摘要：

油页岩属于非常规油气资源，以资源丰富和开发利用的可行性而被列为21世纪非常重要的接替能源。随着我国能源需求迅速增大，对外依存度越来越高，为了降低带来的风险，大规模的勘探开发油页岩资源对于缓解我国油气供需压力有着重要的意义。作为接替能源，针对我国优质油页岩资源埋藏较深的特点，并考虑到环境污染和温室效应等问题，油页岩原位开采已成为未来油页岩大规模商业化开采的发展趋势。

《国内外油页岩原位开采技术最新进展调研报告》根据热源与油页岩矿层之间加热形式的不同，详细调研了热传导方式、对流加热方式、燃烧加热方式以及热辐射加热四种方式的原位开采技术。

本报告首先概述了油页岩原位开采技术分类，介绍了油页岩国内外原位开采技术研究现状，提出了油页岩原位开采技术的发展趋势。

其次是调研了国内油页岩原位开采装置。具体包括电加热装置、燃烧加热装置、对流加热装置以及辐射加热装置的技术方案、有益效果及其具体实施方式。

再次是国内油页岩传导加热开采技术。具体包括油页岩电加热开采技术以及油页岩原位开采冷冻墙技术。

接着是国内油页岩对流加热开采技术。具体包括注蒸汽原位开采油页岩技术，注高温氮气加热油页岩开采技术，油页岩烟气对流加热技术以及油页岩原位近临界水加热技术。

然后是国内油页岩辐射加热开采技术。具体包括油页岩微波加热开采技术和高压-工频电加热裂解油页岩技术。

最后是国外油页岩原位开采技术。具体包括壳牌ICP技术，埃克森美孚Electrofrac技术、美国页岩油公司CCR技术，雪佛龙CRUSH技术，注热原位干馏技术，射频加热原位开采技术以及燃烧法提取油页岩技术。

通过调研、梳理、总结、撰写国内外热传导方式、对流加热方式、燃烧加热方式以及热辐射加热四种方式的原位开采技术等方面内容，可为从事油页岩原位开采研究的学者、政府机构、石油企业提供全面的油页岩原位开采最新装置、最新技术，为研究区油页岩的进一步开采提供可靠的依据。

关键词：油页岩、原位开采技术、电加热管柱、电加热器、原位劈裂裂解施工装置、催化燃烧装置、井下点火加热装置、超燃加热器、循环加热射流泵、真空螺旋管式氮气加热器、微波电加热器、电加热开采、原位开采冷冻墙技术、注蒸汽原位开采、压裂-注氮原位裂解、IFCD油页岩原位开采、原位近临界水加热、微波加热开采、高压-工频电加热裂解、原位转化过程（ICP）、埃克森美孚Electrofrac技术、美国页岩油公司CCR技术、雪佛龙CRUSH技术、射频加热原位开采、燃烧法提取油页岩技术

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第一章  国内外油页岩原位开采技术研究现状及发展趋势

第一节  油页岩原位开采技术概述  

一、油页岩原位开采技术

二、油页岩原位开采技术分类

1、电加热

2、流体对流加热

3、辐射加热

4、燃烧加热

第二节  国内外油页岩原位开采技术研究现状及发展趋势

一、国内外油页岩原位开采技术研究现状

1、壳牌公司的ICP原位电加热开发技术

2、埃克森美孚公司的Electrofrac^TM技术

3、IEP的地热燃料电池技术

4、以色列TS局部原位化学法

5、太原理工大学的对流加热技术

6、雪佛龙公司的CRUSH技术

7、吉林大学近临界水加热技术

8、EGL技术

9、Prtroprobe空气加热技术

10、MWE的IGE 技术

11、LLNL射频技术

12、Raytheon公司的RF/CF技术

13、地下原位工频高压复合加热法

二、国内外油页岩原位开采技术发展趋势

第二章  油页岩原位开采装置研究

第一节  油页岩电加热装置研究  

一、油页岩地下原位电加热器

1、背景技术

2、油页岩地下加热装置加热器

3、工作原理和过程

4、有益效果

5、具体实施方式

二、油页岩电加热的管柱

1、背景技术

2、技术方案

3、有益效果

4、具体实施方式

三、油页岩原位加热电加热器温度分布模拟及优化设计

1、电加热器温度分布模拟

2、加热器温度场MATLAB数值模拟

3、电加热器优化设计

4、结论

四、油页岩地下原位劈裂裂解施工装置及施工工艺

1、背景技术

2、目的

3、技术方案

4、油页岩地下原位劈裂裂解施工工艺

5、有益效果

6、具体实施方式

第二节  油页岩燃烧加热装置研究

一、辅助油页岩原位开采用催化燃烧装置及其使用方法

1、背景技术

2、目的

3、技术方案

4、具体实施方式

二、油页岩原位开采井下点火加热装置

1、目的

2、井下点火加热装置

3、加热方法

4、有益效果

5、具体实施方式

三、用于油页岩原位裂解的超燃加热器

1、目的

2、技术方案

3、有益效果

4、具体实施方式

第三节  油页岩对流加热装置研究

一、油页岩对流原位开采循环加热系统

1、目的

2、油页岩对流原位开采循环加热系统

3、具体实施方式

二、油页岩对流原位开采循环加热射流泵

1、目的

2、油页岩对流原位开采循环加热射流泵

3、具体实施方式

三、油页岩地下原位转化用真空螺旋管式氮气加热器

1、目的

2、真空螺旋管式氮气加热器

3、工作原理和过程

4、有益效果

5、具体实施方式

第四节  油页岩辐射加热装置研究

一、微波加热油页岩原位开采的实验装置设计

1、设计任务计算分析

2、模拟真实地层条件下微波加热油页岩系统的设计

3、实验参数实时测量系统的设计

4、系统总成和功能说明

二、井下原位流体微波电加热方法及其微波电加热器

1、背景技术

2、目的

3、地下原位微波加热器系统

4、井下原位流体微波电加热方法

5、有益效果

6、具体实施方式

第三章  油页岩传导加热开采技术研究

第一节  油页岩电加热开采技术研究

一、油页岩电加热裂解过程中温度场分布的试验与数值模拟

1、油页岩基本物理特性的研究

2、原位电加热裂解油页岩过程中温度场的试验研究

3、油页岩电加热过程中温度场的数值模拟研究

4、结论与建议

二、水平井电加热油页岩过程的数值模拟

1、水平井电加热方式

2、油页岩电加热过程数值模拟

3、两种加热方式对比

4、结论

三、原位电法开发油页岩的温度场数值分析

1、油页岩的热裂解

2、计算模型

3、数值模拟及结果分析

4、结论及建议

四、利用电场加热页岩油储层原位改质开采页岩油的方法

1、背景技术

2、目的

3、技术方案

4、有益效果

5、具体实施方式

五、油页岩的地下原位电磁复合加热方法

1、背景技术

2、目的

3、技术方案

4、有益效果

5、具体实施方式

第二节  油页岩原位开采冷冻墙技术研究

一、油页岩原位开采冷冻墙技术冻结过程温度场变化特征的实验研究

1、实验

2、模型的建立与求解

3、计算结果与讨论

4、结论

5、建议

二、油页岩原位开采地下冷冻墙温度场的理论及实验研究

1、油页岩地下冷冻墙温度场的理论研究

2、地下冻结温度场数值模拟

3、地下冷冻墙温度场实验研究

4、实验数据分析

第四章  油页岩对流加热开采技术研究

第一节  注蒸汽原位开采油页岩技术研究

一、原位注蒸汽开采横观各向同性油页岩储层的数值研究

1、油页岩横观各向同性热流固耦合模型的建立

2、几何模型和计算参数

3、模拟结果与分析

4、结论

二、注蒸汽原位开采油页岩热解温度确定及可行性分析

1、不同温度对油页岩热解的影响

2、不同热解区域油页岩细观结构规律研究

3、结论

三、油页岩注蒸汽原位开采数值模拟

1、数值模型的建立

2、数值模拟结果分析

3、影响因素分析

4、结论

四、过热蒸汽对流加热油页岩产气规律研究

1、实验

2、实验结果与分析

3、结论

第二节  注高温氮气加热油页岩开采技术研究

一、U形井注气加热原位裂解油页岩工艺及其数值模拟

1、U形井注气原位裂解油页岩工艺

2、模拟区油页岩的物理性质与热解特性

3、数值模拟及U形井水平段长度的优化

二、压裂-注氮原位裂解油页岩加热工艺及传热模拟

1、油页岩水力压裂注气加热工艺

2、电加热器参数数值模拟计算及分析

3、加热时间的数值模拟计算与分析

4、结论

第三节  油页岩烟气对流加热技术研究

一、IFCD油页岩原位开采的温度场数值模拟与开发方案优化

1、区域地质概况

2、数值模拟基础

3、简单井组温度场模拟

4、平行井组温度场模拟

5、六边形井组温度场模拟

6、注气加热热量损失率分析

二、茂名油页岩原位高温烟道气对流加热开采方法

1、茂名油页岩开发利用存在的问题

2、原位注热工艺选择

3、资源储量

4、地质概况

5、原位注热开采选址

6、油页岩热解生烃时间与温度关系

7、结论

三、油页岩原位开采耦合数值模拟研究

1、区域地质概况

2、油页岩物理性质变化规律

3、耦合模拟理论研究

4、耦合模拟方法研究

5、油页岩原位开采耦合特征

6、耦合模拟数据管理方法

7、结论与展望

第四节  油页岩原位近临界水加热技术研究

一、吉林桦甸油页岩原位近临界水热解开采室内实验

1、实验装置、方法与样品

2、实验结果与讨论

3、结论

二、油页岩地下原位热解动力学研究

1、动力学模型

2、影响因素的分析

3、结论

三、近临界水原位提取油页岩内部有机质模拟实验及数值模拟研究

1、近临界水原位提取油页岩内部有机质模拟实验

2、油页岩孔隙特性在提取过程中的变化规律

3、基于原位提取实验的数值模拟

第五章  油页岩辐射加热开采技术研究

第一节  油页岩微波加热开采技术研究

一、油页岩微波热解过程中硫的析出特性

1、实验部分

2、实验结果与讨论

3、结论

二、新型泡沫压裂液在油页岩微波开采中的应用

1、实验部分

2、实验结果与讨论

3、结论

三、油页岩高频多场对流法加热特性数值模拟研究

1、高频对流加热特性数值模拟

2、样品受热特性影响因素分析

3、结论

四、验证微波加热开采油页岩可行性的方法

1、目的

2、验证微波加热开采油页岩可行性的方法

3、有益效果

4、具体实施方式

第二节  高压-工频电加热裂解油页岩技术研究

一、高压工频热解扶余油页岩的温度场模拟

1、数值模拟

2、结果与讨论

3、结论

二、高压-工频电加热裂解油页岩技术室内试验及氧的驱动效应分析

1、高压-工频电加热原位裂解油页岩技术原理

2、油页岩裂解过程的TG-DSC热分析试验

3、油页岩热重试验结果讨论

4、结论

第六章  国外油页岩原位开采技术研究

第一节  油页岩传导及对流加热原位开采技术研究  

一、利用ICP技术在约旦进行油页岩的原位开发

1、原位转化过程（ICP）

2、利用ICP技术开发约旦油页岩

3、油页岩开发活动探索阶段

4、约旦油页岩开发活动评价阶段-约旦现场试验（JFE）

5、壳牌ICP技术在约旦的技术和商业可行性

二、油页岩原位改质干酪根热解综合模拟模型

1、介绍

2、模拟器开发

3、壳牌ICP模拟-灵敏度分析

4、结论

三、美国油页岩原位开采技术

1、美国土地管理局RD&D项目

2、壳牌ICP（In-Situ Conversion Process）技术

3、埃克森美孚Electrofrac技术

4、美国页岩油公司CCR（Conduction，Convection and Reflux）技术

5、雪佛龙CRUSH技术

第二节  油页岩注热原位干馏技术研究

一、通过蒸汽在垂直水力裂缝中流动进行油页岩原位改质

1、原位改质模拟模型的开发

2、原位改质过程模拟

3、结论

二、多级横向压裂水平井蒸汽压裂原位改造油页岩

1、方法

2、模拟案例和结果

3、结论

第三节  油页岩辐射及燃烧加热原位开采技术研究

一、油页岩射频加热原位热解显式耦合多物理场模拟的不确定性量化

1、射频介电加热

2、不确定性量化(UQ)

3、数值模型描述

4、TPME的不确定性量化(UQ)结果

5、结论

二、燃烧法有效提取Green River油页岩

1、实验步骤

2、结果与讨论

---

---

---