[發(fā)明專利]頁巖氣的開采方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710547364.5
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107091076A
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳威;周禹
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: E21B43/243
• 分類號: E21B43/243
• 代理公司: 寧波高新區(qū)核心力專利代理事務(wù)所(普通合伙)33273
• 代理人: 袁麗花

本發(fā)明揭示了一種頁巖氣的開采方法及系統(tǒng)，頁巖氣的開采方法包括鉆取豎井、安裝開采裝置和頁巖氣采取；頁巖氣的開采系統(tǒng)包括延伸到頁巖層的豎井以及管路連接的供氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、采氣系統(tǒng)，開采系統(tǒng)還包括設(shè)置在豎井中的通氣管道，通氣管道的一端分別與供氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、采氣系統(tǒng)連接，通氣管道的另一端設(shè)置有開口，通氣管道通過該開口與頁巖層連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可以有效降低頁巖氣的開采成本，可通過控制氧氣的供給量來控制燃燒程度與傳播，相比于爆炸方式開采頁巖氣更加安全。本發(fā)明燃燒的產(chǎn)物主要是二氧化碳和水，可埋于地下，也易于處理，對環(huán)境污染小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于頁巖氣開采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種頁巖氣的開采方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

頁巖氣是指賦存于富有機質(zhì)泥頁巖及其夾層中，以吸附和游離狀態(tài)為主要存在方式的非常規(guī)天然氣，主要成分是甲烷等碳?xì)浠衔铮且环N清潔、高效的能源，它可以生成于有機成因的各種階段，主體上以游離相態(tài)存在于裂縫、孔隙及其它儲集空間，以吸附狀態(tài)存在于干酪根、粘土顆粒及孔隙表面，極少量以溶解狀態(tài)儲存于干酪根、瀝青質(zhì)及石油中。

我國頁巖氣資源豐富，技術(shù)可采資源量為36萬億立方米，是常規(guī)天然氣的1.6倍，有著巨大的商業(yè)價值。但是頁巖氣藏的儲層一般呈低孔、低滲透率的物性特征，氣流的阻力大，開采效率低以及開采難度較大。中國頁巖層埋深大，一般在2000～3500米，這頁巖層深度的增加無疑在我們本不成熟的技術(shù)上又增添了難度。

目前使用較多的是水力壓裂技術(shù)來開采頁巖氣，該技術(shù)是使用大量摻有化學(xué)物質(zhì)的壓裂液灌入頁巖層進行液壓碎裂以釋放頁巖氣，但是此項技術(shù)需要消耗大量的水資源，而且其中的化學(xué)物質(zhì)會污染地下水，嚴(yán)重破壞環(huán)境。

另外，也有通過爆炸方式來提高頁巖層的滲透率與孔隙率，但是此方法存在較大的安全隱患。還有熱力開采方式，但是需要消耗大量的熱量，開采成本較高，而且開采效率并不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種頁巖氣的開采方法及系統(tǒng)，可以更安全、更經(jīng)濟、更高效地進行頁巖氣的開采。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是，一種頁巖氣的開采方法，所述方法包括：

鉆取延伸到頁巖層的豎井；

在所述豎井中設(shè)置通氣管道，其中，所述通氣管道的一端分別與供氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、采氣系統(tǒng)連接，所述通氣管道的另一端設(shè)置有開口，所述開口與所述頁巖層連接；

在所述開口處提供可燃物；

由所述供氣系統(tǒng)通過所述通氣管道向所述頁巖層內(nèi)持續(xù)通入氧氣；

將所述可燃物在氧氣環(huán)境下點燃，以部分燃燒所述頁巖層縫隙內(nèi)的甲烷等游離態(tài)碳?xì)浠衔铮趸鲰搸r層表面的有機質(zhì)，增大所述頁巖層的孔隙和滲透率，提高頁巖氣的滲流量，同時，燃燒及氧化生成的氣體使得所述頁巖層壓力增加，將吸附在所述頁巖層表面的甲烷等氣體解吸；

通過所述通氣管道、采氣系統(tǒng)采集獲得的頁巖氣。

此外，本發(fā)明還提出如下附屬技術(shù)方案。

優(yōu)選的，所述頁巖氣的開采方法進一步包括：在提供氧氣時關(guān)閉所述采氣系統(tǒng)，在采集頁巖氣時關(guān)閉所述供氣系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述通氣管道為工字形。

優(yōu)選的，所述通氣管道為鋼管，上半部分位于所述豎井外，下半部分位于所述豎井內(nèi)。

優(yōu)選的，所述供氣系統(tǒng)包括管路連接的供氣裝置和高壓泵。

優(yōu)選的，所述控制系統(tǒng)包括管路連接的供氣閥門、采氣閥門、流量控制器和壓力表。

優(yōu)選的，所述采氣系統(tǒng)包括管路連接的抽氣泵、氣體分離器和集氣裝置。