[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

说明书

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,属于油页岩原位开采领域，装置包括空气压缩机、地面换热器、加热管、温度传感器、自动控温装置、气体泵、分级冷凝装置、油水分离装置、三相分离器、气体发电机组及可燃气体压缩机等，加热管对注热井段加热，与地面换热器共同作用，为热解油页岩层提供高温气体，方法包括前期准备，加热阶段，产油产气阶段，本发明通过加热管的加热功能，一方面使生产井的温度维持在一定的范围，有效防止了油气的提前凝结；另一方面通过产物中的水分与发热材料反应放热，有效地降低了产物中的水分含量；并且利用产物中的可燃气体发电作为辅助电源，减少了成本支出。

技术领域

本发明属于油页岩原位开采领域，尤其是涉及一种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。

背景技术

油页岩又称油母页岩，是一种沉积岩，其含有的固体有机物质分布于无机矿物骨架内。油页岩是一种固体化石燃料，作为一种能源，油页岩加热后，其中的有机质油母质热解产生页岩油。页岩油可以加工制取油品，也可直接燃烧，产生蒸汽、发电。

进入21世纪，世界各国原油消耗量剧增，随着有限化石燃料的不断消耗，寻求一种可以替代常规油气资源的新型能源迫在眉睫。油页岩以其丰富的含量和热解产物特性，在替代石油资源方面越来越受到人们的关注。因此，寻找一种经济高效的油页岩热解方法，对于缓解能源矛盾、促进社会发展和国际局势稳定等方面具有十分重要的意义。

目前，常规的油页岩转化技术是地面干馏技术，即将埋藏于地下的油页岩开采至地面，在干馏装置内进行干馏、产生页岩油、气。虽然地面干馏方法已经十分成熟，但是也存在很大的缺陷，比如设备庞大、需要占用较大的地面面积、热解后的油页岩残渣无法得到有效的处理，污染环境，同时，将油页岩开采出地面，会对地质结构造成破环，影响地质稳定性，可能导致地震、地面塌陷等地质危害。

地下原位开采技术是指油页岩不经开采至地面，直接在地下加热，生成页岩油、气，再导至地面，从而进行回收利用。与地面干馏技术相比较，其优点在于油页岩不需开采出地面，对原有地层的破坏较少，另外不需在地面进行加热处理，不需庞大的地面干馏设备，地面占地面积较少，同时原位开采技术特别适用于深层、高厚度的油页岩资源的开发利用。

虽然地下原位开采技术具有显著的优势，但是也存在明显的缺陷。由于是在地下热解油页岩，地下空间不是一个封闭的区域，同时在地层压力和地层水分存在的情况下，热量的损失是一个难以避免的问题，从而导致了生产井温度低于注热井温度；另外，由于生产井直接连接地面集油设备，温差加大，热交换更加剧烈，导致生产井温度波动幅度较大。在油气的运移过程中，由于温度的变化，将导致部分油气在生产井中凝结，堵塞管道，从而降低油气运输效率和采收率。

现有关于提高油气运输新方法的报道主要集中在石油领域。经过总结，大致分为两种，一种是在原油自地下导至地表的过程中加入催化剂，降低其粘度，提高其流动性，从而提高原油的输送效率；另一种是在地面运输时在输油管道的外围加装加热装置，用加热管道的方式，提高原油运输过程中的温度，根据液体的粘温特性液体的粘度随温度的升高而降低，从而提高运输效率。

但是，关于降低油气凝结、提高油页岩原位热解油气运输的方法鲜有报道。

发明内容

本发明的目的在于解决油页岩原位热解过程中部分油气在输送过程中所出现的提前凝结问题，提供一种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。