一种利用空气氧化热破裂提高页岩油采收率的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用空气氧化热破裂提高页岩油采收率的方法，包括以下步骤：将空气通过注入井注入至页岩油藏，页岩地层热破裂，页岩油导流至生产井，采收得到页岩油；所述页岩油藏包括富含有机物的油藏，所述有机物包括干酪根；所述空气的注入量与所述注入井和生产井之间的地层孔隙体积相当。本发明专利技术将空气通过注入井注入至页岩油藏，空气和页岩中的页岩油、干酪根等有机物反生空气氧化反应生热甚至燃烧，页岩地层温度升高而热破裂，页岩的导流能力得以大幅度提高，页岩油导流至生产井，采集得到页岩油。结果表明本发明专利技术提供的方法页岩油的采收率达到80％以上。

A method of improving shale oil recovery by air oxidation and thermal cracking

The invention provides a method for improving shale oil recovery by using air oxidation thermal rupture, including the following steps: injection of air through an injection well into shale reservoirs, thermal fracturing of shale formation, shale oil diversion to production wells and shale oil, and the shale oil reservoir including rich oil containing oil reservoirs, which are organic The amount of air injected is equivalent to the pore volume between the injection well and the production well. In this invention, the air is injected into the shale reservoir through the injection well, and the shale oil and kerogen in the air and shale are oxidized to heat and even burn. The shale formation temperature increases and the heat breaks, the shale oil diversion ability is greatly improved, shale oil is diverted to the production well and the shale oil is collected. The results show that the recovery rate of shale oil obtained by the method reaches over 80%.

【技术实现步骤摘要】
一种利用空气氧化热破裂提高页岩油采收率的方法
本专利技术涉及采集页岩油
，尤其涉及一种利用空气氧化热破裂提高页岩油采收率的方法。
技术介绍
页岩油是指以页岩为主的页岩层系中所含的石油资源，其中包括泥页岩孔隙和裂缝中的石油，也包括泥页岩层系中的致密碳酸岩或碎屑岩邻层和夹层中的石油资源。注空气提高采收率技术始于稠油油藏的开发。通过自燃或人工点燃的方式，储层内的原油得以燃烧，而且主要燃料是原油中的重组分。继而可以升高油层温度，降低原油粘度，实现提高稠油采收率的目的。后来，空气驱技术被引入到轻质油藏的开发中旨在提高其采收率。在美国Williston盆地轻质油田，成功地开展空气驱的工业化应用(Ericksonetal.,1993)。采用空气驱开采后，虽然没有测量井下油藏温度，但生产井的产量中含有超过12％CO2。Kumar等(2007)指出，在WestBuffaloRedRiver区，有一半以上采出油归功于注空气的热效应。许多生产井的气油比没有像常规气驱那样呈指数型增高，而且显微照片显示有燃烧迹象(Gutierrez等，2008)。这些迹象均表明注气开发过程中有自燃的发生，燃烧可持续，而且油藏拥用足够的导流能力(Turta,2013)。早在1956年，在美国加州SouthBeleidge油田就进行了注空气的矿场试验。油藏最初的温度仅为30.6℃，原油地下粘度为2700cP(GatesandRamey,1958)，但是注空气3个月后，没有任何点火措施，观测井的井温达到538℃，这充分说明自燃发生了。Fassihi等(2016)报道了在HoltSandUnit空气驱的现场测试结果。他们在注入高压空气的前后对油藏进行了岩心的取样观察；利用热电偶技术实时监测了油藏温度；而且应用了3D声波地震勘探等方法，他们观察到燃烧前沿在轻质油藏中以条状呈现，且燃烧的温度最高达到了230℃，比油藏原始温度提升了近200℃。Huang等(2016a,2016b),ZhangandSheng(2016,2017),andHuangandSheng(2017a-c)利用热重分析实验与差式扫描热量分析等方法对页岩油样进行了分析。实验结果表明，Wolfcamp的页岩油与轻质原油具有类似的物化性质以及放热特征，在大气压条件下，Wolfcamp页岩油在300℃才能表现出放热的特征。Huang等(2016a,2016b),andHuangandSheng(2016c)也对页岩的催化性能进行了研究，研究结果表明，由于黏土矿化物对氧化反应的催化作用，添加页岩屑在原油之后，其氧化反应速率得到提高，放热的量也得到增强。从而表明页岩里所含的黏土矿物能够提供较好的促进原油氧化反应的条件。由于页岩渗透率极低，利用水裂压裂技术的采油速度递减很快，采出程度很低(小于10％)为了提高页岩油藏的采收率，亟待需要开发一种新的方式采收页岩油，来丰富石油资源。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种利用空气氧化热破裂提高页岩油采收率的方法，该方法具有较高的采收率。本专利技术提供了一种利用空气氧化热破裂提高页岩油采收率的方法，包括以下步骤：将空气通过注入井注入至页岩油藏，页岩地层热破裂，页岩油导流至生产井，采收得到页岩油；所述页岩油藏包括富含有机物的油藏，所述有机物包括干酪根；所述空气的注入量与所述注入井和生产井之间的地层孔隙体积相当。优选地，所述将空气通过注入井注入至页岩油藏具体包括：将空气和水交替通过注入井注入至页岩油藏。优选地，所述空气的注入量为15～25％的注入井和生产井之间的地层孔隙体积；所述水的注入量为15～25％的注入井和生产井之间的地层孔隙体积。优选地，所述将空气通过注入井至页岩油藏后还包括：采取人工加热或注入低燃点的物质，使得页岩油藏中发生燃烧反应。优选地，所述人工加热包括给页岩地层注蒸汽或电加热。优选地，所述低燃点为燃点小于等于100℃的物质。优选地，所述低燃点的物质选自亚麻油。优选地，空气注入的压力为设备所允许的最高注入压力。优选地，生产井的流动压力为生产井设施所允许的最低生产压力。本专利技术提供了一种利用空气氧化热破裂提高页岩油采收率的方法，包括以下步骤：将空气通过注入井注入至页岩油藏，页岩地层热破裂，页岩油导流至生产井，采收得到页岩油；所述页岩油藏包括富含有机物的油藏，所述有机物包括干酪根；所述空气的注入量与所述注入井和生产井之间的地层孔隙体积相当。本专利技术将空气通过注入井注入至页岩油藏，空气和页岩中的页岩油、干酪根等有机物反生空气氧化反应生热甚至燃烧，页岩地层温度升高而热破裂，页岩的导流能力得以大幅度提高，页岩油导流至生产井，采集得到页岩油。实验结果表明：本专利技术提供的方法页岩油的采收率达到80％以上。附图说明图1为本专利技术提供的页岩油藏空气氧化热破裂示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种利用空气氧化热破裂提高页岩油采收率的方法，包括以下步骤：将空气通过注入井注入至页岩油藏，页岩地层热破裂，页岩油导流至生产井，采收得到页岩油；所述页岩油藏包括富含有机物的油藏，所述有机物包括干酪根；所述空气的注入量与所述注入井和生产井之间的地层孔隙体积相当。本专利技术将空气通过注入井注入至页岩油藏，空气和页岩中的页岩油、干酪根等有机物反生空气氧化反应生热甚至燃烧，页岩地层温度升高而热破裂，页岩的导流能力得以大幅度提高，页岩油导流至生产井，采集得到页岩油。实验结果表明，本专利技术提供的方法页岩油的采收率达到80％以上。在本专利技术中，页岩的渗透能力(导流能力)极低，储存的页岩油很难产出，为了挺高导流能力，现有技术采用水力压裂造缝，但水力压裂缝多是单条缝，远离水力压裂缝的地层油仍然采不出。本专利技术采用设备所能允许的最高注入压力注入空气，空气能进入远离水力压裂缝的页岩地层深部；空气里面含的氧气与油、有机物干酪根发生氧化反应生成热；开始是低温氧化反应，随着反应，温度升高；当温度升到足够高，燃烧反应剧烈生成二氧化碳。上述氧化反应和燃烧反应产生的热使页岩的温度升高，导致页岩岩石热破裂；热破裂产生的微裂缝提高了页岩岩石的导流能力；另外，燃烧反应消耗掉一些固体干酪根，产生了一些流动通道，从而页岩岩石的导流能力提高。还有，高温有热裂解作用，使页岩油和干酪根重组分裂解成轻质油，轻质油容易被产出。在本专利技术中，注入空气会导致低温氧化并产生热，但温度不一定会升至燃点导致燃烧，在这种情况下，本专利技术优选人工加热或注入低燃点的物质，使得页岩油藏中发生燃烧反应。在本专利技术中，所述低燃点为燃点小于等于100℃的物质。在本专利技术中，所述低燃点的物质优选选自亚麻油。注入低燃点的物质的压力优选为设备所允许的最高注入压力。若注空气后氧化甚至燃烧所达到的温度不足够高，热破裂就不会发生，或者作用不大，此种情况下，本专利技术优选将空气和水交替通过注入井注入至页岩油藏。在注空气过程中，地层温度升高；再注水，降低温地层温度；然后再注空气提高地层温度，这样温差变大，更容易导致热破裂发生。循环交替注空气和注水以不断产生热破裂效果。在本专利技术中，所述空气的注入量优选为15～25％的注入井和生产井之间的地层孔隙体积；所述水的注入量优选为15～25％的注入井和生产井之间的地层孔隙体积。在本专利技术中，注入空气和水的压力优选为设备所允许的最高注入压力。在本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用空气氧化热破裂采集页岩油的方法，包括以下步骤：将空气通过注入井注入至页岩油藏，页岩地层热破裂，页岩油导流至生产井，采收得到页岩油；所述页岩油藏包括富含有机物的油藏，所述有机物包括干酪根；所述空气的注入量与所述注入井和生产井之间的地层孔隙体积相当。

【技术特征摘要】
1.一种利用空气氧化热破裂采集页岩油的方法，包括以下步骤：将空气通过注入井注入至页岩油藏，页岩地层热破裂，页岩油导流至生产井，采收得到页岩油；所述页岩油藏包括富含有机物的油藏，所述有机物包括干酪根；所述空气的注入量与所述注入井和生产井之间的地层孔隙体积相当。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将空气通过注入井注入至页岩油藏具体包括：将空气和水交替通过注入井注入至页岩油藏。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述空气的注入量为15～25％的注入井和生产井之间的地层孔隙体积；所述水的注入量为15～25％的注入井和生产井之间的地层孔隙体积...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛家平，宋岩，姜振学，李根生，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11