CN101680285B - 用于原位转化富含有机物岩层的井下燃烧器 - Google Patents

用于原位转化富含有机物岩层的井下燃烧器 Download PDF

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Abstract

提供的是原位加热目标富含有机物岩层如油页岩地层的选定部分的方法。方法包括在井筒中提供套管——所述套管延伸至富含有机物岩层选定部分之内或下方的深度——以及还在套管内提供管道的步骤。在管道和周围的套管之间形成了环状区域。空气或其它氧化剂和可燃燃料被注入井筒中。空气或可燃燃料是化学计量燃烧过量的。方法还包括在井筒中提供硬件以便使空气和可燃燃料基本上在富含有机物岩层的深度处混合并燃烧。硬件可包括一个以上的燃烧器。可以沿着第一燃烧器附近的管道安置绝缘，从而降低管道内的传热系数并且在环状空间内提供更均匀的温度。

Description

用于原位转化富含有机物岩层的井下燃烧器
相关申请的交叉引用
本申请要求在2007年5月15日提交的美国临时专利申请系列号60/930,308的权益。该申请的名称为“用于原位转化富含有机物岩层的井下燃烧器(DownholeBurners for In situ Conversion of Organic-Rich Rock Formations)”，并且将其通过引用方式以其全部内容并入本文。
本申请涉及共同未决、同时提交且共同转让的美国专利申请[律师卷号2007EM020]，发明名称为“用于原位转化富含有机物岩层的井下燃烧器井(Downhole Burners Wells for In situ Conversion of Organic-Rich Rock Formations)”，其要求在2007年5月15日提交的美国临时专利申请系列号60/930,311的权益，其公开内容据此通过引用方式以其全部内容并入本文。
发明背景
技术领域
本发明涉及从地下地层回收烃的领域。更具体地，本发明涉及从富含有机物岩层原位回收烃流体，所述岩层包括例如油页岩地层、煤地层和焦油砂地层。本发明还涉及使用可燃燃料加热地下地层的方法。
背景技术
已知某些地质地层包含被称为“干酪根(kerogen)”的有机物。干酪根是固体含碳物质。当干酪根被嵌在岩层中时，该混合物被称为油页岩。事实是不管该矿物质在技术上实际上是不是页岩，它都是从致密粘土形成的岩石。
干酪根暴露于热一段时间后经历分解。加热后，干酪根在分子水平上分解以产生油、气和含碳焦炭。还可以产生少量的水。油、气和水流体在该岩石基体内变得可以流动，而含碳焦炭保持基本上不动。
在世界范围内的各个地区包括美国都发现了油页岩地层。这种地层显著地在怀俄明州、科罗拉多州和犹他州发现。油页岩地层往往位于相对浅的深度并且通常的特征在于有限的渗透性。一些人认为油页岩地层是这样的烃沉积物，其还没有经历认为是形成常规油和气储量所需的多年热和压力。
干酪根分解产生流动烃的速率依赖于温度。在计多岁月的期间一般超过270℃(518°F)的温度对于实质性转化来说可能是必需的。在更高的温度下实质性转化可以在更短的时间内发生。当干酪根被加热到所需温度时，化学反应将形成固体干酪根的较大分子断裂成较小的油和气分子。热转化工艺被称为热解或干馏。
从油页岩地层提取油已经尝试了许多年。近地表油页岩在地表被开采并干馏已经一个多世纪。在1862年，James Young开始加工苏格兰油页岩。该工业持续了大约100年。商业上通过地表开采的油页岩干馏也已经在其它国家如澳大利亚、巴西、中国、爱沙尼亚、法国、俄国、南非、西班牙和瑞典进行。然而，因为它证实是不经济的或者由于废页岩处理上的环境限制，该实践在最近几年已经大部分停止。(参见T.F.Yen和G.V.Chilingarian，“Oil Shale，”Amsterdam，Elsevier，p.292，其全部公开内容通过引用方式并入本文。)此外，地表干馏需要开采油页岩，这限于对非常浅地层的应用。
在美国，自从20世纪00年代早期就已经知道在西北的科罗拉多州存在油页岩沉积物。尽管时不时在该地区开展研究项目，但是还没有进行真正的商业开发。大部分对油页岩生产的研究在20世纪00年代后期进行。该研究主要是针对油页岩地质学、地球化学以及在地表设施中的干馏。
在1947年，美国专利号2,732,195授予Ljungstrom。该发明名称为“Method of Treating Oil Shale and Recovery of Oil and Other Mineral ProductsTherefrom(处理油页岩的方法以及从中回收油和其它矿物产品)”的专利提议在高温下将热原位应用于油页岩地层。这种原位加热的目的是蒸馏烃和将它们产生至地表。该′195 Ljungstrom专利通过引用方式并入本文。
Ljungstrom杜撰了短语“热供给通道(heat supply channels)”以描述钻到地层中的井筒。该井筒接收将热传递到周围油页岩的电热导体。因此，热供给通道充当早期热注入井。热注入井中的电热元件被放在砂或水泥或其它导热材料内，以允许热注入井将热传送到周围的油页岩中，同时防止流体的流入。根据Ljungstrom，在某些应用中，该“集合体(aggregate)”被加热至500℃与1,000℃之间。
与热注入井一起，流体生产井也在热注入井附近完井。将热导入岩石基体中后，干酪根被热解，产生的油和气将通过邻近的生产井被回收。
Ljungstrom通过Swedish Shale Oil Company实施了他的从加热井筒进行热传导的方法。全规模的工厂被建立，其从1944年运行至20世纪50年代。(参见G.Salamonsson，“The Ljungstrom In Situ Method for Shale-Oil Recovery，”2nd OilShale and Cannel Coal Conference，v.2，Glasgow，Scotland，Institute of Petroleum，London，p.260-280(1951)，其全部公开内容通过引用的方式并入本文)。
另外的原位方法已经被提出。这些方法一般涉及将热和/或溶剂注入地下油页岩地层中。热可以以加热的甲烷(参见J.L.Dougan的美国专利号3,241,611)、烟道气或过热蒸汽(参见D.W.Peacock的美国专利号3,400,762)的形式。热还可以以电阻加热、电介体加热、射频(RF)加热(美国专利号4,140,180，其被转让给位于伊利诺斯州芝加哥的ITT Research Institute)或者氧化剂注射的形式，以支持原位燃烧。在某些情况中，人工渗透性已经在该基岩中形成以有助于热解流体的运动。渗透性产生方法包括挖掘、碎石化(rubblization)、水力压裂(参见M.L.Slusser的美国专利号3,468,376以及J.V.Vogel的美国专利号3,513,914)、爆炸压裂(参见W.W.Hoover等的美国专利号1,422,204)、热压裂(参见R.W.Thomas的美国专利号3,284,281)以及蒸汽压裂(参见H.Purre的美国专利号2,952,450)。
在1989年，美国专利号4,886,118授予Shell Oil Company(壳牌石油公司)，其全部公开内容通过引用的方式并入本文。该名称为“Conductively Heatinga Subterranean Oil Shale to Create Permeability and Subsequently Produce Oil(传导性加热地下油页岩以产生渗透性以及随后生产油)”的专利声明“[c]ontrary to theimplications of...prior teachings and beliefs...the presently described conductiveheating process is economically feasible for use even in a substantially impermeablesubterranean oil shale.(与...在先的教导和看法的暗示相反...目前描述的传导性加热工艺对于甚至在基本上不可渗透的地下油页岩中的应用来说是经济上可行的。)”(第6栏，第50-54行)。尽管有该声明，但应当注意，除了Ljungstrom的企业外，几乎没有——如果有的话——出现商业性原位页岩油生产。该′118专利提出控制每个热注入井周围的岩石内的热传导速率以提供均匀的热前缘。
油页岩干馏和页岩油回收的另外历史可以在名称为“Methods of Treating aSubterranean Formation to Convert Organic Matter into Producible Hydrocarbons(处理地下地层以将有机物转化成可采出烃的方法)”的共有专利出版物WO2005/010320以及名称为“Hydrocarbon Recovery from Impermeable Oil Shales(从不可渗透性油页岩中回收烃)”的专利出版物WO 2005/045192中找到。这两篇专利出版物的背景部分和技术公开内容通过引用方式并入本文。
对生产页岩油的改良方法存在需求。此外，对用于将地下地层中的干酪根或其它固体有机物转化成烃流体的改良井下燃烧器存在需求。
发明内容
提供的是原位加热富含有机物岩层的选定部分的方法。一方面，方法可包括在至少部分位于富含有机物岩层内的井筒中提供套管。套管延伸至富含有机物岩层选定部分之内或下方的深度。方法可进一步包括在套管内提供管道。管道在管道和周围的套管之间形成第一环状空间。
方法使用氧化剂和可燃燃料。方法然后进一步包括设定氧化剂或可燃燃料的化学计量燃烧过量的量，以便在沿着富含有机物岩层选定部分的第一环状空间中提供更加均匀的温度剖面。氧化剂和可燃燃料被注入井筒中，其中氧化剂或可燃燃料基本上处于化学计量燃烧过量的量。
方法可进一步包括在井筒中提供硬件，以使氧化剂和可燃燃料混合并燃烧成烟道气。燃烧发生在基本上位于富含有机物岩层选定部分内的第一燃烧深度处。烟道气沿着管道和周围套管之间的第一环状空间向上移动。
方法还可包括沿着第一燃烧深度下方的管道的至少一部分提供绝缘。这有助于降低在烟道气沿着第一环状空间向上循环期间第一环状空间中的烟道气和管道内的烟道气之间的传热系数。
本文还提供原位加热富含有机物岩层的改进的加热井。加热井可包括至少部分位于富含有机物岩层内的井筒中的套管。套管延伸至富含有机物岩层之内或下方的深度并且基本上与地层封接。加热井可进一步包括在套管内的管道。管道限定管道和周围的套管之间的环状空间。第一管状部件位于管道内并且延伸至富含有机物岩层内的第一深度。
加热井可进一步包括(1)第一燃烧器，其接近第一管状部件的底端；和(2)第二管状部件，其位于管道内并且延伸至富含有机物岩层内的第二深度，其中第二深度比第一深度低。加热井可进一步包括第二燃烧器，其接近第二管状部件的底端。绝缘层可被提供在接近第一深度和第二深度每一个的管道上。优选地，第一和第二燃烧器的发热量、第一和第二燃烧器之间的间隔、绝缘层的长度或其组合被规定，以当加热井运行时在沿着富含有机物岩层选定部分定位的套管内产生基本均匀的温度剖面。
提供的是原位加热富含有机物岩层的加热井的可选实施方式。加热井可包括至少部分位于富含有机物岩层内的井筒中的套管。套管延伸至富含有机物岩层之内或下方的深度并且基本上与地层封接。加热井可进一步包括在套管内的管道。环状空间被限定在管道和周围的套管之间。
第一管状部件位于管道内。管状部件至少延伸至富含有机物岩层内的第一深度。第一燃烧器被置于第一管状部件的底端附近。第二管状部件位于管道内并且延伸至富含有机物岩层内的第二深度，所述第二深度比第一深度低。第二燃烧器被置于地层内第二深度处第二管状部件的底端附近。绝缘层被置于在接近第一深度和第二深度每一个的管道上。优选地，第一和第二燃烧器的发热量、第一和第二燃烧器之间的间隔、绝缘层的长度或其组合被规定，以当加热井运行时在沿着富含有机物岩层选定部分定位的套管内产生基本均匀的温度剖面。
本文还提供产生烃流体的方法。方法可包括利用加热井原位加热富含有机物岩层，和从富含有机物岩层中采出烃流体。根据该实施方式，烃至少部分是由于位于富含有机物岩层中的地层烃的热解而产生的。
在可选的方法中，加热井可包括至少部分位于富含有机物岩层内的井筒中的套管。套管延伸至富含有机物岩层之内或下方的深度并且基本上与周围地层封接。加热井可进一步包括在套管内的管道。环状空间在管道和周围的套管之间形成。加热井可进一步包括位于管道内的管状部件。管状部件至少延伸至富含有机物岩层。
加热井可进一步包括(1)第一燃烧器，其在富含有机物岩层内的第一深度处沿着管状部件放置，和(2)第二燃烧器，其在地层内的第二深度处沿着管状部件放置。第二深度位于第一深度下方。
本文公开了产生烃流体的方法的另外的可选实施方式。另外的可选方法可包括在至少部分位于富含有机物岩层内的井筒中提供套管。套管延伸至地层选定部分之内或下方的深度。方法可进一步包括在套管内提供管道。在管道和周围的套管之间形成第一环状空间。方法可进一步包括向井筒中注入氧化剂和可燃燃料。氧化剂或可燃燃料相比另一个处于化学计量燃烧过量。
另外的可选方法可进一步包括在井筒中提供硬件。硬件使得氧化剂和可燃燃料在基本上位于富含有机物岩层选定部分内的第一燃烧深度处混合并燃烧成烟道气。这样富含有机物岩层的选定部分被加热。烟道气沿着管道和周围套管之间的第一环状空间向上循环。这有助于进一步加热富含有机物岩层的选定部分。
另外的可选方法可进一步包括在至少一部分管道上提供绝缘。绝缘位于第一燃烧深度下方，并且降低第一环状空间中的烟道气和管道内的烟道气之间的传热系数。方法可进一步包括从富含有机物岩层产生烃流体。所述烃流体至少部分是由于加热而热解位于富含有机物岩层内的地层烃而产生的。
附图说明
为了能够更好地理解本发明的特征，在此附上一些图、曲线图和流程图。然而，应当注意，这些图仅仅图解了本发明所选的实施方式并且因此不应当认为限制了范围，因为本发明可以容许其它等效的实施方式和应用。
图1是例证性地下区域的横截面等距视图。该地下区域包括限定地下地层的富含有机物岩石基体。
图2是表示在一种实施方式中从富含有机物岩层原位热回收油和气的一般方法的流程图。
图3是在地下水含水层内或连接到地下水含水层的例证性油页岩地层以及地层淋滤操作的横截面视图。
图4是在生产井周围的例证性加热井模式的平面图。显示的是两层加热井。
图5是一柱状图，其比较了在模拟的原位干馏工艺前后的一吨Green River油页岩。
图6是用于地下地层开发的示例性地表加工设备的工艺流程图。
图7是对于在三个不同应力水平下进行的实验室实验而言从C6至C38出现的每个碳数假组分的重量百分数图。
图8是对于在三个不同应力水平下进行的实验室实验而言从C6至C38出现的每个碳数假组分相比C20假组分的重量百分数比率图。
图9是对于在三个不同应力水平下进行的实验室实验而言从C6至C38出现的每个碳数假组分相比C25假组分的重量百分数比率图。
图10是对于在三个不同应力水平下进行的实验室实验而言从C6至C38出现的每个碳数假组分相比C29假组分的重量百分数比率图。
图11是对于在三个不同应力水平下进行的实验室实验而言从正(或正构)C6至正C38出现的正构烷烃(正烷烃，normal alkane)化合物的重量百分数图。
图12是对于在三个不同应力水平下进行的实验室实验而言从正C6至正C38出现的正构烷烃化合物相比正C20烃化合物的重量百分数比率图。
图13是对于在三个不同应力水平下进行的实验室实验而言从正C6至正C38出现的正构烷烃化合物相比正C25烃化合物的重量百分数比率图。
图14是对于在三个不同应力水平下进行的实验室实验而言从正C6至正C38出现的正构烷烃化合物相比正C29烃化合物的重量百分数比率图。
图15是对于在三个不同应力水平下进行的实验室实验而言从C6至C38的每个碳数的正构烷烃化合物与假组分的重量比图。
图16是一柱状图，其显示在取自在三个不同应力水平下进行的重复实验室实验的气体样品中存在的烃种类的摩尔百分比浓度。
图17是在下面实施例1中描述的无应力帕尔加热测试(unstressed Parrheating test)中使用的金管设备的示意图。
图18是在如下所述的实施例1-5中使用的帕尔容器的横截面图。
图19是从实施例1中取出的气体的气相色谱图。
图20是从实施例1中取出的液体的全油气相色谱图。
图21是实施例2-5所使用的Berea圆筒、Berea塞和油页岩岩心样品的示意图。
图22是在实施例2-5中使用的微型负荷机架和样品组件的示意图。
图23是从实施例2中取出的气体的气相色谱图。
图24是从实施例3中取出的气体的气相色谱图。
图25是从实施例3中取出的液体的全油气相色谱图。
图26是从实施例4中取出的气体的气相色谱图。
图27是从实施例4中取出的液体的全油气相色谱图。
图28是从实施例5中取出的气体的气相色谱图。
图29是在一种实施方式中加热井的横截面图。这里，多个燃烧器被置于井筒中。井筒穿过富含有机物岩层完井。
图30是图29的井筒的俯视图。
图31是图29的加热井的燃烧器之一的侧视图。包含火焰并控制氧化剂混合的通风帽被显示位于紧接燃烧器的下方。
图32是在可选实施方式中加热井的横截面图。多个燃烧器又被置于井筒中。井筒穿过富含有机物岩层完井。
图33是图32的加热井的燃烧器之一的侧视图。通风帽被显示位于紧接燃烧器的下方。
图34A是描绘井筒中深度对温度的曲线图。井筒中的深度相对于燃烧器井下位置绘制。在该井筒中，单个燃烧器被使用，并且绝缘沿着燃烧器下方的内部管道安置。比较了管道内气体下流和管道外烟道气上流的平均温度。
图34B是描绘井筒中深度对温度的曲线图。井筒中的深度相对于燃烧器井下位置绘制。在该井筒中，单个燃烧器被使用，并且沿着内部管道没有提供绝缘。比较了管道内气体下流和管道外烟道气上流的平均温度。
图34C是描绘井筒中深度对温度的曲线图。井筒中的深度相对于燃烧器井下位置绘制。在该井筒中，单个燃烧器被使用，并且绝缘沿着燃烧器下方的内部管道安置。与图34A和34B相比，较低的注入速率用于空气。比较了管道内气体下流和管道外烟道气上流的平均温度。
图34D是描绘井筒中深度对温度的曲线图。井筒中的深度相对于燃烧器井下位置绘制。在该井筒中，三个燃烧器被使用，并且绝缘沿着最上面的燃烧器下方的内部管道安置。比较了管道内气体下流和管道外烟道气上流的平均温度。
图35是其中具有井下燃烧器的井筒部分的侧视图。显示该井筒以说明图34A的图的效用。某些实施方式详述定义
如本文所用，术语“烃(一种或多种)”是指具有包含与氢结合的碳的分子结构的有机物。烃还可包括其它元素，例如但不限于卤素、金属元素、氮、氧和/或硫。
如本文所用，术语“烃流体”是指为气体或液体的烃或烃混合物。例如，烃流体可包括在地层条件下、在加工条件下或在环境条件(15℃以及1个大气压)下为气体或液体的烃或烃混合物。烃流体可以包括例如油、天然气、煤层甲烷、页岩油、热解油、热解气、煤的热解产物以及其它处于气态或液态的烃。
如本文所用，术语“采出液(produced fluids)”和“产出液(production fluids)”是指从包括例如富含有机物岩层在内的地下地层移出的液体和/或气体。采出液可以包括烃流体以及非烃流体。采出液可以包括但不限于热解页岩油、合成气、煤的热解产物、二氧化碳、硫化氢和水(包括蒸汽)。采出液可以包括烃流体以及非烃流体。
如本文所用，术语“可冷凝烃”是指在25℃和一个大气绝对压强下冷凝的那些烃。可冷凝烃可以包括碳数大于4的烃的混合物。
如本文所用，术语“非冷凝烃”是指在25℃和一个大气绝对压强下不冷凝的那些烃。非冷凝烃可以包括碳数小于5的烃。
如本文所用，术语“重烃(heavy hydrocarbons)”是指在环境条件(15℃以及1个大气压)下高粘性的烃流体。重烃可包括高粘性烃流体，诸如重油、焦油和/或沥青。重烃可包括碳和氢以及较小浓度的硫、氧和氮。另外的元素也可以痕量存在于重烃中。重烃可按照API(美国石油学会)比重进行分类。重烃的API比重一般在约20度以下。例如，重油的API比重一般为约10-20度，而焦油的API比重一般在约10度以下。重烃的粘度在15℃下一般大于约100厘泊。
如本文所用，术语“固体烃”是指在地层条件下以基本固体形式天然发现的任何烃物质。非限制性实例包括干酪根、煤、不纯石墨、沥青岩和天然地蜡。
如本文所用，术语“地层烃(岩层烃)”是指在富含有机物岩层中包含的重烃和固体烃。地层烃可以是但不限于干酪根、油页岩、煤、沥青、焦油、天然地蜡和沥青岩。
如本文所用，术语“焦油”是指在15℃下粘度一般大于约10,000厘泊的粘性烃。焦油的比重一般大于1.000。焦油的API比重可小于10度。“焦油砂”是指内含焦油的地层。
如本文所用，术语“干酪根”是指主要含有碳、氢、氮、氧和硫的固体不溶性烃。油页岩含有干酪根。
如本文所用，术语“沥青”是指在二硫化碳中可充分溶解的非晶固体或粘性烃物质。
如本文所用，术语“油”是指含有可冷凝烃混合物的烃流体。
如本文所用，术语“地下(subsurface)”是指出现在地球表面以下的地质地层。
如本文所用，术语“富含烃地层”是指任何含有痕量以上烃的地层。例如，富含烃地层可以包括以大于5体积百分数的水平含有烃的部分。位于富含烃地层中的烃可以包括例如油、天然气、重烃和固体烃。
如本文所用，术语“富含有机物岩石”是指任何拥有固体烃和/或重烃的岩石基体。岩石基体可包括但不限于沉积岩、页岩、粉砂岩、砂、沉积石英岩、碳酸盐和硅藻上。
如本文所用，术语“地层”是指任何有限的地下区域。该地层可包含任何地下地质地层的一个或多个含有烃的层、一个或多个不含烃的层、上覆岩层和/或下伏岩层。“上覆岩层”和/或“下伏岩层”是目标地层上面或下面的地质物质。上覆岩层或下伏岩层可包括一个或多个不同类型的基本上不可渗透性物质。例如，上覆岩层和/或下伏岩层可包括岩石、页岩、泥岩或湿/紧密碳酸盐(即不含烃的不可渗透性碳酸盐)。上覆岩层和/或下伏岩层可包括相对不可渗透的含烃层。在某些情况下，上覆岩层和/或下伏岩层可以是渗透性的。
如本文所用，术语“富含有机物岩层”是指任何含有富含有机物岩石的地层。富含有机物岩层包括，例如，油页岩地层、煤地层和焦油砂地层。
如本文所用，术语“热解”是指通过施加热将化学键断裂。例如，热解可包括仅通过热和通过热与氧化剂结合将化合物转换成一种或多种其它物质。热解可包括通过加入氢原子将化合物的性质改变，所述氢原子可以从分子氢、水、二氧化碳或一氧化碳中得到。热可以被转移到一部分地层以引起热解。
如本文所用，术语“水溶性矿物”是指在水中可溶的矿物。水溶性矿物包括，例如，苏打石(碳酸氢钠)、碱灰(碳酸钠)、片钠铝石(NaAl(CO3)(OH)2)或其组合。大量的溶解可需要热水和/或非中性pH溶液。
如本文所用，术语“地层水溶性矿物”是指在地层中天然发现的水溶性矿物。
如本文所用，术语“迁移污染物种类(migratory contaminant species)”是指在水或含水流体中可溶或可移动的种类，并且被认为对人类健康或环境有潜在危害或有利害关系。迁移污染物种类可包括无机和有机污染物。有机污染物可包括饱和烃、芳烃和含氧烃。无机污染物可包括各种类型的金属污染物和离子污染物，其可显著改变pH或地层流体化学。芳烃可包括，例如，苯、甲苯、二甲苯、乙苯和三甲基苯，以及各种类型的多芳烃诸如蒽、萘、
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和芘。含氧烃可包括，例如醇、酮、酚和有机酸如羧酸。金属污染物可包括，例如，砷、硼、铬、钴、钼、汞、硒、铅、钒、镍或锌。离子污染物包括，例如，硫化物、硫酸盐、氯化物、氟化物、氨、硝酸盐、钙、铁、镁、钾、锂、硼和锶。
如本文所用，术语“截存(sequestration)”是指储藏为工艺副产物的流体，而不是将该流体排放到大气或开放环境中。
如本文所用，术语“下沉”是指地表相对于该地表的原始海拔向下移动。
如本文所用，术语层的“厚度”是指层横截面的上下边界之间的距离，其中该距离是与该横截面的通常斜面垂直地测量的。
如本文所用，术语“热压裂(thermal fracture)”是指地层中所产生的压裂，所述压裂是通过一部分地层和/或地层内流体的膨胀或收缩直接或间接引起的，该膨胀或收缩又是由于加热通过增加/降低该地层和/或该地层内流体的温度和/或通过增加/降低该地层内流体的压强而引起的。热压裂可以传播到比加热区域冷很多的附近区域或者在该附近区域形成。
如本文所用，术语“水力压裂(hydraulic fracture)”是指至少部分传播到地层中的压裂，其中所述压裂是通过将加压流体注射到地层中产生的。该压裂可通过注入支撑剂材料人工地保持开放。水力压裂可在方向上基本水平、在方向上基本垂直或者沿着任何其它平面定向。
如本文所用，术语“井筒”是指在地下通过钻孔或将管道插入到地下所制成的孔。井筒可具有基本上圆形的横截面，或者其它横截面形状(例如圆、椭圆、正方形、长方形、三角形、裂缝或其它规则或不规则形状)。如本文所用，当提及地层中的开孔时，术语“井”可以与术语“井筒”交换使用。
如本文所用，术语“通风帽(cowl)”是指其中具有小孔或通风口的任何材料或结构的管体。
如本文所用，术语“目标富含有机物岩层”是指已经被选定进行原位加热的一部分富含有机物岩层。选定的部分可以根据给定的深度或深度范围、给定的水平距离、或两者进行限定。
如本文关于温度和井下燃烧器所用，术语“均匀的温度(uniformtemperature)”是指温度在富含有机物岩层的选定部分内保持在期望的温度范围内。具体实施方式的描述
本发明连同某些具体实施方式在本文被描述。然而，就下面的详述具体到特定实施方式或特定应用来讲，这意图只是例证性的并且不应当解释为限制本发明的范围。
如本文所讨论，本发明的一些实施方式包括或具有与回收自然资源的原位方法相关的应用。自然资源可以从富含有机物岩层包括例如油页岩地层回收。富含有机物岩层可包括地层烃，其包括例如干酪根、煤和重烃。在本发明的一些实施方式中，自然资源可包括烃流体，其包括，例如，地层烃诸如页岩油的热解产物。在本发明的一些实施方式中，自然资源还可包括水溶性矿物，其包括，例如，苏打石(碳酸氢钠或者2NaHCO3)、碱灰(碳酸钠或Na2CO3)和片钠铝石(NaAl(CO3)(OH)2)。
图1呈现了例证性油页岩开发区域10的透视图。开发区域10的地表12被显示。地表下面是富含有机物岩层16。例证性地下地层16包含地层烃(诸如，例如干酪根)以及可能有价值的水溶性矿物(诸如，例如苏打石)。应当理解，代表性地层16可以是任意富含有机物岩层，例如，其包括含有煤或焦油砂的岩石基体。此外，构成地层16的岩石基体可以是渗透性的、半渗透性的或非渗透性的。本发明在最初具有非常有限的或实际上无流体渗透性的油页岩开发区域是特别有利的。
为了进入地层16以及从中回收自然资源，形成了多个井筒。井筒在图1中以14显示。代表性井筒14相对于地表12在方向上基本上垂直。然而，应当理解，一些或全部井筒14可以偏离成钝角或甚至水平的方向。在图1的排列中，每个井筒14在油页岩地层16中完成。完井可以是裸眼井或下套管井。井完成还可包括从中发散的支撑或未支撑的水力压裂。
在图1的视图中，只有七个井筒14被显示。然而，应当理解，在油页岩开发项目中，许多附加井筒14将最有可能被钻出。井筒14可定位在相对近的邻近，其分开10英尺至高达300英尺。在一些实施方式中，提供的是15至25英尺的井间隔。代表性地，井筒14还可以在浅的深度处完成，其总深度为200至5,000英尺。在一些实施方式中，以原位干馏为目标的油页岩地层在地表下200英尺以上的深度处或者可选地在地表下400英尺处。可选地，油页岩地层的转化和生产发生在500与2,500英尺之间的深度处。
井筒14将进行选择用于某些功能并且可以被指定作为热注入井、水注入井、油生产井和/或水溶性矿物溶液生产井。一方面，井筒14被设计尺寸以适应这些目的中的两个、三个或全部的四个。适合的工具和设备可以顺序地进入井筒14中和从井筒14中取出以用于各种目的。
流体处理设备17也示意地显示。流体处理设备17被安装以通过一个或多个管线或出油管18接受产生自富含有机物岩层16中的流体。流体处理设备17可包括适于接受和分离从加热地层产生的油、气和水的设备。流体处理设备17可进一步包括这样的设备，所述设备用于在从富含有机物岩层16中回收的采出水中分离出溶解的水溶性矿物和/或迁移污染物种类，其包括例如溶解的有机污染物、金属污染物或离子污染物。该污染物可包括，例如，芳烃例如苯、甲苯、二甲苯和三甲基苯。该污染物还可包括多芳烃诸如蒽、萘、
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和芘。金属污染物可包括，包含砷、硼、铬、汞、硒、铅、钒、镍、钴、钼或锌的种类。离子污染物种类可包括，例如，硫酸盐、氯化物、氟化物、锂、钾、铝、氨和硝酸盐。
为了回收油、气和钠(或其它)水溶性矿物，可以采取一系列步骤。图2呈现了在一种实施方式中从富含有机物岩层100原位热回收油和气的方法的流程图。应当理解，图2中一些步骤的顺序可以进行变化，并且该步骤顺序仅仅用于说明。
首先，在开发区域10内鉴别油页岩(或其它富含有机物岩石)地层16。这一步骤显示在方框110中。任选地，油页岩地层可包含苏打石或其它钠矿物。油页岩地层内的目标开发区域可以通过测量或模拟油页岩的深度、厚度和有机物丰富度以及评价富含有机物岩层相对于其它岩石类型的位置、结构特征(例如断层、背斜层或向斜层)或水文地质单元(即含水层)进行鉴别。这是通过从有效的测试和资料建立和解释深度、厚度、有机物丰富度和其它数据的图和/或模型实现的。这可包括进行地质学表面勘测、研究露头、进行地震勘测和/或钻井筒以从地下岩石获得岩心样品。岩石样品可以进行分析以评定干酪根含量和产生流体烃的能力。
富含有机物岩层的干酪根含量可以利用各种数据从露头或岩心样品中确定。这样的数据可包括有机碳含量、含氢指数和修正的Fischer试验分析。地下渗透性还可以通过岩石样品、露头或地下水流的研究，进行评估。此外，可以对开发区域与地下水源的连通性进行评定。
其次，多个井筒14横跨目标开发区10形成。该步骤示意地显示在方框115中。井筒14的目的在上面被闸明而不必重复。然而，应当注意，为了方框115井筒形成步骤的目的，最初只有一部分井需要完成。例如，在项目开始时，热注入井是需要的，而大部分烃生产井还不需要。生产井可以在一旦转换开始后引入，例如在加热4-12个月后。
应当理解，石油工程师将研究出井筒14最佳深度和安排的方案，这取决于预期储层特性、经济约束因素和工作进度安排约束因素。此外，工程人员将决定何种井筒14应当用于初始地层16加热。该选择步骤通过方框120描述。
关于热注入井，存在多种将热施加到富含有机物岩层16的方法。除非在权利要求书中明确声明，本方法不限于所应用的加热技术。加热步骤一般由方框130描述。优选地，对于原位工艺来说，生产区的加热发生数个月或者甚至四年或更多年的时间。
地层16被加热至足以热解至少一部分油页岩以便将干酪根转化成烃流体的温度。地层目标区域的大部分可以被加热至270℃至800℃之间。可选地，富含有机物地层的目标体积被加热至至少350℃以形成采出液。转换步骤通过方框135描述在图2中。所形成的液体和烃气可以被精制成类似普通商业石油产品的产品。这样的液体产品包括运输燃料诸如柴油机、喷气机燃料和石脑油。产生的气体包括轻烷烃、轻烯烃、H2、CO2、CO和NH3。
油页岩的转化将在起初不可渗透的岩石中的油页岩地段中产生渗透性。优选地，方框130和135的加热和转化过程发生在长的时间期间内。一方面，加热期间为3个月至四年或更多年。还有作为方框135的任选部分，地层16可以被加热至足以将至少一部分苏打石转化为碱灰的温度，如果存在苏打石的话。熟化油页岩并且回收油和气所施加的热也会将苏打石转化成碳酸钠(碱灰)——一种相关的钠矿物。将苏打石(碳酸氢钠)转化成碱灰(碳酸钠)的方法在本文中被描述。
与加热步骤130有关，岩层16可以任选地被压裂以有助于传热或随后的烃流体采出。任选的压裂步骤显示在方框125中。压裂可以通过施加热在地层内产生热压裂而实现。通过加热富含有机物岩石以及将干酪根转换成油和气，渗透性通过热压裂的形成以及随后一部分从干酪根产生的烃流体的采出而增加。可选地，可以使用被称为水力压裂的工艺。水力压裂是在油和气回收领域中已知的工艺，其中压裂液在井筒内被加压超过地层的压裂压力，由此在地层内产生压裂面以将井筒内产生的压力释放。水力压裂可被用于在部分地层中产生附加渗透性和/或被用于提供平面加热源。上面所并入的专利公布号WO2005/010320描述了水力压裂的一种用途。
作为烃流体生产工艺100的部分，某些井14可被指定为油和气生产井。该步骤通过方框140进行描述。直到确定干酪根已经被充分干馏以允许最大量从地层16中回收油和气，才可以启动油和气生产。在某些情况中，专用生产井直到热注入井(方框130)已经运行几周或几月后才被钻井。因此，方框140可以包括附加井筒14的形成。在其它实例中，选定的加热井被转变成生产井。
在某些井筒14已经被指定作为油和气生产井后，油和/或气从井筒14中被采出。油和/或气采出工艺被显示在方框145中。在这个阶段(方框145)，任何水溶性矿物诸如苏打石和转化的碱灰可作为油页岩床内良好分散的晶体或团块保持基本上限制在岩层16中，而没有被采出。然而，一些苏打石和/或碱灰可以被溶解于在地层内热转化(方框135)期间产生的水中。
方框150显示油和气回收方法100中任选的下一步。这里，某些井筒14被指定为水或含水流体注入井。含水流体是水与其它种类的溶液。该水可以构成“盐水”，并且可包括溶解的元素周期表第I和II族元素的氯化物、硫酸盐和碳酸盐的无机盐。有机盐也可存在于含水流体中。该水可选地可以是包含其它种类的新鲜水。其它种类可以存在以改变pH。可选地，其它种类可以反映微咸水的可用性，所述微咸水中希望从地下沥滤的种类是不饱和的。优选地，水注入井选自用于热注入或油和/或气生产的井筒中的一些或全部。然而，方框150的步骤的范围可以包括用作专用水注入井的仍然是附加的井筒14的钻井。在该方面，可以期望沿着开发区域10周边完成水注入井，以便产生高压边界。
其次，任选地，水或含水流体通过水注入井被注入并且进入油页岩地层16。该步骤显示在方框155中。水可以处于蒸汽或加压热水的形式。可选地，注入水可以是冷的并且随着它接触预先加热的地层而变热。注入工艺可进一步包括压裂。该工艺可以在距离水注入井筒一些距离例如高达200英尺外的具有苏打石的层段中产生指状空穴和角砾区域。一方面，气顶，诸如氮气，可以被保持在每一“空穴”顶端以防止垂直生长。
随着某些井筒14被指定为水注入井，设计工程师还可以将某些井筒14指定为水或水溶性矿物溶液生产井。该步骤显示在方框160中。这些井可以与用于先前生产烃或注入热的井相同。这些回收井可被用于产生溶解的水溶性矿物与包括例如迁移污染物种类在内的其它种类的水溶液。例如，该溶液可以主要是溶解的碱灰的溶液。该步骤显示在方框165中。可选地，单个井筒可以被用于注入水并且然后回收钠矿物溶液。因此，方框165包括使用同一井筒14用于水注入和溶液生产的选择(方框165)。
临时控制迁移污染物种类的迁移，尤其在热解过程期间，可以通过布置注入和生产井14以使流出加热区域的流体流最小化而获得。典型地，这涉及将注入井安置在加热区域周围以便引起压力梯度，该压力梯度防止加热区域内部的流体流离开该区域。
图3是在地下水含水层内或连接到地下水含水层的例证性油页岩地层以及地层淋滤操作的横截面图。四个分开的油页岩地层区域(23、24、25和26)被描绘在油页岩地层内。含水层在地表面27下面，并且被分为上部含水层20和下部含水层22。上部和下部含水层中间是弱透水层21。可以看出，地层的某些区域既是含水层或弱透水层又是油页岩区域。多个井(28、29、30和31)被显示穿过含水层垂直向下。这些井中一个充当水注入井31，而另外一个充当水生产井30。以这种方式，水通过至少较低的含水层22进行循环32。
图3图解显示了穿过被加热的油页岩体积33的水循环32，所述油页岩体积位于含水层22内或者与含水层22相连，并且烃流体先前从油页岩体积33中回收。通过水注入井31将水注入促使水进入预先加热的油页岩33，从而水溶性矿物和迁移污染物种类被冲到水生产井30。水然后可以在设备34中进行处理，其中水溶性矿物(例如苏打石或碱灰)和迁移污染物可基本上从水流中去除。水然后被再注入到油页岩体积33中，并且重复进行地层沥滤。这种用水进行的沥滤意图持续直到在预先加热的油页岩区域33内迁移污染物种类的水平处于环境可接受的水平。这可能需要1个循环、2个循环、5个循环、10个循环或更多循环的地层沥滤，其中单个循环表示注入和采出大约一孔体积的水。应当理解，在实际的油页岩开发中可能有许多水注入和水生产井。此外，该体系可包括可以用在油页岩加热阶段、页岩油生产阶段、沥滤阶段或者在这些阶段任意组合期间的监控井(28和29)，以便监控迁移污染物种类和/或水溶性矿物。
在一些油田中，地层烃诸如油页岩可以存在于一个以上的地下地层中。在一些情况中，富含有机物岩层可以被不含烃的岩层或者具有很少或没有商业价值的岩层分开。因此，对于烃开发内油田的经营者来说，可以期望进行分析将哪个地下富含有机物岩层作为目标或者它们应当以什么顺序进行开发。
富含有机物岩层可以基于不同因素进行选择以便开发。一个这样的因素是地层内含烃层的厚度。较大的产油气带厚度可以表明更大潜在体积的烃流体生产。每个含烃层可具有这样的厚度，所述厚度取决于例如该含地层烃层形成的条件而变化。因此，如果富含有机物岩层包括至少一个厚度足以经济生产采出液的含地层烃层，那么该地层将一般被选择进行处理。
如果紧密间隔在一起的几个层的厚度足以进行采出液的经济生产，那么富含有机物岩层也可以被选择。例如，地层烃的原位转化过程可包括选择并处理厚度大于约5米、10米、50米或者甚至100米的富含有机物岩层内的层。以这种方式，到富含有机物岩层上面和下面形成的层的热损失(作为总注入热的部分)可小于从一薄层地层烃的这种热损失。然而，本文描述的过程也可包括选择并处理这样的层，其可包括基本上不含地层烃的层或者地层烃薄层。
一个或多个富含有机物岩层的丰富度也可以被考虑。丰富度可取决于诸多因素，包括含地层烃层的形成条件、该层中地层烃的量和/或该层中地层烃的组成。薄且丰富的地层烃层可以能产生比更厚、不太丰富的地层烃层明显更多有价值的烃。当然，从既厚又丰富的地层生产烃是期望的。
富含有机物岩层的干酪根含量可以使用各种数据从露头或岩心样品确定。这样的数据可以包括有机碳含量、含氢指标以及修正的Fischer试验分析。Fischer试验是这样的标准方法，其涉及在一小时中将含地层烃层的样品加热至约500℃，收集从加热样品产生的流体，以及量化所产出的流体的量。
地下地层渗透性也可以通过岩石样品、露头或地下水流的研究进行评估。此外，开发区域与地下水源的连通性可以进行评估。因此，富含有机物岩层可以基于地层基体的渗透性或孔隙度选择以进行开发，即使地层的厚度相对薄。
石油工程师已知的其它因素可以在选择开发地层时被考虑。这样的因素包括发现的产油气带的深度、新鲜地下水与含干酪根区域的地层学接近性、厚度的连续性和其它因素。例如，地层内被评估的流体生产含量也将影响最后的体积生生产。
在从油页岩油田生产烃流体中，可以期望控制热解流体的迁移。在一些情况中，这包括注入井的使用，尤其是在该油田的周围。这样的井可以注入水、蒸汽、CO2、加热的甲烷或其它流体，以驱使裂化的干酪根流体向内进入生产井。在一些实施方式中，可以将物理挡板放在开发的富含有机物岩层的区域周围。物理挡板的一个实例涉及冷冻壁的产生。冷冻壁通过穿过周边的井循环制冷剂以大大降低岩层的温度而形成。这又防止了油田周边存在的干酪根热解以及油和气向外迁移。冷冻壁也将导致周边的地层中天然水冻结。
将地下冷冻用于稳定加固差的土壤或者给流体流动提供挡板在本领域中是已知的。Shell Exploration and Production Company(壳牌勘探和生产公司)已经在几个专利中讨论了应用冷冻壁用于油页岩生产，包括美国专利号6,880,633和美国专利号7,032,660。壳牌的′660专利使用地下冷冻以防止原位页岩油生产期间地下水流动和地下水污染。公开了所谓冷冻壁的应用的另外的专利是美国专利号3,528,252、美国专利号3,943,722、美国专利号3,729,965、美国专利号4,358,222、美国专利号4,607,488和WO专利号98996480。
如上所示，几个不同类型的井可被用于富含有机物岩层的开发，包括例如油页岩油田。例如，富含有机物岩层的加热可以通过使用加热井完成。加热井可包括，例如，电阻加热元件。烃流体从地层中的生产可以通过使用用于流体生产的完井而实现。含水流体的注入可以通过使用注入井而实现。最后，含水溶液的生产可以通过使用溶液生产井而实现。
上面所列的不同井可以用于一个以上的目的。换一种说法就是，初始完成用于一种目的的井后来可用于另一目的，由此降低项目成本和/或减少执行某些任务所需要的时间。例如，一个或多个生产井也可被用作随后将水注入富含有机物岩层中的注入井。可选地，一个或多个生产井也可被用作随后从富含有机物岩层生产含水溶液的溶液生产井。
在其它方面，生产井(以及在一些情况中加热井)最初可被用作脱水井(例如在加热开始前和/或当加热最初被启动时)。此外，在一些情况中，脱水井可随后被用作生产井(以及在一些情况中用作加热井)。因此，脱水井可以被放置和/或设计以便这种井可随后被用作生产井和/或加热井。加热井可以被放置和/或设计以便这种井可随后被用作生产井和/或脱水井。生产井可以被放置和/或设计以便这种井可随后被用作脱水井和/或加热井。类似地，注入井可以是最初被用作其它目的(例如加热、生产、脱水、监控等)的井，并且注入井可随后被用于其它目的。类似地，监控井可以是最初用作其它目的(例如加热、生产、脱水、注入等)的井。最后，监控井可随后被用于其它目的，例如水生产。
不同井的井筒可以相对靠近地定位，分开10英尺至高达300英尺。可选地，井筒可以间隔30至200英尺或者50至100英尺。典型地，井筒也在浅的深度处完成，总深度200至5,000英尺。可选地，井筒可以在从1,000至4,000英尺或者1,500至3,500英尺的深度处完成。在一些实施方式中，目标为原位干馏的油页岩地层处于地表下200英尺以上的深度处。在可选实施方式中，目标为原位干馏的油页岩地层处于地表下500、1,000或1,500英尺以上的深度处。在可选实施方式中，目标为原位干馏的油页岩地层处于地表下200与5,000英尺之间的深度处，可选地在1,000与4,000英尺之间，在1,200与3,700英尺之间或者1,500与3,500英尺之间。
期望的是以预先计划的布井方式为油页岩油田安排不同的井。例如，加热井可以以各种布井方式安排，包括但不限于三角形、正方形、六边形和其它多边形。该布井方式可以包括规则的多边形以促进均匀的加热穿过放置了加热井的至少部分地层。该布井方式还可以是行列驱井网。行列驱井网一般包括第一加热井线性阵列、第二加热井线性阵列，以及位于第一和第二加热井线性阵列之间的生产井或者生产井线性阵列。在加热井之间散布的典型是一个或多个生产井。注入井同样可以被布置在重复性布井方式的单元内，其可类以于或不同于加热井所用的布井方式。
减少井数目的一个方法是使用单个井，既作为加热井又作为生产井。通过使用单一井用于连续目的来降低井的数目可以降低项目成本。一个或多个监控井可以被布置在油田中选择的位置上。监控井可以被配置有一个或多个测量井筒中温度、压力和/或流体特性的装置。在一些情况中，加热井还可以作为监控井，或者另外用仪器装备。
减少加热井数目的另一方法是采用井网。可以使用与生产井等距离间隔的加热井的规则井网。该井网可以形成等边三角形排列、六边形排列或其它排列井网。加热井的排列可以被这样放置，从而每个加热井之间的距离小于约70英尺(21米)。一部分地层可以用加热井加热，所述加热井基本上与烃地层的边界平行地放置。
在可选实施方式中，加热井的排列可以被这样放置，使得每个加热井之间的距离可以小于约100英尺、或50英尺、或30英尺。无论加热井的排列或之间的距离如何，在某些实施方式中，在富含有机物岩层内放置的加热井与生产井之间的比例可大于约5、8、10、20或更多。
在一种实施方式中，单个生产井被至多一层加热井环绕。这可包括排列诸如5点、7点或9点阵列，其中生产和加热井交互成行。在另一实施方式中，两层加热井可以环绕生产井，但是其中加热井是错列的，以便存在无障碍通道用于远离另外的加热井的大部分流动。可以应用流动和储层模拟以评估原位产生的烃流体当它们从其原始地点迁移到生产井时的通道和温度历史。
图4提供例证性的使用一层以上加热井的加热井排列的平面图。该加热井排列的使用与从页岩油开发区400生产烃相关。在图4中，加热井排列使用第一层加热井410，其被第二层加热井420环绕。第一层410中的加热井以431被提及，而第一层420中的加热井以432被引用。
生产井440被显示在井层410和420中央。应当注意，相对于生产井440，井第二层420中的加热井432与井第一层410中的加热井431有所偏移。目的是为转化的烃提供这样的流动通道，其使加热井第一层410中的加热井附近的行程最小化。这又使得当烃从第二层井420流动到生产井440时从干酪根转化的烃的二次裂化最小化。
在图4的例证性排列中，第一层410和第二层420每个都限定5点布井。然而，应当理解可以使用其它布井，诸如3点或6点布井。在任何情况中，包括加热井第一层410在内的多个加热井431被置于生产井440周围，其中包括加热井第二层420在内的第二多个加热井432被置于第一层410周围。
两层中的加热井也可以被这样安排，使得通过加热从第二层420中的每个加热井432中产生的大部分烃能迁移到生产井440，而基本上不通过第一层410中的加热井431附近。两层410、420中的加热井431、432进一步可以被这样安排，使得通过加热从第二层420中的每个加热井432中产生的大部分烃能迁移到生产井440，而不通过基本上增加地层温度的区域。
减少加热井数目的另一种方法是采用井网，所述井网在特定方向上伸长，尤其在确定提供最有效热传导率的方向。热对流可以受不同因素影响，诸如层面和地层内的应力。例如，热对流可在与地层上最小水平主应力垂直的方向更有效。在一些情况中，热对流可在与最小水平主应力平行的方向更有效。
与页岩油田的开发相关，可期望的是，按照步骤130和135热通过地下的前进是均匀的。然而，由于多种原因，尽管加热井和生产井规则安排，地下地层中地层烃的加热和熟化不可能均匀进行。油页岩特性和地层结构的不均匀性可以使得某些局部区域更多产或更少产。而且，由于油页岩加热和熟化发生的地层压裂可能导致优选通道不均匀分布，并且由此增加了向某些生产井的流动以及减少了向其它生产井的流动。不均匀的流体熟化可能是不期望的条件，因为某些地下区域可能接受比所需更多的热能而其它区域接受得比期望的更少。这又导致采出液不均匀的流动和回收。采出油质量、总生产速率和/或最终的回收可能减少。
为了检测不均匀的流动条件，生产和加热井可以被安装有传感器。传感器可包括测量温度、压力、流速和/或组成信息的设备。来自这些传感器的数据可以简单的规则进行加工或者被输入进行详细的模拟，以进行如何调节加热和生产井以改进地下性能的决策。生产井性能可以通过控制井上的背压或节流进行调节。加热井性能也可以通过控制能量输入进行调节。传感器读数有时也可以指示需要修理、替换或废弃的井或井下设备的机械问题。
在一种实施方式中，利用来自两个或多个井的流速、组成、温度和/或压力数据作为计算机算法的输入以控制加热速率和/或生产速率。井内或井附近的未测量条件然后被评估并用于控制井。例如，原位压裂行为和干酪根熟化基于来自一组井的热、流动和组成数据进行评估。在另一实例中，井完整性基于压力数据、井温度数据以及估计的原位应力进行评价。在相关实施方式中，传感器的数目通过仅使一亚组井装备有设备并且使用结果内插、计算或估计未仪表化的井上的条件而得以减少。某些井可只具有有限的一组传感器(例如仅仅井口温度和压力)而其它井具有更大的一组传感器(例如井口温度和压力、井底温度和压力、生产组成、流速、电信号、套管应变等)。
如上所示，有多种将热施加到富含有机物岩层的方法。例如，一种方法可以包括置于井筒中或井筒外的电阻加热器。一种这样的方法涉及将电阻加热元件用在下套管井筒或裸眼井筒中。电阻加热涉及直接将电通过导电材料，从而电阻损耗使其加热导电材料。其它加热方法包括使用井下燃烧室、原位燃烧、射频(RF)电能或微波能量。仍然是其它的加热方法包括将热流体直接注入到油页岩地层中以直接将其加热。热流体可以进行或者可以不进行循环。
地层加热的一种方法涉及电阻器的使用，其中电流穿过电阻材料，所述电阻材料将以热分散电能。这种方法区别于电介质加热，在电介质加热中高频振荡电流在附近材料中感应出电流并且把它们加热。电加热器可包括绝缘导体、置于开孔中的细长元件和/或置于导管中的导体。公开了使用电阻加热器以原位生产油页岩的早期专利是美国专利号1,666,488。′488专利在1928年授予Crawshaw。自从1928年，已经提出了各种井下电加热器的设计。例证性的设计在美国专利号1,701,884、美国专利号3,376,403、美国专利号4,626,665、美国专利号4,704,514和美国专利号6,023,554中介绍。
重油储层电加热方法应用的评述由R.Sierra和S.M.Farouq Ali在″Promising Progress in Field Application of Reservoir Electrical Heating Methods″，Society of Petroleum Engineers Paper 69709，2001中给出。该参考文献的全部公开内容通过引用并入本文。
原位电阻加热器的某些在先设计利用了固体、连续加热元件(例如金属线或条)。然而，这样的元件可能缺少长期、高温应用如油页岩熟化所必需的坚韧性。随着地层加热和油页岩熟化，岩石发生显著的膨胀。这导致与地层相交的井上的应力高。这些应力可导致井筒管和内部组件的弯曲和拉伸。在适当位置胶结(例如美国专利号4,886,118)或者填装(例如美国专利号2,732,195)加热元件可针对应力提供一些保护，但是一些应力仍可以被传播到加热元件。
作为可选方案，国际专利公布号WO2005/010320教导使用电导压裂加热油页岩。加热元件通过形成井筒以及然后水力压裂井筒周围的油页岩地层而构造。压裂中填充有形成加热元件的电导材料。煅烧石油焦炭是示例性的合适的传导材料。优选地，压裂在从水平井筒延伸的垂直方向上产生。电可以通过传导性压裂从每个井的根部被传导到每个井的趾部。电流可以通过与靠近趾部的一个或多个垂直压裂相交的、用于提供相反电极的另外水平井形成。该WO 2005/010320方法产生“原位烘炉”，所述原位烘炉通过施加电热而人工熟化油页岩。热传导加热油页岩至超过300℃的转化温度，其引起人工熟化。
国际专利公布号WO 2005/045192教导了可选的加热方法，其利用油页岩地层内加热流体的循环。在WO 2005/045192的方法中，超临界加热的石脑油可以通过地层中的压裂进行循环。这意味着油页岩通过循环稠密的热的烃蒸汽穿过一系列密集的水力压裂而加热。一方面，压裂是水平形成的并且按照惯例被支撑。320℃-400℃的压裂温度被保持长达五至十年。汽化的石脑油可以是优选的加热介质，这是由于其高的体积热容、容易得到和在加热温度下相对低的降解速率。在WO2005/045192方法中，随着干酪根熟化，流体压力将驱动产生的油到加热的压裂中，其中它将随着循环的烃蒸汽被采出。
加热富含有机物岩层的目的是热解至少一部分固体地层烃以产生烃流体。固体地层烃可以通过将富含有机物岩层(或者地层内的区域)升高至热解温度而原位产生。在某些实施方式中，地层温度可以通过热解温度范围而慢慢升高。例如，原位转化过程可包括加热至少一部分富含有机物岩层以将该区域的平均温度以小于每天选定量(例如大约10℃、5℃、3℃、1℃、0.5℃或0.1℃)的速度升高至大约270℃以上。在进一步的实施方式中，该部分可以被加热，从而选定区域的平均温度可小于约375℃，或者在一些实施方式中，小于约400℃。该地层可以被加热，从而地层内的温度(至少)达到初始热解温度(例如热解开始发生的温度范围低限处的温度)。
热解温度范围可以根据地层内地层烃的种类、加热方法和热源分布而变化。例如，热解温度范围可包括约270℃与约900℃之间的温度。可选地，地层目标区域的体相可以被加热至300℃与600℃之间。在可选实施方式中，热解温度范围可以包括约270℃与约500℃之间的温度。
优选地，对于原位方法，生产区的加热发生在几个月或者甚至四年或更多年的时间内。可选地，地层可以被加热一年至十五年，或者，可选地，3至10年，1.5至7年，或者2至5年。地层目标区的体相可以被加热至270℃与800℃之间。优选地，地层目标区的体相可以被加热至300℃与600℃之间。可选地，目标区的体相可最终被加热至400℃(752°F)以下的温度。
在本发明方法的某些实施方式中，井下燃烧器可被用于加热目标富含有机物岩层。在专利文献中已经讨论了在油页岩和其它大量固体烃沉积物中使用的各种设计的井下燃烧器。实例以数字顺序包括美国专利号2,887,160；美国专利号2,847,071；美国专利号2,895,555；美国专利号3,109,482；美国专利号3,225,829；美国专利号3,241,615；美国专利号3,254,721；美国专利号3,127,936；美国专利号3,095,031；美国专利号5,255,742；和美国专利号5,899,269。
井下燃烧器通过将可燃燃料(典型地天然气)和氧化剂(典型地富氧的空气)运输到井筒中的地下位置而开动。燃料和氧化剂在井下反应以产生热。将燃烧气体除去(典型地通过运输到地表，但是可能通过注入到地层中)。井下燃烧器可利用管套管(pipe-in-pipe)排列以分别在井下运输燃料和氧化剂并且然后去除烟道气返回至地表。一些井下燃烧器产生火焰，而其它可不产生火焰。
使用井下燃烧器是其它井下加热方法如电阻加热和射频加热的替代方案。原理上，井下加热方法可比这些电的方法更有效，因为避免了与从可燃燃料发电相关的能量损失(典型地大约50％)。井下燃烧器也降低了基础设施成本。在这方面，不需要昂贵的发电厂和配电系统。井下燃烧器的使用也是被称为蒸汽产生的另一形式井下热产生的替代方案。在井下蒸汽产生中，井中的燃烧室被用于煮沸位于井筒中用于注入地层中的水。井下加热技术的应用已经被描述在F.M.Smith，“A Down-Hole Burner-Versatile Tool for Well Heating，”25th Technical Conferenceon Petroleum Production，Pennsylvania State University，pp 275-285(Oct.19-21，1966)；H.Brandt，W.G.Poynter，and J.D.Hummell，“Stimulating Heavy Oil Reservoirs withDownhole Air-Gas Burners，”World Oil，pp.91-95(Sept.1965)；和C.I.DePriesterand A.J.Pantaleo，“Well Stimulation by Downhole Gas-Air Burner，”Journal ofPetroleum Technology，pp.1297-1302(Dec.1963)中。
井下加热也可比地表加热的流体的循环更有效。这对于深的目标尤其如此，因为可大大地避免热损失到上覆岩层中。
由于降低的基础设施成本，井下燃烧器相比电加热方法也具有优势。在这方面，不需要昂贵的发电厂和配电系统。而且，因为避免了在发电期间所固有地经历的能量损失，热效率增加。
通过使用井下燃烧器加热地层存在各种挑战。因此，井下燃烧器的大油气田应用很少。关键的设计问题包括温度控制和冶金学限制。在这方面，燃烧器中的火焰温度可使管和燃烧器硬件过热，使它们由于熔化、热应力、拉伸强度损耗或者蠕变而失效。某些不锈钢——典型地具有高的铬含量——可长期忍耐高达大约700℃的温度(参见，例如，H.E.Boyer和T.L.Gall(eds.)，Metals Handbook，Chapter16：“Heat-Resistant Material”，American Society for Metals，(1985.))。另一缺点是，通过井下燃烧器产生的火焰可在燃烧器内以及燃烧器周围的地层中引起热点。这是由于来自火焰发光部分的辐射性传热。典型的气体火焰可产生高达大约1,650℃的温度。因此，构造燃烧器的材料必须足以忍受这些热点的温度。耐火金属或陶瓷的使用可有助于解决这些问题，但是一般成本较高。优选的是，在超过900℃的温度下具有可接受强度的陶瓷材料。这些将包括高氧化铝含量的陶瓷。可能有用的其它陶瓷包括氧化铬基陶瓷、氧化锆基陶瓷和氧化镁基陶瓷。
此外，由井下燃烧器产生的烟道气由于CO2和含水量可具有腐蚀性。如果水冷凝，这尤其如此。合金金属如不锈钢的使用可被用于减小该潜在的问题。
在井下燃烧器的管套管排列中的传热也可引起困难。下行的燃料和空气将与上行的热烟道气热交换。在井中，对于高度绝缘存在最小的空间，并且因此，大量的传热是可能的。这种交叉的热交换可引起空气和燃料在进入燃烧器之前大量加热。这又可导致显著高于预期的火焰温度。交叉的热交换还可加热上移穿过燃烧器的烟道气。如果燃烧器靠近目标地层的顶部，烟道气因此传递另外有用的热进入上覆岩层，在上覆岩层这些热既不需要也不是期望的。此外，交叉的热交换可限制燃烧器的下游的热传递，因为热的烟道气可迅速将热能损失给上升的更冷的烟道气。
对于井下燃烧器应用，传热可以几种方式之一发生。这些包括传导、对流和辐射法。辐射传热对于开放的火焰尤其强烈。因此，期望提供具有井下燃烧器的加热井，其利用燃烧器的热并且更均匀地沿着目标区域分布热。解决该问题的一种方法是在期望的深度范围内使用间隔开的两个或更多的较小的燃烧器以提供更均匀的加热。一方面，50米、100米或200米的期望长度被加热。另一种方法是降低燃烧器附近的温度以便避免过量地使用昂贵的耐熔材料。本文还涉及通过降低最初进入目标地层的烟道气的温度使加热目标地层的效率最大化。
本文提供原位加热目标富含有机物岩层的选定部分的方法。优选地，富含有机物岩层包括油页岩。在一种实施方式中，方法包括在井筒中提供套管，所述套管延伸至富含有机物岩层的深度，并且还在套管内提供管道。环状区域在管道和套管之间形成。优选地，套管被隔离以从周围的地层穿过。
方法还包括将空气(或其它氧化剂)和可燃燃料注入井筒的步骤。空气或可燃燃料相对于另一个处于化学计量燃烧过量。在井筒中提供硬件，以便使空气和可燃燃料基本上在富含有机物岩层的目标部分的深度处混合并燃烧成烟道气。硬件包括一个或多个燃烧器。
方法进一步包括沿着管道和周围套管之间的环状区域向上移动烟道气。沿着一个或多个燃烧器中每一个附近的管道提供绝缘。优选地，绝缘被置于最浅的燃烧器的深度下方。绝缘层可包括陶瓷。与过量的气流一起，绝缘有助于降低管道内的传热系数并且沿着富含有机物岩层的选定部分在套管内提供更均匀的温度。沿着井的温度分布的均匀性可通过选择绝缘量和过量空气或燃料的量而最优化。
一方面，沿着富含有机物岩层的选定部分的温度在大约300℃和900℃之间。更优选地，沿着富含有机物岩层的选定部分的温度在300℃和700℃之间。烟道气的温度可在套管中一点上进行监控，如第一燃烧器的深度附近。
第一燃烧器可被置于富含有机物岩层内的任何深度。例如，第一燃烧器可被置于富含有机物岩层的顶部附近。可选地，第一燃烧器可被置于富含有机物岩层顶部的50米内。还有可选地，第一燃烧器可被置于富含有机物岩层顶部的20米内。优选地，一个或多个燃烧器中每一个在管道内居中。
在方法的一种实施方式中，硬件包括位于管道内的第一管状部件，其延伸至富含有机物岩层的选定部分，和第一燃烧器，其位于富含有机物岩层内的第一深度处。第一燃烧器优选地在第一管状部件的下端。优选地，在空气和可燃燃料到达第一燃烧器之前，第一管状部件将空气和可燃燃料分开。可选地，硬件还包括紧接着置于第一燃烧器下方的第一管状通风帽。
在该实施方式中，硬件还包括位于管道内的第二管状部件。第二管状部件具有下端，其延伸至第二深度处富含有机物岩层的选定部分，其中第二深度比第一深度低。第二燃烧器被置于第二管状部件的下端附近。硬件可进一步包括第二管状通风帽，其被紧接着置于第二燃烧器下方第二管状部件的下端。一方面，第一燃烧器和第二燃烧器各个间隔大约20至150米。可选地，第一燃烧器和第二燃烧器各个间隔大约40至100米。
硬件可进一步包括位于管道内的第三管状部件。第三管状部件具有下端，其延伸至比第二深度低的第三深度处的富含有机物岩层。第三管状部件在其下端也具有第三燃烧器。第三管状通风帽可被置于第三管状部件的下端并紧接第三燃烧器的下方。一方面，第一燃烧器、第二燃烧器和第三燃烧器各个间隔大约20至60米。
优选的是沿着管道安置绝缘。一方面，绝缘层沿着第一、第二和第三燃烧器附近的管道安置。另一方面，绝缘层在富含有机物岩层深度处跨越管道的长度。
在另一实施方式中，第一燃烧器在富含有机物岩层选定部分内的第一深度处沿着管状部件放置，第二燃烧器在富含有机物岩层选定部分内的第二深度处沿着第一管状部件放置。第二深度低于第一深度。第一和第二燃烧器可被置于管状部件和周围的管道之间限定的环状区域中。
第一管状通风帽可被置于紧接第一燃烧器下方的第一深度处。同样，第二管状通风帽可被置于紧接第二燃烧器下方的第二深度处。一方面，第一燃烧器和第二燃烧器在环状区域内每个间隔大约20至150米。
在该实施方式中，第三燃烧器可沿着第一管状部件放置并且在富含有机物岩层选定部分内的第三深度处的环状区域内。第三管状通风帽可任选被置于紧接第三燃烧器下方的第三深度处。绝缘层然后沿着第一、第二和第三燃烧器每一个附近的管道内表面安置。一方面，第一燃烧器、第二燃烧器和第三燃烧器每个间隔大约20至100米。可选地，第一燃烧器、第二燃烧器和第三燃烧器每个间隔大约40至60米。
在这些实施方式的任何一种中，第一深度附近的管道部分优选地用具有比管道其余部分高的最大工作温度的合金或金属构成。具有较高最大工作温度的管道部分，一方面，可以位于第一深度附近并且例如位于第一深度上方约10米的下方，并且向下延伸至井筒内最低燃烧器下方大约20米。可选地，具有较高最大工作温度的各管道部分可位于各个相应燃烧器的深度附近。
对于上述实施方式的任何一种，期望的是沿着燃烧器且在管道和周围套管之间限定的环状区域内维持基本均匀的温度剖面。为此，可以调节各种参数。例如，燃烧器的位置、注入可燃燃料的速率、注入空气的速率或其组合可被规定，以使向上穿过环状空间的烟道气的温度在整个富含有机物岩层选定部分内为大约300℃至750℃。同样，注入可燃燃料的速率可随时间降低以便随着周围地层升温而保持期望的温度范围。
在运行期间，在套管内向上循环穿过环状空间的烟道气可在地表进行收集。烟道气可进行压缩，并且然后与含氧气的压缩空气混合。这种压缩烟道气和压缩空气的混合物可被注入回井筒中。可选地，压缩的烟道气可与可燃气体混合并且然后作为可燃燃料被送回到井筒中。
一方面，返回的烟道气在地表进行收集并且然后监控可燃种类的存在。目的是评测任何一个燃烧器是否没有适当地点燃。可燃种类可包括例如甲烷、乙烷、氢气(H2)和一氧化碳。
在另一实施方式中，返回的烟道气可被排到大气中。在这种情况中，期望的是在排放收到的烟道气之前将烟道气进行处理以去除NOx成分。
一个或多个燃烧器可以各种方式点燃。例如，燃烧器可用电阻加热元件点燃。一方面，第一燃烧器和第二燃烧器利用可拆卸电加热元件点燃，所述可拆卸电加热元件可选择性地插入第一和第二管状部件中。可选地，燃烧器可通过将引火物质注入管状部件而点燃。引火物质可以是例如液态三乙基甲硼烷。
为了使燃烧发生，硬件可包括至少一条燃料管线，用于将注入的燃料传递到燃烧器。至少一条燃料管线可以是例如置于管道外部环状空间内的单条燃料管线。可选地，至少一条燃料管线可以是位于各个管状部件内的燃料管线。
空气可以各种方式注入到井筒中。过量的空气可被注入以降低、控制和最优化燃烧气体温度。一方面，空气以化学计量燃烧量的1.25至6.0倍的质量流量注入。可选地，空气相对于可燃燃料可以化学计量的2.0至5.0倍注入。在一种实施方式中，空气以大约10,000至50,000kg/天的速率注入。可选地，空气以大约10,000至25,000kg/天的速率注入。在一种实施方式中，空气在大约50至250磅/平方英寸的压强下注入。在一种实施方式中，燃烧器被设定大小以每米期望被加热的地层长度传递200至3,000瓦。
可燃燃料也可以各种方式注入到井筒中。一方面，可燃燃料在大于约200磅/平方英寸的压强下注入。可选地，可燃燃料在大于约600磅/平方英寸的压强下注入。还有可选地，可燃燃料可在只有大约100至200磅/平方英寸的压强下注入。
方法可进一步包括加热油页岩的步骤以便将至少一部分油页岩热解成烃流体。烃流体将包括气体。在这种情况中，方法还将包括采出气体。可燃燃料可至少部分包括从烃流体采出的气体。在这种情况中，方法可进一步包括处理烃流体和/或气体以便在将气体再注入管状部件之前从气体中基本上去除H2S。
优选的是，管道内向下流动的烟道气和管道周围环状空间内向上流动的烟道气之间的传热系数是低的。一方面，管道内的燃烧燃料与燃烧器附近环状空间中的烟道气之间的传热系数小于约50W/m2℃，并且更优选地约25W/m2℃。绝缘有助于降低传热系数。一方面，另外的绝缘被置于燃烧器前10米内的管道内部并且延伸至该燃烧器下方至少10米以降低金属管道所经历的温度。
本文还公开原位加热目标富含有机物岩层的加热井。在一种实施方式中，加热井包括在延伸至富含有机物岩层的深度的井筒中的套管。优选地，套管基本上封接到地层，以使燃料和烟道气基本上与原位地层流体隔离。将套管基本上封接到地层的一部分可包括将套管胶合在地层内的应用。例如，套管可被置于具有开放底部的井筒中。开放底部然后可通过将水泥放在井筒的底部而封接到地层。可选地，为了从地层基本上封接套管，套管的底部可例如通过在地表将金属板焊接到底端而封住。
管道被置于套管内。环状空间由此在管道和周围的套管之间形成。第一管状部件位于管道内。第一管状部件延伸至富含有机物岩层的第一深度。第一燃烧器被置于第一管状部件的底端附近。
加热井也具有位于管道内的第二管状部件。第二管状部件延伸至第二深度，所述第二深度低于富含有机物岩层内的第一深度。第二燃烧器被置于第二管状部件的底端附近。
第一绝缘层被置于第一燃烧器附近且下方的管道上。第一绝缘层可沿着管道的外径。第一绝缘层有助于降低管道内的传热系数。当与过量的空气或燃料流适当地结合时，这可在井筒中导致更加均匀的温度剖面。另外的绝缘可被置于沿着管道的内径、第一和第二燃烧器每一个的附近，以保护金属免于燃烧器火焰引起的极端温度。
一方面，第一管状通风帽被置于紧接第一燃烧器的下方。此外，第二管状通风帽被置于紧接第二燃烧器的下方。通风帽通过限制在紧接相应燃烧器下方分布的热量有助于进一步降低管道内的传热系数。
一方面，加热井也具有位于管道内的第三管状部件。第三管状部件延伸至第三深度，所述第三深度比富含有机物岩层内的第二深度低。第三燃烧器被置于第三管状部件的底端附近。绝缘层然后可沿着第三燃烧器附近的管道存在。
本文还公开原位加热富含有机物岩层的另一加热井。在该实施方式中，加热井包括井筒中的套管。井筒延伸至富含有机物岩层的深度。优选地，套管基本上封接到地层。管道被置于套管内。环状空间由此在管道和周围的套管之间形成。管状部件位于管道内并且也延伸至富含有机物岩层内的第一深度。环状区域由此也在管状部件和周围的管道之间形成。
第一燃烧器在富含有机物岩层的选定部分内的第一深度处沿着管状部件放置。第二燃烧器也在富含有机物岩层的选定部分内的第二深度处沿着第一管状部件放置。第二深度低于第一深度。第一和第二燃烧器优选地被置于管状部件和周围的管道之间的环状区域内。
第一绝缘层被置于第一燃烧器附近且下方的管道的外径上。第一绝缘层有助于降低管道内的传热系数，其当与过量的空气或燃料流适当地结合时可在井筒中导致更加均匀的温度剖面。另外的绝缘可在第一和第二燃烧器每一个的附近被置于管道的内径上以保护金属免于由燃烧器火焰引起的极端温度。
一方面，第一管状通风帽被置于紧接第一燃烧器的下方。此外，第二管状通风帽被置于紧接第二燃烧器的下方。
一方面，加热井也具有第三燃烧器，所述第三燃烧器在富含有机物岩层的选定部分内的第三深度处沿着管状部件放置。第三深度比第二深度低。绝缘层沿着第三燃烧器附近的管道存在。
图29提供在一种实施方式中加热井2900的横截面图。加热井2900位于井筒2904内，井筒2904从地表2902延伸至目标富含有机物岩层2905。富含有机物岩层2905可包括焦油砂、煤、油页岩或其它含有固体烃的岩石。优选地，富含有机物岩层2905是可被热解的含有干酪根的油页岩。
加热井2900的目的是产生热进入周围的富含有机物岩层2905。更具体地，加热井2900加热地层2905至足以将固体烃如干酪根热解成烃流体的温度。在本发明中，这是通过利用燃烧热实现的。
空气“A”和可燃燃料“CF”被注入到井筒2900中。空气“A”和可燃燃料“CF”在井下燃烧器2938上混合，其中燃料燃烧并且形成火焰。过量的空气“A”，如果存在，和烟道气“FG”流过燃烧器2938、沿着井筒2904向下并且向上返回到地表2902。
井筒2904被下套管。套管柱2910显示延伸至井筒2904的下端2912。井筒2904的下端2912被封闭以便产生封闭的加热井系统。封闭可通过板2913提供，如图29所示。可选地，封闭可通过在完井期间将水泥注入井筒2904中提供。套管2910限定钻孔2915——其如下面进一步讨论，接收燃烧器2938和其它硬件，用于加热周围的富含有机物岩层2905。
加热井2900也包括管道2920柱。管道2920相对于套管2910作为内部管道。因此形成了管套管加热器布置。管道2920具有下端2922，其基本上延伸至井筒2904的下端2912。下端2912是开放的。管道2920和周围的套管2910限定其间的环状空间2914。
加热井2900中的燃烧器2938优选地包括多个燃烧器。在图29的示例性实施方式中，各燃烧器2938被置于管状部件2930的底部。在井筒2905中显示有三个管状部件2930a、2930b、2930c，并且相应的燃烧器被显示为2938a、2938b和2938c。然而，应当理解，可以使用任何数目的管状部件2930和相应的燃烧器2938。实际上，可以选择仅一个管状部件2930和一个相应的燃烧器2938。
管状部件2938a、2938b、2938c优选地由不锈钢制成。环状空间2924在管状部件2930a、2930b和2930c以及周围的管道2920之间形成。
图30提供图29的加热井2900的俯视图。这里，管道2920和周围的外部套管2910被显示。此外，三个管状部件2930a、2930b、2930c也被显示。定中心器(未显示)可任选地被用于维持管道2920的钻孔2925内的管状部件2930a、2930b、2930c的等距间隔。
图31显示置于管状部件2930底部2932处的燃烧器2938之一的侧视图。管状部件2930表示图29的加热井2900的管状部件2930a、2930b或2930c任何一个。从图29和图31可以看出，通风帽2940被置于紧接燃烧器2938的下方。通风帽2940优选地由耐热材料制成。例如，通风帽2940可由陶瓷或耐火金属或其它耐温钢制成。
通风帽2940是具有壁2942和其中的孔2945的管体。壁2942具有多个穿孔或通风口2946，其在内部孔2945和周围环状空间2924之间提供流体连通。在例证性的图31的通风帽2940中，折边2944从壁2942向外延伸以产生通风口2946。通风口2946从环状空间2924接收空气，以箭头“A”所示。空气“A”又与可燃燃料混合，以箭头“CF”所示，以使燃烧器2938能够产生火焰。除了有助于混合外，通风帽可有助于防止从火焰将过量的辐射热传至周围的管道2920。尽管没有描述在图31中，空气“A”和可燃燃料“CF”的安排可被颠倒，从而通风口2946接收来自周围环状空间2924的可燃燃料“CF”，其与来自内部孔2945的空气“A”混合以使燃烧器2938能够产生火焰。
可提供各种方式，用于点燃可燃燃料“CF”。例如，燃料“CF”可用管状部件2930中的电阻加热元件点燃。一方面，电阻加热元件是可拆卸的电加热元件，其可选择性地插入到管状部件2930中。另一方面，燃料“CF”和燃烧器2938可通过向管状部件2930中注入引火物质而点燃。引火物质可以是液体或固体物质。
将燃烧器2938点燃产生火焰。本领域技术人员将理解，从井下燃烧器如燃烧器2938a、2938b和2938c产生的火焰产生极热的火焰。一方面，火焰和循环烟道气“FG”穿过加热井2900使得目标富含有机物岩层2905被加热至大约300℃和700℃之间。这种井下燃烧器2938的使用产生非常热的点，其随着烟道气“FG”循环穿过加热井2900而消失。通风帽2940的使用有助于包含辐射热以及用空气“A”冷却热的烟道气“FG”。这样，仅通风帽2940以及或许长度相对短的周围管道2920需要由特殊的耐温材料构成。通风帽2940采用细长体2942，其使周围的管道2920免于与火焰直接接触。细长体2942也从火焰向周围管道2920以及最终向富含有机物岩层2905提供更均匀的热分布。
可采取另外的方法以从火焰向周围管道2920以及最终向富含有机物岩层2905提供更均匀的热分布。一方面，可以增加注入到井筒2925的空气“A”的体积。例如，空气“A”可以以化学计量燃烧量的大约1.25至6.0或者更优选地2.0至5.0倍注入。可选地，或者另外，绝缘层可在最上面的燃烧器2938a的水平上和下方沿着管道2920安置，即燃烧器置于管状部件2930a的底部。
返回到图29，可以看出显示了各项地表设备。首先看到的是压缩机2954。压缩机2954接收来自入口管线2952的空气“A”。压缩机2954给空气“A”加压并且然后通过管线2956将它送至管道2920。箭头“A”再次表明空气向管道2920的注入。更具体地，在例证性井筒2925中空气“A”被注入到管道2920的环状空间2924中。
地表设备还包括燃料罐2964。燃料罐2964储存可燃燃料“CF”，其被注入到管状部件2930a、2930b和2930c中。燃料可通过输入管线2966进料到燃料罐2964。燃料可以为气态或液态。可选地，罐2964可以周期性地从输送卡车或其它来源再装满。可燃燃料“CF”通过注入管线2962注入到管状部件2930a、2930b和2930c中。注入管线2962可如图29所示被管汇以允许单条管线将燃料“CF”进料到所有的管状部件2930a、2930b和2930c。应当理解，燃料管线(未显示)还可被用于将燃料“CF”直接送到井下相应的燃烧器2938a、2938b、2938c。这样的燃料管线可位于第一2930a、第二2930b和第三2930c管的每一个中。
为了从燃烧器2938a、2938b、2938c产生发热火焰，可燃燃料“CF”在压强下被注入到相应的管状部件2930a、2930b和2930c中。一方面，可燃燃料“CF”在大于约200磅/平方英寸的压强下注入。另一方面，可燃燃料“CF”在大于约600磅/平方英寸的压强下注入。还是另一方面，可燃燃料“CF”在仅约100至200磅/平方英寸的压强下注入。
在图29中看到，井下燃烧器2938a、2938b和2938c被置于各不相同的深度处。目的是在目标地层2905内的不同水平或深度处产生一系列分阶段的热源。换句话说，烟道气“FG”沿着井筒2900在不同层段产生，以便从加热井2900建立更均匀的热对流剖面并进入地层2905中。
图29显示箭头“FG”表示加热的烟道气从各个燃烧器2938a、2938b、2938c向下流动。烟道气“FG”被循环到套管2910的下端2912并且进入管道2920周围的环状空间2914。烟道气“FG”然后沿着环状空间2914向上移动，在那里它携带热的烟道气“FG”以使套管2910和周围的地层2905变热。
传热系数存在于管道2920内向下流动的空气“A”和环状空间2914中向上流动的烟道气“FG”之间。一方面，传热系数在最高燃烧器位置上方为大约75W/m2℃以上。更优选地，管道2920内的空气“A”和环状空间2914中的烟道气“FG”之间的传热系数在大约最高燃烧器位置上方为大约150W/m2℃以上。
传热系数也存在于管道2920内向下流动的烟道气“FG”和环状空间2914中向上流动的烟道气“FG”之间。一方面，传热系数在大约最高燃烧器2938a位置下方在大约10和40W/m2℃之间。更优选地，管道2920内向下流动的烟道气“FG”和环状空间2914中向上流动的烟道气“FG”之间的传热系数在最高燃烧器2938a深度下方为大约10和30W/m2℃之间。
烟道气“FG”被循环到地表2902。一旦到达地表2902，烟道气“FG”可被排到大气中。在这种情况中，烟道气“FG”在排放之前优选地被处理以降低NOx成分。可选地，如果烟道气“FG”仍具有大量的氧气含量或大量的燃料含量，则烟道气“FG”可被改道以被用作另一井或地表燃烧器的氧化剂或燃料供应。图29显示烟道气“FG”由管线2972收集，然后被送至分离器2974。分离器2974优选地为洗涤塔，其被用于从烟道气“FG”中去除潜在的污染物，包括NOx、SO2或颗粒。
一方面(未显示)，收集的烟道气“FG”被压缩。包含氧气——优选地＞10mol％——的烟道气“FG”，然后可与压缩空气混合。混合物作为空气“A”一起被传递回环状空间2924中。重获烟道气“FG”允许注入空气“A”的步骤借助来自烟道气“FG”的压强，由此降低加热井2900上的压缩需要。换句话说，压缩机2954的尺寸或容量被减少。
在图29所示的另一方面，收集的烟道气“FG”被压缩。烟道气“FG”包含可燃气体，优选地＞25mol％，“FG”然后可与压缩燃料混合。混合物然后作为可燃燃料“CF”一起被传递回管状部件2930a、2930b和2930c中。可燃燃料“CF”可包括例如甲烷、乙烷或可燃气体种类的混合物。
另一方面，烟道气“FG”又在地表2902上从加热井2900进行收集。烟道气“FG”然后可被监控可燃种类的存在以评测燃烧器2938是否适当地点燃。可燃种类可包括甲烷、乙烷、氢气(H2)和一氧化碳中至少一种。
如所提及的，管道2920优选地在相应的燃烧器2938a、2938b和2938c附近且紧接下方的深度被绝缘。这样的绝缘优选地沿着管道2920的外径。例如，绝缘可通过将陶瓷材料包覆或粘合到管道2920而提供。这种绝缘层在图29中以2918显示。
绝缘层2918使管道2920内向下流动的烟道气“FG”与环状空间2914中向上流动的烟道气“FG”之间的传热系数适中。在这方面，管道2920内向下移动的热烟道气“FG”可经历与环状空间2914中向上移动的烟道气“FG”之间的传热。这在紧接燃烧器2938a、2938b和2938c下方的点上特别有利。在燃烧器2938a、2938b和2938c下方的深度处高的传热导致在井筒2904周围短的加热区域，因为管2930a、2930b和2930c内的向下流动的热气“FG”迅速将热失去给环状空间2924中向上移动的较冷的烟道气“FG”。另一方面，燃烧器2938a、2938b和2938c下方非常低的传热系数导致从向下流动的热气“FG”中损失很少的热，这导致在用于加热地层2905的向上移动的烟道气“FG”中不必要的高温。
为了适度地降低传热系数以及从富含有机物地层2905中的井筒2900产生更加均匀的热剖面，提供了绝缘层2918。一方面，相比井筒2904内的未绝缘区域，或者相比没有绝缘层2918的传热系数，传热系数降低了至少2的因子。更优选地，传热降低降低了至少4的因子。
如所提及，传热还可发生在管道环状空间2924中的向下流动的空气“A”与套管环状空间2914中向上流动的烟道气“FG”之间。在这方面，管道2920内向下移动的空气“A”可经历与环状空间2914中向上移动的热烟道气“FG”之间的传热。这种传热的潜力在紧接燃烧器2938a、2938b、2938c上方特别高。绝缘层2918又有助于限制这种传热。
为了解决这些问题，并且除了提供绝缘层2918之外，过量的空气“A”可被注入到井筒2900中。可选地，或者此外，过量的燃料“CF”可被注入到井筒2900中。过量气体的使用和绝缘覆层的使用，特别是组合使用，可在燃烧器2938下方导致更均匀的温度剖面。
当过量的燃料“CF”被使用时，切换空气“A”和燃料“CF”流动路径可能是期望的，从而空气“A”将流动穿过内部的管状部件2930a、2930b、2930c并且燃料“CF”穿过环状区域2924。由该方法产生的火焰是所谓的“逆扩散”火焰并且可在某些情况下导致更低的NOx产生。
本文提供利用加热井如加热井2900原位加热目标富含有机物岩层的方法。一方面，方法包括在井筒2904中提供套管2910的步骤，所述套管2910延伸至富含有机物岩层2905的深度。套管2910优选地具有封闭的下端2912。管道2920被提供在套管2910内。管道2920限定管道2920和周围的套管2910之间的环状空间2914。方法进一步包括向管道2920中注入空气和可燃燃料，并且在管道2920中提供硬件，从而使空气和可燃燃料基本上在富含有机物岩层2905的深度处混合并且以这样的方式混合以致于沿着富含有机物岩层2905的选定部分、井筒2904附近的热传导剖面基本上是均匀的。优选地，富含有机物岩层2905的选定部分附近环状区域内的温度剖面在大约300℃和900℃之间的温度下保持相对均匀。更优选地，沿着井筒2900直到地层2905中的温度剖面在大约300℃和750℃之间保持相当均匀。
在一种实施方式中，硬件包括位于管道2920内的第一管状部件2930a，其延伸至富含有机物岩层2905的选定部分，和在富含有机物岩层2905内的第一深度处的第一燃烧器2938a。第一燃烧器2938a优选地在第一管状部件2930a的下端。优选地，在到达第一燃烧器2938a之前，第一管状部件2930a将空气和可燃燃料分开。任选地，硬件还包括紧接着置于第一燃烧器2938a下方的第一管状通风帽2940。
硬件还包括位于管道2920内的第二管状部件2930b。第二管状部件2930b具有下端，其延伸至第二深度处富含有机物岩层2905的选定部分，第二深度比第一深度低。第二燃烧器2938b被置于第二管状部件2930b的下端附近。硬件可进一步包括第二管状通风帽2940，其在第二管状部件2930b的下端被紧接着置于第二燃烧器2938b下方。一方面，第一燃烧器2938a和第二燃烧器2938b各个间隔大约20至150米。可选地，第一燃烧器2938a和第二燃烧器2938b各个间隔大约40至100米。
硬件还优选地包括靠近至少第一2938a和第二2938b燃烧器、沿着管道2920的内表面安置的绝缘层2918。另一方面，绝缘层2918跨越富含有机物岩层2905深度处管道2920的长度。
硬件可进一步包括位于管道2920内的第三管状部件2930c。第三管状部件2930c具有下端，其延伸至第三深度处的富含有机物岩层2905，第三深度比第二深度低。第三管状部件2930c在其下端也具有第三燃烧器2938c。第三管状通风帽2940被置于第三管状部件2930c的下端并且紧接着第三燃烧器2938c的下方。
一方面，第一燃烧器2938a、第二燃烧器2938b和第三燃烧器2938c各个间隔大约20至200米。可选地，第一燃烧器、第二燃烧器和第三燃烧器各个间隔大约40至150米，或者60至120米。
本文还提供利用井下燃烧器的加热井的又一实施方式。图32显示在另外的可选实施方式中加热井3200的横截面图。加热井3200被置于井筒2904中，井筒2904穿过富含有机物岩层2905完井。优选地，富含有机物岩层2905包括油页岩、干酪根或其它可被热解的固体烃。多个燃烧器3238a、3238b和3238c也被置于加热井3200中以便产生热解所需的热。
关于图32应当注意，图29的相同数字被用于描述图32中的相同特征。因此，例如，井筒2904用套管2910柱下套管，所述套管柱2910向下延伸至井筒2904的下端2912。井筒2904的下端2912也是封闭的以便产生封闭的加热井系统。封闭可借助板2913提供，如图32所示。可选地，封闭可通过在完井期间向井筒2904中注入水泥而提供。套管2910再一次限定钻孔2915，其接收用于加热周围富含有机物岩层2905的硬件。
加热井3200也包括管道2920柱。管道2920相对于套管2910作为内部管道。因此再一次形成了管套管加热器布置。管道2920具有下端2922，其基本上延伸至井筒2904的下端2912。下端2912是开放的。管道2920和周围的套管2910限定其中的环状空间2914。
加热井3200还包括多个燃烧器3238a、3238b、3238c。在图32的例证性实施方式中，三个燃烧器3238a、3238b、3238c沿着第一或中央管状部件3230布置。然而，应当理解，任何数目的燃烧器可被用于加热井3200中。
中央管状部件3230被置于管道2920内。一个或多个定中心器3237可被用于将中央管状部件3230固定在管道2920内。定中心器3237还将燃烧器3238a、3238b和3238c的位置固定在井筒2904内。环状空间2924在中央管状部件3230和周围的管道2920之间形成。在例证性加热井3200中，燃烧器3238a、3238b和3238c位于环状空间2924中。
图33提供图32的加热井3200的燃烧器3238之一的侧视图。通风帽3240被显示紧接着置于燃烧器3238下方。如关于图31的通风帽2940，通风帽3240是其中具有壁3242和孔3245的管体。壁3242具有多个孔或通风口3246，其提供内部孔3245和周围的环状空间2924之间的流体连通。在图33的例证性通风帽3240中，折边3244从壁3242向外延伸以产生通风口3246。通风口3246接收来自环状空间2924的以箭头“A”所示的空气。空气“A”又与以箭头“CF”所示的可燃燃料混合以使燃烧器3238能够产生火焰。
可提供各种方式，用于点燃可燃燃料“CF”。例如，燃料“CF”可用管状部件3230中的电阻加热元件点燃。一方面，电阻加热元件是可拆卸的电加热元件，其可选择性地插入到管状部件3230中。另一方面，燃料“CF”和燃烧器3238可通过向中央管状部件3230注入引火物质而点燃。合适的引火物质的实例是三乙基甲硼烷。
在图33的燃烧器布置中，燃烧器3238a、3238b、3238c从中央管状部件3230向外延伸。每个燃烧器3238a、3238b、3238c包括流动支路3243，其在各燃烧器3238a、3238b、3238c和管状部件3230中的中央孔3235之间提供流体连通。流动支路3243的远端3247连接到中央管状部件3230。
板3241被提供在通风帽3240的顶部。流动支路3243被接收穿过板3241。燃烧器3238被置于板3241下方并且在通风帽3240内。如上面关于图31所提及，通风帽3240提供几种功能，其有助于在地层2905内穿过目标区域提供更加均匀的热分布。通风帽3240的细长体3242使周围的管道2920免于与火焰直接接触。一方面，通风帽3240由陶瓷或耐火金属制成。还有此外，通风帽3240中的通风口3246沿其长度接收空气“A”以便将紧挨通风帽3240周围的区域冷却以防止热点。
可采取另外的方法以从火焰至周围的管道2920和最终至富含有机物岩层2905提供更加均匀的热分布。一方面，注入到环状空间2924中的空气“A”的体积也可以增加。例如，空气“A”可以大约两至五倍化学计量注入。可选地，或者此外，绝缘层可沿着管道2920被置于最上面燃烧器3238a的水平上和下方。
返回到图32，可以看出，各井下燃烧器3238a、3238b和3238c被置于不同的深度处。目的是在目标地层2905内不同的水平或深度处产生一系列分阶段的热源。这进一步有助于从井筒2904建立更均匀的热传导剖面并进入地层2905中。图32显示箭头“FG”表示加热的烟道气从各个燃烧器3238向下流动。
在图32中也看到显示了各项地表设备。地表设备与关于图29的加热井2900所述的那些基本上相同。该设备包括例如用于压缩空气“A”的空气压缩机2954和用于储存可燃燃料“CF”的燃料罐2964。
在运行中，空气“A”穿过管道2920的孔2925循环。一方面，空气“A”以化学计量空气需要量的1.25至2.5倍的质量流量过量地注入。一方面，总的注入气体速率，即空气“A”和燃料“CF”，为大约10,000至75,000kg/天。更优选地，注入气体速率为约30,000至60,000kg/天。一方面，空气“A”在大约50至250磅/平方英寸的压强下注入。这些注入值也可结合图29中的加热井2900应用。
在压强下循环空气“A”将加热的烟道气“FG”携带到套管2910的下端2912。烟道气“FG”被循环进入管道2920周围的环状空间2914。烟道气“FG”然后沿着环状空间2914向上移动，在那里它携带热的烟道气“FG”以使套管2910和周围的地层2905升温。
在井下燃烧加热井中获得更加均匀的热分布的实验在图34A、34B、34C和34D中得到验证。这些图显示在不同井筒布置中的传热模拟。在各个井筒中，内部管道和外部管道被假定为管套管布置。内部管道可以是如图29或图32中所示的管道2920，而外部管道可以为例如套管2910。
在讨论图34A、34B、34C和34D的曲线图之前，观察图35是有利的。图35提供在图34A的模拟中假定的和根据本发明的某些方面的井下燃烧器布置3500的横截面侧视图。井下燃烧器3500被置于套管3510柱内。套管3510优选地在下端3514处被封住。盖3516被显示在图35中。
井下燃烧器3500也具有内部管道3520。管道3520被置于套管3510内中央。定中心器3512任选地被用于将管道3520保持在套管3510内。绝缘3518沿着管道3520布置。一方面，绝缘3518提供22W/m2℃的传热系数。
在井筒3500中提供井下燃烧器3538。单个燃烧器3538被图解。绝缘3518沿着管道3520的外径布置在燃烧器3538的附近和下方。燃烧器3538是329kW燃烧器。
燃烧器3538被送入管道3520内并且位于管道3520内管3530末端处。管3530是细长管状部件并且接收可燃燃料“CF”。通风帽3540优选地被放置在管3530末端、燃烧器3538附近或下方。管3530任选地利用定中心器3522居中于管道3520内。
另外的绝缘层3528被任选地沿着管道3520添加。这种另外的绝缘3528紧挨地沿着燃烧器3538或者其下方放置。优选地，另外的绝缘沿着管道3520的内径。一方面，绝缘3528始于燃烧器3538上方大约10米，并且延伸至燃烧器3538下方大约20米。可选地，沿着井筒3500的这个区域的管道3520由陶瓷或其它高度耐热的材料制成。
环状空间3515在管道3520和周围的套管3530之间形成。环状空间3515接收空气“A”。空气“A”和可燃燃料“CF”在燃烧器3538的水平上混合并且点燃，形成火焰3560。
现在返回到模拟曲线图，图34A是描绘井筒(如井筒2900)中的深度对温度的曲线图。井筒中的深度相对于燃烧器井下位置绘制。在该模拟中，假定的是单个329kW燃烧器。燃烧器位于x-轴的零位置。
井筒被假定在燃烧器3538附近被绝缘，如通过使用绝缘3518。向下的空气“A”流和向上的烟道气“FG”流之间的总传热系数在燃烧器3538上方为U＝180W/m2℃。这是没有绝缘的假定面积。在燃烧器3538下方，传热系数仅为U＝22W/m2℃。这表明在假定的绝缘层周围区域中的传热低得多。
为了有助于热从管道3520内部移动至管道3520外部，在计算中假定高的空气“A”流速。总的气体速率50,000kg/天被模拟，这表示燃烧甲烷燃料需要的空气化学计算量的5.4倍。
本领域技术人员将理解，燃烧甲烷(假定为可燃燃料“CF”)所需的氧气的化学计算量为：CH4+2O2→CO2+2H2O。
空气为仅21mol％氧气。因此，每摩尔CH4需要9.5摩尔空气，其相当于每1kg CH4为17.3kg空气。(注：空气为29克/mol而CH4为16克/mol)。因此，例如4倍化学计量的50,000kg/天的空气意味着注入约723kg/天的甲烷燃料。
在图34A中，比较了在环状空间3515中管道3520内部和管道3520外部的平均温度。更具体地，比较了向下的空气流“A”和向上的烟道气流“FG”之间的温度。应当注意，正是环状区域3515中的温度(即外部温度)分配或控制着附近地层中的温度。
如图示，管道3520的内部温度在燃烧器3538的深度处达到大约825℃，但是在燃烧器3538下方150米处逐渐减少到大约450℃。然而，管道3520的外部温度在燃烧器3538的深度处仅达到大约450℃，但是然后在燃烧器3538下方的井筒内保持相对稳定。管道3520的外部温度在燃烧器3538下方大约150米处返回到大约450℃的大致相同温度之前仅仅降低了大约75℃。因此，紧挨周围地层附近的套管3510的温度保持基本均匀，由此使在井下燃烧器应用中通常所见的“热点”效应最小化。
图34B是描绘井筒中的深度对温度的另一曲线图。井筒中的深度相对于燃烧器井下位置绘制。在该井筒中，单个燃烧器被使用，但是沿着内部管道3520没有提供绝缘。因为没有采用绝缘，传热系数在燃烧器3538上方和下方恒定。穿过内部管道3520的传热被假定为沿着相关长度具有大约180W/m2℃的传热系数。
为了有助于热从内部管道3520的内部移动至内部管道3520外部，空气“A”的流速被增至化学计量以上。这种情况又模拟了50,000kg/天的总气体，其表示燃烧甲烷燃料所需的空气化学计算量的5.4倍。
如图解，内部管道3520的温度在燃烧器的深度处升至1,000℃以上，并且然后在燃烧器下方150米深度处降到大约100℃。类似地，外部管道3510在燃烧器附近达到900℃，并且然后在燃烧器下方150米深度处非线性地降到大约100℃。该极端温度剖面证实内部管道3520周围绝缘的效用。
图34C是描绘井筒中的深度对温度的另一曲线图。井筒中的深度也相对于燃烧器井下位置绘制。在该井筒中，假定的是单个320kW燃烧器。绝缘3518再一次沿着燃烧器3538下方的内部管道3520布置，如图34A的模拟。在燃烧器3538上方，向下空气“A”流和向上烟道气“FG”流之间的总传热系数为U＝180W/m2℃。在燃烧器3538下方，传热系数为U＝22W/m2℃。这表示在假定的绝缘层周围的区域中的传热低得多。
为了有助于热从内部管道3520内部移动至内部管道3520外部，空气的流速被增至化学计量需要量以上，但不超过图34A和34B中的模拟量。在图34C的模拟中，总气体以20,000kg/天注入。这表示燃烧甲烷燃料所需的空气化学计算量的2.1倍。
如图解，内部管道3520的温度在燃烧器3538周围升至1,000℃以上，并且在燃烧器3538下方150米处稳定地降到大约250℃。类似地，外部管道3510最靠近燃烧器3538处达到900℃，并且然后在燃烧器3538下方150米处非线性地降到大约250℃。图34C中的极端温度摆幅说明优选超额的空气流以在整个井筒内达到最佳的温度保持。
图34D提供描绘井筒中的深度对温度的又一曲线图。再一次比较了管道3520内部和外部的平均温度。更具体地，比较了向下的空气流“A”和向上的烟道气流“FG”之间的温度。
井筒中的深度也相对于燃烧器井下位置绘制。在该井筒中，三个燃烧器隔开大约100米放置。各个燃烧器是170kW燃烧器。这是比在图34A、34B和34C的单个燃烧器模拟中使用的更小的燃烧器。
绝缘3518被假定在最上面的燃烧器下方沿着内部管道3520布置。绝缘被假定沿着沿地下地层的管道的整个长度，并且提供25W/m2℃的传热系数。在沿着其中没有绝缘的管道3520的区域，向下空气“A”流和向上烟道气“FG”流之间的总传热系数为180W/m2℃。
为了有助于热从内部管道3520内部移动至内部管道3520外部，空气的流速被增加。总气体以40,000kg/天注入。这表示燃烧甲烷燃料的空气化学计算量的2.7倍。
如图34D所示，内部管道3520的温度在第一燃烧器的深度处升至大约650℃，并且在第一燃烧器下方100米深度处迅速降至大约400℃。当空气到达第二燃烧器时，内部管道2920内部的温度又升至刚好700℃以上。内部管道2920内的温度在第二燃烧器下方100米的另外深度处又降至大约400℃。这种模式在第三燃烧器上被重复，其中内部管道2920在第三燃烧器处达到刚好700℃以上，并且然后在第三燃烧器下方100米的另外深度处降至大约400℃。
关于外部管道3510，外部管道3510在第一燃烧器深度处达到大约425℃的温度，并且然后在第一燃烧器下方50米降至大约350℃。令人感兴趣的是，外部管道3510内的温度然后又开始上升直到在第二燃烧器附近达到大约475℃的温度。温度在第三燃烧器深度处在又升至大约475℃之前又下降至大约350℃。
图34D的曲线图表明在加热井内使用多个较小的燃烧器有助于在周围地层附近的管道2910内维持相对恒定的温度。较小的燃烧器是指评定为具有较低功率的燃烧器，即，每单位时间较低的能量输出，例如瓦或BTU/小时。套管3510(管道3520外面)中的温度在300米深度内保持在350℃至约475℃的范围内。该温度范围在油页岩热解通常所需的温度以上。与图34B一起，图34D还证实沿管道3520的绝缘在提供更均匀热剖面中的功效。
利用加热井如加热井3200，本文又提供原位加热目标富含有机物岩层的方法。一方面，方法包括在井筒2904中提供套管2910的步骤，套管2910延伸至富含有机物岩层2905的深度。套管具有封闭的下端2912。管道2920被提供在套管2910内。管道2920限定管道2920和周围套管2910之间的环状空间2914。方法进一步包括将空气和可燃燃料注入管道2920中，并且在管道2920中提供硬件，从而使空气和可燃燃料基本上在富含有机物岩层2905的深度处混合并且以这样的方式混合以致于沿着富含有机物岩层2905的选定部分、井筒2904附近的热传导剖面基本上是均匀的。优选地，沿着富含有机物岩层2905的选定部分、井筒2904附近的热传导剖面均匀地保持在大约300℃和750℃之间。
在一种实施方式中，如图32中所示的实施方式，硬件包括第一管状部件3230，其位于管道2920内并且延伸至富含有机物岩层2905的选定部分。第一燃烧器3238a位于富含有机物岩层2905内的第一深度，并且第二燃烧器3238b位于富含有机物岩层2905内的第二深度，第二深度低于第一深度。各个燃烧器3238a、3238b (及任何其它燃烧器)沿着第一管状部件3230安置。优选地，硬件进一步包括在第一燃烧器3238a周围或紧接着其下方放置的第一管状通风帽3240，和在第二燃烧器3238b周围或紧接着其下方放置的第二管状通风帽3240。硬件优选地还包括绝缘层，其沿着管道2920的内表面在第一3238a和第二3238b燃烧器附近布置。
如图32所示，加热井3200中的硬件还可包括第三燃烧器3238c。管状通风帽3240也被置于该燃烧器3238c周围。一方面，第一燃烧器3238a、第二燃烧器3238b和第三燃烧器3238c每个间隔大约20至200米。可选地，第一燃烧器、第二燃烧器和第三燃烧器每个间隔大约20至200米。可选地，第一燃烧器3238a、第二燃烧器3238b和第三燃烧器3238c每个间隔大约40至150米，或者60至120米。
各种尺寸燃烧器可被用在加热井3200中。例如，每米要加热的地层，燃烧器每个都可供应约0.5至4.0kW热能，或者可选地1至3kW/m。一方面，燃烧器在孔口下方每个都具有扩管器(未显示)以在燃烧前降低可燃燃料“CF”的流速。
在一种实施方式中，第一深度附近的管道2920的一部分由最大工作温度比管道其余部分高的合金或金属构成。一方面，具有较高最大工作温度的管道部分位于燃烧器深度上方大约10米，并且向下延伸至管道2920内燃烧器下方大约20米。
在一种实施方式中，方法进一步包括引导从第一燃烧器3238a和至少第二燃烧器3238b产生的“FG”向上进入环状空间2924的步骤。在该实施方式中，方法还可包括监控第一燃烧器3238a深度附近套管2910中一点处的烟道气“FG”的温度。
控制传导进入地层2905的热是期望的。因此，在一种实施方式中，燃烧器的位置、注入可燃燃料的速率、注入空气的速率或其组合被规定，以使向上穿过环状空间2924的烟道气“FG”的温度沿大部分富含有机物岩层2905为大约300℃至900℃。更优选地，沿着井筒2900或3200进入地层2905的温度剖面在大约300℃和750℃之间保持相当均匀。注入可燃燃料的速率可随时间降低以便随着地层升温控制温度。
在一种实施方式中，可燃燃料是燃料气如天然气。燃烧器3238的强度然后通过调节燃料气的组成控制。例如，天然气可用添加的惰性成份进行稀释。添加的惰性成份可包括二氧化碳(CO2)或氮气(N2)中至少一种。降低火焰强度可导致NOx产生降低。
最上面的燃烧器3238a的位置也可进行调整。一方面，第一燃烧器3238a靠近富含有机物岩层2905目标部分的顶部放置。另一方面，第一燃烧器3238a在富含有机物岩层2905目标部分的顶部的50米内放置。还有可选地，第一燃烧器3238a在富含有机物岩层2905目标部分的顶部的20米内放置。
可采用各种方式将可燃燃料注入第一管状部件中。一方面，硬件进一步包括至少一条燃料管线，用于将注入的燃料传递到燃烧器3238。所述至少一条燃料管线可包括主要置于环状空间2924内的单条燃料管线。
在一种实施方式中，方法进一步包括加热油页岩以便将至少一部分油页岩热解成烃流体——所述烃流体包括气体，以及将气体采出。在该实施方式中，可燃燃料可包括从烃流体采出的气体。该方法可进一步包括在将气体再注入管状部件中之前处理烃流体以便从该气体中基本上去除H2S。
一方面，燃烧器的位置、注入可燃燃料的速率、注入空气的速率或其组合被规定，以使向上穿过环状空间的烟道气的温度沿富含有机物岩层的选定部分为大约300℃至750℃。
另一方面，绝缘2918沿着管道2920设置。绝缘2918在燃烧器3238附近布置。任选地，绝缘2918沿富含有机物岩层2905的整个深度延伸。
在油和气资源的开采中，可以期望利用采出的烃作为正在进行的操作的能源。这可适用于从油页岩中开发油和气资源。电源可从使发电机转动的涡轮中获得。通过利用从油田采出的气体给气体涡轮机供以动力在经济上可能是有利的。然而，这种采出的气体必须进行谨慎控制以便不损坏涡轮、不使涡轮点燃不良或者不产生过量的污染物(如NOx)。
气体涡轮问题的一个来源是在燃料内存在污染物。污染物包括固体、水、作为液体存在的重组分以及硫化氢。此外，燃料的燃烧行为是重要的。要考虑的燃烧参数包括热值、比重、绝热火焰温度、可燃性限度、自燃温度、自然延迟时间和火焰速度。沃泊指数(Wobbe index、WI)经常被用作燃料质量的关键量度。WI等于低热值与气体比重的平方根的比值。将燃料的沃伯指数控制到目标值并且在例如+10％或±20％的范围可允许涡轮设计简化以及性能优化改进。
燃料质量控制可用于页岩油开发，其中采出气组成在油田寿命期间可能变化，并且其中气体除了轻烃外一般还有大量的CO2、CO和H2。商业规模的油页岩干馏被预期产生随时间变化的气体组成。
涡轮燃料中的惰性气体可以通过增加物质流动同时保持火焰温度在期望范围内而增加发电。此外惰性气体可以降低火焰温度并且由此减少NOx污染物产生。从油页岩熟化产生的气体可具有大量的CO2含量。因此，在生产方法的某些实施方式中，燃料气的CO2含量通过在地表设备中分离或加入进行调节以使涡轮性能优化。
对于低BTU(British Thermal Units，英国热单位)燃料来说，达到一定的氢含量也可以期望实现适当的燃烧性能。在本文方法的某些实施方式中，燃料气的H2含量通过地表设备中的分离或加入进行调节以使涡轮性能优化。利用低BTU燃料调节非页岩油地表设备中的H2含量已经在专利文献(例如美国专利号6,684,644和美国专利号6,858,049，其全部公开内容通过引用并入本文)中进行了讨论。
例如通过热解加热富含有机物岩层内的地层烃的方法可以产生流体。热生成的流体可包括地层内蒸发的水。此外，加热干酪根的作用产生加热后倾向于膨胀的热解流体。产生的热解流体不但可包括水，而且可包括例如烃、碳的氧化物、氨、分子氮和分子氢。因此，随着地层内加热部分内的温度增加，加热部分内的压力由于流体产生增加、分子膨胀以及水的蒸发也可能增加。因此，一些必然的结果存在于油页岩地层内的地下压力与热解期间产生的流体压力之间。这又表明，地层压力可以被监控以检测干酪根转化过程的进展。
富含有机物岩层的加热部分内的压力取决于其它储层特征。这些可包括，例如，地层深度、与加热井的距离、富含有机物岩层内地层烃的丰富度、加热程度和/或与生产井的距离。
油页岩油田的开发者可以期望开发期间监控地层压力。地层内的压力可以在多个不同位置处进行测定。这样的位置可包括但不限于井口处以及井筒内的不同深度处。在一些实施方式中，压力可以在生产井处进行测量。在可选实施方式中，压力可以在加热井处进行测量。在仍然是另一实施方式中，压力可以在专用监控井的井下进行测量。
加热富含有机物岩层至热解温度范围的过程不但将增加地层压力，而且也将增加地层渗透性。热解温度范围应当在富含有机物岩层内已经产生基本的渗透性之前达到。初始缺乏渗透性可以防止从热解区段产生的流体在地层内传输。照此方式，随着热最初从加热井转移至富含有机物岩层，富含有机物岩层内的流体压力可以更加接近于该加热井。这种流体压力增加可能是由于例如在地层中至少一些地层烃的热解期间流体的产生引起的。
可选地，可使由地层内产生的热解流体或其它流体的膨胀产生的压力增加。这假定生产井的开放通道或其它压力降还不存在于地层中。一方面，流体压力可被允许增加到岩石静应力或之上。在这种情况中，当流体压力等于或超过岩石静应力时，含烃地层中的压裂可形成。例如，压裂可以从加热井形成到生产井。加热部分内压裂的产生可以减小该部分内的压力，这是由于通过生产井采出液的生产。
一旦热解在富含有机物岩层内已经开始，流体压力可根据不同因素而变化。这些包括例如烃的热膨胀、热解流体的产生、转化速率以及从地层中取出产生的流体。例如，随着流体在地层内产生，孔内的流体压力可能增加。从地层中移出产生的流体则可减小地层井筒区域附近内的流体压力。
在某些实施方式中，至少一部分富含有机物岩层的质量可以被降低，这是由于例如地层烃的热解以及从地层中生产烃流体。因此，至少一部分地层的渗透性和孔隙度可能增加。任何有效地从油页岩产生油和气的原位方法将在原先非常低渗透性的岩石中产生渗透性。这发生的程度通过大的膨胀量闸明，如果从干酪根产生的流体不能流动，必须具有所述膨胀。该观点在图5中被阐明。
图5提供了一柱状图，其比较了在模拟的原位干馏工艺之前50和之后51的一吨Green River油页岩。模拟的过程是在2,400psi和750°F下、在总有机碳含量22wt.％以及Fisher试验42加仑/吨的油页岩上进行的。转化前，存在总共15.3ft3的岩石基体52。该基体包括嵌入在页岩内的7.2ft3的矿物53，即白云石、石灰石等以及8.1ft3的干酪根54。由于转化该材料膨胀至26.1ft355。这提供了7.2ft3的矿物56(与转化前相同的数目)、6.6ft3的烃流体57、9.4ft3的烃蒸汽58以及2.9ft3的焦炭59。可以看出，基本的体积膨胀发生在转化过程期间。这又增加了岩石结构的渗透性。
在一种实施方式中，原位加热一部分的富含有机物岩层至热解温度可以增加加热部分的渗透性。例如，渗透性可由于通过施加热引起的加热部分内热压裂的形成而增加。随着加热部分的温度增加，水可由于蒸发而被去除。汽化的水可以溢出和/或从地层中去除。此外，加热部分的渗透性也可以增加，这是在宏观规模上由于加热部分内至少一些地层烃的热解而产生烃流体的结果。
本文描述的某些体系和方法可用于处理至少一部分相对低渗透地层中(例如在含有地层烃的“致密”地层中)的地层烃。这样的地层烃可以被加热以在地层的选定区中热解至少一些地层烃。加热也可以增加至少一部分选定区的渗透性。从热解中产生的烃流体可以从地层中产生，由此进一步增加地层渗透性。
富含有机物岩层的加热部分内选定区的渗透性也可以在该选定区由于传导被加热时迅速增加。例如，不可渗透的富含有机物岩层的渗透性在加热前可小于约0.1毫达西。在一些实施方式中，热解至少一部分富含有机物岩层可以将该部分选定区内的渗透性增加至约10毫达西、100毫达西、1达西、10达西、20达西或50达西以上。因此，该部分选定区的渗透性可以增加大约10、100、1,000、10,000或100,000以上的因数。在一种实施方式中，富含有机物岩层在加热该富含有机物岩层之前具有1毫达西以下的初始总渗透性，可选地0.1或0.01毫达西以下。在一种实施方式中，富含有机物岩层在加热该富含有机物岩层之后具有1毫达西以上的加热后总渗透性，可选地，10、50或100毫达西以上。
与加热富含有机物岩层相关，富含有机物岩层可任选地被压裂以有助于传热或烃流体生产。在一种情况中，压裂可以通过施加热在地层内产生热压裂而自然实现。热压裂形成是通过岩石和流体的热膨胀以及干酪根转变成油和气的化学膨胀引起的。热压裂可发生在经受加热的中间区域以及更冷的附近区域。附近区域中的热压裂是由于压裂的蔓延以及更热区域中膨胀所引起的张应力。因此，通过加热富含有机物岩石以及将干酪根转变成油和气，渗透性不但通过流体形成和蒸发而且通过热压裂形成而增加。增加的渗透性有助于地层内的流体流动以及从干酪根产生的烃流体的采出。
此外，可以使用已知为水力压裂的工艺。水力压裂是在油和气回收领域中已知的工艺，其中压裂液在井筒内被加压超过地层的压裂压力，由此在地层内产生压裂面以将井筒内产生的压力释放。水力压裂可被用于产生附加的渗透性和/或被用于给加热井提供延伸的几何形状。上面所并入的专利公布WO2005/010320描述了一种这样的方法。
与从岩石基体尤其是浅深度的那些中生产烃相关，一个考虑因素可能与地下沉有关。这特别在原位加热富含有机物岩石中是实际情况，其中一部分基体本身被热转化并且移去。最初，该地层可包含固体形式的地层烃，诸如，例如，干酪根。该地层也可最初包含水溶性矿物。最初，该地层也可以对流体流动是基本上不可渗透的。
原位加热该基体热解了至少一部分地层烃以产生烃流体。这又在富含有机物地层中的熟化(热解的)富含有机物岩石区内产生渗透性。热解和渗透性增加相组合允许烃流体从地层中产生。同时，支撑基体的材料的损耗也产生相对于地表下沉的可能性。
在一些情况中，为了避免环境或水文地质影响，下沉被寻求最小化。在这方面，改变地表的轮廓和地貌甚至几英寸都可能改变径流(runoff)型式、影响植被型式以及影响分水岭。此外，下沉具有损坏在生产区域中形成的生产井或加热井的可能。这种下沉可以对井筒套管、水泥工件和井下设备产生破坏性的环带以及压缩性应力。
为了避免或最小化下沉，提出留下选定部分的基本上未热解的地层烃。这有助于保护一个或多个未熟化的富含有机物岩石区。在一些实施方式中，未熟化的富含有机物岩石区可以成形为基本垂直的柱，其延伸穿过富含有机物岩层的厚度的主要部分。
加热率和地层内的热分布可以被设计和执行，以便留下足够的未熟化柱以防止下沉。一方面，热注入井筒在布井中形成，从而油页岩未处理的柱被留在其间以支撑上覆岩层和防止下沉。
优选的是，油和气的热回收在地层中存在的苏打石或其它水溶性矿物的任何溶液采矿(solution mining)之前进行。溶液采矿可以在岩层中产生大的空穴并且在油页岩开发区域中使角砾岩塌方。这些空穴和角砾化区段可给原位回收和采矿回收油页岩造成问题，这进一步增加了支撑柱的效用。
在一些实施方式中，通过原位转化过程产生的烃流体的组成和特性可根据例如富含有机物岩层内的条件变化。控制热和/或富含有机物岩层中选定部分的加热速率可以增加或减少选定的采出液的生产。
在一种实施方式中，操作条件可以通过测量富含有机物岩层的至少一种特性进行确定。测量的特性可以被输入到计算机可执行程序中。从地层中生产的采出液的所选至少一种特性也可以被输入到计算机可执行程序中。该程序可以是可操作的，以从至少一个或多个测量的特性中确定一组操作条件。该程序也可以被配置以从所选择的采出液的至少一种特性确定该组操作条件。照此，所确定的这组操作条件可以被配置以增加从该地层生产选定采出液。
某些加热井实施方式可包括例如通过绝缘导体或其它类型的线路与任何加热井连通的操作系统。该操作系统可以被配置以与加热井对接。操作系统可以接受来自加热器的信号(例如电磁信号)，其表示加热井的温度分布。此外，操作系统可以被进一步配置以本地控制或遥控加热井。例如，操作系统可通过改变与加热井连接的设备的参数，改变加热井的温度。因此，操作系统可以监控、改变和/或控制至少一部分地层的加热。
在一些实施方式中，在地层中的平均温度可能已经达到选定温度后，加热井可以被调小和/或关闭。调小和/或关闭加热井可减少输入能量成本，基本上抑制了地层的过热，并且允许热基本上传递到地层更冷的区域。
加热的富含有机物岩层内的温度(和平均温度)可以变化，这取决于例如与加热井的接近度、地层的热传导性和热扩散性、发生反应的类型、地层烃的类型以及富含有机物岩层内水的存在。在油田中建立监控井的位置，温度测量可以在井筒内直接进行。此外，在加热井处，在地层紧接周围的温度被相当充分地了解。然而，期望将温度插入到地层中间温度传感器和加热井中的位置上。
根据本发明生产过程的一个方面，富含有机物岩层内的温度分布可以采用数值模拟模型进行计算。数值模拟模型可通过已知数据点的内插以及地层传导率的假定计算地表温度分布。此外，数值模拟模型可被用于测定处于评估温度分布下的地层的其它特性。例如，地层的各种特性可包括但不限于地层的渗透性。
数值模拟模型也可包括评估处于评估温度分布下的富含有机物岩层内形成的流体的各种特性。例如，所形成流体的各种特性可包括但不限于地层内形成的流体的累积体积、流体粘度、流体密度和地层内形成的流体的组成。这种模拟可被用于评估商业规模操作或小规模油田试验的性能。例如，基于，但不限于，可从研究规模操作中生产的产物总体积，可以评估商业规模开发的性能。
一些实施方式包括从富含有机物岩层生产至少一部分烃流体。烃流体可以通过生产井进行生产。生产井可以是下套管井或裸眼井并且通过本领域中已知的方法进行钻井和完井。
一些实施方式进一步包括从富含有机物岩层生产采出液，其中采出液包含烃流体和含水流体。含水流体可包含水溶性矿物和/或迁移污染物种类。在这样的情况中，采出液可以在地表设备中被分离成烃流和含水流。此后水溶性矿物和/或迁移污染物种类可以从含水流中进行回收。该实施方式可以与本文所讨论的发明的其它方面中任何方面进行组合。
生产的烃流体可包括热解油成分(或可冷凝成分)以及热解气成分(或非冷凝成分)。从地层中生产的可冷凝烃将一般包括石蜡、环烷、单环芳烃和双环芳烃作为成分。这种可冷凝烃还可包括其它成分诸如三环芳香烃和其它烃种类。
在某些实施方式中，采出液中大部分烃可具有小于约25的碳数。可选地，流体中按重量计小于约15％的烃可具有大于约25的碳数。非冷凝烃可包括但不限于碳数小于5的烃。
在某些实施方式中，采出液中可冷凝烃的API比重可为大约20或以上(例如25、30、40、50等)。在某些实施方式中，采出液中氢与碳原子比可为至少约1.7(例如1.8、1.9等)。
本发明的一种实施方式包括从富含有机物岩层生产具有改进特性的烃流体的原位方法。申请人已经惊奇地发现从原位加热和热解富含有机物岩层产生的烃流体的质量可以通过选择具有更高岩层静应力的富含有机物岩层部分进行原位加热和热解而得以提高。
该方法可包括原位加热具有高岩石静应力的富含有机物岩层的地段，以形成具有改进特性的烃流体。该方法可包括通过热解在富含有机物岩层中存在的固体烃和/或重烃产生烃流体。实施方式可包括部分地、主要地、或基本上完全地通过热解在富含有机物岩层中存在的固体烃和/或重烃产生的烃流体。该方法可包括通过任何方法加热该地段的富含有机物岩层，其包括本文所述的任何方法。例如，该方法可包括通过电阻加热而加热该地段的富含有机物岩层。此外，该方法可包括通过使用加热的传热流体而加热该地段的富含有机物岩层。该方法可包括加热该地段的富含有机物岩层至270℃以上。可选地，该方法可包括在270℃与500℃之间加热该地段的富含有机物岩层。
该方法可包括原位加热岩石静应力大于200psi的富含有机物岩层地段并且从该加热的富含有机物岩层地段采出烃流体。在可选实施方式中，该加热的富含有机物岩层地段可具有大于400psi的岩石静应力。在可选实施方式中，该加热的富含有机物岩层地段可具有大于800psi、大于1,000psi、大于1,200psi、大于1,500psi或大于2,000psi的岩石静应力。申请人已经发现原位加热和热解具有增加应力量的富含有机物岩层导致产生具有改进特性的烃流体。
富含有机物地层的地段的岩石静应力通常可通过认可它一般将等于覆盖在地层上的岩石的重量而进行估计。上覆岩石的密度可以以单位psi/ft表示。一般，该值将落在0.8与1.1psi/ft之间并且经常可被近似为0.9psi/ft。因此，富含有机物地层地段的岩石静应力可通过用富含有机物岩层层段的深度乘以0.9psi/ft进行估计。因此，在大约1,000ft出现的富含有机物地层地段的岩石静应力可以被估计为约(0.9psi/ft)乘以(1,000ft)或者为约900psi。如果期望更精确估计岩石静应力，那么上覆岩石的密度可以利用电缆测井技术或者通过对从取心井中回收的样品进行实验室测量而进行测量。该方法可包括加热富含有机物岩层的地段，其位于地球表面之下大于200ft(英尺)的深度处。可选地，该方法可包括加热富含有机物岩层地段，其位于地球表面之下大于500ft(英尺)、地球表面之下大于1,000ft(英尺)、地球表面之下大于1,200ft(英尺)、地球表面之下大于1,500ft(英尺)或地球表面之下大于2,000ft(英尺)的深度处。
富含有机物岩层可以是例如重烃地层或固体烃地层。这样的地层的具体实例可包括油页岩地层、焦油砂地层或煤地层。在这样的地层中存在的具体地层烃可包括油页岩、干酪根、煤和/或沥青。
从富含有机物岩层生产的烃流体可包括可冷凝烃部分(例如液体)和非冷凝烃部分(例如气体)。烃流体另外可与非烃流体一起被生产。示例性非烃流体包括例如水、二氧化碳、硫化氢、氢、氨和/或一氧化碳。
烃流体的可冷凝烃部分可以是在与富含有机物岩石开发项目相关的不同位置内存在的流体。例如，烃流体的可冷凝烃部分可以是在生产井内存在的流体，所述生产井与富含有机物岩层流体连通。生产井可充当将采出的烃流体从富含有机物岩层抽出的装置。可选地，可冷凝烃部分可以是在处理设备内存在的流体，所述处理设备适于处理从富含有机物岩层生产的烃流体。示例性处理设备在本文中被描述。可选地，可冷凝烃部分可以是在流体储存容器内存在的流体。流体储存容器可包括例如具有固定或浮动顶的流体储罐、气液分离容器以及其它中间、临时或产物储存容器。可选地，可冷凝烃部分可以是在流体输送管道内存在的流体。流体输送管道可包括例如从生产井到处理设备或流体储存容器的管道、从处理设备到流体储存容器的管道、或者与到达或来自中间或中央储存位置的流体的收集或输送相关的管道。
下面对图7-16的讨论涉及在实施例1-5中获得的数据，其在标记为“实验”的部分中被讨论。数据通过在实验部分中讨论的实验程序、气体和液体样品收集程序、烃气体样品气相色谱(GC)分析方法、气体样品GC峰积分方法、气体样品GC峰鉴定方法、全油气相色谱(WOGC)分析方法、全油气相色谱(WOGC)峰积分方法、全油气相色谱(WOGC)峰鉴定方法和假组分分析方法获得。为清楚起见，当谈到烃气体样品的气相色谱色谱图时，对于通过实施例1的一个无应力实验、通过实施例2和3的两个400psi受力实验以及通过实施例4和5的两个1,000psi受力实验提供了图解数据。当谈到液态烃样品的全油气相色谱(WOGC)色谱图时，对于通过实施例1的一个无应力实验、通过实施例3的一个400psi受力实验以及通过实施例4的一个1,000psi受力实验提供了图解数据。
图7是对于在本文讨论的实验室实验中测试和分析的三个应力水平中每一个而言，从C6至C38出现的每个碳数假组分的重量百分数图。假组分重量百分数通过在实验部分中讨论的实验程序、液体样品收集程序、全油气相色谱(WOGC)分析方法、全油气相色谱(WOGC)峰鉴定和积分方法、和假组分分析方法获得。为清楚起见，假组分重量百分数被取为全部C3至假C38全油气相色谱面积与计算重量的百分数。因此图解的C6至C38重量百分数不包括来自任何单独处理的实验的有关气相产品的重量份额。此外，图解的重量百分数不包括比C38假组分更重(即比C38假组分具有更长的保留时间)的任何液态烃化合物的重量份额。y-轴2000表示就液相中每个C6至C38假组分重量百分数而言的浓度。x-轴2001包含从C6至C38的每个烃假组分的身份。线2002上出现的数据点表示对于实施例1的无应力实验而言每个C6至C38假组分的重量百分数。线2003上出现的数据点表示对于实施例3的400psi受力实验而言每个C6至C38假组分的重量百分数。而线2004上出现的数据点表示对于实施例4的1,000psi受力实验而言每个C6至C38假组分的重量百分数。从图7可以看出，相比400psi应力实验烃液和1,000psi应力实验烃液，通过线2002上数据点所表示的在无应力实验中产生的烃液含有在C8至C17假组分范围内的更低重量百分数的轻烃组分以及含有在C20至C29假组分范围内的更大重量百分数的重烃组分。现在看线2003上出现的数据点，显然的是，中间水平400psi应力实验产生C8至C17假组分浓度在线2002所表示的无应力实验与线2004所表示的1,000psi受力实验之间的烃液。应当注意，400psi和1,000psi受力实验的C17假组分数据大约相等。此外，显然的是，对于线2003所表示的中间应力水平实验而言，在C20至C29假组分范围内的重烃组分的重量百分数落在无应力实验(线2002)烃液和1,000psi应力实验(线2004)烃液之间。最后，显然的是，高水平1,000psi应力实验产生C8至C17假组分浓度比线2002所表示的无应力实验与线2003所表示的400psi受力实验都大的烃液。此外，显然的是，对于线2004所表示的高水平应力实验而言，在C20至C29假组分范围内的重烃组分的重量百分数小于无应力实验(线2002)烃液和400psi应力实验(线2003)烃液。因此在增加的岩石静应力水平下热解油页岩呈现出产生具有愈加较轻碳数分布的烃液。
图8是对于在本文讨论的实验室实验中测试和分析的三个应力水平中每一个而言，从C6至C38出现的每个碳数假组分相比C20假组分的重量百分数比率图。假组分重量百分数如图7所述获得。y-轴2020表示液相中每个C6至C38假组分相比C20假组分的重量比。x-轴2021包含从C6/C20至C38/C20每个烃假组分比的身份。线2022上出现的数据点表示对于实施例1的无应力实验而言每个C6至C38假组分与C20假组分的重量比。线2023上出现的数据点表示对于实施例3的400psi受力实验而言每个C6至C38假组分与C20假组分的重量比。而线2024上出现的数据点表示对于实施例4的1000psi受力实验而言每个C6至C38假组分与C20假组分的重量比。从图8可以看出，相比400psi应力实验烃液和1,000psi应力实验烃液，线2022上数据点所表示的在无应力实验中产生的烃液含有在相比C20假组分的C8至C18假组分范围内的更低重量百分数的轻烃组分，以及含有在相比C20假组分的C22至C29假组分范围内的更大重量百分数的重烃组分。现在看线2023上出现的数据点，显然的是，中间水平400psi应力实验产生相比C20假组分的C8至C18假组分浓度在线2022所表示的无应力实验与线2024所表示的1,000psi受力实验之间的烃液。此外，显然的是，对于线2023所表示的中间应力水平实验而言，在相比C20假组分的C22至C29假组分范围内的重烃组分的重量百分数落在无应力实验(线2022)烃液与1,000psi应力实验(线2024)烃液之间。最后，显然的是，高水平1,000psi应力实验产生相比C20假组分的C8至C18假组分浓度比线2022所表示的无应力实验以及线2023所表示的400psi受力实验都大的烃液。此外，显然的是，对于线2024所表示的高水平应力实验而言，在相比C20假组分的C22至C29假组分范围内的重烃组分的重量百分数小于无应力实验(线2022)烃液和400psi应力实验(线2023)烃液。该分析进一步支持了下列关系：在增加的岩石静应力水平下热解油页岩产生具有愈加较轻碳数分布的烃液。
图9是对于在本文讨论的实验室实验中测试和分析的三个应力水平中每一个而言，从C6至C38出现的每个碳数假组分相比C25假组分的重量百分数比率图。假组分重量百分数如图7所述获得。y-轴2040表示液相中每个C6至C38假组分相比C25假组分的重量比。x-轴2041包含从C6/C25至C38/C25每个烃假组分比的身份。线2042上出现的数据点表示对于实施例1的无应力实验而言每个C6至C38假组分与C25假组分的重量比。线2043上出现的数据点表示对于实施例3的400psi受力实验而言每个C6至C38假组分与C25假组分的重量比。而线2044上出现的数据点表示对于实施例4的1000psi受力实验而言每个C6至C38假组分与C25假组分的重量比。从图9可以看出，相比400psi应力实验烃液和1,000psi应力实验烃液，线2042上数据点所表示的在无应力实验中产生的烃液含有在相比C25假组分的C7至C24假组分范围内的更低重量百分数的轻烃组分，以及含有在相比C25假组分的C26至C29假组分范围内的更大重量百分数的重烃组分。现在看线2043上出现的数据点，显然的是，中间水平400psi应力实验产生相比C25假组分的C7至C24假组分浓度在线2042所表示的无应力实验与线2044所表示的1,000psi受力实验之间的烃液。此外，显然的是，对于线2043所表示的中间应力水平实验而言，在相比C25假组分的C26至C29假组分范围内的重烃组分的重量百分数落在无应力实验(线2042)烃液和1,000psi应力实验(线2044)烃液之间。最后，显然的是，高水平1,000psi应力实验产生相比C25假组分的C7至C24假组分浓度比线2042所表示的无应力实验以及线2043所表示的400psi受力实验都大的烃液。此外，显然的是，对于线2044所表示的高水平应力实验而言，在相比C25假组分的C26至C29假组分范围内的重烃组分的重量百分数小于无应力实验(线2042)烃液和400psi应力实验(线2043)烃液。该分析进一步支持了下列关系：在增加的岩石静应力水平下热解油页岩产生具有愈加较轻碳数分布的烃液。
图10是对于在本文讨论的实验室实验中测试和分析的三个应力水平中每一个而言，从C6至C38出现的每个碳数假组分相比C29假组分的重量百分数比率图。假组分重量百分数如图7所述获得。y-轴2060表示液相中每个C6至C38假组分相比C29假组分的重量比。x-轴2061包含从C6/C29至C38/C29每个烃假组分比的身份。线2062上出现的数据点表示对于实施例1的无应力实验而言每个C6至C38假组分与C29假组分的重量比。线2063上出现的数据点表示对于实施例3的400psi受力实验而言每个C6至C38假组分与C29假组分的重量比。而线2064上出现的数据点表示对于实施例4的1000psi受力实验而言每个C6至C38假组分与C29假组分的重量比。从图10可以看出，相比400psi应力实验烃液和1,000psi应力实验烃液，线2062上数据点所表示的在无应力实验中产生的烃液含有在相比C29假组分的C6至C28假组分范围内的更低重量百分数的轻烃组分。现在看线2063上出现的数据点，显然的是，中间水平400psi应力实验产生相比C29假组分的C6至C28假组分浓度在线2062所表示的无应力实验与线2064所表示的1,000psi受力实验之间的烃液。最后，显然的是，高水平1,000psi应力实验产生相比C29假组分的C6至C28假组分浓度比线2062所表示的无应力实验以及线2063所表示的400psi受力实验都大的烃液。该分析进一步支持了下列关系：在增加的岩石静应力水平下热解油页岩产生具有愈加较轻碳数分布的烃液。
图11是对于在本文讨论的实验室实验中测试和分析的三个应力水平中每一个而言，从正C6烷烃至正C38烷烃出现的正构烷烃化合物的重量百分数图。正构烷烃化合物重量百分数如图7所述获得，除了每个单独正构烷烃化合物峰面积积分被用于确定每个各自正构烷烃化合物重量百分数之外。为清楚起见，正构烷烃重量百分数被取为全部C3至假C38全油气相色谱面积与计算重量的百分数，如图7中所呈现的假化合物数据中所使用。y-轴2080表示就液相中发现的每个正C6至正C38化合物重量百分数而言的浓度。x-轴2081包含从正C6至正C38的每个正构烷烃化合物的身份。线2082上出现的数据点表示对于实施例1的无应力实验而言每个正C6至正C38烃化合物的重量百分数。线2083上出现的数据点表示对于实施例3的400psi受力实验而言每个正C6至正C38烃化合物的重量百分数。而线2084上出现的数据点表示对于实施例4的1000psi受力实验而言每个正C6至正C38烃化合物的重量百分数。从图11可以看出，相比400psi应力实验烃液和1,000psi应力实验烃液，线2082上数据点所表示的在无应力实验中产生的烃液包含在正C12至正C30化合物范围内的更大重量百分数的烃化合物。现在看线2083上出现的数据点，显然的是，中间水平400psi应力实验产生正C12至正C30化合物浓度在线2082所表示的无应力实验与线2084所表示的1,000psi受力实验之间的烃液。最后，显然的是，高水平1,000psi应力实验产生正C12至正C30化合物浓度比线2082所表示的无应力实验与线2083所表示的400psi受力实验都小的烃液。因此在增加的岩石静应力水平下热解油页岩呈现出产生具有较低浓度的正构烷烃的烃液。
图12是对于在本文讨论的实验室实验中测试和分析的三个应力水平中每一个而言，从正C6至正C38出现的正构烷烃化合物相比正C20烃化合物的重量百分数图。正构化合物重量百分数如图11所述获得。y-轴3000表示就液相中发现的每个正C6至正C38化合物相比正C20化合物的重量比而言的浓度。x-轴3001包含从正C6/正C20至正C38/正C20的每个正构烷烃化合物比的身份。线3002上出现的数据点表示对于实施例1的无应力实验而言每个正C6至正C38烃化合物相比正C20化合物的重量比。线3003上出现的数据点表示对于实施例3的400psi受力实验而言每个正C6至正C38烃化合物相比正C20化合物的重量比。而线3004上出现的数据点表示对于实施例4的1000psi受力实验每个正C6至正C38烃化合物相比正C20化合物的重量比。从图12可以看出，相比400psi应力实验烃液和1,000psi应力实验烃液，线3002上数据点所表示的在无应力实验中产生的烃液包含在相比正C20化合物的正C6至正C17化合物范围内的更低重量百分数的轻正构烷烃组分，以及包含在相比正C20化合物的正C22至正C34化合物范围内的更大重量百分数的重烃组分。现在看线3003上出现的数据点，显然的是，中间水平400psi应力实验产生相比正C20化合物的正C6至正C17化合物浓度在线3002所表示的无应力实验与线3004所表示的1,000psi受力实验之间的烃液。此外，显然的是，对于线3003所表示的中间应力水平实验而言，在相比正C20化合物的C22至C34化合物范围内的重烃组分的重量百分数落在无应力实验(线3002)烃液和1,000psi应力实验(线3004)烃液之间。最后，显然的是，高水平1,000psi应力实验产生相比正C20化合物的正C6至正C17化合物浓度比线3002所表示的无应力实验与线3003所表示的400psi受力实验都大的烃液。此外，显然的是，对于线3004所表示的高水平应力实验而言，在相比正C20化合物的C22至C34化合物范围内的重烃组分的重量百分数小于无应力实验(线3002)烃液和400psi应力实验(线3003)烃液。该分析进一步支持了下列关系：在增加的岩石静应力水平下热解油页岩产生具有较低浓度的正构烷烃的烃液。
图13是对于在本文讨论的实验室实验中测试和分析的三个应力水平中每一个而言，从正C6至正C38出现的正构烷烃化合物相比正C25烃化合物的重量百分数图。正构化合物重量百分数如图11所述获得。y-轴3020表示就液相中发现的每个正C6至正C38化合物相比正C25化合物的重量比而言的浓度。x-轴3021包含从正C6/正C25至正C38/正C25的每个正构烷烃化合物比的身份。线3022上出现的数据点表示对于实施例1的无应力实验而言每个正C6至正C38烃化合物相比正C25化合物的重量比。线3023上出现的数据点表示对于实施例3的400psi受力实验而言每个正C6至正C38烃化合物相比正C25化合物的重量比。而线3024上出现的数据点表示对于实施例4的1000psi受力实验而言每个正C6至正C38烃化合物相比正C25化合物的重量比。从图13可以看出，相比400psi应力实验烃液和1,000psi应力实验烃液，线3022上数据点所表示的在无应力实验中产生的烃液包含在相比正C25化合物的正C6至正C24化合物范围内的更低重量百分数的轻正构烷烃组分，以及包含在相比正C25化合物的正C26至正C30化合物范围内的更大重量百分数的重烃组分。现在看线3023上出现的数据点，显然的是，中间水平400psi应力实验产生相比正C25化合物的正C6至正C24化合物浓度在线3022所表示的无应力实验与线3024所表示的1,000psi受力实验之间的烃液。此外，显然的是，对于线3023所表示的中间应力水平实验而言，在相比正C25化合物的正C26至正C30化合物范围内的重烃组分的重量百分数落在无应力实验(线3022)烃液和1,000psi应力实验(线3024)烃液之间。最后，显然的是，高水平1,000psi应力实验产生相比正C25化合物的正C6至正C24化合物浓度比线3022所表示的无应力实验与线3023所表示的400psi受力实验都大的烃液。此外，显然的是，对于线3024所表示的高水平应力实验而言，在相比正C25化合物的正C26至正C30化合物范围内的重烃组分的重量百分数小于无应力实验(线3022)烃液和400psi应力实验(线3023)烃液。该分析进一步支持了下列关系：在增加的岩石静应力水平下热解油页岩产生具有较低浓度的正构烷烃的烃液。
图14是对于在本文讨论的实验室实验中测试和分析的三个应力水平中每一个而言，从正C6至正C38出现的正构烷烃化合物相比正C29烃化合物的重量百分数图。正构化合物重量百分数如图11所述获得。y-轴3040表示就液相中发现的每个正C6至正C38化合物相比正C29化合物的重量比而言的浓度。x-轴3041包含从正C6/正C29至正C38/正C29的每个正构烷烃化合物比的身份。线3042上出现的数据点表示对于实施例1的无应力实验而言每个正C6至正C38烃化合物相比正C29化合物的重量比。线3043上出现的数据点表示对于实施例3的400psi受力实验而言每个正C6至正C38烃化合物相比正C29化合物的重量比。而线3044上出现的数据点表示对于实施例4的1000psi受力实验而言每个正C6至正C38烃化合物相比正C29化合物的重量比。从图14可以看出，相比400psi应力实验烃液和1,000psi应力实验烃液，线3042上数据点所表示的在无应力实验中产生的烃液包含更低重量百分数的、在相比正C29化合物的正C6至正C26化合物范围内的轻正构烷烃组分。现在看线3043上出现的数据点，显然的是，中间水平400psi应力实验产生相比正C29化合物的正C6至正C26化合物浓度在线3042所表示的无应力实验与线3044所表示的1,000psi受力实验之间的烃液。最后，显然的是，高水平1,000psi应力实验产生相比正C29化合物的正C6至正C26化合物浓度比线3042所表示的无应力实验与线3043所表示的400psi受力实验都大的烃液。该分析进一步支持了下列关系：在增加的岩石静应力水平下热解油页岩产生具有较低浓度的正构烷烃的烃液。
图15是对于在本文讨论的实验室实验中测试和分析的三个应力水平中每一个而言，从C6至C38的每个碳数的正构烷烃化合物与假组分的重量比图。正构化合物和假组分重量百分数如图7和11所述获得。为清楚起见，正构烷烃和假组分重量百分数被取为全部C3至假C38全油气相色谱面积与计算重量的百分数，如图7中所呈现的假化合物数据中所使用。y-轴3060表示就液相中发现的每个正C6/假C6至正C38/假C38化合物重量比而言的浓度。x-轴3061包含从正C6/假C6至正C38/假C38的每个正构烷烃化合物与假组分比的身份。线3062上出现的数据点表示对于实施例1的无应力实验而言每个正C6/假C6至正C38/假C38比的重量比。线3063上出现的数据点表示对于实施例3的400psi受力实验而言每个正C6/假C6至正C38/假C38比的重量比。而线3064上出现的数据点表示对于实施例4的1000psi受力实验而言每个正C6/假C6至正C38/假C38比的重量比。从图15可以看出，相比400psi应力实验烃液和1,000psi应力实验烃液，线3062上数据点所表示的在无应力实验中产生的烃液包含更大的、在C10至C26范围内的正构烷烃化合物比假组分的重量百分数。现在看线3063上出现的数据点，显然的是，中间水平400psi应力实验产生在C10至C26范围内的正构烷烃化合物与假组分比位于线3062所表示的无应力实验与线3064所表示的1,000psi受力实验之间的烃液。最后，显然的是，高水平1,000psi应力实验产生在C10至C26范围内的正构烷烃化合物与假组分比小于线3062所表示的无应力实验和线3063所表示的400psi受力实验的烃液。因此在增加的岩石静应力水平下热解油页岩呈现出产生与在C10与C26之间出现的给定碳数的总烃相比具有较低浓度的正构烷烃的烃液。
从上面描述的数据，可以看出在增加的应力水平下加热和热解油页岩产生更轻的可冷凝烃流体产物(即相对于更高碳数化合物或组分来说，更大比例的更低碳数化合物或组分)并且包含更低浓度的正构烷烃化合物。这样的产物可更适合于精炼成汽油和馏出物产品。此外，这样的产物在进一步分馏之前或之后可具有作为某些化学工艺的原料的效用。
在一些实施方式中，生产的烃流体包括可冷凝烃部分。在一些实施方式中，可冷凝烃部分可具有下列中一个或多个：总C7与总C20重量比大于0.8，总C8与总C20重量比大于1.7，总C9与总C20重量比大于2.5，总C10与总C20重量比大于2.8，总C11与总C20重量比大于2.3，总C12与总C20重量比大于2.3，总C13与总C20重量比大于2.9，总C14与总C20重量比大于2.2，总C15与总C20重量比大于2.2，和总C16与总C20重量比大于1.6。在可选实施方式中，可冷凝烃部分具有下列中一个或多个：总C7与总C20重量比大于2.5，总C8与总C20重量比大于3.0，总C9与总C20重量比大于3.5，总C10与总C20重量比大于3.5，总C11与总C20重量比大于3.0，和总C12与总C20重量比大于3.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分具有下列中一个或多个：总C7与总C20重量比大于3.5，总C8与总C20重量比大于4.3，总C9与总C20重量比大于4.5，总C10与总C20重量比大于4.2，总C11与总C20重量比大于3.7，和总C12与总C20重量比大于3.5。如在该段落和权利要求书中所用，短语“一个或多个(one or more)”——其紧接着是一系列不同化合物或组分的比率，其中最后一个比率是通过连接词“和(and)”引出的——意图包括这样的可冷凝烃部分，其具有所列比率中至少一个或者具有所列比率中两个或更多、或者三个或更多、或者四个或更多等等或者全部。此外，特定可冷凝烃部分还可具有另外的不同化合物或组分比率，其未包括在特定句子或权利要求中但仍落在这样的句子或权利要求的范围内。该段落中描述的实施方式可以与本文所讨论的其它方面中任何一方面相组合。
在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有大于0.8的总C7与总C20重量比。可选地，可冷凝烃部分可具有下述总C7与总C20重量比：其大于1.0，大于1.5，大于2.0，大于2.5，大于3.5或大于3.7。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有下述总C7与总C20重量比：其小于10.0，小于7.0，小于5.0或小于4.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有大于1.7的总C8与总C20重量比。可选地，可冷凝烃部分可具有下述总C8与总C20重量比：其大于2.0，大于2.5，大于3.0，大于4.0，大于4.4或大于4.6。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C8与总C20重量比：其小于7.0或小于6.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有大于2.5的总C9与总C20重量比。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C9与总C20重量比：其大于3.0，大于4.0，大于4.5或大于4.7。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C9与总C20重量比：其小于7.0或小于6.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有大于2.8的总C10与总C20重量比。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C10与总C20重量比，其大于3.0，大于3.5，大于4.0或大于4.3。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C10与总C20重量比，其小于7.0或小于6.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有大于2.3的总C11与总C20重量比。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C11与总C20重量比，其大于2.5，大于3.5，大于3.7，大于4.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C11与总C20重量比，其小于7.0或小于6.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有大于2.3的总C12与总C20重量比。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C12与总C20重量比，其大于2.5，大于3.0，大于3.5或大于3.7。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C12与总C20重量比，其小于7.0或小于6.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C13与总C20重量比，其大于2.9。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C13与总C20重量比，其大于3.0，大于3.1或大于3.2。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C13与总C20重量比，其小于6.0或小于5.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C14与总C20重量比，其大于2.2。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C14与总C20重量比，其大于2.5，大于2.6或大于2.7。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C14与总C20重量比，其小于6.0或小于4.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C15与总C20重量比，其大于2.2。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C15与总C20重量比，其大于2.3，大于2.4或大于2.6。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C15与总C20重量比，其小于6.0或小于4.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C16与总C20重量比，其大于1.6。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C16与总C20重量比，其大于1.8，大于2.3或大于2.5。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C16与总C20重量比，其小于5.0或小于4.0。本发明的某些特征在前面的段落中按照一组数值上限(例如“小于”)和一组数值下限(例如“大于”)进行描述。应当理解，通过这些界限的任意组合形成的范围在本发明的范围内，除非另外指明。该段落中描述的实施方式可以与本文所讨论的本发明的其它方面中任何一方面进行组合。
在一些实施方式中，可冷凝烃部分可具有下列中一个或多个：总C7与总C25重量比大于2.0，总C8与总C25重量比大于4.5，总C9与总C25重量比大于6.5，总C10与总C25重量比大于7.5，总C11与总C25重量比大于6.5，总C12与总C25重量比大于6.5，总C13与总C25重量比大于8.0，总C14与总C25重量比大于6.0，总C15与总C25重量比大于6.0，总C16与总C25重量比大于4.5，总C17与总C25重量比大于4.8，和总C18与总C25重量比大于4.5。在可选实施方式中，可冷凝烃部分具有下列中一个或多个：总C7与总C25重量比大于7.0，总C8与总C25重量比大于10.0，总C9与总C25重量比大于10.0，总C10与总C25重量比大于10.0，总C11与总C25重量比大于8.0，和总C12与总C25重量比大于8.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分具有下列中一个或多个：总C7与总C25重量比大于13.0，总C8与总C25重量比大于17.0，总C9与总C25重量比大于17.0，总C10与总C25重量比大于15.0，总C11与总C25重量比大于14.0，和总C12与总C25重量比大于13.0。如在该段落和权利要求书中所用，短语“一个或多个”——其紧接着是一系列不同化合物或组分比率，其中最后一个比率是通过连接词“和”引出的——意图包括这样的可冷凝烃部分，其具有所列比率中至少一个或者具有所列比率中两个或更多、或者三个或更多、或者四个或更多等等或者全部。此外，特定可冷凝烃部分还可具有另外的不同化合物或组分比率，其未包括在特定句子或权利要求中但仍落在这样的句子或权利要求的范围内。该段落中描述的实施方式可以与本文所讨论的其它方面中任何一方面相组合。
在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有大于2.0的总C7与总C25重量比。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C7与总C25重量比，其大于3.0，大于5.0，大于10.0，大于13.0或大于15.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C7与总C25重量比，其小于30.0或小于25.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C8与总C25重量比，其大于4.5。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C8与总C25重量比，其大于5.0，大于7.0，大于10.0，大于15.0或大于17.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C8与总C25重量比，其小于35.0或小于30.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C9与总C25重量比，其大于6.5。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C9与总C25重量比，其大于8.0，大于10.0，大于15.0，大于17.0或大于19.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C9与总C25重量比，其小于40.0或小35.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C10与总C25重量比，其大于7.5。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C10与总C25重量比，其大于10.0，大于14.0或大于17.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C10与总C25重量比，其小于35.0或小于30.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C11与总C25重量比，其大于6.5。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C11与总C25重量比，其大于8.5，大于10.0，大于12.0或大于14.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C11与总C25重量比，其小于35.0或小于30.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C12与总C25重量比，其大于6.5。可选地，可冷凝烃部分可具有大于8.5的总C12与总C25重量比，大于10.0、大于12.0或大于14.0的总C12与总C25重量比。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C12与总C25重量比，其小于30.0或小于25.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C13与总C25重量比，其大于8.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C13与总C25重量比，其大于10.0，大于12.0或大于14.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C13与总C25重量比，其小于25.0或小于20.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C14与总C25重量比，其大于6.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C14与总C25重量比，其大于8.0，大于10.0或大于12.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C14与总C25重量比，其小于25.0或小于20.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C15与总C25重量比，其大于6.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C15与总C25重量比，其大于8.0或大于10.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C15与总C25重量比，其小于25.0或小于20.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C16与总C25重量比，其大于4.5。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C16与总C25重量比，其大于6.0，大于8.0或大于10.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C16与总C25重量比，其小于20.0或小于15.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C17与总C25重量比，其大于4.8。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C17与总C25重量比，其大于5.5或大于7.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C17与总C25重量比，其小于20.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C18与总C25重量比，其大于4.5。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C18与总C25重量比，其大于5.0或大于5.5。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C18与总C25重量比，其小于15.0。本发明的某些特征在前面的段落中按照一组数值上限(例如“小于”)和一组数值下限(例如“大于”)进行描述。应当理解，通过这些界限的任意组合形成的范围在本发明的范围内，除非另外指明。该段落中描述的实施方式可以与本文所讨论的本发明的其它方面中任何一方面进行组合。
在一些实施方式中，可冷凝烃部分可具有下列中一个或多个：总C7与总C29重量比大于3.5，总C8与总C29重量比大于9.0，总C9与总C29重量比大于12.0，总C10与总C29重量比大于15.0，总C11与总C29重量比大于13.0，总C12与总C29重量比大于12.5，总C13与总C29重量比大于16.0，总C14与总C29重量比大于12.0，总C15与总C29重量比大于12.0，总C16与总C29重量比大于9.0，总C17与总C29重量比大于10.0，总C18与总C29重量比大于8.8，总C19与总C29重量比大于7.0，总C20与总C29重量比大于6.0，总C21与总C29重量比大于5.5，和总C22与总C29重量比大于4.2。在可选实施方式中，可冷凝烃部分具有下列中一个或多个：总C7与总C29重量比大于16.0，总C8与总C29重量比大于19.0，总C9与总C29重量比大于20.0，总C10与总C29重量比大于18.0，总C11与总C29重量比大于16.0，总C12与总C29重量比大于15.0，总C13与总C29重量比大于17.0，总C14与总C29重量比大于13.0，总C15与总C29重量比大于13.0，总C16与总C29重量比大于10.0，总C17与总C29重量比大于11.0，总C18与总C29重量比大于9.0，总C19与总C29重量比大于8.0，总C20与总C29重量比大于6.5，和总C21与总C29重量比大于6.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分具有下列中一个或多个：总C7与总C29重量比大于24.0，总C8与总C29重量比大于30.0，总C9与总C29重量比大于32.0，总C10与总C29重量比大于30.0，总C11与总C29重量比大于27.0，总C12与总C29重量比大于25.0，总C13与总C29重量比大于22.0，总C14与总C29重量比大于18.0，总C15与总C29重量比大于18.0，总C16与总C29重量比大于16.0，总C17与总C29重量比大于13.0，总C18与总C29重量比大于10.0，总C19与总C29重量比大于9.0，和总C20与总C29重量比大于7.0。如在该段落和权利要求书中所用，短语“一个或多个”——其紧接着是一系列不同化合物或组分比率，其中最后一个比率是通过连接词“和”引出的——意图包括这样的可冷凝烃部分，其具有所列比率中至少一个或者具有所列比率中两个或更多、或者三个或更多、或者四个或更多等等或者全部。此外，特定可冷凝烃部分还可具有另外的不同化合物或组分比率，其未包括在特定句子或权利要求中但仍落在这样的句子或权利要求的范围内。该段落中描述的实施方式可以与本文所讨论的其它方面中任何一方面相组合。
在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有大于3.5的总C7与总C29重量比。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C7与总C29重量比，其大于5.0，大于10.0，大于18.0，大于20.0或大于24.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C7与总C29重量比，其小于60.0或小于50.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C8与总C29重量比，其大于9.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C8与总C29重量比，其大于10.0，大于18.0，大于20.0，大于25.0或大于30.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C8与总C29重量比，其小于85.0或小于75.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C9与总C29重量比，其大于12.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C9与总C29重量比，其大于15.0，大于20.0，大于23.0，大于27.0或大于32.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C9与总C29重量比，其小于85.0或小于75.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C10与总C29重量比，其大于15.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C10与总C29重量比，其大于18.0，大于22.0或大于28.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C10与总C29重量比，其小于80.0或小于70.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C11与总C29重量比，其大于13.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C11与总C29重量比，其大于16.0，大于18.0，大于24.0或大于27.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C11与总C29重量比，其小于75.0或小于65.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C12与总C29重量比，其大于12.5。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C12与总C29重量比，其大于14.5，大于18.0，大于22.0或大于25.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C12与总C29重量比，其小于75.0或小于65.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C13与总C29重量比，其大于16.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C13与总C29重量比，其大于18.0，大于20.0或大于22.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C13与总C29重量比，其小于70.0或小于60.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C14与总C29重量比，其大于12.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C14与总C29重量比，其大于14.0，大于16.0或大于18.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C14与总C29重量比，其小于60.0或小于50.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C15与总C29重量比，其大于12.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C15与总C29重量比，其大于15.0或大于18.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C15与总C29重量比，其小于60.0或小于50.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C16与总C29重量比，其大于9.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C16与总C29重量比，其大于10.0，大于13.0或大于16.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C16与总C29重量比，其小于55.0或小于45.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C17与总C29重量比，其大于10.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C17与总C29重量比，其大于11.0或大于12.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C17与总C29重量比，其小于45.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C18与总C29重量比，其大于8.8。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C18与总C29重量比，其大于9.0或大于10.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C18与总C29重量比，其小于35.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C19与总C29重量比，其大于7.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C19与总C29重量比，其大于8.0或大于9.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的总C19与总C29重量比，其小于30.0。本发明的某些特征在前面的段落中按照一组数值上限(例如“小于”)和一组数值下限(例如“大于”)进行描述。应当理解，通过这些界限的任意组合形成的范围在本发明的范围内，除非另外指明。该段落中描述的实施方式可以与本文所讨论的本发明的其它方面中任何一方面进行组合。
在一些实施方式中，可冷凝烃部分可具有下列中一个或多个：总C9与总C20重量比在2.5与6.0之间，总C10与总C20重量比在2.8与7.3之间，总C11与总C20重量比在2.6与6.5之间，总C12与总C20重量比在2.6与6.4之间，和总C13与总C20重量比在3.2与8.0之间。在可选实施方式中，可冷凝烃部分具有下列中一个或多个：总C9与总C20重量比在3.0与5.5之间，总C10与总C20重量比在3.2与7.0之间，总C11与总C20重量比在3.0与6.0之间，总C12与总C20重量比在3.0与6.0之间，和总C13与总C20重量比在3.3与7.0之间。在可选实施方式中，可冷凝烃部分具有下列中一个或多个：总C9与总C20重量比在4.6与5.5之间，总C10与总C20重量比在4.2与7.0之间，总C11与总C20重量比在3.7与6.0之间，总C12与总C20重量比在3.6与6.0之间，和总C13与总C20重量比在3.4与7.0之间。如在该段落和权利要求书中所用，短语“一个或多个”——其紧接着是一系列不同化合物或组分比率，其中最后一个比率是通过连接词“和”引出的——意图包括这样的可冷凝烃部分，其具有所列比率中至少一个或者具有所列比率中两个或更多、或者三个或更多、或者四个或更多等等或者全部。此外，特定可冷凝烃部分还可具有另外的不同化合物或组分比率，其未包括在特定句子或权利要求中但仍落在这样的句子或权利要求的范围内。该段落中描述的实施方式可以与本文所讨论的其它方面中任何一方面相组合。
在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C9与总C20重量比，其在2.5与6.0之间。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C9与总C20重量比，其在3.0与5.8之间，在3.5与5.8之间，在4.0与5.8之间，在4.5与5.8之间，在4.6与5.8之间，或在4.7与5.8之间。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C10与总C20重量比，其在2.8与7.3之间。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C10与总C20重量比，其在3.0与7.2之间，在3.5与7.0之间，在4.0与7.0之间，在4.2与7.0之间，在4.3与7.0之间，或在4.4与7.0之间。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C11与总C20重量比，其在2.6与6.5之间。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C11与总C20重量比，其在2.8与6.3之间，在3.5与6.3之间，在3.7与6.3之间，在3.8与6.3之间，在3.9与6.2之间，或在4.0与6.2之间。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C12与总C20重量比，其在2.6与6.4之间。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C12与总C20重量比，其在2.8与6.2之间，在3.2与6.2之间，在3.5与6.2之间，在3.6与6.2之间，在3.7与6.0之间，或在3.8与6.0之间。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C13与总C20重量比，其在3.2与8.0之间。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C13与总C20重量比，其在3.3与7.8之间，在3.3与7.0之间，在3.4与7.0之间，在3.5与6.5之间，或在3.6与6.0之间。该段落中描述的实施方式可以与本文所讨论的本发明的其它方面中任何一方面进行组合。
在一些实施方式中，可冷凝烃部分可具有下列中一个或多个：总C10与总C25重量比在7.1与24.5之间，总C11与总C25重量比在6.5与22.0之间，总C12与总C25重量比在6.5与22.0之间，和总C13与总C25重量比在8.0与27.0之间。在可选实施方式中，可冷凝烃部分具有下列中一个或多个：总C10与总C25重量比在10.0与24.0之间，总C11与总C25重量比在10.0与21.5之间，总C12与总C25重量比在10.0与21.5之间，和总C13与总C25重量比在9.0与25.0之间。在可选实施方式中，可冷凝烃部分具有下列中一个或多个：总C10与总C25重量比在14.0与24.0之间，总C11与总C25重量比在12.5与21.5之间，总C12与总C25重量比在12.0与21.5之间，和总C13与总C25重量比在10.5与25.0之间。如在该段落和权利要求书中所用，短语“一个或多个”——其紧接着是一系列不同化合物或组分比率，其中最后一个比率是通过连接词“和”引出的——意图包括这样的可冷凝烃部分，其具有所列比率中至少一个或者具有所列比率中两个或更多、或者三个或更多、或者四个或更多等等或者全部。此外，特定可冷凝烃部分还可具有另外的不同化合物或组分比两次，其未包括在特定句子或权利要求中但仍落在这样的句子或权利要求的范围内。该段落中描述的实施方式可以与本文所讨论的其它方面中任何一方面相组合。
在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C10与总C25重量比，其在7.1与24.5之间。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C10与总C25重量比，其在7.5与24.5之间，在12.0与24.5之间，在13.8与24.5之间，在14.0与24.5之间，或在15.0与24.5之间。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C11与总C25重量比，其在6.5与22.0之间。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C11与总C25重量比，其在7.0与21.5之间，在10.0与21.5之间，在12.5与21.5之间，在13.0与21.5之间，在13.7与21.5之间，或在14.5与21.5之间。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C12与总C25重量比，其在10.0与21.5之间。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C12与总C25重量比，其在10.5与21.0之间，在11.0与21.0之间，在12.0与21.0之间，在12.5与21.0之间，在13.0与21.0之间，或在13.5与21.0之间。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C13与总C25重量比，其在8.0与27.0之间。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C13与总C25重量比，其在9.0与26.0之间，在10.0与25.0之间，在10.5与25.0之间，在11.0与25.0之间，或在11.5与25.0之间。该段中描述的实施方式可以与本文所讨论的其它方面中任何一方面相组合。
在一些实施方式中，可冷凝烃部分可具有下列中一个或多个：总C10与总C29重量比在15.0与60.0之间，总C11与总C29重量比在13.0与54.0之间，总C12与总C29重量比在12.5与53.0之间，和总C13与总C29重量比在16.0与65.0之间。在可选实施方式中，可冷凝烃部分具有下列中一个或多个：总C10与总C29重量比在17.0与58.0之间，总C11与总C29重量比在15.0与52.0之间，总C12与总C29重量比在14.0与50.0之间，和总C13与总C29重量比在17.0与60.0之间。在可选实施方式中，可冷凝烃部分具有下列中一个或多个：总C10与总C29重量比在20.0与58.0之间，总C11与总C29重量比在18.0与52.0之间，总C12与总C29重量比在18.0与50.0之间，和总C13与总C29重量比在18.0与50.0之间。如在该段和权利要求书中所用，短语“一个或多个”——其紧接着是一系列不同化合物或组分比率，其中最后一个比率是通过连接词“和”引出的——意图包括这样的可冷凝烃部分，其具有所列比率中至少一个或者具有所列比率中两个或更多、或者三个或更多、或者四个或更多等等或者全部。此外，特定可冷凝烃部分还可具有另外的不同化合物或组分比率，其未包括在特定句子或权利要求中但仍落在这样的句子或权利要求的范围内。该段中描述的实施方式可以与本文所讨论的其它方面中任何一方面相组合。
在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C10与总C29重量比，其在15.0与60.0之间。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C10与总C29重量比，其在18.0与58.0之间，在20.0与58.0之间，在24.0与58.0之间，在27.0与58.0之间，或在30.0与58.0之间。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C11与总C29重量比，其在13.0与54.0之间。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C11与总C29重量比，其在15.0与53.0之间，在18.0与53.0之间，在20.0与53.0之间，在22.0与53.0之间，在25.0与53.0之间，或在27.0与53.0之间。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C12与总C29重量比，其在12.5与53.0之间。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C12与总C29重量比，其在14.5与51.0之间，在16.0与51.0之间，在18.0与51.0之间，在20.0与51.0之间，在23.0与51.0之间，或在25.0与51.0之间。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的总C13与总C29重量比，其在16.0与65.0之间。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的总C13与总C29重量比，其在17.0与60.0之间，在18.0与60.0之间，在20.0与60.0之间，在22.0与60.0之间，或在25.0与60.0之间。该段中描述的实施方式可以与本文所讨论的本发明的其它方面中任何一方面进行组合。
在一些实施方式中，可冷凝烃部分可具有下列中一个或多个：正C7与正C20重量比大于0.9，正C8与正C20重量比大于2.0，正C9与正C20重量比大于1.9，正C10与正C20重量比大于2.2，正C11与正C20重量比大于1.9，正C12与正C20重量比大于1.9，正C13与正C20重量比大于2.3，正C14与正C20重量比大于1.8，正C15与正C20重量比大于1.8，和正C16与正C20重量比大于1.3。在可选实施方式中，可冷凝烃部分具有下列中一个或多个：正C7与正C20重量比大于4.4，正C8与正C20重量比大于3.7，正C9与正C20重量比大于3.5，正C10与正C20重量比大于3.4，正C11与正C20重量比大于3.0，和正C12与正C20重量比大于2.7。在可选实施方式中，可冷凝烃部分具有下列中一个或多个：正C7与正C20重量比大于4.9，正C8与正C20重量比大于4.5，正C9与正C20重量比大于4.4，正C10与正C20重量比大于4.1，正C11与正20重量比大于3.7，和正C12与正C20重量比大于3.0。如在该段和权利要求书中所用，短语“一个或多个”——其紧接着是一系列不同化合物或组分比率，其中最后一个比率是通过连接词“和”引出的——意图包括这样的可冷凝烃部分，其具有所列比率中至少一个或者具有所列比率中两个或更多、或者三个或更多、或者四个或更多等等或者全部。此外，特定可冷凝烃部分还可具有另外的不同化合物或组分比率，其未包括在特定句子或权利要求中但仍落在这样的句子或权利要求的范围内。该段中描述的实施方式可以与本文所讨论的其它方面中任何一方面相组合。
在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C7与正C20重量比，其大于0.9。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C7与正C20重量比，其大于1.0，大于2.0，大于3.0，大于4.0，大于4.5或大于5.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C7与正C20重量比，其小于8.0或小于7.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C8与正C20重量比，其大于1.7。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C8与正C20重量比，其大于2.0，大于2.5，大于3.0，大于3.5，大于4.0或大于4.4。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C8与正C20重量比，其小于8.0或小于7.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C9与正C20重量比，其大于1.9。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C9与正C20重量比，其大于2.0，大于3.0，大于4.0或大于4.5。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C9与正C20重量比，其小于7.0或小于6.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C10与正C20重量比，其大于2.2。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C10与正C20重量比，其大于2.8，大于3.3，大于3.5或大于4.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C10与正C20重量比，其小于7.0或小于6.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C11与正C20重量比，其大于1.9。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C11与正C20重量比，其大于2.5，大于3.0，大于3.5或大于3.7。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C11与正C20重量比，其小于7.0或小于6.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C12与正C20重量比，其大于1.9。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C12与正C20重量比，其大于2.0，大于2.2，大于2.6或大于3.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C12与正C20重量比，其小于7.0或小于6.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C13与正C20重量比，其大于2.3。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C13与正C20重量比，其大于2.5，大于2.7或大于3.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C13与正C20重量比，其小于6.0或小于5.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C14与正C20重量比，其大于1.8。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C14与正C20重量比，其大于2.0，大于2.2或大于2.5。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C14与正C20重量比，其小于6.0或小于4.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C15与正C20重量比，其大于1.8。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C15与正C20重量比，其大于2.0，大于2.2或大于2.4。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C15与正C20重量比，其小于6.0或小于4.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C16与正C20重量比，其大于1.3。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C16与正C20重量比，其大于1.5，大于1.7或大于2.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C16与正C20重量比，其小于5.0或小于4.0。本发明的某些特征在前面的段落中按照一组数值上限(例如“小于”)和一组数值下限(例如“大于”)进行描述。应当理解，通过这些界限的任意组合形成的范围在本发明的范围内，除非另外指明。该段落中描述的实施方式可以与本文所讨论的本发明的其它方面中任何一方面进行组合。
在一些实施方式中，可冷凝烃部分可具有下列中一个或多个：正C7与正C25重量比大于1.9，正C8与正C25重量比大于3.9，正C9与正C25重量比大于3.7，正C10与正C25重量比大于4.4，正C11与正C25重量比大于3.8，正C12与正C25重量比大于3.7，正C13与正C25重量比大于4.7，正C14与正C25重量比大于3.7，正C15与正C25重量比大于3.7，正C16与正C25重量比大于2.5，正C17与正C25重量比大于3.0，和正C18与正C25重量比大于3.4。在可选实施方式中，可冷凝烃部分具有下列中一个或多个：正C7与正C25重量比大于10，正C8与正C25重量比大于8.0，正C9与正C25重量比大于7.0，正C10与正C25重量比大于7.0，正C11与正C25重量比大于7.0，和正C12与正C25重量比大于6.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分具有下列中一个或多个：正C7与正C25重量比大于10.0，正C8与正C25重量比大于12.0，正C9与正C25重量比大于11.0，正C10与正C25重量比大于11.0，正C11与正C25重量比大于9.0，和正C12与正C25重量比大于8.0。如在该段和权利要求书中所用，短语“一个或多个”——其紧接着是一系列不同化合物或组分比率，其中最后一个比率是通过连接词“和”引出的——意图包括这样的可冷凝烃部分，其具有所列比率中至少一个或者具有所列比率中两个或更多、或者三个或更多、或者四个或更多等等或者全部。此外，特定可冷凝烃部分还可具有另外的不同化合物或组分比率，其未包括在特定句子或权利要求中但仍落在这样的句子或权利要求的范围内。该段中描述的实施方式可以与本文所讨论的其它方面中任何一方面相组合。
在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C7与正C25重量比，其大于1.9。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C7与正C25重量比，其大于3.0，大于5.0，大于8.0，大于10.0或大于13.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C7与正C25重量比，其小于35.0或小于25.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C8与正C25重量比，其大于3.9。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C8与正C25重量比，其大于4.5，大于6.0，大于8.0，大于10.0或大于13.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C8与正C25重量比，其小于35.0或小于25.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C9与正C25重量比，其大于3.7。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C9与正C25重量比，其大于4.5，大于7.0，大于10.0，大于12.0或大于13.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C9与正C25重量比，其小于35.0或小于25.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C10与正C25重量比，其大于4.4。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C10与正C25重量比，其大于6.0，大于8.0或大于11.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C10与正C25重量比，其小于35.0或小于25.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C11与正C25重量比，其大于3.8。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C11与正C25重量比，其大于4.5，大于7.0，大于8.0或大于10.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C11与正C25重量比，其小于35.0或小于25.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C12与正C25重量比，其大于3.7。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C12与正C25重量比，其大于4.5，大于6.0，大于7.0或大于8.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C12与正C25重量比，其小于30.0或小于20.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C13与正C25重量比，其大于4.7。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C13与正C25重量比，其大于5.0，大于6.0或大于7.5。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C13与正C25重量比，其小于25.0或小于20.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C14与正C25重量比，其大于3.7。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C14与正C25重量比，其大于4.5，大于5.5或大于7.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C14与正C25重量比，其小于25.0或小于20.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C15与正C25重量比，其大于3.7。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C15与正C25重量比，其大于4.2或大于5.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C15与正C25重量比，其小于25.0或小于20.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C16与正C25重量比，其大于2.5。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C16与正C25重量比，其大于3.0，大于4.0或大于5.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C16与正C25重量比，其小于20.0或小于15.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C17与正C25重量比，其大于3.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C17与正C25重量比，其大于3.5或大于4.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C17与正C25重量比，其小于20.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C18与正C25重量比，其大于3.4。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C18与正C25重量比，其大于3.6或大于4.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C18与正C25重量比，其小于15.0。本发明的某些特征在前面的段落中按照一组数值上限(例如“小于”)和一组数值下限(例如“大于”)进行描述。应当理解，通过这些界限的任意组合形成的范围在本发明的范围内，除非另外指明。该段落中描述的实施方式可以与本文所讨论的本发明的其它方面中任何一方面进行组合。
在一些实施方式中，可冷凝烃部分可具有下列中一个或多个：正C7与正C29重量比大于18.0，正C8与正C29重量比大于16.0，正C9与正C29重量比大于14.0，正C10与正C29重量比大于14.0，正C11与正C29重量比大于13.0，正C12与正C29重量比大于11.0，正C13与正C29重量比大于10.0，正C14与正C29重量比大于9.0，正C15与正C29重量比大于8.0，正C16与正C29重量比大于8.0，正C17与正C29重量比大于6.0，正C18与正C29重量比大于6.0，正C19与正C29重量比大于5.0，正C20与正C29重量比大于4.0，正C21与正C29重量比大于3.6，和正C22与正C29重量比大于2.8。在可选实施方式中，可冷凝烃部分具有下列中一个或多个：正C7与正C29重量比大于20.0，正C8与正C29重量比大于18.0，正C9与正C29重量比大于17.0，正C10与正C29重量比大于16.0，正C11与正C29重量比大于15.0，正C12与正C29重量比大于12.5，正C13与正C29重量比大于11.0，正C14与正C29重量比大于10.0，正C15与正C29重量比大于8.0，正C16与正C29重量比大于8.0，正C17与正C29重量比大于7.0，正C18与正C29重量比大于6.5，正C19与正C29重量比大于5.5，正C20与正C29重量比大于4.5，和正C21与正C29重量比大于4.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分具有下列中一个或多个：正C7与正C29重量比大于23.0，正C8与正C29重量比大于21.0，正C9与正C29重量比大于20.0，正C10与正C29重量比大于19.0，正C11与正C29重量比大于17.0，正C12与正C29重量比大于14.0，正C13与正C29重量比大于12.0，正C14与正C29重量比大于11.0，正C15与正C29重量比大于9.0，正C16与正C29重量比大于9.0，正C17与正C29重量比大于7.5，正C18与正C29重量比大于7.0，正C19与正C29重量比大于6.5，正C20与正C29重量比大于4.8，和正C21与正C29重量比大于4.5。如在该段和权利要求书中所用，短语“一个或多个”——其紧接着是一系列不同化合物或组分比率，其中最后一个比率是通过连接词“和”引出的——意图包括这样的可冷凝烃部分，其具有所列比率中至少一个或者具有所列比率中两个或更多、或者三个或更多、或者四个或更多等等或者全部。此外，特定可冷凝烃部分还可具有另外的不同化合物或组分比率，其未包括在特定句子或权利要求中但仍落在这样的句子或权利要求的范围内。该段中描述的实施方式可以与本文所讨论的其它方面中任何一方面相组合。
在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C7与正C29重量比，其大于18.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C7与正C29重量比，其大于20.0，大于22.0，大于25.0，大于30.0或大于35.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C7与正C29重量比，其小于70.0或小于60.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C8与正C29重量比，其大于16.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C8与正C29重量比，其大于18.0，大于22.0，大于25.0，大于27.0或大于30.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C8与正C29重量比，其小于85.0或小于75.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C9与正C29重量比，其大于14.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C9与正C29重量比，其大于18.0，大于20.0，大于23.0，大于27.0或大于30.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C9与正C29重量比，其小于85.0或小于75.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C10与正C29重量比，其大于14.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C10与正C29重量比，其大于20.0，大于25.0或大于30.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C10与正C29重量比，其小于80.0或小于70.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C11与正C29重量比，其大于13.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C11与正C29重量比，其大于16.0，大于18.0，大于24.0或大于27.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C11与正C29重量比，其小于75.0或小于65.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C12与正C29重量比，其大于11.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C12与正C29重量比，其大于14.5，大于18.0，大于22.0或大于25.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C12与正C29重量比，其小于75.0或小于65.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C13与正C29重量比，其大于10.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C13与正C29重量比，其大于18.0，大于20.0或大于22.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C13与正C29重量比，其小于70.0或小于60.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C14与正C29重量比，其大于9.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C14与正C29重量比，其大于14.0，大于16.0或大于18.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C14与正C29重量比，其小于60.0或小于50.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C15与正C29重量比，其大于8.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C15与正C29重量比，其大于12.0或大于16.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C15与正C29重量比，其小于60.0或小于50.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C16与正C29重量比，其大于8.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C16与正C29重量比，其大于10.0，大于13.0或大于15.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C16与正C29重量比，其小于55.0或小于45.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C17与正C29重量比，其大于6.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C17与正C29重量比，其大于8.0或大于12.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C17与正C29重量比，其小于45.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C18与正C29重量比，其大于6.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C18与正C29重量比，其大于8.0或大于10.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C18与正C29重量比，其小于35.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C19与正C29重量比，其大于5.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C19与正C29重量比，其大于7.0或大于9.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C19与正C29重量比，其小于30.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C20与正C29重量比，其大于4.0。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C20与正C29重量比，其大于6.0或大于8.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C20与正C29重量比，其小于30.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C21与正C29重量比，其大于3.6。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C21与正C29重量比，其大于4.0或大于6.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C21与正C29重量比，其小于30.0。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C22与正C29重量比，其大于2.8。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C22与正C29重量比，其大于3.0。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C22与正C29重量比，其小于30.0。本发明的某些特征在前面的段落中按照一组数值上限(例如“小于”)和一组数值下限(例如“大于”)进行描述。应当理解，通过这些界限的任意组合形成的范围在本发明的范围内，除非另外指明。该段落中描述的实施方式可以与本文所讨论的本发明的其它方面中任何一方面进行组合。
在一些实施方式中，可冷凝烃部分可具有下列中一个或多个：正C10与总C10重量比小于0.31，正C11与总C11重量比小于0.32，正C12与总C12重量比小于0.29，正C13与总C13重量比小于0.28，正C14与总C14重量比小于0.31，正C15与总C15重量比小于0.27，正C16与总C16重量比小于0.31，正C17与总C17重量比小于0.31，正C18与总C18重量比小于0.37，正C19与总C19重量比小于0.37，正C20与总C20重量比小于0.37，正C21与总C21重量比小于0.37，正C22与总C22重量比小于0.38，正C23与总C23重量比小于0.43，正C24与总C24重量比小于0.48，和正C25与总C25重量比小于0.53。在可选实施方式中，可冷凝烃部分具有下列中一个或多个：正C11与总C11重量比小于0.30，正C12与总C12重量比小于0.27，正C13与总C13重量比小于0.26，正C14与总C14重量比小于0.29，正C15与总C15重量比小于0.24，正C16与总C16重量比小于0.25，正C17与总C17重量比小于0.29，正C18与总C18重量比小于0.31，正C19与总C19重量比小于0.35，正C20与总C20重量比小于0.33，正C21与总C21重量比小于0.33，正C22与总C22重量比小于0.35，正C23与总C23重量比小于0.40，正C24与总C24重量比小于0.45，和正C25与总C25重量比小于0.49。在可选实施方式中，可冷凝烃部分具有下列中一个或多个：正C11与总C11重量比小于0.28，正C12与总C12重量比小于0.25，正C13与总C13重量比小于0.24，正C14与总C14重量比小于0.27，正C15与总C15重量比小于0.22，正C16与总C16重量比小于0.23，正C17与总C17重量比小于0.25，正C18与总C18重量比小于0.28，正C19与总C19重量比小于0.31，正C20与总C20重量比小于0.29，正C21与总C21重量比小于0.30，正C22与总C22重量比小于0.28，正C23与总C23重量比小于0.33，正C24与总C24重量比小于0.40，和正C25与总C25重量比小于0.45。如在该段和权利要求书中所用，短语“一个或多个”——其紧接着是一系列不同化合物或组分比率，其中最后一个比率是通过连接词“和”引出的——意图包括这样的可冷凝烃部分，其具有所列比率中至少一个或者具有所列比率中两个或更多、或者三个或更多、或者四个或更多等等或者全部。此外，特定可冷凝烃部分还可具有另外的不同化合物或组分比率，其未包括在特定句子或权利要求中但仍落在这样的句子或权利要求的范围内。该段中描述的实施方式可以与本文所讨论的其它方面中任何一方面相组合。
在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有小于0.31的正C10与总C10重量比。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C10与总C10重量比，其小于0.30或小于0.29。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C10与总C10重量比，其大于0.15或大于0.20。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C11与总C11重量比，其小于0.32。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C11与总C11重量比，其小于0.31，小于0.30或小于0.29。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C11与总C11重量比，其大于0.15或大于0.20。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C12与总C12重量比，其小于0.29。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C12与总C12重量比，其小于0.26或小于0.24。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C12与总C12重量比，其大于0.10或大于0.15。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C13与总C13重量比，其小于0.28。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C13与总C13重量比，其小于0.27，小于0.25或小于0.23。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C13与总C13重量比，其大于0.10或大于0.15。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C14与总C14重量比，其小于0.31。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C14与总C14重量比，其小于0.30，小于0.28或小于0.26。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C14与总C14重量比，其大于0.10或大于0.15。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C15与总C15重量比，其小于0.27。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C15与总C15重量比，其小于0.26，小于0.24或小于0.22。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C15与总C15重量比，其大于0.10或大于0.15。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C16与总C16重量比，其小于0.31。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C16与总C16重量比，其小于0.29，小于0.26或小于0.24。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C16与总C16重量比，其大于0.10或大于0.15。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C17与总C17重量比，其小于0.31。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C17与总C17重量比，其小于0.29，小于0.27或小于0.25。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C17与总C17重量比，其大于0.10或大于0.15。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C18与总C18重量比，其小于0.37。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C18与总C18重量比，其小于0.35，小于0.31或小于0.28。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C18与总C18重量比，其大于0.10或大于0.15。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C19与总C19重量比，其小于0.37。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C19与总C19重量比，其小于0.36，小于0.34或小于0.31。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C19与总C19重量比，其大于0.10或大于0.15。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C20与总C20重量比，其小于0.37。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C20与总C20重量比，其小于0.35，小于0.32或小于0.29。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C20与总C20重量比，其大于0.10或大于0.15。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C21与总C21重量比，其小于0.37。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C21与总C21重量比，其小于0.35，小于0.32或小于0.30。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C21与总C21重量比，其大于0.10或大于0.15。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C22与总C22重量比，其小于0.38。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C22与总C22重量比，其小于0.36，小于0.34或小于0.30。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C22与总C22重量比，其大于0.10或大于0.15。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C23与总C23重量比，其小于0.43。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C23与总C23重量比，其小于0.40，小于0.35或小于0.29。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C23与总C23重量比，其大于0.15或大于0.20。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C24与总C24重量比，其小于0.48。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C24与总C24重量比，其小于0.46，小于0.42或小于0.40。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C24与总C24重量比，其大于0.15或大于0.20。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的正C25与总C25重量比，其小于0.48。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的正C25与总C25重量比，其小于0.46，小于0.42或小于0.40。在可选实施方式中，可冷凝烃部分可具有这样的正C25与总C25重量比，其大于0.20或大于0.25。本发明的某些特征在前面的段落中按照一组数值上限(例如“小于”)和一组数值下限(例如“大于”)进行描述。应当理解，通过这些界限的任意组合形成的范围在本发明的范围内，除非另外指明。该段落中描述的实施方式可以与本文所讨论的本发明的其它方面中任何一方面进行组合。
本文和权利要求书中使用″总C_″(例如总C10)意指在可冷凝烃流体中发现的特定假组分的量，该量如本文所述尤其如本文中标记“实验”的部分所述进行测定。也就是说，″总C_″是按照该申请的实验部分中描述的步骤利用全油气相色谱(WOGC)分析方法测定的。此外，″总C_″是从用于鉴定和量化每个假组分的全油气相色谱(WOGC)峰积分方法和峰鉴定方法测定的，如本文实验部分所述。此外，假组分的″总C_″重量百分数和摩尔百分数值是利用涉及由Katz和Firoozabadi开发的关联式的假组分分析方法(Katz、D.L.和A.Firoozabadi、1978.Predicting phase behavior of condensate/crude-oil systems using methane interactioncoefficients、J.Petroleum Technology(Nov.1978)、1649-1655)获得的，其包括示例性摩尔和重量百分数测定。
本文和权利要求书中使用″正C_″(例如正C10)意指在可冷凝烃流体中发现的特定正构烷烃化合物的量，该量如本文所述尤其如本文中标记“实验”的部分所述进行测定。也就是说，″正C_″是从按照该申请的实验部分中描述的步骤利用全油气相色谱(WOGC)分析方法测定的GC峰面积测定的。此外，″总C_″是从用于鉴定和量化单个化合物峰的全油气相色谱(WOGC)峰鉴定和积分方法测定的，如本文实验部分所述。此外，正构烷烃化合物的″正C_″重量百分数和摩尔百分数值是利用类似于在实验部分中解释的假组分示例性摩尔和重量百分数测定的方法获得的，只是使用感兴趣的特定正构烷烃化合物的密度和分子量，然后使其与在假组分方法中获得的总数比较以获得重量和摩尔百分数。
下面对图16的讨论涉及在实施例1-5中获得的数据，实施例1-5在标记“实验”的部分中被讨论。该数据通过在实验部分中讨论的实验程序、气体样品收集程序、烃气体样品气相色谱(GC)分析方法和气体样品GC峰鉴定和积分方法获得。为清楚起见，当谈到气体烃样品的气相色谱图时，对于通过实施例1进行的一个无应力实验、通过实施例2和3进行的两个400psi受力实验以及通过实施例4和5进行的两个1,000psi受力实验提供了图表数据。
图16是一柱状图，其显示气体样品中存在的烃种类的摩尔百分比浓度，所述气体样品取自在本文讨论的实验室实验中测试和分析的三个应力水平中每一个。气体化合物摩尔百分数是通过本文所述的实验程序、气体样品收集程序、烃气体样品气相色谱(GC)分析方法、气体样品GC峰积分方法和摩尔浓度测定程序获得的。为清楚起见，烃摩尔百分数被取为全部已鉴定的烃气体GC面积(即甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、异戊烷、正戊烷、2-甲基戊烷和正己烷)的总数与计算摩尔浓度的百分数。因此，对于所有实验而言，图解的甲烷至正C6摩尔百分数不包括下列的摩尔份额：任何相关的非烃气相产品(例如氢气、CO2或H2S)、在表2、4、5、7或9中所列的任何未鉴定的烃气种类(例如在表2中的峰编号2、6、8-11、13、15-22、24-26和28-78)、或者溶解在液相中、在液相GC中被独立处理的任何气体种类。y-轴3080表示就气相中每种气态化合物摩尔百分数而言的浓度。x-轴3081包含从甲烷至正己烷的每种烃化合物的身份。柱3082A-I表示实施例1的无应力实验中的每种气态化合物的摩尔百分数。也就是说，3082A表示甲烷，3082B表示乙烷，3082C表示丙烷，3082D表示异丁烷，3082E表示正丁烷，3082F表示异戊烷，3082G表示正戊烷，3082H表示2-甲基戊烷以及3082I表示正己烷。柱3083A-I和3084A-I表示来自实施例2和3的双份400psi受力实验的样品中的每种气态化合物的摩尔百分数，其中字母以针对无应力实验所描述的方式进行分配。而柱3085A-I和3086A-I表示来自实施例4和5的双份1,000psi受力实验的样品中的每种气态化合物的摩尔百分数，其中字母以针对无应力实验所描述的方式进行分配。从图16可以看出，在所有实验中产生的烃气主要是甲烷、乙烷和丙烷，以摩尔计。此外，显然的是，相比400psi受力实验烃气和1,000psi受力实验烃气，柱3082A-I所表示的无应力实验包含最多的甲烷3082A以及最少的丙烷3082C。现在看柱3083A-I和3084A-I，显然的是，中间水平400psi应力实验产生这样的烃气，其甲烷3083A和3084A和丙烷3083C和3084C浓度介于柱3082A和3082C表示的无应力实验与柱3085A和3085C以及3086A和3086C表示的1,000psi受力实验之间。最后，显然的是，高水平1,000psi应力实验产生这样的烃气，其相比柱3082A和3082C表示的无应力实验与柱3083A和3084A以及3083C和3084C表示的400psi受力实验具有最低的甲烷3085A和3086A浓度和最高的丙烷浓度3085C和3086C。因此在增加的岩石静应力水平下热解油页岩呈现出产生具有减小浓度的甲烷和增加浓度的丙烷的烃气。
从富含有机物岩层生产的烃流体可包括可冷凝烃部分(例如液体)和非冷凝烃部分(例如气体)。在一些实施方式中，非冷凝烃部分包括甲烷和丙烷。在一些实施方式中，在非冷凝烃部分中的丙烷与甲烷的摩尔比大于0.32。在可选实施方式中，在非冷凝烃部分中的丙烷与甲烷的摩尔比大于0.34、0.36或0.38。如本文所用，″丙烷与甲烷的摩尔比″是可如本文所述尤其如本文标记“实验”的部分中所述测定的摩尔比。也就是说，″丙烷与甲烷的摩尔比″是利用该申请的实验部分中描述的烃气体样品气相色谱(GC)分析方法、气体样品GC峰鉴定和积分方法以及摩尔浓度测定程序测定的。
在一些实施方式中，烃流体的可冷凝烃部分包括苯。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有在0.1与0.8重量百分数之间的苯含量。可选地，可冷凝烃部分可具有在0.15与0.6重量百分数之间的苯含量、在0.15与0.5之间的苯含量或在0.15与0.5的苯含量。
在一些实施方式中，烃流体的可冷凝烃部分包括环己烷。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的环己烷含量，其小于0.8重量百分数。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的环己烷含量，其小于0.6重量百分数或小于0.43重量百分数。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的环己烷含量，其大于0.1重量百分数或大于0.2重量百分数。
在一些实施方式中，烃流体的可冷凝烃部分包括甲基环己烷。在一些实施方式中，可冷凝烃部分具有这样的甲基环己烷含量，其大于0.5重量百分数。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的甲基环己烷含量，其大于0.7重量百分数或大于0.75重量百分数。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的甲基环己烷含量，其小于1.2或小于1.0重量百分数。
本文和权利要求书中苯、环己烷和甲基环己烷的重量百分数含量的应用意指在可冷凝烃流体中发现的苯、环己烷和甲基环己烷的量，该量如本文所述尤其如本文中标记“实验”的部分所述进行测定。也就是说，各化合物重量百分数是从本文实验部分中讨论的全油气相色谱(WOGC)分析方法以及全油气相色谱(WOGC)峰鉴定和积分方法测定的。此外，各化合物重量百分数如图11所述获得，除了每个单独的各化合物峰面积积分被用于测定每个各自的化合物重量百分数之外。为清楚起见，化合物重量百分数被计算为全部C3至假C38全油气相色谱面积与计算重量的百分数，如图7中所呈现的假化合物数据中所用。
在一些实施方式中，烃流体的可冷凝烃部分具有大于30的API比重。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的API比重，其大于30、32、34、36、40、42或44。如本文和权利要求书中所用，API比重可通过任何普遍接受的测定API比重的方法进行测定。
在一些实施方式中，烃流体的可冷凝烃部分具有这样的碱性氮与总氮比，其在0.1与0.50之间。可选地，可冷凝烃部分可具有这样的碱性氮与总氮比，其在0.15与0.40之间。如本文和权利要求书中所用，碱性氮与总氮可以通过任何普遍接受的测定碱性氮与总氮的方法进行测定。在结果冲突的情况下，遵循普遍接受的更精确的方法。
岩石静应力可影响通过加热和热解在富含有机物的岩石内产生的采出液的组成这个发现意味着采出的烃流体的组成也可以通过改变富含有机物岩层的岩石静应力进行改变。例如，富含有机物岩层的岩石静应力可以通过选择支柱(pillar)几何形状和/或位置和/或通过选择加热和热解地层区域厚度和/或加热先后顺序进行改变。
支柱是在给定时间在富含有机物岩层内留下未热解以便减轻或缓和地表下沉的区域。支柱可以是地层内的区域，其被同一地层内的热解区域包围。可选地，支柱可以是一般开发区域外的未加热区域的一部分或与之相连。在生产油田寿命早期充当支柱的某些区域可在该油田寿命晚期被转化成生产区域。
一般在其自然状态中，地层的上覆岩层的重量十分均匀地分布在地层上。在该状态下，地层内特定地点存在的岩石静应力很大程度上受上覆岩层的厚度和密度控制。期望的岩石静应力可以通过分析上覆岩层地质学和选择具有合适深度和位置的位置进行选择。
尽管岩石静应力通常被假定由自然决定并且除了去除所有或部分上覆岩石之外是不可改变的，但是地层内具体位置处的岩石静应力可以通过重新分布上覆岩石重量以便其不再被地层均匀地支撑而进行调整。例如，上覆岩石重量的这种重新分布可以通过两种示例性方法实现。这些方法之一或两者可被用在单一地层内。在某些情况下，一种方法主要可以在早期使用，而另一种方法主要可以在后期使用。有利地改变地层区域所经历的岩石静应力可以在地层区域内引起显著的热解之前进行并且也可以在产生显著的烃流体之前进行。可选地，有利地改变岩石静应力可以与热解同时进行。
第一种改变岩石静应力的方法涉及制造一个不如其邻近区域硬的地下地层区域。随着特定区域变得较不坚硬，邻近区域因此逐渐地充当支撑上覆岩石的支柱。这些支柱区域经历增加的岩石静应力，而较不坚硬的区域经历降低的岩石静应力。岩石静应力的变化量取决于许多因素，其包括例如：处理区域硬度的变化、处理区域的大小、支柱大小、支柱间隔、岩石压缩性和岩石强度。在富含有机物岩层中，地层内区域可以通过热解该区域并且通过去除采出液在该区域内产生空的空间而使其经历机械弱化。以这种方式可以使地层内的区域不如没有经历热解或经历更少程度的热解或生产的邻近区域硬。
第二种改变岩石静应力的方法涉及使地下地层区域膨胀并且用比邻近区域更大的力推向上覆岩石。这种膨胀可以从邻近区域去除一部分上覆岩石重量，因此增加了加热区域经历的岩石静应力并且降低了邻近区域经历的岩石静应力。如果膨胀是足够的，水平压裂将在邻近区域中形成并且这些区域对支撑上覆岩石的贡献将减少。岩石静应力的变化量取决于许多因素，其包括例如：处理区域的膨胀量、处理区域的大小、支柱大小、支柱间隔、岩石压缩性和岩石强度。通过加热地层内的区域可使其膨胀以便引起岩石的热膨胀。如果流体被大量截获在该区域内，流体膨胀或流体产生也可以有助于膨胀。总膨胀量可与加热区域的厚度成比例。应当注意，如果热解发生在加热区域并且去除了足量的流体，加热区域可以机械地减弱并且因此可改变邻近区域所经历的岩石静应力，如第一种示例性方法中所述。
该方法的实施方式可包括通过借助首先加热和热解在富含有机物岩层中存在的地层烃以及从该富含有机物岩层内的第二邻近区域采出流体以便第二区域的杨氏模量(即硬度)被降低，来增加第一区域内的岩石静应力而控制通过加热和热解从富含有机物岩层内的第一区域产生的采出烃流体的组成。
该方法的实施方式可包括通过增加第一区域内的岩石静应力而控制通过加热和热解从富含有机物岩层内的第一区域产生的采出烃流体的组成，增加第一区域内的岩石静应力如下进行：在富含有机物岩层内的邻近区域之前加热第一区域，或者将该第一区域加热到比富含有机物岩层内的邻近区域更大的程度，使得在第一区域内的热膨胀大于富含有机物岩层的邻近区域内的热膨胀。
该方法的实施方式可包括通过降低第一区域内的岩石静应力而控制通过加热和热解从富含有机物岩层内的第一区域产生的采出烃流体的组成，降低第一区域内的岩石静应力如下进行：在第一区域之前加热富含有机物岩层的一个或多个邻近区域，或者使富含有机物岩层的一个或多个邻近区域加热到比该第一区域更大的程度，使得邻近区域内的热膨胀大于第一区域内的热膨胀。
该方法的实施方式可包括使富含有机物岩层内加热区域的加热定位、定大小和/或定时以便改变富含有机物岩层目前或未来加热和热解区域的原位岩石静应力，从而控制采出烃流体的组成。
一些生产过程包括在从富含有机物岩层基本上去除地层水溶性矿物之前，原位加热包含地层烃和地层水溶性矿物的富含有机物岩层。在本发明的一些实施方式中，在原位加热之前不需要部分、基本上或完全去除水溶性矿物。例如，在含有天然发生的苏打石的油页岩地层中，油页岩可以在通过溶液采矿基本上去除苏打石之前被加热。基本上去除水溶性矿物可表示水溶性矿物的去除程度，其从本领域中已知的任何商业溶液采矿操作中发生。基本上去除水溶性矿物可近似为去除富含有机物岩层内烃流体生产的目标区域中存在的特定水溶性矿物总量的按重量计5％以上。在可选实施方式中，富含有机物岩层的原位加热以热解地层烃可以在从富含有机物岩层去除按重量计3％以上的地层水溶性矿物之前开始，可选地，按重量计7％、按重量计10％或按重量计13％。
在采出苏打石之前加热油页岩以生产油和气的影响是将苏打石转化成更可回收形式(碱灰)，并且提供渗透性，有助于其随后的回收。水溶性矿物回收可以在干馏油生产后就发生，或者它可以被留下几年的时期用于后面的回收。如果期望的话，碱灰可在地表上被容易地转化回苏打石。这种转化可容易地实行使得两种矿物可有效地互换。
在一些生产方法中，加热富含有机物岩层包括通过苏打石的分解产生碱灰。该方法可包括在地表设备中处理含水溶性矿物的含水溶液以去除一部分水溶性矿物。该处理步骤可包括通过由于改变含水溶液的温度引起的沉淀除去水溶性矿物。
水溶性矿物可包括钠。水溶性矿物还可包括苏打石(碳酸氢钠)、碱灰(碳酸钠)、片钠铝石(NaAl(CO3)(OH)2)或其组合。表面处理可进一步包括在地表设备中通过与CO2反应将碱灰转化成碳酸氢钠(苏打石)。在部分或完全去除水溶性矿物后，含水溶液可被再注入到地下地层，在那里它可以被隐蔽。该地下地层可以与原始富含有机物岩层相同或不同。
在一些生产方法中，加热富含有机物岩层既热解至少一部分地层烃以产生烃流体又使得在富含有机物岩层中在先结合的迁移污染物种类可以得到。迁移污染物种类可以通过地层烃的热解形成，可以在加热后从地层本身中释放，或者可以在加热地层后通过产生增加的渗透性而使其可接近。在富含有机物岩层中存在的或注入其中的水或其它含水流体中，迁移污染物种类可以是可溶的。
从热解的油页岩中产生烃将一般留下一些至少部分水溶的迁移污染物种类。取决于热解页岩油与较浅区段的水文连通性，这些成分可最后迁移到浓度上环境不可接受的地下水中。潜在的迁移污染物种类的类型取决于油页岩热解的特性以及正被转化的油页岩的组成。如果热解是在氧或空气不存在下进行的，污染物种类可包括芳烃(例如苯、甲苯、乙苯、二甲苯)、多芳烃(例如蒽、芘、萘、)、金属污染物(例如As、Co、Pb、Mo、Ni和Zn)，及其它种类诸如硫酸盐、氨、Al、K、Mg、氯化物、氟化物和酚。如果应用氧或空气，污染物种类还可包括酮、醇和氰化物。此外，存在的具体的迁移污染物种类可包括上述种类的任何次组或组合。
油田开发者可以期望评估富含有机物岩层与含水层的连通性。这可以进行以确定富含有机物岩层中的地层烃的原位热解是否可产生倾向于迁移到含水层的迁移种类，或者其程度。如果富含有机物岩层与含水层是水文相连的，可以采取防范措施以减少或防止在热解期间产生或释放的种类进入含水层。可选地，富含有机物岩层可以在如本文所述热解后用水或含水流体冲洗以去除水溶性矿物和/或迁移污染物种类。在其它实施方式中，富含有机物岩层可以与任何地下水源基本上水文不连接。在这样的情况中，冲洗富含有机物岩层可能对于迁移污染物种类的去除来说不是期望的，但是尽管如此对于水溶性矿物的回收来说可能是期望的。
在从富含有机物地层生产烃后，一些迁移污染物种类可保持在岩层中。在这样的情况上，可以期望将含水流体注入到富含有机物岩层中并且使注入的含水流体溶解至少部分水溶性矿物和/或迁移污染物种类以形成含水溶液。含水溶液然后可通过例如溶液生产井从富含有机物岩层中采出。含水流体可进行调节以增加迁移污染物种类和/或水溶性矿物的溶解度。调节可包括加入酸或碱以调节溶液的pH。所得含水溶液然后可从富含有机物岩层中采出到地表进行加工。
在初始含水流体采出后，可进一步期望用含水流体冲洗熟化的富含有机物岩石区和未熟化的富含有机物岩石区。含水流体可被用于进一步溶解水溶性矿物和迁移污染物种类。冲洗可以任选地在大部分的烃流体已经从熟化的富含有机物岩石区段采出后完成。在一些实施方式中，冲洗步骤可以被延迟到烃流体生产步骤之后。冲洗可以被延迟以允许从加热步骤生成的热向更深处传递，进入周围未熟化的富含有机物岩石区段，以便将周围未熟化的富含有机物岩石区段内的苏打石转化成碱灰。可选地，冲洗可以被延迟以允许从加热步骤生成的热在周围未熟化的富含有机物岩石区段内产生渗透性。此外，冲洗可基于碳酸氢钠、碱灰或两者的目前和/或预测的市场价而被延迟，如本文进一步讨论的。该方法可以与本文所讨论的本发明其它方面的任何一个进行组合。
在含水溶液冲洗后，可以期望在地表设备中处理含水溶液以去除至少一些迁移污染物种类。迁移污染物种类可通过使用例如吸附材料、反渗透、化学氧化、生物氧化和/或离子交换去除。这些方法的实例在本领域中都是已知的。示例性吸附材料可包括活性炭、粘土或漂白土。
在油页岩源的某些区域中，另外的油页岩源或其它烃源可以存在于较低的深度处。其它烃源可包括在低渗透性地层中的天然气(所谓的“致密气”)或夹带在煤中和吸附到煤上的天然气(所谓的“煤层甲烷”)。在一些具有多个油页岩源的实施方式中，首先开发更深的区域然后顺序地开发较浅的区域可能是有利的。以这种方式，井将不需要穿过热区域或削弱的岩石区域。在其它实施方式中，通过钻井穿过正被用作较浅深度处页岩油开发的支柱的区域而开发较深的区域可能是有利的。
同一区域中页岩油源和天然气源的同时开发可协作地利用某些设备和后勤运作。例如，气体处理可以在单个工厂进行。同样，职员可以在开发中共享。
图6图解了地表设备70的一种实施方式的示意图，所述地表设备70可被配置来处理采出液。采出液85可以通过生产井71从地下地层84中生产，如本文所述。采出液可包括通过本文描述的任何方法生产的任何采出液。地下地层84可以是任何地下地层，其包括，例如，包含诸如油页岩、煤、或焦油砂中任何一种的富含有机物岩层。生产方案可以涉及将采出液淬火72至300°F、200°F或者甚至100°F以下的温度，在油分离器73中分离出可冷凝成分(即油74和水75)，在气体处理单元77中处理非冷凝成分76(即气)以去除水78和硫种类79，在天然气厂81中从气体(例如丙烷和丁烷)中去除较重的成分以形成要出售的液态石油气(LPG)80，并且在电厂88从剩余的气体83产生电能82。电能82可被用作通过本文描述的任何方法加热地下地层84的能源。例如，电能82可以在高压例如132kV下输入变压器86，并且在被输入到位于加热井87——其位于地下地层84中——中的电阻加热器元件之前逐步下降至更低的电压例如6600V。以这种方式，加热地下地层84所需的全部或部分能量可以从采出液85的非冷凝成分中产生。过量的气体——如果有的话——可以被输出销售。
来自原位油页岩生产的采出液包含多种可以在地表设备中被分离的成分。采出液典型地包含水、非冷凝烃烷烃种类(例如甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷)、非冷凝烃烯烃种类(例如乙烯、丙烯)、由(烷烃、烯烃、芳烃和多芳烃等)组成的可冷凝烃种类、CO2、CO、H2、H2S和NH3。
在地表设备中，可冷凝成分可以通过降低温度和/或增加压力从非冷凝成分中分离出来。温度降低可以利用被周围空气或可利用的水冷却的热交换器实现。可选地，热的采出液可以通过与先前冷却的采出烃液热交换进行冷却。压力可以通过离心式或往复式压缩机增加。可选地，或者联合地，扩散器-膨胀器装置可被用于从气流冷凝出液体。分离可以涉及冷却和/或压力变化的几个阶段。
当降低温度或增加压力时，除了可冷凝烃外，水可以从气体中滴出。液态水可以通过重力沉降器或离心分离器与可冷凝烃分开。破乳剂可被用于促进水分离。
从生产的烃气中去除CO2以及其它所谓的酸气(如H2S)的方法包括使用化学反应方法和物理溶剂方法。化学反应方法一般包括在高压和/或低温下使气流接触胺的水溶液。这使得酸气种类与胺发生化学反应并且进入到溶液中。通过升温和/或降压，化学反应可以被逆转并且浓缩的酸气流可以被回收。可选的化学反应方法涉及热的碳酸盐溶液，一般为碳酸钾。热的碳酸盐溶液被再生，并且浓缩的酸气流通过使该溶液接触气流而回收。物理溶剂方法一般涉及在高压和/或低温下使气流接触二元醇。类似于胺方法，降压或升温允许溶剂再生以及酸气回收。某种胺或二元醇可以在去除的酸气种类上或多或少地具有选择性。任何这些方法的规模大小调整需要测定要循环的化学品的量、循环速率、再生所需的能量输入以及气体化学品接触设备的尺寸和类型。接触设备可包括填料塔或多级塔板逆流塔。这些方面中每一方面的最优尺寸调整高度取决于气体从地层中生产的速率以及气流中酸气的浓度。
酸气去除还可以通过使用蒸馏塔而实现。这种塔可包括中间的冷冻段，其中允许冷冻的CO2和H2S颗粒形成。冷冻的颗粒和液体的混合物向下落下进入汽提段，其中更轻的烃气在塔内逸出并且上升。精馏段可以被提供在塔的上端以进一步促进塔顶气流的净化。
气流的氢含量可以通过去除全部或部分氢或者通过去除全部或部分非氢种类(例如CO2、CH4等)进行调整。分离可以利用低温冷凝、变压或变温吸附、或选择性扩散膜实现。如果需要另外的氢，氢可以借助通过典型的水转换反应重整甲烷而制得。实验
加热实验是针对几个不同的油页岩样品和从详细检查的加热的油页岩中释放的液体和气体进行的。收集的是来自科罗拉多州Piceance Basin中的Mahogany地层的油页岩样品。一块大小大约1立方英尺的固体、连续油页岩地层是从在Parachute Creek东面的Colony矿山位置处的小型试验矿山收集的。该油页岩岩块被称为CM-1B。取自该岩块的岩心样品，如下列实施例所述，都取自同一地层学层段。加热试验是利用帕尔容器(Parr vessel)进行的，所述帕尔容器型号为243HC5，其显示在图18中并且可从Parr Instrument Company得到。实施例1
油页岩岩块CM-1B被穿过层面取出岩心以产生直径1.391英寸并且大约2英寸长的圆柱体。使直径大约2英寸并且5英寸长的金管7002卷缩并且插入滤网7000以充当岩心样品7001的支撑物(图17)。重量82.46克的油页岩岩心样品7001放置在金管7002中的滤网7000上，并且整个组件被放入帕尔加热容器中。在图18中显示的帕尔容器7010具有565毫升的内部容积。用氩冲洗帕尔容器7010几次，以去除室中存在的空气，并且该容器用氩加压至500psi。帕尔容器然后被置于熔炉中，所述熔炉被设计成与帕尔容器相配合。熔炉最初在室温下并且在帕尔容器置于熔炉中后被加热至400℃。帕尔容器的温度在大约3小时后达到400℃并且在400℃熔炉中保持24小时。帕尔容器然后从熔炉中取出并且使其在大约16小时的时间内冷却至室温。
室温帕尔容器被取样以获得加热实验后在容器中剩余的一部分代表性气体。容积150毫升的小气体取样圆筒被抽空，与帕尔容器相连，并且使压强平衡。该气体样品的气相色谱(GC)分析测试和非烃气体样品气相色谱(GC)(GC未被显示)产生在图19、表2和表1中显示的结果。在图19中，y-轴4000表示以微微安(pA)计的检测器响应，而x-轴4001表示以分钟(min)计的保留时间。在图19中，峰4002表示甲烷的响应，峰4003表示乙烷的响应，峰4004表示丙烷的响应，峰4005表示丁烷的响应，峰4006表示戊烷的响应，和峰4007表示己烷的响应。从GC结果和所涉及的已知体积和压强，获得该气体的总烃含量(2.09克)、该气体的CO2含量(3.35克)以及该气体的H2S含量(0.06克)。表2.图19-实施例1-0psi应力-气体GC的峰和面积详细资料
峰编号   保留时间[min]   面积[pA*s]   化合物名称
  1234567891011121314151617181920   0.9100.9991.0772.5284.2434.9225.0225.3015.4465.5826.1356.3756.7426.8997.0237.1367.2967.3837.6038.138   1.46868e4148.121191.26473e41.29459e42162.93066563.118045090.54150437.922554.67394283.9219415.473341159.83130114.839601922.984502.44915264.34424127.60601118.794533.9922713.15432   甲烷？乙烷丙烷iC4？正丁烷？？？？iC5？正戊烷？？？？？？
  21222324252627282930313233343536373839404142434445   8.2238.3458.4958.6518.8849.1659.4449.5579.6509.7149.7939.8529.91410.01310.22910.30210.57711.25211.49011.56711.82011.94512.10712.17812.308   13.01887103.15615291.2676715.6406691.8598940.09448534.445072.6473132.2829552.4279642.050018.937754.4364824.7429913.34387133.958922.6722427.5740023.416658.1399232.807814.6182130.670442.5826913.57769   ？？2-甲基戊烷？？？正己烷？？？？？？？？？？？？？？？？？？
表2.(续)
峰编号   保留时间[min]   面积[pA＊s]   化合物名称
  464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475   12.40312.49212.68512.93713.07113.15513.20413.31713.44313.52513.90314.09514.32214.55314.61314.73014.87414.95515.08215.13815.42815.51815.64415.77815.85516.01816.48416.55916.64317.261   12.4301834.299184.71311183.317297.185102.016997.774677.214004.2272135.0837418.486546.397453.199358.487723.347385.4406240.170103.415963.047667.330282.7173411.002565.1675245.120253.269203.774244.666575.5478310.572552.19534   ？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？
  767778   17.43917.97118.097   10.261231.8561811.42077   ？？？
然后使帕尔容器通风以达到大气压，将容器打开，并且从金管内部和帕尔容器底部收集液体。将水与烃层分离并且称重。收集的量记录在表1中。收集的烃液被放在小瓶中、密封并且在光不存在下储存。在金管的壁上或帕尔容器的壁上没有观察到固体。称重固体岩心样品并且其经测定由于加热已经损失了19.21克。该液体的全油气相色谱(WOGC)测试产生图20、表3和表1中显示的结果。在图20中，y-轴5000表示以微微安(pA)计的检测器响应，而x-轴5001表示以分钟计的保留时间。GC色谱图一般用标记5002显示，其中单个鉴别的峰用缩写进行标记。表3.图20-实施例1-0psi应力-液体GC的峰和面积详细资料
  峰编号   保留时间[min]   峰面积[pA＊s]   化合物名称
  1   2.660   119.95327   iC4
  2   2.819   803.25989   nC4
  3   3.433   1091.80298   iC5
  4   3.788   2799.32520   nC5
  5   5.363   1332.67871   2-甲基戊烷(2MP)
  6   5.798   466.35703   3-甲基戊烷(3MP)
  7   6.413   3666.46240   nC6
  8   7.314   1161.70435   甲基环戊烷(MCP)
  9   8.577   287.05969   苯(BZ)
  10   9.072   530.19781   环己烷(CH)
  11   10.488   4700.48291   nC7
  12   11.174   937.38757   甲基环己烷(MCH)
  13   12.616   882.17358   甲苯(TOL)
  14   14.621   3954.29687   nC8
  15   18.379   3544.52905   nC9
  16   21.793   3452.04199   nC10
  17   24.929   3179.11841   nC11
  18   27.843   2680.95459   nC12
  19   30.571   2238.89600   nC13
  20   33.138   2122.53540   nC14
  21   35.561   1773.59973   nC15
  22   37.852   1792.89526   nC16
  23   40.027   1394.61707   nC17
  24   40.252   116.81663   姥鲛烷(Pr)
  25   42.099   1368.02734   nC18
  26   42.322   146.96437   植烷(Ph)
  27   44.071   1130.63342   nC19
  28   45.956   920.52136   nC20
  29   47.759   819.92810   nC21
  30   49.483   635.42065   nC22
  31   51.141   563.24316   nC23
  32   52.731   432.74606   nC24
  33   54.261   397.36270   nC25
  34   55.738   307.56073   nC26
  35   57.161   298.70926   nC27
  36   58.536   252.60083   nC28
  37   59.867   221.84540   nC29
  38   61.154   190.29596   nC30
  39   62.539   123.65781   nC31
  40   64.133   72.47668   nC32
  41   66.003   76.84142   nC33
  42   68.208   84.35004   nC34
  43   70.847   36.68131   nC35
  44   74.567   87.62341   nC36
  45   77.798   33.30892   nC37
  46   82.361   21.99784   nC38
  总计：   5.32519e4
实施例2
除了产生的是1英寸直径的岩心外，油页岩岩块CM-1B以类似于实施例1的方式取出岩心。参考图21，岩心样品7050大约2英寸长，并且重量为42.47克。该岩心样品7050被置于内径1英寸、外径1.39英寸的Berea砂岩圆筒7051中。Berea塞7052和7053被置于该组件的每一端，以使岩心样品被Berea完全包围。Berea圆筒7051与岩心样品7050和Berea末端塞7052和7053一起被置于有槽的不锈钢套管中并且被夹在合适的位置。样品组件7060被置于如图22中所示的装有弹簧的微型负荷机架7061中。负荷通过上紧负荷机架7061顶部的螺母7062和7063以压缩弹簧7064和7065而被施加。弹簧7064和7065是高温、铬镍铁合金弹簧，当压缩时，弹簧7064和7065将400psi的有效应力传递到油页岩样品7060上。在加热过程期间保持弹簧7064和7065的足够移动以便适应岩心样品7060的任何膨胀。为了确保本实施例是这种情况，金箔7066被放置在装置的一个腿上以测量移动程度。整个弹簧加载装置7061被置于帕尔容器中(图18)并且如实施例1所述进行加热实验。
如实施例1所述，室温帕尔容器之后被取样以获得加热实验后在容器中剩余的一部分代表性气体。气体取样、烃气体样品气相色谱(GC)测试和非烃气体样品气相色谱(GC)如实施例1进行。结果显示在图23、表4和表1中。在图23中，y-轴4010表示以微微安(pA)计的检测器响应，而x-轴4011表示以分钟计的保留时间。在图23中，峰4012表示甲烷的响应，峰4013表示乙烷的响应，峰4014表示丙烷的响应，峰4015表示丁烷的响应，峰4016表示戊烷的响应，和峰4017表示己烷的响应。从气相色谱结果和所涉及的已知体积和压强，该气体的总烃含量测定为1.33克并且该气体的CO2含量为1.70克。表4.图23-实施例2-400psi应力-气体GC的峰和面积详细资料
  峰编号   保留时间[min]   面积[pA＊s]   化合物名称
  1234   0.9100.9991.0772.528   1.36178e4309.656131.24143e41.41685e4   甲烷？乙烷丙烷
  56789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445   4.2404.9175.0225.2985.5786.1256.3726.7366.8987.0667.1337.2937.3787.5987.7588.1338.2168.3398.4898.6448.8789.1849.4389.5499.6429.7059.7849.8439.90410.00410.21910.29210.41110.56611.24011.47811.55511.80911.93512.09612.167   2103.019291035.255135689.08887450.26572302.5622933.822011136.37097263.357542254.866217.12101258.31876126.54671155.609776.73467679.9531227.1346624.77329124.70064289.1295219.8330992.18938102.25701664.425842.9152526.8667249.8323552.112399.031586.1821724.8415013.21182158.675112.490943.2525246.7998829.5943812.8437738.674335.6852531.290685.84513   iC4？正丁烷？？？iC5？正戊烷？？？？？？？？？2-甲基戊烷？？？正己烷？？？？？？？？？？？？？？？？？？
表4.(续)
  峰编号   保留时间[min]   面积[pA＊s ]   化合物名称
  4647484950515253545556575859   12.29712.39312.48312.66912.92913.06313.19613.30613.43513.51613.89414.08614.31314.545   15.5204213.5415830.9598320.21915229.006556.3867810.898767.915535.0544444.4280620.619108.323652.806779.18198   ？？？？？？？？？？？？？？
  6061626364656667686970717273747576777879808182   14.60514.72214.86514.94615.01015.07515.13115.33115.42115.51115.56215.63615.77115.84816.01016.47716.55216.63517.25717.31817.43317.96618.090   4.937035.0662846.532826.559452.855944.053719.159542.165233.032949.737975.229623.7310554.646513.957643.396395.495866.2147011.081402.286732.8228411.113762.5406514.28333   ？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？
此时，使帕尔容器通风以达到大气压，将容器打开，并且从帕尔容器内部收集液体。将水与烃层分离并且称重。收集的量记录在表1中。收集的烃液被放在小瓶中、密封并且在光不存在下储存。任何覆盖在装置表面或帕尔容器边上的另外的液体用纸巾收集，并将这种收集的液体的重量加到收集的总液体上。任何残留在Berea砂岩中的液体用二氯甲烷进行萃取，并且其在总液体中所占的重量报告在表1中。由于加热Berea砂岩圆筒和端部塞与有机物质一起明显变黑。Berea中的有机物质不可用甲苯或二氯甲烷萃取，并且因此其经测定是由烃液的裂解形成的焦炭。加热实验后，Berea被碾碎并且测量其总的有机碳(TOC)。该测量被用于估计在Berea中焦炭的量以及随后估计在Berea中有多少液体已经裂解。常数因子2.283被用于将测量的TOC转化成液体数量的估计值，其一定存在以产生在Berea中发现的碳。这种估计的液体是在表1中显示的“推断油(inferred oil)”值。称重固体岩心样品并且其经测定由于加热已经损失了10.29克。实施例3
以与实施例2相似的方式对来自油页岩岩块CM-1B的岩心样品进行实验，其中施加的有效应力为400psi。通过烃气体样品气相色谱(GC)和非烃气体样品气相色谱(GC)(GC未被显示)收集和分析的气体样品的结果显示在图24、表5和表1中。在图24中，y-轴4020表示以微微安(pA)计的检测器响应，而x-轴4021表示以分钟计的保留时间。在图24中，峰4022表示甲烷的响应，峰4023表示乙烷的响应，峰4024表示丙烷的响应，峰4025表示丁烷的响应，峰4026表示戊烷的响应，和峰4027表示己烷的响应。通过全油气相色谱(WOGC)分析收集和分析的液体的结果显示在图25、表6和表1中。在图25中，y-轴5050表示以微微安(pA)计的检测器响应，而x-轴5051表示以分钟计的保留时间。GC色谱图一般由标记5052显示，其中单个鉴别的峰用缩写进行标记。表5.图24-实施例3-400psi应力-气体GC的峰和面积详细资料
  峰编号   保留时间[min]   面积[pA＊s]   化合物名称
  123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445   0.9100.9981.0762.5344.2424.9195.0265.2995.5796.1266.3746.7376.9007.1347.2947.3797.5998.1328.2168.3398.4908.6458.8799.1879.4409.5519.6459.7089.7869.8459.90610.00710.21910.29510.41310.56911.24311.48211.55811.81211.93812.10012.17012.30112.397   1.71356e4341.716461.52621e41.72319e42564.040771066.909426553.25244467.88803311.6515833.610631280.77869250.055102412.40918249.80679122.60424154.409886.8747125.5027022.33015129.17023304.9790318.4841198.2304389.71329656.021613.0589225.3405845.1491548.6207710.033355.4316522.3358216.02756196.437152.981153.8806741.6338628.4406312.0519637.836305.4599031.031114.9105315.7504113.75454   甲烷？乙烷丙烷iC4？正丁烷？？？iC5？正戊烷？？？？？？？2-甲基戊烷？？？正己烷？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？
表5.(续)
  峰编号   保留时间[min]   面积[pA＊s]   化合物名称
  46   12.486   30.26099   ？
  474849505152535455565758596061626364656667686970717273747576777879   12.67212.93113.06413.10313.14913.19813.31013.43713.51913.89814.08914.31614.54814.60814.72514.86914.94915.07815.13415.33515.42315.51515.56515.63915.77415.85016.01416.48016.55516.63917.43617.96918.093   15.14775207.504333.353933.048801.622037.976657.496054.6492141.8257219.017397.344982.689128.295933.931474.7548340.934475.301405.799797.951791.915892.758938.643433.764813.4185445.590353.735015.841994.870365.126079.974698.004343.867499.71661   ？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？
表6.图25-实施例3-400psi应力-液体GC的峰和面积详细资料
  峰编号   保留时间[min]   峰面积[pA＊s]   化合物名称
  1   2.744   102.90978   iC4
  2   2.907   817.57861   nC4
  3   3.538   1187.01831   iC5
  4   3.903   3752.84326   nC5
  5   5.512   1866.25342   2MP
  6   5.950   692.18964   3MP
  7   6.580   6646.48242   nC6
  8   7.475   2117.66919   MCP
  9   8.739   603.21204   BZ
  10   9.230   1049.96240   CH
  11   10.668   9354.29590   nC7
  12   11.340   2059.10303   MCH
  13   12.669   689.82861   TOL
  14   14.788   8378.59375   nC8
  15   18.534   7974.54883   nC9
  16   21.938   7276.47705   nC10
  17   25.063   6486.47998   nC11
  18   27.970   5279.17187   nC12
  19   30.690   4451.49902   nC13
  20   33.254   4156.73389   nC14
  21   35.672   3345.80273   nC15
  22   37.959   3219.63745   nC16
  23   40.137   2708.28003   nC17
  24   40.227   219.38252   Pr
  25   42.203   2413.01929   nC18
  26   42.455   317.17825   Ph
  27   44.173   2206.65405   nC19
  28   46.056   1646.56616   nC20
  29   47.858   1504.49097   nC21
  30   49.579   1069.23608   nC22
  31   51.234   949.49316   nC23
  32   52.823   719.34735   nC24
  33   54.355   627.46436   nC25
  34   55.829   483.81885   nC26
  35   57.253   407.86371   nC27
  36   58.628   358.52216   nC28
  37   59.956   341.01791   nC29
  38   61.245   214.87863   nC30
  39   62.647   146.06461   nC31
  40   64.259   127.66831   nC32
  41   66.155   85.17574   nC33
  42   68.403   64.29253   nC34
  43   71.066   56.55088   nC35
  44   74.282   28.61854   nC36
  45   78.140   220.95929   nC37
  46   83.075   26.95426   nC38
  总计：   9.84518e4
实施例4
以与实施例2相似的方式对来自油页岩岩块CM-1B的岩心样品进行实验，然而，在该实施例中施加的有效应力为1,000psi。通过烃气体样品气相色谱(GC)和非烃气体样品气相色谱(GC)(GC未被显示)收集和分析的气体的结果显示在图26、表7和表1中。在图26中，y-轴4030表示以微微安(pA)计的检测器响应，而x-轴4031表示以分钟计的保留时间。在图26中，峰4032表示甲烷的响应，峰4033表示乙烷的响应，峰4034表示丙烷的响应，峰4035表示丁烷的响应，峰4036表示戊烷的响应，和峰4037表示己烷的响应。通过全油气相色谱(WOGC)收集和分析的液体的结果显示在图27、表8和表1中。在图27中，y-轴6000表示以微微安(pA)计的检测器响应，而x-轴6001表示以分钟计的保留时间。GC色谱图一般由标记6002显示，其中单个鉴别的峰用缩写进行标记。表7.图26-实施例4-1000psi应力-气体GC的峰和面积详细资料
  峰编号   保留时间[min]   面积[pA＊s]   化合物名称
  12345   0.9101.0001.0782.5414.249   1.43817e4301.692871.37821e41.64047e42286.08032   甲烷？乙烷丙烷iC4
  67891011121314151617181920212223242526   4.9245.0305.3035.5836.1316.3766.7406.9027.0717.1367.2957.3817.5557.6017.7518.1348.2198.3428.4928.6478.882   992.043956167.50000534.37000358.9656727.449371174.68872223.616622340.792485.29245309.94775154.59171169.532792.804585.22327117.6916429.4108619.39338133.52739281.6134322.1970499.56919   ？正丁烷？？？iC5？正戊烷？？？？？？？？？？2-甲基戊烷？？
表7.(续)
  峰编号   保留时间[min]   面积[pA＊s]   化合物名称
  27282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960   9.1909.4439.5529.6469.7109.7889.8479.90910.00910.22310.29810.41610.56911.24611.48511.56011.70211.81511.94112.10312.17212.30412.39912.49012.58412.67512.93413.10513.15113.20113.31213.43613.52113.900   86.65676657.287544.1257234.3370159.1206462.9797215.135596.8831029.1155523.65434173.954223.372557.6459247.3006232.0426213.745832.6891736.516706.4525528.444845.9647517.5985615.1744631.964923.2783414.08259207.215748.297432.254768.369659.499176.0989346.3457920.53506   ？正己烷？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？
  61626364656667686970717273747576777879808182   14.09014.31814.55014.61014.72714.87014.95115.08015.13615.33615.42515.51615.56915.64115.77616.55816.64117.43718.09515.85316.01616.482   8.411204.368708.689514.391504.3571337.178815.782195.544708.073082.070752.671188.470043.899873.9697940.751555.063798.437676.001807.668813.973755.689973.27234   ？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？
表8.图27-实施例4-1000psi应力-液体GC的峰和面积详细资料
  峰编号   保留时间[min]   面积[pA＊s]   化合物名称
  1   2.737   117.78948   iC4
  2   2.901   923.40125   nC4
  3   3.528   1079.83325   iC5
  4   3.891   3341.44604   nC5
  5   5.493   1364.53186   2MP
  6   5.930   533.68530   3MP
  7   6.552   5160.12207   nC6
  8   7.452   1770.29932   MCP
  9   8.717   487.04718   BZ
  10   9.206   712.61566   CH
  11   10.634   7302.51123   nC7
  12   11.   1755.92236   MCH
  13   12.760   2145.57666   TOL
  14   14.755   6434.40430   nC8
  15   18.503   6007.12891   nC9
  16   21.906   5417.67480   nC10
  17   25.030   4565.11084   nC11
  18   27.936   3773.91943   nC12
  19   30.656   3112.23950   nC13
  20   33.220   2998.37720   nC14
  21   35.639   2304.97632   nC15
  22   37.927   2197.88892   nC16
  23   40.102   1791.11877   nC17
  24   40.257   278.39423   Pr
  25   42.171   1589.64233   nC18
  26   42.428   241.65131   Ph
  27   44.141   1442.51843   nC19
  28   46.025   1031.68481   nC20
  29   47.825   957.65479   nC21
  30   49.551   609.59943   nC22
  31   51.208   526.53339   nC23
  32   52.798   383.01022   nC24
  33   54.329   325.93640   nC25
  34   55.806   248.12935   nC26
  35   57.230   203.21725   nC27
  36   58.603   168.78055   nC28
  37   59.934   140.40034   nC29
  38   61.222   95.47594   nC30
  39   62.622   77.49546   nC31
  40   64.234   49.08135   nC32
  41   66.114   33.61663   nC33
  42   68.350   27.46170   nC34
  43   71.030   35.89277   nC35
  44   74.162   16.87499   nC36
  45   78.055   29.21477   nC37
  46   82.653   9.88631   nC38
  总计：   7.38198e4
实施例5
以与实施例2相似的方式对来自油页岩岩块CM-1B的岩心样品进行实验；然而，在该实施例中施加的有效应力为1,000psi。通过烃气体样品气相色谱(GC)和非烃气体样品气相色谱(GC)(GC未显示)收集和分析的气体的结果显示在图28、表9和表1中。在图28中，y-轴4040表示以微微安(pA)计的检测器响应，而x-轴4041表示以分钟计的保留时间。在图28中，峰4042表示甲烷的响应，峰4043表示乙烷的响应，峰4044表示丙烷的响应，峰4045表示丁烷的响应，峰4046表示戊烷的响应，和峰4047表示己烷的响应。表9.图28-实施例5-1000psi应力-气体GC的峰和面积详细资料
  峰编号   保留时间[min]   面积[pA＊s]   化合物名称
  12345678910111213141516171819202122   0.9100.9991.0772.5374.2354.9075.0155.2855.5646.1066.3516.7126.8767.0397.1097.2687.3547.5277.5747.7557.8188.107   1.59035e4434.213751.53391e41.86530e42545.458501192.689706814.44678687.83679463.2588530.026241295.13477245.269852561.117924.50998408.32999204.45311207.921834.023975.656992.359522.0038238.23093   甲烷？乙烷丙烷iC4？正丁烷？？？iC5？正戊烷？？？？？？？？？
  23242526272829303132333435   8.1938.3178.4688.6228.8589.1689.4229.5319.6259.6899.7679.8269.889   20.54333148.54445300.3158626.06131113.7012390.37163694.744384.8832345.9150576.3293177.6321419.237688.54605   ？？2-甲基戊烷？？？正己烷？？？？？？
表9.(续)
  峰编号   保留时间[min]   面积[pA＊s]   化合物名称
  363738394041424344454647484950515253545556575859606162636465666768697071727374757677   9.98910.20410.28010.39710.55110.84311.23111.47211.54711.69111.80411.93112.09412.16312.29512.39112.48212.57712.61812.67012.85112.92913.10013.19813.31013.43213.51913.89814.09014.31914.55114.61214.72914.87214.95415.08415.13915.34015.43015.52115.57815.645   37.7495930.83943184.584204.4360910.598802.3037055.6466635.4693117.164403.3046039.463687.3296930.597486.9375418.6952315.9683733.664222.021212.3244012.838032.22731218.2319514.3316610.2024412.025518.2388447.6464122.637609.297383.880129.268844.349144.0754346.244656.624613.924238.603282.178992.966469.664074.271904.37904   ？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？
  787980818283848586878889   15.70315.78215.85916.02216.48916.56416.64817.26917.44517.92517.97918.104   2.6890946.978954.694757.365093.910736.2244510.246602.6975310.169892.283412.7110111.19730   ？？？？？？？？？？？？
表1.实施例1-5的汇总数据
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5
 有效应力(psi)   0   400   400   1000   1000
 样品重量(g)   82.46   42.57   48.34   43.61   43.73
 样品重量损失(g) 19.21 10.29 11.41 10.20 9.17
 回收的流体：
 油(g)   10.9136.2加仑/吨   3.6323.4加仑/吨   3.7721.0加仑/吨   3.0219.3加仑/吨   2.1013.1加仑/吨
 水(g)   0.902.6加仑/吨   0.301.74加仑/吨   0.341.7加仑/吨   0.392.1加仑/吨   0.281.5加仑/吨
 HC气体(g)   2.09683标准立方英尺/吨   1.33811标准立方英尺/吨   1.58862标准立方英尺/吨   1.53905标准立方英尺/吨   1.66974标准立方英尺/吨
 CO2(g)   3.35700标准立方英尺/吨   1.70690标准立方英尺/吨   1.64586标准立方英尺/吨   1.74690标准立方英尺/吨   1.71673标准立方英尺/吨
 H2S(g)   0.06   0.0   0.0   0.0   0.0
 回收的焦炭：   0.0   0.73   0.79   .47   0.53
 推断油(g)   0.00加仑/吨   1.6710.8加仑/吨   1.8110.0加仑/吨   1.076.8加仑/吨   1.217.6加仑/吨
 总油(g)   10.9136.2加仑/吨   5.3134.1加仑/吨   5.5831.0加仑/吨   4.0926.1加仑/吨   3.3020.7加仑/吨
 余量(g)   1.91   2.59   3.29   3.05   2.91
分析
通过实施例1-5描述的实验程序以及气体和液体样品收集程序获得的气体和液体样品是通过下面的烃气体样品气相色谱(GC)分析方法、非烃气体样品气相色谱(GC)分析方法、气体样品GC峰鉴别和积分方法、全油气相色谱(WOGC)分析方法，以及全油气相色谱(WOGC)峰鉴别和积分方法进行分析的。
对如在实施例1-5中所述的加热测试期间收集的气体样品的烃和非烃气体进行分析，利用的是与Agilent Model 5973四极质量选择性检测器相连的AgilentModel 6890气相色谱仪。6890GC被配置有两个入口(前和后)和两个具有两个固定体积样品环的检测器(前和后)，用于样品导入。采用与GC仪器一起供应的Chemstation软件(修订本A.03.01)进行峰鉴别和积分。对于烃气体，GC配置由下列组成：a)分流/无分流入口(GC的后面位置)b)FID(火焰离子化检测器)，GC的后面位置c)HP Ultra-2(5％苯基甲基硅氧烷)毛细管柱(两个)(25米x200μm ID)，一个引向FID检测器，另一个引向Agilent 5973质量选择性检测器d)500μl固定体积样品环e)六通气体取样阀f)低温(液氮)恒温箱，具有冷却能力g)恒温箱程序：-80℃持续2分钟，20℃/min至0℃，然后4℃/min至20℃，然后10℃/min至100℃，保持1分钟h)氦载气流速2.2ml/mini)入口温度100℃j)入口压强19.35psik)分流比25∶1l)FID温度310℃
对于非烃气体(例如氩、二氧化碳和硫化氢)，GC配置由下列组成：a)PTV(可编程温度汽化)入口(GC的前面位置)b)TCD(热导检测器)GC的前面位置c)GS-GasPro毛细管柱(30米x0.32mm ID)d)100μl固定体积样品环e)六通气体取样阀f)恒温箱程序：25℃保持2min.，然后10℃/min至200℃，保持1min。g)氦载气流速4.1ml/minh)入口温度200℃i)入口压力14.9psij)无分流模式k)TCD温度250℃
对于实施例1-5，包含从帕尔容器收集的气体的不锈钢样品筒(图18)被安装有两阶段气体调节器(针对细压缩气瓶(lecture bottle)应用设计)以使气体压强降至每平方英寸大约二十磅。隔板附件定位在调解器出口，以允许通过Hamilton 1005型气密注射器，取出气体。隔板附件和注射器用来自不锈钢样品筒的气体吹扫，以确保收集到代表性气体样品。气体样品然后被转移到不锈钢室(隔板室)，所述不锈钢室(隔板室)被配置有压力传感器和隔板附件。隔板室通过不锈钢毛细管路与安装在GC上的固定体积样品环相连。隔板室和样品环被抽空大约5分钟。抽空的隔板室然后通过关闭位于隔板室出口的针形阀而与抽空的样品环隔离。气体样品从气密性注射器通过隔板附件导入隔板室中，并且记录压强。抽空的样品环然后向加压的隔板室开放，并且使气体样品在样品环和隔板室之间平衡一分钟。然后记录平衡压强，以允许在注射到GC入口之前计算在样品环中存在的气体总摩尔数。样品环内含物然后通过氦载气扫进入口，并且基于GC恒温箱温度程序和载气流速，通过毛细管柱中的保留时间而将成分分开。
利用鉴定的气体标准，生成将积分的峰面积与浓度相关联的校准曲线，用于量化气体组成。对于烃气体，含有在氦基质中不同浓度(每百万份，基于摩尔)的甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷和己烷混合物的标准在大气压下通过固定体积样品环注入GC中。对于非烃气，包含单个成分的标准——即氦中的二氧化碳和天然气中的硫化氢——在样品环中在不同压强下注入GC中以产生校准曲线。
在图16中报告的烃气体样品摩尔百分数采用下列方法获得。至少三种不同浓度的甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷和己烷的气体标准在气相色谱上运行以获得针对这些标准浓度的峰面积响应。然后在Chemstation软件内使已知浓度与各自的峰面积响应相关联，以产生甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷和己烷的校准曲线。在Chemstation中绘制校准曲线，以确保在浓度和峰强度之间良好的线性(R2＞0.98)。对于每个校准的化合物使用线性拟合，使得峰面积和摩尔浓度之间的响应因子是Chemstation软件所测定的直线斜率的函数。Chemstation软件程序然后测定将GC峰面积强度与每个校准化合物的摩尔数量关联的响应因子。该软件然后从响应因子和峰面积测定每个校准化合物的摩尔数。在实施例1-5中使用的峰面积被报告在表2、4、5、7和9中。校准曲线未测定的每个鉴定化合物(即异丁烷、异戊烷和2-甲基戊烷)的摩尔数然后利用最接近的校准化合物(即，对于异丁烷来说是丁烷；对于异戊烷来说是戊烷；以及对于2-甲基戊烷来说是己烷)的响应因子乘以校准曲线未测定的鉴定化合物的峰面积与校准化合物的峰面积的比值进行估计。图16中报告的值然后取为所有已鉴定的烃气体GC面积(即甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、异戊烷、正戊烷、2-甲基戊烷和正己烷)总数与计算的摩尔浓度的百分数。因此所有实验的图解的甲烷至正C6摩尔百分数不包括在表2、4、5、7或9中所列的未鉴定的烃气体种类的摩尔份额(例如表2中的峰编号2、6、8-11、13、15-22、24-26和28-78)。
在如实施例1、3和4描述的加热测试期间收集的液体样品按照下列方法通过全油气相色谱(WOGC)进行分析。样品、QA/QC标准和空白(二硫化碳)在配置有分流/无分流注射器、自动取样器和火焰离子检测器(FID)的Agilent 6890GC中利用Ultra 1Methyl Siloxane(甲基硅氧烷)柱(长25m，直径0.32μm，膜厚0.52μm)进行分析。样品以分流模式注入到毛细管柱上，其分流比为80∶1。GC恒温箱温度在20℃被恒定保持5min，以5℃·min-1的速度从20℃程序控制升温至300℃，然后在300℃下保持30min(总运行时间＝90min)。注射器温度被保持在300℃，并且FID温度被设定在310℃。氦以2.1mL·min-1的流速被用作载气。利用随Agilent仪器提供的Chemstation软件修订本A.10.02[1757](Agilent Tech.1990-2003)进行峰鉴别和积分。
烃的标准混合物通过上述WOGC方法以及通过配置有分流/无分流注射器、自动取样器和质量选择性检测器(MS)的Agilent 6890GC在相同条件下进行平行分析。通过从GC-MS分析每个峰的质谱进行烃化合物的鉴定。因为对于两种仪器来说条件是相同的，因此在GC-MS上进行的峰鉴别可以被转移到在GC-FID上获得的峰。利用这些数据，使保留时间和峰鉴别关联的化合物表被设定在GC-FIDChemstation中。该表被用于峰鉴别。
在液体样品上获得的气相色谱图(图4、9和11)利用假组分技术进行分析。鉴定每个假组分所用的惯例是将从正构烷烃至下一个出现的正构烷烃的所有份额积分，其中假组分由滞后洗脱的正构烷烃进行命名。例如，C-10假组分从刚过去的正C9开始并且继续刚好经过正C10的积分获得。以这种方式获得的假组分的碳数重量百分数和摩尔百分数值利用由Katz和Firoozabadi开发的关系式确定(Katz、D.L.、and A.Firoozabadi、1978.Predicting phase behavior of condensate/crude-oilsystems using methane interaction coefficients、J.Petroleum Technology(Nov.1978)、1649-1655)。实施例1、3和4的假组分分析物的结果显示在表10、11和12中。
为了阐明该技术，实施例1的C10假组分的示例性假组分重量百分数计算参考表10呈现在下面。首先，C-10假组分面积如上所述是从刚过去的正C9开始并且继续刚好经过正C10的面积的积分获得的。C10假组分的总积分面积是10551.700皮安秒(pAs)。总C10假组分积分面积(10551.700pAs)然后乘以C10假组分密度(0.7780g/ml)，产生8209.22pAs g/ml的″面积×密度″。类似地，确定每个假组分和所有较轻的所列化合物(即nC3、iC4、nC4、iC5&nC5)的峰积分面积，并且将其乘以其各自的密度，以产生每个各自假组分和所列化合物的“面积×密度”数。每个假组分和所列化合物的各自确定的“面积×密度”数然后相加以确定“总面积×密度”数。实施例1的″总面积×密度”数是96266.96pAs g/ml。C10假组分重量百分数然后通过将C10假组分“面积×密度”数(8209.22pAs g/ml)除以“总面积×密度”数(96266.96pAs g/ml)以得到8.53重量百分数的C10假组分重量百分数而获得。
为了进一步阐明该假组分技术，实施例1的C10假组分的示例性假组分摩尔百分数计算参考表10呈现在下面。首先，C-10假组分面积如上所述是从刚过去的正C9开始并且继续刚好经过正C10的面积的积分获得的。C10假组分的总积分面积是10551.700皮安秒(pAs)。总C10假组分积分面积(10551.700pAs)然后乘以C10假组分密度(0.7780g/ml)，产生8209.22pAs g/ml的″面积×密度″。类似地，确定每个假组分和所有较轻的所列化合物(即nC3、iC4、nC4、iC5&nC5)的积分面积，并且将其乘以其各自的密度以产生每个各自假组分和所列化合物的“面积×密度”数。C10假组分“面积×密度”数(8209.22pAs g/ml)然后除以C10假组分分子量(134.00g/mol)，产生61.26pAs mol/ml C10假组分″面积×密度/分子量″数。类似地，每个假组分和所列化合物的“面积×密度”数然后除以这些组分或化合物各自的分子量，以产生每个相应假组分和所列化合物的″面积×密度/分子量″数。每个假组分和所列化合物各自确定的″面积×密度/分子量″数然后相加以确定″总面积×密度/分子量″数。实施例1的总″总面积×密度/分子量″数是665.28pAsmol/ml。C10假组分摩尔百分数然后是通过将C10假组分″面积×密度/分子量″数(61.26pAs mol/ml)除以″总面积×密度/分子量″数(665.28pAs mol/ml)以得到9.21摩尔百分数的C10假组分摩尔百分数而获得的。表10.实施例1的假组分-液体的GC-0应力
组分 面积(cts.) 面积％ 平均沸点(°F)   密度(g/ml) 分子量(g/mol) Wt.％ Mol％
  nC3   41.881   0.03 -43.73   0.5069   44.10   0.02   0.07
  iC4   120.873   0.10 10.94   0.5628   58.12   0.07   0.18
  nC4   805.690   0.66 31.10   0.5840   58.12   0.49   1.22
  iC5   1092.699   0.89 82.13   0.6244   72.15   0.71   1.42
  nC5   2801.815   2.29 96.93   0.6311   72.15   1.84   3.68
  假C6   7150.533   5.84 147.00   0.6850   84.00   5.09   8.76
  假C7   10372.800   8.47 197.50   0.7220   96.00   7.78   11.73
  假C8   11703.500   9.56 242.00   0.7450   107.00   9.06   12.25
  假C9   11776.200   9.61 288.00   0.7640   121.00   9.35   11.18
  假C10   10551.700   8.61 330.50   0.7780   134.00   8.53   9.21
  假C11   9274.333   7.57 369.00   0.7890   147.00   7.60   7.48
  假C12   8709.231   7.11 407.00   0.8000   161.00   7.24   6.50
  假C13   7494.549   6.12 441.00   0.8110   175.00   6.31   5.22
  假C14   6223.394   5.08 475.50   0.8220   190.00   5.31   4.05
  假C15   6000.179   4.90 511.00   0.8320   206.00   5.19   3.64
  假C16   5345.791   4.36 542.00   0.8390   222.00   4.66   3.04
  假C17   4051.886   3.31 572.00   0.8470   237.00   3.57   2.18
  假C18   3398.586   2.77 595.00   0.8520   251.00   3.01   1.73
  假C19   2812.101   2.30 617.00   0.8570   263.00   2.50   1.38
  假C20   2304.651   1.88 640.50   0.8620   275.00   2.06   1.09
  假C21   2038.925   1.66 664.00   0.8670   291.00   1.84   0.91
  假C22   1497.726   1.22 686.00   0.8720   305.00   1.36   0.64
  假C23   1173.834   0.96 707.00   0.8770   318.00   1.07   0.49
  假C24   822.762   0.67 727.00   0.8810   331.00   0.75   0.33
  假C25   677.938   0.55 747.00   0.8850   345.00   0.62   0.26
  假C26   532.788   0.43 766.00   0.8890   359.00   0.49   0.20
  假C27   459.465   0.38   784.00   0.8930   374.00   0.43   0.16
  假C28   413.397   0.34   802.00   0.8960   388.00   0.38   0.14
  假C29   522.898   0.43   817.00   0.8990   402.00   0.49   0.18
  假C30   336.968   0.28   834.00   0.9020   416.00   0.32   0.11
  假C31   322.495   0.26   850.00   0.9060   430.00   0.30   0.10
  假C32   175.615   0.14   866.00   0.9090   444.00   0.17   0.05
  假C33   165.912   0.14   881.00   0.9120   458.00   0.16   0.05
  假C34   341.051   0.28   895.00   0.9140   472.00   0.32   0.10
  假C35   286.861   0.23   908.00   0.9170   486.00   0.27   0.08
  假C36   152.814   0.12   922.00   0.9190   500.00   0.15   0.04
  假C37   356.947   0.29   934.00   0.9220   514.00   0.34   0.10
  假C38   173.428   0.14   947.00   0.9240   528.00   0.17   0.05
  总计   122484.217   100.00   100.00   100.00
表11.实施例3的假组分-液体的GC-400psi应力
组分 面积 面积％   平均沸点(°F) 密度(g/ml)   分子量(g/mol) Wt.％ Mol％
  nC3   35.845   0.014   -43.730   0.5069   44.10   0.01   0.03
  iC4   103.065   0.041   10.940   0.5628   58.12   0.03   0.07
  nC4   821.863   0.328   31.100   0.5840   58.12   0.24   0.62
  iC5   1187.912   0.474   82.130   0.6244   72.15   0.37   0.77
  nC5   3752.655   1.498   96.930   0.6311   72.15   1.20   2.45
  假C6   12040.900   4.805   147.000   0.6850   84.00   4.17   7.34
  假C7   20038.600   7.997   197.500   0.7220   96.00   7.31   11.26
  假C8   24531.500   9.790   242.000   0.7450   107.00   9.23   12.76
  假C9   25315.000   10.103   288.000   0.7640   121.00   9.77   11.94
假C10 22640.400 9.035 330.500 0.7780 134.00 8.90 9.82
  假C11   20268.100   8.089   369.000   0.7890   147.00   8.08   8.13
  假C12   18675.600   7.453   407.000   0.8000   161.00   7.55   6.93
  假C13   16591.100   6.621   441.000   0.8110   175.00   6.80   5.74
  假C14   13654.000   5.449   475.500   0.8220   190.00   5.67   4.41
  假C15   13006.300   5.191   511.000   0.8320   206.00   5.47   3.92
  假C16   11962.200   4.774   542.000   0.8390   222.00   5.07   3.38
  假C17   8851.622   3.533   572.000   0.8470   237.00   3.79   2.36
  假C18   7251.438   2.894   595.000   0.8520   251.00   3.12   1.84
  假C19   5946.166   2.373   617.000   0.8570   263.00   2.57   1.45
  假C20   4645.178   1.854   640.500   0.8620   275.00   2.02   1.09
  假C21   4188.168   1.671   664.000   0.8670   291.00   1.83   0.93
  假C22   2868.636   1.145   686.000   0.8720   305.00   1.26   0.61
  假C23   2188.895   0.874   707.000   0.8770   318.00   0.97   0.45
  假C24   1466.162   0.585   727.000   0.8810   331.00   0.65   0.29
  假C25   1181.133   0.471   747.000   0.8850   345.00   0.53   0.23
  假C26   875.812   0.350   766.000   0.8890   359.00   0.39   0.16
  假C27   617.103   0.246   784.000   0.8930   374.00   0.28   0.11
  假C28   538.147   0.215   802.000   0.8960   388.00   0.24   0.09
  假C29   659.027   0.263   817.000   0.8990   402.00   0.30   0.11
  假C30   1013.942   0.405   834.000   0.9020   416.00   0.46   0.16
  假C31   761.259   0.304   850.000   0.9060   430.00   0.35   0.12
  假C32   416.031   0.166   866.000   0.9090   444.00   0.19   0.06
  假C33   231.207   0.092   881.000   0.9120   458.00   0.11   0.03
  假C34   566.926   0.226   895.000   0.9140   472.00   0.26   0.08
  假C35   426.697   0.170   908.000   0.9170   486.00   0.20   0.06
  假C36   191.626   0.076   922.000   0.9190   500.00   0.09   0.03
  假C37   778.713   0.311   934.000   0.9220   514.00   0.36   0.10
  假C38   285.217   0.114   947.000   0.9240   528.00   0.13   0.04
  总计   250574.144   100.000   100.00   100.00
表12.实施例4的假组分-液体的GC-1000psi应力
组分 面积 面积％   平均沸点(°F) 密度(g/ml) 分子量(g/mol) Wt.％ Mol％
  nC3   44.761   0.023   -43.730   0.5069   44.10   0.01   0.05
  iC4   117.876   0.060   10.940   0.5628   58.12   0.04   0.11
  nC4   927.866   0.472   31.100   0.5840   58.12   0.35   0.87
  iC5   1082.570   0.550   82.130   0.6244   72.15   0.44   0.88
  nC5   3346.533   1.701   96.930   0.6311   72.15   1.37   2.74
  假C6   9579.443   4.870   147.000   0.6850   84.00   4.24   7.31
  假C7   16046.200   8.158   197.500   0.7220   96.00   7.49   11.29
  假C8   19693.300   10.012   242.000   0.7450   107.00   9.48   12.83
  假C9   20326.300   10.334   288.000   0.7640   121.00   10.04   12.01
  假C10   18297.600   9.302   330.500   0.7780   134.00   9.20   9.94
  假C11   16385.600   8.330   369.000   0.7890   147.00   8.36   8.23
  假C12   15349.000   7.803   407.000   0.8000   161.00   7.94   7.14
  假C13   13116.500   6.668   441.000   0.8110   175.00   6.88   5.69
  假C14   10816.100   5.499   475.500   0.8220   190.00   5.75   4.38
  假C15   10276.900   5.225   511.000   0.8320   206.00   5.53   3.88
  假C16   9537.818   4.849   542.000   0.8390   222.00   5.17   3.37
  假C17   6930.611   3.523   572.000   0.8470   237.00   3.79   2.32
  假C18   5549.802   2.821   595.000   0.8520   251.00   3.06   1.76
  假C19   4440.457   2.257   617.000   0.8570   263.00   2.46   1.35
  假C20   3451.250   1.755   640.500   0.8620   275.00   1.92   1.01
  假C21   3133.251   1.593   664.000   0.8670   291.00   1.76   0.87
  假C22   2088.036   1.062   686.000   0.8720   305.00   1.18   0.56
  假C23   1519.460   0.772   707.000   0.8770   318.00   0.86   0.39
  假C24   907.473   0.461   727.000   0.8810   331.00   0.52   0.23
  假C25   683.205   0.347   747.000   0.8850   345.00   0.39   0.16
  假C26   493.413   0.251   766.000   0.8890   359.00   0.28   0.11
  假C27   326.831   0.166   784.000   0.8930   374.00   0.19   0.07
  假C28   272.527   0.139   802.000   0.8960   388.00   0.16   0.06
  假C29   291.862   0.148   817.000   0.8990   402.00   0.17   0.06
  假C30   462.840   0.235   834.000   0.9020   416.00   0.27   0.09
  假C31   352.886   0.179   850.000   0.9060   430.00   0.21   0.07
  假C32   168.635   0.086   866.000   0.9090   444.00   0.10   0.03
  假C33   67.575   0.034   881.000   0.9120   458.00   0.04   0.01
  假C34   95.207   0.048   895.000   0.9140   472.00   0.06   0.02
  假C35   226.660   0.115   908.000   0.9170   486.00   0.13   0.04
  假C36   169.729   0.086   922.000   0.9190   500.00   0.10   0.03
  假C37   80.976   0.041   934.000   0.9220   514.00   0.05   0.01
  假C38   42.940   0.022   947.000   0.9240   528.00   0.03   0.01
  总计   196699.994   100.000   100.00   100.00
TOC和生油岩评价仪(Rock-eval)测试是在来自油页岩岩块CM-1B的样品上进行的，该样品在与通过实施例1-5中所述帕尔加热方法测试的样品相同的地质学区间获得。这些测试产生21％的TOC以及872mg/g-toc的生油岩评价仪含氢指数。
下述TOC和生油岩评价仪程序针对在实施例1-5中描述的帕尔加热测试后剩余的油页岩样品进行。结果显示在表13中。
上述生油岩评价仪热解分析采用下列步骤进行。生油岩评价仪热解分析利用Delsi生油岩评价仪II仪器在校准岩石标准(IFP标准#55000)、空白和样品上进行。岩石样品在装载到生油岩评价仪坩埚之前被碾碎、微粉化和风干。25与100mg之间的粉末状岩石样品被装载到坩埚中，这取决于该样品总有机碳(TOC)含量。在每天开始时运行两个或三个空白以净化该系统并且稳定温度。两个或三个重量为100+/-1mg的IFP校准标准#55000的样品被运行以校准该系统。如果生油岩评价仪Tmax参数在这些标准上是419℃+/-2℃，就对样品进行分析。该标准也在每10个样品之前和之后运行以监控该仪器的性能。
生油岩评价仪热解技术涉及在惰性(氦)气氛中将粉末状岩石样品速度程序化加热至高温以及表征从化学键的热断裂所产生的产物。在将样品导入后热解烘箱在300℃下等温保持三分钟。在该阶段产生的烃通过火焰离子化检测器(FID)进行检测，产生S1峰。热解烘箱温度然后以25℃/分钟的梯度升高至550℃，其中烘箱被等温保持一分钟。在该步骤期间产生的烃由FID进行检测并且产生S2峰。
含氢指数(HI)是通过将S2峰(表示为mg烃/g岩石)归一化成重量百分数TOC(独立确定的总有机碳)计算的，如下：HI＝(S2/TOC)*100其中HI被表示为mg烃/gTOC。
总有机碳(TOC)通过适合于地质学样品的熟知方法进行确定，即所存在的任何碳酸盐岩石通过酸处理接着是剩余物质燃烧而被去除，以产生并测量CO2形式的有机基碳。表13.帕尔加热测试后油页岩样品的TOC和生油岩评价仪结果
Figure G2008800163590D00941
实施例1-5的API比重通过估计所收集的液体的室温比重(SG)进行估计，并且结果被报告在表14中。API比重通过应用下式从确定的比重中估计：API比重＝(141.5/SG)-131.5
每种液体样品的比重利用下列步骤进行估计。空的50μl Hamilton Model1705气密性注射器在Mettler AE 163数字天平上称重以测定空注射器重量。该注射器然后通过将该注射器填充一定体积的液体而被加载。记录下注射器中液体的体积。然后称量加载的注射器。液体样品重量然后通过将加载的注射器测量重量减去测量的空注射器重量进行估计。比重然后通过将液体样品重量除以液体样品所占的注射器体积进行估计。表14.来自实施例1-5的液体样品的估计API比重
  实施例   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5
  API比重   29.92   30.00   27.13   32.70   30.00
上述的方法对于在科罗拉多州的Piceance盆地中回收烃方面可具有价值。一些人已经评估出，在美国西部的一些油页岩沉积物中，每地表英亩可以回收高达1百万桶油。一项研究已经估计在Piceance盆地的油页岩地层中含苏打石部分内的油页岩资源在适当的位置具有四千亿桶页岩油。总的来说，仅仅在Piceance盆地可存在高达1万亿桶页岩油。
本发明的某些特征就一组数值上限和一组数值下限进行了描述。应当理解，除非另外指明，通过这些极限值的任何组合形成的范围在本发明的范围内。尽管按照美国实践，一些从属权利要求具有单一从属关系，但这些从属权利要求中任一项的每个特征可以与从属于相同的一个或多个独立权利要求的其它从属权利要求中一项或多项的每一个特征进行组合。
尽管显然的是对本文描述的发明进行了充分计算以实现上面提到的益处和优点，但是应当理解的是本发明易于进行修改、变化和改变，而不脱离其精神。

Claims (69)

1.原位加热富含有机物岩层的选定部分的方法，其包括： 
在至少部分位于所述富含有机物岩层内的井筒中提供套管，所述套管延伸至所述富含有机物岩层的所述选定部分之内或下方的深度； 
在所述套管内提供管道，所述管道限定在所述管道和周围的套管之间的第一环状空间； 
将氧化剂和可燃燃料注入所述井筒中，其中所述氧化剂以化学计量燃烧量的1.25至6.0倍的过量质量流量注入，其中选择所述过量质量流量以在沿着所述富含有机物岩层的所述选定部分的所述第一环状空间中提供更加均匀的温度剖面； 
在所述井筒中提供硬件，以使所述氧化剂和所述可燃燃料在基本上位于所述富含有机物岩层的所述选定部分内的第一燃烧深度处混合并燃烧成烟道气； 
使所述烟道气沿着所述第一环状空间向上移动； 
沿着位于所述第一燃烧深度下方的所述管道的至少一部分提供绝缘，从而降低在所述第一环状空间中的所述烟道气和所述管道内的所述烟道气之间的传热系数。 
2.权利要求1所述的方法，其中所述富含有机物岩层包含重质烃。 
3.权利要求1所述的方法，其中所述富含有机物岩层是油页岩地层。 
4.权利要求3所述的方法，其中所述套管从所述富含有机物岩层的至少一部分分离流体流进入所述井筒中。 
5.权利要求3所述的方法，其中所述绝缘具有选定长度以在沿着所述富含有机物岩层的所述选定部分的所述第一环状空间内进一步提供更加均匀的温度剖面。 
6.权利要求5所述的方法，其中沿着所述富含有机物岩层的所述选定部分的温度在300℃和900℃之间。 
7.权利要求5所述的方法，其中沿着所述富含有机物岩层的所述选定部分的温度在300℃和750℃之间。 
8.权利要求5所述的方法，其中所述管道上的所述绝缘被置于所述管道的外径上。 
9.权利要求3所述的方法，其中所述管道上的所述绝缘包括所述管道的外径上的第一层，其从所述第一燃烧深度延伸至所述井筒的底部附近，和所述管道的内径上的第二层，其从所述第一燃烧深度延伸至所述第一燃烧深度下方20米。 
10.权利要求3所述的方法，其中所述硬件包括： 
第一管状部件，其位于所述管道内并且延伸至所述富含有机物岩层的所述选定部分，所述第一管状部件限定在所述第一管状部件和所述周围的管道之间的第二环状空间；和 
第一燃烧器，其位于所述第一燃烧深度处。 
11.权利要求10所述的方法，其中所述可燃燃料被注入所述管道中并且所述氧化剂被注入所述第二环状空间中。 
12.权利要求10所述的方法，其中所述氧化剂被注入所述管道中并且所述可燃燃料被注入所述第二环状空间中。 
13.权利要求10所述的方法，其中所述硬件进一步包括： 
第一管状通风帽，其紧接所述第一燃烧器下方布置。 
14.权利要求13所述的方法，其中所述硬件进一步包括： 
第二燃烧器，其位于所述富含有机物岩层的所述选定部分内的第二燃烧深度，其中所述第二燃烧深度低于所述第一燃烧深度；和 
第二管状通风帽，其紧接所述第二燃烧器下方布置。 
15.权利要求14所述的方法，其中提供绝缘的步骤包括沿着位于所述第一燃烧深度下方和所述第二燃烧器下方的所述管道的至少一部分提供绝缘。 
16.权利要求15所述的方法，其中所述绝缘沿着所述管道的外径安置。 
17.权利要求15所述的方法，其中所述第一燃烧器和所述第二燃烧器附近的所述管道由高度耐热材料制造。 
18.权利要求15所述的方法，其中另外的绝缘沿着所述第一燃烧器和所述第二燃烧器附近的所述管道的内径安置。 
19.权利要求18所述的方法，其中所述另外的绝缘包括陶瓷。 
20.权利要求10所述的方法，其中所述第一燃烧深度附近的所述管道的第一部分由最大工作温度比所述管道一个或多个其它部分高的合金或金属构造。 
21.权利要求20所述的方法，其中所述管道的第一部分包括从所述第一燃烧深度附近开始且向下延伸至管道端附近的所述管道。 
22.权利要求10所述的方法，其中所述第一燃烧器的深度、注入所述可燃燃料的速率、注入所述氧化剂的速率或其组合被规定，以使向上穿过所述第一环状空间的所述烟道气的温度在整个所述富含有机物岩层的所述选定部分保持在300℃至750℃内。 
23.权利要求22所述的方法，其中注入所述可燃燃料的速率随着时间被降低。 
24.权利要求10所述的方法，其进一步包括： 
在地表从所述第一环状空间收集所述烟道气； 
压缩所收集的烟道气；并且 
将压缩的烟道气与包含氧气的压缩空气混合以形成氧化剂混合物。 
25.权利要求24所述的方法，其进一步包括： 
将所述氧化剂混合物注入所述井筒中，所述混合物形成所述氧化剂的至少一部分。 
26.权利要求10所述的方法，其进一步包括： 
在地表从所述第一环状空间收集所述烟道气； 
压缩所收集的烟道气； 
将压缩的烟道气与可燃气体混合以形成可燃燃料混合物；并且 
将所述可燃燃料混合物注入所述井筒中，所述可燃燃料混合物形成所述可燃燃料的至少一部分。 
27.权利要求10所述的方法，其进一步包括： 
在地表从所述第一环状空间收集所述烟道气；并且 
监控收集的烟道气中可燃种类的存在以评测所述第一燃烧器是否点燃。 
28.权利要求27所述的方法，其中所述可燃种类包括甲烷、乙烷、氢气(H2)和一氧化碳中至少一种。 
29.权利要求3所述的方法，其进一步包括： 
在地表处理所述烟道气以去除NOx成分；并且 
将所述烟道气排到大气中。 
30.权利要求10所述的方法，其进一步包括： 
监控在所述第一燃烧深度附近所述套管中一点处的所述烟道气的温度。 
31.权利要求10所述的方法，其中： 
所述第一管状部件在所述第一燃烧深度处具有下端； 
所述第一燃烧器被置于所述第一管状部件的所述下端；并且 
所述硬件进一步包括： 
第二管状部件，其位于所述管道内并且在比所述第一燃烧深度低的第二燃烧深度处具有延伸至所述富含有机物岩层的所述选定部分的下端；和 
第二燃烧器，其被置于所述第二燃烧深度处。 
32.权利要求31所述的方法，其中所述硬件进一步包括： 
第一管状通风帽，其紧接所述第一燃烧器下方布置；和 
第二管状通风帽，其紧接所述第二燃烧器下方布置。 
33.权利要求32所述的方法，其中所述硬件进一步包括： 
第三管状部件，其位于所述管道内并且在比所述第二燃烧深度低的第三燃烧深度处具有延伸至所述富含有机物岩层的所述选定部分的下端； 
第三燃烧器，其被置于所述第三燃烧深度处； 
第三管状通风帽，其紧接所述第三燃烧器下方布置；和 
绝缘层，其沿着所述第三燃烧器附近的所述管道的内径安置。 
34.权利要求32所述的方法，其中： 
所述第一燃烧器和所述第二燃烧器间隔20至150米。 
35.权利要求33所述的方法，其中： 
所述第一燃烧器、所述第二燃烧器和所述第三燃烧器每个都间隔20至150米。 
36.权利要求10所述的方法，其中： 
所述第一燃烧器沿着所述第二环状空间内的所述第一管状部件放置；并且 
所述硬件进一步包括： 
第二燃烧器，其沿着所述第二环状空间内的所述第一管状部件放置在所述富含有机物岩层的所述选定部分内的第二燃烧深度处，所述第二燃烧深度在所述第一燃烧深度之下。 
37.权利要求36所述的方法，其中： 
第一管状通风帽紧接所述第一燃烧器下方布置；和 
第二管状通风帽紧接所述第二燃烧器下方布置。 
38.权利要求37所述的方法，其中所述硬件进一步包括： 
第三燃烧器，其沿着所述第二环状空间内的所述第一管状部件放置在所述富含有机物岩层的所述选定部分内的第三燃烧深度处，所述第三燃烧深度在所述第二燃烧深度之下； 
第三管状通风帽，其紧接所述第三燃烧器下方布置。 
39.权利要求36所述的方法，其中所述第一燃烧器和所述第二燃烧器间隔20至100米。 
40.权利要求13所述的方法，其中所述第一管状通风帽由陶瓷或耐火金属制成。 
41.权利要求10所述的方法，其中所述第一燃烧深度在所述富含有机物岩层的所述选定部分的顶部附近。 
42.权利要求10所述的方法，其中所述第一燃烧器用电阻加热元件点燃。 
43.权利要求10所述的方法，其中所述第一燃烧器利用可拆卸电加热元件点燃，所述可拆卸电加热元件可被插入到管状部件中。 
44.权利要求10所述的方法，其中所述第一燃烧器通过向管状部件注入引火物质点燃。 
45.权利要求10所述的方法，其中所述氧化剂以所述化学计量燃烧量的2.0和5.0倍之间的质量流量注入。 
46.权利要求10所述的方法，其中所述可燃燃料为甲烷，所述氧化剂为空气，并且所述氧化剂以所述化学计量燃烧量的2.7和5.4倍之间的质量流量注入。 
47.权利要求10所述的方法，其中所述氧化剂以5,000至50,000kg/天的速率注 入。 
48.权利要求10所述的方法，其中所述氧化剂以10,000至25,000kg/天的速率注入。 
49.权利要求3所述的方法，其中所述氧化剂在50至250磅/平方英寸的压强下注入。 
50.权利要求3所述的方法，其中所述可燃燃料在大于200磅/平方英寸的压强下注入。 
51.权利要求14所述的方法，其中所述第一燃烧器和所述第二燃烧器每个都供应每米目标加热长度0.5至4.0kW的热能。 
52.权利要求10所述的方法，其进一步包括： 
加热位于所述油页岩地层中的油页岩以便将所述油页岩的至少一部分热解成烃流体，所述烃流体包括气体；并且 
采出所述气体。 
53.权利要求52所述的方法，其中所述可燃燃料的至少一部分由所述气体组成。 
54.权利要求53所述的方法，其进一步包括： 
处理所述气体以便从所述气体中基本上去除H2S。 
55.权利要求14所述的方法，其中： 
所述可燃燃料是燃料气；并且 
所述第一燃烧器和所述第二燃烧器的强度每个都通过调节所述燃料气的组成进行控制。 
56.权利要求3所述的方法，其中所述可燃燃料是用添加的惰性组分进行稀释的天然气。 
57.权利要求56所述的方法，其中所述添加的惰性组分包括二氧化碳(CO2)或氮气(N2)。 
58.权利要求3所述的方法，其中所述管道内向下流动的烟道气和所述第一环状空间中向上流动的烟道气之间的所述传热系数在所述第一燃烧深度下方平均为 小于50W/m2·℃。 
59.权利要求58所述的方法，其中所述管道内向下流动的烟道气和所述第一环状空间中向上流动的烟道气之间的所述传热系数在所述第一燃烧深度下方平均为25W/m2·℃。 
60.权利要求14所述的方法，其中所述第一燃烧器和所述第二燃烧器被设定大小以便每米期望加热的地层长度传递200至3,000瓦。 
61.原位加热富含有机物岩层的加热井，其包括： 
至少部分位于所述富含有机物岩层内的井筒中的套管，所述套管延伸至所述富含有机物岩层内的深度，所述套管基本上被封接到所述富含有机物岩层； 
所述套管内的管道，所述管道限定在所述管道和周围的套管之间的环状空间； 
第一管状部件，其位于所述管道内并且延伸至所述富含有机物岩层内的第一深度； 
第一燃烧器，其靠近所述第一管状部件的底端； 
第二管状部件，其位于所述管道内并且延伸至所述富含有机物岩层内的第二深度，所述第二深度低于所述第一深度； 
第二燃烧器，其靠近所述第二管状部件的底端； 
绝缘层，其在所述第一深度和所述第二深度每一个附近的所述管道上； 
其中所述第一和第二燃烧器的发热量、所述第一和第二燃烧器之间的间隔、所述绝缘层的长度或其组合被规定，以当所述加热井运行时在沿着所述富含有机物岩层的选定部分定位的所述套管内产生基本均匀的温度剖面，和 
其中将氧化剂或可燃燃料以化学计量燃烧流速的1.25至6.0倍的过量质量流速注入，其中选择所述过量质量流速以在沿着所述富含有机物岩层的所述选定部分的所述第一环状空间中提供更加均匀的温度剖面。 
62.权利要求61所述的加热井，其中所述第一和第二燃烧器被设定大小以便每米期望加热的地层长度传递200至3,000瓦。 
63.权利要求61所述的加热井，其进一步包括： 
第一管状通风帽，其紧接所述第一燃烧器下方布置；和 
第二管状通风帽，其紧接所述第二燃烧器下方布置。 
64.权利要求63所述的加热井，其进一步包括： 
第三管状部件，其位于所述管道内并且延伸至所述富含有机物岩层内的第 三深度，所述第三深度低于所述第二深度； 
第三燃烧器，其靠近所述第三管状部件的底端；和 
第二绝缘层，其沿着所述第三燃烧器附近的所述管道安置。 
65.原位加热富含有机物岩层的加热井，其包括： 
至少部分位于所述富含有机物岩层内的井筒中的套管，所述套管延伸至所述富含有机物岩层内或下方的深度，所述套管基本上被封接到所述富含有机物岩层； 
所述套管内的管道，所述管道限定在所述管道和周围的套管之间的环状空间； 
管状部件，其位于所述管道内并且至少延伸至所述富含有机物岩层，所述管状部件限定所述管状部件和所述周围的套管之间的第二环状空间； 
第一燃烧器，其在所述第二环状空间内并且在所述富含有机物岩层内的第一深度处沿着所述管状部件放置； 
第二燃烧器，其在所述第二环状空间内并且在所述富含有机物岩层内的第二深度处沿着所述管状部件放置，所述第二深度低于所述第一深度； 
绝缘层，其在所述第一深度和所述第二深度每一个附近的所述管道上； 
其中所述第一和第二燃烧器的发热量、所述第一和第二燃烧器之间的间隔、所述绝缘层的长度或其组合被规定，以当所述加热井运行时在沿着所述富含有机物岩层的选定部分定位的所述套管内产生基本均匀的温度剖面，和 
其中将氧化剂或可燃燃料以化学计量燃烧流速的1.25至6.0倍的过量质量流速注入，其中选择所述过量质量流速以在沿着所述富含有机物岩层的所述选定部分的所述第一环状空间中提供更加均匀的温度剖面。 
66.权利要求65所述的加热井，其进一步包括： 
第一管状通风帽，其紧接所述第一燃烧器下方布置；和 
第二管状通风帽，其紧接所述第二燃烧器下方布置。 
67.权利要求66所述的加热井，其进一步包括： 
第三燃烧器，其在所述第二环状空间内并且在所述富含有机物岩层内的第三深度处沿着所述管状部件放置，所述第三深度低于所述第二深度； 
第三管状通风帽，其紧接所述第三燃烧器下方布置；和 
绝缘层，其沿着所述第三燃烧器附近的所述管道的内表面安置。 
68.权利要求65所述的加热井，其中所述第一燃烧器和第二燃烧器被设定大小以便每米期望加热的长度传递200至3,000瓦。 
69.产生烃流体的方法，其包括： 
利用加热井原位加热富含有机物岩层；并且 
从所述富含有机物岩层生产烃流体，所述烃流体至少部分是由于位于所述富含有机物岩层中的地层烃的热解而产生，其中所述加热井包括： 
至少部分位于所述富含有机物岩层内的井筒中的套管，所述套管延伸至所述富含有机物岩层内的深度，所述套管基本上被封接到所述富含有机物岩层； 
所述套管内的管道，所述管道限定在所述管道和周围的套管之间的环状空间； 
管状部件，其位于所述管道内并且至少延伸至所述富含有机物岩层； 
第一燃烧器，其在所述富含有机物岩层内的第一深度处沿着所述管状部件放置； 
第二燃烧器，其在所述富含有机物岩层内的第二深度处沿着所述管状部件放置，所述第二深度低于所述第一深度； 
绝缘层，其沿着所述管道安置在至少所述第一和第二燃烧器附近； 
其中所述第一和第二燃烧器的发热量、所述第一和第二燃烧器之间的间隔、所述绝缘层的长度或其组合被规定，以当所述加热井运行时在沿着所述富含有机物岩层的选定部分定位的所述套管内产生基本均匀的温度剖面，和 
其中将氧化剂或可燃燃料以化学计量燃烧流速的1.25至6.0倍的过量质量流速注入，其中选择所述过量质量流速以在沿着所述富含有机物岩层的所述选定部分的所述第一环状空间中提供更加均匀的温度剖面。 
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