[发明专利]微波加热地下油页岩开采油气的方法及其模拟实验系统

说明书

技术领域

本发明涉及原位油页岩开采，特别涉及一种微波加热地下油页岩开采油气的方法及其模拟实验系统。

背景技术

油页岩是一种低渗透性岩石，主要由矿物质和干酪根组成，干酪根是石油和天然气的地质前体。中国油页岩资源丰富，埋深在0-500m之间的资源约为2500亿吨，500-1000m之间的油页岩资源为2500亿吨。埋深小于300m的油页岩资源可以通过露天开采，运至干馏厂提炼出页岩油；埋深大于300m的油页岩只要通过对油页岩矿层加热转化为页岩油，然后利用生产井导至地面。后者技术目前尚处于研发阶段，尚未进入工业化生产。

目前，国际上油页岩就地干馏开采方法很多。根据热量传递的方式可以将加热方式分为直接传导加热、对流加热、辐射加热。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

就地干馏开采方法方法一，直接传导加热，如壳牌公司“传导加热地下油页岩以赋予其渗透性并随后采油”，直接利用电加热棒对油页岩层进行传导加热，由于油页岩的热传导系数低，存在传热速率慢的问题。

就地干馏开采方法方法二，对流加热和热传导加热，如EGL公司提出利用闭合的平行的水平井进行加热油页岩矿层，利用一系列的垂直井进行采集生成的油气。其过程是利用对流加热方式加热水平井筒，再利用高温井筒以热传导方式加热油页岩矿层，该方法存在的缺点与壳牌公司电加热棒加热方式一样，由于油页岩的热传导系数低，存在传热速率慢的问题。

就地干馏开采方法方法三，辐射加热，如美国雷神公司提出利用微波加热油页岩矿层，由于油页岩是一种微波弱吸收介质，同样存在油页岩温度升温速率慢的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种微波加热地下油页岩开采油气的方法及其模拟实验系统，以加速油页岩的加热过程和降低加热成本。

一方面，本发明实施例提供了一种微波加热地下油页岩开采油气的方法，包括：对地下油页岩矿层进行水平造缝和垂直造缝，分别生成横向裂缝和纵向裂缝，在生成的纵向裂缝中注入微波强吸收介质；对所述油页岩矿层和所述微波强吸收介质进行直接微波辐射加热，并使得温度升高的微波强吸收介质传导加热所述油页岩矿层，以及使得生成的油气通过所述横向裂缝导出。

另一方面，本发明实施例提供了一种微波加热地下油页岩开采油气的模拟实验系统，包括：微波加热系统，用于利用微波加热油页岩发及导出所述油页岩的热解产物，所述油页岩包括填充有微波强吸收介质的纵向裂缝；收集测量系统，用于进行所述油页岩的热解产物的冷凝、收集和测量；计算机处理系统，用于执行温度检测和分析采集的数据；功率控制系统，用于控制微波产生的功率；其中，所述功率控制系统、所述收集测量系统和所述计算机处理系统分别与所述微波加热系统相连。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例提供的一种微波加热地下油页岩开采油气的方法及应用上述方法的模拟实验系统，通过微波加热油页岩和吸收介质，温度迅速升高后的微波强吸收介质，又以热传导方式加热油页岩，所以反应系统中是以热辐射和热传导两种方式相结合加热油页岩，利用该实验系统可以开展不同微波功率条件下，不同地区油页岩微波开采的热传导规律和页岩油采收率等情况，为不同地区微波加热原位开采油页岩工艺提供参数和开发思路。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1的微波加地下热油页岩开采油气方法的整体流程图；

图2A是本发明实施例1的微波加热油页岩开采油气方法的应用原理图；

图2B是本发明实施例1的微波加热油页岩开采油气方法的具体流程图；

图3是本发明实施例2的模拟实验系统的整体结构示意图；

图4是本发明实施例2中微波加热系统、收集测量系统的结构示意图；

图5是本发明实施例2的图4中沿A-A’线的旋转剖视图。

附图标号：