[发明专利]一种页岩气的开采方法及系统

说明书

一种页岩气的开采方法及系统，该方法为向页岩气储层内通入纯氧，并在水平井内与储层内优先扩散出的游离态页岩气进行可控燃烧，燃烧产生的热量会传递到页岩气储层，提高页岩气的自由能并降低分子间的相互作用力，使吸附于页岩基质孔隙网络中的甲烷等气体脱附，并使固体干酪根热解产生热解气，从而获得页岩气；该系统包括注气模块，集气模块和气体流量调节模块。本发明结构简单，实施方便，可通过氧气的供给量来控制燃烧的程度，无需额外的燃料用于加热，经济性好，燃烧产物主要为水和二氧化碳，对环境污染小。

技术领域

本发明属于页岩气开采技术领域，尤其涉及一种页岩气的开采方法及系统。

背景技术

页岩气是指赋存于以富有机质页岩为主的储集岩系中的非常规天然气，主要以吸附态和游离态存在，是一种清洁、高效的能源。页岩气的主要成分为甲烷等碳氢化合物，主体上以游离态存在于裂缝、孔隙及其它储集空间，以吸附态存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解态储存于干酪根、沥青质及石油中。

我国的页岩气资源十分丰富，技术可采资源量为36万亿立方米，是常规天然气的1.6倍，有着巨大的商业价值。然而，页岩气储层相较于传统的油气储层有着孔隙率低和渗透率低的特性。因此，页岩气在储层内的流动阻力大，开采效率低且开采难度大。中国的页岩气储层埋藏深度大，一般为2000-3500米，同时由于其非均质性极强，这些都为页岩气开采技术的成熟增添了难度。目前，水压裂技术是使用最广泛也是最成功的页岩气开采技术，但水力压裂技术需要使用大量的混有化学物质的压裂液，一方面会对地下水资源和土壤环境造成破坏，另一方面也会消耗大量的水资源。所以，水力压裂技术不适用于我国新疆和川南等缺水地区。当前，有通过爆炸的方法来提高页岩气采气率的，但此方法的安全性仍有待考证。另外，也有通过微波加热页岩气储层来进行开采的，但其能源利用率低，成本较高，开采效率低下。

因此，有必要提供一种更安全、更经济、更高效的页岩气开采方法及系统，以适应市场的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种页岩气的开采方法及系统，通过部分燃烧页岩气储层中的甲烷等可燃性气体，无需从外部提供额外的燃料，促进吸附气的脱附以及干酪根的热解，提高页岩气储层的渗透率，从而提高页岩气的开采效率和开采量。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种页岩气的开采方法，其包括步骤：

获取页岩气储层；

选取页岩气储层中的燃烧井，向该燃烧井中注入纯氧，使纯氧与储层内扩散出来的碳氢化合物混合，形成可燃性混合气；

对可燃性混合气进行点火并产生热量；

向所述页岩储层传递产生的热量，使吸附于页岩基质孔隙网络中的气体脱附，并使固体干酪根热解产生热解气，从而获得页岩气。

进一步的，所述点火前还包括步骤：

设定理想氧气数值，探测注入的纯氧量，根据探测后反馈的信号对纯氧输入量进行调节，使氧气浓度保持在设定的理想氧气数值。

进一步的，所述点火后还包括步骤：

关闭向页岩气储层内注入纯氧的注气模块并进行设定时间阈值的闷井。

为实现上述目的，本发明还提供如下技术方案：

一种页岩气的开采系统，包括页岩气储层，所述页岩气的开采系统还包括：

注气模块，用于向页岩气储层内注入纯氧；

气体流量调节模块，用于对注气模块注入的纯氧的流量进行调节；

集气模块，用于收集解吸和热解生成的页岩气。