CN101297096A - 带有与地层基本电绝缘的导管的限温加热器 - Google Patents

Abstract

一种用于加热含烃地层的系统，该系统包括位于地层内开口中的导管。电导体位于导管内部。该电导体形成加热器，其与地层电绝缘，由此降低到地层的电损耗，和该电导体在导管的端部或接近导管的端部与导管电连接，从而使得该电导体和导管串联电连接。在将电流施加给系统期间，电流在电导体中以与导管中电流流动基本相对的方向流动。电子的流动基本被由电导体中电流流动产生的电磁场限制在导管内部，从而使得在25℃下导管的外表面处于基本零电势或接近零电势。该导管被构造成在将电流施加给系统期间发热并加热地层。

Description

带有与地层基本电绝缘的导管的限温加热器

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中生产烃、氢气和/或其它产品的方法和系统。特别地，一些实施方案涉及使用具有与地层电绝缘的导管的限温加热器将选择的地层部分加热。

背景技术

从地下地层中获得的烃常常用作能源、作为原料和作为消费品。对可获得的烃源耗尽的担心和对所生产的烃的总质量下降的担心已经导致开发了更加有效地采收、加工和/或使用可获得的烃源的方法。可使用原位法从地下地层中移出烃物质。可能需要改变地下地层内的烃物质的化学和/或物理性能，以允许烃物质更加容易地从地下地层中移出。化学和物理变化可包括产生可移出流体、组成变化、溶解度变化、密度变化、相变和/或地层内烃物质的粘度变化的原位反应。流体可以是但不限于气体、液体、乳液、淤浆和/或具有与液体流动类似流动特征的固体颗粒的物流。

在原位法期间，可以将加热器置于井孔中以加热地层。使用井下加热器的原位法的例子描述于Ljungstrom的美国专利No.2,634,961、Ljungstrom的2,732,195、Ljungstrom的2,780,450、Ljungstrom的2,789,805、Ljungstrom的2,923,535和Van Meurs等的4,886,118中。

将热施加给油页岩地层描述于Ljungstrom的美国专利No.2,923,535和Van Meurs等的4,886,118中。可以将热施加给油页岩地层以使油页岩地层中的油母质热解。热也可以使地层断裂以提高地层的渗透率。提高的渗透率可以允许地层流体行进到生产井中，在那里将流体从油页岩地层中移出。在Ljungstrom披露的一些方法中，例如将优选来自预加热步骤的仍然热的含氧气态介质引入可渗透的地层中以引发燃烧。

可以使用热源加热地下地层。可以使用电加热器通过辐射和/或传导将地下地层加热。电加热器可以有阻力地加热元件。Germain的美国专利No.2,548,360描述了一种置于井孔中的粘性油中的电加热元件。该加热器元件将油加热并且稀释，使得油从井孔中泵出。Eastlund等的美国专利No.4,716,960描述了通过使相对低电压的电流通过管道以防止固体形成而电加热石油井的管道。Van Egmond的美国专利No.5,065,818描述了一种胶合到井下的电加热元件，在该加热元件周围没有套管。

Vinegar等的美国专利No.6,023,554描述了位于套管中的电加热元件。该加热元件产生将套管加热的辐射能。可以将粒状固体填料置于套管与地层之间。套管可以传导加热填料，这反过来传导加热地层。

一些地层可能具有薄的烃层或者在厚的烃层中具有薄的富含层。可以有利地使用与地层电绝缘的加热器用于加热和/或处理这些类型的地层。加热器与地层电绝缘降低了到地层的电损耗和提高了加热器中的加热效率。将加热器电绝缘也可以提供更安全的加热器操作。加热器可以基本是u-形的井孔，这减少了地层表面上开口的数目。对于降低资金成本和/或降低在地层中钻探开口的影响(例如环境影响和/或表面地形改变)，减少开口的数目可能是希望的。

发明内容

本文中描述的实施方案总体涉及用于处理地下地层的系统、方法和加热器。本文中描述的实施方案还总体涉及其中具有新型组件的加热器。通过使用本文中描述的系统和方法可以获得这类加热器。

在一些实施方案中，本发明提供一种或多种系统、方法和/或加热器。在一些实施方案中，该系统、方法和/或加热器用于处理地下地层。

在一些实施方案中，本发明提供一种用于加热含烃地层的系统，其包括：位于地层内开口中的导管，该导管包含铁磁性材料；位于导管内部的电导体，该电导体在导管的端部或接近导管的端部与导管电连接，使得该电导体和导管串联电连接和在将电流施加给系统期间电流在电导体中以基本与导管中电流流动相对的方向流动；其中，在将电流施加给系统期间，电子的流动基本被由电导体中电流流动产生的电磁场限制在导管内部，从而使得在25℃下导管的外表面处于基本零电势或接近零电势；和该导管被构造成在将电流施加给系统期间发热并加热地层。

在进一步的实施方案中，可组合来自具体实施方案的特征和来自其它实施方案的特征。例如来自一个实施方案的特征可与来自任何其它实施方案的特征组合。

在进一步的实施方案中，使用此处所述的任何一种方法、系统或加热器，进行地下地层的处理。

在进一步的实施方案中，可添加附加的特征到此处所述的具体实施方案中。

附图说明

在受益于下述详细说明并参考附图的情况下，本发明的优点对于本领域的技术人员来说将变得显而易见，其中：

图1描述了对加热含烃地层的阶段的说明。

图2给出了用于处理含烃地层的原位热处理系统的一部分的实施方案的示意图。

图3描述了其本身与地层电绝缘的基本u-形加热器的实施方案。

图4描述了其本身与地层电绝缘的单端的基本水平的加热器的实施方案。

图5描述了使用绝缘导体作为中心导体的其本身与地层电绝缘的单端的基本水平的加热器的实施方案。

尽管本发明易于进行各种改进和替代形式，但其具体实施方案通过附图内的实施例方式给出，且可在此处详细描述。附图可能不是按比例的。然而，应当理解，附图及其详细说明不打算限制本发明到所公开的特定形式，相反，本发明拟覆盖落在所附权利要求定义的本发明的精神与范围内的所有改进、等价和替代方案。

具体实施方式

下述说明一般地涉及处理地层内的烃的系统与方法。可处理这种地层得到烃产品、氢气和其它产品。

“烃”通常定义为主要由碳和氢原子形成的分子。烃也可包括其它元素，例如但不限于卤素、金属元素、氮、氧和/或硫。烃可以是但不限于油母质、沥青、焦沥青、油、天然矿物蜡和沥青岩。烃可位于地壳内的矿物母岩内或者与之相邻。母岩可包括但不限于沉积岩、砂子、硅酸盐、碳酸盐、硅藻土和其它多孔介质。“烃流体”是包含烃的流体。烃流体可包含、夹带或者被夹带在非烃流体内，所述非烃流体例如氢气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、水和氨气。

“地层”包括一层或多层含烃层、一层或多层非烃层、上覆地层和/或下伏地层。“上覆地层”和/或“下伏地层”包括一类或更多不同类的不可渗透材料。例如上覆地层和/或下伏地层可包括岩石、页岩、泥岩或湿/致密碳酸盐。在原位热处理法的一些实施方案中，上覆地层和/或下伏地层可包括一层含烃层或多层含烃层，所述含烃层相对不可渗透且没有经历导致上覆地层和/或下伏地层中含烃层显著特性变化的原位热处理加工过程中的温度。例如下伏地层可包含页岩或泥岩，但不允许加热上覆地层到原位热处理法期间的热解温度下。在一些情况下，上覆地层和/或下伏地层可具有一些渗透性。

“地层流体”是指存在于地层内的流体，且可包括热解流体、合成气、运动流体、减粘流体和水(蒸汽)。地层流体可包括烃流体以及非烃流体。术语“运动流体”是指作为热处理地层的结果能流动的含烃地层内的流体。“所生产的流体”是指从地层中移出的地层流体。

“热源”是基本通过传导和/或辐射传热提供热量到至少一部分地层的任何系统。例如热源可包括电加热器，例如绝缘导体、伸长构件和/或在导管内布置的导体。热源也可包括通过在地层外部或者内部燃烧燃料生成热的系统。该系统可以是表面燃烧器、井下气体燃烧器、无火焰的分布燃烧器和自然分布的燃烧器。在一些实施方案中，可通过其它能源供应在一个或多个热源内提供或生成的热量。其它能源可直接加热地层，或者可施加能量到传递介质上，所述传递介质直接或间接加热地层。应理解向地层施加热量的一个或多个热源可使用不同的能源。因此，例如对于给定的地层来说，某些热源可由电阻加热器供应热量，某些热源可由燃烧提供热量，而某些热源可由一种或多种其它能源(例如化学反应、太阳能、风能、生物物质或其它可再生的能源)提供热量。化学反应可包括放热反应(例如氧化反应)。热源也可包括提供热量到与加热位置相邻区域和/或在其周围区域例如加热器井的加热器。

“加热器”是在井内或者在附近的井孔区域内生成热的任何系统或热源。加热器可以是但不限于电加热器、燃烧器、与在地层内的材料或者从地层中产生的材料反应的燃烧器、和/或它们的组合。

“原位热处理法”是指用热源加热含烃地层以将至少一部分地层的温度升高到流动或减粘或者热解温度之上以使得在地层中生产流动的流体、减粘流体或者热解流体的方法。

“绝缘导体”是指任何能够导电并且全部或部分被电绝缘材料覆盖的细长材料。

细长的元件可以是裸露的金属加热器或者外露的金属加热器。“裸露的金属”和“外露的金属”是指不包括电绝缘层的金属，所述电绝缘层如矿物绝缘层，其被设计为在细长元件的整个操作温度范围提供金属的电绝缘。裸露的金属和外露的金属可以包括包含腐蚀抑制剂例如天然形成的氧化层、施加的氧化层和/或薄膜的金属。裸露的金属和外露的金属包括具有聚合物或其它类型的电绝缘的金属，这些电绝缘在细长元件的典型操作温度下不能保持电绝缘性能。这类材料可被置于金属上和在加热器的使用期间可能热降解。

“限温加热器”通常是指在不使用外部控制例如温度控制器、功率调节器、整流器或者其它设备的情况下在指定温度之上调节热输出(例如降低热输出)的加热器。限温加热器可以是AC(交流电流)或调制的(例如“斩波的”)DC(直流电流)供电的电阻加热器。

“居里温度”是在高于该温度下铁磁性材料丧失其全部铁磁性性能的温度。除了在高于居里温度下丧失其全部铁磁性性能之外，当增加的电流通过铁磁性材料时，铁磁性材料开始丧失其铁磁性性能。

“随时间变化的电流”是指在铁磁性导体中产生表皮效应电流并且具有随时间变化的幅度的电流。随时间变化的电流包括交流电流(AC)和调制的直流电流(DC)。

“交流电流(AC)”是指基本按正弦反转方向的随时间变化的电流。AC在铁磁性导体中产生表皮效应电流。

“调制的直流电流(DC)”是指在铁磁性导体中产生表皮效应电流的任何基本非正弦的随时间变化的电流。

用于限温加热器的“调节比”是对于给定的电流在居里温度以下最高的AC或调制DC电阻与在居里温度以上最低的电阻的比。

在降低的热输出加热系统、设备和方法的上下文中，术语“自动”是指这些系统、设备和方法在不使用外部控制(例如外部控制器如利用温度传感器和反馈回路的控制器、PID控制器或预测控制器)的情况下以一定方式起作用。

术语“井孔”是指通过在地层内钻探或者插入导管形成的地层内的孔。井孔可具有基本上圆形的截面，或者为其它截面形状。此处所使用的术语“井”和“开口”当是指在地层内的开口时，可与术语“井孔”互换使用。

“u-形井孔”是指从地层中的第一开口延伸通过至少一部分地层并且在地层中的第二开口通出的井孔。在本上下文中，井孔可以仅仅大致为“v”或“u”的形状，应理解的是对于被认为是“u-形”的井孔而言，该“u”的“腿”不需要彼此平行或者与“u”的“底部”垂直。

“热解”是由于施加热量导致的化学键断裂。例如热解可包括通过单独加热将化合物转化成一种或多种其它物质。热量可转移到一部分地层上以引起热解。在一些地层中，一部分地层和/或在地层内的其它材料可通过催化活性促进热解。

“热解流体”或“热解产品”是指基本上在热解烃的过程中产生的流体。通过热解反应产生的流体可与地层内的其它流体混合。该混合物将被视为热解流体或热解产品。此处所使用的“热解区”是指反应了或者正在反应形成热解流体的地层体积(例如相对可渗透的地层，如焦油砂地层)。

可以各种方式处理地层中的烃以制得许多不同产品。在一些实施方案中，地层中的烃分阶段进行处理。图1描述了对加热含烃地层的阶段的说明。图1还描述了来自地层的地层流体以桶油当量/吨计的产率(“Y”)(y轴)对以℃计的加热地层的温度(“T”)(x轴)的例子。

在阶段1加热期间出现了甲烷的解吸和水的汽化。通过阶段1加热地层可以尽可能迅速地进行。例如当最初将含烃地层加热时，地层中的烃解吸所吸附的甲烷。可以从地层中生产解吸的甲烷。如果将含烃地层进一步加热，则含烃地层中的水汽化。在一些含烃地层中，水可以占据地层中的孔体积的10-50％。在其它地层中，水占据更大或更小比例的孔体积。水通常在地层中在160-285℃在600-7000kPa绝压的压力下汽化。在一些实施方案中，汽化的水产生地层中的润湿性变化和/或增加的地层压力。该润湿性变化和/或增加的压力可以影响地层中的热解反应或其它反应。在一些实施方案中，从地层中生产汽化的水。在其它实施方案中，汽化的水用于在地层中或地层外面的抽汽和/或蒸馏。将水从地层中排出并且提高地层中的孔体积增加了孔体积中烃的储存空间。

在一些实施方案中，在阶段1加热之后将地层进一步加热，以使得地层中的温度达到(至少)最初的热解温度(例如在如阶段2所示的温度范围下端的温度)。地层中的烃可能在阶段2被热解。热解温度范围取决于地层中烃的种类而变化。热解温度范围可以包括250-900℃的温度。用于生产所希望的产品的热解温度范围可以延伸穿过总热解温度范围的仅仅一部分。在一些实施方案中，用于生产所希望的产品的热解温度范围可以包括250-400℃的温度或者270-350℃的温度。如果地层中烃的温度缓慢升高通过250-400℃的温度，则当温度达到400℃时热解产品的生产可能基本完成。烃的平均温度可以在小于5℃/天、小于2℃/天、小于1℃/天或小于0.5℃/天的速率下升高通过用于生产所希望的产品的热解温度范围。用多个热源加热含烃地层可以在热源周围建立热梯度，以缓慢升高地层中烃的温度通过热解温度范围。

通过用于所希望的产品的热解温度范围的温度升高速率可能影响从含烃地层中生产的地层流体的质量和数量。将温度缓慢升高通过用于所希望的产品的热解温度范围可能抑制地层中长链分子的流动。将温度缓慢升高通过用于所希望的产品的热解温度范围可能限制在流动的烃之间产生不希望的产品的反应。将地层的温度缓慢升高通过用于所希望的产品的热解温度范围可以使得从地层中生产高质量、高API比重度的烃。将地层的温度缓慢升高通过用于所希望的产品的热解温度范围可以使得作为烃产品取出在地层中存在的大量的烃。

在一些原位热处理实施方案中，将一部分地层加热至所希望的温度而不是缓慢加热使温度通过温度范围。在一些实施方案中，所希望的温度为300℃、325℃或350℃。可以选择其它的温度作为所希望的温度。来自热源的热的叠加使得在地层中相对迅速并且有效地建立所希望的温度。可以调节从热源到地层中的能量输入以将地层中的温度基本保持在所希望的温度下。将加热部分的地层基本保持在所希望的温度下直到热解减少使得从地层中生产所希望的地层流体变得不经济。经受热解的地层部分可以包括通过仅由一个热源传热而被带入热解温度范围内的区域。

在一些实施方案中，从地层中生产包括热解流体的地层流体。当地层温度增加时，生产的地层流体中可冷凝的烃的数量可能降低。在高温下，地层可能产出大部分甲烷和/或氢气。如果将含烃地层加热通过整个热解范围，则对于热解范围的上限，地层可能产出仅仅少量的氢气。在所有可获得的氢气枯竭之后，将通常出现来自地层的最小数量的流体产量。

在烃热解之后，大量碳和一些氢气可能仍然存在于地层中。保留在地层中的明显比例的碳可以合成气的形式从地层中生产。在图1中描述的阶段3加热期间，可以出现合成气生成。阶段3可以包括将含烃地层加热至足以使得合成气生成的温度。例如，可以在约400-约1200℃、约500-约1100℃或者约550-约1000℃的温度范围内生产合成气。当将产生合成气的流体引入地层时，地层的加热部分的温度决定了在地层中生产的合成气的组成。可以通过生产井从地层中移出所产生的合成气。

在热解和合成气生成期间，从含烃地层中生产的流体的总能量含量可以保持相对恒定。在相对低的地层温度下热解期间，明显比例的所生产的流体可以是具有高能量含量的可冷凝烃。然而在更高的热解温度下，较少的地层流体可以包括可冷凝的烃。更多的不可冷凝地层流体可以从地层中生产。在主要为不可冷凝地层流体的生成期间，每单位体积的所生产的流体的能量含量可能稍微降低。在合成气产生期间，与热解流体的能量含量相比，每单位体积的所生产的合成气的能量含量明显降低。然而，生产的合成气的体积在许多情况下将明显增加，由此弥补降低的能量含量。

图2描述了处理含烃地层的一部分原位热处理系统的实施方案的示意图。原位热处理系统可包括屏蔽井200。使用屏蔽井在处理区域周围形成屏蔽层。屏蔽层抑制流体流出和/或流入处理区域。屏蔽井包括但不限于脱水井、真空井、捕集井、注射井、泥浆井、冷冻井或它们的组合。在一些实施方案中，屏蔽井200是脱水井。脱水井可除去液体水和/或抑制液体水进入待加热的一部分地层内或者正在加热的地层内。在图2描述的实施方案中，给出了仅仅沿着热源202的一侧延伸的屏蔽井200，但屏蔽井典型地包围所使用的或者待使用的加热地层的处理区域的全部热源202。

热源202置于至少一部分地层内。热源202可包括加热器，例如绝缘导体、导管内的导体加热器、表面燃烧器、无火焰的分布/或自然分布的燃烧器。热源202也可包括其它类型的加热器。热源202提供热量到至少一部分地层以加热地层内的烃。可通过供应线204供应能量到热源202。供应线204在结构上可以不同，这取决于加热地层所使用的一种热源或多种热源的类型。用于热源的供应线204可传输用于电加热器的电，可运输用于燃烧器的燃料，或者可运输在地层内循环的换热流体。

使用生产井206从地层中除去地层流体。在一些实施方案中，生产井206包括热源。在生产井内的热源可加热在生产井处或其附近的地层的一个或多个部分。在一些原位热处理法实施方案中，以每米生产井计，从生产井供应到地层内的热量小于以每米热源计从加热地层的热源供应到地层的热量。从生产井供应到地层的热量可通过蒸发和除去与生产井相邻的液相流体，和/或通过形成宏观和/或微观断裂增加与生产井相邻的地层的渗透率，从而增加与生产井相邻的地层的渗透率。

由生产井206生产的地层流体可通过收集管道208输送到处理设施210中。也可由热源202生产地层流体。例如可由热源202生产流体，以控制与热源相邻的地层内的压力。由热源202生产的流体可通过管道或管线输送到收集管线208中，或者所生产的流体可通过管道或管线直接输送到处理设施210中。处理设施210可包括加工所生产的地层流体用的分离单元、反应单元、提质单元、燃料电池、涡轮机、储存容器和/或其它系统和单元。处理设施可由地层生产的至少一部分烃形成输送燃料。在一些实施方案中，运输燃料可以是喷气燃料例如JP-8。

限温加热器可以处于构件中和/或可以包括在某些温度下提供用于加热器的自动限温性能的材料。在一些实施方案中，铁磁性材料用于限温加热器中。铁磁性材料可以自我限制温度在材料的居里温度下或接近居里温度，以当将随时间变化的电流施加给材料时，在居里温度下或接近居里温度提供减少的热量。在一些实施方案中，铁磁性材料本身限制限温加热器的温度在接近居里温度的选择温度下。在一些实施方案中，选择的温度在居里温度的35℃之内、25℃之内、20℃之内或者10℃之内。在一些实施方案中，将铁磁性材料与其它材料(例如高度传导材料、高强度材料、耐腐蚀材料或它们的组合)组合以提供各种电和/或机械性能。限温加热器的一些部件可以具有比限温加热器的其它部件更低的电阻(由不同的几何结构和/或通过使用不同的铁磁性和/或非铁磁性材料造成)。使限温加热器的部件具有不同材料和/或尺寸使得能够调节来自加热器的每一部件的所希望的热输出。

限温加热器可能比其它加热器更可靠。限温加热器可以不易于遭受由于地层中热点导致的故障或失灵。在一些实施方案中，限温加热器使得能够基本均匀地加热地层。在一些实施方案中，通过沿着加热器的整个长度在较高的平均热输出下操作，限温加热器能够更有效地加热地层。限温加热器沿着加热器的整个长度在较高的平均热输出下操作，这是因为输入加热器的功率对于整个加热器而言不必如典型的恒定功率加热器那样在沿着加热器的任何点的温度超过或者将超过加热器的最大操作温度时被降低。达到加热器的居里温度时，来自限温加热器部分的热输出自动减少，而不用控制地调节施加给加热器的随时间变化的电流。由于限温加热器部分的电性能(例如电阻)改变而使热输出自动减少。因此，在大部分加热过程期间，限温加热器提供更多的功。

在一些实施方案中，当限温加热器由随时间变化的电流通电时，包括限温加热器的系统最初提供第一热输出和然后在加热器的电阻部分的居里温度下、其附近或以上提供减少的热输出(第二热输出)。第一热输出是在限温加热器开始自我限制的温度以上的热输出。在一些实施方案中，第一热输出是在低于限温加热器中铁磁性材料的居里温度50℃、75℃、100℃或125℃的温度下的热输出。

限温加热器可以由在井口提供的随时间变化的电流(交流电流或调制的直流电流)通电。井口可以包括能源和用于将能量提供给限温加热器的其它组件(例如调制组件、变压器和/或电容器)。限温加热器可以是用于加热一部分地层的许多加热器中的一种。

在一些实施方案中，限温加热器包括导体，当将随时间变化的电流施加给该导体时，其作为表皮效应或近似效应加热器操作。该表皮效应限制了电流渗透到导体内部的深度。对于铁磁性材料而言，表皮效应由导体的导磁系数控制。铁磁性材料的相对导磁系数通常为10-1000(例如，铁磁性材料的相对导磁系数通常为至少10和可以为至少50、100、500、1000或更大)。当将铁磁性材料的温度升高到居里温度以上时和/或当施加的电流增加时，铁磁性材料的导磁系数明显降低和表皮深度迅速膨胀(例如表皮深度膨胀为导磁系数平方根的倒数)。导磁系数的降低导致在居里温度下、其附近或以上和/或当施加的电流增加时导体的AC或调制的DC电阻降低。当限温加热器通过基本恒定的电源通电时，接近、达到或者在居里温度以上的加热器部分可能具有降低的热耗散。不在居里温度下或附近的限温加热器部分可由表皮效应加热控制，该加热使得加热器由于较高的电阻负荷而具有高的热耗散。

使用限温加热器加热地层中的烃的优点在于选择导体使其居里温度在所希望的操作温度范围内。在所希望的操作温度范围内操作使得大量的热注入地层，同时将限温加热器和其它设备的温度保持在设计极限温度以下。设计极限温度是在其下一些性能例如腐蚀、蠕变和/或变形被负面影响的温度。限温加热器的限温性能抑制了地层中的低热导率“热点”附近加热器的过热或烧毁。在一些实施方案中，限温加热器能够降低或控制热输出和/或承受在高于25℃、37℃、100℃、250℃、500℃、700℃、800℃、900℃或更高直到1131℃的温度下的热量，这取决于加热器中使用的材料。

限温加热器使得与恒定功率加热器相比有更多的热量注入到地层，这是因为不必限制输入限温加热器中的能量以适应加热器附近的低热导率区域。例如，在格林河(Green River)油页岩中，最不富足的油页岩层与最富足的油页岩层的热导率相差至少3倍。当加热这种地层时，与用被低热导率层下的温度限制的常规加热器相比，用限温加热器将明显更多的热传给地层。沿着常规加热器的整个长度的热输出需要适应低热导率层，使得加热器在低热导率层下不会过热和烧毁。对于限温加热器而言，处于高温下的低热导率层附近的热输出将减少，但未处于高温下的限温加热器的剩余部分将仍然提供高的热输出。由于用于加热烃地层的加热器通常具有长的长度(例如至少10m、100m、300m、至少500m、1km或者更多达到10km)，因此限温加热器的大部分长度可以在居里温度以下操作而仅仅少部分在限温加热器的居里温度下或接近居里温度。

使用限温加热器使得有效地将热传给地层。有效的传热使得将地层加热至所希望的温度所需的时间减少。例如在格林河油页岩中，当使用用常规恒定功率加热器隔开的12m加热器井时，热解通常需要加热9.5年-10年。对于相同的加热器间隔而言，限温加热器可以允许更大的平均热输出，同时保持加热器设备温度低于设备设计极限温度。与通过恒定功率加热器提供的较低平均热输出相比，借助于由限温加热器提供的较大平均热输出，地层中的热解可以在更早的时刻出现。例如，在格林河油页岩中，使用具有12m加热器井间隔的限温加热器，热解可能在5年内发生。限温加热器抵抗由于在加热器井过于接近的情况下不准确的井间隔或者钻探引发的热点。在一些实施方案中，限温加热器允许对于被间隔分开过远的加热器井的功率输出随着时间增加，或者限制对于间隔过近的加热器井的功率输出。在上覆地层和下伏地层附近的区域中，限温加热器还提供了更多的能量以弥补这些区域的温度损耗。

限温加热器可以有利地在许多类型的地层中使用。例如，在沥青砂地层或者含有重质烃的相对可渗透地层中，可以使用限温加热器以提供可控制的低温输出用于降低流体粘度、使流体流动和/或增强在井孔下或附近或者在地层中流体的径向流动。可以使用限温加热器以抑制由于地层井孔区域附近过热而形成过量焦炭。

在一些实施方案中，限温加热器的使用消除或减少了对于昂贵的温度控制电路的需要。例如，限温加热器的使用消除或减少了进行温度记录的需要和/或在加热器上使用固定的热电偶以监控热点处可能过热的需要。

在一些实施方案中，限温加热器是容许变形的。井孔中材料的局部移动可能导致在加热器上的横向应力，这可能使其形状变形。沿着加热器的长度在其下井孔到达或接近加热器的位置可能是热点，在此处标准加热器过热并且有烧毁的可能。这些热点可能降低金属的屈服强度和蠕变强度，使得加热器破碎或变形。限温加热器可以成形为S曲线(或其它非线性形状)，这容许限温加热器变形而不会造成加热器故障。

在一些实施方案中，与标准加热器相比，对于生产或制造而言限温加热器更加经济。典型的铁磁性材料包括铁、碳钢或铁素体不锈钢。与通常在绝缘导体(矿物绝缘电缆)加热器中使用的镍基加热合金(例如镍铬合金、Kanthal^TM(Bulten-Kanthal AB，Sweden)和/或LOHM^TM(Driver-Harris Company，Harrison，New Jersey，U.S.A.))相比，这些材料便宜。在限温加热器的一个实施方案中，限温加热器以连续的长度作为绝缘导体加热器制造以降低成本和提高可靠性。

用于限温加热器中的铁磁性合金决定了加热器的居里温度。各种金属的居里温度数据列于“American Institute of PhysicsHandbook”，第二版，McGraw-Hill，5-170至5-176页中。铁磁性导体可以包含一种或多种铁磁性元素(铁、钴和镍)和/或这些元素的合金。在一些实施方案中，铁磁性导体包括包含钨(W)的铁-铬(Fe-Cr)合金(例如HCM12A和SAVE12(Sumitomo Metals Co.，Japan)和/或包含铬的铁合金(例如Fe-Cr合金、Fe-Cr-W合金、Fe-Cr-V(钒)合金、Fe-Cr-Nb(铌)合金)。在这三种主要的铁磁性元素当中，铁具有770℃的居里温度；钴(Co)具有1131℃的居里温度；和镍具有大约358℃的居里温度。铁-钴合金的居里温度比铁的居里温度更高。例如，具有2wt％钴的铁-钴合金具有800℃的居里温度；具有12wt％钴的铁-钴合金具有900℃的居里温度；和具有20wt％钴的铁-钴合金具有950℃的居里温度。铁-镍合金的居里温度比铁的居里温度更低。例如，具有20wt％镍的铁-镍合金具有720℃的居里温度，和具有60wt％镍的铁-镍合金具有560℃的居里温度。

用作合金的一些非铁磁性元素升高了铁的居里温度。例如，具有5.9wt％钒的铁-钒合金具有约815℃的居里温度。其它非铁磁性元素(例如碳、铝、铜、硅和/或铬)可与铁或其它铁磁性材料形成合金以降低居里温度。提高居里温度的非铁磁性材料可与降低居里温度的非铁磁性材料组合并且与铁或其它铁磁性材料形成合金，以制备具有所希望的居里温度和其它所希望的物理和/或化学性能的材料。在一些实施方案中，居里温度材料是铁素体例如NiFe₂O₄。在另一些实施方案中，居里温度材料是二元化合物例如FeNi₃或Fe₃Al。

限温加热器的一些实施方案可以包括多于一种的铁磁性材料。如果将本文中描述的任何条件应用于限温加热器中的至少一种铁磁性材料，则这些实施方案处于本文中描述的实施方案的范围内。

当达到居里温度时，铁磁性性能通常减弱。因此，自我限制的温度可能稍微低于铁磁性导体的实际居里温度。表皮深度通常定义了随时间变化的电流进入导电材料的有效穿透深度。一般而言，电流密度与沿着导体的半径从外表面到达中心的距离成指数降低。在其下电流密度约为表面电流密度的1/e的深度被称为表皮深度。在1％碳钢中电流的表皮深度在室温下为0.132cm和在720℃增至0.445cm。从720℃到730℃，表皮深度急剧增加至超过2.5cm。因此，使用1％碳钢的限温加热器实施方案在650-730℃开始自我限制。

对于大多数金属而言，电阻率(ρ)随着温度增加。相对导磁系数通常随着温度和电流而变化。可以使用另外的方程以估计导磁系数和/或表皮深度针对温度和/或电流的变化。μ对电流的依赖性源于μ对电磁场的依赖性。

可以选择用于限温加热器中的材料以提供所希望的调节比。可以选择至少1.1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶1、10∶1、30∶1或50∶1的调节比用于限温加热器。也可以采用更大的调节比。选择的调节比可以取决于许多因素，包括但不限于限温加热器位于其中的地层的类型(例如较高的调节比可用于油页岩地层，在富足和贫瘠的油页岩层之间热导率有大的变化)和/或用于井孔中的材料的温度极限(例如加热器材料的温度极限)。在一些实施方案中，通过将附加的铜或另外的优良电导体连接在铁磁性材料上而提高调节比(例如加入铜以降低高于居里温度时的电阻)。

限温加热器可以在加热器的居里温度以下提供最小的热输出(功率输出)。在一些实施方案中，最小热输出为至少400W/m(瓦特/米)、600W/m、700W/m、800W/m或者更高直到2000W/m。当加热器段的温度达到或高于居里温度时，限温加热器减小当该加热器段的热输出量。减小的热量可以明显小于居里温度以下的热输出。在一些实施方案中，减小的热量至多为400W/m、200W/m、100W/m或者可能达到0W/m。

在一些实施方案中，调节AC频率以改变铁磁性材料的表皮深度。例如，1％碳钢在室温下的表皮深度在60Hz下为0.132cm、在180Hz下为0.0762cm，和在440Hz下为0.046cm。由于加热器直径通常大于表皮深度的两倍，因此采用较高的频率(和因此具有较小直径的加热器)降低了加热器成本。对于固定的几何结构而言，较高的频率导致较高的调节比。通过将较低频率下的调节比乘以较高频率除以较低频率的平方根而计算较高频率下的调节比。在一些实施方案中，使用100-1000Hz、140-200Hz或者400-600Hz的频率(例如180Hz、540Hz或720Hz)。在一些实施方案中，可以使用高频率。该频率可以大于1000Hz。

在一些实施方案中，可以使用调制的DC(例如斩波的DC、波形调制DC或循环的DC)用于将电功率提供给限温加热器。可以将DC调制器或DC斩波器连接在DC电源上以提供调制的直流电输出。在一些实施方案中，DC电源可以包括用于调制DC的装置。DC调制器的一个例子是DC/DC转换器系统。DC/DC转换器系统是本领域通常已知的。通常将DC调制或斩波成所希望的波形。用于DC调制的波形包括但不限于方波、正弦曲线、变形的正弦曲线、变形的方波、三角形和其它规则或不规则波形。

调制的DC波形通常确定了调制的DC的频率。因此，可以选择调制的DC波形以提供所希望的调制DC频率。可以改变调制的DC波形的形状和/或调制比(例如斩波比)以改变调制的DC频率。DC可以在高于通常可获得的AC频率的频率下调制。例如，可以在至少1000Hz的频率下提供调制的DC。将提供的电流的频率增至较高的值有利地提高了限温加热器的调节比。

在一些实施方案中，调节或改变调制的DC波形以改变调制的DC频率。在使用限温加热器期间和在高的电流或电压下，DC调制器可能能够在任何时刻调节或改变调制的DC波形。因此，提供给限温加热器的调制DC不限于单个频率或者甚至小的频率值组。使用DC调制器的波形选择通常允许宽范围的调制DC频率和调制的DC频率的离散控制。因此，调制的DC频率更容易设置在不同的值下，而AC频率通常限于多个行频率。调制的DC频率的离散控制允许对限温加热器的调节比更具选择性的控制。能够选择性控制限温加热器的调节比允许使用更宽范围的材料设计和构造限温加热器。

在一些实施方案中，调节调制的DC频率或AC频率以弥补在使用期间限温加热器的性能(例如地下条件例如温度或压力)的改变。提供给限温加热器的调制DC频率或AC频率基于估计的井下条件而变化。例如，当井孔中限温加热器的温度增加时，可以有利地增加提供给加热器的电流频率，由此提高加热器的调节比。在一个实施方案中，评价井孔中限温加热器的井下温度。

在一些实施方案中，改变调制的DC频率或AC频率以调节限温加热器的调节比。可以调节该调节比以弥补沿着限温加热器长度出现的热点。例如，由于限温加热器在某些位置变得过热，因此增加调节比。在一些实施方案中，在不评价地下条件的情况下改变调制的DC频率或AC频率以调节调节比。

The Metals Handbook，8卷，291页(American Society ofMaterials(ASM))包括了铁-铬合金的居里温度对合金中铬含量的图线。在一些限温加热器实施方案中，将单独的支撑棒或管(由347H不锈钢制成)连接到由铁-铬合金制成的限温加热器上以提供屈服强度和/或抗蠕变性。在一些实施方案中，选择支承材料和/或铁磁性材料以在650℃下提供至少20.7MPa的100,000小时蠕变-断裂强度。在一些实施方案中，该100,000小时蠕变-断裂强度在650℃下为至少13.8MPa或者在650℃下为至少6.9MPa。例如，347H钢在650℃下或以上具有有利的蠕变-断裂强度。在一些实施方案中，对于较长的加热器和/或较高的地层或流体应力而言，该100,000小时蠕变-断裂强度为6.9-41.3MPa。

在一些实施方案中，限温加热元件用于u-形井孔的基本水平的阶段。基本u-形的井孔可用于沥青砂地层、油页岩地层或者具有相对薄的烃层的其它地层中。沥青砂或薄的油页岩地层可以具有薄的浅层，使用置于基本u-形井孔中的加热器更容易和更均匀地将这些浅层加热。基本u-形的井孔也可用于处理地层中具有厚的烃层的地层。在一些实施方案中，基本u-形的井孔用于进入厚的烃地层中的富足层。

与垂直井孔中的加热器相比，基本u-形的井孔中的加热器可以具有长的长度，因为水平加热段不具有垂直加热元件遇到的蠕变或悬挂应力的问题。基本u-形的井孔可以利用地层中的天然密封层和/或烃层的有限厚度。例如，可以将井孔设置在地层中的天然密封层的上方或下方，而不需要如垂直取向的井孔中所需要的那样在天然密封层中穿出大量的孔。使用基本u-形的井孔代替垂直井孔也可以减少处理地层的表面印记所需的井的数目。通过减少表面上井孔的数目和表面上设备的数目，使用较少的井降低了设备的资金成本和降低了处理地层的环境影响。与垂直井孔相比，基本u-形的井孔也可以使用较低的上覆地层段与加热段的比。

基本u-形的井孔可以允许将井孔的开口灵活地设置在表面上。可以根据地层的表面形态来设置井孔的开口。在一些实施方案中，可以将井孔的开口设置在地理上可达到的位置例如地形高处(例如小山)。例如，井孔可以具有在第一地形高处的第一开口和在第二地形高处的第二开口以及在第一与第二地形高处之间的地形低处(例如具有淤积的土方的峡谷)下面的井孔横段。开口的这种设置可以避免将开口或设备设置在地形低处或其它不可达到的位置。另外，在地形高处的区域中，水平面可能不是自流的。可以钻探井孔以使得开口并不位于环境敏感的区域附近，例如但不限于水流、筑巢区域或动物保护区附近。

在一些实施方案中，加热器与地层电绝缘，因为该加热器在加热器的外侧具有极低或不具有电压电势。图3描述了本身与地层电绝缘的基本u-形加热器的一个实施方案。加热器220具有在表面216上的第一开口处的第一端部和在表面上的第二开口处的第二端部。在一些实施方案中，加热器220仅具有在表面上的第一端部，加热器的第二端部位于烃层212中(该加热器是单端加热器)。图4和5描述了其本身与地层电绝缘的单端加热器的实施方案。在一些实施方案中，如图4和5中所示，单端加热器220具有细长部分，该部分在烃层212中基本水平。在一些实施方案中，单端加热器220具有取向除烃层212中基本水平以外的细长部分。例如，单端加热器可以具有在烃层中与水平成15°取向的细长部分。

如图3-5中所示，加热器220包括位于烃层212中的加热元件218。加热元件218可以是铁磁性导管加热元件或铁磁性管状加热元件。在一些实施方案中，加热元件218是限温加热器管状加热元件。在一些实施方案中，加热器218是9-13wt％的铬不锈钢管，例如410不锈钢管、T/P91不锈钢管或者T/P92不锈钢管。在一些实施方案中，加热元件218包括壁厚为25℃下铁磁性材料的至少一个表皮深度的铁磁性材料。在一些实施方案中，加热元件218包括壁厚为25℃下铁磁性材料的表皮深度的至少约两倍、25℃下铁磁性材料的表皮深度的至少约三倍或者25℃下铁磁性材料的表皮深度的至少约四倍的铁磁性材料。

加热元件218与一个或多个部分222相连。部分222位于上覆地层214中。部分222包括较高电导率材料例如铜或铝。在一些实施方案中，部分222是碳钢内的铜包层。

中心导体226位于加热元件218内部。在一些实施方案中，通过将加热元件和中心导体从一个或多个线轴上退绕同时将它们放入地层中而将加热元件218和中心导体226放入或安装在地层中。在一些实施方案中，将加热元件218和中心导体226一起连接在单个线轴上并且作为加热元件内部具有中心导体的单个系统退绕。在一些实施方案中，将加热元件218和中心导体226设置在单独的线轴上并且在将加热元件置于地层中之后将中心导体置于加热元件内部。

在一些实施方案中，中心导体226位于加热元件218的中心处或附近。中心导体226可以沿着中心导体的长度(例如烃层212中的中心导体的长度)与加热元件218基本电绝缘。在一些实施方案中，中心导体226通过一个或多个电绝缘的定中心器与加热元件218分开。定中心器可以包含氮化硅或另外的电绝缘材料。定中心器可以抑制中心导体226与加热元件218之间的电接触，以使得例如抑制中心导体与加热元件之间的电弧或短路。在一些实施方案中，中心导体226是一种导体(例如实心导体或管状导体)，使得加热器处于导管中的导体的构造中。

在一些实施方案中，中心导体226是铜棒或铜管。在一些实施方案中，中心导体226和/或加热元件218具有薄的电绝缘层以抑制加热元件的电流泄漏。在一些实施方案中，薄的电绝缘层是氧化铝或热喷涂的氧化铝。在一些实施方案中，薄的电绝缘层是陶瓷组合物的搪瓷涂层。该薄的电绝缘层可以抑制三相加热器的加热元件免于在元件之间泄漏电流、免于将电流泄露到地层中、和免于将电流泄露到地层中的其它加热器中。因此，该三相加热器可以具有较长的加热器长度。

在一些实施方案中，中心导体226是绝缘导体。该绝缘导体可以包括在导电外壳内部的导电芯，该芯与外壳之间电绝缘。在一些实施方案中，绝缘导体包括在非铁磁性不锈钢(例如347不锈钢)内部的铜芯，在该芯与外壳之间有氧化镁绝缘。该芯可用于将电流传导通过绝缘导体。在一些实施方案中，将绝缘导体置于加热元件218内部，而不需要在绝缘导体与加热元件之间的定中心器或隔板。如果中心导体和加热元件接触，则该绝缘导体的外壳和电绝缘可以使芯与加热元件218电绝缘。因此，芯和加热元件218被抑制以防止彼此电短路。绝缘导体或另外的实心中心导体226可被抑制免于被加热元件218粉碎或变形。在一些实施方案中，如图3中所示，在表面216上使用电连接224将中心导体226的一个端部与加热元件218的一个端部电连接。在一些实施方案中，如图4和5中所示，在烃层212中使用电连接224将中心导体226的末端与加热元件218的末端电连接。因此，在图3-5中描述的实施方案中，中心导体226以串联结构与加热元件218电连接。在一些实施方案中，中心导体226是绝缘导体并且该绝缘导体的芯以串联结构与加热元件218电连接。中心导体226是用于加热元件218的回路电导体，使得中心导体中的电流以与加热元件中的电流相对的方向流动(如由箭头228所示)。在加热元件中的铁磁性材料的居里温度以下，由中心导体226中的电流流动产生的电磁场基本将电子流动和热产生限制在加热元件218的内部(例如加热元件的内壁)。因此，在低于铁磁性材料的居里温度的温度下(例如在25℃下)，加热元件218的外部处于基本零电势下和加热元件与地层和任何相邻的加热器或加热元件电绝缘。加热元件218的外部处于基本零电势下和加热元件与地层和任何相邻的加热器或加热元件电绝缘允许在烃层212中使用长的加热器长度，而没有明显的电(电流)损耗到烃层中。例如，在烃层212中可以使用长度为至少约100m、至少约500m或至少约1000m的加热器。

在将电流施加给加热元件218和中心导体226的期间，由加热器产生热。在一些实施方案中，加热元件218产生加热器的大部分或全部的热输出。例如，当电流流过加热元件218中的铁磁性材料和中心导体226中的铜或另外的低电阻材料时，加热元件产生加热器的大部分或全部的热输出。通过允许从发热元件(加热元件218)到地层的直接传热，在外部导体(加热元件218)而不是中心导体226中产生大部分热可以提高到地层的传热效率，和可以降低经过加热器220的热损耗(例如中心导体与外部导体之间的热损耗，如果中心导体是发热元件的话)。在加热元件218而不是中心导体226中产热还增加了加热器220的产热表面积。因此，对于相同的加热器220操作温度而言，可以使用外部导体(加热元件218)而不是中心导体226作为发热元件将更多的热提供给地层。

在一些实施方案中，流体流过加热器220(由图3和4中的箭头230表示)以将地层预热和/或从加热元件回收热。在图3中描述的实施方案中，如由箭头230所示，流体在加热元件218内部且通过加热器元件218和中心导体226的外部从加热器220的一端流到加热器的另一端。在图4中描述的实施方案中，如由箭头230所示，流体通过为管状导体的中心导体226进入加热器220。中心导体226包括在中心导体末端的开口232，以允许流体从中心导体中流出来。开口232可以是穿孔或其它孔口，其允许流体流入和/或流出中心导体226。如由箭头230所示，流体然后返回到加热元件218内部和中心导体226外部的表面上。

在加热器220内部流动的流体(由图3和4中的箭头230所示)可用于将加热器预热以初始加热地层，和/或在对于原位热处理法而言结束加热之后从地层回收热。可以流过加热器的流体包括但不限于空气、水、水蒸气、氦气、二氧化碳或其它高热容流体。在一些实施方案中，热的流体例如二氧化碳、氦气或

(The Dow ChemicalCompany，Midland，Michigan，U.S.A.)流过管状加热元件以将热提供给地层。在使用电加热以将热提供给地层之前，可以使用热的流体将热提供给地层。在一些实施方案中，除了电加热之外，使用热的流体提供热。与单独使用电加热将热提供给地层相比，除了提供电加热之外使用热的流体将热提供给地层或者将地层预热可能更便宜。在一些实施方案中，在地层原位热处理之后，水和/或水蒸气流过管状加热元件以从地层回收热。加热的水和/或水蒸气可用于溶液采矿和/或其它工艺。

基于本说明书，本发明各个方面的另一些改进和替代实施方案对本领域技术人员来说可能是明显的。因此，本说明书将被看作仅仅是说明性的，其目的在于教导本领域技术人员实施本发明的一般方式。应理解本文中给出和描述的本发明形式将被看作是目前优选的实施方案。一些要素和材料可以代替本文中描述和说明的那些、一些部件和工艺可以颠倒和本发明的某些特征可以单独使用，所有这些在受益于本发明的描述之后，对本领域技术人员来说均是明显的。在本文中描述的要素中可以进行改变，只要不偏离描述于后面的权利要求中的本发明的精神和范围。另外，应理解在一些实施方案中可以将本文中描述的特征独立地组合。

Claims (29)

1.一种用于加热含烃地层的系统，其包括：

位于地层内开口中的导管，该导管包含铁磁性材料；

位于导管内部的电导体，该电导体在导管的端部或接近导管的端部与导管电连接，使得该电导体和导管串联电连接和在将电流施加给系统期间电流在电导体中以基本与导管中电流流动相对的方向流动；

其中，在将电流施加给系统期间，电子的流动基本被由电导体中电流流动产生的电磁场限制在导管内部，从而使得导管的外表面在25℃下处于基本零电势或接近零电势；和

该导管被构造成在将电流施加给系统期间发热并加热地层。

2.权利要求1的系统，其中导管外部基本与地层电绝缘。

3.权利要求1或2任一项的系统，其中导管邻近地层。

4.权利要求1-3任一项的系统，其中导管邻近地层使得导管壁中产生的热传递到地层。

5.权利要求1-4任一项的系统，其中构造导管以产生系统的大部分热输出。

6.权利要求1-5任一项的系统，其中导管的外围大于电导体的外围，和在导管壁中产生的热从导管的外围传递到地层。

7.权利要求1-6任一项的系统，其中导管壁厚为25℃下的铁磁性材料的至少一个表皮深度。

8.权利要求1-7任一项的系统，其中导管与位于地层中的至少一个相邻导管电绝缘。

9.权利要求1-8任一项的系统，其中开口具有在地层表面上的第一位置的第一端部和在地层表面上的第二位置的第二端部。

10.权利要求1-9任一项的系统，其中大部分导管在地层的烃层中基本水平取向。

11.权利要求1-10任一项的系统，其中电导体沿着导管的长度基本与导管电绝缘，和电导体在导管的端部附近与导管电连接。

12.权利要求1-11任一项的系统，其中该系统进一步包括一个或多个定中心器以使导管与电导体电分隔。

13.权利要求1-12任一项的系统，其中该系统进一步包括在导管表面上和/或在电导体的外表面上的薄的电绝缘层。

14.权利要求1-13任一项的系统，其中构造该导管以在铁磁性元件的居里温度以下提供第一热输出，构造该导管以大约在和高于铁磁性元件的居里温度下自动提供第二热输出，并且与第一热输出相比，第二热输出降低。

15.权利要求1-14任一项的系统，其中电导体是绝缘导体，该绝缘导体包括在导电外壳内部的导电芯，且在该芯与外壳之间电绝缘。

16.权利要求15的系统，其中芯是铜和外壳是非铁磁性不锈钢。

17.权利要求1-16任一项的系统，其中该系统具有至少2∶1的调节比。

18.权利要求1-17任一项的系统，其中导管具有至少100m、至少500m或至少1000m的长度并处于地层的烃层中。

19.权利要求1-18任一项的系统，其中构造导管以允许流体流过导管以(a)将导管和系统预热和/或(b)从系统回收热。

20.权利要求1-19任一项的系统，其中电导体是在电导体的端部或端部附近具有开口的管状导体，构造该开口以允许流体在电导体的内部与导管之间流动。

21.一种使用权利要求1-20任一项的系统将地下地层加热的方法，该方法包括将电流提供给导管以向至少一部分地下地层提供热量。

22.权利要求21的方法，其中该地下地层包含烃，该方法进一步包括使热传递到地层以使得至少一些烃在地层中热解。

23.权利要求21-22任一项的方法，其进一步包括将热的传热流体提供给导管以向地层提供热量。

24.权利要求23的方法，其中热的传热流体是热的水、水蒸气和/或热的二氧化碳。

25.权利要求21-24任一项的方法，其进一步包括从地层中生产流体。

26.权利要求21-25任一项的方法，其进一步包括将流体提供给导管以从系统回收热。

27.一种将权利要求1-20任一项的系统安装在开口中的方法，该方法包括将导管和电导体从一个或多个线轴上退绕，并且将导管和电导体放入地层内开口中。

28.一种包含使用权利要求1-20任一项的系统或者使用权利要求21-27任一项的方法从地下地层中生产的烃的组合物。

29.一种由权利要求28的组合物制备的含烃运输燃料。

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