一种高温气体辅助涡流加热装置及涡流加热方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109736763A(43)申请公布日2019.05.10(21)申请号201910106224.3(22)申请日2019.02.02(71)申请人吉林大学地址130012吉林省长春市前进大街2699号(72)发明人李强刘召孙友宏郭威(74)专利代理机构长春市四环专利事务所(普通合伙)22103代理人张建成(51)Int.Cl.E21B43/24(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种高温气体辅助涡流加热装置及涡流加热方法(57)摘要一种高温气体辅助涡流加热装置及涡流加热方法，加热装置包括空压机、气液分离器、电源箱、线圈组、金属支撑剂、金属管及非金属隔热材料。加热方法是：首先由井上电源箱向井下线圈组通电，两井内线圈组在电流下产生同向磁场，井间油页岩层压裂缝内的金属支撑剂由于涡流效应发热进而加热附近油页岩裂解产油；同时，注热井线圈组内的金属管也由于涡流效应发热，利用空压机向注热井内通入压缩气体，压缩气体经由发热的金属管被加热，因此，注热井内高温压缩气体被压入地层辅助加热裂解油页岩，同时，高温压缩气体驱替裂解产生的油页岩油进入开采井而被压缩气体携带出井口由气液分离器分离，分离出的气体再次被压缩进入注热井循环利用。CN109736763ACN109736763A权利要求书1/1页1.一种高温气体辅助涡流加热装置，其特征在于：包括有空压机(3)、气液分离器(6)、电源箱(5)、线圈组(8)、金属支撑剂(9)、金属管(11)及非金属隔热材料(12)；所述电源箱(5)通过耐高温电缆线(4)与井下线圈组(8)相连；非金属隔热材料(12)呈环形将线圈组(8)整体与外界隔绝，防止外界高温环境对线圈组(8)的热损伤；所述金属管(11)安装在线圈组(8)中间，当线圈组(8)通电时，金属管(11)由于涡流效应被加热，根据油页岩裂解温度，设定金属管(11)的加热温度为500℃，该温度水平可保证金属管(11)不被熔化且满足油页岩裂解条件；所述金属支撑剂(9)用于支撑目标油页岩层压裂缝(10)，水力压裂时注入含有金属支撑剂(9)的压裂液，使金属支撑剂(9)铺满压裂缝(10)，防止压裂缝(10)闭合；金属支撑剂(9)呈球形，其直径与预定压裂缝(10)宽度匹配,直径范围为0.2-3mm。2.权利要求1所述一种高温气体辅助涡流加热装置的涡流加热方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤一：在目标油页岩区域施工注热井(1)与开采井(7)，注热井(1)与开采井(7)间距可为5-20m；两井在目标油页岩层为裸眼钻进，后期不下入护壁套管，防止金属套管(13)在涡流效应下热损伤；步骤二：将线圈组(8)及耐高温电缆线(4)相连，注热井(1)中的线圈组(8)外套非金属隔热材料(12)，内装金属管(11)，并将金属管(11)与输气管道(2)相连，然后将其下入注热井(1)中；开采井(7)中只下入线圈组(8)与输气管道；线圈组可在垂直方向上布置多组，注热井(1)与开采井(7)中的线圈组(8)在垂直方向上两两相对，通电后线圈组(8)内部轴线方向上可产一致的感应磁场；步骤三：将井上空压机(3)、气液分离器(7)与两井按照既定方式相连，并对两井线圈组(8)通电；两井中相对的线圈组(8)产生的磁场方向(14)一致，处于两井之间感应磁场内的金属支撑剂(9)在涡流效应下发热，产生的高温加热附近油页岩；同时，注热井(1)内金属管(11)也因涡流效应发热，流经金属管(11)的压缩气体被加热压入目标油页岩层的压裂缝(10)中，高温压缩气体对油页岩裂解起辅助作用。2CN109736763A说明书1/3页一种高温气体辅助涡流加热装置及涡流加热方法技术领域[0001]本发明涉及一种加热装置和方法，特别涉及地下油页岩原位加热开采装置和方法。背景技术[0002]近年来油页岩作为一种潜在的油气资源逐渐成为相关领域专家的研究热点。固体油页岩在高温下转化为液体油一般是通过地面干馏或者地下原位转化；通过把地下油页岩开采出地面进行干馏目前已经进行了深入的研究，但是在地面干馏油页岩会带来一系列问题，如干馏残渣的处置问题、干馏废气废水的污染问题、系统工艺的成本较高等问题。因此，油页岩地下原位转化工艺引起了广大研究人员的重视与深入研究。油页岩地下原位转化工艺是先将目标油页岩层进行水力压裂造缝，然后将加热后的压缩气体或蒸汽等载热流体注入，使油页岩在高温环境下进行原位裂解产油。这种油页岩开采工艺能够大幅降低成本，并避免一系列环境问题。[0003]油页岩地下原位转化工艺的重点技术便是地下原位加热方法。目前研究较为深入的油页岩原位加热技术主要包括壳牌的电加热技术、辐射加热技术、以及注热蒸汽加热技术等。中国发明专利CN87100890