[發明專利]一種激光和超臨界水聯合原位開采頁巖油的在線監測裝置和方法

在審

• 申請號: 202210230333.8
• 申請日: 2022-03-10
• 公開（公告）號: CN114810041A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 劉勝;薛良豪;王詩兆;東芳;孫亞萌
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: E21B47/06
• 分類號: E21B47/06;E21B47/07;E21B43/00;E21B43/28
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

1.一種激光和超臨界水聯合原位開采頁巖油的在線監測裝置，其特征在于：包括外殼，以及設置在外殼的內的

激光發生裝置：用于輸出高能激光束；

氣體發生裝置：用于輸出活性氣體；

超臨界水發生裝置：用于產生超臨界水并將其注入到油頁巖層中；

設置在外殼的外壁的

加熱裝置：使油頁巖層在地下受熱加溫；

在線監測裝置：監測破巖區域的實時狀況。

2.根據權利要求1所述的一種激光和超臨界水聯合原位開采頁巖油的在線監測裝置，其特征在于：所述激光發生裝置包括能量光纖、以及設置在能量光纖兩端的激光轉向器和激光頭。

3.根據權利要求1所述的一種激光和超臨界水聯合原位開采頁巖油的在線監測裝置，其特征在于：所述氣體發生裝置包括用于輸送活性氣體的氣體通道以及設置在氣體通道一端的氣體噴嘴。

4.根據權利要求1所述的一種激光和超臨界水聯合原位開采頁巖油的在線監測裝置，其特征在于：所述超臨界水發生裝置主要為超臨界水發生器以及設置在超臨界水發生器前端的超臨界水槍頭。

5.一種激光和超臨界水聯合原位開采頁巖油的在線監測裝置，其特征在于：所述加熱裝置主要為電加熱工具。

6.根據權利要求1所述的一種激光和超臨界水聯合原位開采頁巖油的在線監測裝置，其特征在于：在線監測裝置包括設置在外殼上的照明燈、壓力傳感器、溫度傳感器、氣體傳感器和微型攝像頭。

7.根據權利要求4所述的激光和超臨界水聯合原位開采頁巖油的在線監測方法，其特征在于：所述激光器采用飛秒激光器、皮秒激光器或納米激光器，且能量輸出可控。

8.一種激光和超臨界水聯合原位開采頁巖油的在線監測方法，其特征在于：

超臨界水注入到油頁巖層中，進入孔隙喉道，進一步擴大孔隙喉道，將油頁巖層中的礦物成分溶解；

電加熱工具使油頁巖層在地下受熱加溫，對有機質進行降質改造，為固體有機質轉換成液態石油創造條件；

激光器產生的能量可控的高能激光束經能量光纖到達激光轉向器，經激光轉向器到達激光頭聚焦后輸出高能激光束作用于活性氣體，使氣體活化，發生爆炸性熱化學反應，使油頁巖發生破碎和化學改性，實現原位開采頁巖油；

在整個原位開采頁巖油過程中，照明燈為微型攝像頭提供光源，壓力傳感器監測破巖區域壓力變化情況，溫度傳感器監測破巖區域的溫度，氣體傳感器監測破巖區域氣體變化情況，實時反饋作業數據，在線監測原位開采頁巖油狀況。