[發明專利]自熱式地下干餾油頁巖提取頁巖油和高熱值燃料氣的方法

有效

• 申請號: 202110698231.4
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113374460B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 郭洪范;劉云義;熊莉佳
• 申請（專利權）人: 沈陽化工大學
• 主分類號: E21B43/241
• 分類號: E21B43/241;E21B43/34;B01D5/00
• 代理公司: 沈陽一諾君科知識產權代理事務所(普通合伙) 21266
• 代理人: 劉麗娟

1.一種自熱式地下干餾油頁巖提取頁巖油和高熱值燃料氣的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、鉆數口注射井和生產井至目標油頁巖層，并收集油頁巖層中的水；

S2、使用空氣分離機分離出空氣中的富O₂氣體和N₂并收集；

S3、將空氣分離機分離獲得的N₂預熱至250-500℃后通過注射井注入到油頁巖層進行預熱，待注射井附近的油頁巖預熱到200-400℃后停止通入N₂；

S4、將空氣分離機分離獲得的富O₂氣體和水蒸氣按O₂/H₂O摩爾比為0.03-2.5的比例混合后通過注射井通入油頁巖層對油頁巖進行干餾，水蒸氣和O₂與油頁巖反應使油頁巖溫度上升，油頁巖熱解生成油氣和固定碳，油氣從生產井采收，部分固定碳同時與O₂反應放出干餾所需的熱量，剩下的固定碳留在油頁巖中；

S5、待油頁巖熱解生油階段結束后，停止通入富O₂氣體，繼續通過生產井向油頁巖層通入水蒸氣，水蒸氣與殘留在油頁巖中的固定碳發生氣化反應，生成富含H₂、CO和CH₄的燃料氣并從生產井采收；

S6、氣化反應結束后，繼續通過生產井向油頁巖層通入水蒸氣，水蒸氣帶走油頁巖上的熱量使油頁巖溫度降低，進而達到回收熱巖石上顯熱的目的；

S7、重復步驟S4-S6，使得油頁巖從注射井到生產井方向不斷反應，直至所有的油頁巖采收完畢；

S8、在地面分離和處理采出的油氣，首先將其與水換熱，先冷凝出頁巖油并收油；剩下的氣體產物繼續與水換熱將氣體產物中的水蒸氣冷凝為液態水；再除去剩下的氣體產物中的CO₂，除去CO₂后得含H₂、CO和CH₄的燃料氣。

2.根據權利要求1所述的自熱式地下干餾油頁巖提取頁巖油和高熱值燃料氣的方法，其特征在于，所述步驟S2中，使用空氣分離機分離出空氣中的富O₂氣體和N₂的具體過程為：使用空氣分離機先將從空氣中分離出N₂，然后使用空氣分離機從空氣中分離出富O₂氣體。

3.根據權利要求1所述的自熱式地下干餾油頁巖提取頁巖油和高熱值燃料氣的方法，其特征在于，所述步驟S8中，在地面分離和處理采出的油氣與水換熱冷凝出頁巖油時，水蒸發為水蒸氣，所用水主要為收集的油頁巖層中的水，所述水蒸氣用于步驟S4-S6。

4.根據權利要求1所述的自熱式地下干餾油頁巖提取頁巖油和高熱值燃料氣的方法，其特征在于，所述步驟S8中，剩下的氣體產物繼續與水換熱將氣體產物中的水蒸氣冷凝成的液態水循環用于在地面分離和處理采出的油氣與水換熱冷凝出頁巖油。