[發(fā)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

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• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN103233713A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)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

技術領域

本發(fā)明公開一種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，利用油頁巖地下原位提取頁巖油，作為補充石油資源不足的非常規(guī)油氣能源，屬于石油干餾技術領域。

技術背景

目前，油頁巖可通過干餾技術煉制頁巖油----人造石油，來替補天然石油；亦可利用其燃燒發(fā)電。在當前油價居高不下形勢下，頁巖煉油具有良好的經(jīng)濟效益，是補充天然石油不足的最現(xiàn)實可用的一大措施；油頁巖發(fā)電，對缺煤省、區(qū)更具有良好的經(jīng)濟、環(huán)保、社會效益。但是，傳統(tǒng)的開發(fā)模式都是采取地下開采，地上干餾生產(chǎn)頁巖油，其缺點很多：

（1）地上干餾采掘成本大；

（2）地上干餾土地占用量大；

（3）地上干餾造成了大量的土地塌陷；

（4）地上干餾后的殘渣處理難度大，大量堆積造成二次污染；

（5）地上干餾后排渣需用水冷卻，含熱殘渣的熱能沒有利用；

（6）地上干餾產(chǎn)生的廢氣、污水對環(huán)境污染超標。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開了一種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，從根本上解決了地下開采、地上干餾所帶來的上述缺點和問題。

本發(fā)明公開的油頁巖原位水平井壓裂化學干餾提取頁巖油氣方法，其技術解決方案如下：

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(fā)生氧化反應，產(chǎn)生的熱能作為后續(xù)干餾之熱源，實現(xiàn)地下原位提取頁巖油、氣；導出地面的頁巖油、氣經(jīng)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(fā)電裝置用來發(fā)電。

實現(xiàn)本發(fā)明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(jù)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(shù)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(shù)口水平井，此為導出生產(chǎn)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(nèi)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(huán)空排量或環(huán)空最高壓力所允許的最高泵速由環(huán)空泵入胍膠基液，按照設計由油管的泵入交聯(lián)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(nèi)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。

3）在壓裂燃燒井建立燃燒室，

①洗井，將壓裂燃燒井內(nèi)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(nèi)加裝可燃氣和空氣輸入導管和電子點火系統(tǒng)，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(tǒng)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(chǎn)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(chǎn)井至地面油氣分離裝置；