[发明专利]油田汽电联产的低碳能源利用系统

说明书

本发明公开了一种油田汽电联产的低碳能源利用系统，包括第一水泵装置、第二水泵装置、电加热设备、液体混合器、化石燃料注汽炉、蒸汽混合器、过热器和新能源电站，电加热设备与第一水泵装置相连；液体混合器分别与第二水泵装置和电加热设备相连；化石燃料注汽炉与液体混合器相连；蒸汽混合器分别与电加热设备和化石燃料注汽炉相连；过热器与蒸汽混合器相连；新能源电站用于提供电力给电加热设备。本发明协同利用油田地区的光能、风能等低碳清洁能源实现油田汽电联产，以达到同时解决弃风弃电问题和实现油田低碳热采稠油的目标。

技术领域

本发明涉及油田低碳能源综合利用技术领域，尤其涉及一种油田汽电联产的低碳能源利用系统。

背景技术

随着我国“30碳达峰60零碳排放”战略的提出，节能降碳已成为能源生产及消费领域的重要议题。油田是工业用能用汽生产大户，尤其稠油开采过程中，需要使用大量的化石燃料生产蒸汽以开采稠油，每开采1吨稠油，需要8吨蒸汽，将耗费约0.8吨原煤和约500立方天然气，对应产生1～2吨的二氧化碳排放，这给油田稠油生产中带来了很大的碳减排压力，必须加以解决。

随着风、光等新能源技术的不断进步，风光电力建造成本下降显著，在未来将得到更大规模的利用。在油田地区存在大量闲置难以利用的土地，适合建立风、光发电装置，新能源的产出也能够有效降低碳排放。然而，风、光新能源周期性强、波动性大的特点，使得风、光新能源产生的电力难以被电网消纳，全国每年新能源平均弃电率超过15％，这一难题在短时间内难以改变。如何将新能源与现有的油田化石用能系统相结合，实现弃电消纳，进而达到低碳排放的目标，对于油田绿色低碳生产具有重要意义。以新疆油田为例，新疆地区不少风机、光伏设备长期处于闲置状态，弃风弃光现象严重。2020年，新疆弃风电量107亿千瓦时、弃光电量21.4亿千瓦时，弃风、弃光率分别为23％、16％，为全国最高。如果能够高效地将新疆地区低碳清洁能源应用于稠油开采，则新疆地区“弃风、弃电”可生产超过1700万吨蒸汽，这对于保障稠油开采，实现全疆范围新能源优化配置具有重要意义，是未来低碳清洁能源发展的一个重要方向。

当前，太阳能光热转化注汽系统是低碳清洁能源在稠油热采系统利用的主流方向。太阳能光热转换是借助聚光反射器将太阳光汇聚到太阳能集热器，利用集热器循环加热储能介质(如导热油、熔盐等)，通过储能介质与水换热产生高温高压蒸汽用于稠油热采，进而实现能量的转化利用。太阳能光热转换稠油热采系统按功能划分，主要包括：太阳能聚光集热系统、蓄热储能系统、蒸汽发生系统、注气采油系统和公用工程系统五部分。根据聚光方式的不同，集热系统又分为槽式、塔式、蝶式、菲涅尔式四种形式，其中槽式和塔式太阳能集热系统是光热转换的主流技术。

现有太阳能光热转化注汽技术主要有以下弊端和不足：1)太阳能光热转化热效率不均衡：由于太阳能具有周期性强和不确定性大的特点，单纯利用其生产蒸汽会造成汽源波动大的问题，无法满足稠油开采需要。2)投资维护成本高：太阳能光热投资成本超过10000元/千瓦，热工质管路维修成本高，生产蒸汽成本过高，油田用户无法承受。3)光热发电占地面积大：光热电站需要占用大量的土地，铺设复杂的管线，实际油田中已铺设了大量的采油管路，无法低成本铺设光场及热力管线。4)缺乏实际运行的工业项目：基于热效率不均衡和经济性不足两方面主要原因，太阳能光热转化稠油热采技术应用在国内尚无实际运行工业项目，仍处于研究设计阶段。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种油田汽电联产的低碳能源利用系统，协同利用油田地区的光能、风能等低碳清洁能源实现油田汽电联产，以达到同时解决弃风弃电问题和实现油田低碳热采稠油的目标。

根据本发明实施例的油田汽电联产的低碳能源利用系统，包括：

第一水泵装置；

第二水泵装置；

电加热设备，所述电加热设备与所述第一水泵装置相连，所述电加热设备用于接收所述第一水泵装置输出的水并加热，输出热水和蒸汽；