[發明專利]低排放發電和烴采收系統及方法

有效

• 申請號: 200980111019.0
• 申請日: 2009-03-25
• 公開（公告）號: CN101981272A
• 公開（公告）日: 2011-02-23
• 發明（設計）人: M·明特;F·F·米特里克爾;P·C·拉斯馬森;L·K·斯塔爾切爾;C·C·拉斯馬森;J·T·威爾金斯;R·W·邁德爾
• 申請（專利權）人: 埃克森美孚上游研究公司
• 主分類號: E21B43/40
• 分類號: E21B43/40
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民;張全信

交叉引用相關申請

本申請要求2008年3月28日提交的美國臨時申請號61/072,292和2009年2月18日提交的美國臨時申請號61/153,508的權益。

發明領域

本發明的實施方式涉及烴采收方法中的低排放發電。更具體而言，本發明的實施方式涉及利用氮、氧、二氧化碳和烴燃料在極低排放的烴采收方法中發電的方法和裝置。

發明背景

本節意圖介紹與本發明的示例性實施方式相關的本領域的各個方面。相信該討論有助于提供一個基本概念，以利于更好地理解本發明的特定方面。因此，應該理解，本節應該基于此進行閱讀，并不必承認其為現有技術。

多種強化烴采收操作可以被分類為以下類型之一：壓力保持和混相驅動(miscible?flooding)。在壓力保持操作中，惰性氣體如氮被注入主要為氣態的油藏，以在該油藏內至少保持最低壓力，阻止反凝析并提高總采收量。在混相驅動操作中，混相氣體如二氧化碳被注入主要為液態的油藏以與液體混合，降低其粘度并增加壓力以提高采收率。

許多產油國正在經歷強烈的國內電力需求增長，并關注于提高采收率法采油(EOR)，以提高從其油藏采油。兩種常見的EOR技術包括用于油藏壓力保持的氮氣(N₂)注入和用于EOR混相驅動的二氧化碳(CO₂)注入。還有全球關注的溫室氣體(GHG)排放問題。這種關注與許多國家的總量控制與交易政策(cap-and-trade)的執行相結合，使得減少CO₂排放成為這些和其它國家以及其中操作烴生產系統的公司優先考慮的事情。

減少CO₂排放的一些方法包括燃料脫碳或燃燒后捕集。但是，這兩種方法成本都高并且降低發電效率，導致電力生產量降低，為滿足國內電力需求而增加了燃料的需求并增加了電的成本。另一種方法是聯合循環方式(in?a?combined?cycle)的含氧燃料燃氣輪機(例如，來自燃氣輪機Brayton循環的廢熱被捕集以在Rankin循環中產生蒸汽并產生額外電力)。然而，沒有商業可得的燃氣輪機能夠在這樣的循環內進行操作，并且產生高純氧所需的電力顯著降低了該方法的總效率。一些研究比較了這些方法并顯示了每種方法的一些優勢。參見例如BOLLAND、OLAV和UNDRUM，HENRIETTE，Removal?of?CO₂?from?Gas?Turbine?Power?Plants：Evaluation?of?pre-and?post-combustion?methods，SINTEF?Group，參見http://www.energy.sintef.no/publ/xergi/98/3/3art-8-engelsk.htm(1998)。

美國專利號4,344,486(′486專利)公開了一種方法，所述方法是向采出的烴和來自產液地層的二氧化碳中添加基本純的氧以產生熱或電，并再次注入二氧化碳用于EOR。所述′486專利公開，將烴液體與產液地層的采出液流中的氣態組分分離，然后將所述氣態組分與基本純的氧混合并燃燒所述混合物以產生熱和CO₂。然后CO₂被注入相同或不同的產液地層。該方法沒有教導或建議解決制氧廠效率低下(efficiency?drag)問題的方案。

美國專利公開號2007/0237696(′696出版物)基本上公開了含氧燃料方法和′486專利中公開的EOR的組合。′696出版物也要求獨立的制氧廠或空氣分離廠，沒有教導或建議工作氣體發電輪機配置。

因此，仍然十分需要低排放、高效率的烴采收方法。

發明概述