[发明专利]富含有机物岩层超临界水氧化的原位转化系统及转化方法

权利要求书

1.一种富含有机物岩层超临界水氧化的原位转化系统，其特征在于，包括：富含有机物岩层、底板基岩、顶板基岩、覆盖地层、井筒、井底空间、混注管、返排管、供超临界水组件、供氧化剂组件、返排物处理组件和运行控制组件；富含有机物岩层通过井底空间、混注管与供超临界水组件和供氧化剂组件相连通、也通过井底空间、返排管与返排物处理组件相连通，并构成一个密闭系统；所述富含有机物岩层埋藏于底板基岩与顶板基岩之间，顶板基岩埋藏于覆盖地层之下；

所述覆盖地层、所述顶板基岩和所述富含有机物岩层自地面向地下打造有贯穿其中的垂直井筒，井筒下端打造有井底空间并位于富含有机物岩层中；

所述井筒内布置有返排管，返排管上端凸露出井筒口，其与井筒环空装有井口密封器，并在下方井筒上装有井筒环空温压仪表；返排管下端口和井筒下端口与井底空间交接面平齐，其与井筒下端的环空装有井底密封器；

所述返排管内布置有混注管，混注管上端凸露出返排管口，其与返排管环空装有返排管出口密封器，凸露出的上端口装有混注管入口密封器，所述混注管入口密封器上方装有超临界水注入口管控阀和氧化剂注入口管控阀，所述混注管入口密封器下方的混注管上装有混注管入口温压仪表；混注管下端口位于井底空间的中心；在返排管出口密封器下方返排管上装有返排物排放管控阀和返排管出口温压仪表；

所述混注管通过管口密封器、氧化剂进口管阀和超临界水进口管阀分别与供超临界水组件和供氧化剂组件相连通；

所述返排管通过返排物排放管控阀与返排物处理组件相连通；

所述富含有机物岩层通过井底空间、混注管、混注管口密封器、氧化剂注入口管控阀和超临界水注入口管控阀分别与供氧化剂组件和供超临界水组件相连通，也通过井底空间、返排管、返排管出口密封器、返排物排放管控阀与返排物处理组件相连通，并构成一个密闭系统；

所述运行控制组件通过信号线缆与混注管入口温压仪表、返排管出口温压仪表、井筒环空温压仪表、氧化剂注入口管控阀和超临界水注入口管控阀、返排物排放管控阀，以及供超临界水组件、供氧化剂组件和返排物处理组件中的数据采集仪表、动力设备和控制阀门相连接。

2.根据权利要求1所述富含有机物岩层超临界水氧化的原位转化系统，其特征在于，原位转化是指以超临界水为介质、岩层有机物为原料、氧气或双氧水为氧化剂，在地层中岩层有机物与氧化剂发生氧化反应放出热能，在实现岩层有机物超临界水氧化反应产生热能和二氧化碳的原位转化同时，因热能、超临界水和二氧化碳的高效扩散、热物理化学的作用，经放出的热能加热岩层有机物至热解温度使其热解产生低碳数分子的烃类物质。

3.根据权利要求1所述富含有机物岩层超临界水氧化的原位转化系统，其特征在于，所述富含有机物岩层包括油页岩地层、稠油地层、煤地层和焦油砂地层；所述富含有机物岩层的地层压力大于22MPa；所述富含有机物岩层的单层有效厚度大于4m，所述富含有机物岩层的总有机碳含量1％。

4.根据权利要求3所述富含有机物岩层超临界水氧化的原位转化系统，其特征在于，所述富含有机物岩层的单层有效厚度大于10m；所述富含有机物岩层的总有机碳含量2％。

5.根据权利要求1所述富含有机物岩层超临界水氧化的原位转化系统，其特征在于，所述井底空间位于所述富含有机物岩层纵向的中部，内径与井筒基本一致，高度为岩层厚度1/20～1/2；所述井底空间的内壁和底面为裸眼的原始岩层壁面或装有筛管筛底的半裸露岩层壁面。

6.根据权利要求5所述富含有机物岩层超临界水氧化的原位转化系统，其特征在于，所述高度为岩层厚度1/10～1/4。

7.根据权利要求1所述富含有机物岩层超临界水氧化的原位转化系统，其特征在于，所述供超临界水组件由供淡水管阀、制纯水设备、纯水管阀、流量采集仪表、动力设备、流量调节管阀、超临界水发生器、超临界水温压采集仪表和超临界水管阀依次管道连接构成。