CN112267862B - 一种多通道排气纵向压裂油页岩原位开采方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多通道排气纵向压裂油页岩原位开采方法，采用多点排气油页岩原位开采场，它包括：加热井、生产井；在加热井和生产井之间，油页岩层中建立油气通道，在加热井和生产井之间还设有多个通风检测井，所述的通风检测井的下井口位于油页岩层的顶层，下井口处设有测温器和\或气体压力检测器；所述的通风检测井井盖设有井盖通气阀；通风检测井设有纵向压裂的油气通道。均匀设置多个通风检测井，形成多个气体流动通路，根据通风检测井的温度和压力，控制每个通风检测井排气，排空冷气，当排除的气体温度升高后，关闭该通风检测井，热风流向其它未加热的区域。解决油页岩矿层对流原位开采，受热不均匀、热量损失严重的问题。
Description
技术领域
本发明属于石油、油页岩开采技术领域，具体涉及多通道排气油页岩原位开采场及一种多通道排气纵向压裂油页岩原位开采方法。
背景技术
目前，对于油页岩储层中的有机质进行原位转化与开采，又被称为地下干馏工艺，即直接对地下的油页岩进行干馏，从而使油气通过生产井直接从地下导出至地面上。根据加热方式不同，主要分为传导加热（电加热、燃烧加热）、流体对流加热、辐射加热和地下燃烧对流加热方法。
地下干馏指埋藏于地下的油页岩不经开采，直接在地下设法加热干馏，产出的油气被导出到地面上来，冷凝获得页岩油及不凝气。地下干馏也称为原位开采。原位开采不但不需要进行采矿和建设大型的尾气处理设施，而且可开发深层、高厚度的油页岩资源，具有产品质量好、采油率高、占地面积少和环保等优点。国内外许多大公司及研究机构在这方面做了大量的研究，已初见成效。我国300 m 以深的油页岩资源占有相当大的比例，根据传统油页岩干馏技术，尚不能进行开发。在能源日趋紧张的今天，我国有必要在完善传统的地面干馏工艺的基础上，着力发展原位开采技术，为未来油页岩资源开发提供理论和技术储备。
地下开采油页岩主要解决两个问题：①干酪根必须转化为可流动的石油和天然气。需要在相当大的区域内供给足够的热量，以使高温分解在合理的时间内发生，从而完成该转化过程；②在包含干酪根、可能具有极低渗透性的油页岩中，必须增加渗透性。向地层引入热量的方式有很多种，按照油页岩层受热方式的不同，可分为传导加热、对流加热、辐射加热3类技术。
目前主要利用传导加热方式加热油页岩层的技术主要有壳牌石油公司的地下转化工艺技术(ICP)、美孚石油公司的ElectrofracTM技术和IEP公司的GFC技术。传导加热速度较慢，容易造成大量热量损失，成本较高，且由于油页岩的热膨胀，致使部分裂缝闭合，降低了油页岩的渗透性，而产生的油气压力较低，导致油气回收率较低。
利用对流加热方式加热页岩层，现有的对流加热为直排式。直排式分为两种，1、水平井直排式，它是在加热井和生产井之间设置水平井，热量经水平井进入生产井， 热量从生产井井口直接排出。2、水平压裂直排式，是对油页岩矿层进行压裂形成裂缝，热量经裂缝进入生产井，热量从生产井井口直接排出。压裂直排式对流加热油页岩速度较快，但不容易控制，由于流体压力的作用，裂缝一般不会闭合，油气的导出速度较快，但容易形成流体的短路。
因此直排式对流加热，热量只在水平井或压裂的短路中流动，油页岩矿层导热性差，油页岩之有缝隙，加之油页岩加热同时产生气体，气体在油页岩矿层不能流动，形成气堵，热传导同时也降低。这就导致热量无法充分地进行对流换热，油页岩层受热不均匀，上述对于油页岩原位开采方法仍然存在大部分的未热解区域或欠热解区域。
发明内容
本发明目的是为了解决油页岩矿层受热不均匀、热量损失严重的问题，而提供一种油页岩矿层受热均匀的多通道排气油页岩原位开采场及多通道排气纵向压裂油页岩原位开采方法。
多通道排气油页岩原位开采场，它包括：加热井1、生产井2；在加热井1和生产井2之间，油页岩层中建立油气通道3，在加热井1和生产井2之间还设有多个通风检测井4，所述的通风检测井4的下井口位于油页岩层的顶层，所述的通风检测井4设有可燃气检测装置；
所述的通风检测井4还设有测温器和\或气体压力检测器；
所述的通风检测井4井盖设有井盖通气阀；
所述的油气通道3为水平井或水平压裂后形成的通道，所述的水平井设在油页岩矿层下部；
所述的通风检测井4，其花管伸入油页岩矿层50cm-200cm；所述的多通道排气油页岩原位开采场还设有通过通风检测井4纵向压裂油页岩矿层形成的纵向压裂的油气通道；
多通道排气纵向压裂油页岩原位开采方法，它包括：
1、关闭通风检测井4井盖通气阀；
2、加热井1注入热风，生产井2排风；
3、气体压力检测器检测到通风检测井4温度上升或压力增大时，打开该通风检测井4的井盖通气阀，排风；
4、井口温度达到50℃以上，或通风检测井4压力降至常压，关闭该通风检测井4井盖通气阀；继续进行检测温度和压力；
重复步骤3、4，直至所有检测井4井盖通气阀打开后，再全部关闭；
5、生产井适时采油、收集可燃气体；
步骤3所述的排风，在排风过程中检测可燃气的浓度，达到可生产浓度，收集可燃气体；
所有通风检测井4达到300℃以上或温度不再升高时，加热井1停止注入热风。
本发明提供了一种多通道排气纵向压裂油页岩原位开采方法，采用多通道排气油页岩原位开采场，它包括：加热井、生产井；在加热井和生产井之间，油页岩层中建立油气通道，在加热井和生产井之间还设有多个通风检测井，所述的通风检测井的下井口位于油页岩层的顶层，下井口处设有测温器和\或气体压力检测器；所述的通风检测井井盖设有井盖通气阀；所述的油气通道为水平井或水平压裂后形成的通道，所述的水平井设在油页岩矿层下部；所述的多通道排气油页岩原位开采场还设有通过通风检测井纵向压裂油页岩矿层形成的纵向压裂的油气通道。均匀设置多个通风检测井，形成多个气体流动通路，根据通风检测井的温度和压力，控制每个通风检测井排气；排除冷气，当排除的气体温度升高后，关闭该通风检测井，热量流向其它未加热的区域。解决油页岩矿层对流原位开采，受热不均匀、热量损失严重的问题。
附图说明
图1为本发明多通道排气油页岩原位开采场剖视示意图；
图2为本发明多通道排气油页岩原位开采场平面示意图；
图释：01上覆地层、02采集岩层、03下腹地层，加热井1，生产井2，油气通道3，通风检测井4。
具体实施方式
实施例1 多通道排气油页岩原位开采场
请参见附图1、2，多通道排气油页岩原位开采场，它包括：加热井1、生产井2；在加热井1和生产井2之间，油页岩层中建立油气通道3，在加热井1和生产井2之间还设有多个通风检测井4，所述的通风检测井4的下井口位于油页岩层的顶层，通风检测井4井盖设有井盖通气阀，下井口处设测温器和\或气体压力检测器；
所述的油气通道3为水平井或水平压裂后形成的通道，所述的水平井设在油页岩矿层下部；
所述的通风检测井设有所述的通风检测井，其花管伸入油页岩矿层20cm-200cm；
所述的多通道排气油页岩原位开采场还设有通过通风检测井4纵向压裂油页岩矿层形成的纵向压裂通道。
实施例2一种多通道排气纵向压裂油页岩原位开采方法
请参见图1、2，一种多通道排气纵向压裂油页岩原位开采方法，它包括：
1、关闭通风检测井4井盖通气阀；
2、加热井1注入热风，生产井2排风；
3、气体压力检测器检测到通风检测井4温度上升或压力增大时，打开该通风检测井4的井盖通气阀，排风；
4、井口温度井口温度达到50℃以上，或通风检测井4压力降至常压，关闭该通风检测井4井盖通气阀；继续进行检测温度和压力；
重复步骤3、4，直至所有检测井4井盖通气阀打开后，再全部关闭；
5、生产井适时采油、收集可燃气体；
步骤3所述的排风，在排风过程中检测可燃气的浓度，达到可生产浓度，收集可燃气体；
所有通风检测井4达到300℃以上或温度不再升高时，加热井1停止注入热风。
Claims (7)
1.多通道排气油页岩原位开采场，它包括：加热井（1）、生产井（2）；在加热井（1）和生产井（2）之间，油页岩层中建立油气通道（3），其特征在于：在加热井（1）和生产井（2）之间还设有多个通风检测井（4），所述的通风检测井（4）设有可燃气检测装置，下井口位于油页岩层的顶层；
所述的通风检测井（4）设有测温器和\或气体压力检测器；
所述的多通道排气油页岩原位开采场还设有通过通风检测井（4）纵向压裂油页岩矿层形成的纵向压裂油气通道。
2.根据权利要求1所述的多通道排气油页岩原位开采场，其特征在于：所述的通风检测井（4）井盖设有井盖通气阀。
3.根据权利要求2所述的多通道排气油页岩原位开采场，其特征在于：所述的油气通道（3）为水平井或水平压裂后形成的油气通道（3），所述的水平井设在油页岩矿层下部。
4.根据权利要求3所述的多通道排气油页岩原位开采场，其特征在于：所述的通风检测井（4），其花管伸入油页岩矿层50cm-300cm。
5.多通道排气纵向压裂油页岩原位开采方法，它包括：采用权利要求1所述的多通道排气油页岩原位开采场；
1）关闭通风检测井（4）井盖通气阀；
2）加热井（1）注入热风，生产井（2）排风；
3）气体压力检测器检测到通风检测井（4）温度上升或压力增大时，打开该通风检测井（4）的井盖通气阀，排风；
4）井口温度达到50℃以上，或通风检测井（4）压力降至常压，关闭该通风检测井（4）井盖通气阀；继续进行检测温度和压力；
重复步骤3、4，直至所有通风检测井（4）井盖通气阀打开后，再关闭；
5）生产井（2）适时采油、收集可燃气体。
6.根据权利要求5所述的多通道排气纵向压裂油页岩原位开采方法，其特征在于：步骤3所述通风检测井（4）排风，在排风过程中检测可燃气的浓度，达到可生产浓度，收集可燃气体。
7.根据权利要求5或6所述的多通道排气纵向压裂油页岩原位开采方法，其特征在于：所有通风检测井（4）达到300℃以上或温度不再升高时，加热井（1）停止注入热风。
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