[發明專利]油頁巖原位水平井壓裂化學干餾提取頁巖油氣方法及工藝

有效

• 申請號: 201310152389.7
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN103233713A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 趙金岷
• 申請（專利權）人: 吉林省眾誠汽車服務連鎖有限公司
• 主分類號: E21B43/247
• 分類號: E21B43/247
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 陳宏偉

1.一種油頁巖原位水平井壓裂化學干餾提取頁巖油氣方法，其特征在于：

在地面上打鉆斜井至地下油頁巖層上部，并在油頁巖層上部打鉆平行與油頁巖層的水平井；與上部水平井斜井的后方，打鉆通往油頁巖層下部的斜井，并與油頁巖層下部平行打鉆水平井；向油頁巖層上部水平井注入高壓介質(空氣、水、石英砂)，以油頁巖層上部水平井為中心將油頁巖層壓裂出1—3mm裂縫，填充縫隙支撐物（石英砂），建立起連接下部水平井的油氣通道；在油頁巖層上部水平井中加入加熱裝置，將油頁巖層加溫至550~600℃，初始油頁巖干餾，驅提頁巖油、氣，頁巖油、氣通過油氣通道由下部水平井導出地面；在油頁巖層中，通過上部水平井通入氧化劑與油頁巖干餾后所含的瀝青質和固定碳發生氧化反應，產生的熱能作為后續干餾之熱源，實現地下原位提取頁巖油、氣；導出地面的頁巖油、氣經過地面氣液分離裝置分離，分離的頁巖油送至成品油罐存儲銷售；可燃氣送至燃氣發電裝置用來發電。

2.?實現權利要求1所述油頁巖原位水平井壓裂化學干餾提取頁巖油氣方法的工藝，包括以下步驟：

1）根據油頁巖層分布、走向、埋藏情況，在地面上打鉆斜井至地下油頁巖層上部，并在油頁巖層上部與油頁巖層平行走向打鉆水平井，此為壓裂燃燒井；

2）在壓裂燃燒井的后方地面上打鉆數口通往油頁巖層下部的斜井，應以穿透油頁巖層為準，并與油頁巖層下部與油頁巖層平行走向打鉆數口水平井，此為導出生產井；

3）在壓裂燃燒井水平段中建立壓裂室，取出鉆井套管，通過壓裂燃燒井向油頁巖層注入高壓介質，將油頁巖層壓裂出若干條1—3mm的裂縫，填充縫隙支撐物石英砂，建立起油氣通道，具體步驟如下：

①通井和洗井；

②向井筒內下入水力套管噴頭；

③封閉套管與巖壁空隙，使油頁巖層形成封閉的壓裂空間；

④水力噴砂射孔，先泵入基液(水)和攜砂液（20~35%的砂漿）（切割階段），當攜砂液距噴嘴250m左右時，迅速提升泵速以確保獲得切割射孔所需的足夠的壓差（55~80MPa）；

⑤在噴砂射孔2-3min后，將噴空碎巖頂替；

⑥按照設計環空排量或環空最高壓力所允許的最高泵速由環空泵入胍膠基液，按照設計由油管的泵入交聯胍膠和砂（比例20~30:40~60）增加膨脹力度；

⑦壓后放噴，沖砂支撐壓裂縫隙；

⑧向井筒內注入液體暫堵劑；

上提鉆具，上提鉆具至設計位置，壓裂下一層，重復③~⑥步；

4）在壓裂燃燒井建立燃燒室，

①洗井，將壓裂燃燒井內的砂水提出地面，

②壓裂燃燒井口加裝至油頁巖層下0.5m密封套管，利用膨脹劑封閉套管與井壁空隙；

③在壓裂燃燒井內加裝可燃氣和空氣輸入導管和電子點火系統，封閉井口，在油頁巖層段形成燃燒室；

④通過可燃氣輸送管向燃燒室輸送LPG和空氣；利用電子點火系統點燃可燃氣；

⑤引燃油頁巖后，給油頁巖層加溫至550~600℃，測得導出生產井來氣溫度達到200℃，停止供可燃氣，驅提部分頁巖油、氣通過油氣通道導出生產井至地面油氣分離裝置；

5）繼續向井內注入高壓空氣，使油頁巖層中干餾后剩余的瀝青質和固定碳發生氧化反應，在高溫條件下進行氧化反應，產生新的可燃氣體（同時驅提頁巖油、氣）通過油氣通道及導出生產井導出地面；

6）導出地面的頁巖油、氣經過地面氣液分離裝置分離，分離下來的頁巖油送至成品油罐存儲銷售；

7）經氣液分離裝置分離下來的可燃氣體送至燃氣發電裝置用來發電。

3.?一種水力套管噴頭，其特征在于：由上扶正器、噴槍、單向閥、下扶正器、篩管、引鞋組成，噴槍的表面設有噴嘴，噴槍的一端通過短接與套管連通，另一端通過單向閥與篩管連通；短接的外側套有上扶正器；篩管的管壁上均勻分布有若干篩孔，下扶正器套在篩管上，引鞋固定在篩管的頂部。