，将高压燃烧室固定在机舱内，点火燃烧后产生的高温高压水蒸气、二氧化碳、氮气等混合气体，直接注入油层，从而增加油层压力，降低油层粘度，提高驱油波及面积，达到提高采收率的目的。

但是当前的多元热流体发生器存在以下缺点：1)严重依赖柴油，代价高昂；2)水处理工艺复杂，无法直接使用稠油生产水等平台废水；3)燃烧温度高，散热严重。

发明内容

本发明的目的是提供一种超临界多元热流体发生器，本发明通过在多元热流体发生器内超临界水气化吸热区与氢氧放热区合理的能量耦合设计，实现了多元热流体发生器自热，减少了因电加热设备而带来的较高的运行成本。

本发明所提供的超临界多元热流体发生器，包括发生器主体；

所述发生器主体的顶端和底端分别通过上端盖和下端盖密封；

所述发生器主体内部为反应腔，其侧壁上设有与所述反应腔连通的预热水入口、物料入口和排渣口；

所述发生器主体的所述反应腔内设有沿其径向布置的换热套管，所述换热套管内设有空气输送管道，所述空气输送管道的两端分别延伸至所述上端盖和所述下端盖形成上空气入口和下空气入口，可以通过调节阀门来灵活选择空气从所述上空气入口进入或从所述下空气入口进入；

所述空气输送管道上设有若干个空气出口；

所述上端盖上设有产物出口。