【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超临界co2-双u型井压裂-原位催化中低成熟度油页岩提取页岩油气的方法，属于非常规油气开采。
技术介绍
1、油页岩又称油母页岩，是一种高灰质富含固态可燃有机物的沉积岩。我国油页岩油资源量约为476亿吨，是常规油气的重要接替资源，对保障国家能源安全具有关键的战略意义。目前油页岩的开采技术主要包括地面干馏和地下原位转化。地面干馏技术是指油页岩颗粒与热载体直接接触、传热，发生干馏反应的过程，该技术工艺成熟，但存在油收率低、成本高、环境污染严重等缺点。地下原位转化技术具有产油气品质好、采收率高、环境污染小等优点，是油页岩商业化开采的发展趋势。目前，油页岩原位转化技术存在加热温度过高和裂解反应速率过慢等问题，使得油页岩的经济开发效益较低，商业化推广受到一定制约。因此，降低油页岩的热解温度，提升其热解速率，对推动油页岩的原位转化技术进入大规模商业开采具有重要意义。
2、中国专利文献cn109736762a(申请号：201910219748.3)公开了一种油页岩原位催化氧化法提取页岩油气的方法，该方法通过对水平井进行水力压裂造缝，将支撑剂和催化剂随压裂液一起注入压开的孔隙和裂缝中；由注热井向油页岩层注入高温混合气体加热，开采页岩油气。该方法中水力压裂不能在井筒附近形成复杂裂缝网络，压裂液中的水会导致油页岩层黏土水化膨胀，易造成井壁失稳，且无法返排的压裂液滞留会在裂缝孔隙，同时，由于毛细管自吸作用，滞留在裂缝及微小孔隙中的压裂液会产生液相圈闭等储层损害，影响油气渗流能力。
3、又如，中国专利文献cn1119
4、又如，中国专利文献cn103232852a(申请号：201310152533.7)公开了一种油页岩原位竖井压裂化学干馏提取页岩油气的方法及工艺，该方法先对油页岩层钻直井，对该直井进行水力压裂，建立起油气通道。随后将油页岩层加温至550℃，产出页岩油气通过生产井。然后通入化学剂与油页岩中有机质发生氧化反应，持续产生热能实现油页岩地下原位转化。但该方法加热温度过高，且化学剂在与有机质氧化反应时会产生大量的半焦，造成油气产收率低；同时，热解产生的半焦会堵塞页岩孔隙，使得页岩油气的渗流阻力增大，不利于油气产出，同时水力压裂会导致油页岩层黏土水化膨胀，易造成井壁失稳。
5、中国专利文献cn109538177a(申请号：201811221030.x)公开了一种超临界co2压裂的新工艺，该方法使用超临界co2压裂液和常规压裂液携砂液同时泵注的方法，利用超临界co2压裂液更容易产生复杂裂缝的特点，结合常规压裂，不需要密闭系统的条件即可进行超临界co2压裂。但是该方法不涉及油页岩原位催化领域，目前尚未有针对中低成熟度页岩油的超临界co2压裂报道。
6、综上，降低油页岩中有机质的热解温度和提高油页岩层内的油气渗流效率是实现油页岩高效原位转化的关键因素。油页岩中的有机质以固态干酪根为主，辅有少量胶质、沥青质等。沥青质在较低的热解温度下能够挥发或裂解，产生页岩油气或半焦；而大分子干酪根主要由脂肪族碳氢和芳香族碳氢组成，其热裂解温度较高。现有原位转化技术主要通过水力压裂结合电加热的方式开采油页岩，产出的页岩油气通过水力压裂裂缝渗流进入生产井。目前，油页岩原位转化技术普遍存在加热温度高、产油率低等问题，高温蒸汽对流等技术对油页岩层的波及能力有限，原位转化的效果不理想，使得油页岩原位转化的商业化推广受到一定限制。
7、因此，亟需简单、高效、热解温度低、产油率高的油页岩原位催化提取页岩油气的方法。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，尤其是现有油页岩原位转化普遍存在加热温度高、产油率低的难题，本专利技术提供超临界co2-双u型井压裂-原位催化中低成熟度油页岩提取页岩油气的方法。
2、本专利技术是通过如下技术方案实现的：
3、超临界co2-双u型井压裂-原位催化中低成熟度油页岩提取页岩油气的方法，包括步骤如下：
4、(1)选择油页岩目标地层，根据油页岩层的走向和分布，至少钻一注热井、一注入井和一生产井至目标油页岩层，采用水平井的方式连接注热井、注入井和生产井，形成油气运移通道；
5、(2)通过注入井向水平井注入超临界co2流体，利用超临界co2对水平井进行分段压裂，使水平井的井壁产生裂变缝，造缝时催化剂、支撑剂随携砂液混合均匀进入地层中已形成的具有导流的复杂缝网，催化剂均匀填充压裂区域；
6、(3)当支撑剂和催化剂泵入量达到设计量时，停止泵入支撑剂和催化剂，完成分段压裂作业；
7、(4)将分段压裂隔热封隔器通过通用油管下入到水平井中，对已压裂区域进行隔离和封堵处理；
8、(5)进行下一段压裂作业，重复步骤(2)-(4)；
9、(6)完成压裂后，将300-400℃的热气体通过注热井注入油页岩层，隔热封隔器断了加热气体水平井的流动通道，只能通过油页岩内部压裂裂隙进行传热，油页岩孔隙和裂缝中的催化剂能降低有机质热解所需要的温度；当反应温度触发催化剂的催化活性时，油页岩中有机质在催化剂作用下发生高温裂解反应；
10、(7)随着反应区的温度的增加，更多的固态有机质转化为液态的轻质石油烃和气态烃，油页岩内部孔隙度和渗透率不断增大，实现油页岩的原位转化，有利于油气的高效运移；隔热封隔器在高温的作用下密封水平井，保证了密封的稳定性；
11、(8)通过生产井将热解生成的页岩油气和热气体提取到地面，在地面分离装置进行回收，分离的热气体循环回注，实现对目标层位的动态驱替。
12、根据本专利技术优选的，步骤(1)中，注热井、注入井分别通过水平井与生产井连通，并成双u型井井型。
13、根据本专利技术优选的，步骤(1)中，注热井、注入井与生产井距离30-45m，水平井水平段的间距为5-10m。
14、根据本专利技术优选的，步骤(2)中，超临界co2流体的施工排量为2-10m3/min。
15、根据本专利技术优选的，步骤(2)中，催化剂为铜、锰和铝含量分别为2％、2％和25％重量百分比的铜锰铝催化剂。
16、根据本专利技术优选的，步骤(2)中，支撑剂为50-70目陶粒。
17、根据本专利技术优选的，步骤(2)中，催化剂与支撑剂体积比为1:1500～3:1000，携砂液泵入量120-140m3，支撑剂4-6m3，顶替液15-20m3。
18、携砂液、顶替液按现有技术进行。
19、根据本专利技术优选的，步骤(6)中，热气体为热co2。
20、根据本专利技术优本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.超临界CO2-双U型井压裂-原位催化中低成熟度油页岩提取页岩油气的方法，包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，注热井、注入井分别通过水平井与生产井连通，并成双U型井井型。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，注热井、注入井与生产井距离30-45m，水平井水平段的间距为5-10m。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，超临界CO2的施工排量为2-5m3/min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，催化剂为铜、锰和铝含量分别为2％、2％和25％重量百分比的铜锰铝催化剂。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，支撑剂为50-70目陶粒。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，催化剂与支撑剂体积比为1:1500～3:1000，携砂液泵入量120-140m3，支撑剂4-6m3，顶替液15-20m3。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(6)中，热气体为热CO2。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(6)中，热气体温度为350℃。
...【技术特征摘要】
1.超临界co2-双u型井压裂-原位催化中低成熟度油页岩提取页岩油气的方法，包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，注热井、注入井分别通过水平井与生产井连通，并成双u型井井型。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，注热井、注入井与生产井距离30-45m，水平井水平段的间距为5-10m。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，超临界co2的施工排量为2-5m3/min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中...
【专利技术属性】
技术研发人员：金家锋，孙金声，吕开河，邓妍，宋立德，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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