[实用新型]一种利用太阳能加热的页岩气开采系统

说明书

本实用新型提供了一种利用太阳能加热的页岩气开采系统，所述系统包括蒸汽发生器、内管和套管，所述内管套设在套管内，所述套管设置在页岩气储气层中，所述蒸汽发生器产生的蒸汽通过内管进入套管内，所述套管壁面设置射裂孔，所述的蒸汽发生器为太阳能蒸汽发生器，包括太阳能集热器、换热器，所述换热器连接太阳能集热器，所述给水罐将水输入到换热器，在换热器中加热成蒸汽后，进入内管。本实用新型充分利用太阳能来加热产生蒸汽，将太阳能应用到页岩气的开采，节约了能源，同时节约水资源，这使得缺水区域页岩气的开发成本大大降低。

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能热利用技术，尤其涉及一种利用太阳能的页岩气开采技术。

背景技术

页岩是一种沉积岩，成分复杂，主要是由黏土沉积经压力和温度形成的岩石。页岩气是一种储存于页岩的纳米孔径中主要由甲烷所构成的气体。页岩气多以游离态和吸附态储存于页岩中，在不同地质条件下这两种形态的页岩气所占比例存在显著的差别。页岩的孔径越大，就能储存越多的游离态页岩气，页岩的有机质含量越高，就能储存越多的吸附态页岩气。现有的页岩气大多储存于地下1-2千米深处（压力大约为10-20MPa，温度大约为338-378K）。

页岩气主要由甲烷构成，是一种重要的清洁环保的新能源，其是否能改变现有的能源格局取决于它的开采成本的高低。在过去的几十年里，受益于包括液压钻井技术在内的多种技术的进步和发展，页岩气的产量取得了巨大的飞跃。由于页岩气储藏于页岩的纳米孔径之中，导致了其渗透率非常的低，且开采页岩气比起开采常规气体能源要困难得多。另外，一般的开采页岩气的油井产量会在三年后有一个显著的下降。因此，需要开发新的技术去开采页岩气。

美国是现在页岩气工业最先进发达的国家，他们将混有化学物质的水注入油井中，化学物质会和地下的页岩发生化学反应并产生新的裂缝，页岩气会沿着产生的裂缝进入油井之中。美国能源信息署（EIA）预测，美国的页岩气总储量在18.8万亿立方米左右，占世界总储量的13%。截止至2009年，现在美国已经有50000口以上的液压油井来开采页岩气。截止至2010年，页岩气的产量已经达到了，年增长率达到了47.7%。在2000年，页岩气产量只占美国气体总产量的1%，现在，页岩气已经占据了美国每年气体总产量的34%。

据估计，中国的页岩气总储量大约有26万亿立方米，远高于美国。然而，中国缺乏先进的页岩气开采技术。而且液压钻井技术需要消耗大量的水资源。在美国，由于页岩气矿藏大多分布于密西西比河和五大湖附近，所以美国不需要担心水资源问题。然而中国的页岩气矿藏大多分布于新疆，内蒙，四川等缺水地区，所以大规模使用液压钻井技术并不现实。此外，液压钻井技术还存在污染地下水和土壤资源的安全隐患。

现有技术中，例如CN106884637A公开了一种利用热管进行页岩气开采的方法，该方法利用热管将干热岩层的热量传递给页岩气储层进行加热，促进页岩气的开采，但是该方法中的热管吸热能力存在不足的情况，而且该情况下仅仅采用单根重力热管上下布置，导致热管的吸热面不足，吸热能力收到限制。

由于中国的页岩气矿藏大多分布于新疆，内蒙，四川等缺水地区，但是这些区域的太阳能光照时间长，而且风能也很充沛，因此考虑到区域的自然环境，可以充分利用太阳能和风能进行页岩气的开采。

针对上述问题，本实用新型在前面实用新型的基础上进行了改进，提供了一种新的太阳能开采页岩气的系统，充分利用区域的太阳能的热源，降低能耗，提高开采效果。

发明内容

本实用新型提供了一种利用太阳能加热的页岩气开采系统，利用热管和蓄热器的共同作用，充分利用干页岩层的热源来开采页岩气，提高开采效果，节约能源。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：