一种油页岩对流原位开采循环加热系统的制作方法

本发明属于石油开采技术领域，具体涉及一种油页岩对流原位开采循环加热系统。

背景技术：

油页岩干馏分为地上干馏和地下干馏两种。虽然地上干馏技术成熟，但是由于工艺本身缺陷的问题，具有很多难以避免的缺点，例如：利用率低、高污染、规模小、成本高、馏炉产生的废渣数量极大，占用大量土地面积，不易回收利用等。

地下干馏指埋藏于地下的油页岩不经开采，直接在地下设法加热干馏，产出的油气被导出到地面上来，冷凝获得页岩油及不凝气。地下干馏也称为原位开采。原位开采不但不需要进行采矿和建设大型的尾气处理设施，而且可开发深层、高厚度的油页岩资源，具有产品质量好、采油率高、占地面积少和环保等优点。国内外许多大公司及研究机构在这方面做了大量的研究，已初见成效。我国300m以深的油页岩资源占有相当大的比例，根据传统油页岩干馏技术，尚不能进行开发。在能源日趋紧张的今天，我国有必要在完善传统的地面干馏工艺的基础上，着力发展原位开采技术，为未来油页岩资源开发提供理论和技术储备。

地下开采油页岩主要解决两个个问题：①干酪根必须转化为可流动的石油和天然气。需要在相当大的区域内供给足够的热量，以使高温分解在合理的时间内发生，从而完成该转化过程；②在包含干酪根、可能具有极低渗透性的油页岩中，必须增加渗透性。向地层引入热量的方式有很多种，按照油页岩层受热方式的不同，可分为传导加热、对流加热、辐射加热3类技术。

目前主要利用传导加热方式加热油页岩层的技术主要有壳牌石油公司的地下转化工艺技术(icp)、美孚石油公司的electrofractm技术和iep公司的gfc技术。传导加热速度较慢，容易造成大量热量损失，成本较高，且由于油页岩的热膨胀，致使部分裂缝闭合，降低了油页岩的渗透性，而产生的油气压力较低，导致油气回收率较低。

利用对流加热方式加热页岩层的技术主要有太原理工大学的对流加热技术、雪弗龙的crush技术和egl技术等。现有对流加热为直排式，热量从生产井井口直接排出，直排式对流加热油页岩速度较快，但不容易控制，由于流体压力的作用，裂缝一般不会闭合，油气的导出速度较快，但容易形成流体的短路即流体流速过快，不与油页岩充分换热就流出地层。热量损失大。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决直排式对流加热开采油页岩热量损失大的问题，而提供一种油页岩对流原位开采循环加热系统。

一种油页岩对流原位开采循环加热系统，它包括：生产井14、加热井11、第一斜井12、第二斜井13和燃烧器35，生产井14末端位于油页岩下覆地层03，加热井11、生产井14井口设有控制阀42，加热井11与第一斜井12在油页岩层02的中下部连通，第一斜井12向下斜倾，其末端与生产井14的末端相通；第二斜井13的一端在油页岩层02上部与加热井11相通，另一端向下倾斜，并与生产井14相通；

所述的燃烧器35的高温高压气体管5设在加热井11内，其管口设在第二斜井13开口的下方；

所述的加热井11和生产井14内与第二斜井13交汇处设有温度感应器；

所述的高温高压气体管5管口下方，加热井11内壁上设有喉管112；

所述的第二斜井13的直径小于第一斜井12直径；

所述的第一斜井12和第二斜井13的倾斜角度为15-65度；

所述的加热井11为六个，在生产井周围均匀排列；

所述的燃烧器35设在加热井11内，套风管31管口设在第二斜井13开口的下方，燃烧器的上方；高温高压气体管5设在燃烧器35下方；

所述的套风管31管口，设在加热井11的井口处，燃烧器35设在套风燃烧气体混合室23内，所述的套风燃烧气体混合室23为倒圆台形，顶端有若干个套风通孔232，上沿设有热敏彭胀套211；高温高压气体管5设在套风燃烧气体混合室23下端；所述的套风燃烧气体混合室23设在加热井11内，第二斜井13开口的上方；

所述的套风燃烧气体混合室23内设有圆台形分隔腔231，燃烧器35与套风管31管口通过分隔腔231内分开，分隔腔231上设有套风通孔232。

油页岩对流原位开采循环加热方法，它包括：关闭所有控制阀42，点燃加热井ⅰ1101的燃烧器35，高温高压气体管5在输送高温高压气体在第二斜井13开口的下方，高速喷射高温高压气体，第二斜井13回流，重新进入加热井11下段，循环加热；当达到一定压力时，生产井14及加热井11的控制阀42启、闭保持压力，部分气体循环加热，部分气体从控制阀42排出，

所述的生产井14、加热井ⅰ1101的控制阀42关闭，其它加热井的控制阀42启、闭保持压力；

所述的其它加热井中温度感应器检测到的温度最低的加热井控制阀42启、闭保持压力，其它的加热井控制阀42关闭；

熄灭加热井ⅰ1101的燃烧器35，点燃加热井ⅱ1102，重复以上步骤；以此类推。

本实用新型公开了一种油页岩对流原位开采循环加热系统，它包括：生产井14、加热井11和燃烧器35，生产井14末端位于油页岩下覆地层03，生产井14井口设有控制阀42，所述的加热井11分为加热井11、第一斜井12和第二斜井13，加热井11与第一斜井12在油页岩层02的中下部连通，第一斜井12向下斜倾，其末端与生产井14的末端相通；其末端与生产井14的末端相通；第二斜井13的一端在油页岩层02上部与加热井11相通，另一端向下倾斜，并与生产井14相通；燃烧器35、套风管31、高温高压气体管5管口设在加热井11内，高温高压气体管5的管口在第二斜井13开口的下方，在加热井11、第一斜井12、生产井14、第二斜井13内组成实现油页岩对流循环加热系统。

附图说明

图1一种油页岩对流原位开采循环加热系统的布局的立体示意图；

图2一种油页岩对流原位开采循环加热系统的第一种剖面立体示意图；

图3一种油页岩对流原位开采循环加热系统的第一种剖面放大立体示意图；

图4一种油页岩对流原位开采循环加热系统的第二种剖面立体示意图；

图5一种油页岩对流原位开采循环加热系统的第二种剖面放大立体示意图；

图6一种油页岩对流原位开采循环加热系统的第三种剖面立体示意图；

图7一种油页岩对流原位开采循环加热系统的第三种剖面放大立体示意图；

图8一种油页岩对流原位开采循环加热系统的套风燃烧气体混合室放大立体示意图；

图9一种油页岩对流原位开采循环加热系统的第四种剖面立体示意图；

图10一种油页岩对流原位开采循环加热系统的第四种剖面放大立体示意图；

图11一种油页岩对流原位开采循环加热系统的带热敏彭胀套的套风燃烧气体混合室的放大立体示意图；

图12一种油页岩对流原位开采循环加热系统的第五种剖面立体示意图；

图13一种油页岩对流原位开采循环加热系统的第五种剖面放大立体示意图；

图14是本发明一种油页岩对流原位开采循环加热系统的第六种剖面立体示意图；

图15一种油页岩对流原位开采循环加热系统的第六种剖面放大立体示意图。

图中：上覆地层01；油页岩层02；下覆地层03；

加热井11包括：加热井ⅰ1101、加热井ⅱ1102、加热井ⅲ1103、加热井ⅳ1104、加热井ⅴ1105、加热井ⅵ1106；

第一斜井12包括：第一斜井ⅱ1202、第一斜井ⅲ1203、第一斜井ⅳ1204、第一斜井ⅴ1205、第一斜井ⅵ1206；

第二斜井13包括：第二斜井ⅰ1301、第二斜井ⅱ1302、第二斜井ⅲ1303、第二斜井ⅳ1304、第二斜井ⅴ1305、第二斜井ⅵ1306。

具体实施方式：

实施例1一种油页岩对流原位开采循环加热系统

请参见图1至图3，一种油页岩对流原位开采循环加热系统，它包括：生产井14、加热井11、第一斜井12、第二斜井13和燃烧器35，生产井14末端位于油页岩下覆地层03，生产井14井口设有控制阀42，加热井11与第一斜井12在油页岩层02的中下部连通，第一斜井12向下斜倾，其末端与生产井14的末端相通；第二斜井13的一端在油页岩层02上部与加热井11相通，另一端向下倾斜，并与生产井14相通；

所述的燃烧器35设在地面，燃烧器35的高温高压气体管5设在加热井11内，高温高压气体管5管口设在第二斜井13开口的下方；

所述的加热井11和生产井14内与第二斜井13交汇处设有温度感应器；

所述的生产井上端还设有压力检测器41、采油管43；

所述的第二斜井13的直径小于第一斜井12直径；

所述的第一斜井12和第二斜井13的倾斜角度范围在15-65度。

实施例2一种油页岩对流原位开采循环加热系统

请参见图4和图5，一种油页岩对流原位开采循环加热系统，它包括：生产井14、加热井11、第一斜井12、第二斜井13和燃烧器35，生产井14末端位于油页岩下覆地层03，生产井14井口设有控制阀42，加热井11与第一斜井12在油页岩层02的中下部连通，第一斜井12向下斜倾，其末端与生产井14的末端相通；第二斜井13的一端在油页岩层02上部与加热井11相通，另一端向下倾斜，并与生产井14相通；

所述的加热井11设有套风管31、隔离套管34、燃烧器35、套风燃烧气体混合室23，可燃气体管和助燃气体管设在隔离套管34内，燃烧器35设在套风燃烧气体混合室23内，套风燃烧气体混合室23设有套风管口，套风燃烧气体混合室23下端设有高温高压气体管5；

所述的高温高压气体管5的管口在第二斜井13开口的下方；

所述的生产井上端还设有压力检测器41、采油管43；

所述的第二斜井13的直径小于第一斜井12直径；

所述的加热井11为六个，分别为加热井ⅰ1101、加热井ⅱ1102、加热井ⅲ1103、加热井ⅳ1104、加热井ⅴ1105、加热井ⅵ1106；以一个生产井14为中心，呈六边形阵列设置；两组以上六边形阵列开采时，六边形的公共边的共用加热井11中只设置一侧斜井。

实施例3一种油页岩对流原位开采循环加热系统

请参见图6至图8，一种油页岩对流原位开采循环加热系统，它包括：生产井14、加热井11、第一斜井12、第二斜井13和燃烧器35，生产井14末端位于油页岩下覆地层03，生产井14井口设有控制阀42，加热井11与第一斜井12在油页岩层02的中下部连通，第一斜井12向下斜倾，其末端与生产井14的末端相通；第二斜井13的一端在油页岩层02上部与加热井11相通，另一端向下倾斜，并与生产井14相通；

所述的加热井11设有套风管31、隔离套管34、燃烧器35、套风燃烧气体混合室23，可燃气体管和助燃气体管设在隔离套管34内，燃烧器35设在套风燃烧气体混合室23内，套风燃烧气体混合室23设有套风管口，套风燃烧气体混合室23下端设有高温高压气体管5；

所述的高温高压气体管5的管口在第二斜井13开口的下方；

所述的高温高压气体管5下方的加热井11内壁上还设有喉管112；

所述的套风燃烧气体混合室23为倒圆台形；

所述的套风燃烧气体混合室23内设有圆台形分隔腔231，燃烧器35与套风管31管口通过分隔腔231内分开，分隔腔231上设有套风通孔232；

所述的生产井上端还设有压力检测器41、采油管43；

所述的第二斜井13的直径小于第一斜井12直径；

所述的加热井11为六个，分别为加热井ⅰ1101、加热井ⅱ1102、加热井ⅲ1103、加热井ⅳ1104、加热井ⅴ1105、加热井ⅵ1106；以一个生产井14为中心，呈六边形阵列设置；两组以上六边形阵列开采时，六边形的公共边的共用加热井11中只设置一侧斜井。

实施例4一种油页岩对流原位开采循环加热系统

请参见图9至图11，一种油页岩对流原位开采循环加热系统，它包括：生产井14、加热井11、第一斜井12、第二斜井13和燃烧器35，生产井14末端位于油页岩下覆地层03，生产井14井口设有控制阀42，加热井11与第一斜井12在油页岩层02的中下部连通，第一斜井12向下斜倾，其末端与生产井14的末端相通；第二斜井13的一端在油页岩层02上部与加热井11相通，另一端向下倾斜，并与生产井14相通；

所述的加热井11设有套风管31、隔离套管34、燃烧器35、套风燃烧气体混合室23，可燃气体管和助燃气体管设在隔离套管34内，燃烧器35设在套风燃烧气体混合室23内，套风燃烧气体混合室23设有套风管口；套风燃烧气体混合室23设有若干个套风通孔232，上沿设有热敏彭胀套211；套风燃烧气体混合室23下端设有高温高压气体管5；

所述的高温高压气体管5的管口在第二斜井13开口的下方；

所述的套风燃烧气体混合室23为倒圆台形；

所述的高温高压气体管5下方的加热井11内壁上还设有喉管112；

所述的生产井上端还设有压力检测器41、采油管43；

所述的第二斜井13的直径小于第一斜井12直径；

所述的加热井11为六个，分别为加热井ⅰ1101、加热井ⅱ1102、加热井ⅲ1103、加热井ⅳ1104、加热井ⅴ1105、加热井ⅵ1106；以一个生产井14为中心，呈六边形阵列设置；两组以上六边形阵列开采时，六边形的公共边的共用加热井11中只设置一侧斜井。

实施例5一种油页岩对流原位开采循环加热系统

请参见图12至图14，一种油页岩对流原位开采循环加热系统，它包括：生产井14、加热井11、第一斜井12、第二斜井13和燃烧器35，生产井14末端位于油页岩下覆地层03，生产井14井口设有控制阀42，加热井11与第一斜井12在油页岩层02的中下部连通，第一斜井12向下斜倾，其末端与生产井14的末端相通；第二斜井13的一端在油页岩层02上部与加热井11相通，另一端向下倾斜，并与生产井14相通；

所述的加热井11设有套风管31、隔离套管34、燃烧器35、套风燃烧气体混合室23，可燃气体管和助燃气体管设在隔离套管34内，燃烧器35设在套风燃烧气体混合室23内，套风燃烧气体混合室23设有套风管口，套风燃烧气体混合室23下端设有高温高压气体管5；

所述的高温高压气体管5的管口在第二斜井13开口的下方；

所述的套风燃烧气体混合室23为倒圆台形；

所述的高温高压气体管5下方的加热井11内壁上还设有喉管112；

所述的套风燃烧气体混合室23内设有圆台形分隔腔231，燃烧器35与套风管31管口通过分隔腔231内分开，分隔腔231上设有套风通孔232；

所述的高温高压气体管5下方的加热井11内壁上还设有喉管112；

所述的加热井11上端还设有控制阀42；

所述的生产井上端还设有压力检测器41、采油管43；

所述的第二斜井13的直径小于第一斜井12直径；

所述的加热井11为六个，分别为加热井ⅰ1101、加热井ⅱ1102、加热井ⅲ1103、加热井ⅳ1104、加热井ⅴ1105、加热井ⅵ1106；以一个生产井14为中心，呈六边形阵列设置；两组以上六边形阵列开采时，六边形的公共边的共用加热井11中只设置一侧斜井。

实施例6一种油页岩对流原位开采循环加热系统

一种油页岩对流原位开采循环加热系统，它包括：生产井14、加热井11、第一斜井12、第二斜井13和燃烧器35，生产井14末端位于油页岩下覆地层03，生产井14井口设有控制阀42，加热井11与第一斜井12在油页岩层02的中下部连通，第一斜井12向下斜倾，其末端与生产井14的末端相通；第二斜井13的一端在油页岩层02上部与加热井11相通，另一端向下倾斜，并与生产井14相通；

所述的加热井11设有套风管31、隔离套管34，套风管31管口设在井口上，隔离套管34内设有可燃气体管32，可燃气体管32下端接有燃烧器35，燃烧器35的喷火嘴上设有套风燃烧气体混合室23，所述的套风燃烧气体混合室23为倒圆台形，设有若干个套风通孔232，上沿设有热敏彭胀套211；下部设有高温高压气体管5，高温高压气体管5的管口设在第二斜井13开口的下方；

所述的高温高压气体管5下方的加热井11内壁上还设有喉管112；

所述的加热井11上端还设有控制阀42；

所述的生产井上端还设有压力检测器41、采油管43；

所述的第二斜井13的直径小于第一斜井12直径；

所述的加热井11为六个，分别为加热井ⅰ1101、加热井ⅱ1102、加热井ⅲ1103、加热井ⅳ1104、加热井ⅴ1105、加热井ⅵ1106；以一个生产井14为中心，呈六边形阵列设置；两组以上六边形阵列开采时，六边形的公共边的共用加热井11中只设置一侧斜井。