EA004096B1 - Устройство и способ электрического подогрева скважины - Google Patents
Устройство и способ электрического подогрева скважины Download PDFInfo
- Publication number
- EA004096B1 EA004096B1 EA200201129A EA200201129A EA004096B1 EA 004096 B1 EA004096 B1 EA 004096B1 EA 200201129 A EA200201129 A EA 200201129A EA 200201129 A EA200201129 A EA 200201129A EA 004096 B1 EA004096 B1 EA 004096B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- mineral
- formation
- conductor
- insulated
- electrical conductor
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 218
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 109
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 77
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 77
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 48
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 48
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 43
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 13
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910000570 Cupronickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N copper nickel Chemical compound [Ni].[Cu] YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims abstract description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 37
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 15
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 10
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 9
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 abstract 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 83
- 239000011257 shell material Substances 0.000 description 19
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 15
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 10
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 9
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 9
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 9
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000003079 shale oil Substances 0.000 description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 4
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N beryllium oxide Inorganic materials O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 1 psope1 600 Chemical compound 0.000 description 1
- FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 2-iodoquinoline Chemical compound C1=CC=CC2=NC(I)=CC=C21 FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000792 Monel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000012812 sealant material Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 238000005486 sulfidation Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 235000021419 vinegar Nutrition 0.000 description 1
- 239000000052 vinegar Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B36/00—Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones
- E21B36/04—Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones using electrical heaters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/58—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids
- C09K8/592—Compositions used in combination with generated heat, e.g. by steam injection
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B36/00—Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones
- E21B36/001—Cooling arrangements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B41/00—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
- E21B41/005—Waste disposal systems
- E21B41/0057—Disposal of a fluid by injection into a subterranean formation
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
- E21B43/2401—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection by means of electricity
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
- E21B43/243—Combustion in situ
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/30—Specific pattern of wells, e.g. optimising the spacing of wells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
- Liquid Developers In Electrophotography (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
Abstract
Устройство, предназначенное для подогрева подземной формации, содержащей углеводороды, такой как месторождение угля или сланцевой нефти, содержит удлиненный электрический проводник, установленный внутри скважины с подогревом, проходящей через формацию, для обеспечения излучения тепла, по меньшей мере, в часть формации при работе так, чтобы начался пиролиз углеводородов, причем этот проводник, по меньшей мере, частично окружен слоем электрической изоляции, который содержит гранулированный изолирующий минеральный материал, так, что этот слой заключен внутри оболочки, устойчивой к коррозии, и при этом формируется недорогой и долговечный электрический нагреватель.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу и системе для подогрева формации, содержащей углеводороды, такой как угольный пласт или месторождение сланцевой нефти, окружающей скважину подачи тепла.
Уровень техники
Использование тепла в формациях сланцевой нефти описано в патентах И8 №№ 2,923,535 автора Люнгстром (ЦипдЯгот) и 4,886,118 авторов Ван Меурс и др. (Уаи Меига с1 а1.). В этих публикациях известного уровня техники описано, что электрические нагреватели передают тепло в формацию сланцевой нефти для пиролиза керогена в формации сланцевой нефти. Тепло также позволяет производить растрескивание формации для повышения ее проницаемости. Повышенная проницаемость позволяет текучей среде проходить в эксплуатационную скважину, где жидкость удаляют из формации сланцевой нефти. В некоторых процессах, описанных, например, автором Люнгстром, для инициирования горения газообразную среду, содержащую кислород, подводят в проницаемый пласт, предпочтительно, пока он находится в горячем состоянии, после этапа предварительного нагрева.
В патенте И8 № 2,548,360 описан электрический нагревательный элемент, помещенный в вязкую нефть внутри скважины. Нагревательный элемент нагревает и, таким образом, разжижает нефть, что позволяет откачивать ее из скважины. В патенте И8 № 4,716,960 описан трубопровод с электрическим подогревом нефтяной скважины, который выполняется путем пропускания тока с относительно низким напряжением через трубопровод, для предотвращения формирования твердых веществ. В патенте И8 № 5,065,818 автора Ван Эгмонд (Уап Едтоиб) описан электрический нагревательный элемент, который цементируют в скважине без обсадной трубы, окружающей нагревательный элемент. В патенте И8 № 6,023,554 авторов Винегар (Ушедат) и др. описан электрический нагревательный элемент, который устанавливают внутри обсадной трубы. Нагревательный элемент генерирует излучаемую энергию, которая нагревает обсадную трубу. Гранулированный твердый материал наполнителя может быть помещен между обсадной трубой и формацией. Обсадная труба может передавать тепло в материал наполнителя, который, в свою очередь, передает тепло в формацию.
В патенте И8 № 4,570,715 авторов Ван Меурс и др. описан электрический нагревательный элемент. Нагревательный элемент содержит электропроводный сердечник, окружающий слой изолирующего материала, и окружающую металлическую оболочку. Электропроводный сердечник может иметь относительно низкое сопротивление при высоких температурах. Изо лирующий материал может иметь свойства электрического сопротивления, прочность на сжатие и теплопроводность с относительно высокими значениями при высоких температурах. Изолирующий слой позволяет предотвращать образование дуги от сердечника на металлическую оболочку. Металлическая оплетка может иметь свойства высокой прочности на разрыв и сопротивления ползучести при высоких температурах.
В патенте И8 № 4,704,514 автора Ван Эгмонд описан электрический нагревательный элемент с минеральной изоляцией, который устанавливают в скважину с подогревом с обсадной трубой.
В патенте И8 № 5,060,287 автора Ван Эгмонд описан электрический нагревательный элемент, содержащий сердечник из медноникелевого сплава, который помещен внутри цементной оболочки, окружающей обсадную трубу скважины.
Настоящее изобретение направлено на улучшенный, не дорогой способ нагрева скважины изнутри и устройство, которое может быть выполнено для передачи управляемого количества тепла равномерно в формацию в течение длительного периода времени.
Сущность изобретения
Устройство, в соответствии с настоящим изобретением, содержит электрический проводник, выполненный таким образом, чтобы его можно было помещать в скважину с подогревом, проходящую через формацию, для обеспечения излучения тепла, по меньшей мере, в части формации во время использования, в которой электрический проводник, по меньшей мере, частично окружен слоем электрического изолятора, который содержит изолирующий минеральный материал, и электрический проводник помещен внутри, по меньшей мере, частично не обсаженной секции, заполненной текучей средой в скважине с подогревом.
Предпочтительно, изолирующий минеральный материал содержит окись магния и/или другие минеральные частицы в виде гранул и примеси с меньшим размером гранул, чем частицы минеральных гранул, которые расположены внутри оболочки, которая содержит материал, стойкий к коррозии, такой, как нержавеющая сталь. Промежутки пор между частицами минеральных гранул могут быть заполнены электроизолирующей текучей средой, такой, как инертный газ.
Электрический проводник, соответственно, содержит медно-никелевый сплав и выполнен в виде, по существу, гибкого кабеля. Элемент держателя позволяет закреплять электрический проводник с минеральным изолятором. Крепление и установка по центру электрического проводника с минеральным изолятором на элементе держателя осуществляется с помощью набора центраторов.
Электрический проводник с минеральным изолятором, предпочтительно, выполнен таким образом, что во время использования происходит излучение от 0,6 до 3 кВт на погонный метр длины электрического проводника с минеральным изолятором в формацию, окружающую скважину.
Способ, в соответствии с настоящим изобретением, включает использование электрического тока в электрическом проводнике с минеральным изолятором для получения излучаемого тепла, по меньшей мере, в части формации, в котором электрический проводник с минеральным изолятором расположен внутри, по меньшей мере, частично не обсаженной секции скважины с подогревом, заполненной текучей средой, проходящей через формацию и позволяет передавать излучаемое тепло от проводника с минеральной изоляцией в часть формации.
Способ, предпочтительно, содержит передачу от 0,6 до 1,5 кВт излучаемого тепла на погонный метр длины проводника с минеральной изоляцией в часть формации, содержащей углеводороды, окружающей скважину с подогревом, нагревая, таким образом, по меньшей мере, часть формации, окружающую скважину с подогревом, по существу, для обеспечения пиролиза углеводородов в указанной части формации, окружающей скважину с подогревом.
Перечень фигур чертежей
Настоящее изобретение будет более подробно описано на примере со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых на фиг. 1 показан схематичный вид в трех измерениях проводника с минеральной изоляцией в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг. 2 изображена скважина с подогревом, в которой узел из трех проводников с минеральной изоляцией подвешен с помощью элемента держателя;
на фиг. 2А изображена в более крупном масштабе, чем показано на фиг. 2, деталь электрических соединителей на верхних концах проводников с минеральной изоляцией, показанных на фиг. 2; и на фиг. 3 изображено устье скважины с подогревом, в котором подвешивается множество проводников с минеральной изоляцией.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
На фиг. 1 представлен вид в перспективе концевой части нагревателя 562 в виде изолированного проводника. Нагреватель 562 в виде изолированного проводника может иметь требуемую форму поперечного сечения, такую как круглую (как показано на фиг. 1), треугольную, эллипсоидальную, прямоугольную, шестиугольную или неправильную форму, т.е. без ограничения. Нагреватель в виде изолированного проводника может включать электрический проводник 575, слой 576 электрической изоляции и окружающую оболочку 577. Проводник
575 может нагреваться, благодаря наличию сопротивления, когда через проводник пропускают электрический ток. Для нагрева проводника
575 может использоваться переменный или постоянный ток. В настоящем варианте воплощения, может использоваться переменный ток с частотой 60 Гц.
В некоторых вариантах воплощения электрическая изоляция 576 предназначена для предотвращения утечки тока и может предотвращать образование дуги между проводником и оболочкой 577. Через электрическую изоляцию
576 также может передаваться тепло, генерируемое в проводнике 575, на оболочку 577. Оболочка 577 может излучать или проводить тепло в формацию. Нагреватель 562 в виде изолированного проводника может иметь в длину 1000 м или больше. В варианте воплощения нагревателя в виде изолированного проводника, нагреватель 562 в виде изолированного проводника может иметь длину от приблизительно 15 м до приблизительно 950 м. В вариантах воплощения нагревателя в виде изолированного проводника, поставляемые коммерческие нагреватели в виде изолированного проводника имеют длину приблизительно от 100 до 500 м (например, 230 м). Размеры оболочки и/или изолированного проводника могут быть сформированы таким образом, чтобы изолированный проводник имел достаточную прочность для того, чтобы обеспечивалось его самостоятельное удержание даже на верхних пределах рабочих температур. Такие изолированные кабели могут подвешиваться в устье скважины или могут устанавливаться на держателях вблизи к интерфейсу между перекрывающими породами и формацией, содержащей углеводороды, без необходимости устанавливать элементы держателя так, чтобы они проходили в углеводородную формацию вместе с изолированными проводниками.
Электрический нагреватель 562, изолированный минералом, может быть сконфигурирован для нагрева части формации, содержащей углеводороды, до температуры, достаточной для поддержания окисления углеводородов. Эта часть может находиться вблизи или, по существу, в непосредственной близости к скважине с подогревом или в другой полости в формации. Эта часть может также проходить радиально по ширине, на расстояние, меньшее, чем приблизительно 1 м от полости или скважины с подогревом. Ширина этой части может, однако, изменяться в зависимости от, например, электрической мощности, подаваемой на нагреватель. Окисляющий газ или жидкость могут подавать в полость для окисления углеводородов. Окисление углеводородов может выполняться таким образом, чтобы осуществлялся нагрев формации, содержащей углеводороды, в процессе естественно распределяемого горения. Электрический ток, подаваемый на электрический нагре5 ватель, может в последующем быть уменьшен или может быть отключен. Таким образом, естественно распределяемое горение может использоваться совместно с электрическим подогревом для обеспечения уменьшения затрат на подводимую энергию для подогрева формации, содержащей углеводороды по сравнению с использованием только электрического нагревателя.
Нагреватель 562 в виде проводника, изолированного минералом, показанный на фиг. 1, может представлять собой изолированный минералом кабель или стержень 575. Электрический изолятор 576 может быть изготовлен из различных материалов, содержащих минералы. Между центральным проводником 575 и оболочкой 577 могут быть помещены цилиндры из спрессованного порошка окиси магния МдО. В качестве альтернативы, пространство между центральным проводником 575 и оболочкой 577 может быть заполнено порошком окиси магния МдО вручную или с использованием автоматической машины. Низкие характеристики текучести спрессованного порошка и другие свойства порошка и/или оболочек и проводников позволяют предотвратить выход порошка из оболочки. Обычно используемые порошки могут включать, без ограничения, окись магния МдО, окись алюминия А12О3, циркония, окись бериллия ВеО, различные химические вариации материала шпинель и их комбинации. Окись магния МдО позволяет обеспечить хорошие свойства теплопроводности и электрической изоляции. Требуемые свойства электрической изоляции представляют собой низкий ток утечки и высокую электрическую прочность диэлектрика. Низкие токи утечки уменьшают вероятность теплового пробоя, и высокая электрическая прочность диэлектрика уменьшает возможность возникновения дуги через изолятор. Тепловой пробой может произойти, если ток утечки вызывает последовательное повышение температуры изолятора, что также приводит к образованию дуги через изолятор. В порошок электрического изолятора может быть регулируемым образом подмешано некоторое количество примесей 578 для обеспечения требуемой электрической прочности диэлектрика и низкого уровня тока утечки. Добавляемые примеси 578 могут включать (но не ограничиваются) окись кальция СаО, окись железа Ре2О3, окись алюминия А12О3 и другие окислы металлов. Низкая пористость электрической изоляции позволяет уменьшить токи утечки и повысить электрическую прочность диэлектрика. Низкая пористость может быть достигнута путем повышения степени упакованности порошка окиси магния МдО во время изготовления или при заполнении пространства пор порошка окиси магния МдО другими гранулированными материалами, например, окисью алюминия А12О3.
Примеси 578, добавляемые к порошку электрического изолятора, могут иметь меньший размер частиц, чем размер частиц порошкообразного электрического изолятора. Мелкие частицы могут занимать пространство пор между более крупными частицами электрического изолятора так, что это приводит к снижению пористости электрического изолятора. Примеры порошкообразных электрических изоляторов, которые могут использоваться для формирования электрической изоляции 576, представляют смесь Н, производства компании Шайо ЬаЬогаЮпск Согрогайои (город Айдахо-Фолс, штат Айдахо), или стандартную окись магния МдО, используемую компанией Руго!епах СаЬ1е Сотрапу (город Трентон, штат Онтарио) при высоких температурах. Кроме того, могут использоваться другие порошкообразные электрические изоляторы.
Оболочка 577 нагревателя 562 в виде изолированного проводника может представлять собой внешний металлический слой. Оболочка 577 может находиться в контакте с горячими газами или жидкостями формации. Может потребоваться изготовлять оболочку 577 из материала, имеющего высокую устойчивость к коррозии при повышенных температурах. Сплавы, которые могут использоваться в качестве оболочки в требуемом диапазоне рабочих температур, включают, но не ограничиваются, нержавеющую сталь марки 304, нержавеющую сталь марки 310, сплавы 1псо1оу 800 и 1псопе1 600. Толщина оболочки должна быть достаточной для работы в течение периода от трех до десяти лет в условиях высокой температуры и повышенной коррозии. Толщина оболочки, в общем, может изменяться от приблизительно 1 до приблизительно 2,5 мм. Например, внешний слой из нержавеющей стали марки 310 толщиной 1,3 мм позволяет сформировать оболочку 577, обеспечивающую хорошую химическую стойкость к коррозии сульфидирования в нагретой зоне формации в течение периода более чем 3 года.
Нагреватель в виде изолированного проводника после изготовления может подвергаться испытаниям. От нагревателя в виде изолированного проводника требуется, чтобы он выдерживал напряжение, в 2-3 раза превышающее рабочее напряжение при выбранной рабочей температуре. Кроме того, от отдельных образцов производимых нагревателей в виде изолированного проводника может потребоваться, чтобы они выдерживали 1000 V переменного напряжения при температуре 760°С в течение одного месяца.
Множество нагревателей 562 в виде изолированных проводников может быть помещено в скважину с подогревом или в другую полость формации 516, содержащую углеводороды, как показано на фиг. 2. Нагреватели 562 в виде изолированных проводников могут быть установΊ лены в необсаженной полости формации, содержащей углеводороды. Установка нагревателей 562 в необсаженной полости формации 516, содержащей углеводороды, позволяет передавать тепло от нагревателя в формацию путем излучения, а также благодаря теплопроводности. Кроме того, использование необсаженной полости, в случае необходимости, позволяет извлекать нагреватель из скважины, и исключает затраты на обсадную трубу. В качестве альтернативы, нагреватели в виде изолированного проводника могут быть установлены в формации внутри обсадной трубы; могут быть зацементированы в формации; или могут быть упакованы в полости песком, гравием или другим материалом наполнителя. Нагреватель или нагреватели в виде изолированного проводника могут быть установлены на элементе держателя, расположенном в полости. Элемент держателя может представлять собой трос, стержень или трубопровод (например, трубу). Элемент держателя может быть изготовлен из металла, керамики, неорганического материала или их комбинации. Части элемента держателя могут быть открыты воздействию газов и жидкостей из формации, а также тепла при использовании, так что элемент держателя во многих случаях должен быть стойким как к химическому воздействию, так и к тепловому воздействию.
Стяжки, точечная сварка и/или другие типы соединений могут использоваться для соединения нагревателя в виде изолированного проводника с элементом держателя в различных местах вдоль длины нагревателя в виде изолированного проводника. Элемент держателя может быть закреплен в устье скважины на верхней поверхности формации. В качестве альтернативного варианта воплощения нагревателя в виде изолированного проводника, нагреватель в виде изолированного проводника имеет такую конструкцию, которая позволяет обеспечить достаточную структурную прочность так, чтобы не требовалось использовать элемент держателя. Нагреватель в виде изолированного проводника во многих случаях имеет некоторую гибкость, оставаясь достаточно прочным для предотвращения повреждения при тепловом расширении, при его нагреве или охлаждении.
Другие варианты воплощения нагревателя в виде изолированного проводника предназначены для размещения нагревателя в виде изолированного проводника в скважине без держателя и без центраторов. Это может быть выполнено для нагревателей с использованием соответствующей комбинации температуры, длины и сорта металлов. В некоторых вариантах воплощения нагреватель в виде изолированного проводника может быть установлен без держателя. В альтернативных вариантах воплощения нагреватель из изолированного проводника может быть установлен на держателе. Условия, при которых может потребоваться держатель для нагревателя в виде изолированного проводника, зависят, например, от температуры и сорта металла нагревателя. Например, при температуре 650°С нагреватель в виде изолированного проводника из нержавеющей стали 310 длиной менее 150 м может быть установлен без держателя и при длине более 180 м может быть установлен на держателе.
Электрический нагреватель с минеральной изоляцией или узел из нагревателей, в соответствии с настоящим изобретением, может быть сконфигурирован для нагрева части формации, содержащей углеводород, до температуры, достаточной для поддержания окисления углеводородов. Часть может быть расположена вблизи или, по существу, в непосредственной близости к скважине с подогревом или к другой полости формации. Такая часть также может проходить в радиальном направлении на ширину менее чем приблизительно 1 м от полости или скважины с подогревом. Ширина такой части может, однако, изменяться, в зависимости, например, от мощности, подаваемой на нагреватель. Окисляющие газы или жидкости могут подаваться в полость для окисления углеводородов. Окисление углеводородов может использоваться для нагрева формации, содержащей углеводороды, в процессе естественного распределения сгорания. Электрический ток, подаваемый в электрический нагреватель, может быть впоследствии уменьшен или отключен. При этом естественно распределенное сгорание, когда окислитель подают в скважину с подогревом для сгорания углеводородов в формации 516 в непосредственной близости к внешней окружности скважины 514 с подогревом, может использоваться совместно с электрическим нагревателем, для уменьшения расходов на подаваемую энергию для подогрева формации, содержащей углеводороды, по сравнению с использованием только электрического нагревателя.
Как показано на фиг. 2, нагреватель 562 в виде изолированного проводника во многих случаях имеет такую конструкцию, которая позволяет работать на уровне мощности вплоть до приблизительно 1650 Ватт/м. Нагреватель 562 в виде изолированного проводника обычно работает при нагреве формации на уровне мощности от приблизительно 500 Ватт/м и до приблизительно 1150 Ватт/м. Нагреватель 562 в виде изолированного проводника может иметь такую конструкцию, что максимальный уровень напряжения при типичной рабочей температуре не приводит к существенному тепловому и/или электрическому пробою электрической изоляции 576. Нагреватель 562 в виде изолированного проводника в некоторых вариантах воплощения также может иметь такую конструкцию, что температура оболочки 577 не превышает значение, которое приводит к существенному ухудшению свойств стойкости к коррозии материала оболочки.
В варианте воплощения нагревателя 562 в виде изолированного проводника, проводник 575 может иметь такую конструкцию, чтобы можно было получать температуру в диапазоне от приблизительно 650 до приблизительно 870°С, и оболочка 577 может быть разработана таким образом, чтобы она позволяла достигать температуры в диапазоне от приблизительно 535 до приблизительно 760°С. В варианте воплощения нагревателя 562 в виде изолированного проводника проводник 575 может иметь такую конструкцию, которая обеспечивает работу при температуре приблизительно 760°С, при этом оболочка 577 может иметь такую температуру, которая позволяет работать при температуре приблизительно 650°С, и нагреватель в виде изолированного проводника может иметь такую конструкцию, которая позволяет рассеивать приблизительно 820 Ватт/м.
Нагреватель 562 в виде изолированного проводника может содержать один или несколько проводников 575. Например, одиночный нагреватель в виде изолированного проводника может содержать три проводника внутри электрической изоляции, окруженные оболочкой. На фиг. 1 изображен нагреватель 562 в виде изолированного проводника, включающий одинарный проводник 575. Проводник может быть изготовлен из металла. Материал, используемый для формирования проводника, может представлять собой, без ограничения, нихром, никель и ряд сплавов, изготовленных из меди и никеля при повышении концентрации никеля от чистой электролитной меди до сплава 30, сплава 60, сплава 180 и сплава монель-металл. Сплавы меди и никеля, предпочтительно, могут иметь меньшие значения коэффициентов температуростойкости, чем медь или никель.
Проводник 575 выбирают так, чтобы он имел такие диаметр и удельное сопротивление при рабочих температурах, чтобы его сопротивление, в соответствии с законом Ома, позволяло обеспечить его электрическую и структурную стабильность для выбранного уровня рассеяния мощности на погонный метр длины нагревателя, и/или максимального напряжения, которое можно было бы подавать на проводник. В альтернативном варианте воплощения, проводник может быть разработан с использованием уравнения Максвелла для учета эффекта поверхностного нагрева в и/или на проводнике.
Проводник (проводники) 575 может быть изготовлен с использованием различных материалов вдоль длины нагревателя в виде изолированного проводника. Например, первая секция проводника может быть изготовлена из материала, который имеет существенно более низкое значение удельного сопротивления, чем вторая секция проводника. Первая секция может быть расположена вблизи к слою формации, который не нужно нагревать до такой высокой температуры, как второй слой формации, кото рый расположен вблизи к второй секции. Удельное сопротивление в различных секциях проводника может быть отрегулировано путем изменения диаметра и/или благодаря применению различных материалов для изготовления секций проводника.
Диаметр проводника 575 обычно выбирают от приблизительно 1,3 мм до приблизительно 10,2 мм. Большие или меньшие значения диаметра также могут использоваться для получения проводников с требуемыми характеристиками удельного сопротивления. В варианте воплощения нагревателя в виде изолированного проводника, проводник изготовляют из сплава 60 с диаметром приблизительно 5,8 мм.
Короткий гибкий переходный проводник (не показан) может быть соединен с подводящим выводом проводника 572 с использованием соединения, формируемого при установке нагревателя в полевых условиях. Переходный проводник может представлять собой, например, гибкий, многожильный медный кабель с низким удельным сопротивлением, с резиновой или полимерной изоляцией. Переходный проводник обычно имеет длину от 1,5 до приблизительно 3 м, хотя могут использоваться более длинные или более короткие переходные проводники, длину которых выбирают в соответствии с конкретными необходимыми условиями. В качестве переходного проводника может использоваться кабель, устойчивый к воздействию высокой температуры. Переходный проводник также может быть подключен к части нагревателя в виде изолированного проводника с небольшой длиной, которая имеет меньшее удельное сопротивление, чем основная секция нагревателя в виде изолированного проводника. Часть нагревателя в виде изолированного проводника с меньшим удельным сопротивлением может быть обозначена как холодный штырь 568.
Холодный штырь 568 может иметь такую конструкцию, которая позволяет рассеивать приблизительно от одной десятой до приблизительно одной пятой мощности на единицу длины по сравнению с мощностью, рассеиваемой на единицу длины основной секции нагревателя. Холодные штыри обычно могут иметь длину от приблизительно 1,5 до приблизительно 15 м, хотя в конкретных условиях применения могут использоваться более короткие или более длинные секции. В варианте воплощения проводник секции холодного штыря выполнен из меди с диаметром приблизительно 6,9 мм и имеет длину 9,1 м. В нем используется электрическая изоляция того же типа, что и изоляция, используемая в основной секции нагрева. Оболочка холодного штыря может быть изготовлена из сплава 1псопе1 600. В области холодного штыря может происходить растрескивание, вызываемое коррозией под действием хлора, так что в качестве оболочки может использоваться ме талл, устойчивый к коррозии под действием хлора, такой, как 1псопе1 600.
Как показано на фиг. 2А, для формирования соединения между переходным проводником 571 и холодным штырем 568 может использоваться небольшая коробка 573, заполненная эпоксидной смолой. Холодные штыри 568 могут быть соединены с первичными секциями нагрева нагревателей в виде изолированных проводников 562 с помощью стыковочных накладок 567. Длина холодного штыря 568 может быть достаточной для существенного уменьшения температуры нагревателя 562 в виде изолированного проводника. Секция нагревателя 562 в виде изолированного проводника может работать при температуре от приблизительно 530 до приблизительно 760°С, при этом стыковочная накладка 567 может иметь температуру от приблизительно 260 до приблизительно 370°С, и температура соединения подводящего кабеля с холодным штырем может составлять от приблизительно 40 до приблизительно 90°С. Кроме холодного штыря на верхнем конце нагревателя в виде изолированного проводника, холодный штырь также может быть установлен на донном конце нагревателя в виде изолированного проводника. Холодный штырь на донном конце во многих случаях позволяет упростить формирование нижних соединений.
Материал стыковочной накладки, очевидно, должен обладать способностью противостоять температуре, равной половине рабочей температуры в целевой зоне. Плотность электрической изоляции в такой стыковочной накладке во многих случаях должна быть достаточно высокой, чтобы она могла работать при требуемой температуре и рабочем напряжении.
Может потребоваться, чтобы стыковочная накладка обеспечивала возможность работы при переменном напряжении 1000 В при температуре 480°С. В качестве стыковочной накладки могут использоваться высокотемпературные стыковочные накладки, производства компании Шайо ЬаЬотаЮпек Сотротайоп или Руто1епах СаЬ1е Сотрапу. Стыковочная накладка может быть стыковочной накладкой внутреннего типа или внешней стыковочной накладкой. Внутреннюю стыковочную накладку обычно закрепляют без использования сварки на оболочке нагревателя в виде изолированного проводника. Отсутствие сварки на оболочке позволяет предотвратить потенциальное образование слабых точек (механических и/или электрических) на нагревателе в виде изолированного кабеля. Внешняя стыковочная накладка представляет собой сварное соединение вместе оболочек двух нагревателей в виде изолированных проводников. Может потребоваться проведение испытаний на утечку внешней стыковочной накладки прежде, чем нагреватель в виде изолированного провода будет установлен в формации. Для формирования внешних стыковочных накладок может ис пользоваться лазерная сварка или орбитальная сварка ТЮ (дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа). Вокруг внешней стыковочной накладки могут быть установлены дополнительные узлы, предназначенные для снятия механических напряжений для улучшения стойкости стыковочной накладки к изгибу и для защиты внешней стыковочной накладки от частичного или полного рассоединения.
Узел 562 изолированного проводника может включать секции нагрева, холодные штыри, стыковочные накладки, и коробки выводов, а также гибкие переходные проводники. Может потребоваться произвести проверку узла изолированного проводника и электрические испытания перед установкой узла в полость формации. Может потребоваться произвести испытание на целостность узла сварных соединений и удостовериться, что отсутствуют отверстия в оболочке по всей длине всего нагревателя (включая нагретые секции, холодные штыри, стыковочные накладки и коробки выводов). Может потребоваться произвести проверку коммерческого продукта с использованием периодического рентгеновского пятна. Для электрической проверки весь кабель может быть погружен в воду. Электрическая проверка после погружения узла в воду должна показать сопротивление более 2000 МОм при переменном напряжении 500 В при комнатной температуре. Кроме того, может потребоваться провести проверку узла при комнатной температуре при переменном напряжении 1000 В для того, чтобы убедиться, что резистивный ток утечки при комнатной температуре составляет меньше, чем приблизительно 10 микроампер на метр. Кроме того, может потребоваться проверка тока утечки при температуре приблизительно 760°С, чтобы показать, что он составляет меньше, чем приблизительно 0,4 миллиампера на метр.
Нагреватели в виде изолированного проводника производятся несколькими компаниями. Такие производители включают (но не ограничиваются) компанию ΜΙ СаЬ1е Тесйио1од1ек (г. Калгари, штат Алберта), компанию Руто1епах СаЬ1е Сотрапу (г. Трентон, штат Онтарио), компанию Шайо ЬаЬога1ог1ек Сотротайоп (г. Айдахо-Фолс, штат Айдахо) и компанию Сайоте (г. Сант-Луис, штат Миссури). В качестве примера нагреватель в виде изолированного проводника может быть заказан в компании Шайо ЬаЬотаШпек как кабель модель 355-А90-310-Н 307750730' с оболочкой из материала 1псопе1 600 для холодных шпилек, с трехфазной конфигурацией в виде звезды и проводниками, соединенными на дне. Требуемая спецификация для нагревателя также должна включать кабель на 1000 В переменного напряжения, работающий при температуре 1400°Е (760°С) в дополнение к спецификациям предпочтительного режима, описанным выше. Обозначение 355 указывает внешний диаметр кабеля (0,355 - 9 мм), обо значение А90 указывает на материал проводника, обозначение 310 указывает марку сплава нагретой зоны (нержавеющая сталь 310), обозначение Н обозначает смесь окиси магния МдО, 30'/750'/30' указывает, что длина кабеля составляет приблизительно 230 м в нагретой зоне с холодными шпильками наверху и на дне длиной приблизительно по 9 м. Изделие с аналогичным номером, с такой же спецификацией, с использованием высокотемпературного кабеля с окисью магния МдО стандартной чистоты также может быть заказано в компании Руго1епах СаЫе Сотрапу.
В полости формации для формирования источника тепла или источника нагрева могут быть установлены один или несколько нагревателей в виде изолированных проводников. Электрический ток может пропускаться через каждый нагреватель в виде изолированного проводника в полости для нагрева формации. В качестве альтернативы, электрический ток может пропускаться через выбранные нагреватели в виде изолированных проводников, установленные в полости. Неиспользуемые проводники могут составлять резервные нагреватели. Нагреватели в виде изолированных проводников могут быть электрически соединены с источником питания любым удобным образом. Каждый конец нагревателя в виде изолированного проводника может быть соединен с подводящими кабелями, которые проходят через устье скважины. Такая конфигурация обычно имеет изгиб на 180° (изгиб в виде шпильки) или поворот, расположенный вблизи к донной части источника тепла. При использовании нагревателя в виде изолированного проводника с изгибом на 180° или поворотом, использование донных окончаний может не потребоваться, но изгиб на 180° или поворот может представлять собой электрическое и/или структурное слабое место в нагревателе. Нагреватели в виде изолированного проводника могут быть электрически соединены вместе последовательно, параллельно или в виде комбинации последовательных и параллельных соединений. В некоторых вариантах воплощения источников тепла электрический ток может проходить через нагреватель в виде изолированного проводника и возвращаться через оболочку нагревателя, благодаря соединению проводника 575 с оболочкой 577 в донной части источника тепла.
В варианте воплощения узла нагревателя, описанном на фиг. 2, три нагревателя 562 в виде изолированного проводника электрически соединены с источником питания в 3-фазной конфигурации типа звезда. От источника питания к электрическим проводникам может подаваться переменный ток с частотой 60 Гц. При этом не требуется выполнять соединение на дне с нагревателями в виде изолированного проводника. В качестве альтернативы, все три проводника трехфазной цепи могут быть соединены вместе вблизи к донной части полости источника нагрева. Соединение может быть выполнено непосредственно на концах секций нагревателей в виде изолированных проводников или на концах холодных штырей, соединенных с секциями нагрева в донной части нагревателей в виде изолированных проводников. Донные соединения могут быть выполнены с использованием герметизированных коробок, заполненных окисью магния МдО, или коробок, заполненных эпоксидной смолой. Окись магния МдО может иметь тот же состав, что и окись магния МдО, используемая в качестве электрической изоляции.
Три нагревателя в виде изолированных проводников, изображенные на фиг. 2, могут быть соединены с элементом 564 держателя с использованием центраторов 566. В качестве альтернативы, три нагревателя в виде изолированных проводников могут быть соединены непосредственно с трубой держателя с использованием металлических полосок. Центраторы 566 могут быть сконфигурированы для поддержания расположения нагревателей 562 в виде изолированного проводника на элементе 564 держателя. Центраторы 566 могут быть изготовлены, например, из металла, керамики или из комбинации этих материалов. Металл может представлять собой нержавеющую сталь или металл любого другого типа, который позволяет противостоять коррозии и условиям высокой температуры. В некоторых вариантах воплощения центраторы 566 могут представлять собой просто металлические полосы, приваренные к элементу держателя на расстояниях меньше, чем приблизительно 6 м. Керамика, используемая для изготовления центраторов 566, может содержать, без ограничения, А12О3, МдО или другие изоляционные материалы. Центраторы 566 могут быть выполнены для поддержания расположения нагревателей 562 в виде изолированного проводника на элементе 564 держателя так, чтобы, по существу, могло сдерживаться движение нагревателей в виде изолированного проводника при их рабочих температурах. Нагреватели 562 в виде изолированного проводника также могут быть выполнены в некоторой степени гибкими для противодействия расширению элемента 564 держателя во время нагрева. Центраторы 566 также могут быть выполнены, как описано в любом из приведенных в настоящем описании вариантов воплощения.
Элемент 564 держателя, нагреватель 562 в виде изолированного проводника и центраторы 566 могут быть размещены в полости 514 в формации 516, содержащей углеводороды. Нагреватели 562 в виде изолированного проводника могут быть соединены с помощью донного соединения 570 проводников с использованием переходного проводника 568 холодного штыря. С помощью соединения 570 донного проводника каждый из нагревателей 562 в виде изолиро ванного проводника может быть электрически соединен друг с другом. Донное соединение 570 проводника может включать материалы, которые являются электропроводными и не плавятся при рабочих температурах в полости 514. Переходный проводник 568 холодного штыря может представлять собой нагреватель с изолированным проводником, имеющий меньшее значение удельного электрического сопротивления, чем нагреватель 562 в виде изолированного проводника. Как показано на фиг. 2а, холодный штырь 568 может быть соединен с переходным проводником 571 и нагревателем 562 в виде изолированного проводника. Переходный проводник 568 холодного штыря может обеспечить температурный переход между переходным проводником 571 и нагревателем 562 в виде изолированного проводника.
Подводящий проводник 572 может быть соединен с устьем 590 скважины для подачи электрической энергии к нагревателю 562 в виде изолированного проводника. Устье 590 скважины может быть выполнено, как показано на фиг. 3, как описано в одном из вариантов воплощения настоящего изобретения. Подводящий проводник 572 может быть изготовлен в виде проводника с более низким удельным сопротивлением, так, чтобы при прохождении электрического тока через подводящий проводник 572 в нем генерировалось относительно меньшее количество тепла и/или, по существу, не генерировалось тепло. Подводящий проводник может, например, включать, без ограничения, многожильный медный провод с изоляцией из резины, но также может представлять собой проводник, изолированный минералом, с медным сердечником. Подводящий проводник 572 может соединяться с устьем 590 скважины на поверхности 550 через уплотнительный фланец, расположенный между породами 540 перекрытия и поверхностью 550. Уплотнительный фланец 590с может быть выполнен, как показано на фиг. 3 и как описано в одном из вариантов воплощения настоящего описания. Уплотнительный фланец позволяет, по существу, предотвращать выход газов и жидкостей из полости 514 на поверхность 550.
Материал 542 пакера (см. фиг. 2), в случае необходимости, может быть помещен между обсадной трубой 541 перекрывающих пород и полостью 514. Обсадная труба 542 перекрывающих пород может включать любые материалы, выполненные таким образом, что они, по существу, содержат цемент 544. В варианте воплощения источника нагрева обсадная труба перекрывающих пород выполнена из углеродистой стали и имеет диаметр приблизительно 7,6 см и обсадную трубу по каталогу 40. Материал 542 пакера может быть выбран так, чтобы он, по существу, предотвращал поток газа и жидкостей из полости 514 на поверхность 550. Обсадная труба 541 перекрывающих пород может быть установлена в цемент 544 в области перекрывающих пород 540 формации 516. Цемент 544 может включать, например, портландцемент класса 6 или класса Н, смешанный с кремниевой мукой для улучшения рабочих характеристик при работе при высоких температурах, шлаком или кремниевой мукой, или их смесью (например, приблизительно 1,58 г на кубический сантиметр шлака/кремниевой муки). В выбранных вариантах выполнения источника тепла цемент 544 проходит радиально на ширину от приблизительно 5 до приблизительно 25 см. В некоторых вариантах выполнения цемент 544 может проходить радиально на ширину от приблизительно 10 до приблизительно 15 см. В некоторых других вариантах выполнения цемент 544 может быть таким, чтобы он предотвращал передачу тепла от проводника 564 в формацию 540 в пределах перекрывающих пород.
На фиг. 2 трубопровод 564 может, например, содержать последовательность отверстий (не показаны) для подачи газа от источника газа в кольцевое пространство 514. Газ, подаваемый через эти отверстия, позволяет смывать углеводороды с внешних поверхностей проводов 562 с минеральной изоляцией. Газ может содержать окислитель, такой как воздух для выжигания углеводородных отложений с внешней поверхности проводов 562 с минеральной изоляцией. Газ может отводиться на поверхность через отверстие в пакере 542 и через внутреннее пространство верхней части 541 с обсадной трубой скважины с подогревом. Давление газа и жидкости в кольцевом пространстве 514 может контролироваться с помощью датчика давления и управляться таким образом, чтобы, по меньшей мере, существенная часть подаваемых в пласт газов и/или газов сгорания отводилась на поверхность земли через внутреннюю полость скважины с подогревом, и так, чтобы предотвращался перенос газов сгорания в окружающую формацию 514. Давление газов и жидкостей в кольцевом пространстве 514, предпочтительно, также контролируется совместно с оценкой температуры в формации 516, с тем, чтобы предотвращалась передача пиролизованных углеводородов из формации 516 в кольцевое пространство 514.
В некоторых вариантах воплощения один или несколько трубопроводов могут быть установлены для подачи дополнительных компонентов (например, азота, углекислого газа, веществ-восстановителей, таких как газ, содержащий водород, и т.д.) в полость формации для отвода газов и жидкостей и/или для управления давлением. В отношении давления внутри формации существует тенденция к тому, что наибольшее его значение получается вблизи к источнику нагрева, и, таким образом, часто бывает удобно устанавливать оборудование, предназначенное для управления давлением, вблизи к источнику нагрева. В некоторых вариантах во площения добавление вещества-восстановителя вблизи к источника нагрева помогает обеспечить более благоприятные условия для пиролиза (например, более высокое парциальное давление водорода). Так как проницаемость и пористость имеют тенденцию к более быстрому увеличению вблизи к источнику нагрева, часто вещество-восстановитель лучше всего добавлять вблизи к источнику нагрева с тем, чтобы вещество-восстановитель могло более легко поступать в формацию.
На фиг. 2 по трубопроводу 500 подают газ от источника 503 газа через клапан 501 в полость 514 (в материале 542 пакера сформировано отверстие 504 для подачи газа в полость 514 или отвода газа из нее). Трубопровод 500 и клапан 502 также могут использоваться в соответствующие моменты для стравливания давления и/или управления давлением вблизи к полости 514. Клапаны 501 и 503 также могут использоваться в соответствующие моменты для повышения и/или стравливания давления в не обсаженной нижней части 514 скважины с подогревом.
В трубопроводе 564 держателя нагревателя может быть сформирована последовательность отверстий (не показаны) для подачи газа от источника газа в кольцевое пространство 514. Газ, подаваемый через эти отверстия, позволяет смывать углеводороды с внешних поверхностей проводов 562 с изолированным минералом. Газ может содержать окислитель, такой, как воздух, для выжигания углеводородных отложений с внешних поверхностей проводов 562 с изолированным минералом. Газ может отводиться на поверхность через отверстие в пакере 542 и внутреннее пространство верхней части 541 с обсадной трубой скважины с подогревом. Давление газов и жидкостей в кольцевом пространстве 514 может отслеживаться с помощью датчиков давления и управляться таким образом, чтобы, по меньшей мере, существенная часть подаваемых в пласт газов и/или газов сгорания отводилась на поверхность земли через внутреннюю полость скважины с подогревом, и предотвращалась передача газов сгорания в окружающую формацию 514. Давление газов и жидкостей в кольцевом пространстве 514, предпочтительно также управляется совместно с оценкой температуры в формации 516, с тем, чтобы предотвращалась передача пиролизованных углеводородов из формации 516 в кольцевое пространство 514.
Элемент 564 держателя нагревателя и подводящий проводник 572 могут быть соединены с устьем 590 скважины на поверхности 550 формации 516. Поверхностный проводник 545 может быть установлен в цемент 544 и может соединяться с устьем 590 скважины. В вариантах воплощения поверхностный проводник 545 от источника питания нагревателя может иметь диаметр от приблизительно 10, 16 см до при близительно 30, 48 см или, например, диаметр приблизительно 22 см. В вариантах воплощения поверхностная обсадная труба может проходить на глубину от приблизительно 3 м до приблизительно 515 м в полость в формации. В качестве альтернативы, поверхностная обсадная труба может проходить в полость на глубину приблизительно 9 м. Электрический ток может подаваться от источника питания в нагреватель 562 с изолированным проводником для генерирования тепла, благодаря наличию электрического сопротивления проводника 575, как показано на фиг. 1. В качестве примера, напряжение на уровне приблизительно 330 Вольт и ток силой приблизительно 266 Ампер подают в изолированные проводники 562 для генерирования в целом приблизительно 1150 Ватт/м нагревателя 562 в виде изолированного проводника. Тепло, генерируемое тремя нагревателями 562 с изолированным проводником, может передаваться (например, путем излучения) в полость 514 для нагрева, по меньшей мере, части формации 516.
Соответствующее выполнение нагревателя в виде проводника, изолированного минералом, может быть определено путем оптимизации материальных затрат на нагреватель на основе длины нагревателя, требуемой рассеиваемой мощности на погонный метр проводника, и требуемого рабочего напряжения. Кроме того, рабочий ток и напряжение могут быть выбраны с учетом оптимизации затрат на подвод электрической энергии совместно с затратами на материал нагревателей в виде изолированного проводника. Например, при повышении подачи электрической энергии, стоимость материалов, необходимых для обеспечения устойчивости к высоким напряжениям также может увеличиваться. Нагреватели в виде изолированного проводника могут быть спроектированы для генерирования излучаемого тепла на уровне от приблизительно 650 Ватт/м проводника до приблизительно 1650 Ватт/м проводника. Нагреватель в виде изолированного проводника может работать при температуре внутри формации от приблизительно 530 до приблизительно 760°С.
Тепло, генерируемое нагревателем в виде проводника с минеральной изоляцией, может нагревать, по меньшей мере, часть формации, содержащую углеводороды. В некоторых вариантах воплощения тепло может передаваться в формацию, по существу, благодаря излучению тепла, генерируемого в формации. Незначительное количество тепла может передаваться путем теплопередачи или конвекции тепла, благодаря наличию газов в полости. Полость может представлять собой не обсаженную полость. Использование не обсаженной полости позволяет сэкономить на затратах, связанных с тепловым цементированием нагревателя в формации, на затратах, связанных с использованием обсадной трубы и/или затратах на пакер, используемый для нагревателя внутри полости. Кроме того, передача тепла путем излучения, в общем, является более эффективной, чем с использованием теплопроводности, при этом нагреватели работают при более низких температурах в открытой скважине. Передача тепла, благодаря теплопроводности, может быть улучшена благодаря добавлению газа в полость под давлением до приблизительно 27 абсолютных бар. Газ может включать, без ограничения, углекислый газ и/или гелий. Еще одно преимущество состоит в том, что при этом узел нагрева может свободно расширяться под действием тепла. Дополнительное преимущество состоит в том, что нагреватели могут быть выполнены заменяемыми.
Нагреватель в виде изолированного проводника, как описано в настоящем описании в одном из вариантов воплощения, может быть установлен в скважине с подогревом или в другой полости 514 с использованием любого способа, известного в данной области техники. В одном из вариантов воплощения более чем один узел катушки может использоваться для одновременной установки электрического нагревателя и элемента держателя. В патенте и8 № 4,572,299, выданном авторам Ван Эгмонд и др., который приводится здесь в качестве ссылки, как если бы он полностью был изложен в настоящем описании, описан способ размотки электрического нагревателя в скважину. В качестве альтернативы, элемент держателя также может устанавливаться с использованием витого блока труб, включая любой блок, известный в данной области техники. Нагреватели могут разматываться и соединяться с держателем, по мере ввода держателя в скважину. Электрический нагреватель и элемент держателя могут разматываться из узлов размотки. Вдоль длины элемента держателя с ним и с нагревателем могут быть соединены распорки. Дополнительные узлы размотки могут использоваться для дополнительных элементов электрического нагревателя.
В варианте воплощения элемент держателя может быть установлен с использованием стандартных операций, применяемых на нефтяных месторождениях и со сваркой различных секций держателя. Сварка может выполняться путем использования способа орбитальной сварки. Например, первая секция элемента держателя может быть установлена в скважине. Вторая секция (например, по существу, такой же длины) может быть соединена с первой секцией в скважине. Вторая секция может быть соединена с помощью сварки с первой секцией. Орбитальный сварочный аппарат, установленный в устье скважины, может быть сконфигурирован для сварки второй секции с первой секцией. Этот процесс может повторяться с последующими секциями, соединяемыми с предыдущими секциями, до тех пор, пока держатель требуемой длины не будет установлен в скважине.
На фиг. 3 показан вид в поперечном сечении одного из вариантов воплощения устья скважины, соединенного, например, с обсадной трубой 541 пород перекрытия. Фланец 590с может быть соединен с устьем 590 скважины и/или с частью его. Фланец 590с может быть изготовлен, например, из углеродистой стали, нержавеющей стали или любого другого, коммерчески доступного подходящего материала уплотнителя. Фланец 590с может быть герметизирован с помощью уплотнительного кольца 590£, или любого другого механизма герметизации. Термопары 590д могут быть установлены в устье 590 скважины через фланец 590с. Термопары 590д позволяют измерять температуру на элементе 564 держателя или вблизи от него внутри подогреваемой части скважины. Элемент 564 держателя может быть соединен с фланцем 590с. Элемент 564 держателя может быть выполнен для удержания одного или нескольких нагревателей в виде изолированного проводника, описанных в настоящем описании. Элемент 564 держателя может быть герметизирован на фланце 590с с помощью сварки 59011. В качестве альтернативы, элемент 564 держателя может быть герметизирован с использованием любого способа, известного в данной области техники.
Силовой провод 590а может быть соединен с подводящим кабелем и/или нагревателем изолированного проводника. Силовой провод 590а может быть выполнен для подачи электрической энергии к нагревателям в виде изолированного проводника. Силовой провод 590а может быть герметизирован в герметизирующем фланце 5906. Герметизирующий фланец 5906 может быть герметизирован с помощью прижимаемых уплотнителей или уплотнительных колец 590е. Силовой проводник 590а может быть соединен с элементом 564 держателя с помощью полосы 5901. Полоса 5901 может быть выполнена из жесткого и устойчивого к коррозии материала, такого как нержавеющая сталь. Устье 590 скважины может быть герметизировано с помощью сварки 5901 так, чтобы, по существу предотвращался выход жидкостей и газа из формации через устье 590 скважины. Подъемный болт 590_) может быть установлен для подъема устья 590 скважины и элемента 564 держателя. Устье 590 скважины также может включать клапан управления давлением. Сжимаемые фитинги 590К могут использоваться для герметизации силового кабеля 590а, и сжимаемые фитинги 5901 могут использоваться для герметизации термопары 590д. Эти уплотнители предотвращают выход газов и жидкости из формации. Клапан управления давлением может быть сконфигурирован для контроля над давлением внутри полости, в которой может быть установлен элемент 564 держателя.
В одном из вариантов воплощения система управления может быть выполнена для управ21 ления подачей электроэнергии в нагреватели с изолированным проводником. Управление энергией, подаваемой в нагреватель с изолированным проводником, может осуществляться с использованием контроллера любого соответствующего типа. Для переменного тока контроллер может, например, быть построен на основе трансформатора с отводами. В качестве альтернативы, может использоваться контроллер с переключением при переходе через ноль для подачи энергии на электрический нагреватель, выполненный на основе триодных тиристоров (кремниевых управляемых диодах). Управление электрическим нагревателем с переключением при переходе через ноль может быть организовано путем подачи полного напряжения на нагреватель с изолированным проводником в течение определенного количества колебаний напряжения, начиная с момента пересечения нуля, когда мгновенные напряжения равны нулю, которая продолжается в течение определенного количества полных циклов колебаний напряжения, и с последующим отключением в момент, когда мгновенные напряжения снова пересекают ноль. Затем в течение определенного количества циклов подача напряжения может быть блокирована, что позволяет осуществлять управление выходом тепла нагревателя в виде изолированного проводника. Например, система управления может быть устроена так, чтобы она блокировала пятнадцать и/или двадцать циклов из каждых шестидесяти циклов колебаний переменного напряжения, которые могут подаваться от стандартного источника электрического напряжения переменного тока с частотой 60 Гц. Система подачи с переключением при переходе через ноль может преимущественно использоваться с материалами, имеющими низкий температурный коэффициент. Управление с переключением при переходе через ноль, по существу, предотвращает образование выбросов тока в нагревателе в виде изолированного проводника.
В некоторых вариантах выполнения площадь поперечного сечения и/или металла, используемого для отдельных секций, может быть выбрана таким образом, чтобы отдельные секции обеспечивали выделение большего (или меньшего) рассеиваемого тепла на единицу длины, чем соседние секции. Большее рассеивание тепла на единицу длины может быть обеспечено вблизи к интерфейсу между слоем, содержащим углеводороды и слоем, не содержащим углеводороды (например, между слоем перекрывающих пород и формацией, содержащей углеводороды) для компенсации концевого эффекта и позволяет обеспечить более равномерное рассеяние тепла в формации, содержащей углеводороды. Более высокий уровень рассеяния тепла также может быть установлен в нижнем конце удлиненного элемента для компенсации концевого эффекта и позволяет обеспечить более равномерное рассеяние тепла.
В некоторых вариантах выполнения электрический нагреватель может быть спроектирован таким образом, чтобы он обеспечивал генерирование тепла в добавление к теплу, подаваемому от поверхностной камеры сгорания. Электрический нагреватель может быть спроектирован для подачи дополнительного тепла в формацию, содержащую углеводород, так, чтобы формацию, содержащую углеводороды, можно было нагревать, по существу, равномерно вдоль выбранного интервала скважины с подогревом, которая проходит через формацию, содержащую углеводороды, в которой происходит пиролиз углеводородов и формируется их поток к ряду эксплуатационных скважин углеводородных газов или жидкостей.
Claims (18)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Устройство для нагрева подземной формации, содержащей углеводороды, для пиролиза углеводородов в пределах формации, содержащее электрический проводник, выполненный таким образом, чтобы его можно было устанавливать внутри скважины с подогревом, проходящей через формацию, для обеспечения излучения тепла, по меньшей мере, в части формации при работе, в которой электрический проводник, по меньшей мере, частично окружен слоем электрической изоляции, который содержит изолирующий минеральный материал, отличающееся тем, что электрический проводник устанавливают, по меньшей мере, в части не обсаженной секции, заполненной газом или жидкостью, скважины с подогревом.
- 2. Устройство по п. 1, в котором изолирующий минеральный материал содержит частицы минеральных гранул и выбранное количество примесей.
- 3. Устройство по п.2, в котором примеси содержат частицы гранул, имеющие меньшие размеры, чем частицы минеральных гранул.
- 4. Устройство по любому из пп.1-3, в котором изолирующий минеральный материал располагают внутри оболочки, которая содержит материал, устойчивый к коррозии.
- 5. Устройство по п.1, в котором электрический проводник содержит медно-никелевый сплав и выполнен в виде, по существу, гибкого кабеля.
- 6. Устройство по любому одному из пп.1-5, дополнительно содержащее элемент держателя, который выполнен для установки на нем электрического проводника, изолированного минералом.
- 7. Устройство по п.6, дополнительно содержащее элемент держателя и центратор, в котором элемент держателя выполнен для установки электрического проводника, изолированного минералом, и в котором центратор выполнен для поддержания расположения проводника, изолированного минералом, на элементе держателя.
- 8. Устройство по п.1, в котором электрический проводник, изолированный минералом, вы23 полнен для генерирования при работе контролируемого количества излучаемого тепла для нагрева формации, окружающей скважину.
- 9. Устройство по п.8, в котором электрический проводник, изолированный минералом, выполнен для генерирования при работе от 0,5 до 2 кВт излучаемого тепла на погонный метр длины электрического проводника, изолированного минералом.
- 10. Способ нагрева формации, содержащей углерод, для пиролиза углеводородов в пределах формации, включающий подачу электрического тока в электрический проводник, изолированный минералом, для генерирования излучаемого тепла, по меньшей мере, в части формации, и обеспечение передачи излучаемого тепла от проводника, изолированного минералом, в секцию формации, отличающийся тем, что проводник, изолированный минералом, устанавливают в пределах, по меньшей мере, частично не обсаженной секции, заполненной газом или жидкостью, скважины с подогревом, проходящей через формацию.
- 11. Способ по п.10, дополнительно содержащий установку проводника, изолированного минералом, на элементе держателя, который подвешен внутри скважины с подогревом.
- 12. Способ по п.11, дополнительно содержащий установку проводника, изолированного минералом, на элементе держателя с использованием ряда центраторов.
- 13. Способ по п.10, в котором проводник, изолированный минералом, выполнен, в виде, по существу, гибкого кабеля, который содержит медно-никелевый сплав.
- 14. Способ по п.10, в котором проводник, изолированный минералом, устанавливают в трубчатый слой изолирующего минерального материала, и в котором изолирующий минеральный материал содержит частицы гранул окисла магния.
- 15. Способ по п.10, в котором кабель, изолированный минералом, содержит проводник, расположенный внутри изолирующего минерального материала, в котором изолирующий материал содержит частицы гранул минерала и выбранное количество примесей, и расположен внутри оболочки, и в котором оболочка содержит материал, устойчивый к коррозии.
- 16. Способ по п.10, дополнительно содержащий нагрев, по меньшей мере, части формации, окружающей скважину с подогревом, по существу, для пиролиза углеводородов в пределах указанной части формации, окружающей скважину с подогревом.
- 17. Способ по п.16, содержащий передачу от 0,5 до 1,5 кВт излучаемого тепла на погонный метр длины проводника, изолированного минералом, в часть формации, содержащей углеводороды, окружающей скважину с подогревом.
- 18. Способ в соответствии с одним из пп.1017, в котором давление газов и жидкости в скважине с подогревом управляется с помощью узла управления давлением.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US19921400P | 2000-04-24 | 2000-04-24 | |
| PCT/EP2001/004657 WO2001083940A1 (en) | 2000-04-24 | 2001-04-24 | Electrical well heating system and method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200201129A1 EA200201129A1 (ru) | 2003-08-28 |
| EA004096B1 true EA004096B1 (ru) | 2003-12-25 |
Family
ID=22736663
Family Applications (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200201128A EA006419B1 (ru) | 2000-04-24 | 2001-04-24 | Устройство и способ электрического подогрева скважины |
| EA200201129A EA004096B1 (ru) | 2000-04-24 | 2001-04-24 | Устройство и способ электрического подогрева скважины |
| EA200201125A EA004089B1 (ru) | 2000-04-24 | 2001-04-24 | Способ обработки углеводородсодержащего пласта |
| EA200201131A EA003540B1 (ru) | 2000-04-24 | 2001-04-24 | Способ обработки углеводородсодержащего пласта |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200201128A EA006419B1 (ru) | 2000-04-24 | 2001-04-24 | Устройство и способ электрического подогрева скважины |
Family Applications After (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200201125A EA004089B1 (ru) | 2000-04-24 | 2001-04-24 | Способ обработки углеводородсодержащего пласта |
| EA200201131A EA003540B1 (ru) | 2000-04-24 | 2001-04-24 | Способ обработки углеводородсодержащего пласта |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (4) | EP1276965B1 (ru) |
| CN (4) | CN1278015C (ru) |
| AT (4) | ATE313695T1 (ru) |
| AU (7) | AU2001260245B2 (ru) |
| CA (4) | CA2407228C (ru) |
| DE (4) | DE60116077T2 (ru) |
| EA (4) | EA006419B1 (ru) |
| EC (1) | ECSP014125A (ru) |
| IL (2) | IL152457A0 (ru) |
| NZ (4) | NZ522209A (ru) |
| WO (4) | WO2001083940A1 (ru) |
| ZA (10) | ZA200209171B (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8813835B2 (en) | 2008-08-29 | 2014-08-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for the “in-situ” conveying of bitumen or very heavy oil |
| RU2686564C2 (ru) * | 2014-04-04 | 2019-04-29 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Изолированные проводники, сформированные с использованием стадии окончательного уменьшения размера после термической обработки |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7114566B2 (en) * | 2001-10-24 | 2006-10-03 | Shell Oil Company | In situ thermal processing of a hydrocarbon containing formation using a natural distributed combustor |
| WO2004038173A1 (en) * | 2002-10-24 | 2004-05-06 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Temperature limited heaters for heating subsurface formations or wellbores |
| CN1717531B (zh) * | 2002-10-24 | 2010-05-26 | 国际壳牌研究有限公司 | 用于对含烃地层进行处理的方法 |
| US7091460B2 (en) * | 2004-03-15 | 2006-08-15 | Dwight Eric Kinzer | In situ processing of hydrocarbon-bearing formations with variable frequency automated capacitive radio frequency dielectric heating |
| WO2005106191A1 (en) * | 2004-04-23 | 2005-11-10 | Shell International Research Maatschappij B.V. | Inhibiting reflux in a heated well of an in situ conversion system |
| EA012900B1 (ru) * | 2005-04-22 | 2010-02-26 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Способы соединения подземных нагревателей под землей |
| NZ581359A (en) * | 2007-04-20 | 2012-08-31 | Shell Oil Co | System and method for the use of a subsurface heating device on underground Tar Sand formation |
| US7909094B2 (en) * | 2007-07-06 | 2011-03-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Oscillating fluid flow in a wellbore |
| WO2009052042A1 (en) * | 2007-10-19 | 2009-04-23 | Shell Oil Company | Cryogenic treatment of gas |
| DE102008047219A1 (de) * | 2008-09-15 | 2010-03-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Förderung von Bitumen und/oder Schwerstöl aus einer unterirdischen Lagerstätte, zugehörige Anlage und Betriebsverfahren dieser Anlage |
| CN102176071A (zh) * | 2010-12-29 | 2011-09-07 | 神华集团有限责任公司 | 一种基于浅层岩石温度测量的煤矿火灾勘探方法 |
| FR2971809B1 (fr) * | 2011-02-23 | 2014-02-28 | Total Sa | Procede de production d'hydrocarbures et installation pour la mise en oeuvre |
| CN102155256B (zh) * | 2011-03-10 | 2013-12-25 | 贵州铸安矿山科技股份有限公司 | 防止瓦斯抽采孔垮塌的方法 |
| CA2852050C (en) * | 2011-10-26 | 2016-09-13 | Landmark Graphics Corporation | Methods and systems of modeling hydrocarbon flow from kerogens in a hydrocarbon bearing formation |
| US8927601B2 (en) | 2011-12-20 | 2015-01-06 | National Dong Hwa University | Uses of N-butylidenephthalide in treating a liver injury and improving liver function |
| CA2864788C (en) * | 2012-05-31 | 2016-05-31 | In Situ Upgrading Technologies Inc. | In situ upgrading via hot fluid injection |
| CA2878350A1 (en) * | 2012-07-04 | 2014-01-09 | Genie Ip B.V. | Method and apparatus for generating and/or hydrotreating hydrocarbon formation fluids |
| US9103205B2 (en) * | 2012-07-13 | 2015-08-11 | Harris Corporation | Method of recovering hydrocarbon resources while injecting a solvent and supplying radio frequency power and related apparatus |
| CN103306654A (zh) * | 2013-06-07 | 2013-09-18 | 吉林大学 | 一种油页岩的地下原位电磁复合加热方法 |
| CN104392068B (zh) * | 2014-12-10 | 2017-09-29 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种含一条直线封闭边界油藏曲线拟合的处理方法 |
| CN107816334B (zh) * | 2016-09-12 | 2020-03-10 | 中国石油天然气股份有限公司 | 控制抽油杆加热的方法及装置 |
| CN106837279B (zh) * | 2017-03-31 | 2023-10-10 | 中嵘能源科技集团有限公司 | 井下组合加热装置及其加热方法 |
| MX2020009291A (es) * | 2018-03-06 | 2020-12-11 | Proton Tech Canada Inc | Proceso in-situ para producir gas de síntesis a partir de yacimientos de hidrocarburos subterráneos. |
| CN108590614B (zh) * | 2018-03-23 | 2020-02-14 | 中国石油天然气股份有限公司 | 油藏不同温度二次启动驱替压力的表征方法及装置 |
| CN108590613B (zh) * | 2018-03-23 | 2021-01-29 | 中国石油天然气股份有限公司 | 油藏不同温度二次启动驱替压力的表征方法及装置 |
| CN111691881B (zh) * | 2020-07-03 | 2023-12-22 | 中国石油大学(北京) | 含水合物地层受热沉降模拟实验装置及方法 |
| CN112832727A (zh) * | 2021-01-15 | 2021-05-25 | 栾云 | 一种利用连续管携电磁波加热系统的地下点火及驱油方法 |
| CN113605871B (zh) * | 2021-06-29 | 2022-03-25 | 西北大学 | 一种利用纳米流体改善油砂储层传热能力的方法 |
| CN113787091A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-14 | 苏州精英环保有限公司 | 一种用于原位热脱附的可调节套环式加热系统 |
| CN116291351B (zh) * | 2023-03-28 | 2023-10-13 | 西安交通大学 | 一种自持式富油煤原位热解系统及方法 |
Family Cites Families (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2732195A (en) | 1956-01-24 | Ljungstrom | ||
| US2634961A (en) | 1946-01-07 | 1953-04-14 | Svensk Skifferolje Aktiebolage | Method of electrothermal production of shale oil |
| US2548360A (en) | 1948-03-29 | 1951-04-10 | Stanley A Germain | Electric oil well heater |
| US2595979A (en) | 1949-01-25 | 1952-05-06 | Texas Co | Underground liquefaction of coal |
| US2780450A (en) | 1952-03-07 | 1957-02-05 | Svenska Skifferolje Ab | Method of recovering oil and gases from non-consolidated bituminous geological formations by a heating treatment in situ |
| US2789805A (en) | 1952-05-27 | 1957-04-23 | Svenska Skifferolje Ab | Device for recovering fuel from subterraneous fuel-carrying deposits by heating in their natural location using a chain heat transfer member |
| US2703621A (en) * | 1953-05-04 | 1955-03-08 | George W Ford | Oil well bottom hole flow increasing unit |
| US2914309A (en) * | 1953-05-25 | 1959-11-24 | Svenska Skifferolje Ab | Oil and gas recovery from tar sands |
| US2923535A (en) | 1955-02-11 | 1960-02-02 | Svenska Skifferolje Ab | Situ recovery from carbonaceous deposits |
| US2932352A (en) * | 1956-10-25 | 1960-04-12 | Union Oil Co | Liquid filled well heater |
| US4096163A (en) | 1975-04-08 | 1978-06-20 | Mobil Oil Corporation | Conversion of synthesis gas to hydrocarbon mixtures |
| US3986349A (en) * | 1975-09-15 | 1976-10-19 | Chevron Research Company | Method of power generation via coal gasification and liquid hydrocarbon synthesis |
| US3999607A (en) * | 1976-01-22 | 1976-12-28 | Exxon Research And Engineering Company | Recovery of hydrocarbons from coal |
| US4306621A (en) * | 1980-05-23 | 1981-12-22 | Boyd R Michael | Method for in situ coal gasification operations |
| US4886118A (en) | 1983-03-21 | 1989-12-12 | Shell Oil Company | Conductively heating a subterranean oil shale to create permeability and subsequently produce oil |
| IN161735B (ru) | 1983-09-12 | 1988-01-30 | Shell Int Research | |
| US4662439A (en) * | 1984-01-20 | 1987-05-05 | Amoco Corporation | Method of underground conversion of coal |
| US4637464A (en) * | 1984-03-22 | 1987-01-20 | Amoco Corporation | In situ retorting of oil shale with pulsed water purge |
| US4570715A (en) | 1984-04-06 | 1986-02-18 | Shell Oil Company | Formation-tailored method and apparatus for uniformly heating long subterranean intervals at high temperature |
| US4704514A (en) * | 1985-01-11 | 1987-11-03 | Egmond Cor F Van | Heating rate variant elongated electrical resistance heater |
| US4716960A (en) | 1986-07-14 | 1988-01-05 | Production Technologies International, Inc. | Method and system for introducing electric current into a well |
| US4772634A (en) * | 1986-07-31 | 1988-09-20 | Energy Research Corporation | Apparatus and method for methanol production using a fuel cell to regulate the gas composition entering the methanol synthesizer |
| US5065818A (en) | 1991-01-07 | 1991-11-19 | Shell Oil Company | Subterranean heaters |
| US5060287A (en) * | 1990-12-04 | 1991-10-22 | Shell Oil Company | Heater utilizing copper-nickel alloy core |
| US5236039A (en) * | 1992-06-17 | 1993-08-17 | General Electric Company | Balanced-line RF electrode system for use in RF ground heating to recover oil from oil shale |
| US6023554A (en) | 1997-05-20 | 2000-02-08 | Shell Oil Company | Electrical heater |
| MA24902A1 (fr) * | 1998-03-06 | 2000-04-01 | Shell Int Research | Rechauffeur electrique |
| US6918444B2 (en) * | 2000-04-19 | 2005-07-19 | Exxonmobil Upstream Research Company | Method for production of hydrocarbons from organic-rich rock |
-
2001
- 2001-04-24 EP EP01933883A patent/EP1276965B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-24 CA CA2407228A patent/CA2407228C/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-04-24 WO PCT/EP2001/004657 patent/WO2001083940A1/en active IP Right Grant
- 2001-04-24 EP EP01933879A patent/EP1276964B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-24 EA EA200201128A patent/EA006419B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2001-04-24 AT AT01933881T patent/ATE313695T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-04-24 CN CN01809956.4A patent/CN1278015C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-04-24 CA CA002406729A patent/CA2406729A1/en not_active Abandoned
- 2001-04-24 EA EA200201129A patent/EA004096B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2001-04-24 WO PCT/EP2001/004665 patent/WO2001081721A1/en active IP Right Grant
- 2001-04-24 CA CA2406742A patent/CA2406742C/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-04-24 AU AU2001260245A patent/AU2001260245B2/en not_active Ceased
- 2001-04-24 AU AU2001260243A patent/AU2001260243B2/en not_active Ceased
- 2001-04-24 CA CA2407232A patent/CA2407232C/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-24 CN CN01809704.9A patent/CN1272523C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-24 DE DE60116077T patent/DE60116077T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-24 EP EP01943285A patent/EP1276958B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-24 EA EA200201125A patent/EA004089B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2001-04-24 NZ NZ522209A patent/NZ522209A/en not_active IP Right Cessation
- 2001-04-24 DE DE60116078T patent/DE60116078T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2001-04-24 AU AU6024101A patent/AU6024101A/xx active Pending
- 2001-04-24 CN CN01809949.1A patent/CN1267621C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-04-24 AT AT01933879T patent/ATE276428T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-04-24 AU AU6024301A patent/AU6024301A/xx active Pending
- 2001-04-24 EA EA200201131A patent/EA003540B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2001-04-24 IL IL15245701A patent/IL152457A0/xx unknown
- 2001-04-24 WO PCT/EP2001/004659 patent/WO2001081713A1/en active IP Right Grant
- 2001-04-24 WO PCT/EP2001/004645 patent/WO2001083945A1/en active IP Right Grant
- 2001-04-24 AU AU2001260241A patent/AU2001260241B2/en not_active Expired
- 2001-04-24 DE DE60105585T patent/DE60105585T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-24 AU AU65901/01A patent/AU777152B2/en not_active Ceased
- 2001-04-24 AU AU6024501A patent/AU6024501A/xx active Pending
- 2001-04-24 DE DE60115873T patent/DE60115873T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-24 AT AT01943285T patent/ATE313696T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-04-24 NZ NZ522212A patent/NZ522212A/en unknown
- 2001-04-24 EP EP01933881A patent/EP1276957B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-24 NZ NZ522213A patent/NZ522213A/en not_active IP Right Cessation
- 2001-04-24 AT AT01933883T patent/ATE313001T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-04-24 CN CN01809953.XA patent/CN1283893C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-04-24 NZ NZ522208A patent/NZ522208A/en not_active IP Right Cessation
- 2001-07-24 EC EC2001004125A patent/ECSP014125A/es unknown
-
2002
- 2002-10-24 IL IL152457A patent/IL152457A/en not_active IP Right Cessation
- 2002-11-12 ZA ZA200209171A patent/ZA200209171B/en unknown
- 2002-11-12 ZA ZA200209172A patent/ZA200209172B/en unknown
- 2002-11-12 ZA ZA200209173A patent/ZA200209173B/en unknown
- 2002-11-12 ZA ZA200209169A patent/ZA200209169B/en unknown
- 2002-11-13 ZA ZA200209235A patent/ZA200209235B/en unknown
- 2002-11-13 ZA ZA200209236A patent/ZA200209236B/en unknown
- 2002-11-13 ZA ZA200209234A patent/ZA200209234B/en unknown
- 2002-11-13 ZA ZA200209233A patent/ZA200209233B/en unknown
- 2002-11-13 ZA ZA200209231A patent/ZA200209231B/en unknown
- 2002-11-13 ZA ZA200209232A patent/ZA200209232B/xx unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8813835B2 (en) | 2008-08-29 | 2014-08-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for the “in-situ” conveying of bitumen or very heavy oil |
| RU2686564C2 (ru) * | 2014-04-04 | 2019-04-29 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Изолированные проводники, сформированные с использованием стадии окончательного уменьшения размера после термической обработки |
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA004096B1 (ru) | Устройство и способ электрического подогрева скважины | |
| AU2001260243A1 (en) | Electrical well heating system and method | |
| CA2850737C (en) | Integral splice for insulated conductors | |
| CA2776521C (en) | Methods for assessing a temperature in a subsurface formation | |
| AU2015241248B2 (en) | Traveling unit and work vehicle | |
| CA2777117C (en) | Compacted coupling joint for coupling insulated conductors | |
| CN1271312C (zh) | 电井加热装置和方法 | |
| AU2002224779A1 (en) | Electrical well heating system and method | |
| JP5868942B2 (ja) | 絶縁導体ヒータの設置のためのらせん巻き | |
| CN110290953A (zh) | 柔性螺旋形加热器 | |
| EP1381753B1 (en) | Electrical well heating system and method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU |