至少部分地由于SEGR燃氣渦輪機系統(tǒng)52內(nèi)大 量空氣驅(qū)動的燃料燃燒可以生成被處理的水64。雖然在很多應用（包括碳氫化合物生產(chǎn)系 統(tǒng)12)中現(xiàn)場生成蒸汽62和水64可以是有益的，但由于現(xiàn)場生成排氣42、60的低氧含量、高 壓以及由SEGR燃氣渦輪機系統(tǒng)52獲得的熱量，所以現(xiàn)場生成排氣42、60可以特別有益于EOR 系統(tǒng)18。因此，HRSG 56、EGR系統(tǒng)58和/或EG處理系統(tǒng)54的另一個部分可以將排氣66輸出或 再循環(huán)到SEGR燃氣渦輪機系統(tǒng)52中，同時還將排氣42傳送到EOR系統(tǒng)18用于與碳氫化合物 生產(chǎn)系統(tǒng)12-起使用。同樣地，排氣42可以被直接從SEGR燃氣渦輪機系統(tǒng)52(即，不通過EG 處理系統(tǒng)54傳送)抽排，用于在碳氫化合物生產(chǎn)系統(tǒng)12的EOR系統(tǒng)18中使用。
[0035]由EG處理系統(tǒng)54的EGR系統(tǒng)58處理排氣再循環(huán)。例如，EGR系統(tǒng)58包括一個或更多 個管道、閥、鼓風機、排氣處理系統(tǒng)(例如，過濾器、微粒去除單元、氣體分離單元、氣體凈化 單元、熱交換器、熱回收單元、除濕單元、催化劑單元、化學品注入單元，或其任何組合），并 且沿從SEGR燃氣渦輪機系統(tǒng)52的輸出（例如，放出的排氣60)到SEGR燃氣渦輪機系統(tǒng)52的輸 入(例如，吸入排氣66)的排氣循環(huán)路徑控制再循環(huán)排氣。在所圖示說明的實施例中，SEGR燃 氣渦輪機系統(tǒng)52將排氣66吸入到具有一個或更多個壓縮機的壓縮機部分，從而隨著氧化劑 68和一種或更多種燃料70的吸入對在燃燒器部分中使用的排氣66進行壓縮。氧化劑68可以 包括環(huán)境空氣、純氧、富氧空氣、氧氣減少的空氣、氧氮混合物，或有利于燃料70燃燒的任何 合適的氧化劑。燃料70可以包括一種或更多種氣體燃料、液體燃料或其任何組合。例如，燃 料70可以包括天然氣、液化天然氣(LNG)、合成氣、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、汽油、煤油、柴油、 乙醇、甲醇、生物燃料，或其任何組合。
[0036] SEGR燃氣渦輪機系統(tǒng)52在燃燒器部分中將排氣66、氧化劑68和燃料70混合且燃 燒，從而生成熱燃燒氣體或排氣60以驅(qū)動渦輪機部分中的一個或更多個渦輪機級。在某些 實施例中，燃燒器部分中的每個燃燒器包括一個更或多個預混燃料噴嘴、一個或更多個擴 散燃料噴嘴，或其任何組合。例如，每個預混燃料噴嘴可以被配置為在該燃料噴嘴內(nèi)部和/ 或部分地在該燃料噴嘴的上游將氧化劑68和燃料70混合，從而將氧化劑燃料混合物從該燃 料噴嘴噴射到燃燒區(qū)域中用于預混燃燒(例如，預混火焰）。通過進一步的示例，每個擴散燃 料噴嘴可以被配置為在該燃料噴嘴內(nèi)將氧化劑68和燃料70的流動隔離，從而單獨地將氧化 劑68和燃料70從該燃料噴嘴噴射到燃燒區(qū)域中用于擴散燃燒(例如，擴散火焰）。特別地，由 擴散燃料噴嘴提供的擴散燃燒延遲氧化劑68和燃料70的混合直到初始燃燒點，即，火焰區(qū) 域。在采用擴散燃料噴嘴的實施例中，因為擴散火焰一般形成于氧化劑68和燃料70的單獨 流之間按化學計量的點處（即，當氧化劑68和燃料70混合時），所以擴散火焰可以提供增加 的火焰穩(wěn)定性。在某些實施例中，可以在擴散燃料噴嘴或者預混燃料噴嘴中將一種或更多 種稀釋液(例如，排氣60、蒸汽、氮氣或另一種惰性氣體)與氧化劑68、燃料70或兩者預混合。 另外，可以在每個燃燒器內(nèi)的燃燒點處或者在每個燃燒器內(nèi)的燃燒點的下游將一種或更多 個種稀釋液(例如，排氣60、蒸汽、氮氣或另一種惰性氣體)噴射到燃燒器中。這些稀釋液的 使用可以有助于緩和火焰(例如，預混火焰或擴散火焰），從而有助于減少NO x(諸如，一氧化 氮(NO)和二氧化氮(NO2))的排放。無論火焰的類型，燃燒產(chǎn)物使燃燒氣體或排氣60變熱以 驅(qū)動一個或更多個渦輪機級。當每個渦輪機級由排氣60驅(qū)動時，SEGR燃氣渦輪機系統(tǒng)52 (例 如，經(jīng)由發(fā)電機)生成機械功率72和/或電功率74。系統(tǒng)52還輸出排氣60,并且可以進一步輸 出水64。再者，水64可以是被處理的水，諸如脫鹽水，其在現(xiàn)場或場外的各種應用中可以是 有用的。
[0037]還通過SEGR燃氣渦輪機系統(tǒng)52使用一個或更多個抽排點76提供排氣抽排。例如， 所圖示說明的實施例包括具有排氣(EG)抽排系統(tǒng)80和排氣(EG)處理系統(tǒng)82的排氣(EG)供 應系統(tǒng)78,排氣(EG)抽排系統(tǒng)80和排氣(EG)處理系統(tǒng)82從抽排點76接收排氣42、處理排氣 42,并且然后將排氣42供應或分配到各種目標系統(tǒng)。目標系統(tǒng)可以包括EOR系統(tǒng)18和/或其 他系統(tǒng)，諸如管路86、儲存罐88或碳隔離系統(tǒng)90 AG抽排系統(tǒng)80可以包括一個或更多個管 道、閥、控制件和流分離件，其有利于排氣42與氧化劑68、燃料70和其他污染物的隔離，同時 還控制抽排的排氣42的溫度、壓力和流率。EG處理系統(tǒng)82可以包括一個或更多個熱交換器 (例如，熱回收單元，諸如熱回收蒸汽發(fā)生器、冷凝器、冷卻器或加熱器）、催化劑系統(tǒng)(例如， 氧化催化劑系統(tǒng)）、微粒去除系統(tǒng)和/或除水系統(tǒng)(例如，氣體脫水單元、慣性分離器、凝聚過 濾器、水不可滲透的過濾器和其他過濾器）、化學品注入系統(tǒng)、基于溶劑的處理系統(tǒng)（例如， 吸收器、閃蒸罐等）、碳捕獲系統(tǒng)、氣體分離系統(tǒng)、氣體凈化系統(tǒng)和/或基于溶劑的處理系統(tǒng)、 排氣壓縮機、其任何組合。EG處理系統(tǒng)82的這些子系統(tǒng)能夠控制溫度、壓力、流率、含水量 (例如，水去除量）、微粒含量(例如，微粒去除量)和氣體組成(例如，CO 2、N2等的百分比）。 [0038]根據(jù)目標系統(tǒng)，由EG處理系統(tǒng)82的一個或更多個子系統(tǒng)處理抽排的排氣42。例如， EG處理系統(tǒng)82可以將全部排氣42或排氣42的一部分引導通過碳捕獲系統(tǒng)、氣體分離系統(tǒng)、 氣體凈化系統(tǒng)和/或基于溶劑的處理系統(tǒng)，所述碳捕獲系統(tǒng)、氣體分離系統(tǒng)、氣體凈化系統(tǒng) 和/或基于溶劑的處理系統(tǒng)被控制以分離和凈化含碳氣體(例如，二氧化碳)92和/或氮氣 (N 2)94用于在各種目標系統(tǒng)中使用。例如，EG處理系統(tǒng)82的實施例可以執(zhí)行氣體分離和凈 化以產(chǎn)生多個不同的排氣42的流95,諸如，第一流96、第二流97和第三流98。第一流96可以 具有富含二氧化碳和/或缺乏氮氣（例如，富含⑶2、缺乏N 2的流）的第一組成。第二流97可以 具有含有中間濃度水平的二氧化碳和/或氮氣(例如，中間濃度C〇2、N2的流）的第二組成。第 三流98可以具有缺乏二氧化碳和/或富含氮氣（例如，缺乏⑶ 2、富含N2的流）的第三組成。每 個流95(例如，96、97和98)可以包括氣體脫水單元、過濾器、氣體壓縮機，或其任何組合，以 促進將流95傳送到目標系統(tǒng)。在某些實施例中，富含C0 2、缺乏N2的流96可以具有按體積計大 于大約70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98% 或99% 的CO2純度或濃度水平， 以及按體積計小于大約1%、2%、3%、4%、5%、10%、15%、20%、25 %或30 %的N2純度或濃 度水平。相比之下，缺乏CO2、富含N2的流98可以具有按體積計小于大約1%、2%、3%、4%、 5%、10%、15%、20 %、25 %或30 %的⑶2純度或濃度水平，以及按體積計大于大約70%、 75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或99%的吣純度或濃度水平。中間濃度(：〇2、吣 流97可以具有按體積計在大約30%到70%、35%到65%、40%到60 %或45 %到55%之間的 CO2純度或濃度水平和/或N2純度或濃度水平。雖然上述范圍僅是非限制性示例，但是富含 C〇2、缺乏N2的流96和缺乏⑶2、富含N2的流98可以特別適用于EOR系統(tǒng)18和其他系統(tǒng)84。然 而，這些富含、缺乏或中間濃度的⑶2流95中的任一個可以被單獨或以各種組合與EOR系統(tǒng) 18和其他系統(tǒng)84連用。例如，EOR系統(tǒng)18或其他系統(tǒng)84(例如，管路86、儲存罐88和碳隔離系 統(tǒng)90)每個可以接收一個或更多個富含C0 2、缺乏N2的流96,一個或更多個缺乏C02、富含N2的 流98,一個或更多個中間濃度的C0 2、N2的流97,以及一個或更多個未被處理的排氣42流（即， 繞過EG處理系統(tǒng)82)。
[0039] EG抽排系統(tǒng)80沿壓縮機部分、燃燒器部分和/或渦輪機部分在一個或更多個抽排 點76處抽排排氣42,使得在合適的溫度和壓力下排氣42可以被用于EOR系統(tǒng)18和其他系統(tǒng) 84中。EG抽排系統(tǒng)80和/或EG處理系統(tǒng)82還可以使流體(例如，排氣42)流動到EG處理系統(tǒng)54 且從EG處理系統(tǒng)54循環(huán)流動。例如，可以由EG抽排系統(tǒng)80抽排穿過EG處理系統(tǒng)54的排氣42 的一部分用于在EOR系統(tǒng)18和其他系統(tǒng)84中使用。在某些實施例中，EG供應系統(tǒng)78和EG處理 系統(tǒng)54可以是獨立的或者彼此集成在一起，并且因此可以使用獨立的子系統(tǒng)或共同的子系 統(tǒng)。例如，可以由EG供應系統(tǒng)78和EG處理系統(tǒng)54二者使用EG處理系統(tǒng)82。從EG處理系統(tǒng)54抽 排的排氣42可以經(jīng)過多個氣體處理階段，諸如，EG處理系統(tǒng)54中的一個或更多個氣體處理 階段，接著是在EG處理系統(tǒng)82中的一個或更多個額外氣體處理階段。
[0040] 由于在EG處理系統(tǒng)54中基本上按化學計量的燃燒和/或氣體處理，所以在每個抽 排點76處，抽排的排氣42可以基本上沒有氧化劑68和燃料70(例如，未燃盡燃料或碳氫化合 物）。更進一步地，根據(jù)目標系統(tǒng)，抽排的排氣42可以經(jīng)過EG供應系統(tǒng)78的EG處理系統(tǒng)82中 的進一步處理，從而進一步減少任何殘留的氧化劑68、燃料70或其他不期望的燃燒產(chǎn)物。例 如，在EG處理系統(tǒng)82中的處理之前，或者在EG處理系統(tǒng)82中的處理之后，抽排的排氣42按體 積計可以具有小于氧化劑(例如，氧）、未燃盡燃料或碳氫化合物（例如，HC)、氮氧化物（例 如，NO x)、一氧化碳(CO)、硫氧化物(SOx)、氫氣和其他未完全燃燒的產(chǎn)物的1 %、2%、3%、4% 或5%的體積。通過進一步的示例，在EG處理系統(tǒng)82中的處理之前，或者在EG處理系統(tǒng)82中 的處理之后，抽排的排氣42按體積計可以具有小于大約氧化劑(例如，氧）、未燃盡燃料或碳 氫化合物(例如，HC)、氮氧化物(例如，NO x)、一氧化碳(CO)、硫氧化物(例如，SOx)、氫氣和其 他未完全燃燒的產(chǎn)物的百萬分之10、百萬分之20、百萬分之30、百萬分之40、百萬分之50、百 萬分之60、百萬分之70、百萬分之80、百萬分之90、百萬分之100、百萬分之200、百萬分之 300、百萬分之400、百萬分之500、百萬分之1000、百萬分之2000、百萬分之3000、百萬分之 4000或百萬分之5000(ppmv)。因此，排氣42特別良好地適用于EOR系統(tǒng)18。
[0041] 渦輪機系統(tǒng)52的EGR操作特別能夠在多個位置76處進行排氣抽排。例如，系統(tǒng)52的 壓縮機部分可以被用于對排氣66壓縮而沒有任何氧化劑68(即，僅壓縮排氣66)，使得可以 在進入到氧化劑68和燃料70之前從壓縮機部分和/或燃燒器部分抽排基本上沒有氧的排氣 42。抽排點76可以位于相鄰壓縮機級之間的級間端口處、沿壓縮機放出段（discharge casing)的端口處、沿燃燒器部分中的每個燃燒器的端口處，或其任何組合。在某些實施例 中，排氣66可以不與氧化劑68和燃料70混合，直到其達到燃燒器部分中每個燃燒器的頭端 部分和/或燃料噴嘴。更進一步地，一個或更多個流分離器(例如，壁、分隔件、擋板或類似 件)可以被用于將氧化劑68和燃料70從抽排點76隔離。用這些流分離器，可以直接沿燃燒器 部分中的每個燃燒器的壁設置抽排點76。
[0042] 一旦排氣66、氧化劑68和燃料70流動通過頭端部分(例如，通過燃料噴嘴)進入到 每個燃燒器的燃燒部分(例如，燃燒室）中，SEGR燃氣渦輪機系統(tǒng)52被控制以提供基本上按 化學計量燃燒的排氣66、氧化劑68和燃料70。例如，系統(tǒng)52可以保持大約0.95到大約1.05的 當量比。因此，在每個燃燒器中的排氣66、氧化劑68和燃料70的混合物的燃燒產(chǎn)物基本上沒 有氧和未燃盡燃料。因此，可以從SEGR燃氣渦輪機系統(tǒng)52的渦輪機部分抽排燃燒的產(chǎn)物(或 排氣）用于作為被傳送到EOR系統(tǒng)18的排氣42使用。沿渦輪機部分，抽排點76可以位于任何 渦輪機級處，諸如相鄰渦輪機級之間的級間端口處。因此，使用上述抽排點76中的任一個， 基于渦輪機的服務系統(tǒng)14可以生成排氣42、抽排排氣42,并且將排氣42傳遞到碳氫化合物 生產(chǎn)系統(tǒng)12(例如，EOR系統(tǒng)18)，用于在從地下儲層20生產(chǎn)油/氣48使用。
[0043]圖2是圖1的系統(tǒng)10的實施例的圖示，圖示說明了耦接到基于渦輪機的服務系統(tǒng)14 和碳氫化合物生產(chǎn)系統(tǒng)12的控制系統(tǒng)100。在所圖示說明的實施例中，基于渦輪機的服務系 統(tǒng)14包括組合的循環(huán)系統(tǒng)102,該組合的循環(huán)系統(tǒng)102包括作為前置循環(huán)的SEGR燃氣渦輪機 系統(tǒng)52、作為后置循環(huán)的蒸汽渦輪機104,以及HRSG 56,從而從排氣60回收熱量以產(chǎn)生用于 驅(qū)動蒸汽渦輪機104的蒸汽62。再者，SEGR燃氣渦輪機系統(tǒng)52接收排氣66、氧化劑68和燃料 70，將排氣66、氧化劑68和燃料70混合，并且按化學計量燃燒排氣66、氧化劑68和燃料70 (例 如，預混和/或擴散火焰），從而產(chǎn)生排氣60、機械功率72、電功率74和/或水64。例如，SEGR燃 氣渦輪機系統(tǒng)52可以驅(qū)動一個或更多個負載或機械裝置106,諸如發(fā)電機、氧化劑壓縮機 (例如，主空氣壓縮機）、齒輪箱、栗、碳氫化合物生產(chǎn)系統(tǒng)12的儀器，或其任何組合。在一些 實施例中，機械裝置106可以包括與SEGR燃氣渦輪機系統(tǒng)52串聯(lián)的其他驅(qū)動器，諸如電動馬 達或蒸汽渦輪機(例如，蒸汽渦輪機104)。因此，由SEGR燃氣渦輪機系統(tǒng)52(和任何額外的驅(qū) 動器)驅(qū)動的機械裝置106的輸出可以包括機械功率72和電功率74。機械功率72和/或電功 率74可以現(xiàn)場被使用用于給碳氫化合物生產(chǎn)系統(tǒng)12提供動力，電功率74可以被分配給電 網(wǎng)，或其任何組合。機械裝置106的輸出還可以包括壓縮的流體，諸如壓縮的氧化劑68(例 如，空氣或氧），用于吸入到SEGR燃氣渦輪機系統(tǒng)52的燃燒部分。這些輸出（例如，排氣60、機 械功率72、電功率74和/或水64)中的每個可以被認為是基于渦輪機的服務系統(tǒng)14的服務。 [0044] SEGR燃氣渦輪機系統(tǒng)52產(chǎn)生可以基本上沒有氧的排氣42、排氣60,并且將該排氣 42、60傳送到EG處理系統(tǒng)54和/或EG供應系統(tǒng)78 AG供應系統(tǒng)78可以處理排氣42(例如，流 95)，并且將排氣42(例如，流95)傳送到碳氫化合物生產(chǎn)系統(tǒng)12和/或其他系統(tǒng)84。如上面所 討論的，EG處理系統(tǒng)54可以包括HRSG 56和EGR系統(tǒng)58ARSG 56可以包括一個或更多個熱交 換器、冷凝器和各種熱回收儀器，所述一個或更多個熱交換器、冷凝器和各種熱回收儀器可 以被用于從排氣60回收熱量或?qū)碜耘艢?0的熱量傳遞到水108以生成用于驅(qū)動蒸汽渦輪 機104的蒸汽62。類似于SEGR燃氣渦輪機系統(tǒng)52,蒸汽渦輪機104可以驅(qū)動一個或更多個負 載或機械裝置106,從而生成機械功率72和電功率74。在所圖示說明的實施例中，SEGR燃氣 渦輪機系統(tǒng)52和蒸汽渦輪機104被串聯(lián)布置以驅(qū)動相同的機械裝置106。然而，在另一些實 施例中，SEGR燃氣渦輪機系統(tǒng)52和蒸汽渦輪機104可以單獨地驅(qū)動不同的機械裝置106以獨 立地生成機械功率72和/或電功率74。當由來自HRSG 56的蒸汽62驅(qū)動蒸汽渦輪機104時，蒸 汽62的溫度和壓力逐漸降低。因此，蒸汽渦輪機104對使用的蒸汽62和/或水108再循環(huán)回到 HRSG 56用于經(jīng)由來自排氣60的熱量回收的額外的蒸汽生成。除了蒸汽生成之外，HRSG56、 EGR系統(tǒng)58和/或EG處理系統(tǒng)54的另一個部分可以產(chǎn)生水64、用于碳氫化合物生產(chǎn)系統(tǒng)12的 排氣42,以及用于作為進入SEGR燃氣渦輪機系統(tǒng)52的輸入使用的排氣66。例如，水64可以是 被處理的水64,諸如用于在其他應用中使用的脫鹽水。脫鹽水在水可用率低的區(qū)域中可以 是特別有用的。關于排氣60，EG處理系統(tǒng)54的實施例可以被配置為通過EGR系統(tǒng)58將排氣60 穿過或者不穿過HRSG 56對排氣60再循環(huán)。
[0045] 在所圖示說明的實施例中，SEGR燃氣渦輪機系統(tǒng)52具有排氣再循環(huán)路徑110,該排 氣再循環(huán)路徑110從系統(tǒng)52的排氣出口延伸到系統(tǒng)52的排氣進口。沿路徑110,排氣60穿過 在所圖示說明的實施例中包括HRSG 56和EGR系統(tǒng)58的EG處理系統(tǒng)54AGR處理系統(tǒng)58可以 包括沿路徑110串聯(lián)和/或并聯(lián)布置的一個或多更個管道、閥、鼓風機、氣體處理系統(tǒng)(例如， 過濾器、微粒去除單元、氣體分離單元、氣體凈化單元、熱交換器、熱回收單元(諸如熱回收 蒸汽發(fā)生器）、除濕單元、催化劑單元、化學品注入單元，或其任何組合）。換句話說，沿系統(tǒng) 52的排氣出口和排氣進口之間的排氣再循環(huán)路徑110，EGR系統(tǒng)58可以包括任何流量控制部 件、壓力控制部件、溫度控制部件、濕度控制部件和氣體組成控制部件。因此，在具有沿路徑 110的HRSG 56的實施例中，HRSG 56可以被認為是EGR系統(tǒng)58的部件。然而，在某些實施例 中，HRSG 56可以沿與排氣再循環(huán)路徑110無關的排氣路徑進行設置。無論HRSG 56是沿與 EGR系統(tǒng)58的單獨路徑還是沿與EGR系統(tǒng)58的共同路徑，HRSG 56和EGR系統(tǒng)58吸入排氣60， 并且輸出再循環(huán)的排氣66、用于EG供應系統(tǒng)78(例如，用于碳氫化合物生產(chǎn)系統(tǒng)12和/或其 他系統(tǒng)84)的排氣42,或者排氣的另一個輸出。再者，SEGR燃氣渦輪機系統(tǒng)52吸入排氣66、氧 化劑68和燃料70,將排氣66、氧化劑68和燃料70混合，以及按化學計量地燃燒排氣66、氧化 劑68和燃料70(例如，預混和/或擴散火焰），以產(chǎn)生基本上沒有氧和沒有燃料的排氣60,用 于分配到EG處理系統(tǒng)54、碳氫化合物生產(chǎn)系統(tǒng)12或其他系統(tǒng)84。
[0046] 如上面參考圖1所指出的，碳氫化合物生產(chǎn)系統(tǒng)12可以包括各種儀器以促進通過 油/氣井26從地下儲層20回收或生產(chǎn)油/氣48。例如，碳氫化合物生產(chǎn)系統(tǒng)12可以包括具有 流體注入系統(tǒng)34的EOR系統(tǒng)18。在所圖示說明的實施例中，流體注入系統(tǒng)34包括排氣注入 EOR系統(tǒng)112和蒸汽注入EOR系統(tǒng)114。雖然流體注入系統(tǒng)34可以從各種源接收流體，但所圖 示說明的實施例可以從基于渦輪機的服務系統(tǒng)14接收排氣42和蒸汽62。由基于渦輪機的服 務系統(tǒng)14產(chǎn)生的排氣42和/或蒸汽62還可以被傳送到碳氫化合物生產(chǎn)系統(tǒng)12,用于在其他 油/氣系統(tǒng)116中使用。
[0047]可以由控制系統(tǒng)100控制排氣42和/或蒸汽62的數(shù)量、質(zhì)量和流量?？刂葡到y(tǒng)100可 以完全專用于基于渦輪機的服務系統(tǒng)14,或者控制系統(tǒng)100還可以可選地為碳氫化合物生 產(chǎn)系統(tǒng)12和/或其他系統(tǒng)