NO20101134L - Modifisert prosess for hydrokarbongjenvinning ved insitu forbrenning - Google Patents

Abstract

En modifisert fremgangsmåte for in situ-gjenvinning av hydrokarbon fra en undergrunnshydrokarbon- inneholdende formasjon. En "L"-formet produksjonsbrønn, med en vertikal øvre seksjon, og et nedre horisontalt forløpende ben som er posisjonert lavt i hydrokarbonformasjonen, er fremskaffet. Det horisontale ben er forbundet til den vertikale seksjonen av produksjonslønnen ved et hel-parti og har et tå- parti ved motsatt ende derav. En oksiderende gass er injisert inn i formasjonen nær den vertikale seksjon av produksjonsbrønnen. En vertikal forbrenningsfront er skapt som er bevirket og sveipe utover derfra og lateralt innen formasjonen over det horisontale ben, fra helen til tåen av det horisontale ben, og bevirker at hydrokarbonet i formasjonen over det horisontale ben oppgraderes og gjøres flytende, og deretter drenerer nedover inn i det horisontale ben som er permeabelt, hvor slike flytende hydrokarboner så er avlevert til overflaten via produksjonsrør. En ikke-oksiderende gass er injisert i hel-partiet til det horisontale ben via injeksjonsrør holdt innen den vertikale seksjon av produksjonsbrønnen. Fordeler med den modifiserte fremgangsmåte for in situ-gjenvinning innbefatter reduserte kostnader og minsket miljøpåkjenning.

Description

OMRÅDET FOR OPPFINNELSEN

[0001]Denne oppfinnelse angår en modifisert prosess for hydrokarbongjenvinning fra et undergrunnsreservoar ved in situ (på stedet) forbrenning og anvendelse av en horisontal produksjonsbrønn.

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

[0002]Felles overdratt US patent 5,626,191 utstedt 6. mai 1997 (heretter '191 patentet) omtaler en in situ forbrenningsprosess for produksjon av hydrokarbon fra et undergrunnshydrokarbonreservoar som benytter (i) minst en injeksjonsbrønn plassert relativt høyt i et oljereservoar for å injisere en oksiderende gass inn i hydrokarbonformasjonen, og (ii) en produksjonsbrønn for å produsere væskifisert (flytendegjort) eller gassifisert (forgasset) hydrokarbon fra hydrokarbonreservoaret. Produksjonsbrønnen har en vertikalseksjon som er i kommunikasjon med et horisontalt ben som strekker seg vesentlig perpendikulært utover fra den vertikale seksjon og med et "tå"-parti og et "hel"-parti. Det horisontale ben er komplettert relativt lavt i reservoaret, og ved et "hel"-parti derav er det i kommunikasjon med den vertikale seksjon. Luft, eller annen oksiderende gass, slik som oksygenberiket luft, er injisert gjennom injeksjonsbrønnen inn i hydrokarbonreservoaret, typisk via perforeringer i den øvre del av en vertikal injeksjonsbrønn, lokalisert i nærheten av "tåen" til det horisontale ben til produksjonsbrønnen. Det horisontale ben til produksjonsbrønnen er orientert generelt perpendikulært til en generelt kvasivertikal forbrenningsfront av forbrenningshydrokarbon som er produsert ved antennelse av en del av hydrokarbonet i reservoaret nære injeksjonsbrønnen. Slik forbrenningsfront er forsynt med oksiderende gass via injeksjonsbrønnen. "Tåen" til det horisontale benparti er posisjonert i banen til den fremovergående forbrenningsfront. Den resulterende forbrenningsfront brer seg ut fra "tåen" til det horisontale ben langs det horisontale ben i retningen av og mot "hel"-partiet. Under denne prosess blir oppvarmet hydrokarbon i reservoaret i forveien for den bevegelige forbrenningsfront væskifisert eller gassifisert og strømmer inn i det horisontale ben, og fra slikt ben deretter fjernet til overflaten via den vertikale seksjon av produksjonsbrønnen. Denne prosess i US patent 5,626,191 er kalt "THAI™", et akronym for "tå-til-hel luftinjeksjon", og et registrert varemerke til Archon Technologies Ltd., et underselskap av Petrobank Energy and Resources Ltd., Calgary, Alberta, Canada.

US Patent 6,412,557, også felles overdratt, omtaler en liknende men modifisert prosess som har det ekstratrinnet med å plassere en hydrokarbon-oppgraderingskatalysator langs, innen, eller rundt det horisontale ben for vesentlig å minske viskositeten til hydrokarbonet og oppgradere kvaliteten av hydrokarbonet og øke strømningen av hydrokarbon fra reservoaret inn i det horisontale ben til produksjonsbrønnen for påfølgende fjerning til overflaten. Slik modifisert prosess er kjent innen industrien ved varemerket CAPRI™, likeledes et registrert varemerke for Archon Technologies Ltd.

WO2005121504 (PCT/CA2005/000833) publisert 12. desember 2005, også felles overdratt, omtaler en liknende prosess til en i THAI™, som videre omfatter ytterligere trinn med å tilveiebringe injeksjonsrør på innsiden av produksjons-brønnen innen den vertikale seksjon og vesentlig langs lengden av det horisontale ben til en posisjon nær "tåen" derav, for formål med å injisere et ikke-oksiderende medium omfattende damp, vann eller en ikke-oksiderende gass via nevnte rør til "tå" området av nevnte horisontale ben. Injeksjon av slikt ikke-oksiderende medium inn i "tå"-området til det horisontale ben har virkningen med å fortrenge enhver oksiderende gass i et slikt område og således forhindre forbrenning av oppgradert hydrokarbon som har strømmet inn i det horisontale ben, og videre øker det omgivende trykk i det horisontale ben for å på den måten å forhindre eller redusere ytterligere innstrømning av oksiderende gass fra injeksjonsbrønnen som injiserer oksiderende gass inn i hydrokarbonreservoaret.

Ufordelaktig, i hver av de fire kjente fremgangsmåter for gjenvinning av væskifisert og/eller gassifisert hydrokarboner fra en hydrokarbonformasjon må oksiderende gass injiseres nær tåen til det horisontale ben, og fjernt fra den vertikale seksjon av produksjonsbrønnen. Slikt sted for injeksjon av oksiderende gass er fjernt fra den vertikale seksjon av produksjonsbrønnen, brønnoverflaten til produksjonsbrønnen er stedet hvor oksiderende gass typisk genereres. Injeksjonen og den vertikale seksjon av produksjonsbrønnen kan være adskilt med en (1) kilometer eller mer. Således krever tidligere kjente fremgangsmåter typisk transport av den oksiderende gass tilstedet av til injeksjonsbrønnen via rørsystem fra produksjonsbrønnen, eller krever alternativt installasjon av utstyr ved injeksjonsbrønnstedet for å tillate generering av oksiderende gasser for påfølgende injeksjon. Slikt krever åpen adkomst, via renskjæring og/eller øket rom ved installasjonsbrønnstedet for å romme ytterligere oksiderende gassavlevering og/eller generering og kompresjonsfasiliteter, og derved øker miljø "fotavtrykket" og virkningen av boreoperasjoner på miljøet, og resulterer også i typisk i øket kostnad.

Det eksisterer således et behov for en modifisert prosess av THAI™ og CAPRI™ hvori slike ulemper er eliminert.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

Fremgangsmåten til den foreliggende oppfinnelse er en modifisert in situ hydrokarbongjenvinningsprosess som istedenfor å injisere oksiderende gass nær "tå"-partiet til det horisontale ben injiserer oksiderende gass i eller nær den produserende vertikale seksjon av produksjonsbrønnen (det vil si ved "hel"-partiet). Den modifiserte prosess avhjelper behovet for en separat bore/produksjonspute for oksiderende gassinjeksjon, og derved reduserer kostnad og minsker forringende miljøpåvirkning av in situ gjenvinningsfremgangsmåter.

Fordelaktig eliminerer prosessen til den foreliggende oppfinnelse i en spesielt tredje utførelse beskrevet nedenfor ytterligere behovet for en separat oksiderende gassinjeksjonsbrønn, ved at i slik forfining tjener den vertikale seksjon av produksjonsbrønnen også som injeksjonsbrønnen, og derved reduserer brønnboringskostnader og reduserer kapitalkostnader.

Spesifikt, istedenfor å være en "tå-til-her-prosess, er prosessen til den foreliggende oppfinnelse en "hel-til-tå"-prosess. Det oksiderende gass-injeksjonspunkt er modifisert til å være ved "helen" i motsetning til "tåen" slik at forbrenningsfronten beveger seg i den motsatte retning fra den i THAI™ prosess, nemlig fra retningen av "helen" til den horisontale brønn mot "tåen".

I den foreliggende oppfinnelse er tre områder av reservoaret utviklet i forhold til posisjonen av forbrenningssonen. Nær "helen" og etter passasjen av forbrenningsfronten bort fra "helen" ligger den brente olje-reduserte sone som er resultatet etter injeksjon av den oksiderende gass og etter at forbrenningsfronten har gått frem for en stund utvendig og bort fra injeksjonsbrønnen og "hel"-partiet til det horisontale ben. Slik brent sone er fylt vesentlig med oksiderende gass. Deretter ligger kokssonen, som er vesentlig området innen reservoaret hvor den oksiderende gassen har vært i stand til å så penetrere inn i reservoaret, og er vesentlig område hvor forbrenningsfronten eksisterer (forbrenningen som skjer er den av det gjenværende koks som er hydrokarbonet som så er igjen etter at lettere hydrokarboner innen slikt reservoar og foran slik forbrenningsfront har blitt væskifisert eller gassifisert og har strømmet inn i det horisontale ben og deretter fjernet til overflaten. Til slutt mot "tåen" til den horisontale brønn ligger området av reservoaret som inneholder hydrokarboner som forbrenningsfronten går frem mot.

Ved høyere oksidantinjeksjonshastigheter, øker reservoartrykk og oksideringsgass i den brente sone, som inneholder gjenværende oksygen, kan tvinges inn i det horisontale ben til produksjonsbrønnen. Dette er forhindret i den foreliggende prosessen til den foreliggende oppfinnelse ved injisering, enten for en begrenset tid, eller kontinuerlig, et medium slik som ikke-oksiderende gass slik som karbondioksid, og/eller damp eller vann, for å øke trykket innen det horisontale ben til produksjonsbrønnen.

Følgelig, i et bredt aspekt av prosessen i foreliggende oppfinnelse, for å erkjenne fordelen ved å være i stand til å injisere den oksiderende gassen nær eller i den vertikale seksjon av produksjonsbrønnen, er modifisert prosess for gjenvinning av væskifisert eller gassifisert hydrokarbon fra et undergrunnshydrokarbonreservoar omtalt, omfattende trinnene av: (a) å tilveiebringe minst en produksjonsbrønn med et vesentlig horisontalt ben posisjonert relativt lavt inn i nevnte reservoar, nevnte horisontale ben har ved en ende derav et hel-parti og ved en motsatt ende derav et tå-parti, nevnte horisontale ben er tilpasset for å tillate innstrømming av hydrokarbon inn i et indre av nevnte horisontale ben, nevnte produksjonsbrønn har en vesentlig vertikal seksjon forbundet til nevnte horisontale ben nær nevnte hel-parti derav; (b) å tilveiebringe produksjonsrørsystem på innsiden av nevnte produksjonsbrønn som strekker seg innen nevnte vertikale seksjon og innen i det minste et parti av nevnte horisontale ben for å samle nevnte hydrokarbon som strømmer inn i nevnte horisontale ben; (c) å injisere periodisk eller kontinuerlig et medium inn i det horisontale ben nær hel-partiet derav, hvori nevnte medium er valgt fra gruppen av mediumer omfattende alene eller i kombinasjon, en ikke-oksiderende gass slik som karbondioksid, damp, eller vann; (d) å tilføre en oksiderende gass til nevnte undergrunnsreservoar, i det minste initiellt, ved et sted til eller nær nevnte vertikale seksjon av nevnte produksjonsbrønn; (e) å antenne hydrokarbon innen nevnte hydrokarbonreservoar nær nevnte vertikale seksjon til nevnte produksjonsbrønn, for på den måten å bevirke forbrenning av et parti av nevnte hydrokarbon i nevnte hydrokarbonreservoar nær nevnte vertikale seksjon og derved skape en forbrenningsfront som går fremover og utover og bort fra nevnte injeksjonsbrønn i det minste i en retning langs nevnte horisontale ben og mot nevnte tå-parti derav; (f) å bevirke at oppvarmet hydrokarbon fra nevnte reservoar strømmer fra øvre område derav og samler seg i nevnte horisontale ben; og (g) å fjerne fra produksjonsbrønnen, via nevnte produksjonsrør, nevnte hydrokarbon som har strømmet inn i nevnte horisontale ben.

Med hensyn til trinn (g) over er fjerningen av hydrokarbonet fra produksjonsbrønnen via produksjonsrøret typisk uten pumping, men kan kreve pumping for å fjernes fra det horisontale ben hvis tilstrekkelig mengder av inerte (nøytrale) gasser slik som gassifisert hydrokarbon, karbondioksid eller nitrogen ikke strømmer inn i det horisontale ben og således produksjonsrøret under betydelig omgivende trykk av hydrokarbonformasjonen, som kan oppstå under en oppstartsperiode. Den normale mekanisme for å produsere olje ved å redusere den blandede fluidtetthet med gasser er kalt "gassløft".

I en første raffinering/utførelse av prosessen ovenfor til den foreliggende oppfinnelse, er injeksjonen av den oksiderende gassen nær den vertikale seksjon av produksjonsbrønnen utført via boringen av en separat injeksjonsbrønn nær den vertikale seksjon av produksjonsbrønnen for på den måten å tillate at den oksiderende gassen injiseres inn i formasjonen via slik injeksjonsbrønn nær produksjonsbrønnen. På denne måten, og fordelaktig, kan den samme boreputen så være benyttet for boring både av produksjonsbrønnen og injeksjonsbrønnen, og således spare utgift og kostnad for brønnboring.

I tillegg, og fordelaktig, på grunn av at produksjonsbrønnen er plassert nær produksjonsbrønnen som typisk har kraftgenereringsutstyr benyttet for produksjon, kan oksideringsgassen vanligvis og enklere være oppnådd og umiddelbart injisert inn i injeksjonsbrønnen, som ellers ikke ville være i stand til å gjøres hvor injeksjonsbrønnen er posisjonert fjernt fra den vertikale seksjon av produksjonsbrønnen som i den tidligere kjente teknikk.

I en andre utførelse av oppfinnelsen er injeksjonsbrønnen en sideinngangsbrønn innen den vertikale seksjon av produksjonsbrønnen, som således igjen tillater injeksjonsbrønnen å være lokalisert nær injeksjonsbrønnen for på den måten å oppnå fordelene ovenfor, så vel som den ytterligere fordel ved at det øvre partiet av den vertikale seksjon til produksjonsbrønnen kan være benyttet ved boring av sideinngangsbrønnen, og således ytterligere redusere borekostnader.

Spesielt, i slik andre foretrukne utførelse, omfatter den foreliggende oppfinnelse en prosess for å gjenvinne væskifisert eller gassifisert hydrokarbon fra en undergrunnshydrokarbonformasjon omfattende trinnene av: (a) å tilveiebringe minst en produksjonsbrønn med et vesentlig horisontalt ben posisjonert relativt lavt i nevnte formasjon, nevnte horisontale ben har ved en ende derav et hel-parti og ved en motsatt ende derav et tå-parti lokalisert i formasjonen noe lavere i høyde enn nevnte hel-parti, nevnte horisontale ben er tilpasset for å tillate innstrømning av væskifisert hydrokarbon inn i et indre av nevnte horisontale ben, nevnte produksjonsbrønn har en vesentlig vertikal seksjon forbundet til nevnte horisontale ben nær nevnte hel-parti derav; (b) å tilveiebringe produksjonsrør på innsiden av nevnte produksjonsbrønn som forløper nedover innen nevnte vertikale seksjon og langs nevnte horisontale ben til nevnte tå-parti, for å samle nevnte hydrokarbon som strømmer inn i nevnte horisontale ben; (c) å tilveiebringe injeksjonsrørsystem i nevnte produksjonsbrønn, nevnte injeksjonsrørsystem forløper nedover i nevnte vertikale seksjon til nevnte hel-parti; (d) å injisere et medium inn i nevnte produksjonsbrønn via nevnte injeksjonsrør hvori nevnte medium er valgt fra gruppen av mediummer omfattende alene eller i kombinasjon, en ikke-oksiderende gass, damp, vann eller karbondioksid; (e) å tilveiebringe en injeksjonsbrønn som en sidesporgjeninngang fra nevnte vertikale seksjon til nevnte produksjonsbrønn, hvilken injeksjonsbrønn strekker inn i hydrokarbonformasjonen; (f) å tilføre en oksiderende gass til partiet av nevnte hydrokarbonformasjon via nevnte injeksjonsbrønn; (g) å antenne nevnte hydrokarbon i nevnte hydrokarbonformasjon nær nevnte vertikale seksjon for på den måten å bevirke forbrenning av et parti av nevnte hydrokarbon i nevnte hydrokarbonformasjon og derved skape en forbrenningsfront som går fremover utover og bort fra nevnte vertikale seksjon i minst en retning langs nevnte horisontale ben og mot nevnte tå-parti derav; og (h) å fjerne fra produksjonsbrønnen via nevnte produksjonsrør, hydrokarbon som har strømmet inn i nevnte horisontale ben.

I en tredje foretrukket utførelse omfatter den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for å produsere hydrokarbon fra et hydrokarbonreservoar hvorved nødvendigheten av en injeksjonsbrønn for å injisere den oksiderende gass er fullstendig eliminert, og således redusere kostnadene av å implementere in situ-prosessen til den foreliggende oppfinnelse.

Spesifikt, i slik tredje og foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse, er den vertikale seksjon til produksjonsbrønnen perforert for å tillate at en oksiderende gass (som er fremskaffet til slik vertikal seksjon) og unnslippe inn i hydrokarbonformasjonen nær den vertikale seksjon. På slik måte er behovet for å bore en separat injeksjonsbrønn eliminert.

Igjen, som en del av fremgangsmåten i foreliggende oppfinnelse, er et medium av formen av en ikke oksiderende gass slik som karbondioksid, damp eller vann injisert enten kontinuerlig eller intimiderende inn i produksjonsbrønnen via injeksjonssystem, som strekker seg til hel-partiet av produksjonsbrønnen. En rekke av "pakninger" lokalisert i produksjonsbrønnen kan være anordnet for å isolere den oksiderende gassen tilført den vertikale seksjon av produksjonsbrønnen fra hel-partiet av det horisontale ben til produksjonsbrønnen til hvilket det ikke-oksiderende medium er tilført.

Således i slik tredje foretrukket utførelse omfatter fremgangsmåten i foreliggende oppfinnelse en prosess for å gjenvinne væskifisert eller gassifisert hydrokarbon fra et undergrunnshydrokarbonreservoar, omfattende trinnene av: (a) å tilveiebringe minst en produksjonsbrønn med et vesentlig horisontalt ben posisjonert relativt lavt i nevnte reservoar, nevnte horisontale ben har ved en ende derav et hel-parti og ved en motsatt ende derav et tå-parti, nevnte horisontale ben er tilpasset for å tillate innstrømning av væskifisert hydrokarbon inn i et indre av nevnte horisontale ben, nevnte produksjonsbrønn har en vesentlig vertikal seksjon forbundet med nevnte horisontale ben nær nevnte hel-parti derav; (b) å tilveiebringe produksjonsrør i nevnte produksjonsbrønn, som forløper fra en overflate av nevnte produksjonsbrønn til minst nevnte hel-parti av nevnte produksjonsbrønn for å samle nevnte hydrokarbon som strømmer inn i nevnte horisontale ben; (c) å tilveiebringe injeksjonsrørsystem i nevnte produksjonsbrønn, nevnte injeksjonsrørsystem forløper nedover i nevnte vertikale seksjon til en posisjon som forløper inn i det minste nevnte hel-parti av nevnte horisontale ben; (d) å injisere et medium inn i produksjonsbrønnen, hvori nevnte medium er valgt fra gruppen av mediummer omfattende alene eller i kombinasjon, en ikke-oksiderende gass slik som karbondioksid, damp, eller vann; (e) å tilveiebringe perforeringer i nevnte vertikale seksjon til nevnte produksjonsbrønn ved en posisjon over nevnte hel-parti; (f) å tilføre en oksiderende gass til nevnte vertikale seksjon og således til parti av nevnte hydrokarbonreservoarer via nevnte perforeringer i nevnte vertikale seksjon; (g) å antenne nevnte hydrokarbon i nevnte hydrokarbonreservoar nær nevnte vertikale seksjon for på den måten å bevirke forbrenning av et parti av nevnte hydrokarbon i nevnte hydrokarbonreservoar og derved skape en forbrenningsfront som går fremover utover og bort fra nevnte vertikale seksjon i minst en retning langs nevnte horisontale ben og mot nevnte tå-parti derav; (h) å bevirke oppvarmet hydrokarbon fra nevnte reservoar og strømme fra øvre område derav og samles i nevnte horisontale ben; og (i) å fjerne fra produksjonsbrønnen, via nevnte produksjonsrørsystem, nevnte hydrokarbon som har strømmet inn i nevnte horisontale ben.

Fordelaktig eliminerer også den tredje utførelse av den foreliggende oppfinnelse behovet som i den tidligere kjente teknikk for å "stenge av" (ved å benytte en sementplugg eller liknende) det horisontale ben til hver produksjonsbrønn når en rekke av produksjonsbrønner er plassert ende til ende og når den vertikale seksjon til en første produksjonsbrønn er påfølgende omdannet til en injeksjonsbrønn (se US '191, kolonne 6, linjer 47-kolonne 7, linje 9 og figurer 14D-F derav). In situ fremgangsmåten i foreliggende oppfinnelse, spesielt den tredje utførelse, er en fremgangsmåte for ytterligere å redusere kostnadene med in situ-gjenvinning ved å redusere antallet av trinn, innbefattende ikke kun å eliminere behovet for boreinjeksjonsbrønner men også eliminere nødvendigheten av "avstengning" av andre brønner som er nødvendig i in situ-fremgangsmåten til den tidligere kjente teknikk, som eksemplifisert i US '191 ovenfor.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

I de vedføyde tegninger, som illustrerer et antall eksemplifiserende utførelser av oppfinnelsen:

Figur 1A er et perspektiv skjematisk riss av et tidligere kjent in situ-gjennvinningsarrangement i et hydrokarbonreservoar som viser luftinjeksjonsbrønner lokalisert ved tåen til hver av tilhørende horisontale ben av tilhørende produksjonsbrønnen Figur 1B er et tverrsnitt gjennom en injeksjonsbrønn og tilhørende produksjonsbrønn vist i figur 1A; Figur 2A er et skjematisk tverrsnitt (ikke i målestokk) igjennom en injeksjonsbrønn og tilhørende produksjonsbrønn til den første utførelse av den foreliggende oppfinnelse, som benytter fremgangsmåten til den foreliggende oppfinnelse for å bevirke en forbrenningsfront å bre seg ut i retningen av "tåen" til det horisontale ben til produksjonsbrønnen, ved et tidspunkt nær tidspunktet for antennelse av hydrokarbonet og den initielle utbredelsen av forbrenningsfronten; Figur 2B er et liknende tverrsnitt som det i figur 2A, likeledes ikke i målestokk, ved et påfølgende tidspunkt når forbrenningsfronten har utbredt seg en tid og flyttet seg nærmere til "tå"-partiet til det horisontale ben av produksjonsbrønnen; Figur 2C er et liknende tverrsnitt som det i figur 2B, likeledes ikke i målestokk, ved enda et ytterligere tidspunkt når forbrenningsfronten har utbredt seg videre og flyttet seg enda nærmere "tå"-partiet til det horisontale ben av produksjonsbrønnen; Figur 3 er et skjematisk delvis tverrsnitt gjennom et hydrokarbonreservoar som inneholder en hydrokarboninneholdende formasjon, som viser en andre utførelse av fremgangsmåten i foreliggende oppfinnelse, nemlig en produksjonsbrønn og tilhørende sideinngangsinjeksjonsbrønn (ikke i målestokk) og viser videre fremgangsmåten til den foreliggende oppfinnelse for å bevirke en forbrenningsfront å bre seg ut i retning av "tåen" til det horisontale ben av produksjonsbrønnen, ved et tidspunkt nær tidspunket for antennelse av hydrokarbonet og den initielle utbredelse av forbrenningsfronten; Figur 4 er et skjematisk delvis tverrsnittriss gjennom et hydrokarbonreservoar som inneholder en hydrokarboninneholdende formasjon, som viser en tredje foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse, nevne et tverrsnitt gjennom en produksjonsbrønn (ikke i målestokk) som anvender fremgangsmåten i foreliggende oppfinnelse for å bevirke en forbrenningsfront å

bre seg ut i retningen av "tåen" til det horisontale ben av produksjonsbrønnen, ved et tidspunkt nær antennelsen av hydrokarbon og den initielle utbredelse av forbrenningsfronten; og

Figur 5 er et perspektivriss skjematisk riss av en in situ gjenvinnings-fremgangsmåte i figur 4, som viser den tredje og foretrukne utførelse av fremgangsmåten til den foreliggende oppfinnelse for gjenvinning av hydrokarboner fra et hydrokarbonreservoar.

BESKRIVELSE AV DEN FORETRUKNE UTFØRELSE

Figur 1A viser et skjematisk, halvtransparent riss av et arrangement av brønner benyttet i den tidligere kjente teknikk for in situ-gjenvinning av hydrokarbon fra et underoverflate hydrokarbonreservoar eller formasjon 10.

Spesielt viser figur 1A skjematisk den tidligere kjente fremgangsmåte for in situ-gjenvinning av hydrokarbon omtalt i US 5,626,191, omfattende lokalisering av en rekke av produksjonsbrønner 12, hver omfatter en vesentlig vertikal seksjon 16 og et vesentlig horisontalt ben 16, med et "tå"-parti 18 og et "hel"-parti 20. Det horisontale ben 16 til produksjonsbrønnen 2 er lokalisert ved et ytre område av hydrokarbonformasjon 10, og er vesentlig porøst for å tillate inntrengning av fluider En rekke av injeksjonsbrønner 22 er anordnet, lokalisert ved et område nær "tåen" og forløper nedover inn i formasjonen 10, med perforeringer i de øvre områder av det oljebærende reservoar.

Figur 1B viser et skjematisk tverrsnitt gjennom en injeksjonsbrønn 22 og tilhørende produksjonsbrønn 12 i figur 1A.

I den tidligere kjente in situ-gjenvinningsprosess vist i figur 1A og B, er en oksiderende gass 24, slik som luft (som inneholder oksygen), oksygen, oksygenberiket luft, injisert inn i formasjonen 10 via hver av injeksjonsbrønner 22, for på den måten å tillate et parti av hydrokarbonet i formasjon 10 å forbrennes. Spesielt er et parti av hydrokarbonet i hydrokarbonformasjonen 10 i området av injeksjonsbrønnen 22 når forsynt med oksiderende gass 26, bevirket til å antennes å bevirkes til å forbrenne, og derved å forme og danne innen formasjon 10 en vesentlig vertikal og forløpende forbrenningsfront 26. Slik forbrenningsfront 26 varmer, ved hjelp av varmekonduksjon og dannelse av oppvarmede forbrente gasser innen formasjonen 10, hydrokarboner i formasjonen 10 direkte foran og fremfor forbrenningsfront 26, og bevirker at de mer flyktige hydrokarbonsammensetninger i formasjon 10 gassifiseres og videre bevirker oppgradering av et parti av hydrokarbonfaststoffer eller bitumener i formasjonen og samtidig øke deres viskositet for på den måten å skape mobile væskehydrokarboner 30. De gjenværende tyngre hydrokarbonene, spesielt koks, forblir, som fremskaffer brensel for den fremadgående forbrenningsfront 26 og opprettholder fremføringen av forbrenningsfronten 26 og in situ-forbrenningen og hydrokarbonoppgraderingsprosessen. De da mobile flytendegjorte hydrokarboner 30 og gassifiserte komponenter (noen av hvilke kan etterfølgende kondenseres som væske 30), strømmer så nedover ved virkningen av tyngdekraft gjennom formasjonen og er samlet i et nederste område av formasjonen 10 ved å strømme inn i det horisontalt forløpende horisontale ben 16 til produksjonsbrønnen 12. Horisontalt ben 16 til produksjonsbrønnen 12 har generelt, i det minste for en begrenset tid, et gasstrykk deri mindre enn det til formasjonen 10 (på grunn av fjerning av oppsamlet væskehydrokarboner 30 så vel som gassaktige hydrokarbonder derfra). Slikt redusert gassaktig trykk i horisontalt ben 16 som i motsetning til innen formasjon 10 foran forbrenningsfronten 26 hjelper til med væske- og gassaktig hydrokarboninnstrømning fra hydrokarbonformasjon 10 inn i det horisontale ben 16. Andre ganger, på grunn av injeksjon av medium 52 via injeksjonsrørsystem 50 (omtalt nedenfor) inn i horisontalt ben 16, kan horisontalt ben 16 ved tider ha et gassaktig trykk nær til, eller til og med utover gasstrykket innen formasjon 10.

Det er viktig at i den tidligere kjente fremgangsmåte for in situ-gjenvinning som vist i figurer 1A & 1B og beskrevet ovenfor, er injeksjonsbrønnen 2 lokalisert nær "tåen" til det horisontale ben 16, og oksiderende gass injisert inn i formasjonen ved disse lokaliseringer via injeksjonsbrønnen 22. Forbrenningsfronten 26 som mottar oksiderende gass 24 er således bevirket å gå fremover utover fra injeksjonsbrønnen 22, og perpendikulær til og langs de horisontale brønner 16 i en retning fra "tå"-partiet til "hel"-partiet.

Ufordelaktig med denne tidligere kjente fremgangsmåte, må ikke bare en borepute 32 dannes for produksjonsbrønnen 12, men en ytterligere og separat borepute må dannes for injeksjonsbrønnen 22, og slik separat injeksjonsbrønn 22 må bores inn i slik formasjon. I tillegg må oksygendannelse og injeksjonsutstyr (ikke vist) hales til og installeres ved overflaten av slik injeksjonsbrønn 22, da slik injeksjonsbrønn er fjernt fra overflaten av produksjonsbrønn 12. Begge slike krav tilfører betydelig kostnad for å utføre tidligere kjente fremgangmåter for inistugjenvinning av hydrokarboner.

Figurer 2A-2C heri viser en modifisert (første) in situ-gjenvinninsprosess, som er utrykkelig tilpasset fra å eliminere i det minste en av utgiftene ovenfor i de tidligere kjente fremgangsmåter for in situ hydrokarbongjenvinning, nemlig kostnaden ved å danne en separat borepute for injeksjonsbrønnen 22.

Spesifikt, som vist i figurer 2A-2C, er en enkel borepute 32 dannet ved hjelp av klarering av ventiltrær og andre hindringer, og en enkel boreplattform reist derpå. En produksjonsbrønn 12 er boret ved å benytte konvensjonelle boreteknikker, omfattende en vertikal seksjon 14, og et ytterligere horisontalt ben 22 i kommunikasjon med vertikal seksjon 14. Det horisontale ben 16 har et "tå" parti 18 og et "hel"-parti 24 hvor det møter vertikalseksjon 14. Produksjonsbrønn 12 er ferdigstilt ved den vanlige prosess med foring av brønn 12, og ytterligere ved innføringen innen slik produksjonsbrønn 12 av produksjonsrør 14, som strekker seg nedover i vertikal seksjon 14 til slikt hel-parti 20 og fortrinnsvis langs det horisontale ben 16, fortrinnsvis til tå-parti 18 derav, og et slikt produksjonsrør 14 har en åpen ende 42 innen nevnte horisontale ben 16. Produksjonsrør 40 er typisk kveilet rør som konvensjonelt er benyttet i boreoperasjoner.

Ytterligere injeksjonsrør 50, liknende typisk kveilet rør som er konvensjonelt benyttet i boreoperasjoner, er videre fremskaffet for injeksjon av et medium 52 inn i produksjonsbrønnen 12 slikt medium 52 omfatter en ikke-oksiderende gass, fortrinnsvis karbondioksid på grunn av dens uttynnende virkning på hydrokarboner, eller alternativt eller i kombinasjon damp eller vann eller annet ikke-forbrennbart strømbart medium. Som vist i figurer 2A-2C strekker injeksjonsrøret 50 seg inn i "hel"-partiet 20 til horisontalt ben16. Minst en installasjonspakning 54 er anordnet for å tillate medium 52 å injiseres, hvis ønsket, i en trykksatt tilstand fra tid til tid eller kontinuerlig injisert, for på den måten å trykksette fra tid til tid eller kontinuerlig hvis ønsket, horisontalt ben 16 for å hjelpe til med å tvinge flytende hydrokarbon 30 inn i produksjonsrøret 40 og hemme inngang av oksiderende gass inn i det horisontale ben 16.

Ved å benytte den enkle borepute 32, er en ytterligere injeksjonsbrønn 22 boret, som forløper inn i det minste det øvre området av hydrokarbonformasjon 10. Injeksjonsbrønn 22 har typisk perforeringer 75 i en nedre ende derav for å tillate infusjon og injeksjon av en oksiderende gass 24 slik som luft eller oksygen inn i det hydrokarboninneholdende området av hydrokarbonformasjon 10.

Fremgangsmåten med foreliggende oppfinnelse, i den første utførelse vist i figurer 2A-2C, opererer deretter som følger: Oksiderende gass 24 er injisert i ny formasjon 10 via injeksjonsbrønn 22. Fordelaktig må ikke utstyr (ikke vist) benyttes for å skape oksiderende gass 24 og injisere slik oksiderende gass 24 være lokalisert fjernt fra produksjonsbrønnen 12, men kan isteden, ved hjelp av fremgangsmåten i foreliggende oppfinnelse, være lokalisert nær produksjonsbrønnen 12, og spesielt hvis ønsket kan være lokalisert på borepute 32 eller meget nær dertil, og derved eliminere behovet for klarering og å danne en separat borepute ved et fjernt sted slik som vil oppstå hvis injeksjonsbrønnen 22 var lokalisert mot "tåen" til den horisontale brønn 16. Operasjon og vedlikehold av det oksiderende gasstilførselsutstyr kan også hensiktsmessig være utført ved oljebehandlingsstedet lokalisert nær brønnen 12. Hydrokarboner nær injeksjonsbrønnen 12 er antent, og på grunn av tilførselen av oksiderende gass 24, er en forbrenningsfront 26 dannet, som i fremgangsmåten vist i figurer 2A-2C gå fremover som en vesentlig vertikal lateralt forløpende front (se også figur 5 heri) fra "helen" 20 til horisontalt ben 16 mot "tåen" 18. Viskøse og høyt viskøse hydrokarboner, innbefattende bitumen (asfalt), i hydrokarbonformasjonen 10 foran den fremadgående forbrenningsfront 16, på grunn av varme som er generert, er bevirket til å oppgradere og bli flytende, og i prosessen bli mindre viskøs. Noen hydrokarboner i formasjonen 10 foran fronten 26 vil gassifiseres. Flytende hydrokarbon 30 og gassifisert hydrokarboner, er nå mobile, flyter nedover og inn i horisontalt ben 16 som er gjort porøst (det vil si har åpninger 60 i et øvre parti derav) for å tillate infusjon av slike hydrokarboner 30 og således oppsamling av slike hydrokarboner 30.

Slik prosess fortsetter som forbrenningsfront 26 og går fremover og således "sveipes" fra "hel"-partiet 20 til "tåen" 18 av horisontalt ben 16.

Det skal bemerkes at før generering av forbrenningsfront 26, er hydrokarbonformasjon 10 fortrinnsvis initiellt forhåndsoppvarmet ved injeksjon av et oppvarmet ikke-oksiderende medium 52 slik som damp, som er injisert inn i det horisontale ben 16 til produksjonsbrønn 12 via injeksjonsrøret 40, og fjernet via produksjonsrøret 50 eller alternativt via ringrom 80 i vertikal seksjon 16 hvis isolasjonspakninger 54 er tilstede. Forhåndsinjeksjon av et oppvarmet medium har den fordelen med å varme opp produksjonsbrønnen 12, og dens produksjons komponenter og derved øke strømningsevnen av flytende hydrokarboner 30 som strømmer inn i horisontalt ben 16 til produksjonsbrønnen 12. Denne prosedyre er nyttig i bitumenreservoarene fordi kald olje som kan gå inn i det horisontale ben 16 vil være meget viskøs og vil strømme dårlig, og mulig plugge det horisontale ben 16. For formasjoner 10 med mobil olje, er omfattende forhåndsantennelsesdamping ikke påkrevet for formålet med oppvarming av oljen slik at den vil strømme, det kan imidlertid være nyttig å redusere oljesatureringer (metninger) nær den oksiderende gassinjeksjonsbrønn 22 og å heve hydrokarbontemperaturen for å oppnå antennelse derav. Andre antennelses-metoder kan anvendes slik som injeksjonen av lett antennelig brensel slik som linolje, eller ved injeksjon av varm forbrenningsgass. For bitumenreservoarer er damp også injisert via injektorbrønn 22 og kan også injiseres inn i reservoaret 10 inn i området mellom injektorbrønnen 22 og tåen 18 til den horisontale brønn 16 for å varme oljen og øke dens mobilitet før injisering av injeksjon av oksideringsgass 24 inn i reservoarformasjonen 10.

Etter injisering av forbrenning og forbrenningsfront 26, er et ikke-oksiderende medium 52 i formen av damp, en ikke-oksiderende gass slik som karbondioksid, eller vann, injisert enten kontinuerlig eller sporadisk via injeksjons-rør 50 inn i horisontalt ben 16, som på grunn av isolasjonspakninger 54 kan trykksettes. Formålet med slik ikke-oksiderende medium 52 er for mange grunner. For det første reduserer eller forhindrer øket trykk innen horisontal ben 16 oksiderende gass 24 å trenge inn i horisontalt ben 16 fra formasjon 10 som ellers kan være nedbrytende, i kombinasjon med flytende og gassaktige hydrokarboner deri, danner en eksplosiv blanding med potensielle eksplosive konsekvenser, eller alternativt reagerer med oksygen direkte for på den måten å danne koks som ellers kunne tette det horisontale ben 16 til produksjonsbrønnen 12. Konsekvensen av å ha hydrokarbon (olje) og oksygen sammen i en brønnboring er forbrenning og potensielt en eksplosjon med oppnåelsen av høye temperaturer, kanskje utover 1000 °C. Dette kan forårsake ureparerbar skade på brønnboringen, innbefattende svikten av sandtilbakeholdelsesfilteret (ikke vist). Tilstedeværelsen av oksygen og brønnboringstemperaturer og over 425 °C må unngås for sikre å kontinuerlige oljeproduksjonsoperasjoner. For det andre kan injeksjon av medium 52 tjene til å trykksette horisontalt ben 16 og til og med å drive flytendegjort og gassaktig hydrokarboner 30 samlet i horisontalt ben 16 inn i den åpne enden 42 til produksjonsrøret 40, og derved hjelpe til med nedtrekking av slike væsker 30 og produsere slike hydrokarboner 30 fra produksjonsbrønn 12. For det tredje kan medium 52 nå injisert via injeksjonsrør 50 være oppvarmet. Fordelaktig er innretning for oppvarming av slik medium 52, i denne fremgangsmåte, hensiktsmessig i stand til å være lokalisert ved overflaten av produksjonsbrønn 12 og på eller nær borepute 32. Til slutt, hvor det injiserte medium 52 er karbondioksid, tjener injeksjon derav inn i horisontal brønn 16 ikke bare som et hensiktsmessig karbon "avløp" for å tillate avhending av slik miljøgass, men videre på grunn av de fortynnede egenskaper på karbondioksid på væske hydrokarboner 30, reduseres viskositeten derav og således hjelper til med nedtrekkingen av oppsamlede væskehydrokarboner 30 via produksjonsrør 40.

Som vist i figurer 2A-2C, under fremføringen av forbrenningsfront 26, er koks avsatt i reservoaret 10 og tjener som brensel for in situ- forbrenningsprosessen. Varme forbrenningsgasser 70 går frem inn i formasjonen 10 og varmer opp hydrokarbonet deri og ethvert beslektet vann som er tilstede. En del av disse hydrokarboner væskifiseres og slike væskifiserte hydrokarboner 30 strømmer, sammen med forbrenningsgasser, inn i det horisontale ben 16 gjennom perforeringen 60, som vist i figur 2A-2C. De væskifiserte hydrokarboner 30 strømmer langs og til "tåen" 18 av horisontalt ben 16 og går inn i den åpne enden 42 til produksjonsrør 40 deri, og strømmer tilbake og så oppover til overflaten. Prosessen er stabil og kontinuerlig, med forbrenningsfronten 26 som kontinuerlig går fremover mot "tåen" 18 til horisontalt ben 16.

Den oksiderende gass 24, typisk luft, oksygen eller oksygenberiket luft, er injisert inn i den øvre del av reservoaret 10. Koks som var tidligere lagt ned forbruker oksygenet slik at kun oksygenfrie gasser kontakter oljen foran kokssonen ved forbrenningsfronten 26. Forbrenningsgasstemperaturer på typisk 600 °C og som høye som 1000 °C oppnås fra høytemperatur-oksidasjonen av koksbrenselet. I den mobile oljesonen 80 foran forbrenningsfronten 26, varmer disse varme gasser 70 og dampen oljen til over 400 °C, og delvis brister oljen, fordamper noen komponenter og i stor grad reduserer oljeviskositeten. De tyngste komponentene til oljen, slik som asphaltener, forblir på steinen og vil utgjøre koksbrenselet senere når forbrenningsfronten 26 ankommer det stedet. I den mobile oljesone 80, drenerer gasser og oljen ned inn i det horisontale ben 16, trukket av tyngdekraft og noen ganger ved lavtrykkutløpet til det horisontale ben 16 når ikke trykksatt. Kokssonen ved forbrenningsfronten 26 og den mobile oljesonen 80 beveger seg lateralt fra retningen fra helen 20 mot tåen 18 av den horisontale brønn 16. Den brente soneseksjonen 100 bak forbrenningsfronten er redusert av væsker (olje over vann) og er fylt med oksiderende gass 24. Seksjonen av den horisontale brønn 16 motsatt denne brenne sone 100 er i fare for å motta oksygen eller oksiderende gass 24 som vil forbrenne oljen tilstede på innsiden av den horisontale brønn 16 og skaper ekstremt høye brønnboringstemperaturer som vil skade stålforingen og spesielt sandfilterne som er benyttet for å tillate inngang av fluider 30 men ekskludere sand. Hvis sandfilterne svikter, vil ukonsolidert reservoarsand gå inn i den horisontale brønnboring 16 og nødvendiggjøre avstengning for rengjøring og viderebehandling med sementplugger. Denne operasjon er meget vanskelig og farlig siden den horisontale brønnboringen 16 kan inneholde eksplosive nivåer av olje og oksygen.

Fremgangsmåten til den foreliggende oppfinnelse overveier et antall av måter å forhindre innstrømning av oksiderende gass 24 fra formasjonen inn i det horisontale ben 16. En første fremgangsmåte er for å redusere injeksjonsmengden av den oksiderende gass 24 for å redusere reservoartrykket i formasjon 10. En andre fremgangsmåte er å redusere det flytendegjorte hydrokarbon 30 nedtrekningsmengde via produksjonsrøret 40 (det vil si redusere produksjonsmengden via produksjonsrør 40) og derved øke brønnboringstrykket i horisontalt ben 16. Begge disse fremgangsmåter resulterer i reduksjonen av hydrokarbonsproduksjonsmengder, som er økonomisk forringende. En alternativ og foretrukket fremgangsmåte er som beskrevet tidligere heri, nemlig injeksjonen av ikke-oksiderende medium 52 inn i horisontalt ben 16 via injeksjonsrøret 50, som antas å ha liten effekt på tyngdekraftdrenering av hydrokarbonvæsker inn i horisontal brønn 16. Ethvert tilfelle, kan slik injeksjon av mediet 52 gjøres periodisk eller kun for en tid tilstrekkelig for å redusere konsentrasjoner av oksygen innen horisontalt ben 16 til mindre enn eksplosive konsentrasjoner. I en typisk operasjon kan en termokoplestreng være plassert langs den horisontale seksjon, eller innen, og tilstedeværelsen av forhøyde temperaturer vil signalisere inntrengningen av oksyderende gass slik at vann eller damp kan tilføres via rør 52 for å redusere brønnboringstemperaturer, fortynne oksygenet som er tilstede og øke brønnboringstrykket for å forhindre ytterligere oksidasjonsgassinngang.

Figur 3 illustrerer skjematisk en ytterligere mer foretrukket utførelse av fremgangsmåten i foreliggende oppfinnelse, som har liknende komponenter med de som identifisert i figurer 2A-2C,og som har liknende metodelære. Igjen er en oksiderende gass injisert inn i formasjon 10 via injeksjonsbrønn 22, og en forbrenningsfront 26 skapt som "sveiper" fra hel 20 til tå 18 av horisontalt ben 16, og bevirker væskifiserte hydrokarbon 30 så vel som gassifisert hydrokarboner å strømme inn i horisontalt ben 16 og avledes til overflaten via produksjonsrøret 40.

Det skal imidlertid bemerkes den viktige og eksklusive forskjell i fremgangsmåten for in situ-gjenvinning vist i figur 3 i forhold til fremgangsmåten tidligere omtalt og som vist i figurer 2A-2C er at injeksjonsbrønn 22 i den viste fremgangsmåte i figur 3 er formet som en sideinngangsbrønn fra innen vertikal seksjon 16 til produksjonsbrønn 12.

Fordelaktig ved å benytte fremgangsmåten vist i figur 3 er injeksjonsbrønn 22 mindre kostbar å bore da et øvre parti av slik injeksjonsbrønn allerede har blitt boret da det er vanlig med vertikal seksjon til produksjonsbrønn 12.

Følgelig er ikke bare kostbesparelser oppnådd ved å lokalisere injeksjonsbrønnen 22 ved stedet av og i umiddelbar nærhet av produksjonsbrønn 12 og dens tilhørende utstyr og det er ikke nødvendig å skape noen separat borepute 32, men i tillegg, er brønnboringskostnaden redusert med boring av injeksjonsbrønn 22.

I figur 4 viser en tredje og mest foretrukket utførelse av fremgangsmåten til den foreliggende oppfinnelse for å utføre in situ-utvinning av hydrokarbon. Slik fremgangsmåte i likhet med den første utførelse av fremgangsmåten av den foreliggende oppfinnelse vis ti figur 2A-2C, og lik den andre utførelse av oppfinnelse vist i figur 3, innbefatter som en integral komponent av fremgangsmåten dannelsen av en forbrenningsfront 26 som "sveiper" fra "hel" 20 til "tå" 18 av horisontalt ben 16, og derved bevirker at væskehydrokarboner 30 samles i horisontalt ben 16, og deretter trekkes ned av produksjonsrør 40 og produseres til overflaten.

Det som imidlertid er viktig i denne tredje utførelse av fremgangsmåten til den foreliggende oppfinnelse vist i figur 4 er at det ikke er noe trinn for boring av en injeksjonsbrønn 22. Isteden er perforeringer 110 laget i den vertikale seksjon 16 til produksjonsbrønn 12, og en oksiderende gass 24 injisert inn i slik vertikal seksjon 16 og således inn i formasjonen 10. Oksiderende gass 24 er forhindret fra å injiseres inn i horisontalt ben 16 ved tilstedeværelsen av isolasjonspakninger 54 som effektivt separerer produserte flytende hydrokarboner i horisontalt ben 16 fra oksiderende gass 24 slik som oksygen, og derved forhindrer formasjon av eksplosive blandinger. Injeksjonsrør 50 tjener fremdeles, i likhet med tidligere utførelser, å tillate sporadisk eller kontinuerlig injeksjon av ikke-oksiderende gass 52 inn i horisontalt ben 16 for å forhindre oksiderende gass 24 innen det brente området 80 til formasjonen fra å trenge inn i horisontalt ben 16.

Fordelaktig ved å benytte fremgangsmåten vist i figur 4, er kostnaden ved å bore en injeksjonsbrønn 22 fullstendig eliminert. Følgelig, med den viste fremgangsmåte i figur 4, er ikke bare kostbesparelser oppnådd og miljøpåvirkning redusert i å være i stand til å ha oksiderende injeksjonsapparat ved produksjonsbrønnen og kun på en enkel borpute 32 ved produksjonsbrønnen som ellers er tilfellet i tidligere kjente fremgangsmåter som krever dannelse av en separat borepute og ytterligere klaring for oksiderende gassdannelse og injeksjonsutstyr (ikke vist), men i tillegg er vesentlig kostbesparelse oppnådd ved elimineringen av nødvendigheten for å bore noen injeksjonsbrønn.

Figur 5 viser hvorledes fremgangsmåtefigur 4 (det vil si den tredje utførelse av fremgangsmåten i den foreliggende oppfinnelse) kan anvendes med en rekke av produksjonsbrønner 12 i en hydrokarbonformasjon 10, ved å benytte en forbrenningsovn 26 som går fremover fra "hel" til "tå" 18.

Selv om omtalen beskriver og illustrerer de foretrukne utførelser av fremgangsmåten i den foreliggende oppfinnelse, skal det forstås at oppfinnelsen ikke er begrenset til disse spesielle utførelser. Mange varianter og modifikasjoner vil nå komme frem for de som er faglært på området. For en fullstendig definisjon av oppfinnelsen er referanse gjort til de vedføyde kravene.

Claims (17)

1. Prosess for gjenvinning av flytende og forgasset hydrokarbon fra et undergrunnshydrokarbonreservoar, karakterisert ved at den omfatter trinnene av: (a) å tilveiebringe minst en produksjonsbrønn med et vesentlig horisontalt ben posisjonert relativt lavt i nevnte reservoar, nevnte horisontale ben har ved en ende derav et hel-parti og ved en motsatt ende derav et tå-parti, nevnte horisontale ben er tilpasset for å tillate innstrømning av flytende hydrokarbon inn i et indre av nevnte horisontale ben, nevnte produksjonsbrønn har en vesentlig vertikal seksjon forbundet til nevnte horisontale ben nær nevnte hel-parti derav; (b) å tilveiebringe produksjonsrør på innsiden av nevnte produksjonsbrønn som forløper innen nevnte vertikale seksjon og innen minst et parti av nevnte horisontale parti for å samle nevnte flytende hydrokarbon som strømmer inn i nevnte horisontale ben; (c) å injisere et medium inn i produksjonsbrønnen, hvori nevnte medium er valgt fra gruppen av mediummer omfattende alene eller i kombinasjon, en ikke-oksiderende gass, damp, vann, eller karbondioksid; (d) å tilføre en oksiderende gass til nevnte undergrunnsreservoar, minst initiellt ved et sted av, eller nær, nevnte vertikale seksjon og nevnte produksjonsbrønn; (e) å antenne hydrokarbon innen nevnte hydrokarbonreservoar nær nevnte vertikale seksjon av nevnte produksjonsbrønn, for på den måten å bevirke forbrenning av et parti av nevnte hydrokarbon i nevnte hydrokarbonreservoar nær nevnte vertikale seksjon og derved skape en forbrenningsfront som går fremover utvendig og bort fra nevnte injeksjonsbrønn i minst en retning langs nevnte horisontale ben og mot nevnte tå-parti derav; (f) å bevirke at oppvarmet flytende hydrokarbon fra nevnte reservoar drenerer fra øvre område derav og samler seg i nevnte horisontale ben; og (g) å fjerne fra produksjonsbrønnen, via nevnte produksjonsrør, nevnte hydrokarbon som har strømmet inn i nevnte horisontale ben.

2. Prosess ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte trinn med å tilføre nevnte oksiderende gass utføres ved å tilføre nevnte oksiderende gass til nevnte hydrokarbonformasjon via perforeringer i en injeksjonsbrønn.

3. Prosess ifølge krav 2, karakterisert ved at nevnte vertikale seksjon av nevnte produksjonsbrønn og nevnte injeksjonsbrønn er en og den samme.

4. Prosess ifølge krav 1, karakterisert ved at injeksjonsbrønnen er en sidespor-reinngang av den vertikale seksjon av produksjonsbrønnen, og strekker seg inn i et øvre område av reservoaret.

5. Prosess ifølge krav 1, karakterisert ved at tilførselen av oksiderende gass utføres ved boring av en injeksjonsbrønn nær nevnte vertikale seksjon av nevnte produksjonsbrønn, og nevnte injeksjonsbrønn er vertikal, hellende eller horisontal.

6. Prosess ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte vertikale seksjon til nevnte produksjonsbrønn perforeres i en øvre del derav, og i nevnte trinn med å tilføre en oksiderende gass oppnås idet minste delvis ved å tilføre nevnte oksiderende gass via nevnte vertikale seksjon til nevnte produksjonsbrønn.

7. Prosess ifølge krav 1, karakterisert ved at den videre omfatter trinnene av: å tilveiebringe injeksjonsrør i nevnte produksjonsbrønn, nevnte injeksjonsrør forløper nedover i nevnte vertikale seksjon til nær nevnte hel-parti av nevnte horisontale ben, og nevnte trinn med å injisere nevnte medium inn i nevnte produksjonsbrønn utføres ved å injisere nevnte medium via nevnte injeksjonsrør.

8. Prosess ifølge krav 7, karakterisert ved at en åpen ende av produksjonsrøret lokaliseres i nærheten av tå-partiet til det horisontale ben.

9. Prosess ifølge krav 1, karakterisert ved at slikt medium videre omfatter et hydrokarbonkondensat-fortynningsmiddel.

10. Prosess ifølge krav 1, 7 eller 8, karakterisert ved at nevnte medium injiseres kontinuerlig eller periodisk inn i nevnte produksjonsbrønn for på den måten å opprettholde et positivt trykk innen det horisontale ben og derved hjelper til med å forhindre inntrengning av nevnte oksiderende gass fra reservoaret inn i det horisontale ben av produksjonsbrønnen.

11. Prosess ifølge et hvert av kravene 1 -8, karakterisert ved at en katalysator plasseres i, på eller rundt det horisontale ben til produksjonsbrønnen.

12. Prosess ifølge et hvert av kravene 1-8, karakterisert ved at den oksiderende gass er en blanding av oksygen og karbondioksid.

13. Prosess for å gjenvinne flytende og forgasset hydrokarbon fra et undergrunns hydrokarbonreservoar, karakterisert ved at den omfatter trinnene av: (a) å tilveiebringe minst en produksjonsbrønn med et vesentlig horisontalt ben posisjonert relativt lavt i nevnte reservoar, nevnte horisontale ben har ved en ende derav et hel-parti og ved motsatt ende derav et tå-parti, nevnte horisontale ben er tilpasset for å tillate innstrømning av flytende hydrokarbon inn i et indre av nevnte horisontale ben, nevnte produksjonsbrønn har en vesentlig vertikal seksjon forbundet til nevnte horisontale ben nær nevnte hel-parti derav; (b) å tilveiebringe produksjonsrør i nevnte produksjonsbrønn, som forløper fra en overflate av nevnte produksjonsbrønn til minst nevnte hel-parti av nevnte produksjonsbrønn for å samle nevnte hydrokarbon som strømmer inn i nevnte horisontale ben; (c) å tilveiebringe injeksjonsrør i nevnte produksjonsbrønn, nevnte injeksjonsrør forløper nedover i nevnte vertikale seksjon til en posisjon som forløper inn i i det minste nevnte hel-parti av nevnte horisontale ben; (d) å injisere et medium inn i det horisontale ben, hvori nevnte medium velges fra gruppen av mediummer omfattende alene eller i kombinasjon, en ikke-oksiderende gass, damp, vann, eller karbondioksid. (e) å tilveiebringe perforering i nevnte vertikale seksjon av nevnte produksjonsbrønn ved en posisjon over nevnte hel-parti; (f) å tilføre en oksiderende gass til nevnte vertikale seksjon og således til et parti av nevnte hydrokarbonreservoar via nevnte perforering i nevnte vertikale seksjon; (g) å antenne nevnte hydrokarbon i nevnte hydrokarbonreservoar nær nevnte vertikale seksjon for på den måten å bevirke forbrenning av et parti av nevnte hydrokarbon i nevnte hydrokarbonreservoar og derved skape en forbrenningsfront som går fremover utover og bort fra nevnte vertikale seksjon i minst en retning langs nevnte horisontale ben og mot nevnte tå-parti derav; og (h) å bevirke oppvarmet flytende hydrokarbon fra nevnte reservoar å drenere fra øvre område derav og samle seg i nevnte horisontale ben; og (i) å fjerne fra nevnte produksjonsrør, via nevnte produksjonsrør, nevnte hydrokarbon som har strømmet inn i nevnte horisontale ben.

14. Prosess ifølge krav 12, karakterisert ved at en åpen ende av produksjonsrøret lokaliseres i nærheten av tå-partiet til det horisontale ben.

15. Prosess ifølge krav 13 eller 14, karakterisert ved at damp eller vann injiseres kontinuerlig periodisk inn i nevnte produksjonsrør for på den måten å opprettholde et positivt trykk innen det horisontale ben og derved hjelper til med å forhindre inntrengning av nevnte oksiderende gass fra reservoaret inn i det horisontale ben til produksjonsbrønnen.

16. Prosess for å gjenvinne flytende eller forgasset hydrokarbon fra en undergrunnshydrokarbonformasjon, karakterisert ved at den omfatter trinnene av: (a) å tilveiebringe minst en produksjonsbrønn med et vesentlig horisontalt ben posisjonert relativt lavt i nevnte formasjon, nevnte horisontale ben har ved en ende derav et hel-parti og ved en motsatt ende derav et tå-parti lokalisert i formasjonen noe lavere i elevasjon enn nevnte hel-parti, nevnte horisontale ben er tilpasset for å tillate innstrømning av flytende hydrokarbon inn i et indre av nevnte horisontale ben, nevnte produksjonsbrønn har en vesentlig vertikal seksjon forbundet til nevnte horisontale ben nær nevnte hel-parti derav; (b) å tilveiebringe produksjonsrør på innsiden av nevnte produksjonsbrønn som forløper nedover innen nevnte vertikale seksjon og langs nevnte horisontale ben til nevnte tå-parti, for å samle nevnte hydrokarbon som strømmer inn i nevnte horisontale ben; (c) å tilveiebringe injeksjonsrør i nevnte produksjonsbrønn, nevnte injeksjonsrør strekker seg nedover i nevnte vertikale seksjon til nevnte hel-parti; (d) å injisere et medium inn i nevnte produksjonsbrønn via nevnte injeksjonsrør hvori nevnte medium velges fra gruppen av medium bestående alene eller i kombinasjon av, en ikke-okdsiderende gass, damp, vann, eller karbondioksid; (e) å tilveiebringe en injeksjonsbrønn som en sidespor-reinngang fra nevnte vertikale seksjon i nevnte produksjonsbrønn, hvilken injeksjonsbrønn strekker seg inn i hydrokarbonformasjonen; (f) å tilføre en oksiderende gass til et parti av nevnte hydrokarbonformasjon via nevnte injeksjonsbrønn; (g) å antenne nevnte hydrokarbon i nevnte hydrokarbonformasjon nær nevnte vertikale seksjon for på den måten å bevirke forbrenning av et parti av nevnte hydrokarbon i nevnte hydrokarbonformasjon og derved skape en forbrenningsfront som går fremover utover bort fra nevnte vertikale seksjon i minst en retning langs nevnte horisontale ben og mot nevnte tå-parti derav; og (h) å fjerne fra nevnte produksjonsbrønn, via nevnte produksjonsrør, hydrokarbon som har strømmet inn i nevnte horisontale ben.

17. Prosess ifølge krav 16, karakterisert ved at damp eller vann injiseres kontinuerlig periodisk inn i produksjonsbrønnen for på den måten å opprettholde et vesentlig positivt trykk innen det horisontale ben derav og derved hjelpe til med å forhindre inntrengning av nevnte oksiderende gass fra formasjonen inn i det horisontale ben til produksjonsbrønnen.