The invention discloses an in-situ transformation method and system for heat insulation and efficiency enhancement of oil shale, which comprises the following steps: 1. construction of a heating gas injection well in the oil shale mining area and construction of multiple production wells around the heating gas injection well; 2. construction of an oil shale roof thermal insulation layer on top of the oil shale layer; 3. construction of an oil shale roof thermal insulation layer; Construction of thermal insulation layer under oil shale floor; 4. Hydraulic fracturing in oil shale formation; 5. Pyrolysis of organic matter in oil shale formation using high temperature nitrogen gas; Its system includes a heating gas injection well and several production wells, and thermal insulation layer on oil shale roof above oil shale formation. The thermal insulation layer of the oil shale floor under the oil shale layer, as well as the heating fluid flow channel and the high temperature nitrogen transportation system for pyrolysis production are constructed. The invention has the advantages of simple construction technology, fast heating speed of oil shale formation, high energy utilization rate, strong practicability, good use effect and easy popularization and use.
【技术实现步骤摘要】
油页岩隔热增效原位转化方法及系统
本专利技术属于油页岩开采
，具体涉及一种油页岩隔热增效原位转化方法及系统。
技术介绍
油页岩是在矿物机体中含有固体可燃有机质(油、气)的沉积岩，我国油页岩资源非常丰富，据统计1000m以内油页岩资源量为7199亿吨，按含油率6％计算，页岩油资源量为432亿吨，对油页岩油气资源的高效开采将极大缓解我国目前油气资源紧缺局面。国内外对油页岩油气资源开采的主要方法有：露天开采高温炉干馏法与地下原位加热热解法两大类。其中，露天开采高温炉干馏法，主要开采埋深较浅的油页岩油气资源，其开采技术类似于煤矿或金属矿露天开采，将从矿层中剥离的油页岩矿块，运送至干馏厂经过一定处理后，通过高温热解提炼其中油气。而地下原位加热热解法，不同于露天开采高温炉干馏法，它是通过对地下矿体原位加热，实现油页岩油气资源的地下热解开采，由于不破坏地表、不污染环境，是一种更加绿色、有着广阔应用前景的开采方法。目前，已知油页岩地下原位转化方法主要是：1、壳牌的电加热技术，简称ICP技术，壳牌公司的Mahogany研究工程一直致力于革新壳牌原位转化工艺，并于1987年1月...
【技术保护点】
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...
【技术特征摘要】
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。2.按照权利要求1所述的油页岩隔热增效原位转化方法，其特征在于：步骤一中所述加热注气井(1)周围的生产井(2)的数量为3～10口。3.按照权利要求1所述的油页岩隔热增效原位转化方法，其特征在于：步骤一中所述加热注气井(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深度5m～15m处。4.按照权利要求1所述的油页岩隔热增效原位转化方法，其特征在于：步骤二中所述在油页岩层(10)之上构建油页岩层顶板保温隔热层(9)的具体过程为：步骤201、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以上10m处，所述下层封隔器的顶面位于油页岩层顶板以上5m处，所述上层封隔器和下层封隔器将油页岩层顶板以上5m～10m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202、高压压裂泵车将混入隔热材料的冻胶状压裂液通过压裂管柱(3)压入地层中进行水力压裂，在油页岩层顶板以上5m～10m段形成网状体积裂缝，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203、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隔热材料滞留在水力压裂形成的网状体积裂缝中，在油页岩层顶板以上5m～10m段形成混有隔热材料的油页岩层顶板保温...
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