本發(fā)明涉及頁巖油開采領(lǐng)域，特別涉及一種油頁巖地下原位噴射劈裂施工裝置及施工工藝。

背景技術(shù)：

目前世界頁巖油資源量約為4110億噸，相當(dāng)于目前世界已探明的原油和凝析油可采儲(chǔ)量的3倍，我國頁巖油資源量約為476億噸，相當(dāng)于傳統(tǒng)石油資源量的1.5倍，居世界第四位，現(xiàn)已查明頁巖油資源27億噸，僅占頁巖油資源的5.67％。因此，世界及我國的頁巖油資源豐富，為繼原油之后，頁巖油是最大的石油資源。

我國2011年對(duì)進(jìn)口石油的依賴度為55.2％，預(yù)計(jì)到2020年進(jìn)口石油的依賴度將達(dá)到60％。目前德國、法國等發(fā)達(dá)國家的戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備天數(shù)都達(dá)到90天以上，美國、日本的戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備天數(shù)達(dá)到150天以上，我國的戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備天數(shù)僅達(dá)到30天。因此，我國對(duì)石油的進(jìn)口依賴度很高，戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備天數(shù)很少，開發(fā)頁巖油迫在眉睫。

全世界都認(rèn)識(shí)到開發(fā)頁巖油的重要性，紛紛制定國家頁巖油開發(fā)計(jì)劃，對(duì)頁巖油開發(fā)技術(shù)投入了大量的人力、財(cái)力、物力。但其技術(shù)發(fā)展緩慢，不足以支撐頁巖油開發(fā)。目前頁巖油開發(fā)技術(shù)主要針對(duì)地下原位油頁巖整體加熱方式，使頁巖油裂解并進(jìn)入生產(chǎn)井中，再抽出頁巖油。由于對(duì)地下原位頁巖整體加熱，使頁巖油很難裂解，裂解的頁巖油進(jìn)入生產(chǎn)井的時(shí)間很長，根本不能進(jìn)行連續(xù)開采，就好像水井的中的水，流入一年，幾天就能抽干，不能形成開采條件和生產(chǎn)頁巖油規(guī)模。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種油頁巖地下原位噴射劈裂施工裝置及施工工藝，通過油頁巖地下原位粉碎式劈裂，使地下原位油頁巖全面形成粉狀顆粒，為頁巖油充分裂解提供環(huán)境，降低頁巖油開采成本，提高頁巖油出油率。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種油頁巖地下原位噴射劈裂施工裝置，包括漿液裝置、輸送裝置及噴射裝置，所述漿液裝置與輸送裝置連接，輸送裝置與噴射裝置連接；所述漿液裝置包括水箱、外加劑溶液箱、攪拌機(jī)以及漿液儲(chǔ)存桶，所述水箱以及外加劑溶液箱分別通過管路與攪拌機(jī)連接，攪拌機(jī)通過管路與漿液儲(chǔ)存桶連接；所述輸送裝置包括高壓注漿泵；所述噴射裝置包括噴射機(jī)具，所述噴射機(jī)具包括鉆機(jī)以及與鉆機(jī)相連的鉆桿，鉆桿內(nèi)部設(shè)有輸送劈裂漿液的漿液通道，所述鉆桿上開設(shè)有沿鉆桿縱向呈螺旋排列的噴嘴；所述漿液儲(chǔ)存桶通過管路與高壓注漿泵連接，高壓注漿泵通過管路與鉆桿內(nèi)部所設(shè)的漿液通道連接。

一種油頁巖地下原位噴射劈裂施工工藝，包括如下步驟：

1)漿液配制：將劈裂漿液外加劑與水按質(zhì)量比1:100的比例在外加劑溶液箱內(nèi)混合形成混合漿液，混合漿液與水箱中的水經(jīng)過攪拌機(jī)攪拌，流入漿液儲(chǔ)存桶內(nèi)進(jìn)行劈裂漿液儲(chǔ)存，當(dāng)噴射機(jī)具鉆進(jìn)及劈裂時(shí)，由高壓注漿泵將劈裂漿液送至噴射通道；

2)對(duì)油頁巖進(jìn)行地下原位微劈裂鉆進(jìn)：即采用噴射機(jī)具，邊鉆進(jìn)邊低壓噴射，自地表鉆進(jìn)油頁巖目的層底板；

3)采用旋噴劈裂，對(duì)油頁巖進(jìn)行地下原位高壓劈裂：即在油頁巖目的層底板處開始高壓旋噴劈裂，邊上提噴射機(jī)具，邊旋噴劈裂油頁巖層，直至旋噴到油頁巖目的層上頂板，對(duì)單點(diǎn)旋噴劈裂結(jié)束；

4)復(fù)劈裂：重復(fù)步驟2)和步驟3)，直至油頁巖目的層劈裂成符合要求尺寸的塊狀；

5)再進(jìn)行下一個(gè)單點(diǎn)旋噴劈裂：重復(fù)步驟2)、步驟3)、步驟4)；

6)各個(gè)單點(diǎn)劈裂范圍相互疊加，使開采區(qū)整個(gè)油頁巖目的層均勻劈裂成小塊狀或粉狀，以便有利于后續(xù)工序的熱能滲透其中，達(dá)到充分加熱裂解油頁巖目的。

較佳地，所述劈裂漿液外加劑是油頁巖電解質(zhì)外加劑。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明實(shí)施例中，提供一種油頁巖地下原位噴射劈裂施工裝置及施工工藝，能夠使地下原位油頁巖全面形成粉狀顆粒，為油頁巖全面加熱裂解提供條件，通過對(duì)地下原位油頁巖劈裂，再裂解的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了油頁巖地下原位粉碎性劈裂，能夠使地下原位油頁巖充分裂解，形成可開采的頁巖油流體。本發(fā)明通過油頁巖地下原位粉碎式劈裂，使地下原位油頁巖全面形成粉狀顆粒，為油頁巖充分裂解提供環(huán)境，降低了油頁巖開采成本，提高了油頁巖出油率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的油頁巖地下原位噴射劈裂裝置及工藝技術(shù)示意圖。

圖2為本發(fā)明的油頁巖地下原位噴射劈裂裝置示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式的限制。

參見圖1及圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種油頁巖地下原位噴射劈裂施工裝置及施工工藝，其油頁巖地下原位噴射劈裂施工裝置包括漿液裝置、輸送裝置及噴射裝置，所述漿液裝置與輸送裝置連接，輸送裝置與噴射裝置連接；所述漿液裝置包括水箱1、外加劑溶液箱2、攪拌機(jī)3以及漿液儲(chǔ)存桶4，所述水箱1以及外加劑溶液箱2分別通過管路與攪拌機(jī)3連接，攪拌機(jī)3通過管路與漿液儲(chǔ)存桶4連接；所述輸送裝置包括高壓注漿泵5；所述噴射裝置包括噴射機(jī)具，所述噴射機(jī)具包括鉆機(jī)6以及與鉆機(jī)相連的鉆桿7，鉆桿7內(nèi)部設(shè)有輸送劈裂漿液的漿液通道，所述鉆桿7上開設(shè)有沿鉆桿縱向呈螺旋排列的噴嘴；所述漿液儲(chǔ)存桶4通過管路與高壓注漿泵5連接，高壓注漿泵5通過管路與鉆桿7內(nèi)部所設(shè)的漿液通道連接。

本發(fā)明的油頁巖地下原位噴射劈裂施工工藝，包括如下步驟：

1)漿液配制：將劈裂漿液外加劑與水按質(zhì)量比1:100的比例在外加劑溶液箱內(nèi)混合形成混合漿液，混合漿液與水箱中的水經(jīng)過攪拌機(jī)攪拌，流入漿液儲(chǔ)存桶內(nèi)進(jìn)行劈裂漿液儲(chǔ)存，當(dāng)噴射機(jī)具鉆進(jìn)及劈裂時(shí)，由高壓注漿泵將劈裂漿液送至噴射通道；

2)對(duì)油頁巖進(jìn)行地下原位微劈裂鉆進(jìn)：即采用噴射機(jī)具，邊鉆進(jìn)邊低壓噴射，自地表鉆進(jìn)油頁巖目的層底板；

3)采用旋噴劈裂，對(duì)油頁巖進(jìn)行地下原位高壓劈裂：即在油頁巖目的層底板處開始高壓旋噴劈裂，邊上提噴射機(jī)具，邊旋噴劈裂油頁巖層，直至旋噴到油頁巖目的層上頂板，對(duì)單點(diǎn)旋噴劈裂結(jié)束；

4)復(fù)劈裂：重復(fù)步驟2)和步驟3)，直至油頁巖目的層劈裂成符合要求尺寸的塊狀；

5)再進(jìn)行下一個(gè)單點(diǎn)旋噴劈裂：重復(fù)步驟2)、步驟3)、步驟4)；

6)各個(gè)單點(diǎn)劈裂范圍相互疊加，使開采區(qū)整個(gè)油頁巖目的層均勻劈裂成小塊狀或粉狀，以便有利于后續(xù)工序的熱能滲透其中，達(dá)到充分加熱裂解油頁巖目的。

進(jìn)一步地，所述劈裂漿液外加劑是油頁巖電解質(zhì)外加劑。

綜上，本發(fā)明采用油頁巖地下原位噴射劈裂施工裝置，對(duì)地下原位油頁巖進(jìn)行高壓空氣和高壓水旋轉(zhuǎn)高壓射流噴射，使油頁巖變成小塊團(tuán)狀，為裂解油頁巖提供有利條件，即采用噴射機(jī)具，自地表鉆進(jìn)油頁巖目的層底板，在底板處開始旋噴劈裂，邊上提機(jī)具，邊旋噴劈裂油頁巖層，直至旋噴到油頁巖目的層上頂板，單點(diǎn)旋噴劈裂結(jié)束。再進(jìn)行下一個(gè)點(diǎn)的旋噴劈裂，直至將設(shè)計(jì)點(diǎn)位的所有點(diǎn)旋噴劈裂完畢。各個(gè)劈裂點(diǎn)，劈裂范圍相互疊加，使整個(gè)油頁巖目的層均勻劈裂成小塊狀或粉狀，有利于熱能滲透其中，達(dá)到充分加熱裂解油頁巖目的，油頁巖地下原位劈裂詳見圖1所示。

因此，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種油頁巖地下原位噴射劈裂施工裝置及施工工藝，能夠使地下原位油頁巖全面形成粉狀顆粒，為油頁巖全面加熱裂解提供條件，通過對(duì)地下原位油頁巖劈裂，再裂解的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了油頁巖地下原位粉碎性劈裂，能夠使地下原位油頁巖充分裂解，形成可開采的頁巖油流體。本發(fā)明通過油頁巖地下原位粉碎式劈裂，使地下原位油頁巖全面形成粉狀顆粒，為油頁巖充分裂解提供環(huán)境，降低了油頁巖開采成本，提高了油頁巖出油率。

以上公開的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是，本發(fā)明實(shí)施例并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。