[发明专利]地层加热提取油气系统及方法

说明书

公开了一种地层加热提取油气系统及方法。该系统可以包括多个加热井与多个生产井，其中：多个加热井以阵列形式设置，每列加热井的数量为N个，其中N为偶数；每列加热井中的相邻两个加热井通过水平井段连接，相邻两个加热井与水平井段通过U型管连接；多个生产井以阵列形式设置，且生产井设于两两相邻的四个加热井所形成的矩形区域的中心。本发明通过在目标层段内部设置水平井段，增加加热接触范围，显著提高富含有机质地层原位开采过程中的油气采收率，解决了单纯加热依靠地层能量采出油气油收率低的问题。

技术领域

本发明涉及富含有机质地层技术领域，更具体地，涉及一种地层加热提取油气系统及方法。

背景技术

自上世纪七八十年以来，国内外公司、研究机构和学者提出了多种富含有机质地层开采的方法如流体加热、辐射加热、燃烧加热等，Shell公司采用了电加热技术，通过进行大量的实验室和野外工作，证明采用井下电加热器进行地下加热能够采出油气，提出了ICP技术，并陆续开展了7次现场试验；IVE工艺是采用热的流体加热，需要建设输气管道，成本高昂，如果注入热蒸汽注入设备系统庞大，日常耗费高，地面将流体加热难度大，注入井下热损失大；ICP工艺加热方式简单，施工方便，加热温度可以调节，但由于富含有机质地层热传导系数较低，加热时间长，能量散失大，并且油气流出的驱动力完全依赖地层压力，最终采收率低，因此电加热的方法最终经济效益不尽人意未能进行商业推广；其他世界多家石油公司以及科研机构也开展了大量关于富含有机质地层原位开采的研究工作，但都停留在实验室研究和理念提出阶段。

目前较成熟的技术为电加热技术和流体加热技术。电加热依赖热传导加热地层，依赖地层热膨胀和有机质热解产生油气来产生压力差，油气压差下流向生产井而产出，因此驱替压差有限，没有外来能量补充，驱替能量小，最终采收率低，根据犹他大学得研究，单纯电加热依靠热膨胀产生的压差进行开采，其采收率约为20-30％。而气体加热以热对流和传导方式加热地层，加热面积大，加热效率高，且能够提供一定地层能量，但对于渗透率低的地层，在加热初期注入困难，该技术存在一定局限性。因此，有必要开发一种地层加热提取油气系统及方法。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种地层加热提取油气系统及方法，通过在目标层段内部设置水平井段，增加加热接触范围，显著提高富含有机质地层原位开采过程中的油气采收率，解决了单纯加热依靠地层能量采出油气油收率低的问题。

根据本发明的一方面，提出了一种地层加热提取油气系统，包括多个加热井与多个生产井，其中：所述多个加热井以阵列形式设置，每列加热井的数量为N个，其中N为偶数；每列加热井中的相邻两个加热井通过水平井段连接，相邻两个加热井与水平井段通过U型管连接；所述多个生产井以阵列形式设置，且所述生产井设于两两相邻的四个加热井所形成的矩形区域的中心。

优选地，所述加热井包括油管。

优选地，加热井还包括套管，环绕于所述油管的外侧。

优选地，所述加热井通过封隔器封隔所述油管与所述套管之间的环形空间。

优选地，还包括：电缆，位于所述油管的内部；接头，位于所述电缆的下端，连接所述电缆与加热器；所述加热器，位于加热目标层段内部。

优选地，所述水平井段内填充有导热颗粒。

优选地，所述油管设于所述目标层段的顶部，所述加热器设于所述油管内部。