CN103790567A - 一种页岩油气分离开采系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种页岩油气分离开采系统，包括发射部、采集部、若干个正六边形排列呈蜂窝结构的直井列阵，发射部设置有发射井和设置于其内的声波发射器，采集部设置有开采井和设置于其内的气体采集装置；发射井设置于正六边形的几何中心，开采井设置于正六边形的六个角顶点，或者开采井设置于正六边形的几何中心，发射井设置于正六边形的六个角顶点；每一眼开采井汇聚周围若干个声波发射器发射的声波，产生声波的空隙及裂缝的共振及叠加，使轻质的页岩气自开采井内壁振逸而出，并利用微粒物质的扩散特性不断使矿层的页岩气渗出后进入气体采集装置。本发明不需要使用化学制剂，因而对环境无害，既可简化工艺又可减少水的消耗，开采效率高。
Description
技术领域
本发明涉及页岩油气探采领域，尤其是一种页岩油气分离开采系统。
背景技术
页岩油、气是从页岩层中开采出来的页岩油气的成分，主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，主体上以吸附或游离状态存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中，它可以生成于有机成因的各种阶段天然气主体上以游离相态（大约50%）存在于裂缝、孔隙及其它储集空间，以吸附状态（大约50%）存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油中。同时也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中。此外，有机质含量高的黑色页岩、高碳泥岩等常是最好的页岩油气发育条件。
中国传统意义上的泥页岩裂隙气、泥页岩油气藏、泥岩裂缝油气藏、裂缝性油气藏等大致与此相当，但其中没有考虑吸附作用机理也不考虑其中天然气的原生属性，并在主体上理解为聚集于泥页岩裂缝中的游离相油气，因此属于不完整意义上的页岩气。而中国的泥页岩裂缝性油气藏分别在烃类的物质内容、储存相态、来源特点及成分组成等方面存自身特点。根据以上这些情况再加上一些开采地点缺水的特性，一般的利用大量的热蒸汽打入地下深层进行页岩油气加热并裂解的常用方法不适用于缺水地区，如何在相对用水量少的情况下开采页岩油气，也就成为缺水地区油页岩油气开采所需要考虑的重要技术问题之一。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种节水型的页岩油气分离开采系统。
为实现上述目的，本发明一种页岩油气分离开采系统，包括发射部、采集部、若干个正六边形排列呈蜂窝结构的直井列阵，其中，发射部设置有发射井和设置于其内的声波发射器，采集部设置有开采井和设置于其内的气体采集装置；发射井设置于正六边形的几何中心，开采井设置于正六边形的六个角顶点，或者开采井设置于正六边形的几何中心，发射井设置于正六边形的六个角顶点；每一眼开采井汇聚周围若干个声波发射器发射的声波，产生声波的空隙及裂缝的共振及叠加，使轻质的页岩气自开采井内壁振逸而出，并利用微粒物质的扩散特性不断使矿层的页岩气渗出后进入气体采集装置。
进一步，所述直井列阵的空间分布密度根据声波在页岩油气矿层的吸收及衰减幅度而定。
进一步，所述声波发射器为柱面声波发射装置，控制、选择发射从次声到超声波段的脉冲或连续声波。
进一步，所述声波发射器的发射频率根据页岩油气矿层的微孔和微裂缝的声学共振频谱，以及油气各自的吸收谱设定。
进一步，所述声波发射器设置为柱面外形结构，所述声波发射器在所述发射井内能够移动定位。
进一步，所述声波发射器与所述气体采集装置位置相对应。
进一步，若干个所述声波发射器在每一眼所述开采井处形成等相位声波。
本发明在开采页岩油气过程中不需要使用化学制剂，因而对环境无害，同时在地下就将页岩油气分离，既可简化工艺又可减少水的消耗，开采效率高。
附图说明
图1为本发明的排列结构示意图；
图2为本发明的工作示意图。
具体实施方式
下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。
为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。
如图1、2所示，本发明一种页岩油气分离开采系统，包括发射部和采集部，若干个正六边形1排列呈蜂窝结构的直井列阵。其中，发射部设置有发射井3和设置于其内的声波发射器13，采集部设置有若干开采井2和设置于其内的气体采集装置14，本实施例中，发射井3设置于正六边形1的几何中心，开采井2设置于正六边形1的六个角顶点。在实际应用时，发射井3和开采井2的位置设置为可调换，即：开采井2设置于正六边形1的几何中心，发射井3设置于正六边形1的六个角顶点。
直井列阵的空间分布密度根据声波在页岩油气矿层的吸收及衰减幅度而定。声波发射器13设置为柱面波发射装置，可控制选择发射从次声到超声波段的脉冲或连续声波。声波发射器13的发射频率根据页岩油气矿层的微孔和微裂缝的声学共振频谱以及油气各自的吸收谱设定。声波发射器13在发射井3内能够移动定位，进而与开采井2内的气体采集装置14的位置相对应。
工作时，发射井3内的声波发射器13按箭头12的方向发射相应的柱面声波11，从正六边形1的几何中心向外辐射，或者从正六边形1的六个角顶点向外辐射，而此时每一眼开采井2都汇聚了周围若干眼发射井3发射的等相位声波，由此产生声波的空隙及裂缝的共振及叠加，不断使轻质的页岩气自开采井2内壁振逸而出，并利用微粒物质的扩散特性不断使矿层的页岩气渗出后进入气体采集装置14。
本发明采用地下发射井中的声波发生装置对在地下岩层中的页岩油气进行辐射，特定的声波促使其中的页岩气首先蒸发并从岩层中游离而出并进入开采井被采集，随之变换辐射波长再使页岩油增强流动性也从地下岩层中析出，通过液体油的采集方式被抽离。本方法无需使用化学制剂而对环境无害，同时在地下就将页岩油气分离，既可简化工艺又可减少水的消耗，开采效率高。
Claims (7)
1.一种页岩油气分离开采系统，其特征在于，包括发射部、采集部、若干个正六边形排列呈蜂窝结构的直井列阵，其中，发射部设置有发射井和设置于其内的声波发射器，采集部设置有开采井和设置于其内的气体采集装置；发射井设置于正六边形的几何中心，开采井设置于正六边形的六个角顶点，或者开采井设置于正六边形的几何中心，发射井设置于正六边形的六个角顶点；每一眼开采井汇聚周围若干个声波发射器发射的声波，产生声波的空隙及裂缝的共振及叠加，使轻质的页岩气自开采井内壁振逸而出，并利用微粒物质的扩散特性不断使矿层的页岩气渗出后进入气体采集装置。
2.如权利要求1所述的页岩油气分离开采系统，其特征在于，所述直井列阵的空间分布密度根据声波在页岩油气矿层的吸收及衰减幅度而定。
3.如权利要求1所述的页岩油气分离开采系统，其特征在于，所述声波发射器为柱面声波发射装置，控制选择发射从次声到超声波段的脉冲或连续声波。
4.如权利要求1所述的页岩油气分离开采系统，其特征在于，所述声波发射器的发射频率根据页岩油气矿层的微孔和微裂缝的声学共振频谱，以及油气各自的吸收谱设定。
5.如权利要求1所述的页岩油气分离开采系统，其特征在于，所述声波发射器设置为柱面外形结构，所述声波发射器在所述发射井内能够移动定位。
6.如权利要求5所述的页岩油气分离开采系统，其特征在于，所述声波发射器与所述气体采集装置位置相对应。
7.如权利要求1所述的页岩油气分离开采系统，其特征在于，若干个所述声波发射器在每一眼所述开采井处形成等相位声波。
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