MX2011008537A

MX2011008537A - Recoleccion de vapor intermedio dentro de infraestructuras de control encapsuladas.

Info

Publication number: MX2011008537A
Application number: MX2011008537A
Authority: MX
Inventors: Todd Dana; James W Patten
Original assignee: Red Leaf Resources Inc
Priority date: 2009-02-12
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2011-11-18
Also published as: BRPI1008553A2; WO2010093584A3; CA2752502A1; CL2011001961A1; PE20120702A1; US20100200387A1; AU2010213932B2; TN2011000395A1; GEP20146180B; WO2010093584A2; EP2406350A2; MA33111B1; US8365478B2; UA104452C2; EG26425A; AP2011005877A0; IL214554A; MY152297A; CN102395655A; EA201171022A1

Abstract

La presente invención se refiere a un método para recuperar hidrocarburos a partir de materiales hidrocarbonáceos los cuales pueden incluir formar una infraestructura de control de permeabilidad construida. Esta infraestructura construida define un volumen sustancialmente encapsulado. Un material hidrocarbonáceo extraído puede ser introducido en la infraestructura de control para formar un cuerpo permeable de material hidrocarbonáceo El cuerpo permeable puede ser calentado suficiente para remover hidrocarburos a partir de este. Los productos de hidrocarburo pueden ser recolectados a partir de ubicaciones intermediarias dentro del cuerpo permeable. Ventajosamente, un sistema de recolección de fluido intermedio puede ser usado para extraer un producto de hidrocarburo a partir del cuerpo permeable en ubicaciones preseleccionadas. Tal recolección intermedia puede proporcionar fracciones de producto de hidrocarburo las cuales pueden reducir o eliminar la necesidad de destilación a escala completa de producto de hidrocarburo que tiene un intervalo completo de productos tales como aquellos típicamente encontrados en petróleo crudo. Además, la calidad del producto puede ser ajustada monitoreando tales extracciones intermedias y ajustando por consiguiente, los parámetros de operación.

Description

RECOLECCIÓN DE VAPOR INTERMEDIO DENTRO DE INFRAESTRUCTURAS DE CONTROL ENCAPSULADAS REFERENCIA CRUZADA A LAS SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud Provisional Estadounidense No. 61/152,157, presentada el 12 de Febrero de 2009, la cual también se incorpora en la presente por referencia.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La demanda doméstica y global para combustibles fósiles continúa elevándose debido a incrementos de precios y otros intereses geopoliticos y económicos. Como tal demanda continúa elevándose, la búsqueda e investigación en encontrar fuentes adicionales económicamente viables de combustibles fósiles incrementa de manera correspondiente. Históricamente, muchos han reconocido las vastas cantidades de energía almacenadas en petróleo de esquisto bituminoso, carbón y depósitos de arenas alquitranosas, por ejemplo. Sin embargo, estas fuentes siguen siendo un desafío difícil en términos de recuperación económicamente competitiva. Las arenas alquitranosas Canadienses, han mostrado que tales esfuerzos pueden ser fructuosos, aunque todavía permanecen muchos desafíos, que incluyen impacto ambiental, calidad de producto, costos de producción y tiempo de proceso, entre otros .

Estimados de reservas de petróleo de esquisto bituminoso alrededor del mundo, varían desde dos hasta casi siete trillones de barriles de petróleo, dependiendo de la fuente de estimación. Sin embargo, estas reservas representan un volumen tremendo y permanece una fuente sustancialmente no sin aprovechar. Un gran número de compañías e investigadores continúan estudiando y probando métodos para recuperar petróleo de tales reservas. En la industria de petróleo de aceite bituminoso, los métodos de extracción han incluido chimeneas de derrubios subterráneos creados por explosiones, métodos in situ tales como el método de Proceso de Conversión In Situ (ICP) (Shell Oil) , y calentamiento dentro de retortas fabricadas de acero. Otros métodos han incluido métodos de radiofrecuencia in situ (microondas ) , y procesos in situ "modificados", en donde la minería, derribo y retorta subterráneos han sido combinados para hacer derrubios fuera de una formación para permitir mejor transferencia de calor y remoción de producto.

Entre los procesos de petróleo de esquisto bituminoso típicos, todas las ventajas se enfrentan en intereses económicos y ambientales. Ningún proceso actual satisface solo desafíos económicos, ambientales y técnicos. Sin embargo, los intereses del calentamiento global dan origen a medidas adicionales para atender emisiones de dióxido de carbono (C02), las cuales están asociadas con tales procesos. Son necesarios métodos que realicen conservación del ambiente, aún todavía proporcionando producción de petróleo redituable de alto volumen.

Conceptos in situ bajo tierra emergieron basados en su capacidad para producir altos volúmenes, mientras se evitan el costo de extracción. Mientras se pueden lograr ahorros de costos que resultan de evitar la extracción, el método in situ requiere calentar una formación por un periodo prolongado de tiempo debido a la conductividad térmica extremadamente baja y alto calor específico del petróleo de esquisto bituminoso sólido. Quizás el reto más significante para cualquier proceso in situ es la incertidumbre y potencial a largo plazo de la contaminación del agua que puede ocurrir con acuíferos de aguas dulces subterráneas. En el caso del método ICP de Shell, se usa una "pared de congelación" como una barrera para mantener la separación entre acuíferos y un área de tratamiento subterránea. Aunque esto es posible, no se ha demostrado un análisis a largo plazo por periodos prolongados para garantizar la prevención de contaminación. Sin garantías y con aún pocos remedios, una pared de congelación puede fallar, otros métodos son deseables para atender tales riesgos ambientales.

Por esto y otras razones, permanece una necesidad para métodos y sistemas los cuales puedan proporcionar recuperación mejorada de hidrocarburos a partir de materiales adecuados que contienen hidrocarburo, los cuales tienen economía aceptable y evitan las desventajas mencionadas anteriormente .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un método para recuperar hidrocarburos a partir de materiales hidrocarbonáceos puede incluir formar una infraestructura de control de permeabilidad construida. Esta infraestructura construida define un volumen sustancialmente encapsulado. Un material hidrocarbonáceo extraído puede ser introducido en la infraestructura de control para formar un cuerpo permeable de material hidrocarbonáceo. El cuerpo permeable puede ser calentado suficiente para remover hidrocarburos a partir de este. Durante el calentamiento, el material hidrocarbonáceo puede ser sustancialmente estacionario. Los productos de hidrocarburos pueden ser recolectados a partir de ubicaciones intermediar dentro del cuerpo permeable. Los productos de hidrocarburos recolectados pueden ser transportados para procesamiento adicional, uso en los procesos como combustibles complementarios o aditivos, y/o uso directo sin tratamiento adicional. Un sistema de recolección de fluido intermedio puede ser usado para extraer un producto de hidrocarburo a partir del cuerpo permeable en ubicaciones preseleccionadas . Tal recolección intermedia puede proporcionar fracciones de producto de hidrocarburo las cuales pueden reducir o eliminar la necesidad de destilación a escala completa de un producto de hidrocarburo que tiene un intervalo completo de productos tales como aquellos típicamente encontrados en el petróleo crudo. Además, tal recolección intermedia y equilibro de etapas opcionales, puede ofrecer capacidad de ajuste incrementado al sistema en términos de calidad de producto y número de fracciones distintas las cuales pueden ser recuperadas .

Características y ventajas adicionales de estos principios serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, la cual ilustra, por medio del ejemplo solamente, características de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es una vista esquemática de corte parcial lateral de una infraestructura de control de permeabilidad construida, de conformidad con una modalidad.

Las Figura 2A y 2B son vistas en plano y superiores de una pluralidad de embalses de control de permeabilidad de conformidad con una modalidad.

La Figura 3 es una vista de corte lateral del embalse de control de permeabilidad de conformidad con una modalidad.

La Figura 4 es un esquemático de una porción de una infraestructura construida de conformidad con una modalidad.

La Figura 5 es un esquemático que muestra la transferencia de calor entre dos embalses de control de permeabilidad de conformidad con otra modalidad.

La Figura 6 es una vista en sección transversal lateral de una pluralidad de sistemas de recolección de fluido intermedio que tienen bandejas múltiples de conformidad con una modalidad.

La Figura 7 es una vista en perspectiva lateral de un condensador vertical como un sistema de recolección de fluido intermedio de conformidad con otra modalidad.

Se debe notar que las figuras son meramente ejemplares de varias modalidades y no están propuestas por este medio, limitaciones en el alcance de la presente invención. Además, las figuras están en general, no dibujadas a escala, pero son dirigidas para propósitos de conveniencia y claridad en la ilustración de varios aspectos de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Se hará referencia ahora a las modalidades ejemplares y se usará lenguaje especifico en la presente, para describirla misma. Se entenderá sin embargo, que no está por ello propuesta alguna limitación del alcance de la invención. Las alteraciones y modificaciones adicionales de las características inventivas descritas en la presente, y aplicaciones adicionales de los principios de la invención como se describe en la presente, las cuales podrían ocurrir por un experto en la técnica relevante y que tiene posesión de esta descripción, están siendo consideradas dentro del alcance de la invención. Además, antes que modalidades particulares sean descritas y divulgadas, se entiende que esta invención no está limitada a procesos particulares y materiales descritos en la presente, como tal pueden variar en algún grado. También se entiende que la terminología usada en la presente, es usada para propósitos de describir modalidades particulares solamente y no pretende ser limitante, ya que el campo de la presente invención será definido solamente por las reivindicaciones adjuntas y equivalentes de las mismas.

Definiciones En la descripción y reivindicación de la presente invención, será usada la siguiente terminología.

Las formas singulares "un", "uno", y "el", incluyen referencias plurales a menos que el contexto claramente lo dicte de otro modo. De esta forma, por ejemplo, referencia a "una bandeja" incluye referencia a una o más de tales estructuras, un "cuerpo permeable" incluye referencia a uno o más de tales materiales y "una etapa de calentamiento" se refiere a una o más de tales etapas.

Como se usa en la presente, "grado existente" o terminología similar, se refiere al grado o un plano paralelo a la topografía de la superficie local de un sitio que contiene una infraestructura como se describe en la presente, en el cual la infraestructura puede estar arriba o por debajo del grado existente.

Como se usa en la presente, "conductos" se refiere a cualquier pasaje a lo largo de una distancia especificada, el cual puede ser usado para transportar materiales y/o calor de un punto a otro punto. Aunque los conductos pueden en general ser tubos circulares, otros conductos no circulares también pueden ser útiles. Los conductos pueden ventajosamente, ser usados para introducir ya sea fluidos dentro o extraer fluidos a partir del cuerpo permeable, transmitir transferencia de calor y/o transportar dispositivos de radiofrecuencia, mecanismos de celda de combustible, calentadores de resistencia u otros dispositivos.

Como se usa en la presente, "infraestructura construida" se refiere a una estructura la cual es sustancialmente completamente hecha por el hombre, contraria a paredes de congelación, paredes de azufre u otras barreras las cuales se forman por modificación o procesos de llenado de una formación geológica existente.

La infraestructura de control . de permeabilidad construida, es a menudo sustancialmente libre de formaciones geológicas no alteradas, aunque la infraestructura puede ser formada adyacente o en contacto directo con una formación no alterada. Tal infraestructura de control puede estar no unida o fija a una formación no alterada por medios mecánicos, medios químicos o una combinación de tales medios, por ejemplo, atornillada en la formación usando anclas, lazos u otro equipo adecuado.

Como se usa en la presente, "triturado" se refiere a rompimiento de una formación o masa más grande en piezas. Una masa triturada puede ser fragmentada o de otro modo rota en fragmentos .

Como se usa en la presente, "material hidrocarbonáceo" , se refiere a cualquier material que contiene hidrocarburo a partir del cual los hidrocarburos pueden ser extraídos o derivados. Por ejemplo, los hidrocarburos pueden ser extraídos directamente como un líquido, removidos vía extracción de solvente, directamente vaporizados o de otro modo removidos del material. Sin embargo, muchos materiales hidrocarbonáceos contienen kerógeno, o bitumen, el cual es convertido a un producto de hidrocarburo a través de calentamiento y pirólisis. Los materiales hidrocarbonáceos pueden incluir, pero no se limitan a, petróleo de esquistos bituminosos, arenas alquitranosas , carbón, lignita, bitumen, turba, y otros materiales orgánicos.

Como se usa en la presente, "embalse", se refiere a una estructura designada para mantener o retener una acumulación de un fluido y/o materiales movibles sólidos. Un embalse en general, deriva al menos una porción sustancial de cimentación y soporte estructural de materiales de barro. De este modo, las paredes de control no siempre tienen intensidades independientes o integridad estructural parte del material y/o formación de barro contra la cual se forman .

Como se usa en la presente, "liberar", se refiere a la formación y/o liberación de un material. De este modo, liberar hidrocarburos a partir de un material hidrocarbonáceo, puede a menudo, involucrar formación de productos hidrocarburos a partir de otros materiales hidrocarbonáceos tales como kerógeno, bitumen, carbón, etc .

Como se usa en la presente, "cuerpo permeable" se refiere a cualquier masa de material hidrocarbonáceo triturada que tiene una permeabilidad relativamente alta la cual excede la permeabilidad de una formación no alterada sólida de la misma composición. Los cuerpos permeables adecuados pueden tener más de aproximadamente 10% de espacio vacío y típicamente tienen espacio vacío desde aproximadamente 30% hasta 45%, aunque otros intervalos pueden ser adecuados. Teniendo en cuenta la alta permeabilidad facilita, por ejemplo, a través de la incorporación de partículas irregularmente formadas grandes, el calentamiento del cuerpo a través de convección como la transferencia de calor primario mientras también sustancialmente se reducen costos asociados con el aplastamiento a tamaños muy pequeños, por ejemplo, por debajo de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 0.5 pulgadas (2.54 hasta aproximadamente 12.7 cms) .

Como se usa en la presente, "pared" se refiere a cualquier artículo construido que tiene una contribución de control de permeabilidad para confinar material dentro de un volumen encapsulado definido al menos en parte, por las paredes de control. Las paredes pueden ser orientadas en cualquier manera tal como vertical, aunque techos, pisos y otros contornos que definen el volumen encapsulado, también pueden ser llamados "paredes" como se usa en la presente.

Como se usa en la presente, "extraído" se refiere a un material el cual ha sido removido o alterado de una ubicación geológica o estratográfica original, a una segunda y diferente ubicación o regresa a la misma ubicación. Típicamente, material extraído puede ser producido por fragmentación, aplastamiento, detonación explosiva, o material removido de otro modo a partir de una formación geológica .

Como se usa en la presente, "sustancialmente estacionario", se refiere a posicionamiento casi estacionario de materiales con un grado de permisión para subsidencia, expansión, y/o sedimentación conforme los hidrocarburos son removidos del material hidrocarbonáceo desde adentro del volumen encerrado para dejar atrás el material delgado. Por el contrario, cualquier circulación y/o flujo de material hidrocarbonáceo tal como aquel encontrado en lechos fluidizados o retortas de rotación, involucra movimiento altamente sustancial y manejo de material hidrocarbonáceo.

Como se usa en la presente, "sustancial" cuando se usa en referencia a una cantidad o monto de un material, o una característica específica del mismo, se refiere a una cantidad que es suficiente para proporcionar un efecto que el material o característica se pretende proporcionar. El grado exacto de desviación permisible puede en algunos casos, depender del contexto específico. De manera sustancial, "sustancialmente libre de" o similares, se refiere a la carencia de un elemento o agente identificado en una composición. Particularmente, elementos que son identificados por ser "sustancialmente libres de", están ya sea completamente ausentes de la composición, o están incluidos solamente en cantidades las cuales son bastante pequeñas para tener efecto no medible en la composición.

Como se usa en la presente, "aproximado" se refiere a un grado de desviación basado en un error experimental' típico para la propiedad particular identificada. La latitud proporciona que el término "aproximado" dependa del contexto específico y propiedad particular y pueda ser fácilmente discernido por aquellos expertos en la técnica. El término "aproximado" no está propuesto para ya sea expandir o limitar el grado de equivalentes los cuales pueden de otro modo, ser proporcionados a un valor particular. Además, a menos que se declare de otro modo, el término "aproximado" debe incluir expresamente "exactamente", consistente con la discusión por debajo con relación a datos numéricos e intervalos.

Las concentraciones, dimensiones, cantidades y otros datos numéricos pueden ser presentados aquí en un formato de intervalo. Se entiende que tal formato de intervalo es usado solamente por conveniencia y brevedad y debe ser interpretado de manera flexible para incluir no solamente los valores numéricos explícitamente mencionados como los límites del intervalo, sino también incluir todos los valores numéricos individuales o sub-intervalos abarcados dentro de tal intervalo, como si cada valor numérico y sub-intervalo sea explícitamente mencionado. Por ejemplo, un intervalo de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 200, debe ser interpretado por incluir no solamente los límites explícitamente mencionados de 1 y 200, sino también por incluir tamaños individuales tales como 2, 3, 4 y sub-intervalos tales como 10 a 50, 20 a 100, etc.

Como se usa en la presente, una pluralidad de puntos, elementos estructurales, elementos composicionales y/o materiales, pueden ser presentados en una lista común por conveniencia. Sin embargo, esta lista debe ser construida como si cada elemento de la lista sea individualmente identificado como un miembro único y separado. De este modo, miembros no individuales de tal lista deben interpretarse de hecho como un equivalente de cualquier otro miembro de la misma lista, solamente basado en su presentación en un grupo común sin indicaciones a lo contrario.

Sistemas de Recolección de Vapor Intermedio para Infraestructuras de Control Un método para recuperar hidrocarburos a partir de materiales hidrocarbonáceos puede incluir formar una infraestructura de control de permeabilidad construida. Esta infraestructura construida define un volumen sustancialmente encapsulado. Un material hidrocarbonáceo recolectado o extraído puede ser introducido en la infraestructura de control para formar un cuerpo permeable de material hidrocarbonáceo . El cuerpo permeable puede ser calentado suficiente para remover hidrocarburos a partir de este. Durante el calentamiento, el material hidrocarbonáceo es sustancialmente estacionario ya que la infraestructura construida es una estructura fija. Un sistema de recolección de fluido intermedio, puede ser integrado en el cuerpo permeable para extraer al menos, una porción de los hidrocarburos liberados a partir del cuerpo permeable. Los hidrocarburos de fluido removidos pueden ser recolectados a partir del sistema de recolección intermedio, asi como también otros conductos de recolección y/o reservorios para procesamiento adicional, uso en el proceso y/o uso como recuperado .

La infraestructura de control de permeabilidad construida, puede ser formada usando grado existente como soporte de piso y/o como soporte de pared lateral para la infraestructura construida. Por ejemplo, la infraestructura de control puede ser formada como una estructura de apoyo libre, es decir, usando solamente grado existente como un piso con paredes laterales siendo hechas por el hombre. Alternativamente, la infraestructura de control puede ser formada dentro de un hoyo excavado.

Una infraestructura de control de permeabilidad construida, puede incluir un embalse de control de permeabilidad el cual define un volumen sustancialmente encapsulado. El embalse de control de permeabilidad está sustancialmente libre de formaciones geológicas no alteradas. Específicamente, el aspecto de control de permeabilidad del embalse, puede ser completamente construido y provocado por el hombre como un mecanismo de aislamiento separado para prevención de migración no controlada de material dentro y fuera del volumen encapsulado.

En una modalidad, el embalse de control de permeabilidad puede ser formado junto con paredes de un depósito de material hidrocarbonáceo excavado. Por ejemplo, petróleo de esquistos bituminosos o carbón, pueden ser extraídos a partir de un depósito para formar una cavidad la cual corresponde aproximadamente, a un volumen de encapsulación deseado para un embalse. La cavidad excavada puede entonces ser usada como una forma y soporte para crear el embalse de control de permeabilidad.

En una alternativa, al menos un depósito de material hidrocarbonáceo excavado adicional puede ser formado, tal como una pluralidad de embalses pueden ser operados. Además, tal configuración puede facilitar una reducción en la distancia de transportación del material extraído. Específicamente, el material hidrocarbonáceo extraído para cualquier volumen encapsulado particular, puede ser extraído a partir de un depósito de material hidrocarbonáceo excavado adyacente. De esta manera, una reja de estructuras construidas puede ser construida de manera que el mineral extraído puede ser inmediatamente y directamente llenada en un embalse adyacente.

La extracción y/o excavación de depósitos hidrocarbonáceos puede ser realizada usando cualquier técnica disponible. La extracción de superficie convencional puede ser usada, aunque excavadores alternativos también pueden ser usados sin el requerimiento de transportación de los minerales extraídos. En una modalidad específica, el depósito hidrocarbonáceo puede ser excavado usando un excavador suspendido por grúa. Un ejemplo de un excavador adecuado puede incluir máquinas de perforación de túnel vertical. Tales máquinas pueden ser configuradas para excavar material y rocas por detrás del excavador. Conforme el material se remueve, el excavador es bajado para asegurar un contacto sustancialmente continuo con una formación. El material removido puede ser transportado fuera del área de excavación usando transportadores o ascensores. Alternativamente, la excavación puede ocurrir bajo cualquiera de las condiciones de lechada acuosas para reducir los problemas de polvo y actuar como un lubricante/refrigerante. El material de lechada puede ser bombeado fuera de la excavación para separación de sólidos en un tanque de sedimentación u otro separador de sólido-liquido similar, o los sólidos pueden ser dejados para precipitar directamente en un embalse. Este procedimiento puede ser fácilmente integrado con recuperación a base de solución secuencial o simultánea de metales y otros materiales como se describe en más detalle abajo.

Además, la excavación y formación de un embalse de control de permeabilidad puede ser realizada simultáneamente. Por ejemplo, un excavador puede ser configurado para remover material hidrocarbonáceo mientras las paredes laterales de un embalse son formadas. El material puede ser removido desde solo los bordes por debajo de las paredes laterales, de manera que las paredes pueden ser guiadas hacia abajo para permitir a los segmentos de pared adicionales ser apilados arriba. Este procedimiento puede permitirse para profundidades incrementadas, mientras se evitan o reducen peligros de derrumbes previos a la formación de paredes de embalse de soporte.

El embalse puede ser realizado de cualquier material adecuado el cual proporciona aislamiento de transferencia de material a través de las paredes del embalse. De esta manera, la integridad de las paredes se retiene durante la operación de la infraestructura de control, suficiente para sustancialmente prevenir la migración no controlada de fluidos al exterior de la infraestructura de control. Ejemplos no limitantes de material adecuado para uso en la formación del embalse de la infraestructura de control de permeabilidad construida pueden incluir arcilla, arcilla bentonita (por ejemplo, arcilla que comprende al menos, una porción de bentonita) , suelos modificados con bentonita, relleno compactado, cemento refractario, cemento, geomallas sintéticas, fibras de vidrio, barras de refuerzo, aditivos de fulereno de nanocarbón, bolsas geotextiles llenas, resinas poliméricas, forros de PVC resistentes al petróleo o combinaciones de los mismos. Los materiales compuestos cementosos diseñados por ingeniería (ECC) , compuestos reforzados de fibra y similares, pueden ser particularmente fuertes y pueden ser fácilmente diseñados por ingeniería para cubrir requerimientos de tolerancia de temperatura y permeabilidad de una instalación dada. Como una directriz general, materiales que tienen baja permeabilidad y alta integridad mecánica a temperaturas de operación de la inf aestructura, pueden proporcionar buen desempeño, aunque no se requiera. Por ejemplo, los materiales que tienen un punto de fusión arriba de la temperatura de operación máxima de la infraestructura, pueden ser útiles para mantener la contención durante y después del calentamiento y recuperación. Sin embargo, materiales de temperaturas bajas también pueden ser usados si una zona amortiguadora no calentada se mantiene entre las paredes y porciones calentadas del cuerpo permeable. Tales zonas amortiguadoras pueden variar desde 6 pulgadas hasta 50 pies (15.24 centímetros hasta 15.24 metros), dependiendo del material particular usado para el embalse y la composición del cuerpo permeable. En otro aspecto, las paredes del embalse pueden ser resistentes al ácido, agua y/o salmuera, por ejemplo, suficiente para soportar la exposición para recuperar el solvente y/o enjuagar con soluciones acídicas o de salmuera, así como también vapor o agua. Para paredes de embalse formadas a lo largo de formaciones u otro soporte sólido, las paredes de embalse pueden ser formadas de gutinados rociados, emulsiones líquidas rociadas, u otro material rociado tal como gutinado de grado refractario que se puede rociar el cual forma un sello contra la formación y crea la pared de control de permeabilidad de los embalses. Las paredes de embalse pueden ser sustancialmente continuas de manera que el embalse define el volumen encapsulado suficientemente para prevenir el movimiento sustancial de fluidos dentro o fuera del embalse distinto de las entradas definidas y salidas, por ejemplo, vía conductos o similares como se discute en la presente. De esta manera, los embases pueden fácilmente cubrir las regulaciones de migración de fluido gubernamentales. Alternativamente, o en combinación con una barrera manufacturada, porciones de las paredes de embalse pueden ser formación geológica no alterada y/o tierra compactada. En tales casos, la infraestructura de control de permeabilidad construida, es una combinación de paredes permeables e impermeables como se describe en más detalle abajo .

En un aspecto detallado, una porción de material hidrocarbonáceo, ya sea pre o post-procesado, puede ser usada como una fortificación de cemento y/o base de cemento, los cuales entonces son vertidos en el lugar para formar porciones o la totalidad de las paredes de la infraestructura de control. Estos materiales pueden ser formados en el lugar o pueden ser preformados y después montados en el sitio para formar una estructura de embalse integral. Por ejemplo, el embalse puede ser construido por formación de colada en el lugar como un cuerpo monolítico, extrusión, apilación de piezas precoladas o preformadas, paneles de concreto unidos por una lechada (cemento, ECC u otro material adecuado) , forma inflada o similar. Las formas pueden ser construidas contra una formación o pueden ser estructuras que permanecen solas. Las formas pueden ser construidas de cualquier material adecuado tal como, pero no limitado a, acero, madera, fibra de vidrio, polímero o similares. Las formas pueden ser montadas en el lugar o pueden ser orientadas usando una grúa u otro mecanismo adecuado. Alternativamente, la infraestructura de control de permeabilidad construida puede ser formada de gaviones y/o telas geosintéticas montadas en capas con material de relleno compactado. Los aglutinantes opcionales pueden ser agregados para mejorar la compactación de las paredes de control de permeabilidad. En aún otro aspecto detallado, la estructura de control puede comprender, o consiste esencialmente de, sellante, lechada, barras de refuerzo, arcilla sintética, arcilla bentonita, revestimiento de arcilla, cemento refractario, geomembranas de alta temperatura, ductos de drenaje, láminas de aleación o combinaciones de los mismos.

Las paredes de embalse pueden incluir opcionalmente aislamiento no permeable y/o capas de recolección de finos. Estas capas permeables pueden ser orientadas entre la barrera de control de permeabilidad y el cuerpo permeable. Por ejemplo, una capa de material triturado hidrocarbonáceo puede ser proporcionada la cual permite al fluido entrar, enfriar y al menos parcialmente condensar dentro de la capa. Tal material de capa permeable puede en general, tener un tamaño de partícula más pequeño que el cuerpo permeable. Además, tal material hidrocarbonáceo puede remover finos de pasar fluidos vía varias fueras de atracción. En una modalidad, la construcción de paredes y pisos de embase puede incluir capas compactadas múltiples de esquistos bituminosos de grado bajo manipulados o autóctonos con una combinación de arena, cemento, fibra, fibra vegetal, nanocarbonos , vidrio aplastado, acero de refuerzo, rejas de refuerzo de carbón diseñadas por ingeniería, sales de calcio y similares. Además de tales paredes de compuesto, existen diseños los cuales inhiben la migración de gas y fluido a largo plazo a través de impermeabilidad adicional diseñada por ingeniería, pueden ser empleadas incluyendo, pero no limitado a, forros, geomembranas, suelos compactados, arenas importadas, grava o roca y contornos de drenaje por gravedad para mover fluidos y gases lejos de capas impermeables para salida. La construcción de piso y pared de embalses puede, pero no necesita comprender, una inclinación descendente escalonada o ascendente escalonada o desnivel como el caso de curso de extracción puede dictar, siguiendo la extracción de grado mineral óptima. En cualquiera de tales aplicaciones escalonadas ascendentes o descendentes, la nivelación del piso y construcción de pared de contención pueden típicamente, drenar o inclinarse a un lado o a un área(s) colectora central específica para remoción de fluidos por asistencia de drenaje por gravedad.

Opcionalmente, la pared de cápsula y construcción de piso pueden incluir aislamiento el cual previene la transferencia de calor hacia afuera de la infraestructura construida o hacia afuera de las cápsulas o conductos internos dentro de la contención de cápsula construida primaria. El aislamiento puede comprender materiales manufacturados, cemento o varios materiales distintos de materiales los cuales son menos térmicamente conductivos que las masas circundantes, es decir, cuerpo permeable, formación, infraestructuras adyacentes, etc. Las barreras térmicamente aislantes pueden también ser formadas dentro del cuerpo permeable, junto con paredes, techos y/o pisos de embalses. Un aspecto detallado incluye el uso de materiales aislantes biodegradables, por ejemplo, aislamiento de semilla de soya y similares. Esto es consistente con modalidades en donde el embalse es un sistema de uso único, de manera que los aislamientos, ductos y/o otros componentes pueden tener una vida útil relativamente baja, por ejemplo, menos de 1-2 años. Esto puede reducir los costos de equipo asi como también reducir el impacto ambiental a largo plazo.

Las estructuras y métodos pueden ser aplicados a casi cualquier escala. Los volúmenes encapsulados más grandes y números incrementados de embalses, pueden fácilmente producir productos de hidrocarburos y desempeñarse comparables a infraestructuras construidas más pequeñas excedentes. Como una ilustración, los embalses únicos pueden variar en tamaño desde decenas de metros hasta decenas de acres. Los tamaños de embases óptimos pueden variar dependiendo del material hidrocarbonéceo y parámetros de operación, sin embargo, se espera que las áreas adecuadas puedan variar desde aproximadamente una mitad hasta cinco acres en área de superficie de plano superior.

Estos métodos e infraestructuras pueden ser usados para la recuperación de hidrocarburos a partir de una variedad de materiales hidrocarbonáceos . Una ventaja particular de infraestructuras de control de permeabilidad es un amplio grado de latitud en el control del tamaño de partícula, condiciones y composición del cuerpo permeable introducido en el volumen encapsulado. Ejemplos no limitantes de material hidrocarbonéceo extraído, el cual puede ser tratado comprende petróleo de esquistos bituminosos, arenas alquitranosas , carbón, lignita, bitumen, turba o combinaciones de los mismos. En algunos casos, puede ser deseable proporcionar un tipo único de material hidrocarbonáceo, de manera que el cuerpo permeable consiste esencialmente de uno de los materiales anteriores. Sin embargo, el cuerpo permeable puede incluir mezclas de estos materiales tales como grado, contenido de petróleo, contenido de hidrógeno, permeabilidad y similares, pueden ser ajustados para lograr un resultado deseado. Además, materiales hidrocarburos diferentes pueden ser colocados en capas múltiples o en una forma mezclada tal como combinando carbón, petróleo de esquisto bituminoso, biomasa y/o turba.

En una modalidad, el material que contiene hidrocarburo puede ser clasificado en varias cápsulas internas dentro de una infraestructura construida primaria por razones de optimización. Por ejemplo, capas y profundidades de formaciones de petróleo de esquistos bituminosos extraídos pueden ser más ricas en ciertas zonas abonadas profundas ya que son extraídas. Una vez extraídas, explotadas, excavadas y remolcadas dentro de la cápsula para colocación, los aceites más ricos que portan minerales pueden ser clasificados o mezclados por riqueza para rendimientos óptimos, recuperación más rápida, o para promedio óptimo dentro de cada embalse. Además, proporcionar capas de diferente composición puede tener beneficios agregados. Por ejemplo, una capa inferior de arenas alquitranosas puede ser orientada por debajo de una capa superior de petróleo de esquisto bituminoso. En general, las capas superior e inferior pueden estar en contacto directo entre sí, aunque esto no se requiera. La capa superior puede incluir ductos de calefacción integrados ahí como se describe en más detalle abajo. Los ductos de calefacción pueden calentar el petróleo de esquisto bituminoso suficiente para liberar petróleo de kerógeno, que incluye hidrocarburos líquidos de cadena corta, los cuales pueden actuar como un solvente para remover bitume de las arenas alquitranosas . De esta manera, la capa superior actúa como una fuente de solvente ín situ para mejorar la remoción de bitumen a partir de la capa inferior. Los ductos de calefacción dentro de la capa inferior son opcionales, de manera que la capa inferior puede estar libre de ductos de calefacción o puede incluir ductos de calefacción, dependiendo de la cantidad de calor transferido vía líquidos que pasan corriente abajo de la capa superior y cualquiera de otras fuentes de calor. La capacidad para selectivamente controlar las características y composición del cuerpo permeable, agrega una cantidad significante de libertad en la optimización de rendimientos y cantidades de petróleo.

Además, en muchas modalidades, los productos gaseosos y líquidos liberados actúan como en un solvente producido in situ, el cual suplementa la remoción de kerógeno y/o remoción de hidrocarburo adicional a partir del material hidrocarbonáceo .

En aún otro aspecto detallado, el cuerpo permeable puede además comprender un aditivo o biomasa. Los aditivos pueden incluir cualquier composición la cual actúa para incrementar la calidad de hidrocarburos removidos, por ejemplo, API incrementado, viscosidad reducida, propiedades de flujo mejoradas, humedad de esquistos bituminosos reducida, reducción de azufre, agentes de hidrogenación, etc. Ejemplos no limitantes de aditivos adecuados pueden incluir, bitumen, kerógeno, propano, gas natural, condensado de gas natural, petróleo crudo, fondos de refinación, asfáltenos, solvente común, otros diluyentes y combinaciones de estos materiales. En una modalidad específica, el aditivo puede incluir un agente mejorador de flujo y/o un agente donador de hidrógeno. Algunos materiales pueden actuar como ambos o cualquiera de los agentes para mejorar el flujo o como un donador de hidrógeno. Ejemplos no limitantes de tales aditivos pueden incluir metano, condensados de gas natural, solventes comunes tales como acetona, tolueno, benceno, etc., y otros aditivos listados anteriormente. Los aditivos pueden actuar para incrementar la relación hidrógeno a carbono en cualquiera de los productos de hidrocarburos, así como también actuar como un agente mejorado de flujo. Por ejemplo, varios solventes y otros aditivos pueden crear una mezcla física la cual tiene una viscosidad reducida y/o afinidad reducida para sólidos particulados, roca y similares. Además, algunos aditivos pueden reaccionar químicamente con hidrocarburos y/o permitir el flujo de líquido de los productos de hidrocarburos.

Cualquiera de los aditivos usados puede llegar a ser parte de un producto recuperado final o puede ser removido y reutilizado o de otro modo dispuesto.

De manera similar, la hidroxilación biológica de materiales hidrocarbonáceos para formar gas sintético u otros productos de peso ligero, puede ser realizada usando aditivos y procedimientos conocidos. Las enzimas o biocatalizadores también pueden ser usadas en una manera similar. Además, los materiales elaborados por el hombre también pueden ser usados como aditivos tales como, pero no limitados a, llantas, desperdicios poliméricos u otros materiales que contienen hidrocarburos .

Aunque estos métodos son ampliamente aplicables como una directriz general, el cuerpo permeable puede incluir partículas desde aproximadamente 1/8 de pulgada hasta aproximadamente 6 pies (0.3715 centímetros hasta aproximadamente 1.82 metros) en la dimensión más larga y en algunos casos menos de 1 pie (0.38 mts) y en otros casos menos de aproximadamente 6 pulgadas (15.24 centímetros). Sin embargo, como un tema práctico, tamaños desde aproximadamente 2 pulgadas (5.08 centímetros) hasta aproximadamente 2 pies (0.60 mts), pueden proporcionar buenos resultados con aproximadamente 1 pie (0.38 mts) de diámetro siendo útil para petróleo de esquistos bituminosos, especialmente. El espacio vacío puede ser un factor importante en la determinación de los diámetros de partícula óptima. Como un tema general, cualquier espacio vacío opcional puede ser usado; sin embargo, aproximadamente 10% hasta aproximadamente 50% y en algunos casos aproximadamente 30% hasta aproximadamente 45%, usualmente proporcionan un buen balance de permeabilidad y uso efectivo de volúmenes disponibles. Los volúmenes vacíos pueden ser variados algo haciendo variar otros parámetros tales como colocación de conductos de calefacción, aditivos y similares. La separación mecánica de materiales hidrocarbonáceos extraídos permite la creación de malla fina, partículas de alta permeabilidad, las cuales mejoran las velocidades de dispersión térmicas una vez colocadas en la cápsula dentro del embalse. La permeabilidad agregada permite temperaturas bajas, más razonables, las cuales también ayudan a evitar temperaturas superiores las cuales resultan en mayor producción de C02 a partir de la descomposición de carbonato y liberación asociada de metales pesados indicadores, orgánicos volátiles y otros compuestos los cuales pueden crear materiales indeseables y/o efluentes tóxicos los cuales son monitoreados y controlados.

En una modalidad, la extracción asistida por ordenador, planeamientos de minas, acarreo, explotación, ensayo, carga, transporte, colocación y mediciones de control de polvo, pueden ser utilizadas para llenar y optimizar la velocidad del movimiento del material extraído en la estructura de contención de cápsula construida. En un aspecto alternativo, el embalse puede ser formado en volúmenes excavados de formación hidrocarbonácea, aunque otras ubicaciones remotas a partir de la infraestructura de control también pueden ser útiles. Por ejemplo, algunas formaciones hidorcarbonáceas tienen capas ricas en hidrocarburos relativamente delgadas, por ejemplo, de menos de aproximadamente 300 pies (91.44 mts de espesor) . Por lo tanto, la extracción y perforación vertical tienden a no ser redituables. En tales casos, la extracción horizontal puede ser útil para recuperar los materiales hidrocarbonáceos por formación del cuerpo permeable. Aunque la extracción horizontal continua siendo un esfuerzo estimulante, un número de tecnologías han sido desarrolladas y continúan siendo desarrolladas, las cuales pueden ser útiles en conjunto con los embalses. En tales casos, al menos una porción del embalse puede ser formada a través de una capa horizontal, mientras otras porciones del embalse pueden ser formadas a lo largo y/o adyacentes a capas de formación que portan no hidrocarburos adyacentes. Otros procedimientos de extracción tales como, pero no limitados a, extracción de columna y sitios pueden proporcionar una fuente efectiva de material hidrocarbonáceo con mínimo desecho y/o recuperación los cuales pueden ser transportados a un embalse y tratados.

Como se mencionó en la presente, estos sistemas y procesos permiten un grado mayor de control con respecto a las propiedades y características del cuerpo permeable las cuales pueden ser diseñadas y optimizadas para una instalación dada. Los embalses, individualmente y a través de una pluralidad de embases, pueden ser fácilmente ajustados y clasificados basados en composiciones variantes de materiales, productos propuestos y similares. Por ejemplo, varios embalses pueden ser dedicados para producción de petróleo crudo pesado, mientras otros pueden ser configurados para producción de productos ligeros y/o gas de síntesis. Ejemplos no limitantes de clasificaciones y factores potenciales pueden incluir, actividad catalítica, reacción enzimática para productos específicos, compuestos aromáticos, contenido de hidrógeno, cepa o propósito de microorganismo, proceso de grado superior, producto final objetivo, presión (efectos de calidad y tipo de producto) , temperatura, comportamiento a la expansión, reacciones acuatérmicas, agentes donadores de hidrógeno, superdisposición de calor, embalse de desechos, embalse de aguas residuales, ductos reutilizables y otros. Típicamente, una pluralidad de estos factores puede ser usada para configurar embalses en un área de proyecto dada para productos y propósitos distintos.

El material hidrocarbonáceo triturado, puede ser llenado en la infraestructura de control para formar el cuerpo permeable en cualquier manera adecuada. Típicamente, el material hidrocarbonáceo triturado puede ser transportado en la infraestructura de control por descargas, transportadores u otros procedimientos adecuados. Como se mencionó previamente, el cuerpo permeable puede tener un volumen de vacío altamente adecuado. La descarga indiscriminada puede resultar en compactacion excesiva y reducción de volúmenes de vacío. De este modo, el cuerpo permeable puede ser formado transportación de baja compactacion del material hidrocarbonáceo en la infraestructura. Por ejemplo, los transportadores de retracción pueden ser usados para suministrar el material cerca de una superficie superior del cuerpo permeable conforme se forma. De esta forma, el material hidrocarbonáceo puede retener un volumen de vacío significante entre partículas sin compactacion o aplazamiento adicional sustancial debido a algún grado menor de compactacion, lo cual a menudo resulta de presión litostática conforme el cuerpo permeable se forma.

Una vez que el cuerpo permeable deseable ha sido formado dentro de la infraestructura de control, se puede introducir suficiente calor para comenzar la remoción de hidrocarburos, por ejemplo, vía pirólisis. Una fuente de calor adecuada puede ser térmicamente asociada con el cuerpo permeable. Las temperaturas de operación óptimas dentro del cuerpo permeable pueden variar dependiendo de la composición y productos deseados. Sin embargo, como una directriz general, las temperaturas de operación pueden variar desde aproximadamente 200°F hasta aproximadamente 750°F (93.3°C hasta aproximadamente 398.8°C). Las variaciones de temperatura a través del volumen encapsulado pueden variar y pueden elevarse tan alto como 900°F (482.2°C) o más en algunas áreas. En una modalidad, la temperatura de operación puede ser una temperatura relativamente inferior para facilitar la producción de producto liquido tal como desde aproximadamente 200°F hasta aproximadamente 650°F (93.3°C hasta aproximadamente 343.3°C). Esta etapa de calentamiento puede ser una operación abrasadora la cual resulta en beneficio de la mina aplastada del cuerpo permeable. Además, una modalidad comprende controlar la temperatura, presión y otras variables suficiente para producir predominantemente, y en algunos casos sustancialmente, solamente producto liquido. En general, los productos pueden incluir productos tanto líquidos como gaseosos, mientras los productos líquidos pueden requerir algunas etapas de procesamiento tales como depuradoras, etc. La permeabilidad relativamente alta del cuerpo permeable permite la producción de productos de hidrocarburo líquidos y minimización de productos gaseosos, dependiendo en algún grado de los materiales de partida particulares y condiciones de operación. En alguna modalidad, la recuperación de productos de hidrocarburo puede ocurrir sustancialmente en la ausencia de craqueo dentro del cuerpo permeable .

En un aspecto, el calor puede ser transferido al cuerpo permeable vía convección. Los gases calentados pueden ser inyectados en la infraestructura de control de manera que el cuerpo permeable es principalmente calentado vía convección conforme los gases calentados pasan a través del cuerpo permeable. Los gases calentados pueden ser producidos por combustión de gas natural, producto de hidrocarburo, o cualquier otra fuente adecuada. Ejemplos no limitantes de fluidos de transferencia de calor adecuados pueden incluir aire caliente, gases de escape caliente, vapor, vapores de hidrocarburos y/o líquidos calientes. Los gases calentados pueden ser importados de fuentes externas o recuperados a partir del proceso.

Alternativamente, o en combinación con calentamiento convectivo, un procedimiento altamente configurable puede incluir integrar una pluralidad de conductos dentro del cuerpo permeable. Los conductos pueden ser configurados para uso como ductos de calefacción, ductos de refrigeración, ductos de transferencia de calor, ductos de drenaje o ductos de gas. Además, los conductos pueden ser adecuados a una función única o pueden servir funciones múltiples durante la operación de la infraestructura, es decir, transferencia de calor y drenaje. Los conductos pueden ser formados de cualquier material adecuado, dependiendo de la función propuesta. Ejemplos no limitantes de materiales adecuados pueden incluir ductos de arcilla, ductos de cemento refractario, ductos ECC refratarios, vertidos en ductos colocados, ductos metálicos, tales como hierro colado, acero inoxidable, etc., polímeros tales como PVC y similares. En una modalidad específica, toda o al menos una porción de los conductos integrados puede comprender un material degradable. Por ejemplo, ductos de hierro no galvanizados de 6" (15.24 centímetros) , pueden ser efectivamente usados para modalidades de uso único y funcionan buen durante la vida útil del embalse, típicamente menos de aproximadamente 2 años. Además, porciones diferentes de la pluralidad de conductos pueden ser formadas de materiales diferentes. Verter en ductos colocados puede ser especialmente útil para grandes volúmenes de encapsulación, en donde los diámetros del ducto exceden varios pies (metros) . Tales ductos pueden ser formados usando mantos flexibles los cuales retienen un fluido viscoso en una forma anular. Por ejemplo, los tubos de PVC pueden ser usados como una porción de una forma junto con mantos flexibles, en donde el concreto u otro fluido viscoso son bombeados en un espacio anular entre el PVC y el manto flexible. Dependiendo de la función propuesta, las perforaciones u otras aperturas se pueden hacer en los conductos para permitir a los fluidos fluir entre los conductos y el cuerpo permeable. Las temperaturas de operación típicas exceden el punto de fusión de polímeros y ductos de resina convencionales. En algunas modalidades, los conductos pueden ser colocados y orientados de manera que los conductos intencionalmente se funden o de otro modo se degradan durante la operación de la infraestructura.

La pluralidad de conductos puede ser fácilmente orientada en cualquier configuración, sea sustancialmente horizontal, vertical, sesgada, ramificada o similar. Al menos una porción de los conductos puede ser orientada junto con trayectorias predeterminadas para integrar los conductos dentro del cuerpo permeable. Las trayectorias predeterminadas pueden ser diseñadas para mejorar la transferencia de calor, contacto de gas-líquido-sólido, maximizar el suministro de fluido o remoción de regiones específicas dentro del volumen encapsulado, o similares. Además, al menos una porción de los conductos puede ser dedicada para calentar el cuerpo permeable. Estos conductos de calefacción pueden ser selectivamente perforados para permitir a los gases calentados u otros fluidos convectivamente calentarse y mezclarse a través del cuerpo permeable. Las perforaciones pueden ser localizadas y clasificadas para optimizar, aún y/o el calentamiento controlado a través del cuerpo permeable. Alternativamente, los conductos de calefacción pueden formar un bucle cerrado de manera que los gases o fluidos de calentamiento son segregados partir del cuerpo permeable. De este modo, un "bucle cerrado", no necesariamente requiere recirculación, preferentemente aislamiento del fluido de calentamiento a partir del cuerpo permeable. De esta manera, el calentamiento puede ser realizado principalmente o sustancialmente solamente a través de la conducción térmica a través de las paredes del conducto a partir de los fluidos de calefacción en el cuerpo permeable. El calentamiento en un bucle cerrado permite la prevención de transferencia de masa entre el fluido de calentamiento y el cuerpo permeable y puede reducir la formación y/o extracción de productos de hidrocarburos gaseosos .

Durante el calentamiento o abrasamiento del cuerpo permeable, áreas localizadas de calor las cuales exceden las temperaturas de descomposición de roca aparente, a menudo arriba de aproximadamente 900°F (482.2°C) , pueden reducir rendimientos y formar dióxido de carbono y compuestos contaminantes indeseables los cuales conducen a lixiviados que contienen metales pesados, orgánicos solubles y similares. Los conductos de calefacción pueden permitir eliminación sustancial de tales puntos de calor localizados, mientras se mantiene una vasta mayoría del cuerpo permeable dentro de un intervalo de temperatura deseada. El grado de uniformidad en la temperatura puede ser un balance de costo (por ejemplo, para conductos de calentamiento adicional) contra rendimientos. Sin embargo, al menos aproximadamente 85% del cuerpo permeable puede fácilmente ser mantenido dentro de aproximadamente 5-10% de un intervalo de temperatura objetivo sin sustancialmente puntos de calor, es decir, que exceden la temperatura de descomposición de los materiales hidrocarbonáceos tales como aproximadamente 800°F (426.6°C) y en muchos casos aproximadamente 900°F (482.2°C). De este modo, operado como se describe en la presente, los sistemas pueden permitir la recuperación de hidrocarburos mientras se elimina o sustancialmente se evita la producción de lixiviados indeseables. Aunque los productos pueden variar considerablemente dependiendo de los materiales de partida, los productos gaseosos y líquidos de alta calidad son posibles. De conformidad con una modalidad, un material de petróleo de esquisto bituminoso triturado, puede producir un producto líquido que tiene un API desde aproximadamente 30 hasta aproximadamente 45, con aproximadamente 33 hasta aproximadamente 38 siendo actualmente típico, directamente a partir del petróleo de esquisto bituminoso sin tratamiento adicional. De manera interesante, la práctica de estos procesos ha conducido a un entendimiento de que la presión parece ser un factor de menos influencia en la calidad de hidrocarburos recuperados que la temperatura y tiempos de calentamiento. Aunque los tiempos de calentamiento pueden variar considerablemente, dependiendo del espacio vacío, la composición de cuerpo permeable, calidad, etc., como un tiempo de directriz general, puede variar desde algunos días (es decir, 3-4 días), hasta aproximadamente un año. En un ejemplo específico, los tiempos de calentamiento pueden variar desde aproximadamente 2 semanas hasta aproximadamente 4 meses. Los esquistos bituminosos bajo calentamiento a tiempos de residencia cortos, es decir minutos a varias horas, pueden conducir a formación de lixiviados y/o algunos otros hidrocarburos volátiles. Por consiguiente, se pueden lograr tiempos de residencia extendidos a temperaturas moderadas, tal como los orgánicos presentes en los petróleos de esquistos bituminosos pueden ser volatilizados y/o carbonizados, dejando orgánicos lixiviables no sustanciales. Además, el esquisto bituminoso subyacente no es descompuesto de manera general o alterado, lo cual reduce la formación de sal soluble.

Además, los conductos pueden ser orientados entre una pluralidad de infraestructuras de control y/o embalses para transferir fluidos y/o calor entre las estructuras. Los conductos pueden ser soldados entre si usando soldadura convencional o similar. Además, los conductos pueden incluir uniones las cuales permiten la rotación y/o pequeñas cantidades de movimiento durante la expansión y subsidencia de material en el cuerpo permeable. Adicionalmente, los conductos pueden incluir un sistema de soporte el cual actúa para soportar el montaje de conductos previo a y durante el llenado del volumen encapsulado, asi como también durante la operación. Por ejemplo, durante el calentamiento de flujos de fluidos, el calentamiento y similares pueden causar expansión ( fracturación o efecto de palomita de maíz) o subsidencia suficiente para crear estrés potencialmente dañino y tensión en los conductos y uniones asociadas. Un sistema de soporte verdadero u otros miembros de anclaje similares pueden ser útiles en reducir el daño a los conductos. Los miembros de anclaje pueden incluir bloques de cemento, haces-I, barras de refuerzo, columnas, etc. , los cuales pueden estar asociados con paredes del embalse, incluyendo paredes laterales, pisos y techos .

Alternativamente, los conductos pueden ser completamente construidos y montados previo a la introducción de algunos minerales extraídos en el volumen encapsulado. Pueden ser considerados el cuidado y planeación en el diseño de las trayectorias predeterminadas de los conductos y método de llenado del volumen para prevenir el daño a los conductos durante el proceso de llenado conforme los conductos son enterrados. De este modo, como una regla general, los conductos usados pueden ser orientados al inicio, o previo a la integración en el cuerpo permeable, de manera que son no perforados. Como un resultado, la construcción de los conductos y colocación del mismo, puede ser realizada son perforación de núcleo extensiva y/o maquinaria complicada asociada con la perforación de pozo o perforación horizontal. Preferentemente, la horizontal o cualquier otra orientación del conducto pueden ser fácilmente logradas montando las trayectorias predeterminadas deseadas, previo a, o contemporáneamente con, llenado de la infraestructura con el material hidrocarbonáceo extraído. Los conductos colocados en grúas/manuales, no perforados, orientados en varios patrones geométricos, pueden ser puestos con puntos de conexión controlados por válvula, los cuales proporcionan calentamiento preciso y estrechamente monitoreado dentro del embalse de cápsula. La capacidad para colocar y cubrir conductos incluye conexión, desvio y válvulas de flujo, e inyección directa y puntos de salida, permite temperatura y velocidades de calentamiento de precisión, velocidades de presurización y presión de precisión e ingreso de gas y fluido de precisión, salida y mezclas de composición. Por ejemplo, cuando una bacteria, enzima u otro material biológico se usa, temperaturas óptimas pueden ser fácilmente mantenidas a través del cuerpo permeable para incrementar el desempeño, reacción y conflabilidad de tales biomateriales .

Los conductos en general, pasarán a través de las paredes de la infraestructura construida a varios puntos. Debido a las diferencias y tolerancias de temperaturas, puede ser benéfico incluir un material aislante en la interfaz entre la pared y los conductos. Las dimensiones de esta interfaz pueden ser minimizadas mientras también permite espacio para diferencias de expansión térmica durante el inicio, operación de estado listo, condiciones de operación de fluctuación y detención de la infraestructura. La interfaz también puede involucrar materiales aislante y dispositivos sellantes los cuales previenen la salida no controlada de hidrocarburos u otros materiales a partir de la infraestructura de control. Ejemplos no limitantes de materiales adecuados pueden incluir juntas de alta temperatura, aleaciones metálicas, cerámicas, compuestos u otros materiales los cuales tienen puntos de fusión arriba de las temperaturas de operación típicas y actúan como una continuación del control de permeabilidad proporcionado por paredes de la infraestructura de control.

Además, las paredes de la infraestructura construida pueden ser configuradas para minimizar la pérdida de calor. En un aspecto, las paredes pueden ser construidas teniendo un espesor sustancialmente uniforme el cual es optimizado para proporcionar suficiente resistencia mecánica mientras también se minimiza el volumen del material de pared a través del cual pasa el conducto. Específicamente, las paredes excesivamente espesas, pueden reducir la cantidad de calor el cual es transferido en el cuerpo permeable absorbiendo el mismo a través de conducción. Contrariamente, las paredes pueden también actuar como una barrera térmica para aislar un poco el cuerpo permeable y retener el calor ahí durante la operación.

En una modalidad, los compuestos de fluido y gas dentro del cuerpo permeable, pueden ser alterados para productos extractivos deseados usando, como un ejemplo, presión inducida a través de gases o presión litostática apilada a partir de derrubios apilados. De este modo, algún grado de mejora y/o modificación puede ser realizado simultáneamente con proceso de recuperación. Además, ciertos materiales hidrocarbonáceos pueden requerir tratamiento usando diluyentes específicos u otros materiales. Por ejemplo, el tratamiento de arenas alquitranosas puede ser fácilmente realizado por inyección de vapor o inyección de solvente para facilitar la separación del bitumen a partir de partículas de arena de conformidad con mecanismos bien conocidos.

Con la descripción anterior en mente, la Figura 1 representa una vista lateral de una modalidad que muestra una contención de cápsula diseñada por ingeniería y embalse de extracción 100, en donde se usa principalmente un grado existente 108 como soporte para la capa de piso impermeable 112. Las paredes laterales del embalse de cápsula exterior 102, proporcionan contención y pueden, pero no necesitan ser, subdivididas por paredes interiores 104. La subdivisión puede crear cápsulas de contención separadas 122 dentro de una contención de cápsula mayor del embalse 100, el cual puede ser de cualquier geometría, tamaño o subdivisión. Las subdivisiones pueden ser horizontalmente o verticalmente apiladas. Creando cápsulas 122 o cámaras de contención separadas, la clasificación de materiales de grado inferior, gases variados, líquidos variados, etapas de procesos variados, enzimas variadas o tipos de microbiología u otros proceso por etapas y deseados, pueden ser fácilmente acomodadas. Las cápsulas seccionadas construidas como silos dentro de cápsulas más grandes construidas, pueden también ser diseñadas para proporcionar procesamiento secuenciado y por etapas, temperaturas, composiciones de fluido y gas y transferencias térmicas. Tales cápsulas seccionadas pueden proporcionar monitoreo ambiental adicional y pueden ser construidas de bermas de colas diseñadas por ingeniería y forradas similares a las paredes exteriores primarias. En una modalidad, secciones dentro del embalse 100 pueden ser usadas para colocar materiales en aislamiento, en la ausencia de calor externo, o con la intención de combustión controlada o limitada o aplicación de solvente. El material que lleva hidrocarburo de bajo contenido, puede ser útil como un material de combustión o como un relleno o como un material de construcción de pared de berma. Los materiales los cuales no cubren varios umbrales de grado de valor límite, también pueden ser secuestrados sin alteración en un embalse dedicado para tal propósito. En tales modalidades, tales áreas pueden ser completamente aisladas o desviadas por calor, solventes, gases, líquidos o similares. Los dispositivos de monitoreo opcional y/o equipo, pueden ser permanentemente o temporalmente instalados dentro del embalse o fuera de los perímetros de los embalses para verificar la contención del material secuestrado.

Las paredes 102 y 104, así como también la tapa 116 y capa impermeable 112, pueden ser diseñadas por ingeniería y reforzadas por gaviones 146 y/o geomallas 148 estratificadas en compactación llena. Alternativamente, estas paredes 102, 104, 116 y 112, las cuales comprenden el embalse de control de permeabilidad y colectivamente definen el volumen encapsulado, pueden ser formadas de cualquier otro material adecuado como se describe previamente. En esta modalidad, el embalse 100 incluye paredes laterales 102 y 104, las cuales son de auto-soporte. En una modalidad, las bermas de partes inferiores, paredes y pisos, pueden ser compactadas y diseñadas por ingeniería para estructura así como también impermeabilidad. El uso de geomallas compactadas y otras estructuras elaboradas por el hombre para soporte de bermas y terraplenes, puede ser incluido previo a, o incorporado con capas de control de permeabilidad las cuales pueden incluir arenas, arcilla, arcilla bentonita, grava, cemento, lechada, cemento reforzado, cementos refractarios, aislamientos, geo-membranas, ductos de drenaje, aislaciones resistentes a temperatura de ductos calientes de penetración, etc.

En una modalidad alternativa, el embalse de control de permeabilidad puede incluir paredes laterales las cuales son tierra compactada y/o formaciones geológicas no alteradas, mientras la tapa y piso son impermeables. Específicamente, en tales modalidades, una tapa impermeable puede ser usada para prevenir el escape no controlado de volátiles y gas a partir del embalse, de manera que pueden ser usadas las salidas de recolección de gas apropiadas. De manera similar, un piso impermeable puede ser usado para contener y dirigir los líquidos recolectados a una salida adecuada tal como el sistema de drenaje 133, para remover productos líquidos de regiones inferiores del embalse. Aunque las paredes laterales impermeables pueden ser deseables en algunas modalidades, esto no siempre se requiere. En algunos casos, las paredes laterales pueden ser tierra no alterada expuesta o rellenos o tierras compactadas, u otro material permeable. Teniendo paredes laterales permeables, se puede permitir alguna salida menor de gases y/o líquidos a partir del embalse.

Aunque no se muestra, arriba, abajo, alrededor y adyacentes a mediciones de hidrología ambiental de recipientes de contención de cápsula construida, pueden ser diseñados por ingeniería para redirigir el agua de la superficie lejos de las paredes, pisos, tapas, etc., de la cápsula durante la operación. Además, los ductos de drenaje asistidos por gravedad y mecanismos, pueden ser utilizados para agregación y fluidos de canal, líquidos o solventes dentro del volumen encapsulado para el colector central, bombeo, condensación, calentamiento, andamiaje y ductos de descarga, silos, tanques y/o pozos, como sean necesarios. En una manera similar, el vapor y/o agua los cuales son intencionalmente introducidos por ejemplo, para tratamiento de bitumen de arenas alquitranosas , pueden ser reciclados.

Una vez que las estructuras de la pared 102 y 104 se han construido por encima de una capa de piso construido e impermeable 112 la cual comienza de la superficie del suelo 106, los escombros extraídos 120 (los cuales pueden ser molidos o clasificados de acuerdo al tamaño o riqueza de hidrocarburo) , se pueden colocar en capas hasta (o al lado de) colocados en ductos de calentamiento tubular 118, ductos de drenaje del fluido 124, y, o ductos de acumulación o inyección de gas 126. Estos ductos pueden ser orientados y diseñados en cualquier patrón de flujo óptimo, ángulo, longitud, tamaño, volumen, intersección, red, tamaño de pared, aleación de construcción, diseño de perforación, velocidad de inyección y velocidad de extracción. En algunos casos, los ductos tales como aquello usados para transferir calor se pueden conectar a, reciclar por o inferior calor de una fuente de calor 134. Alternativamente, o en combinación con, gases recuperados se puede condensar por un condensador 140. Recuperar calor por el condensador, puede ser opcionalmente usado para calentamiento suplementario del cuerpo permeable o para necesidades de otros procesos.

La fuente de calor 134 puede derivar, amplificar, acumular, crear, combinar, separar, transmitir o incluir calor derivado de cualquier fuente de calor adecuada que incluye, pero no se limita a, celdas de combustible (por ejemplo, celdas de combustible de óxido sólido, celdas de combustible de carbonato fundido y similares) , fuentes solares, fuentes de eólicas, calentadores de combustión de hidrocarburo liquido o en gas, fuentes de calor geotérmico, plantas de energía nuclear, plantas de energía por carbón, calor generado por frecuencia de radio, onda de energía, cámaras de combustión sin llamas, cámaras de combustión distribuidas naturalmente o cualquier combinación de los mismos. En algunos casos, se pueden usar calentadores resistivos eléctricos y otros calentadores, a pesar que las celdas de combustible y los calentadores a base de combustión son particularmente efectivos. En algunos lugares, se puede hacer circular agua geotérmica a la superficie en cantidades adecuadas para calentar el cuerpo permeable y dirigido en la infraestructura .

En otra modalidad, el material eléctricamente conductivo se puede distribuir por todo el cuerpo permeable y se pueden hacer pasar una corriente eléctrica a través del material conductivo suficiente para generar calor. El material eléctricamente conductivo puede incluir, pero no se limita a, piezas y cuentas de metal, cemento conductivo, partículas recubiertas de metal, compuestos metal-cerámica, carburos de semi-metal conductivos, coque de petróleo calcinado, alambre torcido, combinaciones de estos materiales y similares. El material eléctricamente conductivo puede ser premezclado por tener varios tamaños de malla o los materiales pueden ser introducidos en el cuerpo permeable subsecuente a la formación del cuerpo permeable.

Los líquidos o gases pueden transferir calor a partir de la fuente de calor 134, o en otra modalidad, en el caso de combustión de hidrocarburo líquido o en gas, generadores de frecuencia de radio (microondas) o celdas de combustible todos pueden, pero no necesariamente, actualmente generar calor dentro del área de cápsula de embalse 114 ó 122. En una modalidad, el calentamiento del cuerpo permeable se puede lograr por calentamiento convectivo a partir de combustión de hidrocarburo. De interés particular es la combustión de hidrocarburo realizada bajo condiciones estequiométricas de combustible a oxígeno. Las condiciones estequiométricas pueden permitir temperaturas de gas caliente significantemente incrementadas. La combustión estequiométrica puede emplear, pero no generalmente requiere una fuente de oxígeno puro la cual se puede proporcionar por tecnologías conocidas que incluyen, pero no se limita a, concentradores de oxígeno, membranas, electrólisis y similares. En algunas modalidades, el oxigeno se puede proporcionar de aire con cantidades estequiométricas de oxigeno e hidrógeno. El gas de escape de la combustión se puede dirigir a un intercambiador de calor de ultra-alta temperatura, por ejemplo, una cerámica u otro material adecuado que tiene una temperatura de operación por encima de aproximadamente 2500°F (1371.1°C). El aire obtenido del ambiente o reciclado de otros procesos se puede calentar vía el intercambiador de calor de ultra alta temperatura y después enviado al embalse para calentamiento del cuerpo permeable. Los gases de escape de la combustión después se pueden retirar sin la necesidad de separación adicional, es decir, debido a que el gas de escape es predominantemente dióxido de carbono y agua.

Parta minimizar la pérdida de calor, las distancias se pueden minimizar entre la cámara de combustión, intercambiador de calor y embalse. Por lo tanto, en una modalidad detallada especifica, las cámaras de combustión portátiles se pueden unir a conductos de calefacción individuales o secciones más pequeñas de los conductos. Las cámaras de combustión portátiles o quemadores pueden individualmente proporcionar de aproximadamente 100,000 Btu hasta aproximadamente 1,000,000 Btu con aproximadamente 600,000 Btu por ducto generalmente siendo suficiente.

Alternativamente, la combustión en cápsula se puede iniciar dentro de las cápsulas aisladas dentro de una estructura de cápsula de contención construida primaria. Este proceso parcialmente quema material hidrocarbonáceo para proporcionar calor y pirólisis intrínseca. Se pueden capturar emisiones de aire no deseadas 144 y retirar en una formación 108 una vez derivado de la cápsula de contención 114, 122 o de la fuente de calor 134 y suministrado por un agujero perorado 142. La fuente de calor 134 también puede crear electricidad y transmitir, transformar o energía por medio de líneas de transmisión eléctrica 150. Los líquidos o gases extraídos del área de tratamiento de cápsula de embalse 114 ó 122 se pueden almacenar en un tanque de almacenamiento cercano 136 o dentro de una cápsula de contención 114 o 122. Por ejemplo, la capa del piso impermeable 112 puede incluir un área de traslape 110 la cual dirige líquidos hacia el sistema de drenaje 133 en donde los líquidos se dirigen al tanque de almacenamiento.

Como material de escombros 120 se coloca con tubería 118, 124, 126 y 128, se visualizan varios dispositivos y sensores de medición 130 para monitorear la temperatura, presión, fluidos, gases, composiciones, velocidad de calentamiento, densidad y todos los otros procesos atribuidos durante el proceso de extracción dentro, alrededor o debajo del embalse de la cápsula de contención diseñado por ingeniería 100. Estos dispositivos y sensores de monitoreo 130 se pueden distribuir en cualquier parte dentro, alrededor, parte de, conectado a, o en la parte superior de la tubería colocada 118, 124, 126 y 128 o, en la parte superior de, cubierta por, o enterrado dentro del material de escombro 120 o zona de barrera impermeable 112.

Como material de escombro colocado 120 rellena el área de tratamiento de la cápsula 114 o 122, 120 llega a ser el soporte del techo para la zona de barrera tapada impermeable diseñada por ingeniería 138, y la construcción de barrera de la pared 170, la cual puede incluir cualquier combinación de la barrera de fluido y gas impermeablemente y diseñada por ingeniería o construcción de cápsula construida que comprende aquellos los cuales se pueden construir 112 que incluye, pero no se limita a arcilla 162, material de relleno o importado compactado 164, material que contiene cemento o cemento refractario 166, membrana geo sintética, forro o aislamiento 168. Citado anteriormente 138, el material de relleno se puede orientar como tapa del techo 116 se coloca para crear presión litostática en las áreas de tratamiento de la cápsula 114 o 122. Cubrir el cuerpo permeable con suficiente relleno compactado para crear una presión litostática incrementada dentro del cuerpo permeable, puede ser útil además incrementar la calidad del producto de hidrocarburo, mientras el cuerpo permeable en cambio puede sustancialmente soportar el techo de relleno compactado. El techo de relleno compactado además puede ser suficientemente impermeable para remover hidrocarburo o se puede agregar una capa adicional de material de control de la permeabilidad en una manera similar como paredes laterales y/o de piso. Se puede introducir presión adicional en el área de tratamiento de la cápsula de extracción 114 o 122 incrementando cualquier gas o fluido una vez extraído, tratado o reciclado, según el caso puede ser, vía cualquier tubería 118, 124, 126 o 128. Todas las mediciones relativas, velocidades de optimización, velocidades de inyección, velocidades de extracción, temperaturas, velocidades de calentamiento, velocidades de flujo, velocidades de presión, indicadores de capacidad, composiciones químicas u otros datos en relación al proceso de calentamiento, extracción, estabilización, retiro, embalse, mejora, refinación o análisis de estructura dentro del área de embalse 100 se visualiza a través de la conexión a un dispositivo computacional 132 el cual opera el software de computadora para el manejo, cálculo y optimización del proceso completo. Además, la perforación, análisis de la reserva geológica y modelado del ensayo de una formación antes de la explotación, extracción y transporte (o en cualquier tiempo antes de, después de o durante estas tareas) puede servir como datos de alimentación de entrada en mecanismos controlados por computadora que opera el software para identificar las ubicaciones, dimensiones, volúmenes y diseños calibrados óptimos, y referencia cruzada para velocidades de producción, presión, temperatura, velocidades de entrada de calor, porcentajes en peso de gas, composiciones de inyección de gas, capacidad de calor, permeabilidad, porosidad, composición química y mineral, compactación, densidad deseados. Estos análisis y determinaciones pueden incluir otros factores similares a factores de datos climatológicos tal como temperatura y contenido de humedad del aire que impacta el desempeño total de la infraestructura construida. Se pueden utilizar otros datos tal como contenido de humedad, riqueza de hidrocarburo, peso, tamaño de malla, y composición mineral o geológica como entradas que incluyen valor temporal del dinero para establecer la obtención del flujo de efectivo del proyecto, servicios de deuda y tasas de rentabilidad interna.

La Figura 2A muestra una colección de embalses que incluyen una cápsula de embalse no cubierto o no tapado 100, que contienen cápsulas de embalse seccionadas 122 dentro de una cantera de extracción 200 con varias elevaciones de plataforma de extracción. La Figura 2B ilustra un embalse único 122 sin conductos asociados y otros aspectos solamente para claridad. Este embalse puede ser similar al ilustrado en la Figura 1 o cualquier otra configuración. En algunas modalidades, se advierte que el cascajo extraído se puede transferir por conductos 230 o por medio de transportadores 232 a la plataforma de la cápsula de embalse 100 y 122 sin cualquier necesidad de camiones para transportar lo extraído.

La Figura 3 muestra las barreras de permeabilidad diseñadas por ingeniería 112 por debajo de la cápsula de embalse 100 descansando en grado actual 106 de la formación 108 con tapa que cubre el material o relleno 302 en los lados y parte superior de la cápsula de embalse 100 para en última instancia (después del proceso) cubrir y recuperar una nueva superficie de tierra 300. Las plantas autóctonas las cuales se han movido temporalmente del área, se puede plantar nuevamente tal como árboles 306. La infraestructura construida puede generalmente ser estructuras de uso único las cuales pueden ser fácilmente y seguramente cerradas con corrección adicional mínima. Esto puede dramáticamente reducir los costos asociados con el movimiento de grandes volúmenes de materiales consumidos. Sin embargo, en algunas circunstancias, las infraestructuras construidas se pueden excavar y reutilizar. Algunos equipamientos tal como mecanismos de frecuencia de radio (RF) , tubulares, dispositivos y emisores se pueden recuperar dentro del embalse construido al término de la recuperación de hidrocarburo .

La Figura 4 muestra medios computacionales 130 que controlan varias entradas y salidas de los conductos 118, 126 o 128 conectados a la fuente de calor 134 durante el proceso entre los embalses subdivididos 122 dentro de un embalse colectivo 100 para controlar el calentamiento del cuerpo permeable. Similarmente, el liquido o vapor recolectado de los embalses se puede monitorear y recolectar en el tanque 136 y condensador 140, respectivamente. Los líquidos condensados a partir del condensador se pueden recolectar en el tanque 141, mientras el vapor no condensado se recolecta en la unidad 143. Como se describe previamente, los productos líquidos y en vapor se pueden combinar o más a menudo dejar separar los productos dependiendo de la condensabilidad, producto objetivo, y similares. Una porción del producto en vapor puede ser opcionalmente condensada y combinada con los productos líquidos en el tanque 136. Sin embargo, mucho del producto en vapor puede ser C4 y gases más ligeros, los cuales se pueden quemar, vender o usar dentro del proceso. Por ejemplo, se puede recuperar gas hidrógeno usando separación de gas convencional y usar para hidrotratar los productos líquidos de conformidad con métodos de mejora convencional, por ejemplo, catalítico, etc., o los productos gaseosos no condensables se pueden quemar para producir calor para uso en el calentamiento del cuerpo permeable, calentamiento del embalse adyacente o cercano, calentamiento de áreas de servicio y personal, o satisfacer otros requerimientos de calor del proceso. La infraestructura construida puede incluir termopares, medidores de presión, medidores de flujo, sensores de dispersión de fluido, sensores de riqueza y cualquiera de otros dispositivos que controlan el proceso convencional, distribuidos a lo largo de la infraestructura construida. Estos dispositivos pueden estar cada uno operablemente asociado con una computadora de forma que se pueden monitorear o alterar las velocidades de calentamiento, velocidades de flujo del producto y presiones durante el calentamiento del cuerpo permeable. Opcionalmente, se puede realizar agitación en el lugar usando, por ejemplo, generadores ultrasónicos los cuales están asociados con el cuerpo permeable. Esta agitación puede facilitar la separación y pirólisis de los hidrocarburos a partir de los materiales sólidos subyacentes con los cuales están asociados. Además, la agitación suficiente puede reducir la obstrucción y aglomeración a través del cuerpo permeable y los conductos.

La Figura 5 muestra cómo cualquiera de los conductos puede ser usado para transferir calor en cualquier forma de gas, liquido o calor via medios de transferencia 510 a partir de cualquier cápsula de embalse seccionada a otra. Después, el fluido enfriado se puede transportar via medios de transferencia de calor 512 a la cápsula que origina calor 500, o fuente que origina calor 134 para recoger más calor de la cápsula 500 para ser nuevamente recirculado a una cápsula destinada 522. De esta forma, se pueden usar varios conductos para transferir calor de un embalse a otro para reciclar el calor y manejar el uso de energía para minimizar la pérdida de energía.

La Figura 6 ilustra una infraestructura de control de permeabilidad construida 600 que tiene un cuerpo permeable 605 confinado dentro de un volumen encapsulado de la infraestructura. Un sistema de recolección de fluido intermedio 610 puede ser integrado en el cuerpo permeable para extraer al menos, una porción de hidrocarburos liberados a partir del cuerpo permeable. Durante el calentamiento del cuerpo permeable, productos de hidrocarburo y otros fluidos son liberados a partir del material hidrocarbonáceo . En general, la vasta mayoría de los productos liberados son combustibles de hidrocarburos deseables, aunque algunos otros productos pueden también ser producidos, por ejemplo, agua, dióxido de carbono, hidrógeno, etc. Estos fluidos liberados representan una recolección de un amplio intervalo de hidrocarburos y otros materiales que tienen propiedades variantes. Como tal, existirá un flujo dinámico de los fluidos que permean a través del cuerpo permeable con un grado muy alto de mezclado convectivo. La convección impulsa flujos de calor que circularán en los fluidos para producir tanto mezclado localizado a escala menor como a escala mayor (a través del cuerpo permeable) de estos fluidos. Además, se ha reconocido que el calentamiento a través del cuerpo permeable, puede ser controlado colocando cuidadosamente los conductos refrigerantes y/o calefactores. Aunque la uniformidad de temperatura es algunas veces una meta deseable, gradientes de temperatura a través del cuerpo permeable, también pueden ser ventajosamente usados para impulsar separación de productos de fluido en distintas fracciones recuperables.

Colocando selectivamente sistemas de recolección intermedios dentro del cuerpo permeable, puede ser colocado un separador impulsor de sistema de destilación in situ o gradiente de temperatura. Aunque mucho más complejo en términos de designar "bandejas teóricas" equivalentes y seleccionar puntos de extracción, los procesos de equilibro por etapas y separación fundamentales usados con diseños de columnas de destilación, pueden ser aplicados. Debido a algunas similitudes generales, el cuerpo permeable y los sistemas de recolección intermedios, también involucran nuevas variables significantes tales como, pero no limitadas a, una corriente de "entrada", la cual se origina a través del cuerpo permeable, contraria a una o dos corrientes de entrada dedicadas. Por consiguiente, estos sistemas de recolección o extracción intermedios, pueden ser orientados a través del cuerpo permeable en un espacio tridimensional, por ejemplo, variaciones verticalmente y horizontalmente, que corresponden a varias zonas de recuperación para producir una fracción de producto de hidrocarburo deseado de cada zona. Además, el sistema de recolección intermedio puede incluir elementos de calentamiento dedicados o elementos enfriantes los cuales pueden además, afectar la separación. Por ejemplo, inter-recalentadores y/o inter-enfriadores, pueden ser incorporados en el diseño para selectivamente separar productos seleccionados en varias zonas de recuperación o productos condensados en otras zonas dentro del cuerpo permeable. Otra complejidad es que adiciones a los fluidos de equilibrio vienen a través del cuerpo permeable en lugar de las entradas dedicadas. Como un resultado, productos finales superiores pueden ser introducidos en zonas de recuperación inferiores y viceversa. Alternativamente, el cuerpo permeable puede ser estratificado teniendo una gradación en calidad de material hidrocarbonáceo . Por material estratificado el cual tiende a producir productos finales altos en regiones superiores y productos finales pesados en regiones inferiores, el equilibrio y separación de varias fracciones puede ser aumentado. Opcionalmente, esto podría ser invertido para incrementar el mezclado de productos de hidrocarburo los cuales pueden actuar como una separación actual pseudo-contadora .

En este contexto, el sistema de recolección de fluido intermedio, puede incluir al menos dos ubicaciones intermedias, las cuales son verticalmente espaciadas suficientes para permitir la recuperación de una primera fracción de hidrocarburo a partir de una zona intermedia superior, la segunda fracción de hidrocarburo tiene un API promedio superior que la primera fracción de hidrocarburo. Las zonas de recuperación pueden en general, ser localizadas remotas de las paredes del embalse, aunque esto no es siempre requerido .

Como se muestra en la Figura 6, el sistema de recolección de fluido intermedio 610, puede incluir una primera pluralidad de bandejas fluidamente asociadas 615 en una zona de recuperación superior 620 y una segunda pluralidad de bandejas fluidamente asociadas 625 orientadas en una zona de recuperación inferior 630. Las bandejas pueden ser de cualquier forma y profundidad adecuada. Por ejemplo, las bandejas pueden ser rectangulares (por ejemplo, en forma de canalón), circular, oval, cuadrada, etc. Aunque se muestran dos series de bandejas, cualquier número de zonas de bandeja puede ser implementado, dependiendo del tamaño del embalse y los productos de hidrocarburo deseados. Como se muestra, miembros de colección organizados por niveles múltiples, pueden incluir bandejas de compensación las cuales incluyen una pluralidad de bandejas fluidamente asociadas las cuales son orientadas y organizadas por niveles para permitir a los líquidos desbordarse a un nivel inferior. Las cribas opcionales 635 pueden ser orientadas sobre las bandejas para prevenir al material triturado u otros sólidos, de entrar en las bandejas e interferir con la recolección y/o establecimiento de los reservorios de fase líquida en cada bandeja. Además, una o más de las bandejas en cada zona de recuperación pueden incluir una extracción (no mostrada), la cual permite al fluido ser removido del cuerpo permeable. Tales extracciones pueden ser un conducto el cual es drenado por gravedad, impulsado por presión o bombeado.

La Figura 7 muestra otro sistema de recolección de fluido intermedio el cual es un condensador vertical 700, el cual puede ser usado como una alternativa o en adición a las bandejas anteriores. El condensador vertical puede ser orientado sustancialmente de manera vertical dentro de una infraestructura de control de permeabilidad construida 705, que tiene un cuerpo permeable 710 ahí. El condensador vertical puede tener un miembro enfriante central 715 orientado dentro de un manguito condensador 720. El manguito condensador puede tener aperturas para permitir la comunicación fluida con el cuerpo permeable, de manera gue un producto de vapor del producto de hidrocarburo, se condensa a lo largo del miembro enfriante central para formar un producto liquido. El manguito puede ser formado de un material de malla, criba, hoja de metal perforada o cualquier otro material adecuado el cual permite la entrada de fluidos, pero previene a los materiales triturados sólidos excesivamente grandes, de entrar, por ejemplo, bastante grandes para obstruir los conductos o sistemas de bombeo asociados. En general, materiales sólidos más pequeños de aproximadamente 0.25" (0.15 cms), pueden ser tolerados dependiendo del diseño y equipo usado.

El miembro de enfriamiento central 715, puede ser un bucle refrigerante que tiene un refrigerante que circula a través de la longitud del miembro. El miembro enfriante central no se requiere que sea simétricamente centrado dentro del condensador y puede ser localizado en cualquier ubicación u orientación la cual proporciona el efecto refrigerante deseado. Refrigerantes adecuados pueden incluir agua, dióxido de carbono liquido, producto hidrocarburo enfriado, alquilenglicoles , polialquilenglicoles de alta temperatura, R-22, aceites minerales, amoniaco anhidro, otros refrigerantes convencionales, o similares. Aunque una orientación de entrada y salida común se ilustra, otros diseños también pueden ser adecuados, tales como una entrada superior y una salida inferior. Una pluralidad de tales condensadores verticales también se puede usar y distribuir a través del cuerpo permeable 710. Tales condensadores pueden ser independientes entre si o conectados en paralelo o en serie. Factores opcionales adicionales de tales condensadores verticales pueden incluir en uno o más deflectores internos 725, los cuales selectivamente segregan condensados a partir de diferentes zonas de recuperación a lo largo de la longitud vertical del condensador. Por ejemplo, una zona de recuperación media 730, puede ser una fuente para condensados más ligeros que una zona de recuperación inferior 735. Los deflectores internos pueden ser placas plantas o pueden tener un área ahuecada en donde el condensado se puede combinar o recolectar. El condensado puede ser recuperado vía una salida (no mostrada) , la cual está fluidamente conectada a un miembro de recolección (por ejemplo, tanque, recipiente, conducto, separador, etc.). La salida puede ser un conducto vertical el cual permite regresar junto al elemento enfriante, con el espacio anular, o junto al manguito condensador 720. Tal conducto vertical también puede contribuir a enfriar un vapor conforme entra al condensador para reducir la carga enfriante en el miembro refrigerante central. Alternativamente, la salida puede ser un conducto conectado a través del manguito el cual pasa fuera del cuerpo permeable y conecta a un conducto de recuperación integrado en el cuerpo permeable o directamente a través de una de las paredes de infraestructura. Además, tales condensadores verticales pueden ser usados como un mecanismo de muestreo para monitorear la calidad del producto de hidrocarburo durante el proceso de recuperación.

En aún otro aspecto, se puede introducir un agente donador de hidrógeno en el cuerpo permeable durante la etapa de calentamiento. El agente donador de hidrógeno puede ser cualquier composición la cual es capaz de hidrogenación de los hidrocarburos y puede opcionalmente ser un agente de reducción. Ejemplos no limitantes de agentes donadores de hidrógeno adecuados pueden incluir síntesis de gas, propano, metano, hidrógeno, gas natural, gas natural condensado, solventes industriales tal como acetona, toluenos, benceno, xilenos, eumenos, ciclopentanos , ciclohexanos, alquenos inferiores (C4-C10), terpenos, compuestos sustituidos de estos solventes, etc., y similares. Además, los hidrocarburos recuperados se pueden someter a hidrotratamiento ya sea dentro del cuerpo permeable o subsecuente a la recolección. Ventajosamente, el hidrógeno recuperado de los productos de gas se puede reintroducir en el producto liquido para mejorarlo. A pesar de que el hidrotratamiento o hidrodesulfurización puede ser muy útil en la reducción del contenido de nitrógeno y azufre en los productos de hidrocarburo finales. Opcionalmente, los catalizadores se pueden introducir para facilitar las reacciones. Además, la introducción de hidrocarburos ligeros en el cuerpo permeable puede resultar en la regeneración de las reacciones las cuales reducen el peso molecular, mientras se incrementa la proporción hidrógeno a carbono. Esto es particularmente ventajoso, debido al menos en parte mayor permeabilidad del cuerpo permeable, por ejemplo, a menudo alrededor del 30%-40% de volumen vacio a pesar que el volumen vacio puede generalmente variar de aproximadamente 10% hasta aproximadamente 50% de volumen vacio. Los hidrocarburos ligeros los cuales se pueden inyectar, pueden ser cualquiera los cuales proporcionan regeneración a hidrocarburos recuperados. Ejemplos no limitantes de hidrocarburos ligeros adecuados incluyen gas natural, gas natural condensado, solventes industriales, agentes donadores de hidrógeno y otros hidrocarburos que tienen de diez a pocos carbonos, y a menudo cinco o pocos carbonos. Actualmente, el gas natural es un hidrocarburo ligero abundante y conveniente, efectivo. Como se mencionó previamente, varios solventes y otros aditivos también pueden ser agregados para ayudar en la extracción de productos de hidrocarburos a partir de petróleo de esquisto bituminoso y pueden a menudo, también incrementar la fluidez.

El hidrocarburo ligero puede ser introducido en el cuerpo permeable transportando el mismo a través de un conducto de suministro que tiene un extremo abierto en comunicación fluida con una porción inferior del cuerpo permeable, de manera tal que los hidrocarburos ligeros (los cuales son un gas bajo condiciones de operación normales), permean a través del cuerpo permeable. Alternativamente, este mismo procedimiento puede ser aplicado para recuperar hidrocarburos los cuales son primero suministrados a un embalse vacio. De esta forma, el embalse puede actuar como un tanque de retención para dirigir productos a partir de un embalse cercano y como un reformador o modificador. En esta modalidad, el embalse puede ser al menos, parcialmente llenado con un producto liquido en donde el hidrocarburo ligero gaseoso se pasa por este y se deja entrar en contacto con los productos de hidrocarburos líquidos a temperaturas y condiciones suficientes para lograr reformarse de conformidad con procesos bien conocidos. Catalizadores reformantes opcionales los cuales incluyen metales tales como Pd, Ni u otros metales catalíticamente activos adecuados, también pueden ser incluidos en el producto líquido dentro del embalse. La adición de catalizador puede servir para reducir y/o ajustar la temperatura y/o presión reformante para productos líquidos particulares. Además, los embalses pueden ser fácilmente formados a casi cualquier profundidad. De este modo, presiones reformantes óptimas (o presiones de recuperación cuando se usan profundidades de embalses como medición de control de presión para recuperación a partir de un cuerpo permeable) , pueden ser diseñadas basadas en la presión hidrostática debido a la cantidad de líquido en el embalse y a la altura del embalse, es decir, P = pgh. Además, la presión puede variar considerablemente con la altura del embalse, suficiente para proporcionar zonas de reformación múltiples y presiones que se pueden ajustar. En general, presiones dentro del cuerpo permeable pueden ser suficientes para lograr sustancialmente solamente extracción líquida, aunque algunos volúmenes menores de vapor pueden ser producidos dependiendo de la composición particular del cuerpo permeable. Como una directriz general, las presiones pueden variar desde aproximadamente 5 atmósferas hasta aproximadamente 50 atmósferas, aunque presiones desde aproximadamente 6 atm. hasta aproximadamente 20 atm. pueden ser particularmente útiles. Sin embargo, cualquier presión mayor de aproximadamente la atmosférica, puede ser usada.

En una modalidad, el crudo extraído tiene finos precipitados dentro de las cápsulas subdivididas . Los fluidos y gases extraídos pueden ser tratados para la remoción de finos y partículas de polvo. La separación de finos a partir de petróleo de esquisto bituminoso, puede ser realizada por técnicas tales como, pero no limitadas a, filtración de gas caliente, precipitación y reciclaje de aceites pesados.

Los productos de hidrocarburos recuperados a partir del cuerpo permeable, pueden ser además procesados (por ejemplo, refinados) o usados como se producen. Cualquiera de los productos gaseosos condensables puede ser condensados por enfriamiento y recolección, mientras los gases no condensables pueden ser recolectados, quemados como combustibles, reinyectados o de otro modo utilizados o dispuestos. Opcionalmente, el equipo móvil puede ser usado para recolectar gases. Estas unidades pueden ser fácilmente orientadas próximas a la infraestructura de control y el producto gaseoso dirigido en este vía conductos adecuados a partir de una región superior de la infraestructura de control .

En aún otra modalidad alternativa, el calor dentro del cuerpo permeable puede ser recuperado subsecuente a la recuperación primaria de materiales hidrocarburos a partir de estos. Por ejemplo, una gran cantidad de calor se retiene en el cuerpo permeable. En una modalidad opcional, el cuerpo permeable puede ser inundado con un fluido de transferencia de calor, tal como agua para formar un fluido caliente, por ejemplo, agua y/o vapor caliente. Al mismo tiempo, este proceso puede facilitar la remoción de algunos productos hidrocarburos residuales vía enjuague físico de los sólidos de esquistos bituminosos agotados. En algunos casos, la introducción de agua y presencia de vapor puede resultar en reacciones de cambio de gas del agua y formación de síntesis de gas. El vapor recuperado de este proceso puede ser usado para accionar un generador, dirigirlo a otra infraestructura cercana o de otro modo, usado. Los hidrocarburos y/o síntesis de gas, pueden ser separados del vapor o fluido caliente por métodos convencionales.

Aunque los métodos e infraestructura permiten permeabilidad mejorada y control de condiciones de operación, cantidades significantes de hidrocarburos no recuperados, metales preciosos, minerales, bicarbonato de sodio u otros materiales comercialmente valiosos, a menudo permanecen en el cuerpo permeable. Por lo tanto, un solvente selectivo puede ser inyectado o introducido en el cuerpo permeable. Típicamente, esto se puede hacer subsecuente a la recolección de los hidrocarburos, aunque ciertos solventes selectivos pueden ser benéficamente usados previo al calentamiento y/o recolección. Esto se puede hacer usando uno o más de los conductos existentes o por inyección directa y percolación a través del cuerpo permeable. El solvente selectivo o lixiviado, puede ser elegido como un solvente para uno o más materiales objetivos, por ejemplo, minerales, metales preciosos, metales pesados, hidrocarburos o bicarbonato de sodio. En una modalidad específica, puede ser usado vapor o dióxido de carbono como un enjuague del cuerpo permeable para desalojar al menos, una porción de cualquiera de los hidrocarburos restantes. Esto puede ser benéfico no solamente en la remoción de productos secundarios potencialmente valiosos, sino también en la limpieza de materiales agotados restantes de inorgánicos o metales pesados indicadores por debajo de niveles detectables para cumplir con los estándares regulatorios o prevenir lixiviación inadvertida de materiales en una fecha futura.

Más particularmente, pueden ser usadas varias etapas de recuperación antes o después del calentamiento del cuerpo permeable para recuperar metales pesados, metales preciosos, metales indicadores u otros materiales los cuales ya sea tiene valor económico o pueden ocasionar problemas indeseables durante el calentamiento del cuerpo permeable. Típicamente, tal recuperación de materiales se puede realizar previo al tratamiento por calor del cuerpo permeable. Las etapas de recuperación pueden incluir, pero no en forma limitada a, extracción de solución, lixiviado, recuperación de solvente, precipitación, ácidos (por ejemplo, ácido clorhídrico, haluros acídicos, etc.), flotación, intercambio iónico de resina, electroplaqueo o similares. Por ejemplo, metales pesados, bauxita o aluminio, y mercurio, pueden ser removidos inundando el cuerpo permeable con un solvente apropiado y recirculando el lixiviado resultante a través de resinas de intercambio iónico apropiadamente diseñadas (por ejemplo, perlillas, membranas, etc.).

De manera similar, la bioextracción, biolixiviación, biorecuperación o bioremediación de material hidrocarburo, materiales agotados o metales preciosos, se puede realizar para mejorar además la remediación, extracción metales valiosos y restauración de material agotado a estándares ambientalmente aceptables. En tales escenarios de bioextracción, pueden ser usados conductos para inyectar gases de catalización como un precursor los cuales ayudan a fomentar la bio-reacción y crecimiento. Tales microorganismos y enzimas pueden oxidar bioquímicamente el cuerpo mineral o material o celulósicos u otro material de biomasa, previo a una extracción de solvente mineral vía bio-oxidación . Por ejemplo, un ducto perforado u otro mecanismo, pueden ser usados para inyectar un hidrocarburo ligero (por ejemplo, metano, etano, propano o butano) en el cuerpo permeable, suficiente para estimular el crecimiento y acción de bacterias nativas. La bacteria puede ser nativa o introducida y puede crecer bajo condiciones aeróbicas o anaeróbicas. Tal bacteria puede liberar metales a partir del cuerpo permeable el cual puede entonces ser recuperado vía vaciado con un solvente adecuado u otros métodos de recuperación adecuados. Los metales recuperados pueden entonces ser precipitados fuera usando métodos convencionales.

El gas de síntesis también puede ser recuperado a partir del cuerpo permeable durante la etapa de calentamiento. Varias etapas de producción de gas pueden ser manipuladas a través del proceso el cual eleva o reduce temperaturas de operación dentro del volumen encapsulado y ajusta otras entradas en el embalse para producir gases sintéticos los cuales pueden incluir pero no se limitan a, monóxido de carbono, hidrógeno, sulfuro de hidrógeno, hidrocarburos, amoníaco, agua, nitrógeno o varias combinaciones de los mismos. En una modalidad, la temperatura y presión pueden ser controladas dentro del cuerpo permeable a emisiones inferiores de C02 conforme los gases sintéticos son extraídos .

El producto de hidrocarburo recuperado a partir de las infraestructuras construidas, puede más a menudo, ser procesado adicionalmente, por ejemplo, por modificación, refinación, etc. El azufre relacionado con procesamiento de modificación y refinación, puede ser aislado en varias cápsulas de azufre construidas dentro de la cápsula de embase estructurada mayor. Las cápsulas de azufre construidas, pueden ser infraestructuras construidas agotadas o dedicadas con el propósito de almacenaje y aislamiento después de la desulfurización .

De manera similar, el material hidrocarbonáceo agotado que permanece en la infraestructura construida, puede ser utilizado en la producción de cemento y productos agregados para uso en la construcción o estabilización de la infraestructura misma o en la formación de infraestructuras construidas fuera de sitios. Tales productos de cemento hechos con los esquistos bituminosos agotados pueden incluir, pero no se limitan a, mezclas con cemento Portland, sal de calcio, arcilla volcánica, perlita, nanocarbonos sintéticos, arenas, fibra de vidrio, vidrio aplastado, asfalto, alquitrán, resinas de enlace, fibras vegetales celulósicas y similares .

En todavía otra modalidad, conductos de inyección, monitoreo y producción o salidas de extracción, pueden ser incorporados en cualquier patrón o colocados dentro de la infraestructura construida. Se puede emplear monitoreo de pozos y capas de geomembranas construidas por detrás o hacia afuera de la contención de cápsula construida, para monitorear migración de humedad y fluido indeseados al exterior de límites de contención y la infraestructura construida .

Aunque una infraestructura construida preparada y llenada puede a menudo ser inmediatamente calentada para recuperar hidrocarburos, esto no se requiere. Por ejemplo, una infraestructura construida la cual es construida y llenada con material hidrocarbonáceo extraído, puede ser dejada en el lugar como una reserva aprobada. Tales estructuras son menos susceptibles a explosión o daño debido a actividad terrorista y pueden también proporcionar reservas estratégicas de productos de petróleo no procesados, con propiedades clasificadas y conocidas, de manera que las evaluaciones económicas pueden ser incrementadas y más predecibles. El almacenaje de petróleo a largo plazo, a menudo encara emisiones de deterioro de calidad con el tiempo. De este modo, la infraestructura construida puede opcionalmente, ser usada para asegurar la calidad a largo plazo y almacenaje con intereses reducidos con respecto al rompimiento y degradación de productos de hidrocarburo.

En todavía otro aspecto, el producto líquido de alta calidad puede ser doblado con productos de hidrocarburos de calidad inferior más viscoso (por ejemplo, API) . Por ejemplo, el petróleo de kerógeno producido a partir de los embalses, puede ser combinado con bitumen para formar un petróleo mezclado. El bitumen es típicamente no transportable a través de una tubería extendida bajo estándares de tuberías aceptados y convencionales y puede tener una viscosidad sustancialmente por arriba y un API sustancialmente por debajo de aquel del petróleo de kerógeno. Mezclando el petróleo de kerógeno y bitumen, el petróleo mezclado puede ser proporcionado transportable sin el uso de diluyentes adicionales u otros modificadores API o viscosidad. Como un resultado, el aceite mezclado puede ser bombeado a través de una tubería sin requerir tratamientos adicionales para remover un diluyente o regresar tales diluyentes vía una tubería secundaria. Convencionalmente, el bitumen se combina con un diluyente tal como condensado de gas natural u otros líquidos de peso molecular bajos, para permitir el bombeo a una ubicación remota. El diluyente es removido y regresado vía una segunda tubería de regreso a la fuente de bitumen. Estos sistemas y métodos permiten la eliminación del regresar diluyente y modificación simultánea del bitumen.

Problemas difíciles puede de este modo, ser resueltos a la extracción de líquidos de hidrocarburos y gases a partir de la superficie o depósitos que llevan hidrocarburo extraído subterráneo, tal como petróleo de esquistos bituminosos, arenas alquitranosas, lignita y carbón y a partir de biomasas recolectadas. Entre otras cosas, estos métodos y sistemas ayudan a reducir costos, incrementar el rendimiento de volumen, reducir emisiones de aire, limitar consumo de agua, prevenir contaminación acuífera subterránea, modificar alteraciones de superficie, reducir costos de manejo de material, remover particulados finos sucios y mejorar la composición de líquido o gas de hidrocarburo recuperado. Las emisiones de contaminación de agua también pueden ser atendidas con una estructura de protección de agua más segura, más predecible, diseñada por ingeniería, observable, reparable, adaptable y prevenible.

Aunque los métodos y sistemas descritos son dependientes de la extracción, no están limitados o gravados a procesos de formación de retorta aéreos (ex-situ) . Este procedimiento se mejora de los beneficios de retorta de superficie que incluyen, mejor control de proceso de temperatura, presión, velocidades de inyección, composiciones de fluido y gas, calidad de producto y mejor permeabilidad debido a procesamiento y derrubios extraídos por calentamiento. Estas ventajas son disponibles mientras todavía no se pueden proporcionar retortas de superficies más fabricadas de emisiones de volumen, manejo y escalabilidad .

Otros me oramientos los cuales pueden ser realizados, se refieren a protección ambiental. Las retortas de superficie convencional han tenido el problema de agotar el esguisto bituminoso después que ha sido extraído y ha pasado a través de una retorta de superficie. El esquisto bituminoso agotado el cual ha sido térmicamente alterado, requiere manejo especial para sanearlo y aislarlo de cuencas de drenaje de superficie y acuíferos subterráneos. Estos métodos y sistemas pueden dirigir el saneamiento y formación de retorta en un procedimiento únicamente combinado. Con respecto a las emisiones de aire las cuales también son un problema principal típico de métodos de retorta de superficie previa, este procedimiento, debido a su enorme capacidad de volumen y alta permeabilidad, puede acomodar tiempos de residencia de calentamiento prolongados y por lo tanto, temperaturas inferiores. Un beneficio de temperaturas inferiores en el proceso de extracción es que la producción de dióxido de carbono a partir de la descomposición de carbonato en las minas esquisto bituminosos, puede ser sustancialmente limitada con ello, reduciendo dramáticamente las emisiones de C02 y contaminantes atmosféricos.

Se entiende que los arreglos referenciados anteriormente son ilustrativos de la aplicación para los principios de la presente invención. De este modo, mientras la presente invención ha sido descrita anteriormente en conjunto con las modalidades ejemplares, será evidente para aquellos de habilidad ordinaria en la técnica, que se pueden hacer numerosas modificaciones y arreglos alternativos sin apartarse de los principios y conceptos de la invención como se expone en las reivindicaciones.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones.

1. Un método para recolectar un producto de hidrocarburo a partir de un volumen encapsulado, caracterizado porque comprende: a) formar una infraestructura de control de permeabilidad construida, la cual define un volumen sustancialmente encapsulado; b) formar un cuerpo permeable de material hidrocarbonáceo triturado dentro del volumen encapsulado; c) calentar el cuerpo permeable suficiente para liberar el producto de hidrocarburo de este, de forma que el material hidrocarbonáceo está sustancialmente estacionario durante el calentamiento; y d) colectar al menos una porción del producto de hidrocarburo a partir de las ubicaciones dentro del cuerpo permeable .

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la recolecta incluye al menos dos ubicaciones intermedias las cuales están verticalmente espaciadas, suficiente para permitir la recuperación de una primera fracción de hidrocarburo a partir de la ubicación intermedia inferior y una segunda fracción de anticuerpo a partir de una ubicación intermedia superior, la segunda fracción de hidrocarburo tiene un API promedio mayor que la primera fracción de hidrocarburo.

3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la recolección incluye múltiples niveles de elementos de recolección, los cuales incluyen una pluralidad de charolas asociadas a fluidez.

4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la recolección incluye condensación de al menos una porción del producto de hidrocarburo a un producto liquido en un condensador vertical orientado dentro del cuerpo permeable.

5. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el condensador vertical incluye un elemento enfriante central orientado dentro de un cilindro condensador que tiene aberturas para permitir la comunicación del fluido con el cuerpo permeable de forma que un producto de vapor del producto de hidrocarburo se condense a lo largo del elemento enfriante central para formar el producto líquido, el método además comprende obtener el producto líquido a partir del condensador vertical.

6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el embalse de control de permeabilidad está sustancialmente libre de formaciones qeolóqicas inalteradas.

7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la infraestructura de control está formada en contacto directo con las paredes de un depósito de material hidrocarbonáceo excavado.

8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la infraestructura de control está libre de sedimentos.

9. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material hidrocarbonáceo extraído comprende petróleo de esquistos bituminosos, arenas de alquitrán, carbono, liqnita, bitumen, turba o combinaciones de los mismos

10. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo permeable además comprende un aditivo o biomasa.

11. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo permeable tiene un espacio vacío de aproximadamente 10% hasta aproximadamente 50% del volumen total del cuerpo permeable.

12. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa de calentamiento incluye inyectar gases calentados en la infraestructura de control de forma que el cuerpo permeable es principalmente calentado vía convección ya que los gases calentados pasan a través del cuerpo permeable.

13. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo permeable además comprende una pluralidad de conductos integrados dentro del cuerpo permeable, al menos algunos de los conductos son configurados como ductos de calefacción.

14. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque los conductos de calefacción están acoplados con fluidez a una fuente de calor y además comprende circular un fluido de calentamiento en un bucle cerrado a través de los conductos de calefacción suficiente para prevenir la transferencia de masa sustancial entre el fluido de calentamiento y el cuerpo permeable.

15. Una infraestructura de control de permeabilidad construida, caracterizada porque comprende: a) un embalse de control de permeabilidad que define un volumen sustancialmente encapsulado; b) un material hidrocarbonáceo triturado dentro del volumen encapsulado que forma un cuerpo permeable de material hidrocarbonáceo; y c) un sistema de recolección de fluido intermedio orientado dentro del cuerpo permeable y configurado extraer un producto de hidrocarburo a partir del cuerpo permeable.

16. La infraestructura de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque el sistema de recolección de fluido intermedio incluye in condensador vertical que tiene un elemento enfriante central orientado dentro del cilindro de condensador que tiene aberturas para permitir al fluido comunicación con el cuerpo permeable de forma que el producto de vapor del producto de hidrocarburo se condense a lo largo del elemento enfriante central para formar un producto liquido.

17. La infraestructura de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque el sistema de recolección de fluido intermedio incluye al menos dos recolectores intermedios los cuales están verticalmente espaciados, suficiente para permitir la recuperación de una primera fracción de hidrocarburo a partir de la ubicación intermedia baja y una segunda fracción de hidrocarburo a partir de la ubicación intermedia superior, la segunda fracción de hidrocarburo que tiene un API promedio mayor que la primera fracción de hidrocarburo.

18. La infraestructura de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada porque al menos dos recolectores intermedios incluyen una pluralidad de charolas asociadas a fluidez las cuales están orientadas y puestas a nivel para permitir que los líquidos se desborden' a un nivel inferior .

19. La infraestructura de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque el sistema de recolección de fluido intermedio incluye al menos dos extracciones las cuales permiten la eliminación del producto de hidrocarburo a partir de las ubicaciones seleccionadas dentro del cuerpo permeable.

20. La infraestructura de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque la infraestructura de control está formada en contacto directo con paredes de un depósito de material hidrocarbonáceo extraído.

21. La infraestructura de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque la infraestructura de control está libre de sedimento.

22. La infraestructura de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque el material hidrocarbonáceo triturado comprende o consiste esencialmente de petróleo de esquistos bituminosos, arenas de alquitrán, carbono, lignita, bitumen, turba o combinaciones de los mismos .

23. La infraestructura de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque el cuerpo permeable tiene un espacio vacio del 10% hasta aproximadamente 50% de un volumen total del cuerpo permeable.

24. La infraestructura de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque una fuente de calor gaseosa operablemente conectada al embalse de control de permeabilidad y configurada para dirigir el gas calentado al cuerpo permeable para calentamiento convectivo del mismo.

25. La infraestructura de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque comprende una pluralidad de conductos integrados dentro del cuerpo permeable, al menos alguno de una pluralidad de conductos siendo conductos de calefacción.

26. La infraestructura de conformidad con la reivindicación 25, caracterizada porque los conductos de calefacción están térmicamente acoplados a la fuente de calor e integrados en el cuerpo permeable para formar un sistema de calentamiento cerrado que no tiene sustancialmente transferencia de masa entre el cuerpo permeable y fluidos de calentamiento dentro de los conductos de calefacción.