CN102854294B - 用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的系统及方法，其中所述系统包括：蒸汽发生器、汽水分离器、闪蒸器、烟气换热器、蒸发处理器以及配水罐。本发明实施例的用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的系统及方法，可进行现场试验研究，并可验证、调整室内试验确定的汽包炉水质标准，制定油田用汽包炉行业水质标准，为汽包炉的设计、制造、安全运行和生产管理提供依据；本发明实施例适合油田现场实际条件，容易实现，便于实际操作；并且，通过回收利用系统产生的烟气余热和高温蒸汽作为蒸发处理器的补充热源，可以实现节能节水、提高效率。

Description

用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的系统及方法

技术领域

本发明涉及油田采油工艺技术领域，尤其涉及稠油开采地面工艺技术领域，具体的讲是一种用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的系统及方法。

背景技术

稠油，特别是特稠油和超稠油油田的开采，主要的开采方式为蒸汽吞吐、蒸汽驱和蒸汽辅助重力泄油(steam assisted gravity drainage，SAGD)等。但蒸汽吞吐的最终采收率只有25％左右，蒸汽驱采收率相对较高可在60％左右，是较早的稠油开采技术，但是也受到一些条件限制。SAGD是一项开采稠油最新的较成熟技术，也得到了快速的工业化推广，这对于世界剩余储量超过一半为稠油的未来，SAGD技术有着极大的发展空间。实施SAGD开采稠油最关键的技术之一，就是在地面要产生成本较低的过热蒸汽，否则开采是不经济的。

产生过热蒸汽的主要方法是要配套极好的水除盐技术，用汽包炉产生过热蒸汽。这方面电厂有较成熟的技术，一般采用离子交换技术进行除盐。但电厂是使用循环水，只处理不足10％的除盐水作为循环补充水，实际吨水成本较低。而油田要将每一吨除盐水注入地层，其成本大大高于电厂。但油田产生的过热蒸汽不进入汽轮机发电，而是进入油层，因此不像汽轮机那样要求低含盐量的蒸汽，油田对进入油层的蒸汽含盐量没有要求，只需在生产过程中考虑汽包炉的安全性。

在现有的产生油田注过热蒸汽的工艺中，进入汽包炉中的水质好坏直接影响到汽包炉的安全运行和生产管理，如汽包炉是否结垢等。因此，确定合理的油田汽包炉水质标准及高效的制水方法已经成为工业化推广的技术瓶颈，是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的系统和方法，用于解决先有技术中无法确定汽包炉中的水质好坏(标准)，从而可能导致汽包炉运行不安全的问题。

为了达到上述目的，本发明实施例提供了一种用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的系统，包括：蒸汽发生器，用于产生湿蒸汽；汽水分离器，连接所述蒸汽发生器，用于将所述的湿蒸汽分离为高温蒸汽和高温水；闪蒸器，连接所述汽水分离器，用于将所述汽水分离器产生的高温水进行降压闪蒸处理，生成闪蒸蒸汽及闪蒸高温水；烟气换热器，用于对外部中水进行加热，生成高温中水；蒸发处理器，连接所述闪蒸器及所述烟气换热器，用于将所述闪蒸器生成的闪蒸高温水及所述烟气换热器生成的高温中水进行蒸发处理，生成纯净水；配水罐，连接所述蒸发处理器，用于将所述蒸发处理器生成的纯净水与外部中水进行配比，生成配比水，送回至所述蒸汽发生器，以检测水质是否符合工艺要求。

为了达到上述目的，本发明实施例还提供了一种用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的方法，包括：利用蒸汽发生器产生湿蒸汽；将所述的湿蒸汽分离为高温蒸汽和高温水；将所述高温水进行降压闪蒸处理，生成闪蒸蒸汽及闪蒸高温水；对外部中水加热，生成高温中水；将所述闪蒸高温水及所述高温中水进行蒸发处理，生成纯净水；将所述纯净水与外部中水进行配比，生成配比水，送回至所述蒸汽发生器，以检测水质是否符合工艺要求。

本发明实施例的用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的系统及方法，建立了一个SAGD地面工艺的多功能中间试验系统，可进行现场试验研究，并可验证、调整室内试验确定的汽包炉水质标准，制定油田用汽包炉行业水质标准，为汽包炉的设计、制造、安全运行和生产管理提供依据；本发明实施例适合油田现场实际条件，容易实现，便于实际操作；且采用的热管换热器、蒸发水处理技术、闪蒸技术、汽水分离器、过热器等技术实现难度相对低，操作性强，投资小，可降低投资风险和技术风险。并且，通过回收利用系统产生的烟气余热和高温蒸汽作为蒸发处理器的补充热源，可以实现节能节水、提高效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的系统的结构示意图；

图2为本发明用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的系统的另一个实施例的结构示意图；

图3为本发明用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的方法的一个实施例的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例的用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的系统的结构示意图。如图所示，本实施例的用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的系统包括：

蒸汽发生器101，用于产生湿蒸汽；汽水分离器102，连接所述蒸汽发生器101，用于将所述的湿蒸汽分离为高温蒸汽和高温水；闪蒸器103，连接所述汽水分离器102，用于将所述汽水分离器102产生的高温水进行降压闪蒸处理，生成闪蒸蒸汽及闪蒸高温水；烟气换热器104，用于对外部中水进行加热，生成高温中水；蒸发处理器105，连接所述闪蒸器103及所述烟气换热器104，用于将所述闪蒸器103生成的闪蒸高温水及所述烟气换热器104生成的高温中水进行蒸发处理，生成纯净水；配水罐106，连接所述蒸发处理器101，用于将所述蒸发处理器101生成的纯净水与外部中水进行配比，生成配比水，送回至所述蒸汽发生器101，以检测水质是否符合工艺要求。

本实施例中，蒸汽发生器101可采用现有的23t/h湿饱和蒸汽发生锅炉，改进后成为小型过热蒸汽发生器；所述汽水分离器102将产生的高温蒸汽送回到所述蒸汽发生器101进行二次加热，生成过热蒸汽，注入到油田，进行稠油的开采。

本实施例中，所述闪蒸器103生成的闪蒸蒸汽和所述烟气换热器104生成的高温中水可同时作为所述蒸发处理器105的热源，有效地利用了烟气余热及分离水余热。所述配水罐106中的配比水送回至所述蒸汽发生器101后，根据所述蒸汽发生器101的结垢状态，检测是否符合工艺水质标准。本发明的水处理采用以热能为动力的蒸发水处理技术，如多效降膜蒸发发生器。

图2为本发明用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的系统的另一个实施例的结构示意图。本实施例与图1所述的实施例相似：

蒸汽发生器用于产生湿蒸汽；

汽水分离器连接所述蒸汽发生器，用于将湿蒸汽分离为高温蒸汽和高温水，汽水分离器将产生的高温蒸汽送回到所述蒸汽发生器进行二次加热，生成过热蒸汽，注入到油田，进行稠油的开采；

闪蒸器连接所述汽水分离器，用于将所述汽水分离器产生的高温水进行降压闪蒸处理，生成闪蒸蒸汽及闪蒸高温水；

烟气换热器用于对外部中水进行加热，生成高温中水，其中，烟气换热器也与蒸汽发生器连接，用烟气余热加热蒸汽发生器中的高温蒸汽，生成过热蒸汽，进行烟气余热的充分利用；

蒸发处理器连接所述闪蒸器及所述烟气换热器，用于将所述闪蒸器生成的闪蒸高温水及所述烟气换热器生成的高温中水进行蒸发处理，生成纯净水；所述闪蒸器生成的闪蒸蒸汽和所述烟气换热器生成的高温中水可同时作为所述蒸发处理器的热源，有效地利用了烟气余热及分离水余热。

配水罐连接所述蒸发处理器，用于将所述蒸发处理器生成的纯净水与外部中水进行配比，生成配比水，送回至所述蒸汽发生器，以检测是否符合工艺水质标准。所述配水罐中的配比水送回至所述蒸汽发生器后，根据所述蒸汽发生器的结垢状态，检测是否符合工艺水质标准。

图3为本发明用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的方法的一个实施例的方法流程图，如图所示，本实施例的用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的方法，包括：

步骤S101，利用蒸汽发生器产生湿蒸汽；

步骤S102，将所述的湿蒸汽分离为高温蒸汽和高温水。其中，将所述的湿蒸汽分离为高温蒸汽和高温水后，将所述高温蒸汽送回到所述蒸汽发生器进行二次加热，生成过热蒸汽，注入到油田。

步骤S103，将所述高温水进行降压闪蒸处理，生成闪蒸蒸汽及闪蒸高温水；

步骤S104，对外部中水加热，生成高温中水；

步骤S105，将所述闪蒸高温水及所述高温中水进行蒸发处理，生成纯净水。同时，所述闪蒸蒸汽和所述高温中水同时作为生成所述纯净水的处理热源。

步骤S106，将所述纯净水与外部中水进行配比，生成配比水，送回至所述蒸汽发生器，以检测是否符合工艺水质标准。所述配比水送回至所述蒸汽发生器后，根据所述蒸汽发生器的结垢状态，检测水质是否符合工艺要求。

本发明实施例的用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的系统及方法，建立了一个SAGD地面工艺的多功能中间试验系统，可进行现场试验研究，并可验证、调整室内试验确定的汽包炉水质标准，制定油田用汽包炉行业水质标准，为汽包炉的设计、制造、安全运行和生产管理提供依据；本发明实施例适合油田现场实际条件，容易实现，便于实际操作；且采用的热管换热器、蒸发水处理技术、闪蒸技术、汽水分离器、过热器等技术实现难度相对低，操作性强，投资小，可降低投资风险和技术风险。并且，通过回收利用系统产生的烟气余热和高温蒸汽作为蒸发处理器的补充热源，可以实现节能节水、提高效率。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的系统，其特征在于，所述的系统包括：

蒸汽发生器，用于产生湿蒸汽；

汽水分离器，连接所述蒸汽发生器，用于将所述的湿蒸汽分离为高温蒸汽和高温水；

闪蒸器，连接所述汽水分离器，用于将所述汽水分离器产生的高温水进行降压闪蒸处理，生成闪蒸蒸汽及闪蒸高温水；

烟气换热器，用于对外部中水进行加热，生成高温中水；

蒸发处理器，连接所述闪蒸器及所述烟气换热器，用于将所述闪蒸器生成的闪蒸高温水及所述烟气换热器生成的高温中水进行蒸发处理，生成纯净水；

配水罐，连接所述蒸发处理器，用于将所述蒸发处理器生成的纯净水与外部中水进行配比，生成配比水，送回至所述蒸汽发生器，以检测是否符合工艺水质标准。

2.如权利要求1所述的用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的系统，其特征在于，所述汽水分离器产生的高温蒸汽送回到所述蒸汽发生器进行二次加热，生成过热蒸汽，注入到油田。

3.如权利要求1所述的用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的系统，其特征在于，所述闪蒸器生成的闪蒸蒸汽作为所述蒸发处理器的热源。

4.如权利要求1所述的用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的系统，其特征在于，所述烟气换热器生成的高温中水同时作为所述蒸发处理器的热源。

5.如权利要求1所述的用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的系统，其特征在于，所述配水罐中的配比水送回至所述蒸汽发生器后，根据所述蒸汽发生器的结垢状态，检测是否符合工艺水质标准。

6.一种用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的方法，其特征在于，所述方法包括：

利用蒸汽发生器产生湿蒸汽；

将所述的湿蒸汽分离为高温蒸汽和高温水；

将所述高温水进行降压闪蒸处理，生成闪蒸蒸汽及闪蒸高温水；

对外部中水加热，生成高温中水；

将所述闪蒸高温水及所述高温中水进行蒸发处理，生成纯净水；

将所述纯净水与外部中水进行配比，生成配比水，送回至所述蒸汽发生器，以检测是否符合工艺水质标准。

7.如权利要求6所述的用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的方法，其特征在于，将所述的湿蒸汽分离为高温蒸汽和高温水后，将所述高温蒸汽送回到所述蒸汽发生器进行二次加热，生成过热蒸汽，注入到油田。

8.如权利要求6所述的用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的方法，其特征在于，所述闪蒸蒸汽作为生成所述纯净水的处理热源。

9.如权利要求6所述的用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的方法，其特征在于，所述高温中水同时作为生成所述纯净水的处理热源。

10.如权利要求6所述的用于检测油田注过热蒸汽工艺中水质标准的方法，其特征在于，所述配比水送回至所述蒸汽发生器后，根据所述蒸汽发生器的结垢状态，检测是否符合工艺水质标准。