[发明专利]处理含烃地层的方法

说明书

本申请要求在2008年4月18日申请的美国临时申请61/046177的优先权，该申请在此全文引入作为参考。

技术领域

本发明涉及处理含烃地层的方法。

背景技术

由地下地层得到的烃通常用作能源、原料和消费品。对可获得的烃资源枯竭的担心导致开发了更有效的采收、处理和/或利用可获得的烃资源的方法。

可以按多种方法处理烃地层以产生地层流体。例如，对烃地层应用热、气体和/或液体以移动和/或产生地层流体，这种方法已经用于更有效地从烃地层中采收烃。含重烃的烃地层(例如焦油砂或油页岩地层)可以应用热处理方法加热，以更有效地从含重烃的地层采收烃。这种方法包括原位热处理系统、燃烧断面和驱动方法。通常应用的烃采收驱动方法包括循环蒸汽注入、蒸汽辅助重力排油(SAGD)、溶剂注入、蒸气溶剂和SAGD、以及二氧化碳注入，但不局限于此。

在烃采收驱动方法中已经应用加热器在烃地层中产生高渗透性区域(或注入区域)。可以应用加热器在烃地层中产生移动区域或生产网络，以使流体在驱动过程中流过地层。例如，加热器可以用于：在注入井和生产井之间产生用于驱动方法的排油通道；预热烃地层以使流体在地层中移动，从而使流体和/或气体可以被注入到地层中；为烃地层内用于驱动方法的流体和/或气体提供热。通常，相对于驱动方法输入的热量，由所述加热器提供的热量很小。

已经应用化石燃料的燃烧来加热地层，例如，在地层中直接注入热的化石燃料燃烧气体；在地层中(例如在燃烧断面中)燃烧化石燃料；从热的化石燃料燃烧气体热传递给其它传热介质如蒸汽；或应用位于烃地层中的加热器。燃烧化石燃料加热地层可以在地层中、井内和/或地面附近实施。燃烧化石燃料将产生二氧化碳(一种不希望的温室气体)作为燃烧副产物。

原位加热烃地层的选定部分已经用于定向加热部分烃地层。Wellington等人的US 7,066,257描述了一种原位处理地层的方法，所述方法包括用一个或多个热源以及一个或多个蒸汽注入循环来加热烃地层的选定部分。通过地层中的一个或多个生产井可以由地层产出可能包含热解流体的蒸气混合物。所述热源可以包括以甲烷、乙烷、氢气或合成气为燃料的自然分布的燃烧器。产自地层的流体可能包含硫化氢。产自地层的硫化氢可以用于生产例如硫酸、肥料和/或元素硫。

希望有一种在不产生大量二氧化碳的情况下有效的、成本有效的处理烃地层以更有效地从烃地层中采收烃的方法。

发明内容

本发明涉及一种处理烃地层的方法，包括向位于含烃地层中的多个井孔提供含水物流；向位于至少一个井孔内的一个或多个无焰分布燃烧器提供燃料物流和氧化剂物流，其中燃料物流的硫化氢含量为至少0.1vol％的硫化氢；使至少一部分燃料物流与至少一部分氧化剂物流混合以形成燃料/氧化剂混合物；和在至少一个无焰分布燃烧器中无焰燃烧至少一部分燃料/氧化剂混合物以产生热。

附图说明

另外，对本领域技术人员来说，借助于如下对优选实施方案的详细描述并参考所附附图，本发明的优点将会变得很明显，其中：

图1描述了蒸汽驱动方法的示意图。

图2描述了处理产自烃地层的地层流体的实施方案的示意图。

图3描述了位于垂直井孔内的以硫化氢为燃料的无焰分布燃烧器的实施方案的一部分的剖面图。

图4描述了具有两个燃料通道的以硫化氢为燃料的无焰分布燃烧器的实施方案的一部分的剖面图。

图5描述了具有三个燃料通道的以硫化氢为燃料的无焰分布燃烧器的实施方案的一部分的剖面图。

图6描述了位于垂直井孔中的具有点火源的以硫化氢为燃料的无焰分布燃烧器的实施方案的一部分的剖面图。

图7描述了位于水平井孔中的以硫化氢为燃料的烧嘴的实施方案的一部分的剖面图。

图8描述了应用以硫化氢为燃料的加热器从含烃地层中生产烃的实施方案的示意图。

图9描述了传统蒸汽注入方法的热通量曲线的示意图。

图10A和10B描述了应用以硫化氢为燃料的加热器加热蒸汽的实施方案的热通量曲线的示意图。

虽然本发明容许各种修改和替代形式，但是其具体的实施方案通过图中的实施例的方式给出。附图可能不是按比例的。但应该理解这些图及其详细描述并不用于将本发明限定于所公开的特定形式，相反，本发明将覆盖在由所附权利要求定义的本发明实质和范围内的所有的修改、等价物和替代物。

具体实施方式