[发明专利]用于提高油页岩原位开采油气采收率辅助加热装置及方法有效

专利信息
申请号: 201810504800.5 申请日: 2018-05-24
公开(公告)号: CN108487888B 公开(公告)日: 2023-04-07
发明(设计)人: 郭威;杨秦川;李强;孙友宏;邓孙华;郭明义 申请(专利权)人: 吉林大学
主分类号: E21B43/241 分类号: E21B43/241;E21B43/40
代理公司: 长春市吉利专利事务所(普通合伙) 22206 代理人: 李晓莉
地址: 130000 吉*** 国省代码: 吉林;22
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摘要:
搜索关键词: 用于 提高 油页岩 原位 开采 油气 收率 辅助 加热 装置 方法
【权利要求书】:

1.用于提高油页岩原位开采油气采收率辅助加热装置,其特征在于:包括空气压缩机(1)、地面换热器(2)、加热管气体进口管道(3)、油气运输通道(9)、生产井套管(11)、加热管(13)、温度传感器(14)、自动控温装置(15)、气体泵(16)、分级冷凝装置(17)、油水分离装置(18)、废水处理装置(19)、重油储集罐(20)、三相分离器(21)、轻油储集罐(22)、气体发电机组(23)及可燃气体压缩机(24),所述地面换热器(2)的进气端与空气压缩机(1)连接,地面换热器(2)的出气端分别与注热井(8)及加热管(13)用于容纳发热材料的环空间隙连通,且地面换热器(2)通过加热管气体进口管道(3)与加热管(13)用于容纳发热材料的环空间隙连接;所述油气运输通道(9)一端与注热井(8)连通,另一端与生产井(10)连通;所述生产井套管(11)安装在生产井(10)内部;所述加热管(13)数量为两个,两个加热管(13)分别安置在注热井(8)和生产井(10)内,加热管(13)包括内管(1301)、外管(1302)、发热材料气体进口通道(1303)、发热材料气体出口通道(1304)及电阻丝(1305),所述内管(1301)和外管(1302)之间具有环空间隙,并在该环空间隙内填充有发热材料,内管(1301)的中心通道为油气通道,在内管(1301)的外壁上以相同螺距缠绕有电阻丝(1305);所述电阻丝(1305)与自动控温装置(15)连接;所述发热材料气体进口通道(1303)设置在加热管(13)上,发热材料气体进口通道(1303)一端与加热管气体进口管道(3)连接,另一端与加热管(13)的环空间隙连通;所述发热材料气体出口通道(1304)一端与环空间隙连通,另一端与内管(1301)的中心通道连通;所述温度传感器(14)数量为两个分别安置在注热井(8)和生产井(10)的井口处,并与自动控温装置(15)连接;所述自动控温装置(15)上具有注热井温控板块及生产井温控板块;所述气体泵(16)一端与生产井(10)连通,气体泵(16)另一端与分级冷凝装置(17)连接;所述分级冷凝装置(17)一端与生产井(10)的油气通道及气体泵(16)连接,另一端与油水分离装置(18)连接;所述废水处理装置(19)、重油储集罐(20)及三相分离器(21)均与油水分离装置(18)连接;所述轻油储集罐(22)与三相分离器(21)连接;所述气体发电机组(23)一端与三相分离器(21)连接,另一端与加热管(13)的电阻丝(1305)连接;所述可燃气体压缩机(24)一端与气体发电机组(23)连接,另一端与注热井(8)内的加热管(13)连通。

2.根据权利要求1所述的用于提高油页岩原位开采油气采收率辅助加热装置,其特征在于:所述发热材料为碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、焦炭粉、活性炭、盐及生石灰的混合物。

3.根据权利要求1所述的用于提高油页岩原位开采油气采收率辅助加热装置,其特征在于:所述外管(1302)的内壁处全部贴有保温用石棉(1306)。

4.根据权利要求1所述的用于提高油页岩原位开采油气采收率辅助加热装置,其特征在于:所述电阻丝(1305)的外部包覆有绝缘层。

5.用于提高油页岩原位开采油气采收率辅助加热方法,其特征在于,该方法采用权利要求1-4任意一项所述的用于提高油页岩原位开采油气采收率辅助加热装置,具体包括以下步骤:

a.前期准备:根据油页岩层(6)分布情况及地质条件选择钻井位置,分别钻取注热井(8)和生产井(10)至目标地层;在注热井(8)和生产井(10)中下入套管及加热管(13),并将加热管(13)与自动控温装置(15)连接,固井;

b.加热阶段:将常温气体通过空气压缩机(1)注入到地面换热器(2)内进行加热处理,经加热处理后的气体一部分注入到注热井(8)内,另一部分注入到加热管(13)的环空间隙内与预先填充的发热材料反应后再进入注热井(8)内,共同加热油页岩层(6);

c.产油产气阶段:油页岩层(6)经加热后达到油页岩有机质热解温度产生气态油气,热解温度为300℃~370℃;气态油气经油页岩层(6)裂隙由注热井段向生产井段转移扩散;

d.在产油产气阶段,预先设置自动控温装置(15)上生产井控制板块的控温值,启动自动控温装置(15)进行加热,位于生产井(10)井口的温度传感器(14)检测到的温度数据小于预先设置的控温值时,自动控温装置(15)自动对生产井(10)加热,使生产井(10)的油气通道保持在预定的温度范围内,该预定的温度与控温值之差的绝对值小于20℃;

e.热解产生的气态油气通过分级冷凝装置(17)、油水分离装置(18)、废水处理装置(19)、重油储集罐(20)、三相分离器(21)及轻油储集罐(22)分离、收集之后,剩余的气体组分首先通过气体发电机组(23)发电,然后再通过可燃气体压缩机(24)压缩处理,压缩后的气体注入注热井(8)内的加热管(13)与发热材料反应,辅助加热注热井段气体。

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