[发明专利]一种利用空气氧化热破裂提高页岩油采收率的方法

说明书

本发明提供了一种利用空气氧化热破裂提高页岩油采收率的方法，包括以下步骤：将空气通过注入井注入至页岩油藏，页岩地层热破裂，页岩油导流至生产井，采收得到页岩油；所述页岩油藏包括富含有机物的油藏，所述有机物包括干酪根；所述空气的注入量与所述注入井和生产井之间的地层孔隙体积相当。本发明将空气通过注入井注入至页岩油藏，空气和页岩中的页岩油、干酪根等有机物反生空气氧化反应生热甚至燃烧，页岩地层温度升高而热破裂，页岩的导流能力得以大幅度提高，页岩油导流至生产井，采集得到页岩油。结果表明本发明提供的方法页岩油的采收率达到80％以上。

技术领域

本发明涉及采集页岩油技术领域，尤其涉及一种利用空气氧化热破裂提高页岩油采收率的方法。

背景技术

页岩油是指以页岩为主的页岩层系中所含的石油资源，其中包括泥页岩孔隙和裂缝中的石油，也包括泥页岩层系中的致密碳酸岩或碎屑岩邻层和夹层中的石油资源。

注空气提高采收率技术始于稠油油藏的开发。通过自燃或人工点燃的方式，储层内的原油得以燃烧，而且主要燃料是原油中的重组分。继而可以升高油层温度，降低原油粘度，实现提高稠油采收率的目的。后来，空气驱技术被引入到轻质油藏的开发中旨在提高其采收率。在美国Williston盆地轻质油田，成功地开展空气驱的工业化应用(Erickson etal.,1993)。采用空气驱开采后，虽然没有测量井下油藏温度，但生产井的产量中含有超过12％CO₂。Kumar等(2007)指出，在West Buffalo Red River区，有一半以上采出油归功于注空气的热效应。许多生产井的气油比没有像常规气驱那样呈指数型增高，而且显微照片显示有燃烧迹象(Gutierrez等，2008)。这些迹象均表明注气开发过程中有自燃的发生，燃烧可持续，而且油藏拥用足够的导流能力(Turta,2013)。早在1956年，在美国加州SouthBeleidge油田就进行了注空气的矿场试验。油藏最初的温度仅为30.6℃，原油地下粘度为2700cP(Gates and Ramey,1958)，但是注空气3个月后，没有任何点火措施，观测井的井温达到538℃，这充分说明自燃发生了。Fassihi等(2016)报道了在Holt Sand Unit空气驱的现场测试结果。他们在注入高压空气的前后对油藏进行了岩心的取样观察；利用热电偶技术实时监测了油藏温度；而且应用了3D声波地震勘探等方法，他们观察到燃烧前沿在轻质油藏中以条状呈现，且燃烧的温度最高达到了230℃，比油藏原始温度提升了近200℃。

Huang等(2016a,2016b),Zhang and Sheng(2016,2017),and Huang and Sheng(2017a-c)利用热重分析实验与差式扫描热量分析等方法对页岩油样进行了分析。实验结果表明，Wolfcamp的页岩油与轻质原油具有类似的物化性质以及放热特征，在大气压条件下，Wolfcamp页岩油在300℃才能表现出放热的特征。Huang等(2016a,2016b),and Huangand Sheng(2016c)也对页岩的催化性能进行了研究，研究结果表明，由于黏土矿化物对氧化反应的催化作用，添加页岩屑在原油之后，其氧化反应速率得到提高，放热的量也得到增强。从而表明页岩里所含的黏土矿物能够提供较好的促进原油氧化反应的条件。

由于页岩渗透率极低，利用水裂压裂技术的采油速度递减很快，采出程度很低(小于10％)为了提高页岩油藏的采收率，亟待需要开发一种新的方式采收页岩油，来丰富石油资源。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用空气氧化热破裂提高页岩油采收率的方法，该方法具有较高的采收率。

本发明提供了一种利用空气氧化热破裂提高页岩油采收率的方法，包括以下步骤：

将空气通过注入井注入至页岩油藏，页岩地层热破裂，页岩油导流至生产井，采收得到页岩油；所述页岩油藏包括富含有机物的油藏，所述有机物包括干酪根；

所述空气的注入量与所述注入井和生产井之间的地层孔隙体积相当。