Progreso en la tecnología de utilización y desarrollo de esquisto bituminoso
(Facultad de Ingeniería del Petróleo, Universidad China Youshi, Qingdao, Shandong 266555)
Acerca del autor: Lei Guanglun, hombre , profesor, supervisor de doctorado, se dedica principalmente a trabajos de enseñanza e investigación sobre el desarrollo de campos de petróleo y gas. Correo electrónico: leiglun@163.com .
Resumen: La producción convencional de petróleo y gas está lejos de satisfacer la demanda interna de petróleo. Entre los muchos recursos de petróleo y gas no convencionales, el esquisto bituminoso ha atraído cada vez más atención debido a sus enormes reservas y ventajas de desarrollo. La producción de petróleo de esquisto es uno de los principales usos del petróleo de esquisto. A través de la investigación sobre la tecnología de desarrollo y utilización del esquisto bituminoso, se señalan dos formas de producir esquisto bituminoso, y se introducen la tecnología de extracción de esquisto bituminoso, el método de retorta en tierra y la tecnología de minería in situ a lo largo de estas dos formas. Se introducen los métodos de extracción a cielo abierto y subterráneo de esquisto bituminoso. Mediante simulación experimental, se estudiaron los efectos de factores como la temperatura de calentamiento, el tiempo de calentamiento y la velocidad de calentamiento sobre el rendimiento de la retorta de petróleo de esquisto. Los resultados experimentales muestran que la temperatura de calentamiento es de aproximadamente 500 °C; el tiempo de calentamiento alcanza 1 hora; la velocidad de calentamiento tiene poco efecto sobre el rendimiento de aceite. Se compararon la producción, la tasa de operación y el rendimiento de petróleo de los equipos de carbonización sobre el suelo, como el horno Fushun, el horno Kievit, el horno Petelaud Essex, el horno Glot y el horno Tasek, y se analizaron las características y aplicabilidad de diversos equipos de carbonización. Se explicaron los principios y las características técnicas de las tecnologías de minería in situ de esquisto bituminoso, como la tecnología Shell ICP, la tecnología ExxonMobil ElectrofracTM, la tecnología de pila de combustible IEP, la tecnología de calentamiento de aire PetroProbe y la tecnología Raytheon RF/CF, y se explicaron la penetración mutua y la penetración mutua de múltiples Se señalaron que la integralidad, la integración y la aplicación son las tendencias de desarrollo de la tecnología de minería in situ de esquisto bituminoso. Lograr una minería a gran escala, de bajo costo y de alta eficiencia es una dirección de desarrollo importante para la minería a gran escala, de bajo costo y. minería de alta eficiencia de esquisto bituminoso.
Palabras clave: esquisto bituminoso; petróleo de esquisto bituminoso; tecnología minera; minería in situ
Progreso tecnológico en la producción de esquisto bituminoso
Lei Guang Lin, Yao Chuanjin, Sun
(Escuela de Ingeniería del Petróleo, Universidad del Petróleo de China, Qingdao 266555)
Resumen: La producción convencional de petróleo y gas no puede satisfacer la demanda interna. Entre muchos recursos no convencionales, el petróleo. page Las rocas están recibiendo cada vez más atención debido a sus enormes reservas y ventajas de desarrollo. La producción de petróleo de esquisto bituminoso es uno de los principales usos del esquisto bituminoso. Sobre la base del estudio de la extracción y utilización de esquisto bituminoso, se propusieron dos enfoques para la producción de petróleo de esquisto bituminoso y se introdujeron tecnologías de extracción de esquisto bituminoso, retortas y minería in situ. Se describen los métodos de minería a cielo abierto y minería subterránea. Los factores que influyen en la recuperación del petróleo de esquisto, incluida la temperatura de calentamiento, el tiempo de calentamiento y la velocidad de calentamiento, se estudiaron mediante simulación experimental. Los resultados muestran que la temperatura y el tiempo de calentamiento óptimos son 500 °C y 65438 ± 0 h respectivamente, mientras que la velocidad de calentamiento tiene poco efecto sobre ellos. Se compararon la capacidad de procesamiento, la tasa de actividad y la tasa de recuperación de petróleo de esquisto bituminoso de los equipos de retorta de esquisto bituminoso, incluidos el horno de retorta Fushun, el horno de retorta Kiviter, el horno de retorta Petrosix, el horno de retorta Galoter y el horno de retorta ATP. Se presentaron el mecanismo y las características de la tecnología de minería in situ de esquisto bituminoso, incluidos ICP, ElectrofracTM, tecnología de pila de combustible IEP, calentamiento de aire de PetroProbe y tecnología RF/CF de Raytheon. Basada en la penetración, combinación y aplicación de tecnologías nuevas y avanzadas, la tendencia de desarrollo de la minería in situ de esquisto bituminoso es a gran escala, de bajo costo y de alta eficiencia.
Palabras clave: esquisto bituminoso; minería y uso; minería a cielo abierto y minería in situ
Introducción
Ya en 1830, los humanos Comenzó el desarrollo y utilización de la pizarra bituminosa. Después de 1890, debido al rápido desarrollo de la industria petrolera, la industria del esquisto bituminoso se contrajo rápidamente. La utilización del esquisto bituminoso en mi país comenzó en 1928. En las décadas de 1950 y 1960, el petróleo de esquisto fue uno de los tres pilares de los combustibles líquidos sintéticos en China. Después de la década de 1960, el descubrimiento y explotación de los campos petrolíferos de Daqing y Shengli llevaron a la industria del esquisto bituminoso de mi país a una etapa de estancamiento.
Tras entrar en el siglo XXI, los precios internacionales del petróleo siguen aumentando. En julio de 2008, los precios internacionales del petróleo alcanzaron un máximo histórico de 149 dólares EE.UU. por barril. Por otro lado, la escasez de suministro interno de petróleo se ha vuelto cada vez más prominente y se ha convertido en un "cuello de botella" para el desarrollo económico de China. Según los recursos internos de petróleo y gas y la capacidad de producción, la brecha entre la oferta y la demanda será cada vez mayor en el futuro, las importaciones de petróleo seguirán aumentando y los riesgos provocados por una mayor dependencia de países extranjeros serán cada vez más graves. . Entre las muchas formas de garantizar el suministro de combustible líquido, el petróleo de esquisto es una fuente de energía alternativa más realista al petróleo.
Según las estadísticas del Ministerio de Tierras y Recursos, los recursos previstos de esquisto bituminoso de mi país son 720 mil millones de toneladas, equivalentes a 47,6 mil millones de toneladas de petróleo de esquisto [1]. Por lo tanto, la exploración y el desarrollo a gran escala de esquisto bituminoso son de gran importancia para aliviar la presión de la oferta y la demanda de petróleo y gas a nivel nacional.
Las tecnologías actuales de extracción de esquisto bituminoso incluyen principalmente: minería a cielo abierto, minería subterránea, minería in situ y otros métodos. Entre ellos, hay dos formas principales de producir petróleo de esquisto bituminoso: (1) el mineral de esquisto bituminoso se extrae del suelo y luego se replica en el suelo (2) el esquisto bituminoso se replica bajo tierra mediante tecnología de calentamiento subterráneo para producir aceite de esquisto [1, 2]. Este artículo presenta el estado actual de la tecnología de extracción de esquisto bituminoso desde estos dos aspectos y señala las tendencias de desarrollo futuras.
1 Tecnología de minería de esquisto bituminoso
1.1 Tecnología de minería a cielo abierto
La minería a cielo abierto se refiere a pelar la tierra y la piedra que cubre el cuerpo mineral y eliminar El yacimiento desde arriba se divide en varios pasos y se extrae directamente en el tajo abierto. La primera condición que se debe considerar para la minería a cielo abierto es la profundidad de enterramiento de la pizarra bituminosa, que generalmente no excede los 500 mm. Además, también se debe considerar la relación de extracción, es decir, la relación entre la cantidad de roca y la cantidad de roca. El suelo despojado al cubrir el esquisto hasta la cantidad de esquisto que se puede extraer es un factor importante en la economía de la minería a cielo abierto. Si la pizarra bituminosa es delgada y la roca y el suelo que la cubren son gruesos, es decir, la proporción de extracción es grande, el costo de extracción de la pizarra bituminosa será alto incluso si la pizarra bituminosa se entierra a poca profundidad.
Los principales procesos de la minería a cielo abierto son: perforación de roca, voladura, extracción y carga de esquisto geotécnico y bituminoso, y transporte de esquisto geotécnico y bituminoso. Haga explotar roca dura y esquisto bituminoso de dureza media con equipo de perforación para facilitar la excavación. Si no hay terreno duro, es posible que no sea necesario perforar ni hacer voladuras. La roca, el suelo y el esquisto bituminoso se pueden recolectar e instalar utilizando excavadoras de un solo cucharón, excavadoras de cucharón de ruedas, excavadoras de cucharón y otros equipos de minería y decapado. Actualmente, el esquisto bituminoso se extrae a cielo abierto. Para áreas mineras con superposiciones delgadas, capas gruesas de esquisto bituminoso y proporciones de extracción pequeñas, el costo de extracción por tonelada de esquisto bituminoso en mi país es de aproximadamente 40 a 80 yuanes en diferentes condiciones.
Figura 1 Diagrama esquemático del método de extracción de carbón de tajo largo
1.2 Tecnología de minería subterránea
La minería subterránea de esquisto bituminoso se refiere a ingresar a la superficie de trabajo subterránea a través de un pozo y extracción del esquisto bituminoso y transporte de roca a la superficie. La zona de trabajo subterránea es el lugar de trabajo para la extracción de esquisto bituminoso, donde se lleva a cabo la extracción, el transporte, el soporte y el procesamiento de esquisto bituminoso. Incluye principalmente el método de extracción de muros y el método de extracción de habitaciones y pilares [1].
1.2.1 Método de extracción de muros
El método de extracción de muros se divide en cara de trabajo de pared corta y cara de trabajo de pared larga. La longitud del frente de trabajo de pared corta es generalmente inferior a 50 m y se utiliza principalmente en minas pequeñas. La cara de trabajo de tajo largo es más larga, generalmente más de 100 m. La imagen muestra el diagrama esquemático del método de extracción de carbón de tajo largo. Los túneles de retorno y los túneles de transporte están dispuestos encima y debajo del frente de trabajo respectivamente a lo largo de la dirección, formando pasajes de ventilación, transporte y peatones entre el frente de trabajo y el área minera.
1.2.2 Método de extracción de carbón con cámara y pilar
El método de extracción de carbón con cámara y pilar se refiere a la excavación de salas a ciertas distancias desde el túnel en el área de extracción hasta la mina. esquisto bituminoso, dejando pilares inferiores de esquisto bituminoso que sostienen el techo. Las columnas son redondas, rectangulares o en forma de franja y están dispuestas de forma regular. Por lo general, el ancho de la habitación es de 6 a 12 m y el ancho de la columna es de 3 a 6 m. Cuando la estabilidad del techo es ligeramente pobre, el valor del mineral es bajo o el área extraída se utiliza como edificio subterráneo después de la extracción, se utilizan pilares de mineral continuos en forma de franja. Los pilares de mineral generalmente no se reciclan y representan entre el 15% y el 40% del volumen total del mineral. Debido a que el método de extracción de carbón de sala y pilar no es lo suficientemente seguro, su aplicación es cada vez menor.
2 Proceso de carbonización del esquisto bituminoso
2.1 Factores que afectan la carbonización del esquisto bituminoso
Actualmente, la producción de petróleo de esquisto bituminoso se logra principalmente mediante la carbonización del petróleo de esquisto bituminoso. La carbonización de esquisto bituminoso es un método de calentamiento a una temperatura de aproximadamente 450 a 550 °C aislado del aire para pirolizarlo y generar aceite de esquisto, semicoque de esquisto y gas de pirólisis. Los principales factores que afectan el rendimiento del petróleo de esquisto son la temperatura de calentamiento, el tiempo de calentamiento y la velocidad de calentamiento. Este artículo utiliza el dispositivo de prueba de retorta Jinge y toma como ejemplo la pizarra bituminosa típica de Fushun para realizar un estudio experimental sobre los factores que influyen en la retorta.
2.1.1 Efecto de la temperatura de calentamiento
El esquisto bituminoso de Fushun con un tamaño de partícula de 1 ~ 2 mm se calentó a diferentes temperaturas a una velocidad de calentamiento de 5 °C/min, se calentó a una temperatura constante durante 5 h, y luego se midió el rendimiento de petróleo de esquisto a esta temperatura constante. Los resultados de la prueba se muestran en la Figura 2:
Como se puede ver en la Figura 2, a medida que aumenta la temperatura de calentamiento constante, el rendimiento de petróleo de esquisto descompuesto continúa aumentando. Sin embargo, cuando la temperatura aumenta a 500°C y aumenta aún más, el aumento en el rendimiento del petróleo de esquisto no es significativo. La tabla muestra que cuando la temperatura alcanza los 500°C y se mantiene constante durante 5 horas, la reacción de pirólisis básicamente se completa. La temperatura requerida para producir aceite de esquisto no es alta, alrededor de 500°C.
Una temperatura demasiado alta hará que el agua cristalina contenida en los minerales se descomponga, consumiendo así mucha energía. Por lo tanto, para obtener petróleo de esquisto bituminoso, la temperatura de calentamiento final de la carbonización de esquisto bituminoso de Fushun es de 500 °C.
2.1.2 Efecto del tiempo de calentamiento
Calentar esquisto bituminoso Fushun con un tamaño de partícula de 1 ~ 2 mm a una velocidad de calentamiento de 2 °C/min. La relación entre el tiempo de calentamiento y el rendimiento del petróleo de esquisto a diferentes temperaturas se muestra en la Figura 3;
Figura 2 Efecto de la temperatura de calentamiento en el rendimiento del petróleo de esquisto
Figura 3 Efecto del tiempo de calentamiento en el esquisto Rendimiento de petróleo Efecto del rendimiento de petróleo de esquisto
Como se puede ver en la Figura 3, antes de que la temperatura de calentamiento sea de 375°C, la cantidad de petróleo de esquisto liberado siempre aumenta con la extensión del tiempo de calentamiento. Pero a 450 ℃, el petróleo de esquisto no se liberará si se calienta durante más de 65438 ± 0 h. Esto indica que se ha completado la reacción de pirólisis de la materia orgánica. Por lo tanto, cuanto mayor sea la temperatura de calentamiento, más rápida será la tasa de descomposición de la materia orgánica en el esquisto bituminoso y menor será el tiempo necesario para alcanzar el rendimiento máximo de petróleo de esquisto. Si la temperatura de pirólisis es superior a 500 °C, la reacción de descomposición térmica de la materia orgánica se puede completar en poco tiempo, pero el tiempo de calentamiento no tiene un impacto obvio en el rendimiento del petróleo de esquisto. Por tanto, la temperatura de calentamiento final es el principal factor que afecta la reacción de descomposición térmica.
Figura 4 Efecto de la velocidad de calentamiento en el rendimiento de petróleo de esquisto
2.1.3 Efecto de la velocidad de calentamiento
Fushun con un tamaño de partícula de 65438±0~2 mm La pizarra bituminosa se calentó a 500°C a diferentes velocidades de calentamiento y se mantuvo caliente durante 65.438±0 horas. La curva de relación entre las diferentes tasas de calentamiento y el rendimiento del petróleo de esquisto se muestra en la Figura 4.
Como se puede ver en la Figura 4, cuando la velocidad de calentamiento aumenta de 2 °C/min a 20 °C/min, el rendimiento del petróleo de esquisto aumenta ligeramente, pero la amplitud es pequeña. Por lo tanto, al diseñar equipos de retorta, se puede utilizar el método de retorta mejorada para aumentar la velocidad de calentamiento de modo que la pizarra bituminosa pueda alcanzar rápidamente la temperatura final especificada. Esto puede acortar en gran medida el tiempo de destilación en seco y mejorar la eficiencia.
2.2 Equipos de autoclave terrestre
El autoclave terrestre de esquisto bituminoso se logra principalmente mediante hornos de autoclave. Los indicadores técnicos del horno de retorta incluyen principalmente la tasa de producción de petróleo, la tasa de operación anual y la adaptabilidad. En la actualidad, los tipos de hornos relativamente maduros en el mundo incluyen principalmente el horno Fushun, el horno Kievit, el horno Petelaud Essex, el horno Glot y el horno Tasek [3 ~ 6]. Consulte la Tabla 1 para comparar los parámetros del equipo de carbonización.
Tabla 1 Comparación de equipos de retorta de esquisto bituminoso
El fabricante chino tipo Fushun tiene una capacidad de producción menor en comparación con los hornos de retorta de aluminio de laboratorio, la producción de petróleo es menor y el procesamiento es grumoso. La tecnología del esquisto también está menos avanzada. Pero es un tipo de horno maduro que puede manejar minerales pobres, tiene buena flexibilidad operativa, larga experiencia operativa, baja inversión y construcción rápida, y es adecuado para fábricas pequeñas. Aunque el horno Fushun tiene una capacidad pequeña, se combinan 20 hornos en uno, y la producción diaria de esquisto bituminoso en un horno puede alcanzar de 2.000 a 4.000 toneladas.
El horno de Kievit en Estonia tiene una gran capacidad y la tasa de producción de petróleo de esquisto no es demasiado alta en comparación con la de las retortas de aluminio. Es un tipo de horno maduro y está en proceso de inversión. Es adecuado para fábricas de tamaño mediano.
El horno brasileño Petelaud Sikes tiene una gran capacidad y puede procesar esquisto masivo. En comparación con los hornos de retorta de aluminio, tiene un mayor rendimiento de petróleo y produce gas de alto poder calorífico. Es un tipo de horno maduro con una alta inversión. y es adecuado para aplicaciones de gran escala.
El horno Glot de Estonia tiene una gran capacidad y puede procesar esquisto granular. En comparación con el horno de carbonización de aluminio, el rendimiento de petróleo es alto y el poder calorífico del gas producido es alto. Sin embargo, tiene una estructura compleja y altos costos de mantenimiento. Es un tipo de horno básicamente maduro. Se informa que se puede utilizar en fábricas grandes y medianas con una operación anual de 7200h·h.
El horno Tasek de Australia tiene una gran capacidad y puede procesar esquisto granular, con un alto rendimiento de petróleo y un alto poder calorífico de gas. Después de la hidrogenación, el petróleo de esquisto tiene buena calidad y una alta inversión, pero no está lo suficientemente maduro. Antes del cierre en 2004, la tasa de operación era sólo del 50%. Las plantas grandes y medianas pueden considerar la adopción de esta tecnología.
3 Tecnología de minería in situ
La tecnología de minería in situ se refiere a la tecnología que utiliza calefacción subterránea para replicar el esquisto bituminoso bajo tierra y luego exporta el petróleo y el gas de esquisto generados al superficie. Según los diferentes métodos de calentamiento de las capas de esquisto bituminoso, la tecnología de minería in situ de esquisto bituminoso se puede dividir en tres tipos: calentamiento conductivo, calentamiento por convección y calentamiento por radiación. La tecnología minera in situ avanzada actual se muestra en la Tabla 2 [7 ~ 9].
Tabla 2 Tabla de tecnología de minería in situ
3.1 Tecnología Shell ICP
La tecnología Shell ICP (proceso de conversión in situ) es la única probada en campo en -tecnología de tecnología minera situ.
Su principio fundamental es transferir calor a la capa subterránea de esquisto bituminoso a través de un calentador eléctrico para calentarlo y craquearlo, de modo que el kerógeno del esquisto bituminoso se convierta en petróleo y gas de alta calidad, y luego el petróleo y el gas se extraigan al superficie a través del pozo de producción (Figura 5). El flujo del proceso incluye principalmente: primero, construir un muro de congelación para evitar que el agua de formación fluya hacia el área minera y evitar la pérdida de productos de petróleo y gas. En segundo lugar, se instala un calentador eléctrico en el pozo de calefacción para calentar la capa de esquisto bituminoso. Finalmente, se extrae el petróleo y el gas carbonizado y se monitorean parámetros como hidrología, geología, temperatura, presión y calidad del agua.
Figura 5 Diagrama esquemático de la tecnología ICP
Características de la tecnología ICP: (1) la tecnología ICP calienta de manera uniforme y a bajas temperaturas de calentamiento, y puede desarrollar esquisto bituminoso profundo y bajo; (2) La pared congelada puede proteger los recursos de agua subterránea (3) El proceso de calentamiento es complejo, tiene muchos obstáculos, una baja tasa de recuperación y un alto costo.
A partir de 1997, Shell llevó a cabo numerosos experimentos con caoba en Colorado. De 2004 a 2005, los resultados de una determinada área experimental mostraron que la tasa de calentamiento fue de 2°C/d. La producción de petróleo comenzó en mayo de 2004, alcanzó el valor máximo en junio de 2004, luego disminuyó y la producción de petróleo terminó en junio de 2005. * * *La producción total de petróleo es de 250 toneladas, lo que representa el 68% de Al Zan.
3.2 Tecnología Exxon-Mobil Electrofractm
La tecnología Exxon-Mobil Electrofractm utiliza primero pozos horizontales paralelos para fracturar hidráulicamente el esquisto y rellena las grietas en las vetas de carbón de esquisto bituminoso con medios conductores, formando una unidad de calefacción. El medio térmico transfiere calor a la lutita a través de conducción, lo que hace que el querógeno de la lutita se pirolice y el petróleo y el gas generados se recogen en el suelo a través del pozo de petróleo (Figura 6).
Figura 6 Diagrama esquemático de la tecnología de fracturación por voltaje
Características de la tecnología de fracturación por voltaje: (1) Utilizar tecnología de fracturación para aumentar la permeabilidad del esquisto bituminoso y explotar los recursos de esquisto bituminoso; (2) By-; productos El carbonato de sodio mejora los beneficios económicos (3) utiliza una fórmula de conducción de calor lineal para fuentes de calor planas para mejorar efectivamente la eficiencia térmica (4) sin protección del agua subterránea, es fácil causar contaminación del agua;
3.3 Tecnología de pila de combustible IEP
Utiliza el calor de reacción de la pila de combustible de alta temperatura para calentar directamente la capa de esquisto bituminoso, lo que provoca que la materia orgánica que contiene se pirolice para generar hidrocarburos. gas, que luego se introduce en el pozo de producción de petróleo y se bombea al suelo. Además de una parte del gas introducido en la pila de pilas de combustible como combustible, la mayoría de los gases de hidrocarburos restantes se condensan para obtener petróleo y gas natural. Además, durante el precalentamiento de la pizarra bituminosa en la unidad de proceso de arranque es necesario introducir gas natural en la pila de combustible como combustible inicial. Una vez que el proceso se desarrolla normalmente, la energía es autosuficiente.
Características de la tecnología de pila de combustible IEP: (1) Calentamiento conductivo con distribución uniforme de la temperatura. El calor se transfiere a través de la conducción de calor entre sólidos, lo que mejora en gran medida la uniformidad de la distribución del calor y la eficiencia de utilización; (2) la fracturación de fluidos crea fracturas para aumentar la porosidad y la permeabilidad de la capa de esquisto bituminoso (3) la autosuficiencia energética; Este proceso no sólo es autosuficiente en energía, sino que también puede proporcionar energía eléctrica al mundo exterior. Por cada barril de petróleo producido, la capacidad de generación de energía es de 174 kW·h (4) Bajos costos de operación. El costo de operación es de aproximadamente 30 dólares EE.UU. por barril. Si se incluyen los subproductos de la electricidad y el gas natural, el costo se puede reducir a US$65.438+04/barril (5) Protección del medio ambiente; Debido a que este proceso no genera electricidad mediante una reacción de combustión, sino mediante una reacción eléctrica, casi no se producen sustancias nocivas como óxidos de nitrógeno y SO2 (Figura 7).
Figura 7 Diagrama esquemático de la tecnología de pila de combustible IEP
3.4 Tecnología de calentamiento de aire PetroProbe
El flujo del proceso es el siguiente: primero, el aire comprimido y el gas de retorta se pasa al quemador para la combustión; calentar a una cierta temperatura consume parte del oxígeno; luego, se introduce aire comprimido y gas de retorta en la formación de esquisto bituminoso para calentar el esquisto bituminoso y generar gas de hidrocarburo, finalmente se lleva el gas de hidrocarburo generado; a la superficie. El gas hidrocarburo producido se condensa para obtener productos de petróleo ligero (Figura 8).
Características de la tecnología de calentamiento de aire de PetroProbe: (1) El aire comprimido inyectado a alta temperatura puede agrietar la pizarra bituminosa en la formación, aumentar la porosidad de la pizarra bituminosa y hacer que el gas de hidrocarburo generado escape fácilmente del esquisto bituminoso. Derivado de formaciones rocosas; (2) Este proceso tiene cuatro productos: hidrógeno, metano, petróleo ligero y agua. Parte del gas de hidrocarburo ligero generado se envía al quemador para su combustión, calentando el aire enviado a la formación y la energía es autosuficiente. El dióxido de carbono y otros gases producidos se bombean de regreso a la capa de esquisto bituminoso, causando poca contaminación y pueden usarse para explotar minerales de esquisto bituminoso profundos (hasta 900 metros de profundidad). (3) Después de la extracción, el esquisto bituminoso aún puede mantener entre el 94% y el 99% de su integridad estructural original, evitando así el colapso del suelo.
3.5 Tecnología RF/CF de Raytheon
La tecnología RF/CF (radiofrecuencia/fluido crítico) de Raytheon es una transformación patentada que utiliza calentamiento por radiofrecuencia y fluido supercrítico como tecnología portadora (Figura 9). El flujo del proceso es: primero coloque el transmisor de radiofrecuencia en la capa subterránea de esquisto bituminoso para calentarlo, luego pase CO2 supercrítico a la capa de esquisto, transporte el gas de hidrocarburo producido por la pirólisis al pozo de producción de petróleo y use una bomba para bombearlo. la superficie para la condensación y recuperación. El CO2 condensado se devuelve a la formación para su reciclaje.
Figura 8 Diagrama esquemático de la tecnología de calentamiento de aire
Figura 9 Diagrama esquemático de la tecnología RF/CF
Características técnicas de RF/CF: (1) Alto nivel de aceite tasa de recuperación. Por cada unidad de energía consumida, se producen de 4 a 5 unidades de energía, lo que es más económico que las 3,5 unidades de la tecnología ICP. (2) La transferencia de calor es rápida y el ciclo de calentamiento es corto, solo unos pocos meses; (3) Cuando se utiliza en la minería de esquisto bituminoso, el petróleo producido tiene un bajo contenido de azufre y se pueden producir diferentes productos mediante dispositivos de ajuste (4; ) Disponible Se utiliza para explotar esquisto bituminoso, arena bituminosa, petróleo pesado y otros recursos. Es respetuoso con el medio ambiente y no contiene sustancias residuales que penetren en la capa de agua subterránea. (5) El calentamiento selectivo puede hacer que el área objetivo de calefacción designada alcance rápidamente la temperatura objetivo;
4 Conclusiones
(1) En la actualidad, las principales formas de preparar aceite de esquisto son el proceso de retorta en superficie minera y la tecnología de minería in situ. La primera tecnología está relativamente madura, mientras que la segunda aún se encuentra en la etapa de verificación experimental.
(2) La investigación experimental muestra que la temperatura adecuada para la retorta de esquisto bituminoso es de aproximadamente 500 °C y el tiempo de retorta es de 65438 ± 0 h. La velocidad de calentamiento tiene poco efecto sobre el rendimiento del petróleo de esquisto. En la producción industrial, el método de carbonización mejorada se puede utilizar para aumentar la velocidad de calentamiento, de modo que la pizarra bituminosa pueda alcanzar rápidamente la temperatura final especificada y mejorar la eficiencia.
(3) En la actualidad, las unidades de autoclave terrestres tienen problemas como pequeña capacidad de procesamiento, baja tasa de operación y bajo rendimiento de aceite, que deben optimizarse aún más.
(4) Con el objetivo de lograr una minería a gran escala, de bajo costo y de alta eficiencia, la penetración mutua, la síntesis, la integración y la aplicación de diversas tecnologías son las principales direcciones para el desarrollo de la minería in situ. tecnología.
Referencia
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