油页岩技术 油页岩原位开采技术大总结

栏目:国际 2021-11-25 13:23:49
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第一节导言

油页岩是一种非常规油气资源,储量丰富,开发利用具有可行性,被列为21世纪石油的补充能源。油页岩又称油页岩,是一种灰分含量高、可燃烧有机物多的沉积岩,其含油量在3.5% ~ 30%之间。油页岩与煤燃烧的主要区别是灰分超过40%,热值大于4 kJ/kg。油页岩被广泛使用。油页岩可以通过干馏获得,可以冶炼成汽油、柴油等燃料产品。同时,油页岩也可以直接燃烧发电,燃烧后的灰渣经过二次加工后可以加工成建筑材料或道路路基。

世界上页岩油资源丰富,主要分布在北美、东欧和亚太地区。据美国能源信息署统计,全球页岩油总储量为3450亿桶,其中俄罗斯750亿桶,美国580亿桶,中国320亿桶。俄罗斯的页岩油储量几乎都包含在西西伯利亚巴热诺沃岩系的页岩油沉积物中。在1.24万亿桶的总储量中,即使不考虑经济效益,也只有6%可以开采。近年来,俄罗斯卢克石油公司、俄罗斯石油公司与美国埃克森美孚石油公司合作,俄罗斯天然气石油公司与壳牌公司合作,计划开始页岩油的实验开采。与俄罗斯不同,由于压裂和定向钻井技术的广泛应用,美国页岩油产量已达到石油总产量的30%。

第二节页岩油原地开采技术

1.电加热技术

埃克森美孚电动压裂技术

该技术是将一系列水平井铺设到油页岩储层,然后用水平井水力压裂储层,并用导电材料填充裂缝,形成一系列电加热装置。热量通过这种电加热的方式传递到油页岩储层,使有机物发生热解反应,热解产物将随渗流通道开采到地面。

壳牌公司的电子电感耦合等离子体技术

E-ICP技术在油页岩储层中以正六边形布置方式布置加热井,在正六边形中心设置生产井,如图2所示。工艺流程如下:首先建立冻结墙,防止地下水进入加热区,加热后造成油气泄漏;其次,用电加热器加热油页岩层。需要指出的是,电加热器为裸电极加热棒,具有耐高温硫化、耐低温电偶腐蚀和高蠕变温度性能。目前该技术正在进行现场试验,整个采暖期约为5年。

2.对流加热技术

Chevron CRUSH技术

CRUSH技术首先利用砾石技术将油页岩储层岩石破碎成不连续的岩块,然后通过压缩机向地层中注入过热蒸汽或超临界CO2进行加热,将油页岩热解成油气,由生产井收集。该技术的优点是可以提高油页岩储层的渗透率,增加储层之间的连通性,使油页岩储层的加热速度更快、更均匀。同时,通过对油页岩的层层破碎,可以有效开发利用油页岩资源。不幸的是,这项技术到目前为止还没有在实际领域进行测试。

美国页岩油公司的连续重整技术

该技术将热传导、热对流和回流结合起来开采油页岩。油页岩储层内设置2口水平井,上部为生产井,下部为加热井。通过强烈加热页岩盖层下的油页岩层,油页岩热解产生的页岩油和页岩气中的轻组分被加热并上浮,在生产井中冷凝,并流出地层。剩余的热量通过回流再次分散到储罐中。

3.射频加热技术

劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的射频技术

劳伦斯·利弗莫尔国家实验室提出了一种垂直组合射频加热油页岩的方法。射频由于穿透能力强,加热功率大,能有效克服油页岩导热慢的缺点,提高加热效率,加热过程容易控制。因此,这项技术受到了广泛关注。

雷神的射频/碳纤维技术

该技术利用射频和超临界CO2将储层中的油页岩加热至裂解温度,用CO2将裂解产生的油气驱替至生产井。产品中的CO2被分离、再压缩和加热到超临界油页岩储层。

与其他原地开采技术相比,油页岩储层需要连续加热3~5年才能开采,这种技术只需几个月就能生产油气。

第三节原地开采技术

世界各国原地采矿技术对比表

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