[發(fā)明專(zhuān)利]用于提高油頁(yè)巖原位開(kāi)采油氣采收率輔助加熱裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810504800.5
• 申請(qǐng)日: 2018-05-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108487888B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭威;楊秦川;李強(qiáng);孫友宏;鄧孫華;郭明義
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21B43/241
• 分類(lèi)號(hào): E21B43/241;E21B43/40
• 代理公司: 長(zhǎng)春市吉利專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 22206
• 代理人: 李曉莉

1.用于提高油頁(yè)巖原位開(kāi)采油氣采收率輔助加熱裝置，其特征在于：包括空氣壓縮機(jī)(1)、地面換熱器(2)、加熱管氣體進(jìn)口管道(3)、油氣運(yùn)輸通道(9)、生產(chǎn)井套管(11)、加熱管(13)、溫度傳感器(14)、自動(dòng)控溫裝置(15)、氣體泵(16)、分級(jí)冷凝裝置(17)、油水分離裝置(18)、廢水處理裝置(19)、重油儲(chǔ)集罐(20)、三相分離器(21)、輕油儲(chǔ)集罐(22)、氣體發(fā)電機(jī)組(23)及可燃?xì)怏w壓縮機(jī)(24)，所述地面換熱器(2)的進(jìn)氣端與空氣壓縮機(jī)(1)連接，地面換熱器(2)的出氣端分別與注熱井(8)及加熱管(13)用于容納發(fā)熱材料的環(huán)空間隙連通，且地面換熱器(2)通過(guò)加熱管氣體進(jìn)口管道(3)與加熱管(13)用于容納發(fā)熱材料的環(huán)空間隙連接；所述油氣運(yùn)輸通道(9)一端與注熱井(8)連通，另一端與生產(chǎn)井(10)連通；所述生產(chǎn)井套管(11)安裝在生產(chǎn)井(10)內(nèi)部；所述加熱管(13)數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)加熱管(13)分別安置在注熱井(8)和生產(chǎn)井(10)內(nèi)，加熱管(13)包括內(nèi)管(1301)、外管(1302)、發(fā)熱材料氣體進(jìn)口通道(1303)、發(fā)熱材料氣體出口通道(1304)及電阻絲(1305)，所述內(nèi)管(1301)和外管(1302)之間具有環(huán)空間隙，并在該環(huán)空間隙內(nèi)填充有發(fā)熱材料，內(nèi)管(1301)的中心通道為油氣通道，在內(nèi)管(1301)的外壁上以相同螺距纏繞有電阻絲(1305)；所述電阻絲(1305)與自動(dòng)控溫裝置(15)連接；所述發(fā)熱材料氣體進(jìn)口通道(1303)設(shè)置在加熱管(13)上，發(fā)熱材料氣體進(jìn)口通道(1303)一端與加熱管氣體進(jìn)口管道(3)連接，另一端與加熱管(13)的環(huán)空間隙連通；所述發(fā)熱材料氣體出口通道(1304)一端與環(huán)空間隙連通，另一端與內(nèi)管(1301)的中心通道連通；所述溫度傳感器(14)數(shù)量為兩個(gè)分別安置在注熱井(8)和生產(chǎn)井(10)的井口處，并與自動(dòng)控溫裝置(15)連接；所述自動(dòng)控溫裝置(15)上具有注熱井溫控板塊及生產(chǎn)井溫控板塊；所述氣體泵(16)一端與生產(chǎn)井(10)連通，氣體泵(16)另一端與分級(jí)冷凝裝置(17)連接；所述分級(jí)冷凝裝置(17)一端與生產(chǎn)井(10)的油氣通道及氣體泵(16)連接，另一端與油水分離裝置(18)連接；所述廢水處理裝置(19)、重油儲(chǔ)集罐(20)及三相分離器(21)均與油水分離裝置(18)連接；所述輕油儲(chǔ)集罐(22)與三相分離器(21)連接；所述氣體發(fā)電機(jī)組(23)一端與三相分離器(21)連接，另一端與加熱管(13)的電阻絲(1305)連接；所述可燃?xì)怏w壓縮機(jī)(24)一端與氣體發(fā)電機(jī)組(23)連接，另一端與注熱井(8)內(nèi)的加熱管(13)連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于提高油頁(yè)巖原位開(kāi)采油氣采收率輔助加熱裝置，其特征在于：所述發(fā)熱材料為碳酸鈉、焙燒硅藻土、鐵粉、鋁粉、焦炭粉、活性炭、鹽及生石灰的混合物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于提高油頁(yè)巖原位開(kāi)采油氣采收率輔助加熱裝置，其特征在于：所述外管(1302)的內(nèi)壁處全部貼有保溫用石棉(1306)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于提高油頁(yè)巖原位開(kāi)采油氣采收率輔助加熱裝置，其特征在于：所述電阻絲(1305)的外部包覆有絕緣層。

5.用于提高油頁(yè)巖原位開(kāi)采油氣采收率輔助加熱方法，其特征在于，該方法采用權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的用于提高油頁(yè)巖原位開(kāi)采油氣采收率輔助加熱裝置，具體包括以下步驟：

a.前期準(zhǔn)備：根據(jù)油頁(yè)巖層(6)分布情況及地質(zhì)條件選擇鉆井位置，分別鉆取注熱井(8)和生產(chǎn)井(10)至目標(biāo)地層；在注熱井(8)和生產(chǎn)井(10)中下入套管及加熱管(13)，并將加熱管(13)與自動(dòng)控溫裝置(15)連接，固井；

b.加熱階段：將常溫氣體通過(guò)空氣壓縮機(jī)(1)注入到地面換熱器(2)內(nèi)進(jìn)行加熱處理，經(jīng)加熱處理后的氣體一部分注入到注熱井(8)內(nèi)，另一部分注入到加熱管(13)的環(huán)空間隙內(nèi)與預(yù)先填充的發(fā)熱材料反應(yīng)后再進(jìn)入注熱井(8)內(nèi)，共同加熱油頁(yè)巖層(6)；

c.產(chǎn)油產(chǎn)氣階段：油頁(yè)巖層(6)經(jīng)加熱后達(dá)到油頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)熱解溫度產(chǎn)生氣態(tài)油氣，熱解溫度為300℃～370℃；氣態(tài)油氣經(jīng)油頁(yè)巖層(6)裂隙由注熱井段向生產(chǎn)井段轉(zhuǎn)移擴(kuò)散；

d.在產(chǎn)油產(chǎn)氣階段，預(yù)先設(shè)置自動(dòng)控溫裝置(15)上生產(chǎn)井控制板塊的控溫值，啟動(dòng)自動(dòng)控溫裝置(15)進(jìn)行加熱，位于生產(chǎn)井(10)井口的溫度傳感器(14)檢測(cè)到的溫度數(shù)據(jù)小于預(yù)先設(shè)置的控溫值時(shí)，自動(dòng)控溫裝置(15)自動(dòng)對(duì)生產(chǎn)井(10)加熱，使生產(chǎn)井(10)的油氣通道保持在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)，該預(yù)定的溫度與控溫值之差的絕對(duì)值小于20℃；

e.熱解產(chǎn)生的氣態(tài)油氣通過(guò)分級(jí)冷凝裝置(17)、油水分離裝置(18)、廢水處理裝置(19)、重油儲(chǔ)集罐(20)、三相分離器(21)及輕油儲(chǔ)集罐(22)分離、收集之后，剩余的氣體組分首先通過(guò)氣體發(fā)電機(jī)組(23)發(fā)電，然后再通過(guò)可燃?xì)怏w壓縮機(jī)(24)壓縮處理，壓縮后的氣體注入注熱井(8)內(nèi)的加熱管(13)與發(fā)熱材料反應(yīng)，輔助加熱注熱井段氣體。