[發(fā)明專利]一種油頁巖地下原位噴射劈裂施工裝置及施工工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710445697.7
• 申請(qǐng)日: 2017-06-14
• 公開（公告）號(hào): CN107060716B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘殿琦;李瑞;吳銀柱;彭第;黃非;徐瑞;劉麗莎;王要峰;李振龍;楊書紅;歐陽著;徐鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)春工程學(xué)院
• 主分類號(hào): E21B43/26
• 分類號(hào): E21B43/26;E21B43/241
• 代理公司: 西安銘澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61223
• 代理人: 俞曉明

本發(fā)明公開了一種油頁巖地下原位噴射劈裂施工裝置及施工工藝，采用油頁巖地下原位噴射劈裂施工裝置，對(duì)地下原位油頁巖進(jìn)行高壓水或高壓空氣和高壓水旋轉(zhuǎn)高壓射流噴射，使油頁巖變成小塊團(tuán)狀，為裂解油頁巖提供有利條件。其工藝技術(shù)為：采用噴射機(jī)具，自地表鉆進(jìn)至油頁巖目的層底板，在底板處開始旋噴劈裂，邊上提機(jī)具，邊旋噴劈裂油頁巖層，直至旋噴到油頁巖目的層上頂板，單點(diǎn)旋噴劈裂結(jié)束，根據(jù)劈裂情況，可以單點(diǎn)重復(fù)劈裂。再進(jìn)行下一個(gè)點(diǎn)的旋噴劈裂，直至將設(shè)計(jì)點(diǎn)位的所有點(diǎn)旋噴劈裂完畢。采用本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)劈裂點(diǎn)，劈裂范圍相互疊加，使整個(gè)油頁巖目的層均勻劈裂成小塊狀或粉狀，有利于熱能滲透其中，達(dá)到充分加熱裂解油頁巖目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及頁巖油開采領(lǐng)域，特別涉及一種油頁巖地下原位噴射劈裂施工裝置及施工工藝。

背景技術(shù)

目前世界頁巖油資源量約為4110億噸，相當(dāng)于目前世界已探明的原油和凝析油可采儲(chǔ)量的3倍，我國頁巖油資源量約為476億噸，相當(dāng)于傳統(tǒng)石油資源量的1.5倍，居世界第四位，現(xiàn)已查明頁巖油資源27億噸，僅占頁巖油資源的5.67％。因此，世界及我國的頁巖油資源豐富，為繼原油之后，頁巖油是最大的石油資源。

我國2011年對(duì)進(jìn)口石油的依賴度為55.2％，預(yù)計(jì)到2020年進(jìn)口石油的依賴度將達(dá)到60％。目前德國、法國等發(fā)達(dá)國家的戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備天數(shù)都達(dá)到90天以上，美國、日本的戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備天數(shù)達(dá)到150天以上，我國的戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備天數(shù)僅達(dá)到30天。因此，我國對(duì)石油的進(jìn)口依賴度很高，戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備天數(shù)很少，開發(fā)頁巖油迫在眉睫。

全世界都認(rèn)識(shí)到開發(fā)頁巖油的重要性，紛紛制定國家頁巖油開發(fā)計(jì)劃，對(duì)頁巖油開發(fā)技術(shù)投入了大量的人力、財(cái)力、物力。但其技術(shù)發(fā)展緩慢，不足以支撐頁巖油開發(fā)。目前頁巖油開發(fā)技術(shù)主要針對(duì)地下原位油頁巖整體加熱方式，使頁巖油裂解并進(jìn)入生產(chǎn)井中，再抽出頁巖油。由于對(duì)地下原位頁巖整體加熱，使頁巖油很難裂解，裂解的頁巖油進(jìn)入生產(chǎn)井的時(shí)間很長(zhǎng)，根本不能進(jìn)行連續(xù)開采，就好像水井的中的水，流入一年，幾天就能抽干，不能形成開采條件和生產(chǎn)頁巖油規(guī)模。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種油頁巖地下原位噴射劈裂施工裝置及施工工藝，通過油頁巖地下原位粉碎式劈裂，使地下原位油頁巖全面形成粉狀顆粒，為頁巖油充分裂解提供環(huán)境，降低頁巖油開采成本，提高頁巖油出油率。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種油頁巖地下原位噴射劈裂施工裝置，包括漿液裝置、輸送裝置及噴射裝置，所述漿液裝置與輸送裝置連接，輸送裝置與噴射裝置連接；所述漿液裝置包括水箱、外加劑溶液箱、攪拌機(jī)以及漿液儲(chǔ)存桶，所述水箱以及外加劑溶液箱分別通過管路與攪拌機(jī)連接，攪拌機(jī)通過管路與漿液儲(chǔ)存桶連接；所述輸送裝置包括高壓注漿泵；所述噴射裝置包括噴射機(jī)具，所述噴射機(jī)具包括鉆機(jī)以及與鉆機(jī)相連的鉆桿，鉆桿內(nèi)部設(shè)有輸送劈裂漿液的漿液通道，所述鉆桿上開設(shè)有沿鉆桿縱向呈螺旋排列的噴嘴；所述漿液儲(chǔ)存桶通過管路與高壓注漿泵連接，高壓注漿泵通過管路與鉆桿內(nèi)部所設(shè)的漿液通道連接。

一種油頁巖地下原位噴射劈裂施工工藝，包括如下步驟：

1)漿液配制：將劈裂漿液外加劑與水按質(zhì)量比1:100的比例在外加劑溶液箱內(nèi)混合形成混合漿液，混合漿液與水箱中的水經(jīng)過攪拌機(jī)攪拌，流入漿液儲(chǔ)存桶內(nèi)進(jìn)行劈裂漿液儲(chǔ)存，當(dāng)噴射機(jī)具鉆進(jìn)及劈裂時(shí)，由高壓注漿泵將劈裂漿液送至噴射通道；

2)對(duì)油頁巖進(jìn)行地下原位微劈裂鉆進(jìn)：即采用噴射機(jī)具，邊鉆進(jìn)邊低壓噴射，自地表鉆進(jìn)油頁巖目的層底板；

3)采用旋噴劈裂，對(duì)油頁巖進(jìn)行地下原位高壓劈裂：即在油頁巖目的層底板處開始高壓旋噴劈裂，邊上提噴射機(jī)具，邊旋噴劈裂油頁巖層，直至旋噴到油頁巖目的層上頂板，對(duì)單點(diǎn)旋噴劈裂結(jié)束；

4)復(fù)劈裂：重復(fù)步驟2)和步驟3)，直至油頁巖目的層劈裂成符合要求尺寸的塊狀；

5)再進(jìn)行下一個(gè)單點(diǎn)旋噴劈裂：重復(fù)步驟2)、步驟3)、步驟4)；