[发明专利]用于加热地下地层的循环传热流体系统

说明书

技术领域

本发明总体涉及用于从各种地下地层(例如含烃地层)生产烃、氢和/或其它产品的方法和系统。特别地，某些实施例涉及用于在就地转化过程期间加热地层的一部分的闭环循环系统。

背景技术

从地下地层中所获得的烃通常用作能量源、原料以及消费品。对可用烃资源衰竭的关注和对产出烃的总体质量下降的关注，导致开发出了用于更有效地回收、处理和/或使用可用烃资源的方法。就地处理可用于从地下地层移出烃材料。可能需要改变地下地层中的烃材料的化学和/或物理性能，以使烃材料更容易从地下地层移出。化学和物理变化可包括地层中烃材料的生成可移出流体的就地反应、成分变化、溶解度变化、密度变化、相变和/或粘度变化。流体可以是，但是不限于，气体、液体、乳状液、浆液和/或具有与液体流类似的流动特性的固体颗粒流。

许多不同类型的井或井眼可用于使用就地热处理方法来处理含烃地层。在一些实施例中，竖直和/或基本上竖直的井用于处理地层。在一些实施例中，水平或基本水平的井(诸如J形井和/或L形井)和/或u形井用于处理地层。在一些实施例中，水平井、竖直井和/或其它组合的组合用于处理地层。在某些实施例中，井延伸穿过地层的上覆岩层到达地层的含烃层。在一些情况下，井中的热损失到上覆岩层中。在一些情况下，用于支承水平井眼或u形井眼中的加热器和/或生产设备的地面和上覆岩层的基础结构尺寸和/或数量很大。

Sandberg等人的美国专利7,575,052描述了一种就地热处理方法，该方法采用循环系统加热一个或多个处理区。循环系统可使用经过地层中的管道的已加热的液态传热流体以将热传递至地层。

Vinegar等人的美国专利申请公开2008-0135254描述了一种用于就地热处理过程的系统和方法，该就地热处理过程采用循环系统来加热一个或多个处理区。循环系统使用经过地层中的管道的已加热的液态传热流体以将热传递至地层。在一些实施例中，管道布置在至少两个井眼中。

Nguyen等人的美国专利申请公开2009-0095476描述了一种用于地下地层的加热系统，该加热系统包括位于地下地层中的开口内的导管。绝缘导体位于导管中。材料在导管中、在绝缘导体的一部分与导管的一部分之间。该材料可以是盐。该材料在加热系统的工作温度下是流体。热从绝缘导体传递至流体，从流体传热递至导管，以及从导管传递至地下地层。

对于提出用于从含烃地层中经济地产出烃、氢和/或其它产品的方法和系统已经付出了巨大的努力。但是，目前仍然存在许多不能从其中经济地产出烃、氢和/或其它产品的含烃地层。因而，仍需要改进的方法和系统，以相对于采用地面基设备回收烃的方法而言，减少用于处理地层的能量消耗、减少来自处理过程的排出物、便于加热系统的安装和/或减少损失到上覆岩层的热损失。

发明内容

在此描述的实施例总体涉及用于处理地下地层的系统和方法。

在一些实施例中，本发明提供了一种用于加热地下地层的方法，包括：从多个加热器向地层供给热；使加热器中的一个或多个的一部分移出配备有滑动密封件的井口，以调节加热器的热膨胀。

在一些实施例中，本发明提供了一种用于加热地下地层的方法，包括：从多个加热器向地层供给热；和使用一个或多个滑配接头使所述加热器中的一个或多个的一部分移出井口。

在一些实施例中，本发明提供了一种用于调节地层中加热器的热膨胀的方法，包括：加热地层中的加热器；将加热器的一部分提升离开地层以调节加热器的热膨胀。

在一些实施例中，本发明提供了一种用于加热地下地层的系统，包括：多个定位于地层中的加热器，所述加热器构造用于向地层提供热；和与加热器的一部分联接的至少一个提升器，所述提升器构造用于将加热器的部分提升离开地层以调节加热器的热膨胀。

在另外的实施例中，特定实施例的特征可与其它实施例的特征组合。例如，一个实施例的特征可与任一其它实施例中的特征组合。在另外的实施例中，使用在此所述的方法和系统中的任一个来实现处理地下地层。在另外的实施例中，附加特征可添加到在此所述的特定实施例中。

附图说明

根据下述详细描述并参照附图，本发明的优点对本领域的技术人员来说可变得显而易见，附图中：

图1显示了用于处理含烃地层的就地热处理系统的一部分的一个实施例的示意图。

图2示出了用于加热地层的一部分的传热流体循环系统的一个实施例的示意图。

图3示出了L形加热器的一个实施例的示意图，该L形加热器与传热流体循环系统一起使用以加热地层的一部分。