油页岩原位裂解用注热管柱数值传热模拟与试验研究

白文翔^1,2，孙友宏^1,2，周科³，李强^1,2，贾瑞¹

1. 吉林大学建设工程学院2. 油页岩地下原位转化与钻采技术国家地方联合实验室3. 贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司

摘 要：油页岩作为一种非常规油气资源,有望成为石油的替代品。油页岩原位裂解技术对环境污染小,生成的油页岩油油品好,具有良好的开发前景。裂解温度是油页岩原位裂解的关键因素,因此降低注热管路的热量损失十分重要。本文采用数值模拟和试验研究的方式研究注热管柱的传热特性。通过传热学计算分析,保温注热管柱设计为外径32mm的钢管,外层缠绕共计24mm的纳米保温材料。数值分析表明氮气流量越大,注热管柱出口温度达到稳定的时间越短,稳定温度也越高;当管柱氮气入口温度为500℃时,管柱出口温度在一定注气时间后均可达到400℃以上。在农安油页岩原位裂解先导试验工程中对注热管柱进行野外试验,管柱达到注热保温效果,井底温度达到设计温度,最终成功获得油页岩油。

关键词：油页岩原位裂解;注热管柱;临界半径;数值模拟;野外试验;