[发明专利]一种用于油页岩原位裂解的系统及方法

说明书

本发明一种用于油页岩原位裂解的系统及方法，属于油页岩原位裂解开采领域，系统包括第一油箱、油泵、稳压罐、空气压缩机、过滤器、水泵、水箱、超燃加热器、双壁油管、导水通道及热敏封隔器，方法是在完成油页岩储层改造之后，将超燃加热器下放至油页岩储层适当位置，采用双壁油管连接超燃加热器与地面设备。通过油泵将地面油箱的油经过双壁油管的内部通道输送至超燃加热器的油箱中，同时通过空气压缩机将高压空气经过双壁油管的外部通道输送至超燃加热器，超燃加热器雾化的热流体流出进入油页岩储层并对其加热。水的存在会促进油页岩的裂解，二氧化碳会提高油页岩裂解产生油气的驱替作用，从而提高油页岩裂解的能量有效利用率和油气采收效率。

技术领域

本发明属于油页岩原位裂解开采领域，尤其是涉及到一种用于油页岩原位裂解的系统及方法。

背景技术

油页岩被称作石油的代替资源，目前油页岩原位裂解采用的方法主要有中国石油大学王延永等提出的一种基于井筒加热模式的注空气辅助超稠油地下裂解改质工艺，详见专利申请公布号“CN106499376A”，该工艺结合了井筒电加热及注空气工艺的优势，能够解决单一井筒电加热模式下传热方式，单一驱动能量不足等问题，但是油页岩的开采周期较长，通空气会导致页岩油氧化乳化，在地层内乳化会导致孔隙连通性降低，此外空气的存在会加剧氧化腐蚀油气采集管道，不适用于长期开发油页岩；吉林大学孙友宏等提出了一种涡流加热油页岩地下原位开采方法，详见专利申请公布号“CN106437667A”，该方法能量有效利用率高，加快原位裂解反应速率，降低水资源消耗和碳排放，但存在涡流加热不均匀的问题；龙秋莲等提出了一种利用流体对油页岩进行原位改造和开采的方法，详见专利申请公布号“CN106437657A”，采用流体加热油页岩可以有效驱替油气产物，但是多级能量转换导致能量损失严重，能量有效利用低。

发明内容

针对油页岩原位裂解开采施工的过程中，能量多级转换导致有效利用率低，加热周期长的问题，本发明提供了一种用于油页岩原位裂解的系统及方法，减少了能量多级转换，可以有效缩短油页岩原位裂解周期，提高油气采收率。

本发明采用如下的技术方案：

本发明提出了一种用于油页岩原位裂解的系统，其特征在于：包括第一油箱、油泵、稳压罐、空气压缩机、过滤器、水泵、水箱、超燃加热器、双壁油管、导水通道及热敏封隔器，所述油泵的一端与第一油箱连通，另一端与双壁油管的内管连通；所述稳压罐的进气端与空气压缩机连通，稳压罐的出气端与双壁油管的外管连通，并在稳压罐与双壁油管的外管之间设置有单向阀；所述水泵的一端与水箱连接，另一端与过滤器连接；所述导水通道一端与过滤器连接，另一端穿过热敏封隔器与螺旋制冷通道连接；所述热敏封隔器安装在开采井的内部，位于油页岩储层的上部，热敏封隔器用于将开采井与外界封隔开形成井下密闭的空间；所述双壁油管穿过热敏封隔器通过法兰与超燃加热器同轴连接，并采用加固螺栓固定；所述超燃加热器包括第二油箱、螺旋制冷通道、环形电池、转动轴承、气动涡轮、油气混合室、火花塞、喷水口、燃烧室、雾化室和热敏金属扶正器，所述第二油箱呈锥形，第二油箱安装在超燃加热器的壳体内部，并位于超燃加热器的壳体中上部，第二油箱与双壁油管的内管连通，第二油箱的外部设置有与双壁油管的外管连通的输气管道，并在该输气管道下方安装有环形电池；所述气动涡轮安装在转动轴承上，气动涡轮设置在第二油箱与油气混合室之间；所述燃烧室位于油气混合室下方；所述雾化室位于燃烧室下方；所述火花塞通过固定在油气混合室内壁的导线与环形电池连接；所述螺旋制冷通道设置在超燃加热器的壳体外壁上，螺旋制冷通道的上部连接导水通道，底部设置有喷水口；所述热敏金属扶正器套设在超燃加热器壳体的下部。

所述的一种用于油页岩原位裂解的系统，其特征在于：还包括压力传感器和泄压阀，所述压力传感器和泄压阀均设置在开采井的井口处。

所述的一种用于油页岩原位裂解的系统，其特征在于：还包括流量传感器，所述流量传感器设置在稳压罐与双壁油管的外管连接处。

所述的一种用于油页岩原位裂解的系统，其特征在于：还包括油质过滤器，所述油质过滤器设置在第一油箱与油泵连接的管道上。