一種基于氣舉法采油的ccus系統及應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于氣舉法采油的CCUS系統及應用，屬于井筒清蠟解堵和二氧化碳捕集、利用與埋存的技術領域。
【背景技術】
[0002]氣舉采油是依靠從地面注入井內的高壓氣體與油層產出流體在井筒中的混合，利用氣體的膨脹使井筒中的混合液密度降低，將流入到井內的原油舉升到地面的一種采油方式。氣舉采油是機械采油法中對油井生產條件適應性較強的一種，常用于高產量的深井和含砂量小、含水低、氣油比高和含有腐蝕性成分低的油井。氣舉采油時必須有足夠的氣源，一般為氣井和油井產出的天然氣，氣舉采油的井口和井下設備比較簡單，但由于氣舉需要壓縮機組和地面高壓氣管線，地面設備系統復雜，一次性投資較大，而且系統效率較低，特別是受到氣源的限制，一般油田很少采用。隨著氣舉技術及有關配套工藝的完善，在高氣油比油藏的開發中氣舉方式已被廣泛應用，特別是對高氣油比及高產量的深井、海上油井、水平井、定向井、叢式井，因此氣舉法采油具有廣泛的應用前景。
[0003]然而，在氣舉采油過程中，由于地層溫度、壓力的降低以及原油中輕烴的逸出，溶解在原油中的蠟會以晶體的形式析出并吸附在油管壁、套管壁上。井筒中的石蠟沉積會造成油井油流通道變窄，阻礙原油流動，嚴重時甚至會造成油井蠟卡，影響原油的采出速度，從而增加了原油的開采成本。目前，油井清防蠟工藝種類繁多，如機械法、熱力法、化學法或微生物法等，其中，熱力清蠟工藝由于操作簡單、見效快速而廣泛應用于各油田的井筒清防蠟工作中。常見的熱力清蠟工藝包括向井筒中注入熱流體的熱洗法清蠟、采用抽油桿、井筒、套管等作為電路中發熱元件的電加熱法清蠟。由于氣舉井井口套管壓力較高，采用熱洗法清蠟時油井無法實現不停產注入熱流體，影響采油速度。采用電熱法清蠟時，由于氣舉井沒有抽油桿，因此只能采用井筒或套管作為電路中的加熱元件進行電加熱，從而導致需要停產、更換井筒管柱或是套管管柱，增加作業成本。
[0004]另外，熱力清蠟工藝不可避免地要利用煤、天然氣等化石燃料提供熱能，導致溫室氣體排放量日益增加。CQJS(Carbon Capture,Utilizat1n and Storage)即碳捕獲、利用與封存技術，是CCS (Carbon Capture and Storage)技術新的發展趨勢，即把生產過程中排放的二氧化碳進行提純，繼而投入到新的生產過程中，可以循環再利用，而不是簡單地封存，與CCS相比，可以將二氧化碳資源化，能產生經濟效益，更具有現實操作性。
[0005]因此，基于氣舉法采油，如何既能保證采油速度，盡可能高效地清除結蠟，又能將產生的二氧化碳捕集回注，給地層提供能量，對于我國發展和儲備CXUS技術顯得至關重要。
【發明內容】
[0006]針對現有技術的不足，本發明提供一種基于氣舉法采油的CCUS系統。
[0007]本發明還提供一種上述(XUS系統的工作方法。
[0008]本發明還提供上述CXUS系統中電加熱清蠟裝置的工作方法。
[0009]本發明的技術方案如下:
[0010]一種基于氣舉法采油的CCUS系統，包括采出管路、二氧化碳管路、天然氣管路、燃氣發電機組和電加熱清蠟裝置；
[0011]所述采出管路包括與氣舉井井組依次相連油氣分離部、天然氣提純系統，分別與所述天然氣提純系統相連的天然氣管路和二氧化碳管路；
[0012]所述天然氣管路包括向所述氣舉井井組栗入天然氣的天然氣栗入管路，還包括供燃氣發電機組發電的天然氣輸送發電管路；
[0013]所述二氧化碳管路包括向所述氣舉井井組栗入二氧化碳的二氧化碳栗入管路，還包括與所述燃氣發電機組相連的二氧化碳回收管路；
[0014]所述燃氣發電機組對所述電加熱清蠟裝置供電，所述電加熱清蠟裝置對所述氣舉井井組中的井筒清蠟。本發明包括采出管路、二氧化碳管路、天然氣管路、燃氣發電機組和電加熱清蠟裝置，通過采出管路將氣源分離為二氧化碳和天然氣，其中部分天然氣分別對氣舉井井組進行氣舉法采油，另一部分天然氣通過燃氣發電機組對所述電加熱清蠟裝置進行供電，此設計不但降低了地面電網的供電成本和技術難度、降低電網負荷，而且還使所述采出天然氣能夠近產利用；將采油產出的二氧化碳和燃氣發電機組排出的二氧化碳統一用于對氣舉井井組進行氣舉法采油，大大提高了二氧化碳的再生利用率，減少二氧化碳的排放。
[0015]根據本發明優選的，所述電加熱清蠟防蠟裝置包括通過采油樹密封延伸至井筒內的鋼鎧電纜，所述鋼鎧電纜由所述燃氣發電機組供電。
[0016]根據本發明優選的，所述鋼鎧電纜包括由外而內依次設置的鋼鎧護套、絕緣材料層、聚四氟乙烯層和電纜芯線。此處設計的優點在于，本發明引用聚四氟乙烯層的作用是用于給電纜芯線密封和耐溫，密封是用于防止外界流體與電纜芯線接觸引發短路，耐溫是提高電纜芯線的耐溫程度。
[0017]根據本發明優選的，所述鋼鎧護套為連續無縫鋼管。此處設計的優點在于，當所述鋼鎧電纜被變頻供電時，利用集膚效應在所述鋼鎧護套的外壁上產生熱能，同時保證電纜密封和拉伸強度。
[0018]根據本發明優選的，所述電加熱清蠟防蠟裝置還包括在所述采油樹頂部設置的井口高壓密封系統；所述井口高壓密封系統包括所述鋼鎧電纜依次穿過的壓帽、密封盤根、彈簧、閘板和電纜夾持夾板。此處設計的優點在于，本發明根據鋼鎧電纜的結構和原理，采用壓帽、密封盤根、彈簧、閘板和電纜夾持夾板構成高壓密封系統，與所述鋼鎧電纜組合應用時，可實現鋼鎧電纜意外落井和帶壓起出鋼鎧電纜作業時的井口密封:其中鋼鎧電纜與壓帽、密封盤根、彈簧和閘板組成了井口高壓密封，實現在鋼鎧電纜起下過程以及加熱過程中高壓密封作用；所述電纜夾持夾板用于控制鋼鎧電纜在井筒中的位置。當鋼鎧電纜下入井筒時，所述彈簧將閘板打開；當鋼鎧電纜起出時，所述彈簧復位使閘板關閉，防止油氣液沿井口噴出。
[0019]根據本發明優選的，在所述壓帽的上部還設置有懸接器。
[0020]根據本發明優選的，所述電加熱清蠟防蠟裝置還包括在所述鋼鎧電纜伸入井下的尾端上設置有集中加熱器，所述集中加熱器包括與所述鋼鎧電纜相連的電阻絲，在所述電阻絲外部設置有絕緣導熱層。
[0021]根據本發明優選的，所述鋼鎧電纜通過雙卡套式接頭分別與電阻絲和絕緣導熱層相連。
[0022]根據本發明優選的，所述絕緣導熱層為導熱硅膠層。此處設計的優點在于，為了適應井下的復雜井身結構，本發明將導熱硅膠層于鋼鎧電纜和電阻絲相結合，實現電纜在地層能夠按需彎曲。
[0023]根據本發明優選的，所述油氣分離部包括與所述氣舉井井組依次相連的采出液儲罐、油氣分離器。
[0024]根據本發明優選的，所述天然氣管路還包括與所述天然氣提純系統相連的天然氣儲觸。
[0025]根據本發明優選的，所述二氧化碳管路還包括二氧化碳凈化器和二氧化碳儲罐，所述天然氣提純系統通過二氧化碳凈化器、二氧化碳儲罐與所述二氧化碳栗入管路相連；燃氣發電機組的二氧化碳排放口通過二氧化碳回收管路、二氧化碳凈化器和二氧化碳儲罐相連。
[0026]—種上述CXUS系統的工作方法，包括:
[0027]氣舉采油階段:
[0028]對目標氣舉井井組進行氣舉采油；
[0029]油氣分離階段:
[0030]對氣舉井井組采出的液體進行油氣分離，分離為原油、天然氣與二氧化碳的混合氣體；
[0031]天然氣與二氧化碳進行分離:
[0032]將所述天然氣與二氧化碳分離；
[0033]天然氣的用途:
[0034]所述被分離出的天然氣一部分進入所述目標氣舉井井組進行氣舉采油；另一部分作為燃料源使所述燃氣發電機組發電；
[0035]所述燃氣發電機組排出的二氧化碳被收集后用于進入所述目標氣舉井井組進行氣舉采油；
[0036]二氧化碳的用途:
[0037]所述被分離出的二氧化碳被收集后用于進入所述目標氣舉井井組進行氣舉采油；
[0038]對目標氣舉井井組的井筒清蠟:
[0039]所述電加熱清蠟裝置由所