[发明专利]油页岩热解模拟试验装置和试验系统及其方法

说明书

本发明公开了油页岩热解模拟试验装置和试验系统及其方法，油页岩热解模拟试验装置包括：反应罐上盖和反应罐本体，反应罐上盖上分别设有烟气入口；反应罐本体中设有反应区、油气流出夹层、油气出口；烟气入口通过热风管连接到反应区上部；反应区与反应罐本体的罐内设有油气流出夹层；油气出口设在反应罐本体本体底部。油页岩热解模拟试验系统，是由空压机、燃气控制柜、燃烧装置、油页岩热解模拟试验反应装置、冷却装置、回收装置依次串联连接；通过本发明进行模拟实验，开展不同温度、压力和流量以及不同载体气组份条件下的油页岩热裂解的物理模拟试验，监测油页岩加热热解效果，结合油气产物的收率、组分与物化特性分析，得到最优工艺参数。

技术领域

本发明属于油页岩开采技术领域，具体涉及油页岩热解模拟试验装置和试验系统及其方法。

背景技术

对于油页岩储层中的有机质进行原位转化与开采，又被称为地下干馏工艺，即直接对地下的油页岩进行干馏，从而使油气通过生产井直接从地下导出至地面上。根据加热方式不同，主要分为传导加热（电加热、燃烧加热）、流体对流加热、辐射加热和地下燃烧对流加热方法。

利用对流加热方式加热页岩矿层，现有的对流加热为直排式。直排式分为两种，1、水平井直排式，它是在加热井和生产井之间设置水平井，热量经水平井进入生产井， 热量从生产井井口直接排出。2、水平压裂直排式，是对油页岩矿层进行压裂形成裂缝，热量经裂缝进入生产井，热量从生产井井口直接排出。

特别是水平井直排式对流原位开采页岩油刚刚起步，基础理论研究薄弱。

发明内容

本发明的目的是提供了油页岩热解模拟试验系统装置及其方法，通过米级油页岩注气燃烧原位裂解模拟试验，进行油页岩原位裂解的载体气组分和载气量以及烟气增压回注安全指标动态测试，获取高传热介质、低能耗和高收油率的工艺参数。

油页岩热解模拟试验装置，其包括：反应罐上盖41和反应罐本体42，其特征在于：所述的反应罐上盖41上分别设有烟气入口412；反应罐本体42中设有反应区44、油气流出夹层48、油气出口49；烟气入口412通过热风管4121连接到反应区44上部；反应区44与反应罐本体42的罐内设有油气流出夹层48；油气出口49设在反应罐本体42本体底部。

反应罐本体42中还设有：热电偶43、上压盖层45、陶粒层46、下撑托层47；热电偶43设在反应区44中；上压盖层45压盖在陶粒层46上；陶粒层46压盖在反应区44顶部；应区44边侧设有油气流出口442；下撑托层47为撑托反应区44的隔离架；下撑托层47中设有过滤陶粒砂，下撑托层47边缘设有透滤油气的孔隙。

油页岩热解模拟试验系统，它包括：空压机1、燃气控制柜2、燃烧装置3、冷却装置5、回收装置6，所述的空压机1、燃气控制柜2和燃烧装置3串联连接；冷却装置5和回收装置6相连接；其特征在于：燃烧装置3和冷却装置5通过反应装置4相连接。

所述的空压机1输送端设有输送阀V1；输送阀V1与输送管连接，输送管上设有第一压力变送器P1和第一温度传感器T1；输送管分接为助燃气体管和载热气体管；助燃气体管上设有助燃气体流量计F1，助燃气体流量计F1两端分别通过控制阀V4和控制阀V5串接在助燃气体管中；载热气体管上设有载热气体流量计F2，载热气体流量计F2两端分别通过控制阀V6和控制阀V7串接在载热气体管中；燃烧装置3与反应装置4间的连接管路上还接有温度传感器T3；的冷却装置5和回收装置6之间的连接管路上还接有阀门V10、温度传感器T4、第二压力变送器P2、阀门V12；阀门V10、温度传感器T4、第二压力变送器P2和阀门V12串联连接；回收装置6一端接有阀门V13；回收装置6另一端依次连接阀门V14、阀门V15、气体流量计F3、阀门V16；阀门V16通过三通分别与阀门V17和阀门V18连接。

所述的反应装置4为前述的油页岩热解模拟试验装置。

油页岩热解模拟试验系统的实验方法，具体流程如下：