專利名稱：禁止原地轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的受熱井中的回流的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明基本涉及用于從含烴巖層生產(chǎn)烴、氫和/或其它產(chǎn)品的方法和系統(tǒng)。某些實(shí)施例涉及禁止材料回流到巖層的受熱部分。
背景技術(shù)：
從地下巖層獲得的烴經(jīng)常用作能源，如原料和消費(fèi)產(chǎn)品。對(duì)現(xiàn)有烴資源耗盡的關(guān)注和生產(chǎn)的烴的整體質(zhì)量改變已經(jīng)導(dǎo)致現(xiàn)有烴資源的更加有效恢復(fù)、處理和/或使用的方法的改進(jìn)。原地處理可以用于從地下巖層去除烴材料。地下巖層中烴材料的化學(xué)和/或物理屬性可能需要改變，以允許烴材料更加容易從地下巖層去除?；瘜W(xué)和物理改變可以包括生產(chǎn)可去除流體的原地反應(yīng)，成分變化，溶解度變化，密度變化，相位變化，和/或巖層中烴材料的粘性變化。流體可以是但不局限于氣體、液體、乳狀液、漿液和/或具有類似于液流的流動(dòng)特征的固體顆粒流。
在Ljungstrom的美國(guó)專利Nos.2,923,535和Van Meurs等的4,886,118中描述了對(duì)油頁(yè)巖巖層的加熱。熱量可以應(yīng)用到油頁(yè)巖巖層，以熱解油頁(yè)巖巖層中的油母。熱量也可以使巖層破裂，以增強(qiáng)巖層的滲透率。增強(qiáng)的滲透率可以允許巖層流體移動(dòng)到生產(chǎn)井，流體在生產(chǎn)井處從油頁(yè)巖巖層去除。在Ljungstrom公開(kāi)的過(guò)程中，含氧氣態(tài)介質(zhì)導(dǎo)入到可滲透地層，最好是此時(shí)可滲透地層仍然通過(guò)預(yù)熱步驟受熱，以開(kāi)始燃燒，加熱該可滲透地層。
如上所述，已經(jīng)作出大量努力改進(jìn)從含烴巖層經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)烴、氫，和/或其他產(chǎn)品的方法和系統(tǒng)。為了從受熱巖層經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)烴、氫，和/或其他產(chǎn)品，需要限制巖層的受熱部分的熱量損失。限制巖層的受熱部分的熱量損失具有減少加熱器的數(shù)量和/或加熱任務(wù)的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，該加熱器需要升高或保持巖層的受熱部分的溫度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供用于處理巖層的方法，包括使用加熱器形成地下巖層的受熱部分；使用生產(chǎn)管道將處于氣相的巖層流體從地下巖層的受熱部分導(dǎo)向地下巖層的表面；在生產(chǎn)管道中或其附近形成氣相巖層流體的凝結(jié)物；及將氣相巖層流體的凝結(jié)物導(dǎo)向期望位置。
在某些實(shí)施例中，收集裝置包括將處于氣相的巖層流體轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)管道的立管。生產(chǎn)管道中的凝結(jié)物禁止流過(guò)巖層的受熱部分。液體從生產(chǎn)管道泵送或被氣體提升。
在某些實(shí)施例中，收集裝置包括對(duì)巖層的受熱部分下面的凝結(jié)物進(jìn)行導(dǎo)向的導(dǎo)流片。液體沿著該導(dǎo)流片導(dǎo)向，從而液體不會(huì)隨著液體通過(guò)與巖層的受熱部分相鄰的生產(chǎn)井而從巖層吸收熱量。
附圖描述參照下面的詳細(xì)描述和附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，其中附

圖1說(shuō)明了加熱巖層中烴的步驟。
附圖2示出了用于處理巖層中烴的原地轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的一部分的實(shí)施例的示意性視圖。
附圖3說(shuō)明了生產(chǎn)井中收集裝置的實(shí)施例的圖示。
附圖4說(shuō)明了生產(chǎn)井中導(dǎo)流片的實(shí)施例的圖示。
附圖5說(shuō)明了生產(chǎn)井中導(dǎo)流片的實(shí)施例的圖示。
盡管本發(fā)明易于進(jìn)行各種修改和備選形式，但是在附圖中利用例子示出了其特定實(shí)施例，并且在此處可以對(duì)其詳細(xì)描述。附圖不對(duì)范圍進(jìn)行限定。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，附圖及其詳細(xì)描述不將本發(fā)明局限于所公開(kāi)的特定形式，但是相反，試圖包括所有落入由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的修改、等效物和備選方案。
具體實(shí)施例方式
下面的描述基本涉及用于處理巖層中的烴的系統(tǒng)和方法。這些巖層可以處理成生產(chǎn)烴產(chǎn)品、氫和其它產(chǎn)品。
“烴”基本上定義為主要由碳和氫原子形成的分子。烴還可以包括其它元素，如但不局限于鹵素、金屬元素、氮、氧和/或硫。烴可以是但不局限于油母、瀝青、焦瀝青、油、天然礦物蠟和瀝青巖。烴可以位于地球中的礦物矩陣中或其附近。矩陣可以包括但不局限于水成巖、沙子、沉積石英巖、碳酸鹽、硅藻土和其他多孔介質(zhì)。“烴流體”是包括烴的流體。烴流體可以包括、夾帶或夾帶到非烴流體中(例如，氫、氮、一氧化碳、二氧化碳、硫化氫、水和氨)。
“巖層”包括一個(gè)或多個(gè)含烴層，一個(gè)或多個(gè)無(wú)烴層，上覆巖層和/或下伏巖層。該“上覆巖層”和/或“下伏巖層”包括一個(gè)或多個(gè)不同類型的不滲透材料。例如，上覆巖層和/或下伏巖層可以包括巖石、頁(yè)巖、泥巖或濕/緊碳酸鹽。在原地轉(zhuǎn)換過(guò)程的某些實(shí)施例中，上覆巖層和/或下伏巖層可以包括含烴層或多個(gè)含烴層，它們?cè)谠剞D(zhuǎn)換處理期間是不滲透的并不受到加溫，這導(dǎo)致了上覆巖層和/或下伏巖層的含烴層的顯著特性變化。例如，下伏巖層可以含有頁(yè)巖或泥巖，但是下伏巖層在原地轉(zhuǎn)換過(guò)程期間不允許加熱到熱解溫度。在某些情況下，上覆巖層和/或下伏巖層可以是稍微滲透的。
“巖層流體”和“采出液”指的是從巖層去除的流體，并可以包括熱解流體、合成氣、流動(dòng)烴和水(蒸汽)。巖層流體可以包括烴流體以及非烴流體。
“熱源”是用于基本通過(guò)傳導(dǎo)和/或輻射熱量傳遞向巖層的至少一部分提供熱量的任何系統(tǒng)。例如，熱源可以是電加熱器，如絕緣導(dǎo)體，伸長(zhǎng)構(gòu)件，和/或設(shè)置在導(dǎo)管中的導(dǎo)體。某些熱源可以通過(guò)燃燒燃料在巖層外部或內(nèi)部產(chǎn)生熱量。這種熱源可以包括但不局限于表面燃燒爐、井底氣體燃燒器、無(wú)焰分布式燃燒室和自然分布式燃燒室。
“加熱器”是用于在井或近似井筒區(qū)域中產(chǎn)生熱量的任何系統(tǒng)。加熱器可以是但不局限于電加熱器、循環(huán)的熱傳遞流體或蒸汽、燃燒器、與其中的材料或巖層的生成物和/或其組合反應(yīng)的燃燒室。詞語(yǔ)“井筒”指的是巖層中的孔，通過(guò)將導(dǎo)管鉆孔或插入到巖層中制成。如此處所使用的那樣，詞語(yǔ)“井”和“開(kāi)口”，當(dāng)指的是巖層中的開(kāi)口時(shí)，可以與詞語(yǔ)“井筒”互換使用。
“熱解”是化學(xué)鍵由于受熱而斷裂。熱解包括只通過(guò)加熱將化合物轉(zhuǎn)換成一種或多種其它物質(zhì)。熱量可以傳遞給一部分巖層以導(dǎo)致熱解?！盁峤饬黧w”或“熱解產(chǎn)品”指的是在烴的熱解期間產(chǎn)生的流體。通過(guò)熱解反應(yīng)產(chǎn)生的流體可以與巖層中其它流體混合。該混合物可以看作熱解流體或熱解產(chǎn)物。熱解流體包括但不局限于，烴、氫、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫、氨、氮、水和其混合物。
“可冷凝烴”是在25攝氏度101kPa絕對(duì)壓力下冷凝的烴。可冷凝烴可以包括具有大于4的碳數(shù)的烴的混合物?！胺强衫淠裏N”是在25攝氏度和101kPa絕對(duì)壓力下不冷凝的烴。非可冷凝烴可以包括具有小于5的碳數(shù)的烴。
可以以各種方式處理巖層中的烴，以產(chǎn)生多種不同產(chǎn)物。在某些實(shí)施例中，分步處理這些巖層。附圖1說(shuō)明了加熱含烴巖層的幾個(gè)步驟。附圖1還說(shuō)明了來(lái)自巖層的每噸巖層流體的油等效物的桶產(chǎn)量(“Y”)(y軸)與受熱巖層的攝氏溫度(“T”)(X軸)對(duì)比的例子。
在第1階段加熱期間發(fā)生甲烷的解吸和水的蒸發(fā)。通過(guò)第1階段可以盡快進(jìn)行巖層的加熱。例如，當(dāng)含烴巖層最初受熱時(shí)，巖層中的烴將吸附的甲烷解吸。巖層可以產(chǎn)生解吸的甲烷。如果含烴巖層進(jìn)一步受熱，則含烴巖層中的水受到蒸發(fā)。在某些含烴巖層中，水可能占到巖層中孔隙體積的10％至50％。在其它巖層中，水占孔隙體積的更大或更小的部分。水通常在巖層中在160℃至285℃之間600kPa絕對(duì)壓力至7000kPa絕對(duì)壓力下蒸發(fā)。在某些實(shí)施例中，蒸發(fā)的水在巖層中產(chǎn)生濕度變化和/或增大的巖層壓力。濕度變化和/或增大的壓力可以影響巖層中的熱解反應(yīng)或其他反應(yīng)。在某些實(shí)施例中，巖層產(chǎn)生蒸發(fā)的水。在其它實(shí)施例中，蒸發(fā)的水用于巖層中或巖層外的抽汽和/或蒸汽蒸餾。從巖層中去除水和增大巖層中孔隙體積增大了孔隙體積中烴的存儲(chǔ)空間。
在某些實(shí)施例中，在步驟1加熱之后，巖層進(jìn)一步受熱，從而巖層中的溫度達(dá)到(至少)初始熱解溫度(如步驟2所示溫度范圍低端處的溫度)。巖層中的烴可以通過(guò)步驟2熱解。熱解溫度范圍根據(jù)巖層中烴的類型而改變。該熱解溫度范圍可以包括250℃至900℃之間的溫度。用于產(chǎn)生期望產(chǎn)品的熱解溫度范圍可以只延伸通過(guò)總熱解溫度范圍的一部分。在某些實(shí)施例中，用于產(chǎn)生期望產(chǎn)品的熱解溫度范圍可以包括250℃至400℃之間的溫度或270℃至350℃之間的溫度。如果巖層中烴的溫度通過(guò)250℃至400℃的溫度范圍緩慢升高，則當(dāng)溫度達(dá)到400℃時(shí)熱解產(chǎn)品的產(chǎn)生可以基本完成。用數(shù)個(gè)熱源加熱含烴巖層可以在熱源周?chē)崽荻?，該熱梯度緩慢升高巖層中烴的溫度使其通過(guò)熱解溫度范圍。
在某些原地轉(zhuǎn)換實(shí)施例中，巖層的一部分加熱到期望溫度，而不是緩慢加熱溫度使其通過(guò)溫度范圍。在某些實(shí)施例中，期望溫度是300℃、325℃或350℃。也可以選擇其它溫度作為期望溫度。來(lái)自熱源的熱量的疊加允許在巖層中較快和較有效地建立期望溫度?？梢哉{(diào)節(jié)從熱源輸入到巖層中的能量，以將巖層中的溫度基本保持在期望的溫度。巖層的受熱部分基本保持在期望溫度，直到熱解衰退為止，從而來(lái)自巖層的期望巖層流體的產(chǎn)品變得不經(jīng)濟(jì)。進(jìn)行熱解的巖層的部分可以包括通過(guò)只從一個(gè)熱源傳遞的熱量達(dá)到熱解溫度范圍的區(qū)域。
在某些實(shí)施例中，巖層產(chǎn)生包括熱解流體的巖層流體。隨著巖層的溫度升高，所產(chǎn)生的巖層流體中可冷凝烴的數(shù)量可能降低。在高溫下，巖層可能主要產(chǎn)生甲烷和/或氫。如果含烴巖層加熱穿過(guò)整個(gè)熱解范圍，則巖層可能朝熱解范圍的上限只產(chǎn)生少量氫。在大多數(shù)現(xiàn)有的氫用盡之后，將通常發(fā)生巖層產(chǎn)生最少量的流體產(chǎn)品。
在烴的熱解之后，在巖層中可能仍然存在大量的碳和一些氫。含在巖層中的碳的主要部分可以從巖層生產(chǎn)成合成氣的形式。合成氣的產(chǎn)生可以發(fā)生在附圖1中所示第3階段加熱期間。第3階段可以包括將含烴巖層加熱到足以允許合成氣產(chǎn)生的溫度。例如，合成氣可以在從400℃到1200℃、500℃到1100℃，或550℃到1000℃的溫度范圍中產(chǎn)生。合成氣產(chǎn)生流體導(dǎo)入巖層時(shí)巖層的受熱部分的溫度決定巖層中所產(chǎn)生的合成氣的成分。所產(chǎn)生的合成氣體可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)生產(chǎn)井從巖層去除。
附圖2說(shuō)明了用于處理含烴巖層的原地轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的一部分的實(shí)施例的示意圖。熱源20放置在巖層的至少一部分中。熱源20可以包括如絕緣導(dǎo)體之類的電加熱器、導(dǎo)管中的導(dǎo)體加熱器、表面燃燒器、無(wú)焰分布式燃燒室，和/或自然分布式燃燒室。熱源20也可以包括其它類型的加熱器。熱源20向巖層的至少一部分提供熱量，以加熱巖層中的烴。能量可以通過(guò)供料管線22供給熱源20。供料管線22可以根據(jù)用于加熱巖層的熱源或多個(gè)熱源的類型而結(jié)構(gòu)不同。用于熱源的供料管線22可以為電加熱器傳送電流，可以為燃燒室傳輸燃料，或者可以傳輸在巖層中循環(huán)的熱交換流體。
生產(chǎn)井24用于從巖層去除巖層流體。生產(chǎn)井24所產(chǎn)生的巖層流體可以通過(guò)收集管26輸送到處理設(shè)備28。巖層流體也可以從熱源20產(chǎn)生。例如，流體可以從熱源20產(chǎn)生，以控制與熱源相鄰的巖層中的壓力。從熱源20產(chǎn)生的流體可以通過(guò)管道或管輸送到收集管26，或者產(chǎn)生的流體可以通過(guò)管道或管直接輸送到處理設(shè)備28。處理設(shè)備28可以包括分離單元、反應(yīng)單元、濃縮單元、燃料井、渦輪、貯存罐，和/或用于處理所產(chǎn)生的巖層流體的其它系統(tǒng)和單元。
該用于處理烴的原地轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可以包括柵欄井30。柵欄井用于在處理區(qū)域周?chē)纬蓶艡?。該柵欄禁止流體流入和/或流出處理區(qū)域。柵欄井包括但不局限于脫水井、真空井、捕獲井、噴射井、灌漿井、凍結(jié)井或其組合。在某些實(shí)施例中，柵欄井30為脫水井。脫水井可以去除液體水和/或禁止液體水進(jìn)入將加熱的巖層的一部分，或正在加熱的巖層。在附圖2中所示的實(shí)施例中，脫水井示出為只沿著熱源20的一側(cè)延伸，但是脫水井通常環(huán)繞用于或?qū)⒂糜诩訜釒r層的所有熱源20。
如附圖2中所示，除了熱源20之外，一個(gè)或多個(gè)生產(chǎn)井24放置在巖層中。巖層流體可以通過(guò)生產(chǎn)井24生產(chǎn)。在某些實(shí)施例中，生產(chǎn)井24包括熱源。生產(chǎn)井中的熱源可以加熱生產(chǎn)井處或其附近的巖層的一個(gè)或多個(gè)部分，并允許巖層流體的氣相去除?？梢詼p少或消除對(duì)液體從生產(chǎn)井的高溫泵送的需要。避免或限制液體的高溫泵送可以明顯降低生產(chǎn)成本。倘若在生產(chǎn)井處或通過(guò)生產(chǎn)井加熱(1)當(dāng)這種生產(chǎn)流體在生產(chǎn)井中移動(dòng)接近超載時(shí)，禁止生產(chǎn)流體的凝結(jié)和/或回流，(2)增加輸入到巖層中的熱量，和/或(3)增強(qiáng)生產(chǎn)井處或其附近巖層的滲透率。在某些原地轉(zhuǎn)換過(guò)程的實(shí)施例中，每米生產(chǎn)井從生產(chǎn)井供給巖層的熱量少于從熱源應(yīng)用到巖層的熱量，該熱源加熱每米熱源的巖層。
受熱巖層的熱量損失的潛在源頭是井中的回流。當(dāng)蒸汽在井中凝結(jié)并流到與巖層的受熱部分相鄰的井的部分中時(shí)發(fā)生回流。蒸汽可能在井中與巖層的上覆巖層相鄰凝結(jié)。流入到井中與受熱巖層相鄰的凝結(jié)流體從巖層吸收熱量。凝結(jié)流體所吸收的熱量冷卻了巖層，并需要將另外的能量輸入到巖層中，以將巖層保持在期望的溫度。在上覆巖層中凝結(jié)并流入到井與受熱巖層相鄰部分中的某些流體可以反應(yīng)，產(chǎn)生意外化合物和/或焦炭。禁止流體回流可能明顯提高原地轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的熱效率和/或該原地轉(zhuǎn)換系統(tǒng)生產(chǎn)的產(chǎn)品的質(zhì)量。
對(duì)于某些井的實(shí)施例，井與巖層的上覆巖層區(qū)域相鄰的部分接合到巖層上。在某些井的實(shí)施例中，井包括填充材料，該填充材料放置在從巖層的受熱部分到上覆巖層的過(guò)渡區(qū)附近。該填充材料禁止巖層流體通過(guò)巖層的受熱區(qū)域進(jìn)入到與上覆巖層相鄰的井筒區(qū)域。電纜、導(dǎo)管、裝置和/或儀器可以通過(guò)該填充材料，但是填充材料禁止巖層流體通過(guò)與巖層的上覆巖層部分相鄰的井筒。
生產(chǎn)流體從井到表面的流動(dòng)適用于多種類型的井，尤其是生產(chǎn)井。生產(chǎn)流體的流動(dòng)也適用于用于控制巖層中壓力的某些加熱器井。上覆巖層，或用于將巖層流體從巖層的受熱部分輸送到表面的井中導(dǎo)管可以受熱，以禁止在導(dǎo)管上或?qū)Ч苤心Y(jié)。然而，由于巖層流體由巖層產(chǎn)生，所以提供上覆巖層中的熱量可能成本較高和/或可能導(dǎo)致巖層的流體裂化或焦化增加。
為了避免需要加熱上覆巖層或加熱通過(guò)上覆巖層的導(dǎo)管，一個(gè)或多個(gè)折流器可以放置在井筒中，以禁止流體回流到與巖層的受熱部分相鄰的井筒中。在某些實(shí)施例中，該折流器將流體保持在巖層的受熱部分上方?？梢杂帽谩怏w提升，和/或其它流體去除技術(shù)將保持在折流器中的流體去除。在某些實(shí)施例中，該折流器將流體導(dǎo)向位于巖層的受熱部分下面的泵、氣體提升組件，或其它流體去除裝置。
附圖3說(shuō)明了生產(chǎn)井中折流器的實(shí)施例。生產(chǎn)井24包括生產(chǎn)管道32。在某些實(shí)施例中，折流器34連接到上覆巖層36中生產(chǎn)管道32上或定位在其附近。在某些實(shí)施例中，折流器放置在巖層的受熱部分中。折流器34可以定位在上覆巖層36和烴層38的界面處或其附近。烴層38由位于巖層中的熱源加熱。折流器34可以包括填料40、立管42和生產(chǎn)管道32中的密封件44。來(lái)自受熱巖層的氣相巖層流體從烴層38移到立管42中。在某些實(shí)施例中，立管42在填料40下面穿孔，以有利于流體移動(dòng)到立管中。填料40禁止氣相巖層流體進(jìn)入到生產(chǎn)井24的上部中。氣相巖層流體移過(guò)立管42，進(jìn)入生產(chǎn)管道32。巖層流體的非可凝結(jié)部分通過(guò)生產(chǎn)管道32到達(dá)表面。隨著生產(chǎn)管道32中的氣相巖層流體在該生產(chǎn)管道中朝表面升高，該氣相巖層流體可能冷卻。如果氣相巖層流體的一部分在生產(chǎn)管道32中凝結(jié)成液體，則該液體利用重力朝密封件44流動(dòng)。密封件44禁止液體進(jìn)入巖層的受熱部分。利用泵46通過(guò)導(dǎo)管48將匯集在密封件44上方的液體去除。泵46可以是但不局限于桿式泵、電子泵、螺桿泵(Moyno類型)。在某些實(shí)施例中，密封件44上方的液體為通過(guò)導(dǎo)管48升高的氣體。產(chǎn)生凝結(jié)流體可以減少與將在生產(chǎn)井的井口處從流體去除熱量相關(guān)的成本。
在某些實(shí)施例中，生產(chǎn)井24包括加熱器50。加熱器50提供熱量，以將生產(chǎn)井24與烴層38的相鄰部分中的液體汽化。加熱器50可以位于生產(chǎn)管道32中或者可以聯(lián)接到生產(chǎn)管道的外側(cè)上。在加熱器位于生產(chǎn)管道外側(cè)的實(shí)施例中，加熱器的一部分通過(guò)填充材料。
在某些實(shí)施例中，可以將稀釋劑導(dǎo)入到生產(chǎn)管道32和/或?qū)Ч?8中。該稀釋劑用于禁止生產(chǎn)管道32、泵46和/或?qū)Ч?8中堵塞。該稀釋劑可以是但不局限于水、酒精、溶劑或表面活性劑。
在某些實(shí)施例中，立管42延伸到生產(chǎn)井24的表面。位于密封件44上方的立管42中的穿孔和和導(dǎo)流片將凝結(jié)液體從立管導(dǎo)入生產(chǎn)管道32中。
在某些實(shí)施例中，兩個(gè)或多個(gè)折流器可以位于生產(chǎn)井中。兩個(gè)或多個(gè)折流器提供將從原地轉(zhuǎn)換系統(tǒng)生產(chǎn)的凝結(jié)流體的最初部分分離的簡(jiǎn)單方式。泵可以放置在每個(gè)折流器中，以將凝結(jié)流體從折流器去除。
在某些實(shí)施例中，可以用折流器將流體(氣體和液體)導(dǎo)向生產(chǎn)井的底部。流體可以從生產(chǎn)井的底部生產(chǎn)。附圖4說(shuō)明了將流體導(dǎo)向生產(chǎn)井的底部的折流器的實(shí)施例。折流器34可以包括定位在生產(chǎn)管道32中的填充材料40和導(dǎo)流片52。導(dǎo)流片可以是環(huán)繞導(dǎo)管48定位的管。生產(chǎn)管道32可以具有開(kāi)口54，該開(kāi)口允許流體從烴層38進(jìn)入生產(chǎn)管道。在某些實(shí)施例中，所有或一部分開(kāi)口與受熱巖層流體流過(guò)的巖層的非烴層相鄰。開(kāi)口54包括但不局限于篩網(wǎng)、穿孔、狹縫和/或狹槽?？梢允褂梦挥趲r層的其他部分中的加熱器和/或位于生產(chǎn)管道32中的加熱器加熱烴層38。
導(dǎo)流片52和填充材料40將進(jìn)入生產(chǎn)管道32的巖層流體導(dǎo)向到未受熱區(qū)域56。未受熱區(qū)域56處于巖層的下伏巖層中。巖層流體的一部分可以凝結(jié)在導(dǎo)流片52的外表面上或凝結(jié)在與未受熱區(qū)域56相鄰的生產(chǎn)管道32的壁上。來(lái)自巖層的液體流體和/或凝結(jié)流體可以利用重力流到生產(chǎn)管道32的底部。生產(chǎn)管道32的底部中的液體和凝結(jié)物可以使用泵46通過(guò)導(dǎo)管48泵送到表面。泵46可以在下伏巖層中放置在1米、5米、10米、20米或更深處。在某些實(shí)施例中，泵可以放置在井筒的未覆蓋(開(kāi)放)部分中。非凝結(jié)流體最初移動(dòng)穿過(guò)導(dǎo)流片52和導(dǎo)管48之間的環(huán)形空間，然后穿過(guò)生產(chǎn)管道32和導(dǎo)管48之間的環(huán)形空間到達(dá)表面，如附圖4中箭頭所示。如果非凝結(jié)流體的部分與上覆巖層36相鄰凝結(jié)，同時(shí)移動(dòng)到表面，則凝結(jié)流體將利用重力流向生產(chǎn)管道32的底部，以由泵46吸入。隨著流體通過(guò)巖層的受熱部分，凝結(jié)流體所吸收的熱量來(lái)自與導(dǎo)流片52接觸，不形成與巖層的直接接觸。導(dǎo)流片52由巖層流體和從巖層傳遞的輻射熱加熱。隨著流體流過(guò)與受熱部分相鄰的導(dǎo)流片52，比如果凝結(jié)流體能夠接觸巖層明顯較少的來(lái)自巖層的熱量傳遞給凝結(jié)流體。流下導(dǎo)流片的凝結(jié)流體可以從井筒中的蒸汽吸收足夠熱量，以將蒸汽的一部分凝結(jié)在導(dǎo)流片52的外表面上。蒸汽的凝結(jié)部分可以流下導(dǎo)流片，到達(dá)井筒的底部。
在某些實(shí)施例中，稀釋劑可以導(dǎo)入到生產(chǎn)管道32和/或?qū)Ч?8中。稀釋劑用于禁止生產(chǎn)管道32、泵46和導(dǎo)管48中堵塞。稀釋劑可以包括但不局限于水、酒精、溶劑、表面活性劑或其組合?？梢栽诓煌瑫r(shí)間導(dǎo)入不同稀釋劑。例如，當(dāng)產(chǎn)品第一次開(kāi)始溶解最初從巖層生產(chǎn)的高分子量烴時(shí)，可以導(dǎo)入溶劑。稍后，可以用水替換溶劑。
在某些實(shí)施例中，單獨(dú)的導(dǎo)管可以將稀釋劑導(dǎo)入到井筒中下伏巖層附近，如附圖5中所示。生產(chǎn)管道32將巖層產(chǎn)生的蒸汽通過(guò)上覆巖層36導(dǎo)向到表面。如果一部分蒸汽在生產(chǎn)管道32中凝結(jié)，則凝結(jié)物能夠流下導(dǎo)流片52，用泵46吸入。包括填充材料40和導(dǎo)流片52的折流器34將來(lái)自受熱烴層38的巖層流體流導(dǎo)向未受熱區(qū)域56。液態(tài)巖層流體由泵46通過(guò)導(dǎo)管48輸送到表面。氣態(tài)巖層流體通過(guò)導(dǎo)流片52輸送到生產(chǎn)管道32。導(dǎo)管58可以捆扎到導(dǎo)流片52上。導(dǎo)管58可以將稀釋劑導(dǎo)入到與未受熱區(qū)域56相鄰的井筒60。稀釋劑可以提高巖層流體的凝結(jié)和/或防止泵46堵塞。導(dǎo)管58中的稀釋劑可以處于高壓。如果稀釋劑從液態(tài)變相到氣態(tài)，同時(shí)通過(guò)巖層的受熱部分，則由于稀釋劑離開(kāi)導(dǎo)管58所產(chǎn)生的壓力變化允許稀釋劑凝結(jié)。
在該描述的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚本發(fā)明的各個(gè)方面的其他修改和備選實(shí)施例。因此，該描述將構(gòu)造成只是說(shuō)明性的，并出于向本領(lǐng)域技術(shù)人員說(shuō)明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的基本方式的目的。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所示和所描述的本發(fā)明的形式用作優(yōu)選實(shí)施例。此處說(shuō)明和描述的元件和材料可以替換，部件和過(guò)程可以顛倒，并且本發(fā)明的某些特征可以單獨(dú)使用。在不脫離如所附權(quán)利要求中公開(kāi)的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在此處所述元件中進(jìn)行改變。另外，將理解的是，此處所述特征可以是獨(dú)立的，在某些實(shí)施例中可以組合。
權(quán)利要求
1.用于處理地下巖層的方法，包括使用加熱器形成地下巖層的受熱部分；使用生產(chǎn)管道將處于氣相的巖層流體從地下巖層的受熱部分導(dǎo)向地下巖層的表面；在生產(chǎn)管道中或其附近形成氣相巖層流體的凝結(jié)物；及將氣相巖層流體的凝結(jié)物導(dǎo)向到期望位置。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括，從生產(chǎn)管道泵送液體。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括，從生產(chǎn)管道氣體提升液體。
4.如權(quán)利要求2至3中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò)導(dǎo)管去除液體。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，該方法還包括，將稀釋劑添加到導(dǎo)管中。
6.如權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的方法，該方法還包括，將稀釋劑添加到生產(chǎn)管道中。
7.如權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的方法，還包括使用立管對(duì)凝結(jié)物進(jìn)行導(dǎo)向。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，立管的一部分受到加熱，以確保通過(guò)立管的巖層流體是蒸汽。
9.如權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的方法，還包括將形成為氣相流體的凝結(jié)物的液體導(dǎo)向到巖層的受熱部分下方的位置處。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，該方法還包括，用位于巖層的受熱部分下方的泵泵送液體。
11.如權(quán)利要求9或10所述的方法，該方法還包括，將稀釋劑導(dǎo)入到巖層的受熱部分下方。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于使用加熱器形成巖層的受熱部分的方法。生產(chǎn)管道用于將處于氣相的巖層流體從巖層的受熱部分導(dǎo)向巖層的表面。折流器將氣相巖層流體的凝結(jié)物導(dǎo)向期望的位置。在某些實(shí)施例中，凝結(jié)物導(dǎo)向巖層受熱部分上方的位置。在某些實(shí)施例中，凝結(jié)物導(dǎo)向巖層受熱部分下方的位置。凝結(jié)物可以從巖層泵送到表面。
文檔編號(hào)H05B3/14GK1946917SQ200580012729
公開(kāi)日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2005年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月23日
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