[发明专利]用于就地烃处理的反射计实时远程感测

说明书

技术领域

本发明涉及地下(subsurface)地质条件的实时感测。特别地，本发明涉及用于在烃的就地处理期间感测在地质层组中存在的物理条件的有利装置和方法。

背景技术

随着世界的标准原油储备耗尽并且因持续的油需求导致的油价上升，油生产商正尝试处理来自沥青矿石、油砂、沥青砂和重油沉积物的烃。常常在天然出现的砂和粘土的混合物中发现这些材料。由于沥青矿石、油砂、油页岩、沥青砂和重油的极高的粘度，因此，在提取标准原油时使用的钻孔(drilling)和精炼方法一般是不可用的。因此，从这些沉积物回收油需要加热以使烃与其它的地质材料分开并且使烃保持在它们会流动的温度下。虽然有时采用电气和射频加热，但是，一般使用蒸汽以提供该热量。加热和处理可在就地、或者在露天开采沉积物之后的另一位置进行。

在就地处理中，实时感测沉积物和/或井孔的条件是极其困难的。关于处理的阶段，例如，烃是否确实正在流动，常常存在不确定性。当低层组渗透性条件妨碍蒸汽的扩散并限制加热时，或者，当蒸汽和热由于层组断裂或者由于高渗透性材料而移动离开作为加热对象的区域时，在就地处理中的不成功的尝试中浪费宝贵的时间和热能。

一般使用电传输线从一个位置到另一位置输送射频(RF)能量。这些线包含例如分别为同轴电缆和明线类型的屏蔽和非屏蔽型。由于非屏蔽传输线对于周围开放，因此它们将电磁场转换到它们所浸入的介质中。因此，可能需要诸如可穿过穿透耗散介质的天线的低频电磁换能器。

当前使用常规的机电“测井(well logging)”以监视和记录地下条件。测井一般包含矿样的检查和沿井孔上下移动传感器。传感器被用于测量例如井周围的层组的电阻、声学性质、自然放射性和密度。但是，这些测量不产生层组中的条件的实时、总体图片。它们仅公开层组中的条件的静止和部分图片。

发明内容

本发明的至少一个实施例的方面涉及一种用于实时感测地下地质层组中的条件的方法，该方法包括以下的步骤：加热地下地质层组；通过使用与至少部分地位于地质层组中的明线传输线电连接的时域反射计将射频脉冲传送到地质层组中；接收反射的频率脉冲；和确定与反射的射频脉冲对应的阻抗。

本发明的至少一个实施例的另一方面涉及一种用于实时感测地下地质层组中的条件的装置，该装置包括：至少部分地位于为了烃的提取而被加热的地下地质层组中的明线传输线；和与明线传输线电连接的时域反射计。

本发明的至少一个实施例的另一方面涉及使用油井套管作为时域反射计的天线。

本发明的至少一个实施例的又一方面涉及在明线传输线上使用共模节流口，以将RF信号发送到地下地质层组而不是地面设备中。

本发明的至少一个实施例的又一方面涉及在明线传输线的端部处使用电阻性负载。

从该公开，本发明的其它方面将是明显的。

附图说明

图1示出蒸汽辅助重力排出处理中的本发明的实施例。

图2是反射系数与到反射位置的距离的曲线图。

图3示出在时域反射计上具有同轴连接的本发明的实施例。

图4示出使用用于单个井孔的对开管(split tube)作为明线传输线的本发明的实施例。

图5是通过由石油井套管形成的明线型传输线的传输损失的曲线图。

具体实施方式

现在将更完整地描述本公开的主题，并且，示出本发明的一个或更多个实施例。但是，本发明可以以许多不同形式被实施，并且不应被解释为限于这里阐述的实施例。而是，这些实施例是具有由权利要求的语言指示的完整范围的本发明的例子。

图1结合用于就地处理烃的蒸汽辅助重力排出(SAGD)系统示出本发明的实施例。在锅炉24中产生用于系统的蒸汽并且将其向着地面28下方注入层组30中。如果蒸汽充分地加热层组30，那么层组中的烃、凝结的蒸汽以及层组中的可能的其它液体将向下排出到排出提取管14。所述液体然后被抽吸到用于存储和/或进一步处理的提取罐26中。

时域反射计10与蒸汽注射管12和排出提取管14电连接。关于图3描述关于连接的其它细节。蒸汽注射管12和排出提取管14用作时域反射计10的天线，并且形成“明线”型的传输线。在提取处理期间，时域反射计10沿蒸汽注射管12传送短上升时间RF脉冲18。脉冲18在沿蒸汽注射管12行进时遇到的任何电气特性阻抗中断将导致反射脉冲20沿排出提取管14返回时域反射计。反射脉冲20的特性是由脉冲18遇到的阻抗中断的函数。阻抗中断进而是由脉冲18遇到的材料的物理性质的函数。