用于原位开采油页岩的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于原位开采油页岩的装置和方法。该装置包括：流体注入机构，所述流体注入机构构造为能从地面处通过加热井而向地层中注入介质流体，流体存储机构，所述流体存储机构容纳有非超临界状态的介质流体；以及流体处理机构，所述流体处理机构构造为能接收来自于所述流体存储机构的所述非超临界状态的介质流体，将所述非超临界状态的介质流体转变为超临界状态的介质流体，并将所述超临界状态的介质流体输送向所述流体注入机构，所述超临界状态的介质流体的温度足以用来获取地层中的产物。该装置的适用性更加广泛。该装置的适用性更加广泛。该装置的适用性更加广泛。

【技术实现步骤摘要】
用于原位开采油页岩的装置和方法


[0001]本专利技术涉及油页岩的原位开采
，特别是涉及一种用于原位开采油页岩的装置。本专利技术还涉及一种用于原位开采油页岩的方法。

技术介绍

[0002]油页岩是一种非常规油气资源，以资源丰富和开发利用的可行性而被列为21世纪非常重要的接替能源。
[0003]目前，油页岩开采方式主要包括地面干馏和原位开采两种方式。地面干馏对环境的污染大，且只能开采浅层的油页岩资源(一般埋深小于300米)。对于埋藏较深的油页岩资源(大于300米)只能采用原位开采。原位开采一般需要设置两种井，一种井为加热井，一种井为生产井。通过加热井来对地层进行加热，以使油页岩中的油气资源析出。析出后的油气资源通过生产井被采出至地面。
[0004]在现有技术中，常常向加热井中下入电加热器。在电加热器下入到预期位置时，打开电加热器。通过电加热器的热辐射来对地层中的地层流体进行加热。这中加热方式耗能极大，所使用的电能通常由大型的煤炭发电站才能产生。这非常不环保，并且要求开采地附近有大型的煤炭发电站，难以广泛适用。
[0005]因此，需要一种适用性更加广泛的用于原位开采油页岩的装置。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本专利技术提出了一种用于原位开采油页岩的装置，该装置的适用性更加广泛。本专利技术还提出了一种用于原位开采油页岩的方法。
[0007]根据本专利技术的第一方面，提出了一种用于原位开采油页岩的装置，包括：流体注入机构，所述流体注入机构构造为能从地面处通过加热井而向地层中注入介质流体，流体存储机构，所述流体存储机构容纳有非超临界状态的介质流体；以及流体处理机构，所述流体处理机构构造为能接收来自于所述流体存储机构的所述非超临界状态的介质流体，将所述非超临界状态的介质流体转变为超临界状态的介质流体，并将所述超临界状态的介质流体输送向所述流体注入机构，所述超临界状态的介质流体的温度足以用来获取地层中的产物。
[0008]通过上述装置可以将超临界状态下的介质流体注入到地层中。超临界状态的介质流体是高温、高压的，其能够更加有效地使油页岩中的油气产物析出。另外，注向地层中的超临界状态的介质流体能够沿着地层中的裂缝而前进，有利于实现热量的快速、远距离的传导。此外，这种加热方式更加易于实施，相较于目前的加热方式来说耗能更低。因此，这种装置的适用性更加广泛。
[0009]在一个实施例中，所述介质流体为二氧化碳或水。
[0010]在一个实施例中，所述介质流体的纯度至少为97％，优选地至少为98％。
[0011]在一个实施例中，所述流体处理机构包括与所述流体存储机构相连的增压泵，以
及连接在所述增压泵和所述流体注入机构之间的加热器。
[0012]在一个实施例中，所述加热器为太阳能加热器。
[0013]在一个实施例中，所述用于原位开采油页岩的装置还包括储能器，所述流体处理机构中的所述超临界状态的介质流体中的一部分直接输送向所述流体注入机构，另一部分输送向所述储能器并存储在所述储能器中，所述储能器选择性地将其中存储的所述超临界状态的介质流体输送向所述流体处理机构。
[0014]在一个实施例中，所述用于原位开采油页岩的装置还包括流体分离机构，所述流体分离机构构造为能对从生产井中采出的产物进行分离，以得到再循环流体，所述再循环流体的成分与所述介质流体的成分相同，所述再循环流体能被供应向所述流体处理机构。
[0015]在一个实施例中，所述用于原位开采油页岩的装置还包括缓冲容器，所述流体存储机构中的介质流体和所述再循环流体可先被供应至所述缓冲容器内进行混合，再一起被供应向所述流体处理机构。
[0016]根据本专利技术的第二方面，提出了一种用于原位开采油页岩的方法，所述方法包括以下步骤：对非超临界状态的介质流体进行处理，以产生超临界状态的介质流体；以及通过加热井将所述超临界状态的介质流体输送向地层中的预定位置。
[0017]在一个实施例中，将所产生的超临界状态的介质流体中的一部分直接输送向地层中的预定位置，另一部分先存储起来再选择性地输送向地层中的预定位置。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：通过上述装置可以将超临界状态下的介质流体注入到地层中。超临界状态的介质流体是高温、高压的，其能够更加有效地使油页岩中的油气产物析出。另外，注向地层中的超临界状态的介质流体能够沿着地层中的裂缝而前进，有利于实现热量的快速、远距离的传导。此外，这种加热方式更加易于实施，相较于目前的加热方式来说耗能更低。因此，这种装置的适用性更加广泛。
附图说明
[0019]在下文中参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：
[0020]图1显示了根据本专利技术的一个实施方案的用于原位开采油页岩的装置的示意图。
[0021]在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
[0022]下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0023]图1示意性地显示了根据本专利技术的用于原位开采油页岩的装置(以下简称为“装置”)100的一个实施例。
[0024]装置100包括流体存储机构4，其中可存储有非超临界状态的介质流体。流体存储机构4例如可以是储罐。介质流体例如可以是二氧化碳或水等，优选为二氧化碳。二氧化碳能够在较低的压力和温度条件下就处于超临界状态。例如，在温度超过约31℃，压力超过约7.37MPa的情况下，即可使二氧化碳处于超临界状态。另外，二氧化碳的热吸收效率更高。因此，使用二氧化碳来作为介质流体更有利于节约能耗。此外，二氧化碳也具有萃取功能，有利于将地层中的产物带出来。考虑到这些因素，二氧化碳是优选的，尤其是对于深度在大约500米至大约1000米之间的压力较小的地层来说，二氧化碳作为介质流体是优选的。另外，
对于周围水源较为丰富的地区，和/或对于深度超过1000米、压力较大的地层来说，水作为介质流体可能是优选的。
[0025]装置100还可包括流体处理机构和流体注入机构1。在图1所示的实施例中，流体处理机构包括增压泵3和加热器2。流体存储机构4通过管线而与增压泵3相连。增压泵3通过管线而与加热器2相连。加热器2又通过管线而与流体注入机构1相连。由此，流体存储机构4中的介质流体可以通过增压泵3并相应地加压，再通过加热器2而相应地加热。通过加压和加热可以使介质流体处于超临界状态，并尤其加热至可将地层中的产物转化出来的温度。超高温的、超临界状态的介质流体可被输送向流体注入机构1，并通过设置在加热井中的流体注入机构1而从地面注入到地层10中。在这里，介质流体先通过增压泵3加压、后通过加热器2加热可避免增压泵因高温而损坏。然而，根据需要，也可对介质流体先加热、后加压，或同时进行加热和加压。
[0026]在地层10中，可预先制造裂缝11。裂缝11可在加热井和生产井之间延伸。优选地，裂缝11可以是网格裂缝11，以增强裂缝11的连通性能。通过流体注入机构1而从地面注入到地层10中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于原位开采油页岩的装置，包括：流体注入机构，所述流体注入机构构造为能从地面处通过加热井而向地层中注入介质流体，流体存储机构，所述流体存储机构容纳有非超临界状态的介质流体；以及流体处理机构，所述流体处理机构构造为能接收来自于所述流体存储机构的所述非超临界状态的介质流体，将所述非超临界状态的介质流体转变为超临界状态的介质流体，并将所述超临界状态的介质流体输送向所述流体注入机构，所述超临界状态的介质流体的温度足以用来获取地层中的产物。2.根据权利要求1所述的用于原位开采油页岩的装置，其特征在于，所述介质流体为二氧化碳或水。3.根据权利要求2所述的用于原位开采油页岩的装置，其特征在于，所述介质流体的纯度至少为97％，优选地至少为98％。4.根据权利要求1到3中任一项所述的用于原位开采油页岩的装置，其特征在于，所述流体处理机构包括与所述流体存储机构相连的增压泵，以及连接在所述增压泵和所述流体注入机构之间的加热器。5.根据权利要求4所述的用于原位开采油页岩的装置，其特征在于，所述加热器为太阳能加热器。6.根据权利要求1到5中任一项所述的用于原位开采油页岩的装置，其特征在于，所述用于原位开采油页岩的装置还包括储能器，所述流体处理机构中的所述超临界...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪友平，张乐，苏建政，龙秋莲，牛骏，王益维，孟祥龙，高诚，陈瞰瞰，
申请(专利权)人：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：