在烴地層內用狹槽加熱的方法技術

這里描述了處理地下地層的系統和方法。一些實施方案總體上涉及處理由地下地層生產的流體的系統、方法和/或過程。一些方法包括：在含烴地層內形成至少一個井孔；在部分含烴地層內形成一個或多個狹槽；由在至少一部分狹槽內放置的一個或多個加熱器向部分含烴地層提供熱量；允許熱量從加熱器傳遞至部分含烴地層；和由含烴地層生產烴。一個或多個加熱器包括一個或多個絕緣電導體。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術總體上涉及由各種地下地層如含烴地層生產烴、氫、甲烷和/或其它產品的方法和系統。
技術介紹
由地下地層獲得的烴通常用作能源、原料和消費品。對于可獲得烴源枯竭的關注以及對于所生產的烴整體質量下降的關注已經導致開發了更有效的采收、處理和/或使用可獲得烴源的方法。可以應用原位方法從地下地層脫除以前應用可獲得方法很難接近和/或提取過于昂貴的烴物質。可能需要改變地下地層內烴物質的化學和/或物理性能，以使烴物質更容易從地下地層內脫除和/或提高所述烴物質的價值。所述化學和物理變化可能包括產生可脫除流體的地層內烴物質的原位反應、組成變化、溶解度變化、密度變化、相態變化和/或粘度變化。 在相對可滲透地層(例如焦油砂)中包含的重烴(重油和/或焦油)的大量沉積在北美洲、南美洲、非洲和亞洲均有發現。焦油可以在地面采礦和提質為較輕烴如原油、石腦油、煤油和/或粗柴油。地面選礦方法可以進ー步將浙青與砂巖分離。分離后的浙青可以應用傳統的煉制方法轉化為輕烴。選礦和提質焦油砂通常要比由常規貯油層生產輕烴昂貴得多。由低滲透率地層生產烴的ー些方法包括水力壓裂和/或應用槽鉆來提高地層的滲透率。可以原位加熱和/或干餾油頁巖地層以增加地層的滲透率和/或將油母巖轉化為API比重大于10°的烴。在油頁巖地層的常規處理中，通常將含油母巖的部分油頁巖地層加熱到高于370°C的溫度以形成低分子量烴、碳氧化物和/或分子氫。由油頁巖地層生產浙青的ー些方法包括將油頁巖加熱到高于油頁巖天然溫度的溫度，直到油頁巖的ー些有機組分轉化為浙青和/或可流化物質。Prats的美國專利US 3，515，213描述了將在中等溫度下加熱的流體在相對較長的時間內從地層內的ー個點循環到另ー個點，直到油頁巖地層內包含的大量有機組分轉化為油頁巖衍生的可流化物質。Maher等人的美國專利US 7，011，154描述了應用熱源原位處理含油母巖和液態烴的地層以生產熱解烴。Maher還描述了應用傳熱流體如蒸汽原位處理含油母巖和液態烴的地層。在一個實施方案中，處理含油母巖和液態烴地層的方法可以包括向地層內注入傳熱流體。來自傳熱流體的熱量可以傳遞至地層的選定區域。來自傳熱流體的熱量在地層的選定區域內可以熱解大部分烴。所產生的氣體混合物可以包括平均API比重大于約25°的烴。Vinegar等人的美國專利US 7，017，661描述了煤地層的原位熱處理。可以由地層生產烴、H2和/或其它地層流體的混合物。可以向地層施加熱量，以使部分地層的溫度升高到合成氣產生溫度。可以向地層內引入合成氣產生流體以產生合成氣。可以以間歇方式或基本連續的方式由地層生產合成氣。Carter的國際專利申請公開WO 2010/074980描述了切割將井孔與所希望的生產地層的較大橫截面連接起來的延伸狹槽從而提高井孔生產能力的方法和設備。Coleman等人的美國專利US 7，647，967描述了通過在兩個井孔間形成裂縫而增加由地下貯層生產烴的系統和方法。正如以上所討論的，已經進行了大量努力由油頁巖生產烴。但目前仍有許多含烴地層不能經濟地開采。因此，需要加熱包含煤、重烴和/或浙青的含烴地層的改進方法，和還需要由含烴地層生產具有理想特性的烴的改進方法。
技術實現思路
這里描述的實施方案總體上涉及處理地下地層的系統和方法。在某些實施方案中，本專利技術提供處理地下地層的ー種或多種系統和/或方法。在一些實施方案中，一種處理含烴地層的方法，包括在含烴地層內形成至少ー個井孔，所述井孔包括至少兩個基本水平或傾斜的部分、位于地面第一位置的第一開孔和位 于地面第二位置的第二開孔；在部分含烴地層內形成一個或多個狹槽，其中至少ー個狹槽垂直于井孔的至少兩個基本水平或傾斜的部分；由在至少部分狹槽內放置的ー個或多個加熱器向部分含烴地層提供熱量，其中ー個或多個加熱器包括ー個或多個絕緣電導體；允許熱量從加熱器傳遞至部分含烴地層；和由含烴地層生產烴。在一些實施方案中，一種處理含烴地層的方法，包括允許熱量從多個加熱器傳遞至地層的第一區域；由含烴地層生產烴；在部分含烴地層內形成一個或多個狹槽，其中至少ー個狹槽垂直于位于含烴地層內的井孔的至少兩個基本水平或傾斜的部分；由在狹槽內放置的一個或多個附加加熱器向含烴地層的第二區域提供熱量；允許熱量從加熱器傳遞至地層的第二區域；和由含烴地層生產更多的烴。在一些實施方案中，一種由含烴地層生產甲烷的方法，包括在含烴地層內形成至少ー個井孔，所述井孔包括至少兩個基本水平或傾斜的部分、位于地面第一位置的第一開孔和位于地面第二位置的第二開孔；在部分含烴地層內形成一個或多個狹槽，其中至少一個狹槽垂直于井孔的至少兩個基本水平或傾斜的部分；由在至少部分狹槽內放置的一個或多個加熱器向部分含烴地層提供熱量，其中一個或多個加熱器包括ー個或多個絕緣電導體；維持部分地層內的平均溫度使其低于所述區域內烴的熱解溫度；和由烴地層脫除甲燒。在一些實施方案中，一種處理含烴地層的方法，包括在含烴地層內形成至少ー個井孔，所述井孔包括至少兩個基本水平或傾斜的部分、位于地面第一位置的第一開孔和位于地面第二位置的第二開孔；在部分含烴地層內形成一個或多個狹槽，其中至少ー個狹槽垂直于井孔的至少兩個基本水平或傾斜的部分；向至少ー個狹槽提供驅動流體；和由烴地層生產烴。在其它實施方案中，具體實施方案的特征可以與其它實施方案的特征組合。例如，一個實施方案的特征可以與任何其它實施方案的特征組合。在其它實施方案中，應用這里描述的任意方法、系統、電源或加熱器處理地下地層。在其它實施方案中，可以將附加特征添加到這里描述的具體實施方案中。附圖說明受益于如下詳細說明和參考附圖，本專利技術的優點對本領域的熟練技術人員來說可以變得很明顯，其中圖I的示意圖描述了用于處理含烴地層的原位熱處理系統的一部分的實施方案。圖2描述了絕緣導體的實施方案的端部的透 視圖。 圖3描述了在地下地層內的開孔中以Y形構造偶合的三個絕緣導體的實施方案。圖4描述了可由地層內開孔中移除的三個絕緣導體的實施方案。圖5A和5B的剖面示意圖描述了用限溫加熱器作為加熱元件的絕緣導體加熱器的 實施方案。圖6A和6B的示意圖描述了加熱包含烴層和含煤層的含烴地層的實施方案。圖7的透視圖描述了在含烴地層內形成狹槽的實施方案。圖7A描述了沿圖7的7A-7A部分的狹槽的剖面圖。圖8描述了在形成狹槽后處理含烴地層的透視圖。圖9的透視圖描述了應用雙井系統在烴層中形成狹槽的實施方案。圖IOA描述了在兩個井孔間形成的對稱弓形的透視圖。圖IOB描述了在兩個井孔間形成的多邊形的透視圖。圖IIA描述了具有中心井和八個圍繞井的放射狀圖案的透視圖。圖IlB描述了具有中心井和七個圍繞井的放射狀圖案的透視圖。圖12A-C的透視圖描述了在烴地層內重新定位設置井孔的實施方案。雖然本專利技術易于進行各種改進和具有各種替代形式，但它的具體實施方案在附圖中通過實施例的方式給出和可能在這里更為詳細地進行描述。附圖可能不是按比例的。但應該理解的是所述附圖及其詳細說明不將本專利技術局限于所公開的特定方式，相反，本專利技術將涵蓋在所附權利要求定義的本專利技術的實質和范圍內的所有改進、等價和替代形式。具體實施例方式如下描述總體上涉及處理地層內烴的系統和方法。可以處理所述地層以獲得烴產品、氫和其它產品。API比重本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.04.09 US 61/322,6471.一種處理含烴地層的方法，包括 在含烴地層內形成至少一個井孔，所述井孔包括至少兩個基本水平或傾斜的部分、位于地面第一位置的第一開孔和位于地面第二位置的第二開孔； 在部分含烴地層內形成一個或多個狹槽，其中至少一個狹槽垂直于井孔的至少兩個基本水平或傾斜的部分； 由在至少部分狹槽內放置的一個或多個加熱器向部分含烴地層提供熱量，其中一個或多個加熱器包括一個或多個絕緣電導體； 允許熱量從加熱器傳遞至部分含烴地層；和 由含烴地層生產烴。2.權利要求I的方法，其中所述井孔為U形水平井孔。3.權利要求I的方法，其中形成狹槽包括調節槽鉆的磨蝕元件的張力，從而在第一開孔、第二開孔和一個或多個狹槽之間的區域形成多邊形。4.權利要求I的方法，其中在含烴地層內所述第二基本水平或傾斜的部分位于第一部分下方。5.權利要求I的方法，其中在至少部分狹槽內放置加熱器包括從井孔中移除槽鉆；將至少一個加熱器的一部分偶合到槽鉆的管子上；和將加熱器旋過狹槽。6.權利要求I的方法，還包括從至少一個狹槽內移除至少一個加熱器；在含烴層的另一部分形成一個或多個附加狹槽；為至少一個附加狹槽提供附加加熱器；由附加加熱器為含烴地層的附加部分提供熱量，其中所述附加加熱器包括絕緣電導體；允許熱量從加熱器傳遞至含烴地層的附加部分；和由含烴地層生產更多的烴。7.權利要求I的方法，其中所述含烴地層具有低的滲透率。8.權利要求I的方法，其中所述含烴地層包括油頁巖地層和/或煤。9.權利要求I的方法，其中形成狹槽包括應用至少一個加熱器作為槽鉆的磨蝕工具元件。10.一種處理含烴地層的方法，包括 允許熱量從多個加熱器傳遞至地層的第一區域； 由含烴地層生產烴； 在部分含烴地層內形成一個或多個狹槽，其中至少一個狹槽垂直于位于含烴地層內的井孔的至少兩個基本水平或傾斜的部分； 由在狹槽內放置的一個或多個附加加熱器向含烴地層的第二區域提供熱量； 允許熱量從加熱器傳遞至地層的第二區域；和 由含烴地層生產更多的烴。11.權利要求10的方法，其中至少一個附加加熱器包括絕緣電導體。12.—種由含烴地層生產甲烷的方法，包括 在含烴地層內形成至少一個井孔，所述井孔包括至少兩個基本水平或傾斜的部分、位于地面第一位置的第一開孔和位于地面第二位置的第二開孔； 在部分含烴地層內形成一個或多個狹槽，其中至少一個狹槽垂直于井孔的至少兩個基本水平或...

【專利技術屬性】
技術研發人員：J·M·卡拉尼卡斯，D·C·馬克當納德，E·R·奧卡姆珀斯，
申請(專利權)人：國際殼牌研究有限公司，
類型：
國別省市：