世界油页岩原位开采技术进展

《世界油页岩原位开采技术进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、世界油页岩原位开采技术1前言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，国内外许多大公司及研有壳牌公司的ICP技术进行了中等规模的工业性试验，尚未进入大规模商业化生产。我国具有丰富的油页岩资源，尤其是不能通过传统干馏技术开发的300m以深的资源占提供理论和技术究机构在这方面做了大量的研究，已初见成效，但大部分工艺仍处于实验室及小型试验阶段。目前只储备。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

2、及不凝气。地下干馏也称为原位很大的比例。为未来油页岩资源开发开采。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。2原位开采技术地下开采油页岩主要存在三个问题。第一，干酪根必须转化为成不适当的环境或经济的负担。现在油页岩原位开采技术达数十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；第二，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

3、；第三，干馏后的油页岩必须不会造种，本文只对一些具有代表性的技术进行阐述。原位开采中向地下油页岩引入热量的方式有很多种方法，若按照油页岩层受热方式可分为传导加热、对流加热、辐射加热三类工艺。2.1传导加热技术目前主要利用传导加热方式加热页岩层的技术主要有壳牌的ICP技术、美孚的ElectrofracTM技术和IEP公司的GFC技术。2.1.1壳牌的ICP技术从1980年，壳牌石油公司HoustonR&D研究中心开始研究ICP技术，申请了150多项专利，已经在美国马霍干尼进行了地下干馏中试试验。目前

4、壳牌的ICP技术是原位开采中最成熟的技术。2005年壳牌和吉林光正矿业有限责任公司开始联合开发吉林农安油页岩资源。图1壳牌ICP技术ICP开采的基本原理是通过热源井将热量引入地下的油页岩层，使油页岩中的固态有机质受热分解形成可在地层孔隙中流动的气、液态有机物，通过生产井将这些流体采集到地面。ICP工艺中主要有五类井：冷冻井、疏干井、监测井、热源井、生产井。冷冻井：向其中注入冷冻液，建立冷冻墙。疏干井：用来抽出冷冻墙内部的地下水，防止地下水浸入页岩层，减少地下干馏的能耗。监测井：用于监测地层温度和压

5、力、地下水的pH值、Eh值、水中微生物变化、裂缝尺寸等参数。热源井：用于给地下页岩提供热量。生产井：即采油井，将地层孔隙中流动的油气采集并输送到地面。ICP工艺主要包括以下部分：（1）建立冷冻墙为了阻止地下水流入油页岩开采区，该工艺利用了冷冻墙技术，即先在开采区周边钻一系列井，建立环形封闭管道系统，注入-45℃的冷流体，使周围的地下水冷冻，形成外围冷冻墙，保护周围地下水不受污染。建立冷冻墙之后，将开采区的地下水全部抽走，以减少加热过程中能量的消耗。（2）加热页岩层钻加热井，安装加热棒进行传导加热和

6、裂解油页岩，促使其内部的干酪根转化为高品质的油或气（3）采出干馏油气按照常规油气开采的方法，将地下干馏的高品质的油气采集到地面进行加工，生产石脑油、煤油等成品油（4）钻探监测井用来监测水文，地质，温度，压力和水质等参数该工艺的突出优点是：提高了资源开发利用效率；减少了开采过程中对生态环境的破坏，即少占地、无尾渣废料、无空气污染、少地下水污染及最大限度地减少有害副产品的产生。可开发厚度大于30m，基本不渗透且层内无可流动水，并且平均含油率与厚度乘积大于900的油页岩层。另外，该工艺也存在一些缺点：（

7、1）电加热工艺复杂，故障多，难排除；（2）加热元件及功率小，耗电多，波及面积小，成本高；（3）温度场呈球状分布，损失大；（4）油气迁移动力小，难以采出，导致回收率较低。据说，由于电加热能耗太大，在工业应用阶段，拟改用气体加热。2.1.2美孚的ElectrofracTM技术埃克森美孚自从1960年就进行油页岩地下干馏工艺的研究、开发。1990年通过对30多种工艺的调研，开发了ElectrofracTM工艺，进行了实验室和小规模的试验及数值模拟，试验结果令人满意，目前正在计划进行现场试验，使其商业化生

8、产。ElectrofracTM工艺先利用平行井对页岩层进行水力压裂，填充导电介质，形成加热单元。导电介质通过热传导把热量传递给页岩，使页岩内的干酪根热解产生油气。产生的油气通过采油井采到地面上来。同时，伴生矿--碳酸氢钠也遇热反应生成碳酸钠，用水抽提出来，作为副产品。图2美孚ElectrofracTM技术该工艺的特点：1.采用了压裂技术增加了页岩层的渗透性，提高了经济效益；2.生产副产品碳酸钠，可开采致密性油页岩资源；3.没有保护地下水，容易造成水污染；4.采用平面热源的线性导热方