[發明專利]用于不同埋深有機巖儲層對流加熱開采油氣的裝置及方法

有效

• 申請號: 202210465034.2
• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN114575811B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 王磊;李文慶;楊棟;康志勤;張紅鴿;王永苗;孟巧榮;張宇星;趙靜
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24;E21B49/00
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 崔浩;冷錦超

本發明提供了一種用于不同埋深有機巖儲層對流加熱開采油氣的裝置及方法，屬于地下難采常規與非常規儲層油氣開發利用技術領域；所要解決的技術問題為：提供一種用于不同埋深有機巖儲層對流加熱開采油氣的裝置硬件結構的改進；主要包括注入系統、蒸汽反應釜、過熱蒸汽預熱器、樣品反應器等部分，其中蒸汽反應釜以及樣品反應器是該裝置的主要組成部分，可以將常壓常溫水加壓升溫到不飽和蒸汽、飽和蒸汽以及超臨界水等狀態；本發明可以模擬過熱蒸汽熱解淺埋深有機巖及超臨界水熱解深埋深有機巖開采油氣的試驗和過程，實現在過熱蒸汽以及超臨界水的作用下，準確和高效的進行油氣資源的開發，適用于任何一種有機巖石熱解油氣的開采。

技術領域

本發明提供了一種用于不同埋深有機巖儲層對流加熱開采油氣的裝置及方法，屬于地下難采常規與非常規儲層油氣開發利用范疇，以模擬過熱蒸汽熱解淺埋深有機巖及超臨界水熱解深埋深有機巖開采油氣的試驗和過程。

背景技術

我國的有機質巖石（煤、油頁巖等）儲量十分豐富。我國國情是富煤貧油少氣，有機巖熱解形成的油氣產物對緩解我國貧油和少氣的現狀具有重要的意義。但是目前油頁巖地面干餾成本較高，對環境影響較大，而深埋煤儲層井工開采的安全性隱患巨大，故對于該類型的有機巖層只有通過原位開采才可實現資源利用的最優化。而有機巖原位開采最大的障礙在于兩點：第一，有機巖的導熱性極差，通過傳導方式熱解所需的時間很長，能量耗散顯著。第二，內部有機質只有加熱到有效熱解溫度才能發生裂解形成油氣產物，而當溫度達不到時加熱時間再長也是無效加熱。以高溫流體作為載熱介質熱解有機巖才是現實可用的途徑。對于淺埋儲層，高溫流體在井筒內傳輸距離短，能量損耗較低。而對于深埋儲層，常壓或者低壓高溫流體在長距離井筒內傳輸散熱極為嚴重，能量耗散大。超臨界水是指當水處于其臨界點(374.3℃，22.05MPa)的高溫高壓狀態，其兼有液體和氣體的優點，還具有很好的傳質、傳熱性質，這些特性使得超臨界水常常被用作一種優良的反應介質。基于此，提出以過熱蒸汽原位開采淺埋儲層和超臨界水原位開采深埋儲層的方案，并設計了一種用于不同埋深有機巖儲層對流加熱開采油氣的裝置。

發明內容

本發明為了克服現有技術中存在的不足，所要解決的技術問題為：提供一種用于不同埋深有機巖儲層對流加熱開采油氣的裝置硬件結構的改進。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種用于不同埋深有機巖儲層對流加熱開采油氣的裝置，包括注入系統、蒸汽反應釜、油氣收集裝置，所述注入系統包括水箱，所述水箱的出口通過管道與蒸汽反應釜的入口相連，水箱出口的注入泵采用柱塞泵，所述蒸汽反應釜包括反應釜筒體，柱塞泵與蒸汽反應釜之間設置有兩套耐高溫的單向閥，在單向閥與蒸汽反應釜間設置有第五開關、冷卻盤管，水箱中的水通過單向閥以及冷卻盤管注入反應釜筒體，并通過反應釜筒體內部的電熱管對其進行加熱；

所述反應釜筒體左側設置有一個水位連通管以及三個高壓絕緣電極，所述反應釜筒體底部設置有入口接頭，所述反應釜筒體頂部設置有蒸汽出口；

所述反應釜筒體內部設置有裝料塔板，所述裝料塔板上方為裝料空間，所述裝料空間下方位于裝料塔板內側設置有電熱管，所述裝料空間頂部設置有第二密封閥；

所述蒸汽反應釜的蒸汽出口通過分支的油氣傳輸管與冷卻器入口相連，所述冷卻器出口連接背壓閥后接入油氣收集裝置；

所述油氣傳輸管上設置有第四開關。

還包括過熱蒸汽預熱器、樣品反應器，所述過熱蒸汽預熱器的入口通過管道與蒸汽反應釜的蒸汽出口相連，過熱蒸汽預熱器與蒸汽反應釜相連的管道上設置有第三開關，所述過熱蒸汽預熱器的出口通過傳輸管與樣品反應器的入口相連，所述傳輸管上設置有第二開關；

所述樣品反應器的出口通過管道與油氣收集裝置相連，其中樣品反應器與油氣收集裝置相連的管道上設置有第一開關、冷卻器、背壓閥。