[發(fā)明專利]一種用于油頁(yè)巖地下原位開(kāi)采的體系封閉方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611097759.1
• 申請(qǐng)日: 2016-12-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106703752B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫友宏;李強(qiáng);周科;張弛;郭威;韓婧;劉世暢;呂世東;孫中瑾;李家晟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B36/00
• 分類號(hào): E21B36/00;E21B33/13;E21B43/241;E21B43/295
• 代理公司: 長(zhǎng)春市吉利專利事務(wù)所 22206
• 代理人: 張冉昕

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于油頁(yè)巖地下原位開(kāi)采的體系封閉方法，本發(fā)明所涉及的封閉體系是由頂板隔熱封閉層、底板隔熱封閉層和水平開(kāi)采區(qū)域封閉帷幕組成；本發(fā)明包括以下步驟：一、在油頁(yè)巖層底板處設(shè)置底板隔熱封閉層，覆蓋油頁(yè)巖原位開(kāi)采區(qū)域，與水平開(kāi)采區(qū)域封閉帷幕連接成為整體；二、在油頁(yè)巖頂層板處設(shè)置頂板隔熱封閉層，覆蓋油頁(yè)巖原位開(kāi)采區(qū)域，設(shè)置頂板隔熱封閉層采用劈裂注漿的方法，使各注漿孔中漿液相互串徑。三、水平開(kāi)采區(qū)域封閉帷幕是連續(xù)且密閉的，采用滲透注漿的方法，穿過(guò)開(kāi)采油頁(yè)巖層底板，到達(dá)透水性差的底部巖層；本發(fā)明為油頁(yè)巖地下原位開(kāi)采提供了一個(gè)密閉的加熱區(qū)域，用于阻絕開(kāi)采區(qū)域縱向地下水進(jìn)入、熱量散失以及水平方向地下水進(jìn)入和油氣及副產(chǎn)品流出。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種地下原位體系封閉方法，特別涉及一種用于油頁(yè)巖地下原位開(kāi)采的體系封閉方法。

背景技術(shù)

油頁(yè)巖原位開(kāi)采技術(shù)是繼油頁(yè)巖干餾之后的一種新型油頁(yè)巖開(kāi)采方式，它通過(guò)鉆孔和水力壓裂等方式，在地下油頁(yè)巖巖層中形成加熱通道，熱源進(jìn)入加熱通道后對(duì)油頁(yè)巖進(jìn)行加熱干餾，生成的油氣混合產(chǎn)物經(jīng)開(kāi)采井導(dǎo)出至地表進(jìn)行分離處理。相比較油頁(yè)巖干餾技術(shù)，油頁(yè)巖原位開(kāi)采技術(shù)具有地面設(shè)備少，占地面積小，生產(chǎn)過(guò)程中污染小等顯著優(yōu)點(diǎn)。

油頁(yè)巖原位開(kāi)采需要在地下形成一個(gè)主要包括油頁(yè)巖加熱通道和油頁(yè)巖層裂縫的封閉的開(kāi)采空間。這樣一個(gè)封閉的開(kāi)采空間，有利于控制油頁(yè)巖原位開(kāi)采的范圍，避免原位開(kāi)采過(guò)程中對(duì)外部地層產(chǎn)生油氣泄露等不利影響。在這樣一個(gè)高溫的開(kāi)采空間里，尤其要注意地下水和溫度擴(kuò)散對(duì)開(kāi)采產(chǎn)生的影響。一方面，如果開(kāi)采空間內(nèi)有水或不進(jìn)行開(kāi)采空間的保溫工作，由于水大比熱的特點(diǎn)，很大一部分熱量將被水吸收，開(kāi)采空間內(nèi)無(wú)法達(dá)到理想溫度，影響油頁(yè)巖開(kāi)采效率。另一方面，如果開(kāi)采空間內(nèi)有水，即使產(chǎn)生了油氣，油氣也會(huì)攜帶大量水蒸氣返至地表，給油氣水分離工作帶來(lái)難度的同時(shí)，也大大降低了油氣的回收效率。如果開(kāi)采空間與地下水通道相連接，開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的污染物會(huì)進(jìn)入地下含水層，污染地下水。因此，為油頁(yè)巖的開(kāi)采區(qū)域提供封閉空間顯得尤為重要。

殼牌公司的地下原位開(kāi)采工藝(ICP)提出了一種地下冷凍墻技術(shù)，在與加熱井和生產(chǎn)井一定距離鉆多口間距一定且相互連接形成密閉系統(tǒng)的冷凍井，向井內(nèi)注入一定溫度的冷凍液在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，使井周圍的地下水與圍巖介質(zhì)形成冷凍墻。但是地下冷凍墻的應(yīng)用過(guò)程中，存在施工周期長(zhǎng)，耗能高，對(duì)地下水產(chǎn)生污染等缺點(diǎn)。

專利CN102278116B提供了一種冬季寒冷地區(qū)制作地下冷凍墻裝置及制作冷凍墻的方法。該方法利用低溫乙二醇水溶液作為循環(huán)介質(zhì)，將從冬季室外溫度所獲得的冷源送入預(yù)先打的孔內(nèi)，冷凍地質(zhì)體，進(jìn)而形成冷凍墻。該方法施工只能在冬季且冬季溫度寒冷的地區(qū)進(jìn)行，限制較大，不具有廣泛推廣的條件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有為油頁(yè)巖的開(kāi)采區(qū)域提供封閉空間的方法存在施工周期長(zhǎng)、能耗高、污染環(huán)境、受季節(jié)限制的問(wèn)題，而提供的一種適用于不同埋深不同層厚的油頁(yè)巖地下原位開(kāi)采的體系封閉方法。

本發(fā)明所涉及的封閉體系是由頂板隔熱封閉層、底板隔熱封閉層和水平開(kāi)采區(qū)域封閉帷幕組成。

本發(fā)明包括以下步驟：

一、在油頁(yè)巖層底板處設(shè)置底板隔熱封閉層，覆蓋油頁(yè)巖原位開(kāi)采區(qū)域，與水平開(kāi)采區(qū)域封閉帷幕連接成為整體；

用于底板隔熱封閉層的劈裂注漿方法，是在地面鉆一系列梅花形布置的劈裂注漿孔，相鄰劈裂注漿孔的注漿漿液相互串徑，孔深到達(dá)油頁(yè)巖層底板。

注漿孔穿過(guò)油頁(yè)巖層底板，采用前進(jìn)式的注漿方式，在油頁(yè)巖底板進(jìn)行注漿，漿液在壓力大于油頁(yè)巖原位垂直于層理方向的拉應(yīng)力作用下，劈開(kāi)油頁(yè)巖層，漿液的劈裂路線呈縱橫交錯(cuò)的脈狀網(wǎng)絡(luò)，各注漿孔中漿液相互串徑，形成底板隔熱封閉層。

二、在油頁(yè)巖頂層板處設(shè)置頂板隔熱封閉層，覆蓋油頁(yè)巖原位開(kāi)采區(qū)域，設(shè)置頂板隔熱封閉層采用劈裂注漿的方法，使各注漿孔中漿液相互串徑。