原位熱采油頁巖井固技術(shù)研究

1、原位熱采油原位熱采油頁巖頁巖井固技術(shù)井固技術(shù)研究研究太原太原理工大學理工大學 采礦工藝采礦工藝研究所研究所姚振東姚振東導師：楊棟導師：楊棟2015.4.162015.4.16目錄 l選題的背景l(fā)選題的目的與意義l研究內(nèi)容l參考文獻選題背景 隨著國際油價的飆升及在全球能源需求不斷增長的今天，石油資源短缺已是制約全球經(jīng)濟發(fā)展的重大難題，開發(fā)石油及替代品是各國能源開發(fā)研究的主要課題，開發(fā)油頁巖礦藏的時機已經(jīng)到來。油頁巖油氣作為一種重要的石油補充和替代能源，以其巨大的儲量、豐富的綜合利用層次，引起了全世界的關(guān)注。我國已探明的油田絕大多數(shù)進入老井后期挖潛階段，未來原油產(chǎn)量難以增加，能源的供需矛盾日益突出

2、。因此，立足國內(nèi)，尋求油頁巖的有效開發(fā)與經(jīng)濟利用的途徑，對于緩解我國石 油供需矛盾,具有重大的現(xiàn)實意義。 迄今為止，全球幾乎所有從油頁巖中提煉出的石油都是通過地表干餾，一般采用 房柱法采煤技術(shù)通過露天采礦或地下采礦開采油頁巖，然后把采出的礦石輸送到干餾爐中，通過加熱使其中的干酪根轉(zhuǎn)化成石油和天然氣，并將烴類餾分與礦物餾分分開。這種技已有 200 多年歷史，技術(shù)相對成熟，加熱周期短，可以進行商業(yè)化開采。但這種技術(shù)也有較大的局限性：（1）占地多；（2）干餾后的殘渣需要進行處理，浪費水資源，據(jù)統(tǒng)計每生產(chǎn)出 1 桶油估計需要消耗 25 桶水（3）二氧化碳排放量大，對空氣造成污染；（4）同時需要對采礦區(qū)

3、進行回填，否則容易造成地層塌陷；（5）對埋藏較深（大于400m）的油頁巖資源無法用該技術(shù)進行開采。 原位開采是指通過對油頁巖儲層進行高溫加熱，將油頁巖中的固體干酪根轉(zhuǎn)換為液態(tài)烴，再通過傳統(tǒng)的石油天然氣鉆井采油工藝將液態(tài)烴從地下開采出來的方法。自 20 世紀 80 年代開始，國外許多石油公司開始研究和發(fā)展了油頁巖原位開采技術(shù)。根據(jù)加熱方式不同，主要分為電加熱、流體對流加熱、輻射加熱和燃燒加熱。選題目的與意義 無論采取何種原位開采方法，其首先要克服的問題是固井問題，不同于傳統(tǒng)固井條件，油頁巖原位熱采井要面臨高達500以上的高溫環(huán)境，這對于套管和水泥的選擇都是一個亟待解決的問題。關(guān)于高溫井固的研究，

4、國內(nèi)僅限于稠油熱采井和地熱井的井固技術(shù)，其溫度只有300度左右，遠不能達到熱采油頁巖的要求。井固問題關(guān)系到原位熱采油頁巖技術(shù)的商業(yè)化大規(guī)模應用。只有解決了這個問題，頁巖油井才能長期有效的運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)其經(jīng)濟價值。研究內(nèi)容 固井工程主要涉及套管和水泥漿兩個方面的內(nèi)容。我選取水泥方面作為研究對象。為了滿足熱采油頁巖的需求，必須配制出能夠適應高溫固井環(huán)境，且便于現(xiàn)場施工操作和養(yǎng)護，經(jīng)濟的水泥漿體系。借鑒稠油熱采井的固井經(jīng)驗已經(jīng)水泥方面的知識，決定以鋁酸鹽水泥作為基體，尋找合適的外加劑，通過反復試驗來測試其固井性能，以達到施工要求。 鋁酸鹽水泥裝基本的常規(guī)性能,如密度、流動度、流變性、稠化時間、抗壓強度、濾失量等,按照油井水泥試驗國家標準gb/t19139-2003油井水泥及其試驗方法進行評價。而且我們要著重測試其高溫下的強度，這是實驗的關(guān)鍵。 水泥漿的制備和養(yǎng)護均按照api規(guī)范和參照api標準制定的國家標準gb/t19139-2003油井水泥及其試驗方法進行。參考文獻中國油頁巖原位開采可行性初探_李雋油頁巖原位開采技術(shù)發(fā)展方向及趨勢_方朝合油頁巖熱解特性及原位