頁(yè)巖氣增產(chǎn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及頁(yè)巖氣開采技術(shù)，具體涉及頁(yè)巖氣增產(chǎn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]頁(yè)巖氣是賦存于暗色泥頁(yè)巖層或高碳泥頁(yè)巖層中的天然氣，它可以生成于有機(jī)成因的各種各個(gè)階段，天然氣一部分以游離相態(tài)(大約50%)存在于頁(yè)巖層裂縫、頁(yè)巖層孔隙及其它儲(chǔ)集空間，另一部分以吸附狀態(tài)(大約50% )存在于干酪根、粘土顆粒及粘土孔隙表面。頁(yè)巖氣是寶貴的資源、優(yōu)質(zhì)的能源和化工原料，可作為常規(guī)天然氣的接替能源或補(bǔ)充能源。
[0003]現(xiàn)有頁(yè)巖氣開米的主要是依靠其自身解吸，米氣一段時(shí)間后，頁(yè)巖氣的產(chǎn)量急劇降低，頁(yè)巖氣開采的效果不理想，產(chǎn)量低、產(chǎn)量不穩(wěn)定，不能達(dá)到工業(yè)開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。頁(yè)巖氣開采產(chǎn)氣量低的原因主要是:與常規(guī)天然氣相比，頁(yè)巖氣的儲(chǔ)存方式以吸附為主、儲(chǔ)層能量低(壓力低)、滲透性差，頁(yè)巖氣的產(chǎn)出過(guò)程是先解吸，然后在孔隙介質(zhì)中滲流。僅依靠自身解吸較難獲得很高的產(chǎn)氣量和采收率，必須尋找和研究提高開采速度(或日產(chǎn)氣量)和采收率的新方法。
[0004]為了提高頁(yè)巖氣的采收率，可在頁(yè)巖氣開產(chǎn)量低于工業(yè)開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)(單井1000米3/日)時(shí)，采取增產(chǎn)措施?，F(xiàn)有的增產(chǎn)措施主要采用水力壓裂進(jìn)行儲(chǔ)層改造。其原理是通過(guò)地面栗車將壓裂液栗入到井底，高壓壓裂液在頁(yè)巖氣儲(chǔ)層內(nèi)壓裂出一條或多條裂縫，從而為頁(yè)巖氣的滲流提供更多的通道。這種方法雖然增加了滲流通道，使部分解吸的頁(yè)巖氣流出，但沒(méi)有從根本上加速吸附態(tài)頁(yè)巖氣的解吸，增產(chǎn)效果有限。這種頁(yè)巖氣增產(chǎn)的設(shè)備投資大、運(yùn)行費(fèi)用高，也限制了其廣泛應(yīng)用。
[0005]此外，還有一種針對(duì)頁(yè)巖氣的增產(chǎn)方法:C02吸附法，該方法是利用C02具有比甲烷(CH4)高的吸附性，向頁(yè)巖層注入C02，排擠甲烷或改變其吸附特性。這種方法還必須適當(dāng)?shù)亟祲?，在降壓過(guò)程中CH4解吸，C02具有強(qiáng)吸附性而占據(jù)CH4的位置，從而使CH4保持游離狀態(tài)。具體過(guò)程是:生產(chǎn)井開井降壓，注入井注入C02，降壓后CH4解吸為游離狀態(tài)，C02吸附。然后增加注入壓力，CH4沿頁(yè)巖層孔隙流動(dòng)從氣井產(chǎn)出。按照上述方法生產(chǎn)一段時(shí)間后，再次降壓，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)的注入和產(chǎn)出。但由于降壓過(guò)程在生產(chǎn)井，而C02是在注入井注入，導(dǎo)致CH4與C02的競(jìng)爭(zhēng)可能不同時(shí)發(fā)生，另外由于升壓與降壓的反復(fù)循環(huán)，縮短了頁(yè)巖氣生產(chǎn)的有效時(shí)間，因此也不能很大幅度地提高日產(chǎn)氣量。且此增產(chǎn)方法設(shè)備復(fù)雜，制備成本極高，也使其僅停留于實(shí)驗(yàn)室研究階段。
[0006]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)頁(yè)巖氣增產(chǎn)裝置投資大，運(yùn)營(yíng)成本高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型針對(duì)上述問(wèn)題，提出了一種頁(yè)巖氣增產(chǎn)裝置。解決了現(xiàn)有技術(shù)頁(yè)巖氣增產(chǎn)裝置投資大，運(yùn)營(yíng)成本高的問(wèn)題。
[0008]本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案如下:
[0009]—種頁(yè)巖氣增產(chǎn)裝置，包括蒸汽發(fā)生器、與蒸汽發(fā)生器的出口連通的蒸汽運(yùn)輸總管，以及多組增產(chǎn)組件;各增產(chǎn)組件均包括:
[0010]外管，設(shè)置在頁(yè)巖氣井內(nèi)，且與頁(yè)巖氣井的內(nèi)側(cè)壁相對(duì)固定；
[0011]內(nèi)管，內(nèi)套在所述外管上且伸入頁(yè)巖氣井內(nèi)，內(nèi)管和外管與頁(yè)巖層對(duì)應(yīng)的部分均具有蒸汽出入孔；
[0012]輸送栗，出口與所述內(nèi)管連通，A口通過(guò)蒸汽輸送支管與所述蒸汽運(yùn)輸總管連通；
[0013]第一控制閥，用于控制蒸汽輸送支管與蒸汽運(yùn)輸總管的通斷。
[0014]頁(yè)巖氣增產(chǎn)裝置的原理:頁(yè)巖氣通常是以吸附狀態(tài)存在于頁(yè)巖層孔隙表面的，它的產(chǎn)出至少要經(jīng)過(guò)解吸、擴(kuò)散和滲流三個(gè)過(guò)程，其中解吸速度和滲流速度是決定產(chǎn)氣速度的主要因素。通過(guò)向頁(yè)巖氣所在巖層注入熱能，增加吸附態(tài)頁(yè)巖氣(甲烷)的自由能，從而提高甲烷從頁(yè)巖層孔隙表面上解吸的速度；同時(shí)頁(yè)巖氣受熱膨脹加速滲流流動(dòng)，從而達(dá)到大幅度提高頁(yè)巖氣產(chǎn)量、實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣的工業(yè)化開發(fā)的目的。
[0015]頁(yè)巖氣增產(chǎn)裝置工作時(shí)，通過(guò)蒸汽發(fā)生器向內(nèi)管注入熱蒸汽，熱蒸汽通過(guò)蒸汽出入孔滲入頁(yè)巖層中，實(shí)現(xiàn)熱量傳遞而使頁(yè)巖氣所頁(yè)巖層溫度升高，使吸附在頁(yè)巖層上的呈吸附態(tài)的頁(yè)巖氣(甲烷)迅速解吸，變?yōu)橛坞x態(tài)。隨著熱量向頁(yè)巖層深部傳遞，大量頁(yè)巖氣解吸為游離狀態(tài)，游離狀態(tài)的頁(yè)巖氣又受熱膨脹。當(dāng)開井生產(chǎn)時(shí)，這些游離態(tài)的頁(yè)巖氣迅速產(chǎn)出，依稀通過(guò)外管和內(nèi)管的蒸汽出入孔進(jìn)入內(nèi)管，最終通過(guò)內(nèi)管到達(dá)地面，匯入輸氣管道。本實(shí)用新型的頁(yè)巖氣增產(chǎn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資小、頁(yè)巖氣增產(chǎn)效果好;本申請(qǐng)通過(guò)設(shè)置蒸汽運(yùn)輸總管和多組增產(chǎn)組件能夠同時(shí)為多個(gè)頁(yè)巖氣井注入熱蒸汽，且通過(guò)第一控制閥能夠?qū)Ω鱾€(gè)頁(yè)巖氣井處的增產(chǎn)組件進(jìn)行控制，整個(gè)裝置只需要一個(gè)蒸汽發(fā)生器，就能為多個(gè)頁(yè)巖氣井供熱，大大節(jié)約了裝置的成本。
[0016]進(jìn)一步的，所述第一控制閥安裝在所述蒸汽輸送支管上。
[0017]進(jìn)一步的，所述內(nèi)管的內(nèi)側(cè)壁或外側(cè)壁具有隔熱層。
[0018]進(jìn)一步的，所述外管的內(nèi)側(cè)壁具有隔熱層。
[0019]通過(guò)設(shè)置隔熱層能夠防止熱損失，能夠節(jié)約能源、提供工作效率。
[0020]進(jìn)一步的，還包括氣源，以及與氣源連通的隔熱氣體運(yùn)輸總管，所述內(nèi)管的外側(cè)壁與外管的內(nèi)側(cè)壁之間為隔熱腔，所述隔熱腔通過(guò)隔熱氣體運(yùn)輸支管與所述隔熱氣體運(yùn)輸總管連通，頁(yè)巖氣增產(chǎn)裝置還包括用于控制隔熱氣體運(yùn)輸支管與所述隔熱氣體運(yùn)輸總管通斷的第二控制閥。
[0021]通過(guò)將氣源通入隔熱腔能夠減緩內(nèi)管中的熱蒸汽將熱量傳輸出去，從而能夠提供熱蒸汽的熱損失，能夠節(jié)約能源、提供工作效率。
[0022]進(jìn)一步的，所述第二控制閥設(shè)置在隔熱氣體運(yùn)輸支管上。
[0023]進(jìn)一步的，所述氣源為惰性氣體氣源或氮?dú)鈿庠础?br>[0024]進(jìn)一步的，所述內(nèi)管的側(cè)壁具有若干隔離環(huán)，所述隔離環(huán)位于蒸汽出入孔的上方，且臨近所述蒸汽出入孔。
[0025]通過(guò)設(shè)置隔離環(huán)能夠防止從內(nèi)管蒸汽出入孔出來(lái)的熱蒸汽從隔熱腔排出，隔離環(huán)的設(shè)計(jì)能夠有效保證熱蒸汽的可靠工作，保證裝置的工作效果。
[0026]進(jìn)一步的，所述隔離環(huán)有多個(gè)，各隔離環(huán)間隔分布。
[0027]多個(gè)隔離環(huán)的設(shè)計(jì)能夠增加隔離的可靠性
[0028]進(jìn)一步的，所述內(nèi)管的底部具有扶正器。
[0029]本實(shí)用新型的有益效果是:通過(guò)設(shè)置蒸汽運(yùn)輸總管和多組增產(chǎn)組件能夠同時(shí)為多個(gè)頁(yè)巖氣井注入熱蒸汽，且通過(guò)第一控制閥能夠?qū)Ω鱾€(gè)頁(yè)巖氣井處的增產(chǎn)組件進(jìn)行控制，整個(gè)裝置只需要一個(gè)蒸汽發(fā)生器，就能為多個(gè)頁(yè)巖氣井供熱，大大節(jié)約了裝置的成本;頁(yè)巖氣增產(chǎn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資小、頁(yè)巖氣增產(chǎn)效果好。
【附圖說(shuō)明】
:
[0030]圖1是本實(shí)用新型頁(yè)巖氣增產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖2是本實(shí)用新型頁(yè)巖氣增產(chǎn)裝置注入蒸汽時(shí)的示意圖；
[0032]圖3是本實(shí)用新型頁(yè)巖氣增產(chǎn)裝置開井生產(chǎn)時(shí)的示意圖。