[发明专利]一种富油煤原位热解反应程度监测评价方法

说明书

本发明提供一种富油煤原位热解反应程度监测评价方法，包括如下步骤：建立热解反应阶段标准指标；对富油煤的原位热解开采，开采过程中，在抽采井内对进行分期产物收集，采样要求对井口所得全组分产物进行收集；获得井口产物以后进行产物的组分特征分析，获得井下热解反应阶段指标；通过热解反应阶段标准指标与井下热解产物指标的对比，判断井下热解程度。本发明基于室内富油煤热模拟实验所得热解产物演化特征，对照原位热解产物与室内热模拟实验建立的反应程度指标，进而分析和判定原位热解反应程度及转化率，为调整热解提取油气资源方法提供关键参考。

技术领域

本发明属于能源资源地下原位开发技术领域，尤其涉及用于富油煤、油页岩、重油和稠油等非常规能源原位开采领域中使用的一种富油煤原位热解反应程度监测评价方法。

背景技术

近年来，油页岩以及煤的地下原位热解技术越来越受到人们的重视，该方法通过现有钻井技术和压裂方法，在岩层当中制造人工裂缝网络，然后向其中注入过热水蒸气或过热烃类气体等高温热载体，使地下岩层受热并促使有机质热解形成油气，并最终将形成的油气资源抽采至地面并加以利用。目前公布的主要专利有对“一种富油煤原位热解的煤层对流加热系统(202010989880.5)”、“一种深层煤原位热解开采利用的工艺(202110074115.5)”、“一种煤炭地下原位热解的系统及方法(202010991619.9)”。

该方法具有减少地面干馏工程，无需建设井下采掘巷道，可采煤炭深度范围大，降低碳排放，避免地表沉陷等诸多优点，但是限于热解过程在地下进行，无法直接判定地下富油煤资源的热解程度，给原位热解工程的高效运行带来一些限制。首先，若在尚未完全热解时便停止注热以及抽采作业，则会对地下资源造成浪费；其次，由于热漏失或其他原因造成的热解不完全，导致的热解产物产出较少时，若不能正确判别热解反应程度，有可能误判为富油煤热解接近终止而停止作业；另外，当热解反应接近最终阶段时，若不能正确判断，也有可能误判为其他原因造成的热解产物减少，并在寻找原因时造成不必要的资源浪费。

目前，有关原位热解反应程度判定的总体思路包括原位煤层采样、原位煤层监测等方法，但是由于相应的成本过高，实施性不强，尚未形成具体方案。室内热模拟实验现阶段发展十分成熟且成本低廉，同时地下热解与室内热解过程中不同阶段的热解产物差别很小，因此二者的对照分析，具有很好的热解程度判别评价应用价值。

发明内容

针对上述背景技术的阐述，本发明提供一种富油煤原位热解反应程度监测评价方法。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种富油煤原位热解反应程度监测评价方法，包括如下步骤：

步骤A、建立标准，通过原位热解区煤层采样，获得具有代表性的热解样品；通过室内实验装置进行与地下热解条件相同的模拟实验，实验过程中精确获取各个反应阶段的热解产物，进行产物的组分特征分析，分别建立热解反应阶段标准指标；

步骤B、对富油煤的原位热解开采，开采过程中，在抽采井内进行分期产物收集，采样要求对井口所得全组分产物进行收集；

步骤C、获得井口产物以后进行产物的组分特征分析，获得井下热解反应阶段指标；

步骤D、通过热解反应阶段标准指标与井下热解产物指标的对比，判断井下热解程度。通过实验所得热解反应阶段指标与井下热解产物指标的对比，分别判断井下热解程度，在得到的原位热解反应程度的具体区间内，确定该富油煤原位热解反应转化率。

上述技术方案中，所述组分特征包括热解产生的气态组分及产率，甲烷碳同位素，液态烃组分及产率。

上述技术方案中，所述井下热解反应阶段指标和热解反应阶段标准指标包括产物气油比、CO₂气体比例、气体干燥系数、甲烷碳同位素热解反应阶段指标。