油页岩原位开采技术发展方向及趋势

通过对国内油页岩开发利用技术现状的研究,分析了制约我国油页岩大规模开发利用的主要问题,并针对我国优质油页岩资源埋藏深的特点,考虑到环境保护和可持续发展等问题,提出油页岩原位开采技术是未来我国油页岩开发技术的必然趋势,并对目前国内外各种油页岩原位开采技术进行了分析和对比,提出了我国油页岩原位开采技术研究的思路。

利用微波加热开采地下油页岩的技术

对目前国内外油页岩原位开采技术研究进行的分析表明,油页岩具有导热性差的特点。为了解决传统的热传导开采方法效率低、成本高的问题,提出了一种微波加热开采油页岩的新型技术。利用微波加热方式,电磁能直接作用于介质分子而转换成热能,其透射性能使物料内外介质同时受热,不需要热传导。在方案实施过程中,在油页岩层中钻羽状井并填入吸波介质,可大大改善油页岩的吸波能力,可以以较快的速度使页岩油的升温,并逐渐地将干酪根裂解转化为页岩油气。页岩油气会通过加热产生的裂缝运移到生产井,并被抽排到地面。

油页岩原位开采过程中孔隙度和渗透率变化数值模拟

油页岩原位开采技术是一种经济、环保的油页岩利用技术。在油页岩原位开采过程中,温度变化引起油页岩中干酪根的分解及黏土矿物的转化使油页岩的孔隙度和渗透率发生改变,而孔隙度和渗透率正是影响生成的烃类物质运移的重要因素。为了研究油页岩原位开采过程中孔隙度和渗透率的变化规律,参考吉林省松原地区油页岩原位开采的现场试验情况,以梅花状布井方式建立了三维模型,模拟了油页岩原位开采的注热、生烃、黏土矿物转化以及孔隙度和渗透率变化的过程。结果表明:油页岩原位开采过程中,油页岩的孔隙度和渗透率随生烃过程的进行呈现增大趋势,且增长速率先快后慢,注热1 000 d时,孔隙度增长了3. 37%,渗透率增长了0. 004 9×10^(-3)μm^2。油页岩的孔隙度随蒙脱石-伊利石的转化逐渐增大;蒙脱石-伊利石转化过程使油页岩的渗透率有所增大;注热1 000 d时,孔隙度增长了2. 14%,渗透率增长了0. 002 5×10^(-3)μm^2。

壳牌ICP技术现场试验

油页岩原位开采技术成为开发中深层油页岩的关键技术,目前,壳牌ICP技术是相对比较成熟的一种,并且开展了现场试验,本文着重试验场的地理位置、地质构造特征、地层构成、资源储量和ICP冷冻墙技术及加热工艺进行了阐述。

油页岩原位加热温度场测温误差的评价

基于有限体积方法,对当前国内研究程度较高的IFCD原位开采技术进行数值模拟,分析测温井系统误差的形成原因与机理,并重点阐述测温误差的影响程度及变化规律。研究表明:不同材料之间的物性差异会对局部温度场的分布产生干扰,并使得测量值显著偏离真值,偏离程度由加热时间和热源间距共同控制。模拟过程的平均相对误差为3. 15%,最大相对误差可达15%。随着加热时间的延长,测温误差呈现出先增大后减小的趋势,而随着热源间距的增加,测温误差则先降低后增加。