[其他]开采石油的方法和设备

说明书

本发明涉及一种开采石油的方法，在这种方法中通过引入一种热载体来加热矿层中的石油。本发明还涉及一种实施该方法的设备。

由于石油矿层的自然条件，通过所谓的一次及二次采油法平均只能开采约35%的原始矿层含量，基于这一原因，又试验一系列所谓的三次采油法，以提高矿层的开采量。

以各种化学和物理的原理为依据的三次采油法中，至今所采用的将蒸汽喷入矿层的方法是成功的。通过提高矿层中的温度使石油的粘度下降，从而改善其向生产油井的输送。此外，喷射蒸汽有助于维持矿层中的压力。

制造喷射蒸汽大部分是在小的蒸汽发生器中进行的，蒸汽发生器尽可能靠近生产井安装。已加热了的蒸汽的绝热分配导管尽可能短，以减少投资和热损失。蒸汽在生产井中以专用的喷射导管送入矿层。喷射导管根据使用要求进行装备，费用是很高的。例如通过采用合适的套管、带有相应的绝热连接件的绝热蒸汽输入管和通过疏干在蒸汽输送管和套管之间构成的环形腔，以尽量减少已加热的蒸汽向石油矿层进一步的传送过程中的热损失。

在这种已知的蒸汽喷射装置中，其缺点在于不仅在蒸汽发生器和油井之间的支线上出现热损失，而且在喷射管道中也有热损失，并随着矿层的深度迅速增大。从蒸汽喷射管散出的热量对矿井覆盖层产生的负荷也是十分不利的。为了控制由此而产生的机械负荷，要求采用昂贵的措施，例如在套管中制造预应力。因此，以蒸汽喷射管装备钻井筒比用简单的采油管装备钻井筒贵得多。

以蒸汽喷射作为三次采油法带来的问题，在开采海底石油矿层时也存在，在为此而建立的海上钻探平台结构上，由于平台上地方狭窄无法安装蒸汽发生器。一个特制的带有相应的平台和向矿层中输入蒸汽的绝热支管的蒸汽发生器支架费用十分昂贵。

本发明的任务在于提供一种开采石油的方法，在这种方法中，进一步避免了在传送加热石油所用的热载体时的热损失，同时简化将热载体送往矿层的喷射导管和卸去其载荷。

在本文一开始所描述的方法中，是通过引入一种热载体来加热矿层中石油的措施来实现上述目的的。热载体的加热，是在通向矿层的内部或入口区通过催化，使一种可以甲烷化的合成气体甲烷化来实现的。这样就允许在采油管道中将冷的合成气体传送至矿层，并且只有在那里才通过引导合成气通过催化剂，在合成气甲烷化的情况下产生热量。所产生的反应热传给热载体，由此使热载体就在矿层前或矿层中提高到三次采油所必需的温度。因此，在传输途径中的冷凝过程没有降低进入矿层的蒸汽质量。敷设冷导管不仅是对于合成气、而且也是对于热载体与绝热导管相比，这些导管不仅结构简单，而且易于敷设或改变其位置。合成气发生器的位置不受石油矿层位置的限制，这尤其对处于海底、并必须通过海上钻探平台支撑结构开采的矿层是特别有利的。

合成气的甲烷化又将其用于能量回收，在德国专利DE-PS    1298233中已有说明。通过蒸汽变换产生合成气，合成气在能量消耗器中甲烷化。这时产生的气体产物被送回，并重新转换为合成气。这种方法在技术上已经过检验，参考1984年、1985年3月在尤里希，R·哈斯等人所写的“核研究设备的报告EVAⅡ/ADAMⅡ试验设备的结构和工作原理”以及H·哈姆等在1980年化学工程技术第6期504页上发表的“在能量传输过程中沼气化富-氧化碳气体”。

（vgl.R.Harth    et    al，“Die    Versuchsanlage    EVA    II/ADAM    II，Beschreibung    von    Aufbau    und    Funktion”，Bericht    der    kernforschungsanlage    Jülich，Jül-1984，Maerz    1985，sowie    H.Harms    et    al，“Methanisierung    kohlenmonoxidreicher    Gase    beim    Energietransport”，Chem.-Ing.-Techn.52，1980，Nr.6，S.504    ff.）

本发明的其它结构为，将在甲烷化时产生的气体产物从矿层中抽出、并借助于蒸汽变换重新转换为合成气。封闭的循环管路应设计为：在甲烷化反应器中合成气甲烷化之后在输入热量的条件下，通过分解气体产物重新制造合成气。