[发明专利]油页岩原位开采地层水的隔离控制装置及方法

说明书

本发明公开了一种油页岩原位开采地层水的隔离控制装置及方法。其中生产井位于油页岩的干馏区内部，隔离控制装置包括：多个注气井，多个注气井围绕干馏区的边缘；多个压力控制井，多个压力控制井设置于注气井的外围，从而在多个注气井与多个压力控制井之间形成隔离区；多个疏干井，多个疏干井包括设置于压力控制井的外围的外围疏干井和设置于干馏区内部的内部疏干井。本发明通过注气井与压力控制井形成隔离区，在干馏区的外围建立起高压带，从而阻止水向干馏区的流动。

技术领域

本发明涉及非常规油气开采技术领域，更具体地，涉及一种油页岩原位开采地层水的隔离控制装置及方法。

背景技术

油页岩原位开采不需要将岩石开采到地面，油气的转化都在地层条件下进行，成为油页岩未来规模化开发的必然趋势。自上世纪七八十年以来，壳牌、埃克森美孚、美国页岩油公司、Chevron公司等国外公司在油页岩原位开采方面开展了大量的研究，提出了多种油页岩开采的方法如流体加热、辐射加热、燃烧加热等。

无论何种原位开采工艺共同面临的问题是地下水的隔离问题，尤其是当油页岩层段距离地下水层较近时或者地层高角度裂缝发育时，地下水就极有可能进入处于加热过程中的油页岩层，一方面降低了加热油页岩的效率，增加了能量消耗，另一方面，油页岩层加热后有机质裂解产生多种化合物，部分化合物如苯等对会进入地下水，造成污染，因此，油页岩原位开采过程中的地下水的隔离问题是油页岩原位开采的关键技术之一。

壳牌提出了一种用于地下处理区域的双阻挡层系统，围绕地下处理区域至少一部分形成第一阻挡层，第一阻挡层构造为阻止流体排出或进入地下处理区域；以及围绕第一阻挡层的至少一部分形成的第二阻挡层，其中第一阻挡层和第二阻挡层之间存在分离空间。壳牌公司在美国科罗拉多绿河油页岩进行了ICP技术的现场试验，其中就进行了这种双阻挡层的地下水的隔离试验，为了形成低温阻挡层，在形成阻挡层的地层内形成间隔开的井孔，导管放入井孔内，一种冷却剂可以通过导管循环，以降低邻近地层的温度，使地层温度降到零下20度，从而形成一基本不渗透的阻挡层。采用冷冻法隔离地下水，这种方式工艺复杂，成本高昂，由于冷冻剂经常采用的是液氨，还存在一定的安全风险。因此，有必要开发一种简单易行的油页岩原位开采地层水的隔离控制装置及方法。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种油页岩原位开采地层水的隔离控制装置及方法，其能够通过注气井与压力控制井形成隔离区，在干馏区的外围建立起高压带，从而阻止水向干馏区的流动。

根据本发明的一方面，提出了一种油页岩原位开采地层水的隔离控制装置，其中生产井位于油页岩的干馏区内部，所述隔离控制装置包括：多个注气井，所述多个注气井围绕所述干馏区的边缘；多个压力控制井，所述多个压力控制井设置于所述注气井的外围，从而在所述多个注气井与所述多个压力控制井之间形成隔离区；多个疏干井，所述多个疏干井包括设置于所述压力控制井的外围的外围疏干井和设置于所述干馏区内部的内部疏干井。

优选地，所述注气井在油页岩层段底部完钻。

优选地，所述注气井的注气压力高于原始地层压力。

优选地，所述注气井的压力高于所述压力控制井的压力。

根据本发明的另一方面，提出了一种油页岩原位开采地层水的隔离控制方法，利用油页岩原位开采地层水的隔离控制装置，所述隔离控制方法包括：对所述疏干井进行开井；向所述注气井内注气；分别测量隔离区内部区域的压力P1和隔离区外部区域的压力P2；在压力P1和压力P2均小于所述原始地层压力时，向所述压力控制井注气，同时控制所述注气井的压力高于所述压力控制井的压力。

优选地，向所述注气井内注氮气。

优选地，根据地层渗透性确定所述注气井的压力。