[发明专利]一种原位开采油页岩的方法

说明书

本发明涉及油页岩开采技术领域，提供了一种原位开采油页岩的方法；该方法包括：1)在油页岩分布区域的地表钻至少两口井至油页岩储层；2)对所述油页岩储层进行改造，使其产生裂缝；3)向所述油页岩储层注入含磁性纳米催化剂的支撑剂，使其分布在油页岩储层的裂缝中；4)将加热器放入所述加热井中，对所述油页岩储层加热；在加热条件下，在所述磁性纳米催化剂的作用下，所述油页岩储层中的干酪根裂解成含页岩油的产出物；5)通过生产井将所述产出物输出地表，进行分离及收集。本发明能实现在油页岩加热过程中降低油页岩的热解温度，加快未成熟的干酪根转换成油气资源并提高其转化率，同时降低原油粘度，提高原油品质。

技术领域

本发明涉及油页岩开采技术领域，具体地，提供了一种原位开采油页岩的方法。

背景技术

油页岩是指颗粒非常细，蕴含大量未成熟有机物或干酪根的沉积岩。我国油页岩资源十分丰富，据国土资源部2005年委托吉林大学做的新一轮油气资源评价结果报道，我国油页岩资源折算成页岩油资源为476.44亿吨，页岩油可回收资源为119.79亿吨，仅次于美国，居世界第二位。与美国的油页岩地质特征相比，我国油页岩资源埋藏较深，油页岩平均厚度为20-30m，且多夹有砂岩、泥岩等，而且相当一部分为含油率小于5％的贫矿，且含油率大于10％的富矿较少，主要是介于5-10％含油率的资源。

油页岩的开采方式主要分为地面干馏和原位开采。长期以来，油页岩的开发几乎都是通过将岩石采出到地面的方式进行，但这种地面干馏的开采方式局限性大，对生态环境的破坏也十分严重，因此原位开采成为油页岩开采的必然趋势。

原位开采是指通过对油页岩储层进行高温加热(350-500℃)将油页岩中的固体干酪根转化为液态烃，再通过传统的石油天然气钻井采油工艺将液态烃从地下开采出来。根据加热方式的不同，原位开采主要分为电加热、流体对流加热和辐射加热。

电加热技术的典型代表是荷兰壳牌公司的ICP(In-situ conversion process)技术和美国埃克森美孚上游公司的Electrofrac技术。壳牌公司利用ICP技术在美国科罗拉多州的皮森斯盆地进行了8次现场先导试验，目前也在约旦进行先导试验，但这种技术中加热方式的加热时间长(2-4年)，能耗高，井下加热器容易发生故障，所以一直未能大规模推广。美国埃克森美孚上游公司采用循环流体加热的方式，其中的注入流体为烃类或水或饱和水蒸气。

流体加热技术的核心是要形成有效的热通道，但对于薄层，夹层多的油页岩储层很难形成足够的裂缝，且注入普通热水蒸汽很难达到干酪根热解所需的温度。辐射加热技术是采用射频注入超临界二氧化碳来加热油页岩储层到裂解温度，但由于油页岩本身是一种微波弱吸收介质，同样存在升温速度慢、加热效率低等缺陷。

吉林大学申请的专利CN101871339B提出采用注入水和惰性气体的水蒸气，形成近临界水的微环境。另外，专利文献CN103361100A公开了一种采用溶剂超临界或亚临界萃取油页岩的工艺方法，专利文献CN103074096A提出了一种超临界流体萃取页岩油的装置及利用该装置萃取页岩油的方法，但这些方法只能应用在地表干馏，不适合用于地下原位开采油页岩。

可见，现有的原位开采方法存在能耗高、电加热时间过长导致安全性低等问题。另外，原位开采方法中，干酪根的转化率一般为50％，为了提高开采效率，干酪根的转化率也有待提高。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种能耗低、干酪根转化率高的原位开采油页岩的方法。

本发明提供了一种原位开采油页岩的方法，该方法包括：

1)在油页岩分布区域的地表钻至少两口井至油页岩储层，作为加热井和生产井；

2)对所述油页岩储层进行改造，使其产生裂缝，提高所述油页岩储层的孔隙度和渗透率；

3)向所述油页岩储层注入含磁性纳米催化剂的支撑剂，使其均匀分布在油页岩储层的裂缝中；