[实用新型]一种注气辅助电加热油页岩原位开采模拟装置及系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及油田开采技术领域，特别是一种注气辅助电加热油页岩原位开采模拟装置及系统。

背景技术

油页岩大多沉积在地下深处，经成岩作用和挥发物质散失等物理化学作用，成为油页岩层，通过低温干馏的手段可以从油页岩中取得页岩油。

我国油页岩资源丰富，预测储量约7200亿吨，埋深在500-1000m之间的资源约占全国的36％。这部分资源油页岩埋深较深无法通过地面干馏方法进行利用。利用地下原位加热的方法可以开采这部分油页岩资源，该方法提高了资源开发利用率，并减少了在开采过程中对生态环境的破坏。在原位开采过程中，掌握地下油页岩的热传导规律、渗流规律以及原位开采适应的地质条件是至关重要的，油页岩原位开采模拟装置是为开展这些研究提供数据的唯一工具。因此，油页岩原位开采模拟装置在油页岩开发利于中格外重要。

目前，国际上油页岩就地干馏开采方法很多。根据热量传递的方式可以分为三种：直接传导加热、对流加热、辐射加热。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：原位开采方法一，直接传导加热，如壳牌公司直接利用电加热棒对油页岩层进行传导加热，存在传热速率慢的问题。

就地干馏开采方法方法二，对流加热，如EGL公司是将热空气注入地层中进行对流方式加热，由于油页岩的孔隙度和渗透率极小，因此空气加热油页岩的导热效率很低，页岩油的采收率低。

目前，国际上开展油页岩原位开采模拟研究的公司有壳牌和埃里克森美孚等公司。壳牌公司研制的模拟装置采用电加热法，将电热丝缠绕在油页岩心外侧进行加热；埃里克森美孚公司研制的模拟装置，向油页岩内部加入煅烧后的石油焦炭作为导电介质，从油页岩内部加热。以上两套仪器结构相对简单，由于油页岩是热的不良导体，仅仅依靠热传导方式加热油页岩，效果不是太好。

因此，我们有必要设计一种新型对油页岩进行加热的开采模拟实验装置。

发明内容

本实用新型的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种注气辅助电加热油页岩原位开采模拟装置及系统，利用该装置能对油页岩岩心进行注气辅助电加热进行热传导的效果测试。

本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的：

一种注气辅助电加热油页岩原位开采模拟装置，其特征在于，包括：筒体、至少一组电加热棒及加热套管、至少一个温度检测器、出口套管；

所述加热套管、温度检测器、出口套管分别卡在所述筒体的盖子上；所述出口套管设置在筒体的中心处；

所述电加热棒与加热套管成对配套设置；所述电加热棒插入与之相对应的所述加热套管中，用以对筒体内部进行加热；每个加热套管分别与进气管相连通，用以向筒体内部注入气体；

所述温度检测器，用以检测筒体内温度；

所述出口套管，与出气管相连通，用以将筒体内的热解产物排出。

所述各组电加热棒及加热套管呈以筒体的中心为中心的正多边形的形式分布。

该模拟装置包括四组电加热棒及加热套管；该四组电加热棒及加热套管呈正方形的形式分布。

所述各个温度检测器分隔排列在两个连线穿过筒体中心的电加热棒的连线上。

所述注入筒体内的气体可以为N₂或CH₄气体。

所述注入筒体内的气体为CO₂气体。

在所述各个加热套管与进气管的连接线路上还设有气体预热器，用以对注入气体进行预先加热。

在所述筒体外部套有保温筒体，用于增加了筒体的保温性能。

在所述筒体与盖之间设置密封圈，用于增强了筒体体内环境的密封性。

一种注气辅助电加热油页岩原位开采模拟系统，其特征在于，包括：模拟装置、测量装置、注气装置、计算机及控制装置；

所述模拟装置，用于油页岩的加热及热解产物导出，包括：筒体、至少一组电加热棒及加热套管、至少一个温度检测器、出口套管；

所述加热套管、温度检测器、出口套管分别卡在所述筒体的盖子上；所述出口套管设置在筒体的中心处；

所述电加热棒与加热套管成对配套设置；所述电加热棒插入与之相对应的所述加热套管中，用以对筒体内部进行加热；每个加热套管分别与进气管相连，通过进气管与注气装置相连通，用以向筒体内部注入气体；

所述温度检测器，与所述计算机相连接，用以检测筒体内温度，并将温度检测数据回传至计算机；