[发明专利]一种应对油页岩地层热膨胀特性的油页岩原位加热方法

权利要求书

1.一种应对油页岩地层热膨胀特性的油页岩原位加热方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

步骤一，先从地表向目标油页岩层钻至少一口生产井，在生产井中采用水力压裂的方式进行人工造缝，形成压裂裂缝，然后以压裂井为中心，在压裂范围内再钻至少一口注热井至目标油页岩层；

步骤二，在压裂造缝的同时将外部包裹塑料外壳内部含有氧气载体的多孔陶瓷支撑剂随压裂液一起压入压裂裂缝中，使其充满整个压裂区，塑料外壳保护多孔陶瓷支撑剂内部的氧气载体不会在压裂过程中溶解在水中；

步骤三，对油页岩层进行加热，在加热过程中，油页岩层发生热膨胀，热膨胀油页岩体逐渐将压裂过程中形成的压裂裂缝封堵；

步骤四，在加热过程中，当油页岩层内的温度超过塑料外壳的熔点时，塑料外壳融化，多孔陶瓷支撑剂表面的孔隙与外界连通，当温度超过多孔陶瓷支撑剂内部氧气载体的分解温度时，氧气载体发生热分解释放出氧气，氧气在温度的作用下与油页岩内部的有机质发生反应，消耗部分有机质，使油页岩层内部的孔隙、裂隙不断增大，使由于热膨胀而被封堵的压裂裂缝重新打开，加之多孔陶瓷支撑剂本身的高孔隙度，使得油页岩层内部孔隙度进一步提高；

步骤五，在加热过程中，离注热井最近的多孔陶瓷支撑剂内部的氧气载体先达到分解温度，释放氧气，消耗有机质，打开被封堵的压裂裂缝，之后注热井内加热油页岩的热量以及油页岩内有机质燃烧释放出的热量共同沿压裂裂缝向远处传导，较远处油页岩依次发生上述反应，最终导致由于热膨胀而被封堵的压裂裂缝不断重新打开，直至最终连通至生产井，从而在油页岩地层内部形成贯通的加热通道；

步骤六，在加热过程中在地表通过井内气体压力与组分监测器实时监测注热井和生产井内压力及气体成分的变化，当生产井内的压力及气体成分发生变化且趋向于注热井时，说明油页岩层内部贯通的加热通道已经形成；

步骤七，继续对油页岩层进行加热，可提高加热效率，快速获得页岩油气。

2.根据权利要求1所述的一种应对油页岩地层热膨胀特性的油页岩原位加热方法，其特征在于：所述步骤一中的生产井为一口时，与注热井呈直线分布，所述的生产井为多口时，以注热井为中心呈三角形、四边形、六边形或圆形环状分布。

3.根据权利要求1所述的一种应对油页岩地层热膨胀特性的油页岩原位加热方法，其特征在于：所述步骤三中对油页岩层进行加热的方式为电加热、惰性气体加热或者电磁加热的加热方式。

4.根据权利要求1所述的一种应对油页岩地层热膨胀特性的油页岩原位加热方法，其特征在于：所述的步骤二、步骤四和步骤五中多孔陶瓷支撑剂是包含一个或多个孔的多孔陶瓷材料，具有10％-75％的孔隙率，5-20MPa的抗压强度。

5.根据权利要求1所述的一种应对油页岩地层热膨胀特性的油页岩原位加热方法，其特征在于：所述的步骤二、步骤四和步骤五中氧气载体为100-500℃高温下可以分解产生氧气且在20～50℃以及1～20兆帕环境下不与水反应的物质。

6.根据权利要求1所述的一种应对油页岩地层热膨胀特性的油页岩原位加热方法，其特征在于：所述的步骤二、步骤四和步骤五中氧气载体装填于多孔陶瓷支撑剂的多孔陶瓷内部孔穴中，可通过氧气载体溶液重结晶的方法或粉末充填的方法注入。

7.根据权利要求1所述的一种应对油页岩地层热膨胀特性的油页岩原位加热方法，其特征在于：所述的步骤二、步骤四和步骤五中多孔陶瓷支撑剂外部包裹一层塑料外壳，在压裂过程中隔绝水与氧气载体，所述的塑料外壳应采用熔点为80-300℃且环保无毒密封性好的的塑料种类，所述的塑料外壳可采用熔融法包裹在内部填充氧气载体的多孔陶瓷支撑剂外部。

8.根据权利要求1所述的一种应对油页岩地层热膨胀特性的油页岩原位加热方法，其特征在于：所述步骤二中所用多孔陶瓷的孔隙度和抗压强度根据目标地层深度和地层压力选择，所用氧气载体的含量根据油页岩层的含油率和热膨胀性选择，具体参数应确保多孔陶瓷支撑剂抗压强度足够，并且氧气载体在加热过程中可以释放出足够量的氧气消耗油页岩层中的部分油页岩。