[發(fā)明專利]用于提高油頁巖原位開采油氣采收率輔助加熱裝置及方法

有效

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

用于提高油頁巖原位開采油氣采收率輔助加熱裝置及方法,屬于油頁巖原位開采領(lǐng)域，裝置包括空氣壓縮機、地面換熱器、加熱管、溫度傳感器、自動控溫裝置、氣體泵、分級冷凝裝置、油水分離裝置、三相分離器、氣體發(fā)電機組及可燃氣體壓縮機等，加熱管對注熱井段加熱，與地面換熱器共同作用，為熱解油頁巖層提供高溫氣體，方法包括前期準備，加熱階段，產(chǎn)油產(chǎn)氣階段，本發(fā)明通過加熱管的加熱功能，一方面使生產(chǎn)井的溫度維持在一定的范圍，有效防止了油氣的提前凝結(jié)；另一方面通過產(chǎn)物中的水分與發(fā)熱材料反應(yīng)放熱，有效地降低了產(chǎn)物中的水分含量；并且利用產(chǎn)物中的可燃氣體發(fā)電作為輔助電源，減少了成本支出。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油頁巖原位開采領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于提高油頁巖原位開采油氣采收率輔助加熱裝置及方法。

背景技術(shù)

油頁巖又稱油母頁巖，是一種沉積巖，其含有的固體有機物質(zhì)分布于無機礦物骨架內(nèi)。油頁巖是一種固體化石燃料，作為一種能源，油頁巖加熱后，其中的有機質(zhì)油母質(zhì)熱解產(chǎn)生頁巖油。頁巖油可以加工制取油品，也可直接燃燒，產(chǎn)生蒸汽、發(fā)電。

進入21世紀，世界各國原油消耗量劇增，隨著有限化石燃料的不斷消耗，尋求一種可以替代常規(guī)油氣資源的新型能源迫在眉睫。油頁巖以其豐富的含量和熱解產(chǎn)物特性，在替代石油資源方面越來越受到人們的關(guān)注。因此，尋找一種經(jīng)濟高效的油頁巖熱解方法，對于緩解能源矛盾、促進社會發(fā)展和國際局勢穩(wěn)定等方面具有十分重要的意義。

目前，常規(guī)的油頁巖轉(zhuǎn)化技術(shù)是地面干餾技術(shù)，即將埋藏于地下的油頁巖開采至地面，在干餾裝置內(nèi)進行干餾、產(chǎn)生頁巖油、氣。雖然地面干餾方法已經(jīng)十分成熟，但是也存在很大的缺陷，比如設(shè)備龐大、需要占用較大的地面面積、熱解后的油頁巖殘渣無法得到有效的處理，污染環(huán)境，同時，將油頁巖開采出地面，會對地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成破環(huán)，影響地質(zhì)穩(wěn)定性，可能導致地震、地面塌陷等地質(zhì)危害。

地下原位開采技術(shù)是指油頁巖不經(jīng)開采至地面，直接在地下加熱，生成頁巖油、氣，再導至地面，從而進行回收利用。與地面干餾技術(shù)相比較，其優(yōu)點在于油頁巖不需開采出地面，對原有地層的破壞較少，另外不需在地面進行加熱處理，不需龐大的地面干餾設(shè)備，地面占地面積較少，同時原位開采技術(shù)特別適用于深層、高厚度的油頁巖資源的開發(fā)利用。

雖然地下原位開采技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢，但是也存在明顯的缺陷。由于是在地下熱解油頁巖，地下空間不是一個封閉的區(qū)域，同時在地層壓力和地層水分存在的情況下，熱量的損失是一個難以避免的問題，從而導致了生產(chǎn)井溫度低于注熱井溫度；另外，由于生產(chǎn)井直接連接地面集油設(shè)備，溫差加大，熱交換更加劇烈，導致生產(chǎn)井溫度波動幅度較大。在油氣的運移過程中，由于溫度的變化，將導致部分油氣在生產(chǎn)井中凝結(jié)，堵塞管道，從而降低油氣運輸效率和采收率。

現(xiàn)有關(guān)于提高油氣運輸新方法的報道主要集中在石油領(lǐng)域。經(jīng)過總結(jié)，大致分為兩種，一種是在原油自地下導至地表的過程中加入催化劑，降低其粘度，提高其流動性，從而提高原油的輸送效率；另一種是在地面運輸時在輸油管道的外圍加裝加熱裝置，用加熱管道的方式，提高原油運輸過程中的溫度，根據(jù)液體的粘溫特性液體的粘度隨溫度的升高而降低，從而提高運輸效率。

但是，關(guān)于降低油氣凝結(jié)、提高油頁巖原位熱解油氣運輸?shù)姆椒r有報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決油頁巖原位熱解過程中部分油氣在輸送過程中所出現(xiàn)的提前凝結(jié)問題，提供一種用于提高油頁巖原位開采油氣采收率輔助加熱裝置及方法。