一种涡流加热油页岩地下原位开采方法.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CN106437667A(43)申请公布日2017.02.22(21)申请号201610785229.X(22)申请日2016.08.31(71)申请人吉林大学地址130012吉林省长春市前进大街2699号(72)发明人孙友宏刘世畅郭威李强周科吕世东孙中瑾李家晟韩婧赵帅(74)专利代理机构长春市吉利专利事务所22206代理人张冉昕(51)Int.Cl.E21B43/267(2006.01)E21B43/24(2006.01)H05B6/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种涡流加热油页岩地下原位开采方法(57)摘要本发明公开了一种涡流加热油页岩地下原位开采方法，该方法先从地面向目标油页岩层钻一口开采井，压裂时采用含有铁颗粒的支撑剂，将铁颗粒压入油页岩层中的缝隙之中；然后以压裂井为中心在压裂范围内再钻一口注气井至目标油页岩层；将涡流效应强磁场发生器下入注气井井底；向注气井内通入氮气进行系统内循环；启动涡流效应强磁场发生器产生高频强磁场，此时油页岩层中的铁颗粒由于涡流效应而被加热，进而加热油页岩来原位裂解干酪根；而氮气会携带页岩油和可燃气，从开采井返回地表，经综合分离器分离出油和可燃气之后，剩余气体重新注入注气井进行循环。本发明能有效加速油页岩的加热过程,提高能量利用率，降低加热成本。CN106437667ACN106437667A权利要求书1/1页1.一种涡流加热油页岩地下原位开采方法，该方法是：从地面向目标油页岩层钻一口开采井(6)，然后进行水力压裂，压裂时采用含有铁颗粒(5)的支撑剂，将铁颗粒(5)压入水力压裂后的裂缝(4)之中；然后以压裂井为中心，在压裂范围内再钻一口注气井(1)至目标油页岩层(3)，将经高温电缆(12)与地面电源(13)连接的涡流效应强磁场发生器(2)下入注气井(1)井底；启动涡流效应强磁场发生器(2)，产生高频强磁场，此时油页岩层中的铁颗粒(5)由于涡流效应而被加热，进而加热目标油页岩层(3)来原位裂解干酪根；再向注气井(1)内通入氮气，氮气会携带页岩油和可燃气，从开采井(6)经返气管路(7)返回地表，经综合分离器(8)分离出油和可燃气之后，剩余气体再经混合气体压缩机(10)压缩，重新经由注气管路(11)进入注气井(1)进行循环利用；制氮机(9)作用是在系统开始和压力不足时，补充足量氮气；所述的水平井(14)两端用密封塞(15)实现和注气井(1)以及开采井的密封，保证氮气不会流经水平井。2.根据权利要求1所述的一种涡流加热油页岩地下原位开采方法，其特征在于：所述的铁颗粒(5)是以水力压裂的方式进入油页岩层裂缝中，压入油页岩层的铁颗粒(5)可由钴颗粒或镍颗粒代替，压入油页岩层的铁颗粒(5)粒径为1.25mm-0.2mm。3.根据权利要求1所述的一种涡流加热油页岩地下原位开采方法，其特征在于：所述的涡流效应强磁场发生器(2)产生的磁场频率为20KHz-5GHz，强度为0-50T；所述涡流效应强磁场发生器(2)的加热距离大于开采井(6)和注气井(1)的水平距离，可将开采井和注气井之间油页岩都加热裂解。4.根据权利要求1所述的一种涡流加热油页岩地下原位开采方法，其特征在于：所述的从注气井(1)注入的氮气可为二氧化碳代替。5.根据权利要求1所述的一种涡流加热油页岩地下原位开采方法，其特征在于：所述的从注气井(1)注入的氮气，当系统同时采用点燃和地下涡流加热方式复合加热时，可采用助燃气体。6.根据权利要求1所述的一种涡流加热油页岩地下原位开采方法，其特征在于：所述的综合分离器(8)在分离油和可燃气时，采用非冷却的方式，剩余气体温度不会显著降低，且分离后剩余气体重新注入注气井进行循环利用。7.根据权利要求1所述的一种涡流加热油页岩地下原位开采方法，其特征在于：所述的油页岩矿层可为煤矿层。2CN106437667A说明书1/5页一种涡流加热油页岩地下原位开采方法技术领域[0001]本发明涉及一种油页岩的开采技术，特别涉及一种涡流加热油页岩地下原位开采方法，该方法可以从油页岩中原位获得页岩油和气体燃料即可燃气体。背景技术[0002]目前，已知的煤或油页岩地下气化的方法是：钻井、贯通、点燃、鼓风和抽出产品气体。该方法的缺点是获得的可燃气体热值较低。这是由于有机物在地下气化区域燃烧时会产生大量稳流气体混入可燃气体中。该方法在俄罗斯NO.2385412号专利中公开了，分类号是：MnKE21MB43/295。[0003]另一已知的方法是：钻至少一口井，深度贯穿矿层作业区间；制造至少一条贯穿钻井的裂缝，向其中填入导电材料，插入两个电极，使电极与导电材料接触，向电极通电，使得裂缝中的电流一部分或完全沿着导电材料行进，从而通过