[發明專利]一種提高頁巖油采收率的方法

在審

• 申請號: 202011302521.4
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112431580A
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 徐藝;付學祥;張登峰
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B43/27;E21B43/16;E21B43/22;E21B43/24;E21B43/241;C09K8/68
• 代理公司: 昆明同聚專利代理有限公司 53214
• 代理人: 蘇蕓蕓

本發明公開一種提高頁巖油采收率的方法，該方法基于改性的壓裂液，聯合水力壓裂技術和微波輻照技術開采頁巖油；該方法首先利用溶水性有機化合物的易溶水性，將其摻入到壓裂液中；其次，利用水力壓裂技術及微波輻照開采技術直接開采輕質頁巖油；最后，利用溶水性有機化合物的萃取性能及微波輔助萃取的優點，將難采重質頁巖油萃取至壓裂液中，間接開采頁巖油；本發明方法既提供了一種清潔高效開采頁巖油的方法，又提供了一種有機化合物和微波的利用途徑。

技術領域

本發明涉及一種提高頁巖油采收率的方法，屬于新興的非常規油氣開采技術領域。

背景技術

隨著全球經濟的快速發展，世界對能源的需求量不斷上升；2019年全球一次能源消費總量已達583.9 EJ。其中，原油消費量為191.45 EJ，約占一次能源消費總量的33.06%，其在能源消費中占主導地位。近年來，中國經濟的快速發展使得油氣需求量大幅增加，但中國油氣產量增長乏力。2019年中國石油消費量高達1.92×10⁶ t/d，而產量僅為5.22×10⁵t/d。巨大的供需矛盾使得我國石油資源對外依存度較高。因此，作為石油的補充資源，頁巖油的勘探開發受到廣泛關注。

頁巖油是有機質熱演化過程生成的液態烴，是其所在頁巖層系所生成的原油未能完全排出，造成原油滯留或者僅經過極短距離運移就地聚集的結果，是自生自儲原地聚集型原油。因此，與常規石油不同，頁巖油的高效開采和持續穩產與儲層內部頁巖油動用情況密切相關。通常，賦存頁巖油的基質孔隙尺寸小、滲透率極低（如我國四川盆地含油頁巖儲層滲透率低于0.1 mD，孔隙率小于3%），且頁巖油粘度高、流動性能差。此外，我國含油頁巖儲層主要形成于陸相半深湖-深湖沉積，儲層非均質性以及韌性較強，難以形成有效的壓裂縫網且容易造成井壁垮塌，油井及壓裂的施工難度大幅增加。地表條件復雜造成鉆探前工作量和后續地面工程的投資大幅增加，鉆機連續工作能力較差。頁巖油資源埋藏較深（普遍為1000-4000 m）、粘度大、驅動能力差（地層壓力系數普遍為0.9-1.1），可流動性能差，導致鉆井機械和液壓壓裂機械成本上升，以及相應的鉆井液、壓裂液、支撐劑等鉆化產品投入大幅增加。因此，必須改造含油頁巖儲層，通過形成良好的人造縫網結構提高儲層整體滲透率，或者降低頁巖油粘度，以提高其流動能力，進而實現頁巖油的商業化開采。

專利號為CN201610567394.8的中國發明提出了一種基于水力壓裂的水平井壓裂裝置、水平井壓裂系統及其操作方法，該方法雖可以實現頁巖油的有效開采，但存在頁巖油開采不徹底，水資源消耗量大，壓裂用支撐劑成本高及穩定性差等問題；專利號為CN201910485947.9的中國發明提出了本發明公開了一種基于CO₂流體壓裂的頁巖油開采方法和裝置，該發明具有節約水資源、環保、驅油效率高的優點，但是CO₂氣源制造困難，進而導致頁巖油開采成本高；專利號為CN201910952701.8的中國發明提出了一種利用電場加熱頁巖油儲層原位改質開采頁巖油的方法，該方法利用電場加熱頁巖油儲層原位開采頁巖油。但是頁巖基質吸波能力有限，因而微波能的利用效率低，導致頁巖油的開采成本較高。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出了一種基于改性的壓裂液，并聯合水力壓裂技術和微波輻照技術開采頁巖油的新方法；該方法首先利用溶水性有機化合物易溶水性，將溶水性有機化合物摻入到壓裂液中；其次，利用水力壓裂技術及微波輻照開采技術直接開采輕質頁巖油；最后，利用溶水性有機化合物的萃取性能及微波輔助萃取的優點（提高溶水有機化合物的萃取能力），將難采重質頁巖油萃取至壓裂液中，間接開采頁巖油。

本發明方法利用水力壓裂技術和微波輻照開采技術，開采出輕質頁巖油；再利用溶水性有機化合物的強吸收微波能力、弱酸性、萃取性能和微波輔助萃取性能，開采出重質頁巖油；本發明方法既提供了一種清潔高效開采頁巖油的方法，又提供了一種有機化合物和微波的利用途徑。

所述溶水性有機化合物為甲醇、乙醇或丙醇，溶水性有機化合物在壓裂液中的摩爾百分比為10%-35%。