技术领域
[0001] 本
发明涉及原位地下
油页岩开采方法领域。
背景技术
[0002] 油页岩是指
干酪根含量高，并可以
分馏出相当量石油的细粒
沉积岩，灰分的
质量分数大于40％，含油率在3.5％～30％之间的固体可燃有机物。油页岩和
煤的区别在于它的灰分质量分数大于40％。
[0003] 油页岩必须经加热才能从中释放出
烃类气体和液体，综观100多年来全球范围内对油页岩的开发，基本可以概括为以下几种途径：一、地面处理。地面处理包括：油页岩开采和
矿石准备；加
热分解生产油母；加工油母生产精炼原料及有用的化学药品等3个主要步骤，其中有“地下开采，地面干馏”和“地面开采，地面干馏”两种通用方法。对于前者，油页岩矿石被开采、运输到地面、
粉碎，然后在地面容器中加热来生产
燃料液体和气体；对于后者，油页岩矿石被露天开采，然后粉碎、干馏加工。处理后的矿渣在矿场或其他地方堆放。二、地下处理。在油页岩的天然沉积环境中加热油页岩资源，生产油母，从而最小化或消除开采环节及在地面的热分解。早期用来达到地下热分解
温度的热量来源于堆积油页岩矿石一端的燃烧，如今已转变思路，比如试图通过断裂岩层来促进油页岩中的热量传递和
流体流动，从而提高地下燃烧过程的热分解效率和采收率。三、混合型处理。先在地面加工近地表的油页岩资源，然后在开挖
岩石所形成的坑里缓慢加热进行地下开采。
[0004] 虽然全球在油页岩开采、加工、利用等许多重要方面取得了进步；但在提高
能量效率、减少能量需求，最小化用
水量、保护来自于地面处理和地下处理的地表水与
地下水，减少、使用和处理废弃的矿渣，开发
基础设施满足多种能量和矿藏资源的需求，降低
风险、缓解以及解决潜在的社会经济因素等方而的诸多问题依然存在。全球
能源短缺，开发油页岩这种替代品，势在必行。
[0005] 传统开采油页岩技术能耗高，经济效益低，对地下水污染严重，并且工艺流程复杂。
发明内容
[0006] 针对相关技术中存在的一个或多个问题，本发明的目的在于提供一种油页岩开采方法，其通过由进气管道端通过不同的管路通入含
氧气体(例如，氧气)和可燃气体，然后将其点燃后用管子输送至地下油页岩层，通过自热加外热的方式加热油页岩矿层，产生油气，以实现快速、大规模、经济合理地从油页岩矿层开采油气的目的。
[0007] 根据本发明，提供一种油页岩开采方法，所述方法包括：在所述油页岩中形成进气管道以及出气管道；在所述油页岩中形成连通所述进气管道与所述出气管道的
气化通道；由所述进气管道通过不同的管路分别将可燃气体与含氧气体送入所述油页岩层中，然后在有氧环境中将送入下面的可燃气体在输送可燃气体的管路的下端管口点燃，以对所述油页岩进行加热；以及通过出气管道回收所述油页岩中干酪根热分解后形成的油气混合产品。
[0008] 优选地，所述方法进一步包括：对所述气化通道加压以在所述油页岩中形成缝隙。
[0009] 优选地，所述方法进一步包括：从所述出气管道中排放的气体中分离出CO2，并将分离出的CO2通过独立的管道或环空管引入所述油页岩中，其中，所述环空管为设置在两个同心管道之间的管道部分。
[0010] 优选地，所述方法进一步包括：从所述出气管道中回收的油气混合产品中分离出可燃气体，并将所述可燃气体通过独立的管道或环空管引入所述油页岩中，其中，所述环空管为设置在两个同心管道之间的管道部分。所述可燃气体包括甲烷或丙烷或其结合。
[0011] 优选地，所述加压包括通过气体或液体为加压介质进行加压。
[0012] 优选地，加热所述油页岩还包括：通过独立的管道从外部向所述油页岩中引入可燃气体。其中，所述可燃气体包括甲烷、丙烷或其组合。
[0013] 优选地，通过在所述进气管道和所述出气管道之间进行水平钻孔或者充入高压气体或者加入水使所述出气管道和所述进气管道连通。
[0014] 优选地，所述含氧气体的含氧量大于20％，或者所述含氧气体为氧气。本发明通过一种简单、廉价、实用的工艺手段对油页岩矿层进行开采，并且环境友好。本发明的方法工艺简单，能耗低，并且可以将页岩层中的干酪根加热，从而更加经济合理地开采油页岩矿层得到油气产品。
附图说明
[0015] 本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对
实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0016] 图1是根据本发明实施例的油页岩地下开采的结构简图；以及
[0017] 图2是根据本发明实施例的油页岩开采方法的
流程图。
具体实施方式
[0018] 考虑到相关技术中存在的问题，本发明提供一种油页岩开采方法。下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。应理解，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0019] 本发明根据油页岩矿层勘探详情，通过钻井相关技术在合适的井间距上布置进气管道1(或称为
注入井)及排气管道3(或称为
生产井)(图2中所示的步骤S1)，如图1所示。再通过诸如水平定向钻打通进气管道1和排气管道3之间的油页岩层7形成预制气化通道5(步骤S2)，从而构建油页岩地下开采结构图，图1所示。根据本发明的一实施例，还可以通过向进气管道1通入高压气体来使得该进气管道1和排气管道3连通，从而形成气化通道。根据本发明的另一实施例，可以通过向进气通道1中灌入水，从而通过水压来打通进气通道1和排气通道3之间的油页岩层7，从而在进气通道1和排气通道3之间形成气化通道5。根据本发明的一实施例，进气通道1、排气通道3、以及气化通道5构建完成后，还可以进一步对气化通道加压，诸如，通过气体或者液体为加压介质对地下油页岩矿层7进行加压，从而在油页岩层中形成缝隙，使得油页岩层7松落，这样有助于后续操作中，对油页岩的加热。
[0020] 油页岩开采结构构建完成后，要先经过点火阶段。由进气管道1端通入含氧气体，例如，O2、含氧量大于20％的气体，然后将可燃气体点燃后用管子输送至地下油页岩层，或者在有氧环境中将送入下面的可燃气体在输送可燃气体的管路的下端管口点燃，通过外部气体的燃烧对该油页岩层进行加热，同时，也通过部分油页岩的燃烧来对油页岩本身进行加热，即，通过自热加外热的方式来加热油页岩层(步骤S3)，使其中的干酪根
热解形成油气混和产品。为了避免含氧气体与可燃气体混合后爆炸，分别通过独立的管道通入该含氧气体与可燃气体。进而通过排气通道3将地下气化炉中得到的油气混和产品抽到地表，经过分离等手段得到轻质油产品及煤气产品(步骤S4)。
[0021] 根据本发明，上述的可燃气体可以直接从外部通过独立的管道中加入，诸如甲烷、丙烷或其组合，当然，上述的可燃气体也可以是从油页岩热解的油气混合产品中分离出的甲烷、丙烷或其组合等烃类气体，并且，通过独立的管路或者环空管加入可燃气体，所谓的环空管为设置在两个同心管道之间的管道部分。
[0022] 根据发明的一实施例，从油页岩热解的油气混合产品中分离出来的CO2通过独立的管路或者环空管，回注入油页岩矿层7。例如，在进气管道1中设置有另一用于引入含氧气体的管道(图中未示出)，处于该进气管道1和该另一用于引入含氧气体的管道之间的部分为环空管，通过该环空管使得回注入油页岩矿层7的CO2气体与其它气体(诸如，含氧气体等)相分离。通过将CO2气体回注入油页岩矿层中，增加油页岩中含烃气体的产量，降低了油页岩析出的烯烃类气体在油页岩孔隙中的分压，有利于页岩气等含烃气体从油页岩中
解吸，提高油气采收率。
[0023] 根据本发明的另一实施例，从经由排气通道3得到的油气混合产品分离得到的可燃气体返回到地下油页岩矿层燃烧，为地下的加热提供燃料，加热油页岩矿层，使其中的干酪根热解形成油气混和产品。
[0024] 本发明通过钻井的手段在油页岩地下矿层中构建一定数量的进气/出气管道，通过加压压裂等方式在地下矿层中在进出管道之间形成气化通道，然后由进气管道端通入含氧气体，然后将其点燃后用管子输送至地下油页岩层，通过自热加外热的方式加热油页岩层，使其中的干酪根热解形成油气混和产品。进而从生产井中得到可能从油页岩矿层中生产出的焦油和/或其它产品，得到的可燃气体可以部分返回地下油页岩矿层燃烧供热，继续生产上述产品。从而本发明实现了快速、大规模、经济合理地从油页岩矿层开采油气的目的。
[0025] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、
修改、替换和变型，本发明的范围由所附
权利要求及其等同限定。
