废弃及停产油田、超稠油、页岩油、特稠油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法技术

本发明专利技术实施例提供一种废弃及停产油田、超稠油、特稠油、页岩油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法，所述废弃及停产油田、超稠油、特稠油、页岩油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法包括：通过注气井向井底注入过热蒸汽；采用空气压缩机通过注气井向井底注入高压空气或富氧；且过热蒸汽的温度和压力达到水的超临界状态，从而使石油中的烃类在高温条件下发生裂解反应，产出氢气；所述水的超临界状态为，温度大于374.15摄氏度，压力大于22.13兆帕；通过检测井底排出气体中二氧化碳、氢气、氧气的含量判断是否采出氢气；若所述排出气体中，二氧化碳含量上升，氢气含量上升，氧气含量下降，则采出氢气。

Hydrogen production by supercritical superheated steam injection in abandoned and shut down oilfields, super heavy oil, shale oil, super heavy oil and oil shale

The embodiment of the invention provides a method for hydrogen production by injecting supercritical superheated steam into abandoned and shut-down oilfields, super heavy oil, shale oil and oil shale. The method includes: injecting superheated steam to the bottom of the well through a gas injection well; injecting air compressor to the bottom of the well through a gas injection well Inject high-pressure air or oxygen; and the temperature and pressure of superheated steam reach the supercritical state of water, so that the hydrocarbon in the oil will undergo cracking reaction under the high temperature condition, and produce hydrogen; the supercritical state of the water is that the temperature is greater than 374.15 \u2103, and the pressure is greater than 22.13 MPa; judge whether by detecting the content of carbon dioxide, hydrogen and oxygen in the exhaust gas at the bottom of the well Hydrogen is produced; if the content of carbon dioxide in the exhaust gas increases, the content of hydrogen increases, and the content of oxygen decreases, hydrogen is produced.

【技术实现步骤摘要】
废弃及停产油田、超稠油、页岩油、特稠油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法
本专利技术涉及一种油制氢方法，尤其涉及一种废弃及停产油田、超稠油、页岩油、特稠油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法。
技术介绍
目前对于滞留在地层中的大量原油、超稠油，油页岩、页岩油，难以开采，且难以利用，造成了严重的资源浪费。在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：废弃及停产油田、超稠油、页岩油、油页岩等难以开采，造成资源的严重浪费。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种废弃及停产油田、超稠油、页岩油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法(即一种油田注超临界过热蒸汽制氢方法)，其具有有效利用停产、废弃油田、超稠油、页岩油、油页岩的原油，产物无污染，且增大能源利用率等优点。本专利技术实施例提供了一种废弃及停产油田、超稠油、特稠油(一般特稠油在油藏温度下脱气油黏度为10000一50000mPa·s)、页岩油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法，其特征在于，所述废弃及停产油田、超稠油、特稠油、页岩油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法包括：通过注气井向井底注入过热蒸汽；采用空气压缩机通过注气井向井底注入高压空气或富氧；且过热蒸汽的温度和压力达到水的超临界状态，从而使石油中的烃类在高温条件下发生裂解反应，产出氢气；所述水的超临界状态为，温度大于374.15摄氏度，压力大于22.13兆帕；通过检测井底排出气体中二氧化碳、氢气、氧气的含量判断是否采出氢气；若所述排出气体中，二氧化碳含量上升，氢气含量上升，氧气含量下降，则采出氢气。优选的，所述废弃及停产油田、超稠油、页岩油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法适用于黏度值大于6000mps，胶质含量大于百分之35的油层，且适用于火驱、蒸汽吞吐、空气驱、开采过后的残余油层。优选的，所述废弃及停产油田、超稠油、页岩油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法采用五点法布置井网，即由相邻的四口采气井构成正方形的四个角点，正方形中心为一口注气井，对气井内与反应含有层相对应的一段进行拓宽，形成拓宽腔，将注气井与采气井对接。优选的，所述废弃及停产油田、超稠油、页岩油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法还包括：在井底给空气或蒸汽加热。优选的，所述废弃及停产油田、超稠油、页岩油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法还包括：采用电缆加热的方式在井底给空气或蒸汽加热。优选的，通过井底测温查看是否达到反应条件。优选的，所述采气井距注气井的距离为100米-300米。优选的，采用多个五点法布井形成的正方形结合形成矩形井网，相邻两个正方形共用一条边。优选的，过热蒸汽的注入量达到设定要求通过如下公式计算：根据公式Qr＝πr2h(Pc)(Tavg-Tr)其中，Qr——蒸汽注入量，单位为吨，R——注入半径，单位为米，h——地层厚度，单位为米，Pc——注入强度，单位为MPa，Tavg——蒸汽带温度，单位为摄氏度，Tr——地层温度单位为摄氏度，π为圆周率。优选的，Qr为800吨——1200吨。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的布置井网的俯视图；图2是本专利技术的五点法布置井网的主视方向的立体图；附图标号：1、第一采气井；2、第二采气井；3、第三采气井；4、第四采气井；5、注气井；6、油层。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种废弃及停产油田、超稠油、页岩油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法，如图2所示，所述废弃及停产油田、超稠油、页岩油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法包括：在废弃及停产油田、超稠油、页岩油、油页岩油藏中，布置注气井和采气井，选择油井下方射孔油层，作为注入蒸汽及高压空气的层位；通过注气井向井底油层6注入过热蒸汽；过热蒸汽注入滞留在地层中的原油、无法开采的超稠油、油页岩、或页岩油中，为井底的石油做裂解反应提供水和温度条件；采用空气压缩机通过注气井向井底注入高压空气或富氧；为井底的石油做裂解反应提供压力和氧气；而且减少单纯注入过热蒸汽的成本，降低地下含水；当过热蒸汽的温度和压力达到水的超临界状态，从而使石油中的烃类在高温条件下发生裂解反应，产出氢气；可发生高级烃的热裂解、催化裂解、脱氢、加氢、积碳、氧化、变换、甲烷化等反应。如：CnHm--------CnH2n+CH3-CH3CnHm--------CH4+CH3CH＝CH2CO+3H2＝CH4+H2OCO+H2O＝CO2+H2所述水的超临界状态为，温度大于374.15摄氏度，压力大于22.13兆帕；高于临界温度和临界压力而接近临界点的状态称为超临界状态(SC)；温度和压力均处于临界点以上的气体称为超临界流体，超临界流体是很好的反应介质，可使非均相反应变成均相反应，加快化学反应速率；当水达到临界压力，临界温度时，水与蒸汽的密度相同，这时分不出水和蒸汽的界限，此刻的超临界状态下的水蒸汽不仅是很好的反应介质，自身更是可以与油气很好的发生反应；通过检测井底排出气体中二氧化碳、氢气、氧气的含量判断是否采出氢气；因井下石油发生裂解反应，产出甲烷、二氧化碳、氢气、氧气等；若所述排出气体中，二氧化碳含量上升，氢气含量上升，氧气含量下降，则采出氢气。优选的，所述废弃及停产油田、超稠油、页岩油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法适用于黏度值大于3000mps，密度>0.92g/cm3，胶质含量大于百分之35的油层，且适用于火驱、蒸汽吞吐、空气驱、开采过后的残余油层；本申请适用的油层范围广，适用各种复杂条件的油层，本专利技术尤其适合深度在1500米至2000米的油层。优选的，如图1、图2所示，所述废弃及停产油田、超稠油、页岩油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法采用五点法布置井网，即由相邻的四口采气井构成正方形的四个角点，正方形中心为一口注气井5，对气井内与反应含有层相对应的一段进行拓宽，形成拓宽腔，将注气井与采气井对接；这样布置井网，一进四采，提高了采气的效率，提高了注气井的利用率；所述四口采气井分别为第一采气井1，第二采气井2，第三采气井3，第四采气井4。优选的，所述废弃及停产油田、超稠油、页岩油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法还包括：在井底给空气或蒸汽加热；此为提供裂解反应温度条件的另一种技术手段，在井底可通过点火对空气或蒸汽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废弃及停产油田、超稠油、页岩油、特稠油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法，其特征在于，所述废弃及停产油田、超稠油、页岩油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法包括：/n在废弃及停产油田、超稠油、页岩油、油页岩油藏中，布置注气井和采气井；/n通过注气井向井底注入高温、高压过热蒸汽，过热蒸汽注入滞留在地层中的原油、无法开采的超稠油、油页岩、或页岩油中；/n当过热蒸汽的注入量达到设定要求后，采用空气压缩机通过注气井向井底注入高压空气或富氧；/n当注入的过热蒸汽的温度和压力达到水的超临界状态，井底的原油中的烃类在高温条件下发生裂解反应，产出氢气；/n所述水的超临界状态为，温度大于374.15摄氏度，压力大于22.13兆帕；/n通过检测井底排出气体中二氧化碳、氢气、氧气的含量判断是否采出氢气；/n若所述排出气体中，二氧化碳含量上升，氢气含量上升，氧气含量下降，则通过采气井采出氢气。/n

【技术特征摘要】
1.一种废弃及停产油田、超稠油、页岩油、特稠油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法，其特征在于，所述废弃及停产油田、超稠油、页岩油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法包括：
在废弃及停产油田、超稠油、页岩油、油页岩油藏中，布置注气井和采气井；
通过注气井向井底注入高温、高压过热蒸汽，过热蒸汽注入滞留在地层中的原油、无法开采的超稠油、油页岩、或页岩油中；
当过热蒸汽的注入量达到设定要求后，采用空气压缩机通过注气井向井底注入高压空气或富氧；
当注入的过热蒸汽的温度和压力达到水的超临界状态，井底的原油中的烃类在高温条件下发生裂解反应，产出氢气；
所述水的超临界状态为，温度大于374.15摄氏度，压力大于22.13兆帕；
通过检测井底排出气体中二氧化碳、氢气、氧气的含量判断是否采出氢气；
若所述排出气体中，二氧化碳含量上升，氢气含量上升，氧气含量下降，则通过采气井采出氢气。


2.如权利要求1所述的废弃及停产油田、超稠油、页岩油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法，其特征在于，所述废弃及停产油田、超稠油、页岩油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法适用于黏度值大于3000mps，密度>0.92g/cm3，胶质含量大于百分之35的油层，且适用于火驱、蒸汽吞吐、空气驱、开采过后的残余油层。


3.如权利要求1所述的废弃及停产油田、超稠油、页岩油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法，其特征在于，所述废弃及停产油田、超稠油、页岩油、油页岩注超临界过热蒸汽制氢方法采用五点法布置井网，即由相邻的四口采气井构成正方形的四个角点，正方形中心为一口注气井，对气井内与反应含有层相对应的一段进行拓宽，形成拓宽腔，将注气井与采气井对接。


4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓惠荣，
申请(专利权)人：邓惠荣，
类型：发明
国别省市：辽宁;21