油页岩电加热法原位干馏温度场分布的数值仿真

通过建立与实际相符合的热传导数学模型,并利用有限元分析的方法,进行了一系列不同角度的数值实验,数值模拟了油页岩的原位传导加热开采过程,获得了在油页岩的原位开采过程中所需的温度变化规律。并且在实验过程中,发现了电加热法的重大缺陷,即开采过程中整个系统的能耗较大,且油页岩层整体传热缓慢。笔者还为此寻找了几种改善此缺陷的方法,如提高注热井温度,交换加热井与采油井等方法,结果都不理想。故该技术的实用性较差,成本高,不适合推广使用。笔者在文中提出了一种更为合理的开采方法——对流加热法。

国内油页岩干馏技术现状与发展趋势

介绍了国内已应用及新近出现的抚顺式炉干馏、流化床干馏及脱碳工艺、对流加热油页岩开采油气、ATP干馏及ICP干馏等几种油页岩干馏技术的应用、试验情况和技术特点;对比了目前国内外应用于生产的7种干馏工艺;指出今后干馏技术发展方向应为低成本化、有利环保、技术综合化和工艺简单化,地下原位干馏将是未来发展的趋势。

“人造石油”与天然石油

运用油页岩干馏炼油工艺,使油页岩所含有的干酪根全部热解生成石油,这种石油称之为"人造石油"。在此基础上,欧洲有机化学家提出了干酪根热降解生油学说,奠定了"人造石油"的理论基础。"人造石油"的生产是有机化学反应过程,完全由人为操作控制完成。油页岩干馏分为地上干馏和地下原位干馏。天然石油是指烃源岩含有的干酪根在地下地质条件下热解生成的石油。如果烃源岩是在海相沉积环境中形成的,则生成的石油称之为海相石油;如果烃源岩是在陆相沉积环境中形成的,则生成的石油称之为陆相石油。不管是海相石油还是陆相石油,其沉积环境都是咸水或半咸水,其有机物主要来源也都是咸水、半咸水环境中发育的浮游藻类。用"人造石油"的理论干酪根热降解生油学说,去研究天然石油问题,是把有机化学和有机地球化学混为一谈,是错误的。美国古生代页岩油气之所以丰富,是由全球独一无二的地质条件决定的,中国不具备这种地质条件,因此中国的页岩油气并不丰富。

油页岩原位注蒸汽开采油气中试与多模式原位热采技术的适用性分析

油页岩是中国储量巨大的重要战略资源,也是国际公认的重要非常规石油资源。对油页岩进行地下原位干馏是目前实现其大规模工业开发的唯一可行技术方案。太原理工大学于2010年获得油页岩原位注蒸汽开采油气技术(MTI)的发明专利授权。基于MTI技术原理,对大尺寸油页岩试件实施原位注蒸汽开采油气的中试实验,并对多模式油页岩原位干馏技术的适用性进行分析。研究结果表明:(1)在实施油页岩原位多井水力压裂连通过程中,最高注水压力仅为地应力的41%,裂缝起裂扩展压力低。(2)蒸汽对流传热方式具备很高的传热效率,有机质热解迅速,蒸汽携带油气快速从生产井产出。同时,通过选择开启或关闭井组钻孔阀门的方式,实时调整蒸汽的流量和流向,灵活控制油页岩目标加热热解区域,实现了蒸汽的科学调配。(3)在油页岩原位注蒸汽正常运行过程中,蒸汽的注入压力仅约为自重应力的1/4,蒸汽锅炉长期低负载运行。(4)油页岩原位热解引发的地面沉降量很小,对地质环境危害小。(5)注汽热解区采出的含油率高达95%以上,总体原油采收率达到67.3%,充分证明利用MTI技术原位注蒸汽热解油页岩可达到较高的原油采收率。(6)所得油页岩油中轻质油品的占比达到72.51%;H;在热解气体中的比例占据绝对优势,体积含量高达68.87%。(7)注蒸汽热解区的顶、底板油页岩层热解不充分,裂隙发育不明显,成为良好的防渗隔热层。(8)MTI技术与其他油页岩原位热采技术相比,其在技术流程和经济性方面具有明显优势,具备广阔的商业开发应用前景。