MX2011002131A - Instalacion para la obtencion in situ de una sustancia que contiene carbono. - Google Patents

Instalacion para la obtencion in situ de una sustancia que contiene carbono.

Info

Publication number
MX2011002131A
MX2011002131A MX2011002131A MX2011002131A MX2011002131A MX 2011002131 A MX2011002131 A MX 2011002131A MX 2011002131 A MX2011002131 A MX 2011002131A MX 2011002131 A MX2011002131 A MX 2011002131A MX 2011002131 A MX2011002131 A MX 2011002131A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
installation according
conductors
input
reservoir
lines
Prior art date
Application number
MX2011002131A
Other languages
English (en)
Inventor
Dirk Diehl
Original Assignee
Siemens Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Ag filed Critical Siemens Ag
Publication of MX2011002131A publication Critical patent/MX2011002131A/es

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/24Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
    • E21B43/2401Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection by means of electricity
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/24Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
    • E21B43/2406Steam assisted gravity drainage [SAGD]
    • E21B43/2408SAGD in combination with other methods
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/30Specific pattern of wells, e.g. optimising the spacing of wells
    • E21B43/305Specific pattern of wells, e.g. optimising the spacing of wells comprising at least one inclined or horizontal well
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/46Dielectric heating
    • H05B6/62Apparatus for specific applications
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2214/00Aspects relating to resistive heating, induction heating and heating using microwaves, covered by groups H05B3/00, H05B6/00
    • H05B2214/03Heating of hydrocarbons

Landscapes

  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

De acuerdo con procedimientos SAGD conocidos, se proporciona un conducto tubular de inyección que se introduce en un yacimiento y por lo menos un conducto tubular de producción que sale del yacimiento, que para mejorar la fluidez del petróleo extra pesado y/o del bitumen en el depósito, en caso de ser necesario ambo se calientan con vapor caliente. Ya se había propuesto el formar la zona activa con el conductor tubular de inyección adicionalmente formarlo como calentamiento por inducción con respecto a su entorno en el yacimiento. De acuerdo con la invención los conductores de entrada y salida (5,5´) de las líneas de inducción (10, 20; 110, 120) se conducen esencialmente de forma vertical en la capa geológica superior (105) hasta la profundidad del yacimiento (100) y tienen en comparación con la extensión longitudinal de las líneas, una separación lateral reducida (a) de por lo menos 10m, en especial menor a 5 m. Preferentemente las líneas de inducción (10, 20; 110, 120) se conducen horizontalmente en los yacimientos (100) y tienen distancias diferentes en las diferentes secciones. Además se propone que los conductores eléctricos de entrada y salida (5,5´) que se extienden verticales en la capa geológica (105) preferentemente formen un par de líneas (5). Con esto, el par de líneas (5) pueden introducirse en una única perforación (12), que se extiende hasta el depósito (100), y solo se ramifican hasta llegar al depósito (100).

Description

INSTALACIÓN PARA LA OBTENCIÓN IN SITU DE UNA SUSTANCIA QUE CONTIENE CARBONO CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a una instalación para la obtención in situ de una sustancia que contenga carbono de un lecho subterráneo reduciendo su viscosidad. Tal dispositivo sirve en especial para la extracción de bitumen o petróleo extra-pesado de un depósito debajo de una capa geológica, como las que se presentan en los yacimientos de esquisto bituminoso y/o arenas petrolíferas como por ejemplo los existentes en Canadá .
ANTECEDENTES DE LA INVENCION Para extraer petróleo extra pesado o bitumen de los yacimientos conocidos de arenas petrolíferas o esquistos bituminosos debe elevarse considerablemente su fluidez. Esto puede obtenerse mediante el aumento de la temperatura en el yacimiento (reserva) . Para esto se utiliza un calentamiento inductivo, se presenta el problema de que los conductores eléctricos para alimentar los inductores colocados en el depósito involuntariamente calientan la capa geológica. La potencia calorífica desperdiciada en la capa geológica representa pérdidas en los costos del calentamiento del depósito, lo que debe evitarse.
El aumento de la fluidez puede por un lado obtenerse mediante la introducción de agente diluyentes o solventes y/o por otro lado mediante le calentamiento o fundición del petróleo extra pesado o bitumen, para lo cual se somete a calentamiento los sistemas tubulares que se introducen a través de una perforación.
El procedimiento in situ más extendido y utilizado para extraer bitumen y petróleo extra pesado es el procedimiento SAGD (Steam Assisted Gravity Drainage - Drenaje por Gravedad Asistido con Vapor) . Para esto debe poderse agregar vapor de agua al solvente y comprimirse a alta presión a través del tubo que se extiende horizontalmente dentro del yacimiento. El bitumen o el petróleo extra pesado caliente, fundido y libre de arena y piedras se filtra a un tubo colocado aproximadamente 5 m más abajo, mediante el cual se realiza la extracción del bitumen o petróleo extra pesado fluidizado, dependiendo la distancia del inyector y del tubo de producción de la geometría del depósito.
El vapor de agua debe cumplir simultáneamente con muchas tareas, a saber la aplicación de energía calorífica para la fluidificación, la disolución de la arena así como la aplicación de presión en el depósito para por un lado hacer de manera geomecánica que el depósito sea permeable para el transporte del bitumen (permeabilidad) y por otro lado para extraer el bitumen sin bombas adicionales.
El procedimiento, SAGD inicia cuando típicamente durante tres meses se introduce vapor a ambos tubos, para primero fluidificar lo más rápido posible el bitumen en el espacio entre los tubos. Después se realiza la conducción de vapor solo por el tubo superior y la extracción puede empezar en el tubo inferior.
En la solicitud de patente alemana no publicada previamente DE 10 2007 008 292.6 más antigua ya se describe que el procedimiento SAGD habitualmente utilizada se complementa con un dispositivo de calentamiento inductivo. Además en la solicitud de patente alemana no publicada previamente 10 2007 036 832.3 más antigua se describe un procedimiento, en el cual están presentes disposiciones de inductores o electrodos que se extienden de forma paralela como se muestra en la figura 5, que en la superficie están conectados a osciladores o transformadores.
En el caso de las antiguas solicitudes de patente alemanas no publicadas previamente se propone cubrir el yacimiento con un calentador. Para esto puede realizarse un calentamiento resistivo entre dos electrodos. · En los dispositivos descritos previamente siempre debe alimentarse energía eléctrica a través de un conductor eléctrico de entrada y un conductor eléctrico de salida. Para esto se requiere un gasto considerable.
En el caso de solicitudes de patente más antiguas los pares de inductores de entrada y salida o los grupos de los pares de inductores la corriente fluye con diferentes configuraciones geométricas para calentar el depósito por inducción. Aquí dentro del depósito se parte de una distancia constante entre los inductores, lo que en conduce a un calentamiento constante a lo largo de los inductores. Se describen los conductores de entrada y salida separados estrechamente entre si, para lo cual se atraviesa la capa geológica ("Overburden - Sobrecarga"), para allí minimizar las pérdidas.
Una variación de la potencia calorífica a lo largo de los inductores puede como se describe en las solicitudes que no han sido previamente publicadas, especialmente por la inyección parcial de electrolitos, c¿n los cuales se modifica la impedancia. Esto requiere dispositivos de inyección de electrolitos que deben integrarse de forma complicada en los inductores o que requieren costosas perforaciones adicionales .
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Partiendo de esto es una tarea de la invención, optimizar el dispositivo antes descrito para el calentamiento inductivo y simplificarlo con respecto a la aplicación de energía. Además debe minimizarse el gasto de energía.
La tarea se resuelve de acuerdo con la invención mediante la totalidad de las características de la reivindicación de patente 1. Otras modalidades se dan en las reivindicaciones dependientes.
El objeto de la invención es obtener una instalación calentada por inducción en la cual los conductores de entrada y salida para las líneas de inducción en lo esencial se extienden verticales y tienen una distancia lateral reducida de máximo 10 m. Preferentemente la distancia es menor a 5 m. Para esto en las capas geológicas pueden estar formadas perforaciones con esa distancia de tal forma que se puedan conducir individualmente los conductores de salida. Ventajosamente es posible partir de una perforación única en la cual se conducen conjuntamente los conductores de entrada y salida. Esto tiene la ventaja de que en la zona vertical prácticamente no se requiere energía eléctrica ya que en el caso de los conductores que se introduce juntos se compensan los efectos electromagnéticos.
En la invención pueden los conductores de entrada y salida del conductor de inducción pueden ser conductos introducidos lateralmente. También pueden entre sí formar lineas trenzadas y en especial lineas coaxiales. En especial ese tipo de lineas coaxiales pueden introducirse en una perforación estrecha allí adaptada.
En especial en la última configuración al final de las lineas introducidas conjuntamente está prevista una ramificación, (llamada unión en Y) . Las lineas de inducción conducidas horizontalmente que se desprenden de esa unión pueden extenderse en la misma dirección pero también en direcciones contrarias.
En una modalidad de acuerdo con la invención las lineas de inducción que se extienden horizontalmente en el yacimiento pueden tener separaciones muy diversas. En especial pueden evitarse pérdidas, en las zonas en las cuales no se necesita y/o desea un calentamiento inductivo, las lineas otra vez se introducen estrechamente paralelos, de tal forma que no se requiere energía calorífica innecesaria.
En otra modalidad de acuerdo con la invención se presentan diferentes combinaciones o posibilidades muy diversas. Las modalidades esenciales se resumen a continuación de manera individual: 1. Los conductores de entrada y salida que se extienden verticalmente conjuntados en un par de líneas pueden como ya se mencionó, introducirse en una única perforación que se extiende hasta el depósito, y allí en el depósito ramificarse (unión en Y) . Aquí el par de lineas de entrada y salida pueden ser trenzadas o coaxiales y pueden estar aislados individual o conjuntamente, en un aislante común. El uso de una única perforación que se extiende hasta el depósito también es posible para varios pares de lineas de entrada y salida.
Además con la invención es posible con la invención hacer una realización optimizada de la disposición de conductores en una sección determinada. Aquí una primera sección del oscilador hasta la ramificación, por ejemplo mediante conductores con múltiples alambres para alta frecuencia, que son especialmente libres de pérdidas, en el caso de que se requiera poca resistencia térmica. Una segunda sección se forma a través del conductor aislado individualmente efectivo como inductor. Aquí deben tomarse encuentra los mayores requisitos mecánicos para la instalación y los elevados requisitos térmicos necesarios para la operación, mientras que están subordinadas las perdidas óhmicas del conductor. Una tercera sección se forma mediante los electrodos de un extremo del conductor no aislante, que debido a su longitud y por ejemplo mediante el agua salida que lo rodea presenta una reducida resistencia de transición hacia el depósito. Ese tipo de medidas (regiones con inyección de solución salina en las puntas no aisladas") son conocidas y por lo tanto representan una conexión a tierra de baja impedancia .
Para evitar la adición de la caída de tensión inductiva a lo largo de toda la longitud del conducto, se utiliza aquí venta osamente un conductor compensado con un sistema conductor resonante y un circuito resonante en serie, como el que se describe en las solicitudes de patente antiguas anteriormente mencionadas.
El uso de conductores compensados es forzosamente necesario en la sección de las líneas de inducción introducidas en el depósito debido a su longitud y la distancia en la mayoría de los casos grande (>5 m) entre los inductores. En las secciones I y II pueden omitirse bajo algunas circunstancias los conductores compensados, cuando las secciones son cortas (< 20 m) o la distancia entre los conductores de entrada y salida es muy reducida (< 0.5m). La distancia muy reducida y la reducida inductividad asociada de la sección del conducto se encuentran en especial en el caso de los conductores de entrada y salida trenzados o coaxiales. 2. En la invención se requieren generadores de energía. Una modalidad ventajosa de los generadores de energía en el rango de frecuencias considerado son los rectificadores de corriente como los que se describen particularmente en la solicitud de patente alemana AZ 10 2007 008 292.6. Los rectificadores de energía producen además de la potencia en el caso de la frecuencia base (frecuencia de conexión) fracciones importantes de frecuencias armónicas, esto es la potencia a la frecuencia base multiplicada por números enteros. En el marco de la presente invención se propone en una modalidad específica se pueden utilizar varios pares de conductores de entrada y salida vecinos, que en su mayoría son resonantes a una frecuencia base, y algunos que son armónicamente resonantes, paralelos a un grupo de transformadores, de tal forma que se utiliza la potencia del transformador también en el caso de armónicas superiores. Debido a la inmediata cercanía de los puntos de alimentación son adecuados en especial las perforaciones multi-laterales . 3. En. la invención es esencial la asignación y la conformación de las líneas de inducción. El único inductor compensado consiste de grupos conductores acoplados capacitivos que se repiten periódicamente, cuya cubierta capacitiva conductiva así como su longitud determina la frecuencia de resonancia. A este respecto se proponen aquellas configuraciones de la sección transversal del conductor cuya distribución de densidad de corriente en ambos conductores .es simétrica a la rotación o casi, simétrica a la rotación con respecto al eje del inductor. Esto ya es el objeto de la antigua solicitud de patente no publicada de la misma solicitante AZ 10 2008 023895.4. 4. Alternativamente los dos inductores conectados a tierra en sus extremos puede extenderse por ejemplo en direcciones contrarias entre si. Además se propone continuar con la disposición de inductores de forma periódica en la dirección x y/o en la dirección y. En una modalidad especifica de la invención se propone hacer ajustables las amplitudes de corriente y la posición de las fases de los generadores vecinos para lo cual es adecuado un arreglo de lineas de inducción y generadores. 5. El arreglo de inductores correspondientes al punto 4 es adecuado para calentar ampliamente el depósito. De acuerdo con la invención se propone colocar varios tubos de inyección y producción perpendiculares (y por debajo) a la orientación de los inductores. Consecuentemente los inductores no necesitan extenderse paralelos a los tubos de producción e inyección, como se ha descrito hasta ahora, sino orientados bajo un ángulo, en especial perpendiculares al tubo de producción, esto es en dirección transversal. Esto permite una variación de la potencia calorífica a lo largo de los tubos de producción y en especial un inicio prematuro del inicio de la extracción, y ya que en los puntos de cruce de los inductores y los tubos de inducción la distancia entre estos es muy reducida. Aquí la orientación vertical solo se utiliza en casos especiales. Las mismas ventajas se obtiene también bajo ángulos más pequeños entre inductores y tubos de inducción . 6. Cuando no se requiere un enfriamiento de los inductores mediante por ejemplo agua salada, el agua salada puede alternativamente introducirse mediante perforaciones verticales que se realizan en los extremos de los inductores conectados a tierra, esto es en las secciones de los electrodos. Además el medio de enfriamiento y el electrolito (agua salada) ser diferentes líquidos. El medio de enfriamiento puede circular en el inductor (por ejemplo las líneas coaxiales de entrada y salida para el medio de enfriamiento) y circular en un circuito de enfriamiento cerrado con un intercambiador de calor. Aquí se hace referencia todavía a la solicitud antigua ?? 10 2007 008 292.6. 7. La inyección de agua salada, para una mejor conexión a tierra de una hilera del arreglo de inductores correspondiente al punto 6 puede alternativamente realizarse mediante un tubo ranurado en algunos puntos, que se coloca a través de una perforación horizontal y que está orientado perpendicular a los inductores, puede realizarse conjuntamente para varios inductores.
Alternativamente en el marco de la invención pueden introducirse las secciones de electrodos también en las capas conductoras de agua por fuera del depósito (por arriba o por abajo), para realizar una buena conexión conductora eléctrica a la tierra circunvecina, lo que es posible con un gasto reducido de aparatos. Hay varias capas conductoras de agua en las cargas superiores y/o inferiores.
En otra modalidad inventiva además se propone variar por secciones la distancia del conductor de entrada y salida de un inductor compensado capacitivamente dentro del depósito. La modificación de la distancia produce secciones con diferentes inductividades de la linea doble. Se propone, compensar la variación de la cubierta inductiva mediante longitudes de resonancia adecuadas y/o mediante recubrimientos capacitivos adaptados, por ejemplo mediante diferentes grosores del dieléctrico, en el caso de longitudes de resonancia constante. También es posible compensarla variación de la cubierta inductiva mediante una combinación de modificación del recubrimiento capacitivo y adaptación de las longitudes de resonancia.
Al tendido de inductores optimizados en cuanto a distancia en el depósito puede ahora adaptarse a las características geológicas en el depósito ya al inicio de la extracción. Eventualmente puede realizarse una modificación de los pares de producción e inyección de vapor que ya se encuentran en funcionamiento.
El tendido de un inductor optimizado en cuanto a distancia puede realizarse también en el caso de inductores ya existentes. Para esto realizarse una conexión eléctrica con los conductores de entrada o salida de inductores colocados previamente, pudiéndose realizar la operación en el caso de la resonancia en serie mediante un ajuste en la frecuencia en el generador/transformador. La variación de la distancia puede realizarse en dirección · vertical y/u horizontal, con lo cual es posible un ajuste de la distribución de la potencia calorífica a la geometría del depósito .
Con esta última modalidad inventiva se obtiene ventajosamente una homogenización de la potencia calorífica a lo largo de los inductores para capacidades eléctricas seccionalmente diferentes mediante el ajuste de la distancia. Así puede realizarse el tendido de los inductores de tal forma que las cámaras de vapor grandes formadas pueden esquivarse. Horizontal y/o verticalmente .
Mediante la modalidad inventiva indicada es posible evitar el paso a través de las cámaras de vapor formadas al inicio del tubo de inyección mediante los inductores tendidos hacia enfrente y/o que se extienden hacia abajo con un ángulo obtuso mayor a 90°. Eventualmente puede realizarse la instalación del oscilador en la zona extrema del par de tubos de inyección y de producción. Eventualmente puede realizarse la instalación del oscilador en la zona extrema final del par de tubos de inyección y de producción.
La nueva instalación tiene considerables ventajas frente a las instalaciones o dispositivo descritos previamente en el estado de la técnica y también frente a aquellos descritos en las antiguas solicitudes de patente no publicadas. Estas ventajas son: 1: Los campos magnéticos de los conductores de entrada y salida que se encuentran a una distancia reducida y con corrientes contrarias se compensan casi completamente, de tal forma que en la cercanía directa de la capa geológica (superior) solo pueden inducirse pequeñas corrientes de Foucault y con esto se reducen las pérdidas de energía drásticamente. Aquí es ideal la realización coaxial de los conductores de entrada y salida desde el punto de vista de las pérdidas de energía, sin embargo requiere un elevado gasto de ramificación. En el caso de la disposición coaxial el ambiente está completamente libre de campos. Esto permite en especial también el uso de materiales magnéticos y eléctricamente conductores (acero) para un recubrimiento del par de conductores de entrada/salida o un revestimiento de la perforación con tubos de acero en la zona del par de conductores. Además se ahorra una perforación. Además se reducen considerablemente la radiación de ondas electromagnéticas y la protección del oscilador en el punto de alimentación se vuelve más compacta o más sencilla lo que reduce el rango de exposición en el cual no debe haber ningún operador . 2: Existe un claro ahorro de perforaciones manteniendo las ventajas indicadas en el punto 1. La técnica de perforación requerida para esto ha sido desarrollada en tanto y se conoce como "perforación multi-lateral" . Además un oscilador puede operarse debido a la cercanía espacial alternada a diferentes inductores, por ejemplo durante la fase de precalentamiento se conectan conjuntamente a un inductor Otra vez se reduce el gasto de protección cuando varios osciladores pueden ser operados en una cabina de protección. 3: La conexión a tierra de los extremos del conductor para conectar eléctricamente el lazo sin que se requiera una conexión eléctrica directa de los extremos conductores. Con esto la configuración del conductor no requiere técnicas de perforación especiales sino que se requieren las técnicas de perforación estándar existentes. La sección inductora aislada retiene la corriente en el conductor y envía un corto circuito prematuro a través del depósito, lo que permitió una distribución uniforme de las pérdidas lo largo del inductor. Se puede representar la distribución de las pérdidas que se determinan mediante simulación 3d-EM, en el plano a la profundidad del inductor. En un ejemplo concreto (10 kHz, 707 A rms) se distribuyen las pérdidas en la tierra de la siguiente manera. 0.3% en el par de conductores de entrada/salida (sección A), 96.5% en el inductor (sección B) y 3.2% alrededor del extremo del conductor (sección C) . 4: Con esto se evitan los efectos de las longitudes de onda, que en caso contrario conducirían a variaciones en la corriente a lo largo del conductor y con esto a variación correspondiente de la densidad de pérdida. 5: La potencia en el caso en las armónicas superiores de los generadores del transformador puede utilizarse para el calentamiento del depósito con por otro lado se consideraría pérdidas en el transformador y que inclusive lo podrían destruir . 6: La distribución de corriente simétrica a la rotación para el caso en el que en un radio determinado alrededor del eje del inductor no existe densidad de corriente, produce un interior del inductor libre de campo, que puede utilizarse para la conducción del agua salada o para el refuerzo mecánico del inductor a través de por ejemplo un cable de acero, sin que con esto se presenten pérdidas por corrientes de Foucault el agua salda o en el cable de acero esto es sin que se presenta calentamiento adicional del inductor. 7: En el caso de inductores colocados separados como también en el caso de la continuación de los tubos de inyección y de producción que se extienden en la dirección x y paralelos la longitud del inductor solo necesita tener una fracción de la longitud de los tubos lo que durante la producción, instalación (longitud máxima depende de la rigidez del inductor y eventualmente es menor que la de los tubos) y operación (reducción de las necesidades de tensión en los generadores y la reducción de los requisitos de la presión en la inyección de agua salada) . La capacidad de ajuste de los generadores ente si perite la influencia de las corrientes de retroceso a través del depósito y con esto de distribución de la densidad de potencia de pérdidas en el depósito . 8: Los campos eléctricos inducidos por los inductores se extienden paralelos y con esto en la orientación recomendada, perpendiculares a los tubos de inyección y de producción. Con esto puede alcanzarse un desacoplamiento inductivo de inductores y tubos, con esto puede evitarse tensiones en los tubos, calentamiento por corriente de Foucault en las zonas de los tubos asi como influencia o destrucción de los dispositivos eléctricos (como sensores) en/junto a los tubos. 9: Para la producción y la seguridad operativa de los inductores se simplifica, cuando no debe proporcionarse un dispositivo para la conducción de agua salada. Por otro lado se reduce el número de las perforaciones adicionales (perpendiculares), que se requieren para la inyección del agua salada, cuando se introducen las secciones de los electrodos de manera densa. 10: La composición resultante de conductores eléctricos de entrada y salida y la realización de una perforación ahora en la práctica considerables costos de perforación.
Puede producirse una intensidad de potencia calorífica adaptada zonalmente. En las secciones predominantemente verticales se introducen conductores de entrada y salida estrechamente entre sí. Con esto pueden obtenerse potencias caloríficas de inducción reducidas en la capa superior que lo rodea ("Carga superior") de por ejemplo solo 2.5 /m (figura 4: Tabla, línea 1, distancia 0.25 m, lo que es deseable, ya que no se pretende el calentamiento de la capa superior. En las secciones 2 a 7 se conducen conductores de entrada y salida con diferentes distancias, con lo cual la intensidad de la potencia calorífica puede adaptarse a la sección en cuestión. Entre mayor sea la distancia mayor será la potencia calorífica por longitud. En la tabla (figura 5) las potencias caloríficas para un depósito típico para diferentes distancias están indicadas para conductores de entrada y salida, que se producen con flujos de corriente de 825 A (pico) a 20 kHz . La técnica de perforación actual permite reducir las distancias hasta 5 m, con lo cual se puede obtener una variación de la potencia calorífica en el depósito en cuestión en un factor 80 (111 W/m con una distancia de 4 m, 8874 W/m con una distancia de 10 m) bajo un mismo flujo de corriente de las secciones lo que es forzoso debido a la conexión en serie. Con esto es posible la aplicación de potencia calorífica adaptada a las particularidades geológicas y de técnicas de extracción del depósito .
En la tabla más adelante se indican los tendidos . de inductividad de una línea dobles de conductores de entrada y salida del inductor esto varían dependiendo de la distancia. Aquí la influencia de las conductividades diferentes de los depósitos es muy reducida. El inductor en su totalidad representa una conexión en serie de circuitos resonantes. Un circuito en serie se forma a través de la sección de la línea con la longitud de resonancia. De manera ideal todos los circuitos en serie son resonantes con las mismas frecuencias. Con esto se obtienen las menores tensiones a lo largo de los inductores. Las distancias que varían por secciones conducen en los inductores con longitudes de resonancia constantes a compensación incompleta por secciones, lo que conduce a mayores requisitos del valor del dieléctrico entre los grupos de filamentos, que en el peor de los casos puede conducir a que el inductor sea atravesado y destruido. Debe iniciarse una ayuda para lo cual la longitud de resonancia y con esto la capacidad de esta sección se adapta a las inductividades allí existentes.
En la invención puede adaptarse la capacitancia fácilmente a la inductividad, con lo cual otra vez sin modificar la longitud de resonancia puede ajustarse otra vez la misma frecuencia resonante. También con una combinación de las últimas medidas puede obtenerse el objetivo por secciones con los mismos requerimientos de tensión.
Cuando son bien conocidas las particularidades geológicas, puede determinarse el tendido de los inductores con distancias parcialmente adaptadas a las necesidades de la potencia calorífica. Esto puede prácticamente realizarse simultáneamente con la aplicación de los tubos de inyección de vapor y de producción para SAGD, de tal forma que el calentamiento inductivo ya está disponible para la fase de preca1entamiento .
Ventajosamente puede también utilizarse el siguiente procedimiento: el proceso SAGD primero se realiza algunos meses hasta años si apoyo EM. Las cámaras de vapor ya se han formado. Las variaciones en la expansión de las cámaras de vapor a lo largo de los tubos de inyección y producción por lo general son indeseadas, ya que pueden conducir a una penetración prematura de vapor en las secciones individuales ("región de penetración de vapor"). Si ha sucedido tal penetración · de vapor, entonces en circunstancias en las cuales el bitumen en las secciones habituales del depósito ya no puede extraerse de forma económica (Proporción de Vapor a Petróleo - Steam to Oil Ratio (SOR) < 3) , a lo cual pueden estar asociadas grandes pérdidas financieras. Esas pérdidas pueden evitarse cuando se ha realizado antes la penetración del vapor, que se utiliza para el calentamiento inductivo para la regulación de la extensión de la cámara de vapor. Asi adaptándose · a la potencia calorífica inductiva adicional requerida por secciones puede realizarse el tendido de inductores con distancias optimizadas. Con esta solución de modificación pueden obtenerse rendimientos de los campos SAGD existentes .
En el caso de los ejemplos de realización concretos con las figuras correspondientes más adelante se representan los inductores dentro del depósito a la misma profundidad y la modificación- de las distancias se realiza exclusivamente en la dirección horizontal. Un tendido de los conductores de entrada y salida de un inductor puede realizarse también a diferentes profundidades, cuando la distribución de potencia calorífica y/o el tendido de las líneas inductoras se beneficia así por ejemplo debido a los menores costos de perforación, que pueden obtenerse debido a las formaciones geológicas más suaves o a otras condiciones de frontera geológicas .
Si en las secciones del depósito se encuentran diferentes conductividades entonces puede homogeneizarse la densidad de potencia calorífica, para lo cual se adapta la separación entre los inductores. En la tabla se da un ejemplo sobre lo mismo. Si deben aplicarse 4 kW/m en una sección del depósito con una resistencia específica de 555 Ohmios*m, esta debe contribuir a la geometría ejemplar de la distancia entre inductores de 50 m. Si la conductividad eléctrica en otra sección del depósito solo asciende a la mitad, entonces deberá aumentarse la distancia del inductor a 67 m, para otra vez aplicar una potencia calorífica de 4kW/m.
En ciertas secciones pueden introducirse los conductores de entrada y salida ventajosamente estrechamente entre sí, cuando allí solo se requieren densidades de potencia reducidas. Aquí los conductores de entrada y salida se extienden eventualmente a través de las cámaras de vapor y allí son sometidos a las temperaturas elevadas imperantes (por ejemplo 200°C), lo que puede conducir a un enve ecimiento prematuro del inductor y con esto a una reducción de la vida útil. Esto puede evitarse cuando como se representa en la sección VI, se elude la zona .de la cámara de vapor de forma horizontal y/o vertical.
En la mayoría de los casos con el procedimiento SAGD al inicio de la sección horizontal crece la cámara de vapor más rápido que en las secciones que se encuentran más adelante ya que la temperatura de vapor cerca del punto de introducción es la más caliente y la presión de vapor es el mayor. Esto conduce a la formación de una cámara de vapor grande. Por lo tanto puede .ser ventajoso allí prescindir de un calentamiento inductivo adicional y también evitar penetración prematura de vapor. Para esto el oscilador puede estar colocado hacia enfrente, de tal forma que el inductor no necesita atravesar la cámara de vapor al inicio.
Lo mismo puede obtenerse cuando el inductor bajo un ángulo más obtuso se conduce hacia abajo, cuando el oscilador se debe instalar más cercano a los tubos de inyección y producción. . Es ventajoso que se reduce la longitud del inductor y con esto los costos de perforación asociados. Además se evita el envejecimiento prematuro del inductor en la zona de la primera cámara de vapor.
En el caso de la invención son posibles disposiciones de los inductores en los cuales los ramales se conectan subterráneamente, lo que puede realizarse con técnicas de perforación muy desarrolladas. El oscilador asi puede instalarse como se muestra en la zona de tierra del par de tubos o como se muestra en las figuras anteriores cerca del inicio de los pares de tubos (llamados cabezales de los tubos). Los lazos de los conductores conectados subterráneamente evitando la cámara de vapor reducen la longitud del inductor y con esto los costos.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Otras particularidades y ventajas de la invención se desprenden de la siguiente descripción de las figuras de los ejemplos de realización con la ayuda de los dibujos conjuntamente con las reivindicaciones de patente.
En representación esquemática y parcialmente en perspectiva se muestran en: La figura 1 un yacimiento de arnas petrolíferas de varias zonas elementares con varias disposiciones de conductores para el calentamiento inductivo del depósito y un tubo de extracción, La figura 2 una disposición de conductores para el calentamiento inductivo del depósito con inductores conectados a tierra, La figura 3 una disposición correspondiente a la figura 2 con distancias diferentes por secciones de las lineas inductoras , La figura 4 una vista superior de una disposición de inductores de acuerdo con la figura 3 con ocho secciones con diferentes distancias entre los conductores, La figura 5 la construcción esguemática de un inductor compensado con capacidades distribuidas, La figura 6 la sección transversal de un conductor de múltiples filamentos con dos grupos de filamentos, La figura 7 muestra una vista superior sobre una disposición con una cámara de vapor grande en la sección inicial del tubo de inyección y una posición del oscilador desplazada de allí, La figura 8 muestra una figura diferente a la figura 7 con una posición de oscilador en la zona extrema del par de tubos y ramales conductores conectados de forma subterránea, La figura 9 un arreglo para el calentamiento inductivo del depósito con inductores a tierra en funcionamiento en contra direcciones establecidas.
La figura 10 un corte de un arreglo de inductor-oscilador bidimensional con secciones de electrodos parcialmente introducidos conjuntamente con el fin de conectar a tierra.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En las figuras individuales los mismos elementos tienen números de referencia iguales o correspondientes. Las figuras se describen parcialmente en conjunto.
En las representaciones tridimensionales de un yacimiento con un depósito de petróleo correspondiente a las figuras 1 a 3 asi como 6, 9 y 10, 100 representa una unidad elemental del depósito, que también se utilizará en la descripción de las siguientes figuras. Una tal unidad elemental puede reproducirse cuantas veces se quiera en las direcciones horizontales del yacimiento.
Esto último se desprende por ejemplo de la figura 1: una acumulación de arena petrolífera que se encuentra subterráneo (yacimiento) forma el depósito, en donde las unidades elementales subsecuentes o adyacentes 100 tienen una longitud 1, una altura h y un grosor w. Sobre el depósito 100 se encuentra una capa geológica 105 ("carga superior") con un grosor s. Capas correspondientes ("carga inferior") se encuentran por debajo del depósito 100, pero¦ en la figura 1 no se indican de forma individual.
En el caso de procesos SAGD conocidos en el fondo del depósito 100 se encuentra un tubo de inyección para la introducción de vapor, mediante el cual se reduce la viscosidad del bitumen o del petróleo ultra pesado, y un tubo de extracción y de producción. El tubo de producción se representa con 102 en la figura 1, mientras que el tubo de inyección no se representa y eventualmente también es innecesario. Ya se ha propuesto que para el calentamiento eléctrico del depósito 100 se proveen lineas y/o electrodos. Especialmente para el calentamiento inductivo en la figura 1 se realizan como lineas inductoras 10, 20. Las lineas inductoras 10, 20 se introducen en el depósito 100 con la distancia predeterminada a de forma esencialmente paralela y horizontal.
Esencialmente en la figura 1 el tubo de producción 102 y las lineas inductoras 10, 20 no se extienden en la misma dirección, sino que forman un ángulo recto. Pueden también formar otros ángulos, esto es diferentes orientaciones de lineas de inductores y tubos de producción Con esto puede tomarse en cuenta las condiciones de frontera geológicas.
Las unidades repetidas 100 está asignada una unidad de oscilador 60, 60' , como generador de energía HF, el cual produce la energía eléctrica y se alimenta a los inductores a través de conductores de entrada y salida. Para esto los conductores de entrada y salida deben introducirse perpendicularmente en el depósito a través del la capa geológica. Ya que la distancia a2 de los conductores de entrada y salida en la zona vertical es lo más reducida posible y ai>a2, no se realiza ningún calentamiento y se almacena energía.
En la figura 1 para ello se proveen dos perforaciones 12, 12', que tienen una distancia menor a 10 m. Esto es reducido en comparación con las dimensiones del depósito y en especial la longitud de las líneas de inducción 10, 20. En la una perforación se introduce el conductor de entrada y en la otra perforación en conductor de salida, realizándose en el depósito en la trasferencia a los conductos inductores se realiza una ampliación de una distancia múltiple.
En vez de perforaciones paralelas separadas pueden introducirse conductores de entrada y salida también en una perforación individual, con lo cual se obtiene la posibilidad de una distancia aun más reducida. En un único orificio de perforación los conductores de entrada y salida pueden trenzarse entre sí o también formar un cable coaxial que se ramifica en el depósito.
En las figuras 1 2 así como 6 a 8 se muestra un sistema de coordenadas con las coordenadas x, y, x, que facilita la orientación del minero. El sistema de coordenadas puede tener también otra orientación.
Especialmente con ayuda de la figura 2 se muestra que por debajo del nivel de la tierra primero siguen primero una zona con las capas geológicas a continuación un yacimiento con un depósito 100 de bitumen y/o petróleo ultrapesado y por debajo una zona 106 impermeable al petróleo, posteriores a las mencionadas capas inferiores. Esas formaciones de tierra y piedras son típicas de los yacimientos de esquisto bituminoso y/o arenas petrolíferas.
De acuerdo con la figura 2 un oscilador 60 como generador de alta frecuencia que sobresale alimenta energía eléctrica a los yacimientos 100. Para esto en este caso se encuentra presente una única perforación vertical 12, que se extiende hasta la zona del depósito 100 y allí se divide en dos perforaciones horizontales, que no' se muestran individualmente. Desde afuera del la capa geológica superior están provistos otros medios para introducir sal disuelta en agua (llamada solución salina) que tienen las propiedades adecuadas de conductividad.
En la perforación vertical 12 está introducido un par de conductores con conductores eléctricos conjuntos de entrada y salida 5, en donde los extremos de los conductores de entrada y salida están unidos con el oscilador 60 como transformador de energía. Los otros extremos se extienden hasta el depósito 100.
Al llegar al depósito 100 se ramifica el par de conductores de entrada/salida 5. Para ello está disponible una llamada ramificación en Y 25. A partir de la ramificación en Y 25 se extienden en el depósito 100 las lineas de inductores 10 y 20 de forma horizontal y paralela al depósito 100 y hasta en la zona de la región inyectada con sal, en la cual las lineas 10 y 20 no están aisladas y actúan como inductores eléctricos. En especial en la zona de las lineas inductores 10, 20 debe formarse el calentador por inducción.
Con tal instalación se reduce considerablemente la potencia pérdida ya que los campos magnéticos de los conductores de entrada y salida que se extienden a poca distancia bajo corriente contraria en la región A se compensan casi completamente. El par de conductores de entrada y salida conjuntado puede por ejemplo estar formado como un conductor coaxial 5. En especial en el caso de una disposición coaxial el entorno de un par de conductores de ese tipo está completamente libre de campo. Esto permite entonces el uso de materiales magnéticos y completamente libre de campo para revestir el par de conductores de entrada/salida o guarnecer la perforación vertical 12 con tubos de acero.
La formación de la ramificación en Y 25 se realiza en una manera electrotécnica conocida, por lo que no se profundizará en el tema.
Ya que la radiación de las ondas electromagnéticas en la zona de la perforación vertical 12 se reduce considerablemente, la protección del oscilador 60 en el punto de alimentación puede tener una conformación compacta. Esto ha mostrado ser ventajoso para el llamado rango de exposición en el cual no debe encontrase nadie del personal de servicio.
En las figuras el tubo de producción está indicado con 102. Este habitualmente de acuerdo con el estado de la técnica está conformado de tal forma que allí se recolecta el bitumen fluido, después de lo cual es succionado de manera conocida .
Al extremo de ambos conductos 10 y 20 de acuerdo con la figura 1 se presenta en una zona aproximadamente cilindrica bajo la influencia de la sal 11/12, que es importante para la conductividad eléctrica y con esto es importante para el efecto de calentamiento inductivo. Con esto se obtiene el efecto de una conexión a tierra de baja impedancia de los inductores, sin que estos deban unirse a través de ramales conductores separados subterráneos o superficiales.
En general en la figura 2 se forman tres zonas: las lineas 10/20 del oscilador 50 hasta la ramificación 25 forman la primera sección A, en el depósito 100 una sección B y en la sección extrema una tercera sección C. En las secciones individuales A, B, y pueden ventajosamente seleccionar diferentes disposiciones del conductor. Por ejemplo en la primera sección A se utilizan cables multifilamento . En la segunda sección B por el contrario se utilizan conductores aislados efectivos como lineas de inducción ("conducto sencillo aislado", mientras que en la tercera sección C están disponibles extremos de conductores no aislado que forman los electrodos.
En la figura 3 se muestra que en una disposición correspondiente a la figura 1 en este caso lineas de inducción 10 y 20 o necesitan extenderse paralelamente. Además en las diferentes secciones tienen diferentes distancias ai, que deben adaptarse a las particularidades de los yacimientos. Dependiendo de las condiciones geológicas de las secciones tienen entre si para la interacción inductiva y allí se introducen de forma muy estrecha, de tal forma que compensan sus campos. En especial para el caso que en los yacimientos 100 este presente una burbuja de gas 30 a través de la introducción de vapor mediante el procedimiento SAGD, que represente una zona llamada "muda" y/o que ya haya sido explotada, allí puede conducirse la disposición en paralelo de las líneas 1/20 para rodear estrechamente esas zonas de burbujas de vapor y que se vuelven a expandir detrás de las burbujas de vapor para generar el efecto de calentamiento inductivo. Al final de manera conocida se obtiene otra vez un lazo conductor, que se conecta en especial de forma superficial, lo que es técnicamente sencillo.
Una vista correspondiente de tal disposición inductora se muestra en la figura 4. Aquí en total se muestran ocho secciones I, II,..., VIII con diferentes distancias ax de las lineas inductoras 10/29. Debe observarse que para las secciones, I, II,..., VIII deben realizarse medidas de compensación individuales e independientes considerando las longitudes de resonancia modificadas.
En la siguiente taba se indican las inductividades de un conducto doble, este es el conductor de entrada y salida del inductor. Como se menciona estas varían dependiendo de la distancia ai entre aproximadamente 0.46 y 1.61 µ?/m. Aquí la influencia de las diferentes conductividades del depósito es muy reducida. El inductor en su conjunto forma una conexión en serie de circuitos resonantes en serie.
Un circuito en serie se forma mediante la sección de la línea con longitudes de resonancia LR. De manera ideal todos los circuitos en serie serian resonantes con la misma frecuencia. Con esto se obtienen tensiones más reducidas posibles a lo largo del inductor. Las distancias que varían por secciones en el caso de longitudes de resonancia constante de los inductores a una compensación incompleta por secciones, lo que conduce a mayores requerimientos en la resistencia dieléctrica del dieléctrico entre los grupos de filamentos. Bajo condiciones puede producirse un aso o hasta la destrucción del inductor.
Puede obtenerse ayuda al adaptar las secciones individuales de las longitudes resonantes y con esto la capacidad de esta sección a la capa de inductividad allí existente.
Tabla: En la columna 1 de la tabla se muestra la distancia de las lineas de inducción en m, en la columna 2 la resistividad del depósito en Qm, en la columna 3 la energía eléctrica aplicada en W/m, en la columna 4 y 5 la inductividad en µ?/m (calculada analíticamente y mediante FEM) y en la columna 6 la longitud resonancia a una frecuencia de oscilador de 20 kHz.
Es claro que a medida que aumenta la distancia de las líneas de inducción aumenta la potencia de calentamiento como potencia de pérdida eléctrica. Contrariamente se obtiene que en el caso de distancias comparativamente menores de las líneas de inducción se presenta solo una reducida potencia de pérdida, ya que en el caso de líneas que se encuentran estrechamente entre sí se compensan los campos electromagnéticos, como en el caso del par de conductores de entrada y salida introducidos de forma vertical, y con esto no se forma un efecto de calentamiento inductivo. Este efecto en caso de necesidad puede utilizarse. De igual manera se modifican las longitudes de resonancia LR de la línea, que deben adaptarse de manera correspondiente como se muestra en la solicitud alemana número DE 10 2007 008 282.6.
En la tabla también se muestran las longitudes de resonancia adaptadas para las distancias de los conductores de entrada y salida, para obtener por secciones la misma frecuencia de resonancia de por ejemplo 20 kHz. La modificación relativa de las longitudes resonantes es proporcional a 1/ (inductividad) 2. Esto significa que la longitud de la resonancia en las secciones verticales la distancia de inductor de por ejemplo 0.25 es aproximadamente el doble, que en la distancia de inductor nominal de 100 m. Modificaciones correspondientes se dan por ejemplo en el caso de una frecuencia resonante de 100 kHz. En particular se consideran adecuadas las frecuencias de resonancia de entre 1 y 1500 kHz en donde se seleccionan cálculos a 10 kHz por un lado y por otro lado a 100 kHz.
Como ya se menciono al principio la compensación de las lineas de inducción objeto de la solicitud de patente antigua no 10 2007 008 282.6 y allí se describen en particular a lo cual se hace referencia expresa aquí. En especial para esto los conductores de mutifilamentos mencionados correspondientes a la figura 5, para lo cual otra vez se hace referencia otra vez a la solicitud de patente antigua 10 2008 036 832.3.
A este respecto se hace referencia a las figuras 5 y 6: la figura 5 muestra la construcción esquemática del conductor compensado para las lineas de inducción con capacidades distribuidas y la figura 6 se muestra una sección transversal a lo largo de la linea VI-VI. Las lineas se forman con los conductores 51 y 52, que forman las lineas de multifilamento dentro de un aislante 53 correspondientes a la figura 6. La longitud de resonancia LR puede adaptarse aquí a la distancia que se modifica en sección de las lineas de inducción.
Con la . ayuda de la figura 7 se hace claro que en una disposición correspondiente a la figura 2 puede estar presente por ejemplo una cámara de vapor 30 con una forma extremadamente grande en la sección inicial del tubo de inyección. En este caso se recomienda desplazar la posición del oscilador, esto es el generador 60 por encima de la superficie o también colocarlo en la zona terrestre del par de conductores 10/20. Los conductores en este caso se conectan con lazos de conductores 15 subterráneos, que también puede estar colocada directamente por detrás de la burbuja de vapor.
En las figuras 7 y 8 se representan esquemas correspondientes en forma de vistas superiores. En estas dos figuras es especialmente claro que el concepto de acuerdo con la invención es adecuado para ser implementado en instalaciones de extracción de bitumen y petróleo extra pesado ya existentes. En la práctica pueden haber sido ya explotadas ciertas zonas de yacimientos de arenas petrolíferas con el procedimiento SAGD conocido, y en las zonas ya explotadas habitualmente se forman grandes burbujas de vapor. Mediante un dispositivo con un generador de alta frecuencia "móvil" 60 es posible desplazar la disposición de inductores de la sección inicial del dispositivo de tubos de inyección/extracción y colocarla adelante. Igualmente es muy posible establecer la posición del oscilador en la zona extrema del par de tubos. En este caso ventajosamente se conecta el lazo del conductor inductor siempre de forma subterránea .
En la figura 9 se representa una disposición en la cual correspondientemente a la figura 1 se encuentra una perforación vertical 12 aproximadamente en la mitad del depósito 100 mostrado. En un oscilador 60 gue se encuentra allí se encuentra otra vez un par de conductores 5 e la perforación vertical 12. Al alcanzar el yacimiento 110 está presente una ramificación 25, en la cual los conductores horizontales 110, 120 se extienden en direcciones diametralmente opuestas, o sea con separaciones crecientes y allí a continuación se conectan a tierra a través d electrodos 11 y 121.
La distribución correspondiente de la potencia calorífica en esta geometría se calculo también para este caso mediante FEM (métodos de elementos finitos) y produce condiciones de frontera satisfactorias.
También en este tipo de tendido de las líneas de inducción también es posible introducir extremos de conductores aislantes desde el depósito en zona de mayor conductividad eléctrica. Por ejemplo para esto se cuenta con las capas conductoras de agua fuera del depósito, por ejemplo en las capas superiores o inferiores.
En la figura 10 finalmente se muestra una modificación de una instalación de acuerdo con la figura Ib con las disposiciones de acuerdo con la figura 9, en las cuales se han formado inductores bidimensionales 200 a partir de inductores individuales. Los inductores se representan en lineas que se extienden separadas y se representan e dos hileras adyacentes. Por encima del yacimiento 100 se encuentran dos hileras de osciladores 60, 60', 60'',.., que se extienden desde los pares de conductores 5, 5' , 5' ' ... perpendicularmente a través de las capas geológicas hasta el yacimiento 100 y se ramifican a través de hileras correspondientes de ramificaciones 25, 25', 25'' en dirección contraria.
Mediante las conexiones adyacentes de esas disposiciones puede minimizarse el aumento de las pérdidas y con esto la potencia calorífica transformada.
Especifico para el arreglo bidimensional representado en la figura 10, es que consiste de una pluralidad de antenas, que en la figura 10 están formados concretamente mediante los pares de inductores 110i]/120ij, que pueden controlarse individualmente de acuerdo con la amplitud y fase de la corriente. Para esto cada par de inductores en un generador adecuado del grupo de los generadores 60j_j distribuidos en forma del arreglo representado en la figura 10.
En total puede determinarse que ahora los conductores de entrada y salida de las líneas de inducción en la capa geológica superior hasta la profundidad del yacimiento, esencialmente se conducen de forma vertical y en comparación con la extensión longitudinal de los conductos tienen una distancia lateral reducida a cuando mucho 10 m, en especial menos de 5 m. Preferentemente las lineas de inducción se introducen horizontalmente en los yacimientos y tienen diferentes separaciones en las diferentes secciones, con lo cual se modifica la distribución de la potencia. Si los conductores eléctricos de entrada y salida que se extienden verticalmente en la capa geológica superior se juntan en un par de lineas el par de lineas puede introducirse en una única perforación que se extiende hasta el depósito, y ramificarse solo en el depósito. Asi en las capas superiores no se presentan perdidas de potencia.

Claims (32)

A 1 NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la invención como antecede, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES
1. Una instalación para la extracción in situ de una sustancia que contiene carbono de un yacimiento subterráneo a •10 través de por lo menos una tubería de producción que conduce hacia afuera del yacimiento, en especial para la extracción de bitumen o petróleo extra-pesado de un depósito debajo de una capa geológica, reduciendo su viscosidad, a la tubería de producción están asignados medios para el calentamiento por 15 inducción con respecto al ambiente de la tubería de producción que contienen un generador de alta energía eléctrica fuera de la capa geológica y el yacimiento, un conductor eléctrico de entrada y salida así como líneas de inducción allí conectadas, caracterizado porque los 20 conductores de entrada y salida (5) de las líneas de inducción (10, 20; 110, 120) se conducen generalmente en forma vertical en las capas geológicas (105) hasta la profundidad de los yacimientos (100) de forma esencialmente vertical y en comparación con la extensión longitudinal de los conductos tienen una distancia lateral (a) reducida de cuando muchos 10 m, y porque los conductores (10, 20; 110, 120) que se extienden horizontalmente en el depósito (100) tienen entre si separaciones (ai) diferentes por secciones.
2. La- instalación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los conductores de entrada y salida (5) para ambas lineas de inducción (10, 20; 110, 120) se introducen en perforaciones en paralelo (12, 12') con una distancia de cuando mucho 10 m.
3. La instalación de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque los conductores de entrada y salida (5) para ambas lineas de inducción (10, 20; 110, 120) se introducen en perforaciones en paralelo (12, 12') en forma de lineas compensadas capacitivamente.
4. La instalación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque los conductores de entrada y salida (5) para ambas lineas de inducción (10, 20; 110, 120) tienen una distancia lateral de máximo 0.25 m y se introducen en una perforación conjunta (12).
5. La instalación de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque la perforación conjunta' (12) tiene un diámetro < 0.5 m, en la cual se introducen los conductores de entrada y salida (5) para ambas lineas de inducción con una distancia reducida entre si.
6. La instalación de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque los conductores de entrada y salida (5) para ambas lineas de inducción (10, 20; 110, 120) están aisladas entre si y forman una linea conjunta.
7. La instalación de acuerdo con la reivindicación 5 ó 6, caracterizada porque los conductores de entrada y salida (5) están trenzados entre si en la perforación (12) .
8. La instalación de acuerdo con la reivindicación 5 ó 6, caracterizada porque los conductores de entrada y salida (5) entre si forman un conductor coaxial en la perforación (12) .
9. La instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en la única perforación (12) se conducen varios pares de conductores (5i) de conductores de entrada/salida para las lineas de inducción
10. La instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada porque el par de conductores (5) formado por los conductores de entrada/salida para las lineas de inducción (10, 20) se ramifican en el depósito (100) .
11. La instalación de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada porque para la ramificación se forma una llamada unión en Y (25)'.
12. La instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque desde el oscilador (60) hasta el depósito (100) se forma una primera sección (A) , un deposito en una segunda sección (B) y en el extremo final con el lazo del conductor (15) y/o la solución salina (11, 21) se forma una tercera sección (C) .
13. La instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizada porque en las secciones individuales (A, B, C) se selecciona una construcción diferente del conductor (5; 10, 20; 11, 21; 11.0, 120).
14. La instalación de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizada porque en la primera sección (A) se utiliza un conductor de múltiples filamentos para el par de conductores de entrada y salida (5) .
15. La instalación de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizada porque en la segunda sección (B) para las lineas de inducción (10, 20; 110, 120) se utilizan conductores . aislados efectivamente ("conductor sencillo aislado" ) .
16. La instalación de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizada porque en la segunda sección (B) para las lineas de inducción (10, 20; 110, 120) se utilizan conductores compensados capacitivamente.
17. La instalación de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizada porque en la tercera sección (C) están presentes extremos de conductores no aislados, que forman los electrodos (11, 21) para la zona con solución salina.
18. La instalación de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizada porque los electrodos (11, 21) junto con las acumulaciones de sal forman un lazo eléctrico.
19. La instalación de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizada porque los extremos de conductores no aislados (11, 21) del depósito (100) se introducen en capas de mayor conductividad eléctrica, por ejemplo las capas que conducen agua fuera del depósito (100) .
20. La instalación de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizada porque al final de la sección A las lineas de inducción (110, 120) se extienden en la misma dirección.
21. La instalación de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizada porque al final de la sección A las lineas de inducción (110, 120) se extienden en direcciones opuestas.
22. La instalación de acuerdo con la reivindicación 21, caracterizada porque en las lineas de inducción (10, 20; 110, 120) en el depósito 100) se han formado secciones (I-VIII) con longitudes de resonancia adaptadas (LR) adaptadas de tal forma que todas las secciones son resonante para la misma frecuencia .
23. La instalación de acuerdo con la reivindicación 21, caracterizada porque los lechos "mudos" o agotados de los yacimientos (100) por ejemplo zonas con una burbuja de vapor (30), los cuales son eludidos por los pares de lineas 5 inductoras (10, 20; 110, 120) .
24. La instalación de acuerdo con la reivindicación 23, caracterizada porque ambas lineas de inducción (10, 20; 110, 120) en la zona eludida se extienden estrechamente y sus campos electromagnéticos son asi compensados y su aportación 10 en potencia calorífica es reducida.
25. La instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se forma un arreglo (160) de pares de conductores (110i, 120i) generadores de potencia (60i-¡) . '15
26. La instalación de acuerdo con la reivindicación 25, caracterizada porque a cada generador de energía (60j.j) se le asigna un par de conductores (llOj., 120j.) .
27. La instalación de acuerdo con la reivindicación 25, caracterizada porque el arreglo (160) con la orientación de 20 los pares de líneas (110, 120) forman un ángulo predeterminado con la dirección de los tubos de extracción (102i), en especial es completamente transversal.
28. La instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el generador de energía (60) puede utilizarse para varios pares de líneas (llOi, 120i) .
29. La instalación de acuerdo con la reivindicación 25, caracterizada porque los generadores de potencia (60j.j) del arreglo (160) pueden ser conmutables.
30. La instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los generadores de potencia son osciladores de alta frecuencia (60j.j) que producen energía eléctrica con frecuencias entre 1 y 500 KHz.
31. La instalación de acuerdo con la reivindicación 30, caracterizada porque la frecuencia es de aproximadamente 10 kHz .
32. La instalación de acuerdo con la reivindicación 30, caracterizada porque la frecuencia es de aproximadamente 100 kHz .
MX2011002131A 2008-08-29 2009-07-16 Instalacion para la obtencion in situ de una sustancia que contiene carbono. MX2011002131A (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008044953A DE102008044953A1 (de) 2008-08-29 2008-08-29 Anlage zur In-Situ-Gewinnung einer kohlenstoffhaltigen Substanz
PCT/EP2009/059168 WO2010023032A2 (de) 2008-08-29 2009-07-16 Anlage zur in-situ-gewinnung einer kohlenstoffhaltigen substanz

Publications (1)

Publication Number Publication Date
MX2011002131A true MX2011002131A (es) 2011-04-05

Family

ID=41606005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MX2011002131A MX2011002131A (es) 2008-08-29 2009-07-16 Instalacion para la obtencion in situ de una sustancia que contiene carbono.

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8881800B2 (es)
EP (1) EP2315910B1 (es)
CA (1) CA2735300C (es)
DE (1) DE102008044953A1 (es)
MX (1) MX2011002131A (es)
PL (1) PL2315910T3 (es)
RU (1) RU2499886C2 (es)
WO (1) WO2010023032A2 (es)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009019287B4 (de) * 2009-04-30 2014-11-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Aufheizen von Erdböden, zugehörige Anlage und deren Verwendung
DE102010020154B4 (de) 2010-03-03 2014-08-21 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur "in-situ"-Förderung von Bitumen oder Schwerstöl
EP2623709A1 (de) 2011-10-27 2013-08-07 Siemens Aktiengesellschaft Kondensatorvorrichtung für eine Leiterschleife einer Vorrichtung zur "in situ"-Förderung von Schweröl und Bitumen aus Ölsand-Lagerstätten.
DE102012220237A1 (de) 2012-11-07 2014-05-08 Siemens Aktiengesellschaft Geschirmte Multipaaranordnung als Zuleitung zu einer induktiven Heizschleife in Schweröllagerstättenanwendungen
CN103362485B (zh) * 2013-06-03 2015-11-18 中国石油天然气股份有限公司 重力辅助纳米磁流体驱开采稠油油藏的方法及其井网结构
EP2886792A1 (de) * 2013-12-18 2015-06-24 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren für das Einbringen einer Induktorschleife in eine Gesteinsformation
EP2886793A1 (de) * 2013-12-18 2015-06-24 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren für das Einbringen einer Induktorschleife in eine Gesteinsformation
DE102014223621A1 (de) * 2014-11-19 2016-05-19 Siemens Aktiengesellschaft Lagerstättenheizung
DE102015208056A1 (de) * 2015-04-30 2016-11-03 Siemens Aktiengesellschaft Heizvorrichtung zur induktiven Heizung einer Kohlenwasserstofflagerstätte
DE102015215448A1 (de) * 2015-08-13 2017-02-16 Siemens Aktiengesellschaft Kabel, Induktor und Verfahren zur Herstellung eines Induktors zur Heizung einer geologischen Formation
US10760392B2 (en) 2016-04-13 2020-09-01 Acceleware Ltd. Apparatus and methods for electromagnetic heating of hydrocarbon formations
US11773706B2 (en) * 2018-11-29 2023-10-03 Acceleware Ltd. Non-equidistant open transmission lines for electromagnetic heating and method of use
CA3130635A1 (en) 2019-03-06 2020-09-10 Acceleware Ltd. Multilateral open transmission lines for electromagnetic heating and method of use

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2636530A1 (de) * 1976-07-15 1978-05-03 Fisher Erwaermung von halbleitern
US4116273A (en) * 1976-07-29 1978-09-26 Fisher Sidney T Induction heating of coal in situ
US4144935A (en) * 1977-08-29 1979-03-20 Iit Research Institute Apparatus and method for in situ heat processing of hydrocarbonaceous formations
US7322415B2 (en) * 2004-07-29 2008-01-29 Tyco Thermal Controls Llc Subterranean electro-thermal heating system and method
DE102007008292B4 (de) 2007-02-16 2009-08-13 Siemens Ag Vorrichtung und Verfahren zur In-Situ-Gewinnung einer kohlenwasserstoffhaltigen Substanz unter Herabsetzung deren Viskosität aus einer unterirdischen Lagerstätte
DE102007036832B4 (de) 2007-08-03 2009-08-20 Siemens Ag Vorrichtung zur In-Situ-Gewinnung einer kohlenwasserstoffhaltigen Substanz
DE102007040607B3 (de) * 2007-08-27 2008-10-30 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur "in situ"-Förderung von Bitumen oder Schwerstöl
DE102007040605B3 (de) * 2007-08-27 2008-10-30 Siemens Ag Vorrichtung zur "in situ"-Förderung von Bitumen oder Schwerstöl
DE102008012895A1 (de) 2008-03-06 2009-09-10 Robert Bosch Gmbh Korrosionsschutzgel und Korrosionsschutzbeschichtung für elektronische und/oder mikromechanische Bauteile

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011111690A (ru) 2012-10-10
WO2010023032A2 (de) 2010-03-04
CA2735300C (en) 2015-11-03
RU2499886C2 (ru) 2013-11-27
WO2010023032A3 (de) 2010-12-29
DE102008044953A1 (de) 2010-03-04
CA2735300A1 (en) 2010-03-04
EP2315910B1 (de) 2013-05-15
US20110146968A1 (en) 2011-06-23
EP2315910A2 (de) 2011-05-04
US8881800B2 (en) 2014-11-11
PL2315910T3 (pl) 2013-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
MX2011002131A (es) Instalacion para la obtencion in situ de una sustancia que contiene carbono.
US8371371B2 (en) Apparatus for in-situ extraction of bitumen or very heavy oil
US8813835B2 (en) Method and device for the “in-situ” conveying of bitumen or very heavy oil
US8607862B2 (en) Method and device for in-situ conveying of bitumen or very heavy oil
US10000999B2 (en) Apparatus for the inductive heating of oil sand and heavy oil deposits by way of current-carrying conductors
RU2587196C2 (ru) УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ДОБЫЧИ, В ЧАСТНОСТИ ДОБЫЧИ НА МЕСТЕ ЗАЛЕГАНИЯ (in-situ), УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕГО ВЕЩЕСТВА ИЗ ПОДЗЕМНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
CA2790575C (en) Device and method for obtaining, in particular in-situ, a substance containing carbon from an underground deposit
RU2651470C2 (ru) Экранированная многопарная система в качестве подводящей линии к индуктивной петле для нагревания в месторождениях тяжелой нефти
CA2812711C (en) Process for the &#34;in situ&#34; extraction of bitumen or ultraheavy oil from oil-sand deposits as a reservoir
CA2790618A1 (en) Device and method for obtaining, especially in-situ, a carbonaceous substance from an underground deposit
US11991810B2 (en) Multilateral open transmission lines for electromagnetic heating and method of use

Legal Events

Date Code Title Description
FG Grant or registration