[发明专利]用于原位开采油页岩的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于原位开采油页岩的装置和方法。该装置包括：流体注入机构，所述流体注入机构构造为能从地面处通过加热井而向地层中注入介质流体，流体存储机构，所述流体存储机构容纳有非超临界状态的介质流体；以及流体处理机构，所述流体处理机构构造为能接收来自于所述流体存储机构的所述非超临界状态的介质流体，将所述非超临界状态的介质流体转变为超临界状态的介质流体，并将所述超临界状态的介质流体输送向所述流体注入机构，所述超临界状态的介质流体的温度足以用来获取地层中的产物。该装置的适用性更加广泛。

技术领域

本发明涉及油页岩的原位开采技术领域，特别是涉及一种用于原位开采油页岩的装置。本发明还涉及一种用于原位开采油页岩的方法。

背景技术

油页岩是一种非常规油气资源，以资源丰富和开发利用的可行性而被列为21世纪非常重要的接替能源。

目前，油页岩开采方式主要包括地面干馏和原位开采两种方式。地面干馏对环境的污染大，且只能开采浅层的油页岩资源(一般埋深小于300米)。对于埋藏较深的油页岩资源(大于300米)只能采用原位开采。原位开采一般需要设置两种井，一种井为加热井，一种井为生产井。通过加热井来对地层进行加热，以使油页岩中的油气资源析出。析出后的油气资源通过生产井被采出至地面。

在现有技术中，常常向加热井中下入电加热器。在电加热器下入到预期位置时，打开电加热器。通过电加热器的热辐射来对地层中的地层流体进行加热。这中加热方式耗能极大，所使用的电能通常由大型的煤炭发电站才能产生。这非常不环保，并且要求开采地附近有大型的煤炭发电站，难以广泛适用。

因此，需要一种适用性更加广泛的用于原位开采油页岩的装置。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种用于原位开采油页岩的装置，该装置的适用性更加广泛。本发明还提出了一种用于原位开采油页岩的方法。

根据本发明的第一方面，提出了一种用于原位开采油页岩的装置，包括：流体注入机构，所述流体注入机构构造为能从地面处通过加热井而向地层中注入介质流体，流体存储机构，所述流体存储机构容纳有非超临界状态的介质流体；以及流体处理机构，所述流体处理机构构造为能接收来自于所述流体存储机构的所述非超临界状态的介质流体，将所述非超临界状态的介质流体转变为超临界状态的介质流体，并将所述超临界状态的介质流体输送向所述流体注入机构，所述超临界状态的介质流体的温度足以用来获取地层中的产物。

通过上述装置可以将超临界状态下的介质流体注入到地层中。超临界状态的介质流体是高温、高压的，其能够更加有效地使油页岩中的油气产物析出。另外，注向地层中的超临界状态的介质流体能够沿着地层中的裂缝而前进，有利于实现热量的快速、远距离的传导。此外，这种加热方式更加易于实施，相较于目前的加热方式来说耗能更低。因此，这种装置的适用性更加广泛。

在一个实施例中，所述介质流体为二氧化碳或水。

在一个实施例中，所述介质流体的纯度至少为97％，优选地至少为98％。

在一个实施例中，所述流体处理机构包括与所述流体存储机构相连的增压泵，以及连接在所述增压泵和所述流体注入机构之间的加热器。

在一个实施例中，所述加热器为太阳能加热器。

在一个实施例中，所述用于原位开采油页岩的装置还包括储能器，所述流体处理机构中的所述超临界状态的介质流体中的一部分直接输送向所述流体注入机构，另一部分输送向所述储能器并存储在所述储能器中，所述储能器选择性地将其中存储的所述超临界状态的介质流体输送向所述流体处理机构。

在一个实施例中，所述用于原位开采油页岩的装置还包括流体分离机构，所述流体分离机构构造为能对从生产井中采出的产物进行分离，以得到再循环流体，所述再循环流体的成分与所述介质流体的成分相同，所述再循环流体能被供应向所述流体处理机构。