CN104583533A - 使用热管增强笼形包合物的开采 - Google Patents

Abstract

提供一种用于激发从储层采出烃的方法和系统。本方法和系统使用热管。所述系统和方法使用一个或多个密封细长中空管状容器(A、B、C、D)，其支撑于位于储层下方的地热热区中的地层中并由此向上延伸至储层。所述容器包括：(a)一个在储层下方地热热区中的底部(400)；(b)一个在储层内的顶部(300)；和(c)部分装填液体(200)，所述液体在底部蒸发形成蒸气并经由蒸气对流传热到顶部，所述热量在顶部被耗散到周围储层中，同时蒸气冷凝回液体并向下流到底部。所述储层可以是天然气笼形包合物储层。

Description

使用热管增强笼形包合物的开采

优先权

本申请要求2012年8月13日提交的标题为“使用被动热力学传热设备开采烃”的美国临时专利申请号61/682,569的优先权，其全部内容通过引用并入到本文中。本申请数据2013年8月13日提交的标题为“使用热管激发笼形包合物的开采”的待审专利序列号No._____________，其全部内容通过引用并入到本文中。

发明领域

本申请涉及使用被动热力学传热设备增强烃采出的方法和系统。具体地，本申请涉及通过使用热管增强开采包括天然气笼形包合物又称天然气水合物储层的烃储层的方法和系统。

发明背景

如果Hubbert峰值理论的支持者是正确的，世界石油产量将在某个时候达到峰值，即使现在还没有达到。无论如何，世界能源消费以一定速率持续上升，超过了新的石油发现。其结果是可能要开发替代能源，以及使油生产和油耗效率最大化的新技术。

在最大化开采石油方面，正在开发深水和永冻土层钻井技术，因为它们允许开采储层中以前认为不可获取的油和天然气。深水钻井是勘探和开采深度超过500英尺的油和天然气的方法。永冻层钻井是在季节性温度冷到足以形成永冻层的地区勘探和开采油和天然气的方法。二者多年以来在经济上不可实行，但随着油价的上涨，越来越多的企业现在通常会投资于这些领域。

除了常规油气的开发外，可以开发具有吸引力的替代能源。一种具有巨大潜力的替代能源是包合于所谓的笼形包合物材料中的海洋和永冻土层天然气。笼形包合物是一种化学化合物，其中一种材料(“主体”)的分子形成固体晶格包围一或多种其它材料(“客体”)的分子。笼形包合物也被称为包合物，笼形包合物的重要特征是并非所有晶胞都必须被填充(即它们是非化学计量的)和(多种)客体分子不是以化学键结合到主体晶格。

当水“主体”分子和某些低分子量烃类气体“客体”分子在较高压力和较低温度的适宜条件下汇聚就形成了天然存在的天然气笼形包合物。在这些条件下，“主体”水分子会形成可将一或多种烃“客体”气体分子捕集到其内部的笼子或晶体结构。大量的烃类气体通过此机理紧密堆积在一起。例如1立方米天然气水合物包含约0.8立方米水和标准温度和压力条件下常规为164立方米的天然气。

甲烷是天然存在的天然气笼形包合物中最常见的客体分子。许多其它低分子量气体也形成水合物，包括烃类气体如乙烷和丙烷以及非烃类气体如CO₂和H₂S。

天然气水合物自然形成并在地表下约200米深处的永久冻土区广泛发现，蕴含在永久冻土层内和以下区域。天然气水合物也在中至低纬度地区水深通常大于500米(1600英尺)和在高纬度地区水深通常大于150-200米(500-650英尺)的沿大陆边缘处的沉积物中被广泛发现。水合物稳定区的厚度随温度、压力、形成水合物的气体组成和可得性、地层下的地质条件、水深、盐度和其它因素而变化。

全球包合在天然气水合物中的甲烷估计量差别很大，最早的估计范围为介于100000至100000000万亿立方英尺(TCF)之间。由于在90年代中开始使用专用钻井，研究人员了解到天然气水合物在海洋沉积物孔隙空间内的百分比(称为天然气水合物饱和度)通常远低于理论最大饱和度。这导致全球包合在天然气水合物中的甲烷量向下修正为100000至5000000TCF，最常引用的估计量为700000TCF(数字不包括位于南极和高山冻土区的任何水合物)。即使是最低的估计量也是一个巨大的潜在新能源，相当于超过美国天然气消费量的4000倍或全世界已探明的天然气资源量的18倍。

尽管认识到全球范围内包合的甲烷只有一小部分可被浓缩到和可获得到足以采出，并承认迄今为止从未有天然气水合物的长期开采试验，但天然气水合物显然仍有潜力成为一个世界上非常大的新能源。

为从天然气水合物中采出气体，天然气水合物必须首先通过以下四种方法之一或任何组合转化回(“分解”)水(液体或冰)和可采出的游离气体分子：

·加热直到天然气水合物的相稳定壳破坏

·减压直到天然气水合物的相稳定壳破坏

·加入水合物抑制剂如盐、甲醇等转化相稳定壳至天然气水合物的相稳定壳破坏

·分子替代法，一种类型的客体分子被另一种类型的所替代

虽然仅做了少量的天然气水合物开采试验，都是在非常有限的时间内，但储层模拟和实验室试验的大量工作已使本领域技术人员相信通常减压法将是天然气水合物开采的最经济形式。

还有一种广泛持有的观点是可以采用主流常规和生产技术来开采天然气水合物。

无论何种开采方法，天然气水合物的分解是一个吸热过程，这意味着它是受限于附近有多少可用热能的过程。由于进行了吸热分解过程并从相邻沉积物中吸取热能，这导致它们冷却。冷天然气水合物分解的自然结果是储层相邻部分可能冻结。储层相邻部分的冻结事实上会堵塞油井，因为冻结储层到自然解冻需要很长的时间跨度。施加局部热量来解冻冻结储层也将是一种可能的解决方案，但需要施加如此多的热量所带来的经济问题将使该方法望而却步。

压力和/或温度处于水合物相稳定性区域内的天然气水合物储层(即极冷和/或极高压力下的储层)将需要大幅度降压和/或加热以激发分解反应且有可能在环绕天然气水合物的上方和下方沉积物中具有受限的环境热能以支持经济速率地采气。因此，最理想的天然气水合物储层是温暖和处于或接近相稳定壳的储层。不幸的是，给定的天然气储层是否满足这种理想特性在地质上是一个碰运气的事。

迄今大部分对天然气水合物的研究都集中在基础研究以及水合物储层的勘探和表征方面。商业上可行且环境上可接受的开采方法仍然处于初期开发阶段。

在这些额外的烃源变为商业可行能源之前必须要进一步开发新技术。

发明概述

如本文所述，提供了用于增强烃采出的方法和系统。

在一个实施方案中，提供了用于增强开采一或多个储层的系统。所述系统包括一个或多个位于套管井中的密封细长中空管状容器，且采出井安装在所述容器之上的套管井中。该容器包括：(a)在储层下方地热热区中的底部；(b)在储层内的顶部和(c)部分装填液体，所述液体在底部蒸发形成蒸气并经由蒸气对流传热到顶部，热量在顶部被耗散到周围储层中同时蒸气冷凝回液体并向下流到底部。在一个实施例中储层是一个天然气水合物储层。

在另一个实施方案中，提供了增强从储层采出烃的方法。该方法包括：a)定位储层和b)将一个或多个密封细长中空管状容器插入在储层下方地热热区的地层中并由此向上延伸至所述储层。该容器包括：(i)在储层下方地热热区中的底部；(ii)在储层内的顶部和(iii)部分装填可在底部蒸发形成蒸气的液体。所述方法进一步包括(c)通过蒸气对流到顶部将储层下方地热热区的热量传递到储层内，热量在顶部被耗散到周围储层中同时蒸气冷凝回液体并向下流到底部；d)提高储层的温度；e)从储层采出烃；和f)收集烃。在一个实施例中储层是一个天然气水合物储层。

在另一个实施方案中，提供了增强天然气水合物采出的方法。该方法包括：a)定位温度和压力处于使得天然气水合物稳定的温度和压力下的天然气水合物储层和b)将一个或多个密封细长中空管状容器插入在天然气水合物储层下方地热热区的地层中并由此向上延伸至天然气水合物储层。该容器包括：(i)在天然气水合物储层下方地热热区中的底部；(ii)在天然气水合物储层中的顶部和(iii)部分装填可在底部蒸发形成蒸气的液体。所述方法进一步包括(c)通过蒸气对流到顶部将天然气水合物储层下方地热热区的热量传递到天然气水合物储层内，热量在顶部被耗散到周围储层中同时蒸气冷凝回液体并向下流到底部和d)提高天然气水合物储层的温度使储层移动到接近但不越过分解的相边界；e)激发分解；f)采出天然气；和g)收集从水合物中采出的天然气。

附图简介

图1例示了插入要开采储层下方地热热区的地层中的容器的四个实施方案(A、B、C和D)。

图2例示了增强海底下天然气水合物储层开采的系统。

发明详述

本申请提供用于增强一个或多个储层开采的方法和系统。本方法和系统利用热管。所述的增强储层开采的方法和系统降低了相关储层的开采成本并且也能提高烃产率和效率到高于现有条件。所述储层可以是天然气水合物储层。

定义

在此详细说明中，采用下面的缩写和定义。必须注意的是，本文所用的单数形式“一种”和“该种”包括复数对象，除非上下文另有明确说明。因此，例如提及的“液体”包括一个和多种液体。

除非另有说明，在以下说明书和权利要求中所用术语具有如下指定含义：

“容器”是一个或多个密封细长空心管。

“NHG”是天然气水合物或笼形天然气水合物。

“储层”是烃储层，本文所述的储层包括天然气水合物储层、重油储层和沥青砂岩储层。

“地热热区”或GTHZ是指位于地球更深处因而比储层更热的区域。由于地温梯度，更深位置要更热。

本文所述的“液体”是在适当压力下具有适当沸点以便能在GTHZ温度或/或更低温度下沸腾的流体。液体例如包括丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、二甲醚、乙酸甲酯、氟苯、2-庚烯、二氧化碳、氨以及它们的混合物。液体包括综合考虑能在GTHZ区于GTHZ相关压力下沸腾形成蒸气和能在储层的温度和压力下冷凝回液体的具有适宜沸点的任何流体。

“相边界”涉及物质组织形态的变化，例如从液体变为蒸气/气体或者固体变为液体。当一种物质发生相变(物质从一个状态变化到另一个状态)时，它通常会吸收或释放能量。相图是表示物质不同相态和每个相态存在条件的常用方法。

“远海”是指离海岸至少100、更优选为500英里处的地区。

“海下“是指水面下有一定深度处。

“任选的”或“任选地”是指随后描述的事件或情形可以、但不是必须发生，并且该描述包括事件或情形发生的实例和没有发生的实例。

本申请涉及开发那些传统上因经济和/或技术原因难以开发的储层。这些储层包括天然气水合物储层、重油储层和沥青砂岩储层。要开采重油储层和沥青砂岩储层，必须要促使相态从固体转变为液体或从高粘度的变为较低粘度，以便泵送所期望的烃产品。要采出被包合在水合物中的天然气，必须要移动天然气水合物到接近但不越过分解的相边界，然后以受控方式促使分解以得到所需的天然气产品。

本系统和方法解决了以经济可行和环境友好方式加热这些储层的问题。本系统和方法增强了从这些非常规储层中采出烃。

本申请的系统和方法增强了从这些一或多个储层中采出烃。所述系统和方法采用一或多个支撑于地层中的密封细长中空管状容器，其位于储层下方的地热热区并由此向上延伸至储层。地热热区是在地球较深位置因而比储层热。地热热区可以是40-150℃。在一些实施例中，地热热区可以是40℃。在另一些实施方案中，地热热区可以是60℃或100℃。地热热区的温度将取决于位置和深度。温度可以通过常规方法由本领域普通技术人员来测定。

所述容器包括一个在储层下方地热热区中的底部和一个在储层内的顶部。容器有适当长度并插入地层中以使它们处在地层中所期望的位置，它们插入的方式是使其底部深达温度适当高于储层的地热热区中和顶部处于要开采的储层中。地热梯度导致随深度增加而温度升高且可由本领域普通技术人员测定。

所述容器采用基于地层自然温差的被动式热交换。容器不需要泵或任何移动部件。因此本系统简单、低成本和坚固耐用。

所述容器被部分装填液体。部分装填液体的容器是密封的。根据容器内密封压力和容器底部的地热温度来选择液体。所选择的液体应使在容器底部的温度和压力下液体沸腾形成蒸气和在储层内的容器顶部的压力和温度下液体冷凝回液体。了解地热热区和储层的温度和确定适当的容器密封压力，本领域普通技术人员可以容易地选择液体。所用液体在适当的压力下具有适当的沸点以使其在地热热区的温度/或更低温度下能沸腾和在储层温度/或更低温度下能冷凝。所述液体可选自丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、二甲醚、乙酸甲酯、氟苯、2-庚烯、二氧化碳、氨和它们的混合物。

本领域普通技术人员可以计算所述容器的插入深度以实现利用液体的性质和密封压力将热量从储层下方的地热热区传递到储层内。本领域的普通技术人员也可基于所期望的加热量来确定所需的容器数量和容器的排列密度。

液体在容器底部蒸发形成蒸气并通过蒸气的对流传热到顶部，所述液体在底部蒸发形成蒸气并经由蒸气对流传热到顶部，热量在顶部被耗散到周围储层中同时蒸气冷凝回液体并向下流到底部。此循环无限重复，将热量从地热热区传递到储层。

为方便起见，所述容器可以使用普通钻井设备和工具、开采烃储层所必须的钻井设备和工具来制造并插入适当的位置。容器可以是装填液体并在压力下密封的一或多个接头的新或旧钻井管，装填液体并在压力下密封的一或多个接头的新或旧钻井套管或是装填液体并在压力下密封的一或多个一定长度的管。所述管可以由任何适当的材料例如包括金属或聚合物制造。所述容器可用可拆卸式封隔器或可拆卸式密封件进行密封。

所述容器可以放置在套管井中或裸眼井中。钻井在地面与系统顶部之间可用钻井泥浆或混凝土进行密封。若容器放置在套管井中，后期在适合开始从储层采出烃的时候，可将采出井安装到同一套管井中。在用于增强从一或多个储层中采出烃的系统中，所述容器可放在套管井中且采出井可安装在所述容器之上的套管井中。

这些容器出现故障时，容器外部的任何破口就会释放出液体并分散于所处位置的沉积物中，则容器将停止运行而变成深埋管桩。通过适当选择埋放深度、压力和装填液体，这些容器不会过度加热所述储层。

容器形成一个竖向的用于液体和蒸气循环的封闭环路，能够从地热热区向储层内进行被动热交换。这样，所述容器加热储层在储层内产生所期望的结果。例如，对于重油或沥青砂岩储层，容器加热储层是的烃产物的粘度降低。对于天然气水合物油储层，所述容器加热储层使所述水合物移动到接近而不是越过分解的相边界。然后以受控方式并在适当的时间促进分解反应，作为提高天然气从水合物中采出产量的方法的一部分。

所述容器可以在其内表面和/或外表面用保护材料进行处理。这些保护材料可以保护容器整体不受所埋放环境的影响。这些保护材料也可以保护容器内表面不受液体的影响。这些保护材料也可以是绝热的且协助提供适当环境用于液体的热交换。因此，所述保护材料可以是耐腐蚀、绝热和类似物。

所述容器可包括一或多个上高于所述底部和低于所述顶部的内或外绝热部分以使从所述地热热区到储层的传热最大化。绝热可由各种手段构造，例如双壁管，任选地在管壁之间使用泡沫或真空。也可以应用各种组合的泡沫绝缘材料。绝缘部件可以是沿容器长连续的或间断的，并且可以由单层或多层绝缘材料和它们的任意组合构成。

所述容器可以插入地面，以水平到垂直的之间的任何角度或任何组合角度沿容器长从地热热区延伸到储层。所述容器可以包含弯曲段以使角度与所述全部长度的容器不一致。在某些实施方案中，容器是以45℃和垂直之间的角度被插入。所述角度必须允许所述液体蒸发和冷凝以及从地热热区的传热量到储层。

所述容器可以包括附加的组件以提高底部到顶部之间和系统与周围地层之间的传热性能和/或效率。例如，容器可包括内挡片或板以协助液体汽化的和冷凝，容器还可包括外翅片或板。特别地，最好在顶部和/或底部处放置这些外翅片或板通过扩大暴露表面积以提高和增加系统与周围地层之间的传热。这些附加组件可以在插入之前或之后容器安装到所述容器。

所述容器可按容器横穿多于一个储层的方式插进地面。这样，容器在另加储层内有一个上部。此上部不同于顶部，另加储层不同于顶部所在的储层。在这种情况下，所述容器可在各个储层之间的容器区域以及在地热热区底部以上的区域包括绝热措施。

图1例示了插入要开采储层下方地热热区中的容器的四个实施方案(A、B、C和D)。图1中的容器A例示了一个包括在储层(100)下方的地热热区(400)中的底部和储层(100)内的顶部(300)的容器。容器被部分装填液体(200)，所述液体在容器底部蒸发形成蒸气并经由蒸气对流传热到容器顶部，热量在容器顶部被耗散到周围储层，加热储层并提高储层温度，同时蒸气在容器内冷凝回液体并向下流到底部。

图1中的容器B例示了一个有内挡片或板(500)以协助液体(200)蒸发和冷凝的容器。内挡片或板(500)的位置介于储层(100)下方地热热区中的底部(400)与储层(100)内的顶部(300)之间。

图1中的容器C例示了一个在底部(400)之上和顶部(300)之下有绝热部分(600)以使从地热热区到储层传热最大化的容器。

图1中的容器D例示了一个以容器横穿两个储层(100和110)的方式插入地面的容器。两个储层(100和110)是不同的。所述容器包括一个在储层(100和110)下方地热热区中的底部(400)、一个在储层(100)内的顶部(300)和一个在储层(110)内的中间部。容器被部分装填可在容器底部蒸发形成蒸气的液体(200)。所述容器在储层(100和110)之间的容器区域包括绝热部件(620)和在地热热区中的底部(400)之上的区域包括绝热部件(610)。

这些例示的意图并不是限制性的。所述容器可以包括其它部件，如在底部(400)和/或顶部(300)处包括外翅片或板以使从地热热区到储层的传热最大化。

这些容器应用于增强从储层采出烃的方法中。所述方法包括：a)定位储层、b)将一个或多个密封细长中空管状容器插入到储层下方地热热区的地层中并由此向上延伸至所述储层、(c)热量从储层下方地热热区传递到储层内、d)提高储层的温度；e)从储层采出烃；和f)收集烃。所述容器包括一个在储层下方地热热区中的底部和一个在储层内的顶部。容器被部分装填可在底部蒸发形成蒸气的液体。通过蒸气对流热量被传递到容器顶部，热量在顶部处耗散于周围储层中，同时蒸气冷凝回液体并向下流到容器底部。耗散到周围储层中的热量提高了储层的温度。提高储层的温度提高了烃采出速率和效率到高于现有条件。

如本文所述，储层可以是天然气水合物储层、重油储层或沥青砂岩储层。在一个实施方案中储层是天然气水合物储层。根据设计参数、实际地下条件、地面容器中的时间等因素，开采激发可达到或不达到储层相变或粘度显著降低的程度。根据储层决定增强开采的方法包括相变或粘度显著降低，以使烃产品可以收集。

储层可通过常规方法进行定位。沥青砂岩储层常见于加拿大和委内瑞拉。天然气水合物是深海和永久冻土环境常见的成分。本领域普通技术人员可以识别适合开发的储层大小和位置。在本申请的某些实施方案中，所述系统可被插入到现有的已开采储层以增强从中采出烃且所述方法可以应用于已开采的储层以提高烃的采出速率和降低生产成本。

在本发明方法的某些实施方案中，储层可以是天然气水合物储层，可升高储层的温度使储层移动到接近但不越过分解的相边界。适当时，所述的增强采出方法进一步包括降低天然气水合物储层的压力和/或提高温度到超过NGH相稳定边界来激发分解，产出天然气并收集从水合物中产出的天然气。每立方米天然气水合物含有0.8立方米的水和多达170立方米的甲烷气。

深水笼形包合物和永冻土储层分别在海底和陆地表面下相对较浅深度，因此钻井和放置大量容器用于增强储层开采的成本不是很昂贵。在增强开采的方法中，可以大面积放置容器，并使其在一段时间自动操作直到天然气水合物储层处于采出的最佳条件。这一段时间的范围可以从几天到几个月到几年。当准备开始开采储层时，套管井可用于采出井的安装。当开始采出时，可放置另外的容器提供额外加热用于增强采出。容器可在最初时插在套管井中并为开始采出做好准备，采出井可被安装在容器上方的同一套管井。在采出过程中，剩余的容器将继续给储层加热以防形成二次水合物并流向采出井发生阻塞。此外，当在这些容器所在区域的采出被激发时可分批移除容器，这些容器可重新放到下一个开发的开采区。

在另一些增强开采方法的实施方案中，所述储层可以是重油储层且可提高储层的温度以使得重油粘度降低。重油粘度可降低到重油能自由流动的点。本文所描述的系统可使粘度显著降低到重油自由流动的点或利用额外技术达到重油可自由流动的点。若需要进一步降低重油的粘度，本领域普通技术人员可以从常规方法中选择这些额外技术，例如蒸汽注入法、溶剂萃取法、增加额外热源。适当时，增强采出的方法包括将加热的重油流动到井眼并收集重油。

在另一些增强采出方法的实施方案中，所述储层可以是沥青砂岩且可提高储层的温度以使储层中的烃从固体最终变为液体。温度可持续升高到储层中的烃从固体变为液体的点。本文所描述的系统可使沥青砂岩液化或可利用额外技术达到沥青砂岩液化的点。若需要的话，本领域普通技术人员可以从常规方法中选择这些额外技术，例如蒸汽注入法、溶剂萃取法、增加额外热源。适当时，增强采出的方法包括将液化的沥青砂岩烃流动到井眼并收集液化的沥青岩产物。

根据地热梯度和预计的密封压力，所选液体在适当的压力下具有适当沸点，以使其加热热区的温度和/或更低温度下能够沸腾和在储层温度和/或更低温度下能够冷凝。

密封细长的中空管状容器被插入到储层下方地热热区的地层中并由此向上延伸到储层。本领域普通技术人员可以计算所述容器的插入深度以实现利用液体的性质和密封压力将热量从储层下方的地热热区传递到储层内。

液体在容器底部蒸发形成蒸气并通过蒸气的对流传热到顶部，所述液体在底部蒸发形成蒸气并经由蒸气对流传热到顶部，热量在顶部被耗散到周围储层中同时蒸气冷凝回液体并向下流到底部。此循环无限重复，将热量从地热热区传递到储层。

热量从较深地层传递到储层提高了储层的温度。提高储层温度导致烃储层在储层内发生变化，如何变化取决于所选的储层。如上所述，当储层是重油储层时，温度升高降低了油的粘度。当储层是焦油砂岩储层时，温度升高最终导致烃产物相态从固体变为液体。当储层是天然气水合物储层时，温度升高将使储层移动到接近但不越过分解的相边界。在本方法中，温度的提高和烃储层特性的改变降低了与开发储层和获得产品相关联的开采成本，也提高了天然气的采出率。

在增强采出的方法中，本领域普通技术人员可以根据烃储层的特性判断何时适合开始开采储层。烃储层被开采并收集，然后可改质升级为可销售烃。在增强采出的方法中，本文所公开的系统也可以被加到现有油田中以增强它们的采出。使用本文公开的系统增强采出能提高的烃的采出速率和效率。

图2例示了增强开采位于海底下的天然气水合物储层(100)的系统。图2的系统包括容器(A)。图2例示了海面(10)和海底(20)且容器(A)被插入海底。

容器A被放在套管井中，用开眼井机械(50)进行密封，以使后期在适合开始从储层采出烃的时候，可将采出井安装到同一套管井中。在采出过程中，剩余的容器A将继续给储层加热以防形成二次水合物并流向采出井发生阻塞。容器A可用可拆卸式封隔器或可拆卸式密封件(60)进行密封。容器A还包括一个储层(100)内的顶部(300)和一个在储层(100)下方地热热区中的底部(400)。容器被部分装填能在容器底部形成蒸气的液体(200)，所述液体通过蒸气对流将热量传递到容器顶部。热量在容器顶部被耗散到周围储层中，加热储层使储层温度提高，同时蒸气在容器内冷凝回液体并向下流到底部。

尽管本发明已详细地并参照其具体实施方案进行了描述，但对本领域技术人员而言，在不脱离其精神和范围内可以做各种变化和修改是显而易见的。

Claims (15)

1.用于增强开采一或多个储层的系统，包括(i)一个或多个密封细长中空管状容器，其被放置在套管井在并支撑于位于所述储层下方的地热热区中的地层中并由此沿容器长以任何角度-包括和介于水平和垂直之间的角度或任何这样的角度组合-向上延伸至储层和(ii)安装在容器之上的套管井中的采出井，

其中所述容器包括(a)在所述储层下方的所述地热热区中的底部；(b)在所述储层内的顶部；和(c)部分装填有液体，所述液体在所述底部蒸发形成蒸气并经由蒸气对流传热到所述顶部，所述热量在顶部被耗散到周围储层中同时蒸气冷凝回液体并向下流到所述底部,其中所述容器形成一个竖向的用于液体和蒸气循环的封闭环路，使得能够从所述地热热区向所述储层内进行被动热交换。

2.权利要求1的系统，其中所述液体选自丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、二甲醚、乙酸甲酯、氟苯、2-庚烯、二氧化碳、氨和它们的混合物。

3.权利要求1的系统，其中所述容器选自装填液体并在压力下密封的一或多个接头的新或旧钻井管，装填液体并在压力下密封的一或多个接头的新或旧钻井套管，和装填液体并在压力下密封的一或多个一定长度的管。

4.权利要求3的系统，其中所述容器放置在套管钻井中或裸眼井中，且其中所述钻井用钻井泥浆或混凝土进行密封。

5.权利要求3的系统，其中所述容器放置在套管钻井中或裸眼井中，且所述容器用可拆卸式封隔器或可拆卸式密封件进行密封。

6.权利要求1的系统，其中所述容器在其内表面和/或外表面用保护材料进行处理，所述保护材料是耐腐蚀或绝热的。

7.权利要求1的系统，其中所述容器在底部之上和顶部之下进一步包括一或多个内或外绝热部分。

8.权利要求1的系统，其中所述容器进一步包括在一或多个另外储层内的上部，并且所述容器在各储层间的容器区域包括绝热。

9.权利要求1的系统，其中所述容器进一步包括内挡片或板。

10.权利要求1的系统，其中所述容器在顶部和/或底部进一步包括外翅片或板。

11.增强从储层开采烃的方法，包括：

a)定位储层；

b)将一个或多个密封细长中空管状容器插入在所述储层下方的地热热区的地层中并由此向上延伸至所述储层，所述容器包括：(i)在所述储层下方的所述地热热区中的底部；(ii)在所述储层内的顶部；和(iii)部分装填可在底部蒸发形成蒸气的液体，其中所述容器形成一个竖向的用于液体和蒸气循环的封闭环路，使得能够从所述地热热区向所述储层内进行被动热交换；

c)通过蒸气对流到所述顶部将所述储层下方的所述地热热区的热量传递到所述储层内，所述热量在所述顶部被耗散到周围储层中，同时蒸气冷凝回液体并向下流到所述底部；和

d)提高所述储层的温度；

e)从所述储层采出烃；和

f)收集烃。

12.权利要求11的方法，其中所述储层是天然气水合物储层且所述方法包括使储层移动到越过相边界来激发分解，采出天然气，并收集从水合物产出的天然气。

13.权利要求11的方法，进一步包括根据所述地热热区和密封压力来选择液体和计算容器的插入深度以实现利用液体和密封压力通过对流将热量从储层下方地热热区传递到储层内。

14.权利要求11的方法，进一步包括将容器放入套管井中和在容器之上的套管井中安装采出井。

15.增强开采天然气水合物的方法，包括：

a)定位处于使得天然气水合物稳定的温度和压力下的天然气水合物储层；

b)将一个或多个密封细长中空管状容器插入在所述天然气水合物储层下方的地热热区的地层中并由此向上延伸至天然气水合物储层，所述容器包括：(i)在所述天然气水合物储层下方的地热热区中的底部；(ii)在所述天然气水合物储层中的顶部；和(iii)部分装填可在底部蒸发形成蒸气的液体；

(c)通过蒸气对流到所述顶部将所述天然气水合物储层下方的地热热区的热量传递到所述天然气水合物储层内，所述热量在所述顶部被耗散到周围储层中，同时蒸气冷凝回液体并向下流到所述底部；和

d)提高所述天然气水合物储层的温度使储层移动到接近但不越过分解的相边界；

e)通过降低所述天然气水合物储层的压力和/或提高温度到超过天然气水合物相稳定边界来激发分解；

f)采出天然气；和

g)收集从水合物中采出的天然气。