[发明专利]一种原位提取油页岩中烃类的方法

说明书

本发明公开了一种采用超临界流体原位提取油页岩中烃类的方法。本发明还涉及上述方法的应用。根据本发明提供的方法，极大提高了油页岩在地下原位的转化率和回收率。

技术领域

本发明涉及油页岩原位开采方法，具体说是一种采用超临界流体作为介质，在流体中加入催化剂对油页岩进行地下原位催化裂解和萃取，从而提取油页岩中烃类化合物的技术。

背景技术

油页岩是一种沉积岩，具无机矿物质的骨架，并含固体有机物质，主要为油母质及少量沥青质(Bitumen)。油母质是有机高分子聚合物质，不溶于普通有机溶剂。我国油页岩资源十分丰富，据国土资源部2005年委托吉林大学做的新一轮油气资源评价结果，全国油页岩资源折算成页岩油资源为476.44亿吨，页岩油可回收资源为119.79亿吨，仅次于美国，居世界第二位。油页岩在高温条件下(350-500℃)能发生热解，产生页岩油、干馏气、固体含碳残渣及少量的热解水。油页岩的开采方式主要分为地面干馏和原位开采，长期以来，油页岩的开发都是通过将岩石采出到地面的方式进行，这种地面干馏的开采方式局限性大，对生态环境的破坏也十分严重，因此原位开采成为油页岩开采的必然趋势。

荷兰壳牌公司最早发明ICP(In-situ conversion process)技术并在美国科罗拉多州的皮森斯盆地进行了8次现场先导试验，目前还在约旦进行先导试验，但这种加热方式加热时间长(2-4年)，能耗高，井下加热器容易发生故障，一直未能大规模推广。

发明内容

本发明的目的在于克服现有油页岩原位开采方法中存在的缺点，提供一种采用地下原位催化加萃取的新方法，在超临界流体中加入催化剂，一方面可以降低油页岩的热解温度，另一方面可以提高干酪根转换成油气的转化率，而超临界流体在地层条件下具有萃取作用，又能提高油气资源的回收率。该方法具有效率高，能实现油页岩资源经济有效开发。

根据本发明的一个方面，提供了一种采用超临界流体原位提取油页岩中烃类的方法，包括以下步骤：

a.在油页岩分布区域设置至少一个生产井和至少一个加热井；

b.对所述至少一个生产井和至少一个加热井进行改造，提高油页岩的孔隙度和渗透率；

c.将过渡金属催化剂加入到超临界流体中；

d.向所述至少一个加热井中注入溶有过渡金属催化剂的超临界流体；

e.控制注入的超临界流体的温度和压力，使油页岩储层内形成超临界环境；

f.利用超临界流体加热油页岩储层，并在所述过渡金属催化剂的作用下，使干酪根裂解成混合物；

g.利用超临界流体萃取产生的所述混合物中的油气，在将超临界流体与油气水混合体一同流到生产井的井筒内并输出地表；

h.将输出地表的物质进行分离，收集油气资源，并将流体和过渡金属催化剂进行循环利用。

根据本发明的方法，利用流体在超临界状态下具有萃取的特征，往油页岩储层中注入高温的超临界流体加热油页岩储层的同时又能达到萃取作用。在超临界流体中加入过渡金属催化剂，一方面可以降低油页岩的热解温度，另一方面可以提高干酪根转换成油气的转化率。流体及催化剂经地表处理后可循环使用。该技术极大提高了油页岩在地下原位的转化率和回收率。

根据本发明方法的一个优选实施方式，在所述步骤a中，所述至少一个生产井和至少一个加热井通过保温隔热套管完井，从而减少注入过程中的热损失，使油页岩储层内温度能达到油页岩热解所需的温度。