油页岩原位开采地层水的隔离控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种油页岩原位开采地层水的隔离控制装置及方法。其中生产井位于油页岩的干馏区内部，隔离控制装置包括：多个注气井，多个注气井围绕干馏区的边缘；多个压力控制井，多个压力控制井设置于注气井的外围，从而在多个注气井与多个压力控制井之间形成隔离区；多个疏干井，多个疏干井包括设置于压力控制井的外围的外围疏干井和设置于干馏区内部的内部疏干井。本发明专利技术通过注气井与压力控制井形成隔离区，在干馏区的外围建立起高压带，从而阻止水向干馏区的流动。

【技术实现步骤摘要】
油页岩原位开采地层水的隔离控制装置及方法
本专利技术涉及非常规油气开采
，更具体地，涉及一种油页岩原位开采地层水的隔离控制装置及方法。
技术介绍
油页岩原位开采不需要将岩石开采到地面，油气的转化都在地层条件下进行，成为油页岩未来规模化开发的必然趋势。自上世纪七八十年以来，壳牌、埃克森美孚、美国页岩油公司、Chevron公司等国外公司在油页岩原位开采方面开展了大量的研究，提出了多种油页岩开采的方法如流体加热、辐射加热、燃烧加热等。无论何种原位开采工艺共同面临的问题是地下水的隔离问题，尤其是当油页岩层段距离地下水层较近时或者地层高角度裂缝发育时，地下水就极有可能进入处于加热过程中的油页岩层，一方面降低了加热油页岩的效率，增加了能量消耗，另一方面，油页岩层加热后有机质裂解产生多种化合物，部分化合物如苯等对会进入地下水，造成污染，因此，油页岩原位开采过程中的地下水的隔离问题是油页岩原位开采的关键技术之一。壳牌提出了一种用于地下处理区域的双阻挡层系统，围绕地下处理区域至少一部分形成第一阻挡层，第一阻挡层构造为阻止流体排出或进入地下处理区域；以及围绕第一阻挡层的至少一部分形成的第二阻挡层，其中第一阻挡层和第二阻挡层之间存在分离空间。壳牌公司在美国科罗拉多绿河油页岩进行了ICP技术的现场试验，其中就进行了这种双阻挡层的地下水的隔离试验，为了形成低温阻挡层，在形成阻挡层的地层内形成间隔开的井孔，导管放入井孔内，一种冷却剂可以通过导管循环，以降低邻近地层的温度，使地层温度降到零下20度，从而形成一基本不渗透的阻挡层。采用冷冻法隔离地下水，这种方式工艺复杂，成本高昂，由于冷冻剂经常采用的是液氨，还存在一定的安全风险。因此，有必要开发一种简单易行的油页岩原位开采地层水的隔离控制装置及方法。公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术提出了一种油页岩原位开采地层水的隔离控制装置及方法，其能够通过注气井与压力控制井形成隔离区，在干馏区的外围建立起高压带，从而阻止水向干馏区的流动。根据本专利技术的一方面，提出了一种油页岩原位开采地层水的隔离控制装置，其中生产井位于油页岩的干馏区内部，所述隔离控制装置包括：多个注气井，所述多个注气井围绕所述干馏区的边缘；多个压力控制井，所述多个压力控制井设置于所述注气井的外围，从而在所述多个注气井与所述多个压力控制井之间形成隔离区；多个疏干井，所述多个疏干井包括设置于所述压力控制井的外围的外围疏干井和设置于所述干馏区内部的内部疏干井。优选地，所述注气井在油页岩层段底部完钻。优选地，所述注气井的注气压力高于原始地层压力。优选地，所述注气井的压力高于所述压力控制井的压力。根据本专利技术的另一方面，提出了一种油页岩原位开采地层水的隔离控制方法，利用油页岩原位开采地层水的隔离控制装置，所述隔离控制方法包括：对所述疏干井进行开井；向所述注气井内注气；分别测量隔离区内部区域的压力P1和隔离区外部区域的压力P2；在压力P1和压力P2均小于所述原始地层压力时，向所述压力控制井注气，同时控制所述注气井的压力高于所述压力控制井的压力。优选地，向所述注气井内注氮气。优选地，根据地层渗透性确定所述注气井的压力。本专利技术的有益效果在于：通过注气井与压力控制井形成隔离区，在干馏区的外围建立起高压带，防止外围水体进入干馏区；利用注入氮气辅助进行堵水，在孔隙度大，渗透好的岩石内，流体的进入量由于气体膨胀会受到限制，从而阻止水向干馏区的流动。本专利技术的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了根据本专利技术的一个实施例的隔离控制装置的平面示意图。图2示出了根据本专利技术的一个实施例的注气井完井剖面的示意图。图3示出了根据本专利技术的一个实施例的疏干井完井剖面的示意图。图4示出了根据本专利技术的油页岩原位开采地层水的隔离控制方法的步骤的流程图。图5示出了根据本专利技术的一个实施例的注入测试压力与时间的关系示意图。附图标记说明：1、顶板；2、井筒；3、油页岩；4、底板；5、隔离区；6、隔离区内部区域；7、隔离区外部区域。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术。虽然附图中显示了本专利技术的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。本专利技术提供了一种油页岩原位开采地层水的隔离控制装置，其中生产井位于油页岩的干馏区内部，隔离控制装置包括：多个注气井，多个注气井围绕干馏区的边缘；多个压力控制井，多个压力控制井设置于注气井的外围，从而在多个注气井与多个压力控制井之间形成隔离区5；多个疏干井，多个疏干井包括设置于压力控制井的外围的外围疏干井和设置于干馏区内部的内部疏干井。在一个示例中，注气井在油页岩层段底部完钻。在一个示例中，注气井的注气压力高于原始地层压力。在一个示例中，注气井的压力高于压力控制井的压力。图1示出了根据本专利技术的一个实施例的隔离控制装置的平面示意图。图2示出了根据本专利技术的一个实施例的注气井完井剖面的示意图。图3示出了根据本专利技术的一个实施例的疏干井完井剖面的示意图。具体地，在油页岩的干馏区边缘钻井，在油页岩层段底部完钻，作为注气井，如图2所示，在注气井的外围布置多个压力控制井，与注气井形成隔离区5，通过间断地向压力控制井补充气体，使隔离区5的压力略高于隔离区外部区域7的地层压力，防止隔离区外部区域7的地层水进入隔离区内部区域6。压力控制井的外围设置多个外围疏干井，干馏区内部设置多个内部疏干井与生产井，平面分布图如图1所示，其中，疏干井在底板内部完钻，如图3所示。钻井完成后，疏干井开井，注气井注气，待隔离区内部区域6和隔离区外部区域7的压力下降，低于原始地层压力后，压力控制井开始注气，并控制注入压力高于原始地层压力，从而在注气井和压力控制井之间形成高压带，阻止地下水渗流进入干馏区，同时控制注气井压力高于压力控制井，阻止地下水纵向上进入油页岩层。本装置通过注气井与压力控制井形成隔离区5，在干馏区的外围建立起高压带，防止外围水体进入干馏区；利用注入氮气辅助进行堵水，在孔隙度大，渗透好的岩石内，流体的进入量由于气体膨胀会受到限制，从而阻止水向干馏区的流动。本领域技术人员应理解，上面对本专利技术的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本专利技术的实施例的有益效果，并不意在将本专利技术的实施例限制于所给出的任何示例。图4示出了根据本专利技术的油页岩原位开采地层水的隔离控制方法的步骤的流程图。本专利技术的油页岩原位开采地层水的隔离控制方法可以包括：步骤101，对疏干井进行开井；步骤102，向注气井内注气；步骤103，分别测量隔离区内部区域6的压力P1和隔离区外部区域7的压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油页岩原位开采地层水的隔离控制装置，其中生产井位于油页岩的干馏区内部，所述隔离控制装置包括：多个注气井，所述多个注气井围绕所述干馏区的边缘；多个压力控制井，所述多个压力控制井设置于所述注气井的外围，从而在所述多个注气井与所述多个压力控制井之间形成隔离区；多个疏干井，所述多个疏干井包括设置于所述压力控制井的外围的外围疏干井和设置于所述干馏区内部的内部疏干井。

【技术特征摘要】
1.一种油页岩原位开采地层水的隔离控制装置，其中生产井位于油页岩的干馏区内部，所述隔离控制装置包括：多个注气井，所述多个注气井围绕所述干馏区的边缘；多个压力控制井，所述多个压力控制井设置于所述注气井的外围，从而在所述多个注气井与所述多个压力控制井之间形成隔离区；多个疏干井，所述多个疏干井包括设置于所述压力控制井的外围的外围疏干井和设置于所述干馏区内部的内部疏干井。2.根据权利要求1所述的油页岩原位开采地层水的隔离控制装置，其中，所述注气井在油页岩层段底部完钻。3.根据权利要求1所述的油页岩原位开采地层水的隔离控制装置，其中，所述注气井的注气压力高于原始地层压力。4.根据权利要求1所述的油页岩原位开采地层水...

【专利技术属性】
技术研发人员：王益维，龙秋莲，汪友平，孟祥龙，高媛萍，郭鹏，高诚，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11