[发明专利]自热式地下干馏油页岩提取页岩油和高热值燃料气的方法

权利要求书

1.一种自热式地下干馏油页岩提取页岩油和高热值燃料气的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、钻数口注射井和生产井至目标油页岩层，并收集油页岩层中的水；

S2、使用空气分离机分离出空气中的富O₂气体和N₂并收集；

S3、将空气分离机分离获得的N₂预热至250-500℃后通过注射井注入到油页岩层进行预热，待注射井附近的油页岩预热到200-400℃后停止通入N₂；

S4、将空气分离机分离获得的富O₂气体和水蒸气按O₂/H₂O摩尔比为0.03-2.5的比例混合后通过注射井通入油页岩层对油页岩进行干馏，水蒸气和O₂与油页岩反应使油页岩温度上升，油页岩热解生成油气和固定碳，油气从生产井采收，部分固定碳同时与O₂反应放出干馏所需的热量，剩下的固定碳留在油页岩中；

S5、待油页岩热解生油阶段结束后，停止通入富O₂气体，继续通过生产井向油页岩层通入水蒸气，水蒸气与残留在油页岩中的固定碳发生气化反应，生成富含H₂、CO和CH₄的燃料气并从生产井采收；

S6、气化反应结束后，继续通过生产井向油页岩层通入水蒸气，水蒸气带走油页岩上的热量使油页岩温度降低，进而达到回收热岩石上显热的目的；

S7、重复步骤S4-S6，使得油页岩从注射井到生产井方向不断反应，直至所有的油页岩采收完毕；

S8、在地面分离和处理采出的油气，首先将其与水换热，先冷凝出页岩油并收油；剩下的气体产物继续与水换热将气体产物中的水蒸气冷凝为液态水；再除去剩下的气体产物中的CO₂，除去CO₂后得含H₂、CO和CH₄的燃料气。

2.根据权利要求1所述的自热式地下干馏油页岩提取页岩油和高热值燃料气的方法，其特征在于，所述步骤S2中，使用空气分离机分离出空气中的富O₂气体和N₂的具体过程为：使用空气分离机先将从空气中分离出N₂，然后使用空气分离机从空气中分离出富O₂气体。

3.根据权利要求1所述的自热式地下干馏油页岩提取页岩油和高热值燃料气的方法，其特征在于，所述步骤S8中，在地面分离和处理采出的油气与水换热冷凝出页岩油时，水蒸发为水蒸气，所用水主要为收集的油页岩层中的水，所述水蒸气用于步骤S4-S6。

4.根据权利要求1所述的自热式地下干馏油页岩提取页岩油和高热值燃料气的方法，其特征在于，所述步骤S8中，剩下的气体产物继续与水换热将气体产物中的水蒸气冷凝成的液态水循环用于在地面分离和处理采出的油气与水换热冷凝出页岩油。