[发明专利]一种油页岩复合加热原位开采系统及方法

权利要求书

1.油页岩复合加热原位开采系统，其特征在于，包括：井内加热体系、地面注气体系、井网体系和高压击穿体系，其中：

所述井内加热体系包括连续油管(15)、井内上封隔层(16)、加热器固定层(17)、井内下封隔层(18)和加热器(19)，井内上封隔层(16)、加热器固定层(17)和井内下封隔层(18)从上至下依次布置，加热器固定层(17)与其两侧的井内上封隔层(16)和井内下封隔层(18)紧密接触形成密封，井内上封隔层(16)和井内下封隔层(18)均由CA-50铝酸盐高强水泥浇筑而成，加热器固定层(17)由石英砂密实填充而成；加热器(19)设置在加热井内且位于油页岩目的层(39)层段，加热器(19)与加热器固定层(17)紧密接触形成密封；连续油管(15)与加热器(19)螺纹连接；

所述地面注气体系包括制氮机(24)、压缩机(25)、稳压罐(29)、增压机(30)、电动阀门(31)、流量计(32)、温度传感器(33)和压力传感器(34)，制氮机(24)和压缩机(25)分别通过管道(35)与稳压罐(29)的进气端相连，并在制氮机(24)和稳压罐(29)之间以及压缩机(25)和稳压罐(29)之间均设置有手动阀门；增压机(30)的入口端通过管道(35)与稳压罐(29)的出口端连接，增压机(30)的出口端通过管道(35)与注采井的井头(14)连通，并在增压机(30)和注采井之间的管道(35)上依次设置有电动阀门(31)、流量计(32)、温度传感器(33)和压力传感器(34)；

所述井网体系包括注采井与加热井，注采井由第一注采井和第二注采井组成，第一注采井的数量为一口，第二注采井的数量为八口，加热井的数量为四口，所述第一注采井和四口所述加热井构成中心井网，中心井网采用正方形五点井网结构布置，四口所述加热井分别位于正方形的四个顶点位置，所述第一注采井位于所述正方形的中心位置上；八口第二注采井呈环状均匀分布，形成环绕在中心井网外部的外围井网；

所述高压击穿体系包括绝缘陶瓷(20)、击穿电极(21)、高频高压发射器(36)和变压器(37)，绝缘陶瓷(20)的上部与加热器(19)螺纹连接，绝缘陶瓷(20)的下部与击穿电极(21)螺纹连接；变压器(37)位于地表，变压器(37)与外接电源连接，变压器(37)用于将外接电源提供的380V三相电压转化为220V单相电压；高频高压发射器(36)的输入端与变压器(37)的输出端连接，高频高压发射器(36)用于将变压器(37)输出的220V电压转化为50kV、50Hz的工频高压，高频高压发射器(36)通过绝缘铜皮电缆与击穿电极(21)接通。

2.根据权利要求1所述的油页岩复合加热原位开采系统，其特征在于：所述井内下封隔层(18)的上表面所在平面高于油页岩目的层(39)的底面所在平面，井内下封隔层(18)的上表面所在平面距离油页岩目的层(39)的底面所在平面2m；加热器(19)的顶部所在平面距离上覆层(38)的底面所在平面5m；加热器固定层(17)的上表面所在平面低于上覆层(38)的底面所在平面，平面距离相差2m，加热器固定层(17)的下表面所在平面高于下伏层(40)的顶面所在平面，平面距离相差2m；井内上封隔层(16)的厚度共10m，其中位于油页岩目的层(39)中的井内上封隔层(16)厚度为2m，位于上覆层(38)中的井内上封隔层(16)厚度为8m，井内上封隔层(16)与加热器固定层(17)紧密接触。

3.根据权利要求1所述的油页岩复合加热原位开采系统，其特征在于：所述流量计(32)为科氏流量计。

4.根据权利要求1所述的油页岩复合加热原位开采系统，其特征在于：正方形五点井网结构中所述正方形的边长为25m；第二注采井与第一注采井井间距为100m。

5.根据权利要求1所述的油页岩复合加热原位开采系统，其特征在于：八口所述第二注采井的井内压力均维持在0.3MPa～1.0MPa。

6.根据权利要求1所述的油页岩复合加热原位开采系统，其特征在于：所述加热井、第一注采井和第二注采井均为通径竖井，加热井的井径为311mm，第一注采井和第二注采井的井径均为244mm。