[發明專利]一種頁巖儲層原位注蒸汽循環加熱開采方法

有效

• 申請號: 202110124920.4
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN112901130B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 姚傳進;張何星;鄭洋;程天祥;孟興邦;張生卓;趙巧巧;黃玉輝;黃彤
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24
• 代理公司: 武漢聚信匯智知識產權代理有限公司 42258
• 代理人: 沙莎

本發明涉及一種頁巖儲層原位注蒸汽循環加熱開采方法，該方法所涉及的結構包括頂板保溫隔層、底板保溫隔層、多點噴射雙層管外管、多點噴射雙層管內管、蒸汽發生器、加熱器、循環加熱器、絕熱材料、導熱材料、熱能轉換裝置和產物收集裝置，所述蒸汽發生器的輸出部與加熱器連接，用于加熱蒸汽至所需溫度；加熱器的輸出部與多點噴射雙層管連接。本發明方法由于采用多點噴射雙層管技術，經外管孔眼流入的混合流體具有很高的溫度，通過熱能轉換裝置對混合流體的熱能進行回收利用，可達到節能開發的目的。本發明方法中，熱蒸汽在多點噴射雙層管內管循環，對流入到內管與外管環形空間的混合流體起到加熱作用，解決了混合流體運輸過程中冷凝的問題。

技術領域

本發明屬于油田開采技術領域，具體涉及一種頁巖儲層原位注蒸汽循環加熱開采方法。

背景技術

近年來，常規油氣資源日益減少且勘探難度日益增加，世界石油工業正在進行一場從常規油氣向非常規油氣的轉變。全球油頁巖儲量折算成頁巖油儲量，可達4000億噸，約為全球原油儲量的2.5倍。因此，油頁巖被視為原油的重要替代能源。目前油頁巖開發有以下兩類技術：油頁巖地面干餾技術、油頁巖原位熱解技術。油頁巖原位熱解技術相比地面油頁巖地面干餾技術具有“低污染”、“低排放”、“資源利用率高”的優點，受到研究人員的廣泛關注。

油頁巖原位開采技術眾多，大部分技術需要對油頁巖層進行水力壓裂，這勢必會向油頁巖巖層引入大量的水。在后續加熱過程中，需消耗過多的能量。而原位注蒸汽熱解油頁巖技術可避免水的引入，該技術從注入井注入蒸汽至油頁巖目的層位，利用蒸汽與油頁巖層的相互作用，使油頁巖層內部產生裂縫，形成高滲流的通道。同時，油頁巖中的有機質熱解形成頁巖油氣隨注入蒸汽不斷向產出井方向移動，最后對從生產井流出的熱解產物進行冷凝分離，得到頁巖油氣。因此油頁巖原位注蒸汽熱解技術是一種有效的開采方法。

通常，油頁巖原位注蒸汽熱解技術至少包含一口注入井和一口產出井，從注入井注入高溫高壓的流體，在油頁巖內部產生裂縫，在熱流體壓力的作用下，產生的裂縫不容易閉合，會導致蒸汽在單一裂縫中流動，容易造成流體短路，使得流體與地層交換的熱量減少，油頁巖升溫速率變慢。目前有以下兩種方法可減小流體短路的影響，方法一：在不同方位上設置多口注采井，通過控制各口井閥門的開關和大小，進而控制入井流體的流動方向和流量大小，使得流體盡可能地向未反應區域移動。這種方法需要布置大量的井，并且各口井的開關時間和開關大小不易準確設置，使得熱解流程復雜，操作不便。方法二：關閉產出井，向注入井注入一定流體后，進行燜井，增加熱流體與油頁巖接觸的時間。根據注入壓力降落情況，適時打開注入井補充適當量的流體，再進行燜井。重復進行注蒸汽、燜井操作，待油頁巖熱解反應完全，最后打開產出井對熱解產物進行冷凝收集，獲得頁巖油氣。這種方法耗時久，生產周期長，不適合現場大規模運用。

原位注蒸汽熱解還存在熱解產物在生產井遇冷凝結的問題，受油頁巖地層壓力和水的影響，到達產出井的混合流體溫度遠低于注入井蒸汽的溫度，且生產井與產物收集裝置相連接，兩者進行熱交換，導致生產井的溫度降低，因此部分熱解產物在生產井中遇冷凝結，堵塞管道，造成頁巖油采收率低和油氣運輸效率低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種節能、高效的油頁巖原位注蒸汽熱解方法，以便能克服現有不足，同時解決油頁巖原位注蒸汽熱解過程中出現的熱解產物在生產井遇冷凝結的問題。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下。