[发明专利]钻井式油页岩原位气化干馏制油气系统及其工艺方法

权利要求书

1.钻井式油页岩原位气化干馏制油气系统，其特征在于，在油页岩层建立气化区和干馏区，多个气化区和干馏区交错排列组成钻井式油页岩原位气化干馏制油气系统，气化区燃烧气化，在生产页岩气的同时产生的热量加热干馏区，干馏区生产页岩油气，实现原位自热式干馏；控制气化区油页岩燃燃范围，在干馏区两侧形成燃空区，在地压和高温作用下，促使干馏区形成丰富的裂隙。

2.根据权利要求1所述的钻井式油页岩原位气化干馏制油气系统，其特征在于，所述气化区和干馏区至少是由两个定向井控制的气化区和一个由垂直井控制、位于两个定向井之间的干馏区组成的最小单元的钻井式油页岩原位气化干馏制油气系统，多个最小单元组合成规模化生产区，实现大规模生产。

3.根据权利要求2所述的钻井式油页岩原位气化干馏制油气系统，其特征在于，所述定向井控制的气化区至少有两个，布置在干馏区的两侧，单个气化区宽度在10m～30m之间，长度在150～500m之间，定向井距油页岩层底板0.2～3m，并与点火井贯通；在定向井和点火井之间布置若干个辅助气化井，内径为150mm～350mm，间距为40m～90m，井底距油页岩层底部1～5m；点火井内径为150mm～350mm，在点火井底部设置有半径大于500mm，高度2～10m的用以放置点火材料的点火穴。

4.根据权利要求2所述的钻井式油页岩原位气化干馏制油气系统，其特征在于，所述干馏区位于两个定向井之间，宽度为20m～80m；在干馏区到地面设有油气收集井，油气收集井内径在150mm～350mm范围内，井间距在20m～60m之间，井底进入油页岩层顶部向下1～5m。

5.钻井式油页岩原位气化干馏制油气系统及其工艺方法，其特征在于，包括权利要求1所述的钻井式油页岩原位气化干馏制油气系统，两侧气化区同步点火、贯通与气化，生产页岩气，并控制气化区燃烧宽度，形成合理的燃空区范围。

6.根据权利要求5所述的钻井式油页岩原位气化干馏制油气系统及其工艺方法，其特征在于，在点火井下放易燃材料和点火器至井底点火穴里，将油页岩层点燃，由点火井鼓入氧气浓度在25～50％的富氧空气，由定向井出气，当在定向井水平段形成火区、温度上升到1000℃以上，出口气体中有效气体组分（H₂+CO+CH₄）大于15％，则点火成功。

7.根据权利要求5所述的钻井式油页岩原位气化干馏制油气系统及其工艺方法，其特征在于，逆向火力贯通，扩展气化干馏通道，当出气井底部火区形成以后，改由定向井鼓入气化剂，气化剂为含氧量在25～50％的富氧空气，流量为500～3000Nm³/h，保持气化通道里气体平均流速在2m/s以下，实现逆向引火，使火源逐渐向定向井入油页层点移动，同时扩展定向井的气化通道，由点火井出气收集油气。

8.根据权利要求5所述的钻井式油页岩原位气化干馏制油气系统及其工艺方法，其特征在于，当扩展完成后，由定向井鼓入含氧量在35～80％的富氧空气作为气化剂，当气化剂流量达到5000～10000 Nm³/h后，点火井出气；在定向井竖井和点火井之间形成燃烧区、还原区和干馏干燥区，燃烧区提供的能量干馏下游的油页岩层，形成的页岩油气由点火井或辅助气化井排出，保持出气温度在300℃以上；由点火井出气收集油气。

9.根据权利要求5所述的钻井式油页岩原位气化干馏制油气系统及其工艺方法，其特征在于，控制气化区燃烧宽度，形成合理的燃空区范围；根据所产油气的质量和产量，计算油页岩的燃烧体积，结合物探手段，确定气化区燃烧宽度及燃空区范围；当气化区燃烧宽度达到设计宽度的30％～50％时，停止气化，进入干馏区生产。

10.根据权利要求5所述的钻井式油页岩原位气化干馏制油气系统工艺方法，其特征在于，通过气化区燃烧气化、控制气化区燃烧宽度，在干馏区两侧形成了燃空区，因两侧燃空区的存在，在干馏区上方形成地应力集中，在地应力和高温作用下，干馏区油页岩层得到疏松，渗透性增加，并提高了油页层温度；当气化区燃烧宽度达到设计宽度的30％～50％时，停止气化，所有气化井都改为进气井，鼓入气化剂，提高气化压力，气化区所产生的热量和高温气体经干馏区油页岩层，将干馏区温度提高到500℃以上，对所设计干馏区内的油页岩层进行彻底干馏，页岩油气混合物经油气收集井排至地面，在地面收集页岩油气混合物，冷凝分离后获得页岩油和页岩气。