[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

说明书

本发明涉及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。原位转化系统包括：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。

技术领域

本发明属于非常规油气开发技术领域，特别涉及一种富含有机物岩层超临界水氧化的原位转化系统及其原位转化方法。

背景技术

非常规石油资源，被视为是传统能源的重要补充和代替能源，已引起了国内外的广泛关注。我国非常规石油资源储量丰富，如已探明的页岩油和稠油储量可达1000亿吨以上，但开发难度大、采出效果差、成本高，经济规模化开采十分困难。

油页岩是一种含有固体可燃有机质的沉积岩，我国油页岩地质资源量巨大，是潜在的油气资源，也是保证我国能源安全的重要战略资源。油页岩地下原位转化开采是油页岩工业的发展趋势。目前，国际上油页岩主体为高温原位转化开采，主要技术有SHELL的井下电加热原位改质技术(ICP)、Exxon Mobil的Electrofrac技术、AMSO的CCR原位改质技术、以及CHEVRON的CRUSH技术。这些技术除了CHEVRON的CRUSH技术处于室内研究阶段外，其余三项均进入了现场试验阶段。但这些技术地面供热能耗大，地下热传导效果差，作用距离短，井眼部署密集，完井工艺投资及地面供热成本极高，在油价80美元/桶以下无经济效益，难以大规模商业化推广。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的不足，提供一种利用超临界水氧化在地层原位氧化岩层中的有机物产生热能和加热岩层使有机物热解产生油气的富含有机物岩层超临界水氧化的原位转化系统及其富含有机物岩层超临界水氧化的原位转化方法，本发明的系统及方法可以实现非常规、难动用石油资源的高效、经济规模开采。

本发明的技术解决方案是所述富含有机物岩层超临界水氧化的原位转化系统，其特殊之处在于，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。

作为优选：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；