【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于非常规能源矿产原位转化开采领域，涉及一种基于燃烧供热的富油煤原位一体化综合开发利用方法。
技术介绍
1、我国化石能源资源总体呈现“贫油，少气，相对富煤”情况，油气资源储量少、品位低，在采用常规开采工艺情况下，稳产上产难度大，短期内煤炭仍是我国的主体能源资源。我国是全球第二大油气消费国和最大的油气进口国，油气资源需求旺盛，导致我国油气资源对外依存度连续5年超过70％，且这种情况还将持续20-30年，寻找常规油气可替代资源，是解决能源困局的重要战略方向。我国非常规油气资源丰富，其中富油煤、油页岩、中低熟页岩油资源总量超过常规油气，能够成为常规油气的替代资源。与传统煤炭资源相比，富油煤主要赋存于中低变质煤中，其作为集油气属性为一体的煤炭资源，具有巨大的开发潜力。现阶段，埋藏于浅层的富油煤资源主要采用地表干馏炼化的方式炼油，这种方式存在大量排碳、矿渣堆砌、矿洞塌陷等严重环境问题。且位于深层的富油煤因开采难度大、经济效益低而未得到有效利用。富油煤的原位加热开采技术，通过地下加热的方式原位裂解富油煤，避免了煤炭采掘炼油带来的环境和地质问题，具有巨大的开发潜力。
2、加热技术是富油煤原位加热开采的关键技术，是决定富油煤原位热解开采技术可行性的关键环节。专利202111252780.5，公布于了一种富油煤地下原位气化与热解一体化共采方法，其特征为：井工安装导热柱，利用热传导的方式加热裂解富油煤。此方法没有对热传导效率低和防止产物冷凝堵塞提出针对性的工艺策略。专利202210423053.9，公布了一种富油煤自生热与电加
3、目前已公布的专利中的原位开采技术，均不包含对高温余热利用和工艺过程中产生的co2进行原位固定封存的工艺方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于燃烧供热的富油煤原位一体化综合开发利用方法。本专利技术既能实富油煤原位裂解生产油气，又避免了富油煤热解产物因长距离运移导致的冷凝难以采出的难题，还通过循环注入方法，实现剩余能量高效利用，同时，将燃烧和热解产生的co2固定封存在裂解后储层空间，最终实现富油煤原位开采的高效低碳，对推进富油煤原位转化开采技术的工业化应用具有重要意义。
2、本专利技术提供了一种基于燃烧供热的富油煤原位一体化综合开发利用方法，包括如下步骤：在富油煤层中设置水平注入井和燃烧采集井，先向所述燃烧采集井中注入空气将富油煤层点燃，形成燃烧区和燃烧后高温区，接着，从燃烧采集井中注入氮气，将燃烧采集井井筒及地层替换为氮气氛围；再改变注气方向，从水平注入井注入空气进行驱替，贴近所述燃烧区的富油煤裂解转化生成油气，被注入空气驱替通过所述燃烧后高温区，在所述燃烧采集井被采出，而后注入空气接触所述燃烧区，燃烧反应向注入井方向推进，形成逆注气方向燃烧，顺注气方向驱替开采的加热模式，以使富油煤原位裂解生产油气采出；
3、其中，注入气体经过所述燃烧区后，生成co2与所述富油煤层燃烧形成的碱性矿物被化学固定并封存；
4、从燃烧采集井采出的油气和注入空气剩余组分携带剩余热量，热量被换热集中利用。
5、上述的方法中，所述注入气体经过燃烧区后，生成co2和n2，携带热量以驱替油气至所述燃烧采集井，同时co2与所述富油煤层燃烧形成的碱性矿物被化学固定并封存，实现原位裂解开采的低碳环保；所述碱性矿物包括cao、na2o。
6、上述的方法中，所述方法中还包括如下步骤：从燃烧采集井采出的油气和注入空气剩余组分携带剩余热量，在地表换热装置被换热集中，所述地表换热装置中循环的冷却水被集中的热量加热成蒸汽，进入蒸汽涡轮发电装置，完成余热发电利用，提高了原位裂解开采热效率。
7、上述的方法中，所述方法中还包括如下步骤：所述油气和注入空气剩余组分通过所述地表换热装置换热后，进入地表分离装置，进行分离，油被分离后进入储油装置储存，可燃气体被分离后进入储气装置储存。
8、上述的方法中，所述方法中还包括如下步骤：所述可燃气体分离后剩余气体进入配气装置，配制出一定氧含量的采出气体，进入气体加压装置，增压后再次循环注入至所述注入井。
9、上述的方法中，所述氧含量的采出气体为所述剩余气体中配入氧气体积百分含量为10％～15％后配制而成。
10、本专利技术中，燃烧采集井中最初注入空气氧含量的21％，燃烧生成二氧化碳，部分被地层吸收储存，剩余采出气体分离完可燃气后为所述注入空气剩余组分，其中剩余二氧化碳含量应该在约10％，再配10～15％氧气后，循环注入，这样就保证注入过程中气体量是稳定的，而且过程中的二氧化碳也会被循环储存进入地层。
11、本专利技术还提供了一种用于所述基于燃烧供热的富油煤原位一体化综合开发利用方法的装置系统，包括注入井、燃烧采集井、点火装置、地表换热装置、蒸汽涡轮发电装置、地表分离装置、油储存装置、气储存装置、配气装置、气体加压装置和各个部件之间相应阀门及管道；
12、所述燃烧采集井周围布置多个所述注入井，所述燃烧采集井内设置点火装置；
13、所述燃烧采集井的井口与所述地表换热装置相连接，所述地表换热装置与所述蒸汽涡轮发电装置相连接，所述地表换热装置并依次与所述地表分离装置、所述配气装置、所述气体加压装置相连接，所述地表分离装置分别与油储存装置、气储存装置相连接，所述气体加压装置与所述注入井相连接。
14、本专利技术具有如下有益效果：
15、1、使用正向注气、反向燃烧，顺注气方向驱替开采的加热模式，原位裂解富油煤生产油气的同时，解决热解产物长距离运移导致的冷凝、黏度较大而难以采出的问题，如解决了煤焦油凝固难采的问题；
16、2、裂解油气及注入气体剩余组分通过高温区携带剩余热量，余热在油气开采后，被带到地表，采出后热量被换热发电，提高了原位裂解开采热效率；
17、3、注入气体经过燃烧区后，二氧化碳在驱替运移过程中部分固定，在循环注入中部分固定，固定的方式就是燃烧裂解后的碱性空间反应，在储层空间被固定封存，实现原位裂解开采的低碳环保。
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1.一种基于燃烧供热的富油煤原位一体化综合开发利用方法，包括如下步骤：在富油煤层中设置水平注入井和燃烧采集井，先向所述燃烧采集井中注入空气将富油煤层点燃，形成燃烧区和燃烧后高温区，接着，从燃烧采集井中注入氮气，将燃烧采集井井筒及地层替换为氮气氛围；再改变注气方向，从水平注入井注入空气进行驱替，贴近所述燃烧区的富油煤裂解转化生成油气，被注入空气驱替通过所述燃烧后高温区，在所述燃烧采集井被采出，而后注入空气接触所述燃烧区，燃烧反应向注入井方向推进，形成逆注气方向燃烧，顺注气方向驱替开采的加热模式，以使富油煤原位裂解生产油气采出；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述注入气体经过燃烧区后，生成CO2和N2，携带热量以驱替油气至所述燃烧采集井，同时CO2与所述富油煤层燃烧形成的碱性矿物被化学固定并封存；所述碱性矿物包括CaO、Na2O。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法中还包括如下步骤：从燃烧采集井采出的油气和注入空气剩余组分携带剩余热量，在地表换热装置被换热集中，所述地表换热装置中循环的冷却水被集中的热量加热成蒸汽，进入蒸汽涡轮发
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法中还包括如下步骤：所述油气和注入空气剩余组分通过所述地表换热装置换热后，进入地表分离装置，进行分离，油被分离后进入储油装置储存，可燃气体被分离后进入储气装置储存。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法中还包括如下步骤：所述可燃气体分离后剩余气体进入配气装置，配制出一定氧含量的采出气体，进入气体加压装置，增压后再次循环注入至所述注入井。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述氧含量的采出气体为所述剩余气体中配入氧气体积百分含量为10％～15％后配制而成。
7.一种用于权利要求1-6中任一项所述基于燃烧供热的富油煤原位一体化综合开发利用方法的装置系统，其特征在于，包括注入井、燃烧采集井、点火装置、地表换热装置、蒸汽涡轮发电装置、地表分离装置、油储存装置、气储存装置、配气装置、气体加压装置和各个部件之间相应阀门及管道；
...【技术特征摘要】
1.一种基于燃烧供热的富油煤原位一体化综合开发利用方法，包括如下步骤：在富油煤层中设置水平注入井和燃烧采集井，先向所述燃烧采集井中注入空气将富油煤层点燃，形成燃烧区和燃烧后高温区，接着，从燃烧采集井中注入氮气，将燃烧采集井井筒及地层替换为氮气氛围；再改变注气方向，从水平注入井注入空气进行驱替，贴近所述燃烧区的富油煤裂解转化生成油气，被注入空气驱替通过所述燃烧后高温区，在所述燃烧采集井被采出，而后注入空气接触所述燃烧区，燃烧反应向注入井方向推进，形成逆注气方向燃烧，顺注气方向驱替开采的加热模式，以使富油煤原位裂解生产油气采出；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述注入气体经过燃烧区后，生成co2和n2，携带热量以驱替油气至所述燃烧采集井，同时co2与所述富油煤层燃烧形成的碱性矿物被化学固定并封存；所述碱性矿物包括cao、na2o。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法中还包括如下步骤：从燃烧采集井采出的油气和注入空气剩余组分携带剩余热量，在地表换热装置被换热集中，所述地...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐颖，苏展，吴晓丹，孙景耀，李又武，蒋时馨，杨鹏，王若仪，俞益新，
申请(专利权)人：中海石油气电集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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