专利名称：开采深层油页岩制取页岩油和油页岩气的方法
技术领域：
本发明涉及一种开采深层油页岩制取页岩油和油页岩气的技术，具体的是一种油页岩、页岩气开采地下热能开采技术，进行埋深100-3000米立井水平井高压注富氧和电热偶高温联合技术，实现油页岩、页岩气地下开采，油页岩、页岩气采用立井水平井高压注富氧和电热偶高温联合技术。
背景技术：
目前开采主要有两方面①干馏制取页岩油，进一步加工成轻质油品以及多种化工产品；②直接用作锅炉燃料，产生蒸汽，并进一步用于发电。油页岩干馏和燃烧后的页岩灰可用于生产水泥等建筑材料。工艺比较落后，井下开采有竖井、水平坑道采矿两种方式， 适合于埋藏较深的矿床。直接开采是较原始的开采方式，局限性比较大，对生态环境的破坏也十分严重，主要表现在三个方面一、是生态及水质破坏严重。无论是露天采矿还是井下采矿，都需要把地下水位降低到含油页岩层的层位以下，开采1立方米油页岩，一般需要抽出25立方米的地下水；采矿水极大地增加了地表水、地下水中硫酸盐的含量。在巴西，油页岩采矿长期破坏着矿山及其附近的生态平衡和水位水质的稳定。二、是灰渣污染严重。通过直接开采得到的油页岩用于提炼页岩油或直接燃烧，产生大量灰渣，如果不回收利用则不仅会造成空气污染，且废弃灰渣占地面积大，其中金属元素和微量元素渗入地下水体，危害人们生产生活。三、是直接开采占地较多，一旦开垦就无法完全修复。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提出一种开采深层油页岩制取页岩油和油页岩气的方法。本方法采用将油页岩在地下通过加热、大规模压裂，使油页岩产生气体运动通道，并通过注气、注富氧及电加热和可控燃烧将油页岩在地下点燃，使油页岩中发生催化裂解和燃烧裂解，碳氢化合物伴气体采出，就可以得到页岩油和油页岩气。开采深层油页岩制取页岩油和油页岩气的方法，其特征是包括以下步骤a、首先在远离水层、断裂带、深部在100米-3000米的油页岩层钻三口水平井，两口采气水平井位置分别在油页岩层的底部、一口高压注气井位于上部倾角40°，井距为30 米；两口采气立井，采用先进完井技术；b、利用水平井进行大规模压裂，由于油页岩的储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征，气流的阻力大，所有的井都需要实施储层压裂改造才能开采出来，使地层形成不规则缝隙，形成井与井之间联通，为下一步注气工作形成气体通道；C、在高部位高压注入280°C热蒸汽，使地层温度提升，当地温达到220°C以上后， 高压注气和电热偶高温后催化裂解，使矿层温度提升到600°C。d、当注入蒸汽加热页岩层，注入一定注气量燃烧裂解，达到600°C以上时，直接改注富氧，既产生高温强氧化效应；在燃烧氧化过程中温度快速升高，温度升高到120°C时表面水分蒸发完毕，温度升到150°C _180°C时放出页岩内部吸附气体，温度超过180°C时页岩中有机质开始分解出水分、二氧化碳及硫化氢等气体；页岩继续升温达到600°C时甚至更高至800°C，油页岩中焦油成分基本释放完毕；e、立井、水平井采气井开采出高压混合气体净化分离后，可获得10%油燃料物质、 20%氢气、10%甲烷、30% —氧化碳，根据产品需求，进一步深加工。本发明采用将油页岩在地下通过加热、大规模压裂，使油页岩产生气体运动通道， 并通过注气、注富氧及电加热和可控燃烧将油页岩在地下点燃，使油页岩中发生催化裂解和燃烧裂解，碳氢化合物伴气体采出，就可以得到页岩油和油页岩气，一般来说，1吨油页岩可提炼出38至378公升页岩油，页岩油加氢裂解精制后，可获得汽油、煤油、柴油、石蜡、石焦油等多种化工产品，能够产生较高的经济价值。
图1是本发明的结构示意图；1-油页岩层、2-采气站、3-注气站。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明实施例参见附图1，开采深层油页岩制取页岩油和油页岩气的方法，其特征是包括以下步骤a、首先在远离水层、断裂带、深部在100米-3000米的油页岩层钻三口水平井，两口采气水平井位置分别在油页岩层的底部、一口高压注气井位于上部倾角40°，井距为30 米；两口采气立井，采用先进完井技术；b、利用水平井进行大规模压裂，由于油页岩的储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征，气流的阻力大，所有的井都需要实施储层压裂改造才能开采出来，使地层形成不规则缝隙，形成井与井之间联通，为下一步注气工作形成气体通道；C、在高部位高压注入280°C热蒸汽，使地层温度提升，当地温达到220°C以上后， 高压注气和电热偶高温后催化裂解，使矿层温度提升到600°C。d、当注入蒸汽加热页岩层，注入一定注气量燃烧裂解，达到600°C以上时，直接改注富氧，既产生高温强氧化效应；在燃烧氧化过程中温度快速升高，温度升高到120°C时表面水分蒸发完毕，温度升到150°C _180°C时放出页岩内部吸附气体，温度超过180°C时页岩中有机质开始分解出水分、二氧化碳及硫化氢等气体；页岩继续升温达到600°C时甚至更高至800°C，油页岩中焦油成分基本释放完毕；e、立井、水平井采气井开采出高压混合气体净化分离后，可获得10%油燃料物质、 20%氢气、10%甲烷、30% —氧化碳，根据产品需求，进一步深加工。
权利要求
1. 一种开采深层油页岩制取页岩油和油页岩气的方法，其特征是包括以下步骤a、首先在远离水层、断裂带、深部在100米-3000米的油页岩层钻三口水平井，两口采气水平井位置分别在油页岩层的底部、一口高压注气井位于上部倾角40°，井距为30米； 两口采气立井，采用先进完井技术；b、利用水平井进行大规模压裂，由于油页岩的储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征， 气流的阻力大，所有的井都需要实施储层压裂改造才能开采出来，使地层形成不规则缝隙， 形成井与井之间联通，为下一步注气工作形成气体通道；c、在高部位高压注入280°C热蒸汽，使地层温度提升，当地温达到220°C以上后，高压注气和电热偶高温后催化裂解，使矿层温度提升到600°C。d、当注入蒸汽加热页岩层，注入一定注气量燃烧裂解，达到600°C以上时，直接改注富氧，既产生高温强氧化效应；在燃烧氧化过程中温度快速升高，温度升高到120°C时表面水分蒸发完毕，温度升到 1500C _180°C时放出页岩内部吸附气体，温度超过180°C时页岩中有机质开始分解出水分、二氧化碳及硫化氢等气体；页岩继续升温达到 600°C时甚至更高至800°C，油页岩中焦油成分基本释放完毕；e、立井、水平井采气井开采出高压混合气体净化分离后，可获得10%油燃料物质、20% 氢气、10%甲烷、30% —氧化碳，根据产品需求，进一步深加工。
全文摘要
本发明涉及一种开采深层油页岩制取页岩油和油页岩气的方法，a、首先在远离水层、断裂带、深部在100米-3000米的油页岩层钻三口水平井，两口采气水平井位置分别在油页岩层的底部、一口高压注气井位于上部倾角40°，井距为30米；两口采气立井，采用先进完井技术；b、利用水平井进行大规模压裂，由于油页岩的储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征。本发明采用将油页岩在地下通过加热、大规模压裂，使油页岩产生气体运动通道，并通过注气、注富氧及电加热和可控燃烧将油页岩在地下点燃，使油页岩中发生催化裂解和燃烧裂解，碳氢化合物伴气体采出，就可以得到页岩油和油页岩气。
文档编号E21B43/241GK102444397SQ201110324128
公开日2012年5月9日 申请日期2011年10月24日 优先权日2011年10月24日
发明者刘仁辉, 洪嵘, 邓晓亮 申请人:国鼎(大连)投资有限公司