[发明专利]油页岩隔热增效原位转化方法及系统

摘要

本发明公开了一种油页岩隔热增效原位转化方法及系统，其方法包括步骤：一、在油页岩开采区内施工一口加热注气井，并在加热注气井的周围施工多口生产井；二、在油页岩层之上构建油页岩层顶板保温隔热层；三、在油页岩层之下构建油页岩层底板保温隔热层；四、在油页岩层段进行水力压裂；五、采用高温氮气对油页岩层的有机质成分进行热解开采；其系统包括一口加热注气井和多口生产井，构建在油页岩层之上的油页岩层顶板保温隔热层和构建在油页岩层之下的油页岩层底板保温隔热层，以及加热流体流动通道和进行热解开采的高温氮气输送系统。本发明施工工艺简单，油页岩地层加热速度快，能量利用率高，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

主权项

1.一种油页岩隔热增效原位转化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、在油页岩开采区内施工一口加热注气井(1)，并在加热注气井(1)的周围施工多口生产井(2)；所述加热注气井(1)和生产井(2)的钻井深度均为穿过地下的油页岩层(10)并钻至油页岩下伏地层；步骤二、在油页岩层(10)之上构建油页岩层顶板保温隔热层(9)；步骤三、在油页岩层(10)之下构建油页岩层底板保温隔热层(11)；步骤四、在油页岩层(10)段进行水力压裂，具体过程为：步骤401、在加热注气井(1)内下入带有上层封隔器和下层封隔器的压裂管柱(3)作为压裂液的注入通道，所述上层封隔器的底面位于油页岩层顶板处，所述下层封隔器的顶面位于油页岩层底板处，所述上层封隔器和下层封隔器将油页岩层(10)段隔离，位于所述上层封隔器和下层封隔器之间的一段压裂管柱(3)为带有孔眼的花管；步骤402、高压压裂泵车将混入耐高温支撑剂的冻胶状压裂液通过压裂管柱(3)压入油页岩层(10)中进行水力压裂，在油页岩层(10)中形成网状体积裂缝，直至网状体积裂缝的范围覆盖多口生产井(2)后停止水力压裂；步骤403、冻胶状压裂液水化并从加热注气井(1)内返排出来，由冻胶状压裂液带入地层中的耐高温支撑剂滞留在水力压裂形成的网状体积裂缝中，支撑住网状体积裂缝，形成具有导流能力的网状体积裂缝作为加热流体流动通道；步骤五、采用高温氮气对油页岩层(10)的有机质成分进行热解开采，具体过程为：步骤501、在加热注气井(1)和多口生产井(2)内均下入带有上层耐高温封隔器(7‑7)和下层耐高温封隔器(7‑8)的隔热管柱(13)，并将位于加热注气井(1)内的隔热管柱(13)作为高温氮气的注入通道，将位于生产井(2)内的隔热管柱(13)作为高温氮气携带裂解产物返回地面的通道，所述上层耐高温封隔器(7‑7)的底面位于油页岩层顶板处，所述下层耐高温封隔器(7‑8)的顶面位于油页岩层底板处，所述上层耐高温封隔器(7‑7)和下层耐高温封隔器(7‑8)将油页岩层(10)段隔离，位于所述上层耐高温封隔器(7‑7)和下层耐高温封隔器(7‑8)之间的一段隔热管柱(13)为带有孔眼的花管；步骤502、在地面向加热注气井(1)内的隔热管柱(13)中注入500℃以上的高温氮气，高温氮气通过隔热管柱(13)流向井底，通过加热注气井(1)内的射孔孔眼流入加热流体流动通道内，高温氮气在加热流体流动通道内流动过程中，通过对流加热的方式将热量传递给油页岩层(10)，由于油页岩层顶板保温隔热层(9)和油页岩层底板保温隔热层(11)的作用，油页岩层(10)吸收的热量不会继续向外传递，使得油页岩层(10)快速升温，当油页岩层(10)的温度升至裂解温度时，油页岩层(10)中的有机质裂解产生含有页岩油气的裂解产物，高温氮气携带裂解产物从生产井(2)内的隔热管柱(13)上返至地表；步骤503、在地面通过分离装置分离获得裂解产物。