[发明专利]用于稠油热采蒸汽生产的能量梯级利用方法

说明书

本公开提供一种用于稠油热采蒸汽生产的能量梯级利用方法，该方法利用太阳能辅助稠油热采系统进行能量梯级利用，太阳能辅助稠油热采系统包括太阳能集热子系统、补燃子系统、蒸汽生产子系统及控制子系统，其中，太阳能集热子系统包括不同类型的太阳能集热器；该能量梯级利用方法包括：采用不同类型的太阳能集热器收集不同能量品质的太阳能集热能；通过补燃子系统的燃料燃烧产生燃烧热能；通过控制子系统控制太阳能集热子系统及补燃子系统提供与所述蒸汽生产子系统的不同蒸汽生产阶段所需能量品质相匹配的热能，以生产所述稠油热采蒸汽，其中，通过控制子系统根据所述稠油热采蒸汽的热力参数及所述太阳能集热能的总量控制需要提供的燃烧热能的总量。

技术领域

本公开涉及稠油热采技术领域，尤其涉及一种用于稠油热采蒸汽生产的能量梯级利用方法。

背景技术

稠油作为一种重要石油资源，其储量占到了全球石油储量的约70％。但稠油的物理性质十分特殊，主要表现为非常粘稠，流动性很差，稠油因其粘度高、流动性能差，一般在油层条件下不能流动，常规开采方法很难有效的开发。

热力采油是目前稠油热采最为主要的方法。热力采油是运用热工学的理论和方法进行石油开采的采油上工艺方法，通过对油藏加热来降低地下原油的粘度、溶解与溶化油层的堵塞、改善地层的渗流特性，从而提高原油在地层的渗流能力来达到提高原油产量、采收率和开采效益的目的。目前，稠油热采的主要方法包括蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层、热水驱等。蒸汽吞吐一般需要向油层连续注入几天到几十天不等的蒸汽，而后关井2-3天，让热量在油层中扩散，使蒸汽凝结，然后开井生产。蒸汽驱是指连续不断地向油层中注入蒸汽，利用高温蒸汽来加热油层，从而提高稠油流动性，将稠油驱赶到生产井周围采出的方法。蒸汽驱开采是稠油油藏经过蒸汽吞吐开采以后为进一步提高原油采收率的必然阶段，由于其连续不断地向地层提供热量，消耗蒸汽量远大于蒸汽吞吐阶段，但可以使采收率增加20％-30％。蒸汽吞吐和蒸汽驱是目前应用最广泛的两种稠油热采方案。

然而，常规注蒸汽稠油热采需要消耗大量水蒸汽，一般的油汽比在0.15-0.25，而蒸汽生产需要消耗大量的化石燃料。蒸汽生产的费用占原油生产成本的比例一般可以达到45％～60％。传统的蒸汽发生器通过燃烧石油、天然气等化石燃料来产生热能，利用锅炉加热给水成为符合要求的蒸汽。传统的蒸汽生产方式开采稠油浪费了宝贵的不可再生的能源资源，并排放各类污染物。因此，急需寻找一种清洁高效的可再生能源，来辅助乃至替代注汽锅炉生产蒸汽进行稠油热采。

太阳能是取之不竭的可再生能源，具有清洁可再生、分布广泛的特点，其大规模的应用可以减少对化石燃料的依赖，同时有效降低污染物排放。我国的稠油资源储藏大部分位于太阳能资源可利用区域，同时，油田大多位于地广人稀的平坦之处，为太阳能应用于稠油开采提供了良好的先天条件。

但太阳能蒸汽发生器的特点在于受环境影响较大，同时季节周期和昼夜交替也会导致装置产生热量不稳定，使蒸汽无法恒速注入，因此，应用太阳能生产稠油热采水蒸汽具有良好的发展前景，但由于太阳能固有的不连续和不稳定的特性，如何长期稳定地将太阳能用于稠油热采过程成为目前面临的重大难题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对于现有的技术问题，提出一种用于稠油热采蒸汽生产的能量梯级利用方法，用于优化用于稠油热采蒸汽生产的多种能源互补利用，并保障系统运行可靠性。

(二)技术方案