[发明专利]一种原位电加热开采页岩油储层温度场测量方法

说明书

本发明涉及的是一种原位电加热开采页岩油储层温度场测量方法，它包括：一、在油页岩各储层均放置电加热棒，每一储层电加热棒的功率相同，利用各电加热棒对相应油页岩储层加热，使各油页岩储层获得电加热棒的热量，根据电加热棒的功率计算油页岩各储层获取电加热棒的热量；二、确立油页岩原位热传导系数随温度变化关系；三、依据油页岩中热传递规律，建立热量在油页岩中的扩散方程，由油页岩的初始条件、边界条件，求解油页岩的温度场：四、在各油页岩储层油页岩井壁边缘布设多个温度传感器，测量各温度修正热量在油页岩中的扩散方程，修正温度场。本发明考虑了油页岩热解过程中产生油气水三相传热作用，使得温度场测量更为准确。

技术领域

本发明涉及的是非常规能源开发和测量技术领域，具体涉及的是一种原位电加热开采页岩油储层温度场测量方法。

背景技术

随着社会的发展，常规油气已经无法满足现代工业的需求，各国纷纷将视野投向非常规能源。页岩油就是其中一种重要的非常规能源，已引起了全世界的注意。我国已探明页岩油储量据世界第二位，现有的地面干馏法适合于地下500m以上的储层，但未开发的页岩油大部分处于地下500-3000m深处，采用现有的地面干馏法投入产出比过低，且容易造成环境污染。针对这种情况，国内学者提出了原位电加热法、原位注高温蒸汽法、原位辐射加热法等。其中，原位电加热法由于污染小、技术方案简单等原因，受到了越来越多的学者的重视。

在原位电加热开采页岩油技术中，温度场的测量是一项重要的技术，因为油页岩的击穿、油页岩酪根的分解和页岩油的采收率都与温度和温度变化速率有密切关系。采用原位电加热法开采页岩油，开采过程可以分为击穿过程、储层加热过程和储层通道扩展过程，涉及到直接加热、辐射加热和对流加热三个过程，其加热过程复杂，热解过程中含水，且由于油页岩储层位于地下不可能每个点都布列传感器，故温度场的测量就为一个难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种原位电加热开采页岩油储层温度场测量方法，这种原位电加热开采页岩油储层温度场测量方法用于解决原位电加热开采页岩油过程中，由于加热过程生成物含水且无法在油页岩储层任意点布列传感器而造成的油页岩储层温度场无法测量问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种原位电加热开采页岩油储层温度场测量方法包括如下步骤：

步骤一：在油页岩各储层均放置电加热棒，每一储层电加热棒的功率相同，利用各电加热棒对相应油页岩储层加热，使各油页岩储层获得电加热棒的热量，根据电加热棒的功率计算油页岩各储层获取电加热棒的热量；

步骤二：确立油页岩原位热传导系数随温度变化关系；

步骤三：依据油页岩中热传递规律，建立热量在油页岩中的扩散方程，由油页岩的初始条件、边界条件，求解油页岩的温度场：

依据热量守恒定律，温度变化吸收的热量等于通过边界流入的热量减去产生的油气水通过边界采出带走的热量，扩散方程表示为：

式中，λ_T(x,y,z)为油页岩在高温下热传导系数λ_T在(x,y,z)三个方向的热传导系数，所述扩散方程表示在物体内无穷小的dt时间内，沿法线方向n流过一个无穷小面积dS的热量dQⁱ与物体温度沿曲面dS法线方向的导数的平方成正比；

定义每个储层电加热棒底部为求解的坐标原点，由傅里叶热传导定律得出从t₁到t₂这段时间内某一储层热量Qⁱ进入坐标(x,y,z)区域Ω处的热量为：

从t₁到t₂这段时间内流出坐标(x,y,z)区域Ω损失的热量为：