RU2303693C2 - Coal refining and production - Google Patents

Coal refining and production Download PDF

Info

Publication number
RU2303693C2
RU2303693C2 RU2004115636/03A RU2004115636A RU2303693C2 RU 2303693 C2 RU2303693 C2 RU 2303693C2 RU 2004115636/03 A RU2004115636/03 A RU 2004115636/03A RU 2004115636 A RU2004115636 A RU 2004115636A RU 2303693 C2 RU2303693 C2 RU 2303693C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
formation
coal
carbon
wells
production
Prior art date
Application number
RU2004115636/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004115636A (en
Inventor
Харолд Дж. ВИНИГАР (US)
Харолд Дж. Винигар
Скотт Ли. ВЕЛЛИНГТОН (US)
Скотт Ли. ВЕЛЛИНГТОН
Кевин Алберт МЕЙЕР (US)
Кевин Алберт Мейер
Original Assignee
Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. filed Critical Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Publication of RU2004115636A publication Critical patent/RU2004115636A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2303693C2 publication Critical patent/RU2303693C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/30Assessment of water resources

Abstract

FIELD: coal mining, particularly to produce difficult-to-recover and depleted carbons.
SUBSTANCE: method involves heat-treating at least part of carbon formation by supplying heat generated by one or more heaters to heat at least part of carbon formation; producing fluid therefrom; producing at least part of refined coal from treated carbon formation.
EFFECT: possibility to increase coal part category, which results in coal part quality improvement and increased efficiency of coal bed development.
13 cl, 19 dwg, 1 tbl

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение в основном относится к производству полезных материалов из угля. Некоторые варианты воплощения настоящего изобретения в основном относятся к способам и системам облагораживания углеводородов внутри угольной формации.The present invention mainly relates to the production of useful materials from coal. Some embodiments of the present invention generally relate to methods and systems for upgrading hydrocarbons within a coal formation.

Описание уровня техникиDescription of the prior art

Углеводороды, которые получают из подземных (например, осадочных) формаций, часто используют в качестве энергетических носителей, в качестве исходного сырья и продуктов потребления. Проблема истощения доступных углеводородных ресурсов и снижение суммарного качества полученных углеводородов привела к разработке способов более эффективного извлечения, переработки и/или использования доступных углеводородных ресурсов. Для изменения углеводородсодержащих материалов в зоне разработки формации можно использовать способ конверсии на месте (в подземной формации). Может возникнуть необходимость изменения химических и/или физических свойств углеводородного материала внутри подземной формации, для того чтобы обеспечить более легкое извлечение углеводородного материала из подземной формации. Эти химические и физические изменения могут включать реакции на месте, в которых образуются извлекаемые текучие среды, изменения состава, изменения растворимости, изменения фазового состояния и/или изменения вязкости углеводородного материала внутри формации. Текучая среда может представлять собой (но не ограничивается указанными) газ, жидкость, эмульсию, суспензию и/или поток твердых частиц, для которого характеристики течения подобны потоку жидкости.Hydrocarbons, which are obtained from underground (e.g., sedimentary) formations, are often used as energy carriers, as raw materials and consumer products. The problem of depletion of available hydrocarbon resources and a decrease in the total quality of the obtained hydrocarbons has led to the development of methods for more efficient extraction, processing and / or use of available hydrocarbon resources. To change hydrocarbon-containing materials in the formation development zone, you can use the in-situ conversion method (in the underground formation). It may be necessary to change the chemical and / or physical properties of the hydrocarbon material within the subterranean formation in order to facilitate easier extraction of the hydrocarbon material from the subterranean formation. These chemical and physical changes may include in situ reactions in which recoverable fluids form, composition changes, solubility changes, phase state changes and / or viscosity changes of the hydrocarbon material within the formation. The fluid may be, but is not limited to, a gas, liquid, emulsion, suspension and / or solid particle stream for which the flow characteristics are similar to a liquid stream.

Уголь часто добывается для применения в качестве топлива на энергетической установке, производящей электроэнергию. Значительное число угольных формаций непригодно для экономичной добычи. Например, добычу угля из крутопадающих угольных пластов, из сравнительно тонких угольных пластов (например, толщиной меньше, чем приблизительно 1 м) и/или из угольных пластов глубокого залегания, по-видимому, нельзя считать экономически целесообразной. Угольные пласты глубокого залегания включают угольные пласты, которые находятся (или простираются) на глубине больше, чем приблизительно 914 м (около 3000 футов), ниже уровня поверхности земли. Эффективность энергетического превращения горящего угля для производства электричества является относительно низкой, по сравнению с такими видами топлива, как природный газ. Кроме того, при сгорании угля для производства электричества могут образоваться значительные количества диоксида углерода, оксидов серы и оксидов азота, которые выбрасываются в атмосферу.Coal is often mined for use as fuel in a power plant that produces electricity. A significant number of coal formations are unsuitable for economical mining. For example, coal mining from steeply falling coal seams, from relatively thin coal seams (for example, less than about 1 m thick) and / or from deep seams, apparently cannot be considered economically feasible. Deep seams include coal seams that are (or extend) deeper than approximately 914 m (about 3,000 ft) below ground level. The energy conversion efficiency of burning coal for electricity is relatively low compared to fuels such as natural gas. In addition, when coal is burned to produce electricity, significant amounts of carbon dioxide, sulfur oxides, and nitrogen oxides can be generated that are released into the atmosphere.

Существует значительное число попыток разработки способов и систем экономичного производства углеводородов, водорода и/или других продуктов из угольной формации. Однако в настоящее время еще имеется множество угольных формаций, для которых невозможно экономичное производство углеводородов, водорода и/или других продуктов. Традиционные экстракционные технологии не могут подходить для всех формаций. В некоторых формациях материал, содержащий много углеводородов, может быть расположен в слоях, которые являются слишком тонкими для экономичной экстракции с использованием традиционных методов. В способе конверсии на месте углеводородсодержащий материал может измениться в зоне разработки формации. При воздействии тепла углеводородный материал, такой как уголь, может превращаться и/или облагораживаться, тем самым ускоряется процесс, который в естественных условиях протекает в течение геологического периода времени.There are a significant number of attempts to develop methods and systems for the economical production of hydrocarbons, hydrogen and / or other products from the coal formation. However, there are still many coal formations for which economical production of hydrocarbons, hydrogen and / or other products is not possible. Traditional extraction technologies may not be suitable for all formations. In some formations, a material containing many hydrocarbons may be located in layers that are too thin for cost-effective extraction using conventional methods. In an in-situ conversion process, a hydrocarbon-containing material may change in a formation development zone. When exposed to heat, a hydrocarbon material, such as coal, can be converted and / or refined, thereby accelerating the process, which in natural conditions proceeds over a geological period of time.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В основу изобретения положена задача разработки способа получения облагороженного угля из углеродной формации.The basis of the invention is the task of developing a method for producing refined coal from a carbon formation.

Поставленная задача решается тем, что способ получения облагороженного угля из углеродной формации включает обработку, по меньшей мере, части углеродной формации посредством подачи тепла, по меньшей мере, из одного или нескольких нагревателей, с целью нагрева, по меньшей мере, части углеродной формации и добычи текучих сред из углеродной формации, в котором обработка углеродной формации повышает категорию части угля, причем повышение категории, по меньшей мере, улучшает качество части угля и добычу, по меньшей мере, части облагороженного угля из обработанной углеродной формации.The problem is solved in that the method for producing refined coal from a carbon formation includes processing at least a portion of the carbon formation by supplying heat from at least one or more heaters to heat at least a portion of the carbon formation and production fluids from a carbon formation in which treating a carbon formation increases the category of a portion of coal, and increasing the category at least improves the quality of a portion of coal and the production of at least a portion of the refined coal from a treated carbon formation.

Предпочтительно, чтобы формация, по меньшей мере, частично была пиролизована.Preferably, the formation is at least partially pyrolyzed.

Не менее предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, часть углеводородов в угле была пиролизована.It is no less preferable that at least a portion of the hydrocarbons in the coal is pyrolyzed.

Целесообразно, когда получение угля включает в себя добычу угля в виде порошка.It is advisable when the production of coal includes the extraction of coal in the form of a powder.

Альтернативно, бывает целесообразно, когда получение угля включает в себя добычу угля в виде суспензии.Alternatively, it may be advantageous when the production of coal involves the production of coal in the form of a suspension.

Нужно, чтобы способ дополнительно включал в себя подачу текучей среды в часть обработанной формации для того, чтобы удалить, по меньшей мере, часть угля.It is necessary that the method further includes supplying a fluid to a portion of the treated formation in order to remove at least a portion of the coal.

При этом добытый облагороженный уголь включает в себя антрацит.The mined charcoal mined includes anthracite.

Следует учесть, что уголь до обработки не содержит значительного количества антрацита, а добытый уголь содержит значительное количество антрацита.It should be noted that coal before processing does not contain a significant amount of anthracite, and coal mined contains a significant amount of anthracite.

В способе, согласно изобретению, по меньшей мере, часть полученного облагороженного угля имеет содержание углерода выше, чем приблизительно 87 вес.%.In the method according to the invention, at least a portion of the obtained refined coal has a carbon content higher than about 87% by weight.

В способе, согласно изобретению, по меньшей мере, часть полученного облагороженного угля имеет содержание летучих веществ меньше, чем приблизительно 5 вес.%.In the method according to the invention, at least a portion of the obtained refined coal has a volatile content of less than about 5 wt.%.

В способе, согласно изобретению, по меньшей мере, часть полученного облагороженного угля имеет теплотворность больше, чем приблизительно 25000 кДж/кг.In the method according to the invention, at least a portion of the obtained refined coal has a calorific value of greater than about 25,000 kJ / kg.

В способе, согласно изобретению, по меньшей мере, часть полученного облагороженного угля имеет степень отражения витринита больше, чем приблизительно 2,9%.In the method according to the invention, at least a portion of the obtained refined coal has a vitrinite reflectance of more than about 2.9%.

Рекомендуется, по меньшей мере, часть полученного облагороженного угля применять в производстве стали.It is recommended that at least part of the obtained refined coal be used in steel production.

В одном варианте воплощения для утилизации угля в углеродную формацию подводится тепло. Углеводороды в углеродной формации можно превратить в смесь относительно высокого качества углеводородных продуктов, водорода и/или из формации могут быть выделены другие продукты. Углеводороды, водород и другие текучие среды могут быть удалены из формации через одну или несколько продуктивных скважин.In one embodiment, heat is introduced into the carbon formation to utilize coal. Hydrocarbons in a carbon formation can be converted into a mixture of relatively high quality hydrocarbon products, hydrogen, and / or other products can be isolated from the formation. Hydrocarbons, hydrogen, and other fluids can be removed from the formation through one or more production wells.

При воздействии тепла на углеродную формацию могут измениться свойства угля в формации. В некоторых вариантах воплощения часть углеродной формации может быть превращена в уголь высшего сорта. При воздействии тепла может снизиться содержание воды и/или содержание летучих соединений угля в углеродной формации. Текучие среды формации (например, вода и/или летучие соединения) могут удаляться в паровую фазу. В других вариантах воплощения текучие среды формации могут удаляться в жидкую и паровую фазы или в жидкую фазу. По меньшей мере, в части формации во время пиролиза можно контролировать температуру и давление для того, чтобы получить улучшенные продукты из формации. После воздействия тепла из формации можно добывать уголь.Under the influence of heat on the carbon formation, the properties of coal in the formation can change. In some embodiments, a portion of the carbon formation may be converted to higher grade coal. When exposed to heat, the water content and / or the volatile content of coal in the carbon formation may decrease. Formation fluids (e.g., water and / or volatile compounds) can be removed to the vapor phase. In other embodiments, formation fluids may be removed into the liquid and vapor phases or into the liquid phase. In at least part of the formation, temperature and pressure can be controlled during pyrolysis in order to obtain improved products from the formation. After exposure to heat, coal can be mined from the formation.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Преимущества настоящего изобретения могут стать очевидными специалистам в этой области техники с помощью следующего подробного описания предпочтительных вариантов воплощения, со ссылкой на сопровождающие чертежи.The advantages of the present invention may become apparent to those skilled in the art by the following detailed description of preferred embodiments, with reference to the accompanying drawings.

На фиг.1 показана диаграмма, которая демонстрирует некоторые свойства ресурсов керогена.Figure 1 shows a diagram that shows some properties of kerogen resources.

На фиг.2 приведена иллюстрация стадий нагревания углеродной формации.Figure 2 is an illustration of the steps for heating a carbon formation.

На фиг.3 показан вариант расположения источников тепла.Figure 3 shows an arrangement of heat sources.

На фиг.4 показан вариант нагревающей скважины.Figure 4 shows a variant of a heating well.

На фиг.5 показан вариант нагревающей скважины.Figure 5 shows a variant of a heating well.

На фиг.6 показан вариант нагревающей скважины.Figure 6 shows a variant of a heating well.

На фиг.7 схематически показана вертикальная проекция множества нагревателей, разветвляющихся из одной скважины в углеродной формации.7 schematically shows a vertical projection of a plurality of heaters branching from one well in a carbon formation.

На фиг.8 показан вариант нагревающей скважины, расположенной в углеродной формации.On Fig shows a variant of a heating well located in a carbon formation.

На фиг.9 показан вариант расположения нагревающих скважин в углеродной формации.Figure 9 shows a variant of the location of the heating wells in the carbon formation.

На фиг.10 показан вариант расположения источников тепла и эксплуатационных скважин в углеродной формации.Figure 10 shows a variant of the location of heat sources and production wells in the carbon formation.

На фиг.11 представлен вид сверху варианта областей обработки, сформированных по периметрам барьеров.Figure 11 presents a top view of a variant of the processing areas formed along the perimeters of the barriers.

На фиг.12 дано в поперечном разрезе представление экспериментального испытания на месте в полевых условиях.12 is a cross-sectional view of an on-site experimental test in the field.

На фиг.13 показано расположение источников тепла и скважин в экспериментальном испытании в полевых условиях.On Fig shows the location of heat sources and wells in an experimental test in the field.

На фиг.14 показана зависимость температуры от времени в экспериментальном испытании в полевых условиях.On Fig shows the dependence of temperature on time in an experimental test in the field.

На фиг.15 показана зависимость температуры от времени в экспериментальном испытании в полевых условиях.On Fig shows the dependence of temperature on time in an experimental test in the field.

На фиг.16 показана зависимость объема добытой нефти от времени в экспериментальном испытании в полевых условиях.On Fig shows the dependence of the volume of oil produced on time in an experimental test in the field.

На фиг.17 показана зависимость объема газа, добытого из углеродной формации, от времени в экспериментальном испытании в полевых условиях.On Fig shows the dependence of the volume of gas extracted from the carbon formation from time to time in an experimental field test.

На фиг.18 показано распределение числа атомов углерода в текучих средах, добытых в экспериментальном испытании в полевых условиях.On Fig shows the distribution of the number of carbon atoms in the fluids produced in an experimental test in the field.

На фиг.19 показаны весовые доли (в %) различных текучих сред, добытых в углеродной формации при различных скоростях нагревания в лабораторных экспериментах.On Fig shows the weight fraction (in%) of various fluids produced in the carbon formation at various heating rates in laboratory experiments.

Хотя это изобретение допускает различные модификации и альтернативные формы, конкретные варианты его воплощения показаны с помощью примеров в чертежах и могут быть подробно описаны в них. Эти чертежи не могут быть сведены к определенному масштабу. Однако следует понимать, что чертежи и, кроме того, подробное описание не предназначаются для ограничения изобретения раскрытыми конкретными формами; напротив, изобретение охватывает все модификации, эквиваленты и альтернативы, являющиеся частью замысла и объема настоящего изобретения, которое определено в прилагаемой формуле изобретения.Although this invention is subject to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of examples in the drawings and may be described in detail therein. These drawings cannot be scaled down. However, it should be understood that the drawings and, in addition, the detailed description are not intended to limit the invention to the disclosed specific forms; on the contrary, the invention covers all modifications, equivalents and alternatives that are part of the intent and scope of the present invention, which is defined in the attached claims.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Следующее ниже описание главным образом относится к системам и способам обработки углеродной формации. Такие формации могут быть обработаны таким образом, чтобы получить относительно высококачественные углеводородные продукты, водород, высокосортный уголь и другие продукты. При воздействии тепла на углеродную формацию часть углеродной формации может превращаться и/или облагораживаться, тем самым ускоряется процесс, который в естественных условиях протекает в течение геологического периода времени.The following description mainly relates to carbon formation treatment systems and methods. Such formations can be processed in such a way as to obtain relatively high quality hydrocarbon products, hydrogen, high-grade coal and other products. Under the influence of heat on the carbon formation, part of the carbon formation can be transformed and / or refined, thereby accelerating the process, which in natural conditions proceeds over a geological period of time.

"Углеводороды" представляют собой молекулы, которые образуются главным образом из атомов углерода и водорода. "Смеси, содержащие углеводороды", могут включать в себя углеводороды, а также другие элементы, такие как (но не ограниченные указанными) галогены, металлические элементы, азот, кислород и/или сера. Углеводородсодержащие формации могут включать кероген, битум, пиробитум, нефть, природные минеральные воски и асфальтены. Смеси, содержащие углеводороды, могут быть расположены внутри или рядом с минеральными материнскими породами под землей. Материнская порода может включать (но не ограничиваться) осадочные горные породы, пески, силицилиты, карбонаты, диатомиты и другие пористые среды. "Углеводородсодержащие текучие среды" представляют собой текучие среды, которые содержат углеводороды. Углеводородсодержащие текучие среды могут включать в себя, вовлекать или вовлекаться в неуглеводородные текучие среды (например, водород Н2, азот N2, монооксид углерода, диоксид углерода, сероводород, вода и аммиак).“Hydrocarbons” are molecules that are formed primarily from carbon and hydrogen atoms. “Mixtures containing hydrocarbons” may include hydrocarbons as well as other elements such as (but not limited to) halogens, metal elements, nitrogen, oxygen and / or sulfur. Hydrocarbon containing formations may include kerogen, bitumen, pyrobitumen, oil, natural mineral waxes and asphaltenes. Mixtures containing hydrocarbons can be located inside or near the mineral parent rocks underground. The parent rock may include, but is not limited to, sedimentary rocks, sands, silicites, carbonates, diatomites, and other porous media. "Hydrocarbon-containing fluids" are fluids that contain hydrocarbons. Hydrocarbon-containing fluids may include, engage or be involved in non-hydrocarbon fluids (e.g., hydrogen H 2 , nitrogen N 2 , carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen sulfide, water and ammonia).

"Формация" включает в себя один или несколько углеводородсодержащих слоев, один или несколько неуглеводородных слоев, перекрытых и/или подстилающих. "Перекрытые" и/или "подстилающие" слои включают в себя один или несколько различных типов непроницаемых материалов. Например, перекрытые и/или подстилающие слои могут включать в себя горные породы, глинистый сланец, аргиллит или влагонепроницаемый карбонат (то есть непроницаемый карбонат без углеводородов). В некоторых вариантах воплощения способов конверсии на месте перекрытые и/или подстилающие слои могут включать в себя углеводородсодержащие слои или углеводородсодержащие слои, которые относительно непроницаемы и не подвергаются воздействию температуры во время переработки путем конверсии на месте, что приводит к существенным изменениям характеристик углеводородсодержащих перекрытых и/или подстилающих слоев. Например, подстилающий слой может содержать уголь. В некоторых случаях перекрытые и/или подстилающие слои могут обладать определенной проницаемостью.A “formation” includes one or more hydrocarbon-containing layers, one or more non-hydrocarbon layers overlapping and / or underlying. "Overlapped" and / or "underlying" layers include one or more different types of impermeable materials. For example, overlapped and / or underlying layers may include rocks, shale, mudstone, or moisture-proof carbonate (i.e., impervious carbonate without hydrocarbons). In some embodiments of the in-situ conversion methods, overlapped and / or underlying layers may include hydrocarbon-containing layers or hydrocarbon-containing layers that are relatively impermeable and are not exposed to temperature during processing by in-situ conversion, resulting in significant changes in the characteristics of the hydrocarbon-containing overlapped and / or underlying layers. For example, the underlying layer may contain coal. In some cases, the overlapped and / or underlying layers may have a certain permeability.

"Кероген" представляет собой твердый нерастворимый углеводород, который может превращаться путем естественного разложения (например, путем диагенеза) и который в основном содержит углерод, водород, азот, кислород и серу. Примером керогена является уголь. "Нефть" представляет собой текучую среду, содержащую смесь конденсирующихся углеводородов."Kerogen" is a solid insoluble hydrocarbon that can be converted by natural decomposition (for example, by diagenesis) and which mainly contains carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen and sulfur. An example of kerogen is coal. "Oil" is a fluid containing a mixture of condensable hydrocarbons.

Термины "текучие среды формации" и "полученные текучие среды" относятся к текучим средам, удаленным из углесодержащей формации, и могут включать текучие среды пиролиза, синтез-газ, подвижные углеводороды и воду (пар). Текучие среды формации могут содержать углеводородные текучие среды, а также неуглеводородные текучие среды.The terms “formation fluids” and “resulting fluids” refer to fluids removed from a carbon containing formation and may include pyrolysis fluids, synthesis gas, mobile hydrocarbons and water (steam). Formation fluids may contain hydrocarbon fluids as well as non-hydrocarbon fluids.

"Число атомов углерода" относится к числу атомов углерода в молекуле. Углеводородная текучая среда может включать в себя различные углеводороды, имеющие различное число атомов углерода. Углеводородная текучая среда может быть описана с помощью распределения числа атомов углерода. Число атомов углерода и/или распределение числа атомов углерода могут быть определены с помощью распределения истинных температур кипения и/или методом газожидкостной хроматографии.“Number of carbon atoms” refers to the number of carbon atoms in a molecule. The hydrocarbon fluid may include various hydrocarbons having a different number of carbon atoms. A hydrocarbon fluid can be described using the distribution of the number of carbon atoms. The number of carbon atoms and / or the distribution of the number of carbon atoms can be determined using the distribution of the true boiling points and / or gas chromatography.

"Источник тепла" представляет собой любую систему, обеспечивающую тепло, по меньшей мере, для части формации практически за счет излучения и/или кондуктивной теплопроводности. Например, источник тепла может включать в себя электрические нагреватели, такие как изолированный проводник, удлиненный элемент и проводник, размещенные в изоляционной трубке. Кроме того, источник тепла может включать в себя источники тепла, в которых тепло выделяется за счет сжигания топлива вне или внутри формации, такие как поверхностные горелки, газовые горелки, расположенные в скважине, распределенные беспламенные области сгорания и естественно распределенные области сгорания. Кроме того, предполагается, что в некоторых вариантах воплощения тепло, подводимое или выделяющееся одним или несколькими источниками тепла, может поступать из других источников энергии.A "heat source" is any system that provides heat for at least a portion of the formation due to radiation and / or conductive heat conduction. For example, a heat source may include electric heaters, such as an insulated conductor, an elongated element, and a conductor housed in an insulating tube. In addition, the heat source may include heat sources in which heat is generated by burning fuel outside or inside the formation, such as surface burners, gas burners located in the well, distributed flameless combustion regions, and naturally distributed combustion regions. In addition, it is contemplated that in some embodiments, heat supplied or generated by one or more heat sources may come from other energy sources.

Другие источники энергии могут непосредственно нагревать формацию или энергия может быть передана транспортным средам, которые непосредственно или косвенно нагревают формацию. Следует понимать, что в одном или более источниках тепла, которые подают тепло в формацию, могут использоваться различные источники энергии. Например, для данной формации некоторые источники тепла могут подводить тепло от нагревателей электросопротивления, некоторые источники тепла могут подводить тепло за счет сгорания и некоторые источники тепла могут подводить тепло от одного или нескольких источников энергии (например, за счет химических реакций, солнечной энергии, энергии ветра, энергии биомассы или других возобновляемых источников энергии). Химическая реакция может включать экзотермические реакции (например, реакция окисления). Тепловой источник может включать нагреватель, который подводит тепло в соседнюю зону или окружающую область нагрева, такую как нагревающую скважину.Other energy sources can directly heat the formation, or energy can be transferred to transport media that directly or indirectly heat the formation. It should be understood that in one or more heat sources that supply heat to the formation, various energy sources can be used. For example, for this formation, some heat sources can supply heat from electrical resistance heaters, some heat sources can supply heat from combustion, and some heat sources can supply heat from one or more energy sources (for example, chemical reactions, solar energy, wind energy , biomass energy or other renewable energy sources). A chemical reaction may include exothermic reactions (e.g., an oxidation reaction). The heat source may include a heater that supplies heat to an adjacent zone or surrounding heating region, such as a heating well.

"Нагреватель" представляет собой любую систему для выделения тепла в скважину или вблизи ствола скважины. Нагреватели могут представлять собой (но не ограничиваться) электронагреватели, горелки, области сгорания, которые взаимодействуют с материалом внутри формации или образуются в ней (например, естественно распределенные области сгорания), и/или их сочетания. Термин "модуль источников тепла" относится к ряду источников тепла, которые образуют фрагмент, который повторяется, создавая систему источников тепла внутри формации.A “heater” is any system for generating heat in or near a wellbore. Heaters can be, but are not limited to, electric heaters, burners, combustion areas that interact with or form within a formation (for example, naturally distributed combustion areas), and / or combinations thereof. The term “heat source module” refers to a series of heat sources that form a fragment that repeats, creating a system of heat sources within the formation.

Термин "ствол скважины" относится к полости в формации, выполненной путем бурения или вставки трубопроводов в формацию. Ствол скважины может иметь практически круглое поперечное сечение или другую форму сечения (например, круга, овала, прямоугольника, треугольника, щели или другой постоянной или непостоянной формы). Используемый здесь термин "скважина" и "выработка", когда они относятся к вскрытию формации, могут использоваться попеременно с термином ствол скважины.The term “wellbore” refers to a cavity in a formation made by drilling or inserting pipelines into the formation. The wellbore may have a substantially circular cross-section or other cross-sectional shape (for example, a circle, oval, rectangle, triangle, slit, or other constant or non-constant shape). The term “well” and “production” as used herein, when referring to the opening of a formation, may be used interchangeably with the term wellbore.

Термин "естественно распределенные области сгорания" относится к нагревателю, в котором используется окислитель для окисления, по меньшей мере, части углерода в формации, для того чтобы выделилось тепло, и в котором окисление протекает в непосредственной близости к стволу скважины. Большая часть продуктов сгорания, образовавшихся в естественно распределенной области сгорания, удаляется через ствол скважины.The term “naturally distributed combustion regions” refers to a heater that uses an oxidizing agent to oxidize at least a portion of the carbon in the formation in order to generate heat, and in which oxidation occurs in close proximity to the wellbore. Most of the combustion products formed in the naturally distributed combustion region are removed through the wellbore.

Термин "изолированный проводник" относится к любому удлиненному материалу, который способен проводить электричество и который покрыт, полностью или частично, электроизолирующим материалом. Термин "саморегулирование" относится к регулированию излучаемой мощности нагревателя без какого-либо внешнего контроля.The term "insulated conductor" refers to any elongated material that is capable of conducting electricity and which is coated, in whole or in part, with an electrically insulating material. The term "self-regulation" refers to the regulation of the radiated power of the heater without any external control.

"Пиролиз" представляет собой разрыв химических связей под действием тепла. Например, пиролиз может включать превращение соединения в одно или несколько других веществ только под действием тепла. Для того чтобы вызвать протекание пиролиза, в часть формации может быть подведено тепло."Pyrolysis" is the breaking of chemical bonds under the influence of heat. For example, pyrolysis may include the conversion of a compound into one or more other substances only under the influence of heat. In order to cause pyrolysis to occur, heat can be applied to part of the formation.

Термины "текучие среды пиролиза" или "продукты пиролиза" относятся к текучим средам, полученным главным образом во время пиролиза углеводородов. Текучие среды, полученные в процессе пиролиза, могут смешиваться с другими текучими средами в формации. Эти смеси можно рассматривать как текучие среды пиролиза или продукты пиролиза. Используемый здесь термин "зона пиролиза" относится к объему формации, в котором протекает взаимодействие с образованием текучей среды пиролиза.The terms “pyrolysis fluids” or “pyrolysis products” refer to fluids obtained primarily during the pyrolysis of hydrocarbons. Fluids obtained during the pyrolysis process can be mixed with other fluids in the formation. These mixtures can be considered as pyrolysis fluids or pyrolysis products. As used herein, the term “pyrolysis zone” refers to the volume of the formation in which the interaction occurs to form a pyrolysis fluid.

"Теплопроводность" представляет собой свойство материала, которое описывает скорость, с который тепло передается между двумя поверхностями материала в стационарном состоянии при заданной разности температур между двумя поверхностями."Thermal conductivity" is a property of a material that describes the rate at which heat is transferred between two surfaces of the material in a stationary state at a given temperature difference between the two surfaces.

"Конденсирующиеся углеводороды" представляют собой углеводороды, которые конденсируются при температуре 25°С и абсолютном давлении 1 атм. Конденсирующиеся углеводороды могут включать смесь углеводородов, имеющих число атомов углерода больше, чем 4. "Неконденсирующиеся углеводороды" представляют собой углеводороды, которые не конденсируются при температуре 25°С и абсолютном давлении 1 атм. Неконденсирующиеся углеводороды могут включать углеводороды, имеющие число атомов углерода меньше, чем 5."Condensable hydrocarbons" are hydrocarbons that condense at a temperature of 25 ° C and an absolute pressure of 1 atm. Condensable hydrocarbons may include a mixture of hydrocarbons having a carbon number greater than 4. “Non-condensable hydrocarbons” are hydrocarbons that do not condense at a temperature of 25 ° C. and an absolute pressure of 1 atm. Non-condensable hydrocarbons may include hydrocarbons having a carbon number of less than 5.

"Синтез-газ" представляет собой смесь, содержащую водород и монооксид углерода, используемую для синтеза целого ряда соединений. Дополнительные компоненты синтез-газа могут включать воду, диоксид углерода, азот, метан и другие газы. Синтез-газ может быть произведен с использованием различных процессов, из различного сырья."Synthesis gas" is a mixture containing hydrogen and carbon monoxide used to synthesize a number of compounds. Additional components of the synthesis gas may include water, carbon dioxide, nitrogen, methane and other gases. Synthesis gas can be produced using various processes, from various raw materials.

Термин "опускающаяся" относится к формации, которая наклонена вниз или отклоняется от плоскости, параллельной земной поверхности, в предположении, что эта поверхность является плоской (т.е. "горизонтальная" плоскость). "Наклон" представляет собой угол, который пласт или аналогичная структура образует с горизонтальной плоскостью. "Крутопадающая" углеродная формация относится к формации, содержащей уголь и лежащей под углом, по меньшей мере, 20 градусов от горизонтальной плоскости. "Наклон вниз" относится к направлению вниз, параллельно наклону формации. "Наклон вверх" относится к направлению вверх, параллельно наклону формации. Термин "простирание пласта" относится к направлению или простиранию углеводородного материала, которое перпендикулярно к направлению наклона.The term "descending" refers to a formation that is inclined downward or deviating from a plane parallel to the earth's surface, under the assumption that this surface is flat (ie, a "horizontal" plane). “Tilt” is the angle that a formation or similar structure forms with a horizontal plane. A "steeply falling" carbon formation refers to a formation containing coal and lying at an angle of at least 20 degrees from the horizontal plane. “Downward slope” refers to a downward direction parallel to the slope of the formation. “Upward slope” refers to an upward direction parallel to the slope of the formation. The term "strike of a formation" refers to the direction or strike of a hydrocarbon material that is perpendicular to the direction of tilt.

"Оседание" представляет собой движение вниз части формации относительно начальной высотной отметки поверхности."Sediment" is the downward movement of part of a formation relative to the initial elevation of the surface.

Термин "толщина слоя" относится к толщине поперечного сечения слоя, в котором поперечное сечение перпендикулярно к плоскости слоя.The term "layer thickness" refers to the thickness of the cross section of a layer in which the cross section is perpendicular to the plane of the layer.

Термин "облагораживание" относится к улучшению качества углеводородов. Например, облагораживание угля может привести к улучшению категории угля.The term "refinement" refers to improving the quality of hydrocarbons. For example, refining coal can lead to an improvement in the category of coal.

Углеродные формации могут включать кероген. Кероген состоит из органического вещества, которое превращается в процессе созревания. Процесс созревания может включать две стадии: биохимическую стадию и геохимическую стадию. Обычно биохимическая стадия включает в себя разложение органического материала с помощью аэробных и/или анаэробных организмов. Геохимическая стадия обычно включает в себя превращение органического материала вследствие изменений температуры, а также значительного давления. В ходе созревания могут образоваться нефть и газ, когда превращается органический материал керогена.Carbon formations may include kerogen. Kerogen consists of organic matter, which is converted during the ripening process. The ripening process may include two stages: the biochemical stage and the geochemical stage. Typically, the biochemical stage involves the decomposition of organic material by aerobic and / or anaerobic organisms. The geochemical stage usually involves the conversion of organic material due to changes in temperature, as well as significant pressure. During maturation, oil and gas can form when the organic material of kerogen is transformed.

Как показано на фиг.1, диаграмма Ван Кревелена иллюстрирует последовательность процесса созревания керогена, который обычно протекает в течение геологического периода при воздействии температуры и давления. Кроме того, на диаграмме Ван Кревелена классифицированы различные природные отложения керогена. Например, кероген можно классифицировать на четыре различные группы: тип I, тип II, тип III и тип IV, которым соответствуют четыре области на диаграмме Ван Кревелена. Классификация типа керогена может зависеть от материалов, предшествующих керогену. Материалы предшественника керогена со временем превращаются в мацералы.As shown in FIG. 1, the Van Crevelen diagram illustrates the sequence of the kerogen maturation process, which usually proceeds during the geological period when exposed to temperature and pressure. In addition, various natural kerogen deposits are classified on the Van Crevelen diagram. For example, kerogen can be classified into four different groups: type I, type II, type III, and type IV, which correspond to the four areas on the Van Crevelen diagram. The classification of the type of kerogen may depend on the materials preceding the kerogen. Kerogen precursor materials eventually turn into macerals.

"Мацералы" представляют собой микроскопические структуры в керогене. Структура и свойства мацералов зависят от типа материалов предшественника, из которых они получены."Macerals" are microscopic structures in kerogen. The structure and properties of macerals depend on the type of precursor materials from which they are derived.

Кероген типа I может классифицироваться как альгинит, так как кероген типа I образуется в основном из массы водорослей. Кероген типа I образуется из отложений, полученных в озерной окружающей среде. Кероген типа II образуется из органического вещества, которое является отложением в морской окружающей среде. Кероген типа III обычно включает витринитные мацералы. Витринит образуется из клеточных стенок и/или древесных тканей (например, стволов, ветвей, листьев и корней растений). Кероген типа III может присутствовать в большинстве гуминовых углей. Кероген типа III образуется из органического материала, который осаждается в болотах. Кероген типа IV включает мацеральную группу инертинита. Мацеральная группа инертинита состоит из растительных материалов, таких как листья, кора и стволы, которые подверглись окислению на ранних стадиях образования торфа при диагенезе захоронений. Химически он подобен витриниту, но имеет высокое содержание углерода и низкое содержание водорода.Type I kerogen can be classified as alginite, since type I kerogen is formed mainly from a mass of algae. Type I kerogen is formed from sediments obtained in the lake environment. Type II kerogen is formed from organic matter, which is a sediment in the marine environment. Type III kerogen typically includes vitrinitic macerals. Vitrinitis is formed from cell walls and / or wood tissues (e.g., trunks, branches, leaves and roots of plants). Type III kerogen may be present in most humic coals. Type III kerogen is formed from organic material that settles in swamps. Type IV kerogen includes the maceral group of inertinitis. The maceral group of inertinite consists of plant materials, such as leaves, bark, and trunks, which underwent oxidation in the early stages of peat formation during burial diagenesis. Chemically, it is similar to vitrinite, but has a high carbon content and low hydrogen content.

На диаграмме Ван Кревелена, показанной на фиг.1, по оси ординат приведено атомарное отношение водорода к углероду (Н/С) в зависимости от атомарного отношения кислорода к углероду (О/С) для различных типов керогена. Диаграмма Ван Кревелена иллюстрирует последовательность процесса созревания для различных типов керогена, который обычно протекает в течение геологического периода при воздействии температуры, давления и биохимического разложения. Эта последовательность созревания может быть ускорена путем нагревания на месте (в пласте) с регулируемой скоростью и/или при регулируемом давлении.In the Van Crevelen diagram shown in FIG. 1, the atomic ratio of hydrogen to carbon (H / C) is plotted along the ordinate, depending on the atomic ratio of oxygen to carbon (O / C) for various types of kerogen. The Van Crevelen diagram illustrates the sequence of the maturation process for various types of kerogen, which usually occurs during the geological period when exposed to temperature, pressure, and biochemical decomposition. This maturation sequence can be accelerated by heating in place (in the formation) at a controlled speed and / or at a controlled pressure.

Если формация, содержащая кероген в области 30 или в области 32, выбрана для конверсии на месте, то термическая обработка на месте может ускорить созревание керогена по маршрутам, которые представлены стрелками на фиг.1. Например, кероген в области 30 может превратиться в кероген области 32 и затем, возможно, в кероген области 34. Кероген в области 32 может превратиться в кероген области 34. Конверсия на месте может способствовать созреванию керогена и обеспечить получение ценных продуктов из керогена. Область 36 на фиг.1 может соответствовать области графита.If a formation containing kerogen in region 30 or region 32 is selected for in situ conversion, then in situ heat treatment can accelerate kerogen maturation along the routes shown by arrows in FIG. 1. For example, the kerogen in region 30 can turn into the kerogen of region 32 and then, possibly, into the kerogen of region 34. The kerogen in region 32 can turn into the kerogen of region 34. On-site conversion can promote the maturation of kerogen and provide valuable products from kerogen. Region 36 in FIG. 1 may correspond to a region of graphite.

Когда кероген подвергается созреванию, его состав обычно изменяется из-за удаления летучих веществ (например, диоксида углерода, метана и масла) из керогена. Ранговая категория керогена указывает уровень созревания керогена. Например, когда кероген подвергается созреванию, категория керогена повышается. С повышением категории керогена содержание летучих веществ в нем, а также в полученных продуктах уменьшается. Кроме того, содержание влаги в керогене обычно снижается с повышением категории керогена. Для более высоких категорий керогена содержание влаги может достигать относительно постоянного значения. Для более высоких категорий керогена, который подвергся существенному созреванию, таких как полуантрацит и антрацитный уголь, наблюдается тенденция к повышенному содержанию углерода и пониженному содержанию летучих веществ, по сравнению с керогенами более низких категорий, таких как лигнит. В некоторых вариантах воплощения содержание углерода в полученном угле может быть выше, чем приблизительно 87 вес.% и/или содержание летучих веществ может быть меньше, чем приблизительно 5 вес.%.When kerogen undergoes maturation, its composition usually changes due to the removal of volatile substances (such as carbon dioxide, methane and oil) from kerogen. The rank category of kerogen indicates the level of maturation of kerogen. For example, when kerogen undergoes maturation, the kerogen category rises. With an increase in the category of kerogen, the content of volatile substances in it, as well as in the resulting products, decreases. In addition, the moisture content in kerogen usually decreases with increasing categories of kerogen. For higher categories of kerogen, the moisture content can reach a relatively constant value. For higher categories of kerogen, which has undergone significant maturation, such as semi-anthracite and anthracite coal, there is a tendency to an increased carbon content and a lower content of volatile substances, compared to lower-level kerogens such as lignite. In some embodiments, the carbon content of the resulting coal may be higher than about 87% by weight and / or the volatile content may be less than about 5% by weight.

Этапы категорий углеродной формации включают в себя следующие классификации, которые перечислены в порядке повышения категории и зрелости для керогена типа III: древесина, торф, лигнит, слабобитуминозный уголь, высоколетучий битуминозный уголь, среднелетучий битуминозный уголь, слаболетучий битуминозный уголь, полуантрацит и антрацит. По мере повышения категории, существует тенденция к увеличению ароматического характера керогена.The stages of the carbon formation categories include the following classifications, which are listed in order of increasing category and maturity for type III kerogen: wood, peat, lignite, low bituminous coal, high volatile bituminous coal, medium volatile bituminous coal, non-volatile bituminous coal, semi-anthracite and anthracite. As the category increases, there is a tendency to increase the aromatic nature of kerogen.

Для конверсии на месте углеродные формации могут быть выбраны на основе свойств, по меньшей мере, части формации. Например, формация может быть выбрана на основе ее потенциала, толщины и/или глубины (то есть толщины перекрытия) формации. Кроме того, фактором выбора формации для конверсии на месте может быть тип текучих сред, получаемых из формации. В некоторых вариантах воплощения качество текучих сред, добываемых из формаций, может быть оценено до их обработки. Оценка продуктов, которые могут быть получены из формации, может привести к существенному сокращению затрат, поскольку необходимо подвергать конверсии на месте только те формации, которые будут давать желаемые продукты. Свойства, которые можно использовать для оценки углеводородов в формации, включают (но не ограничиваются) следующие: количество углеводородной жидкости, которое можно будет получить из углеводородов, вероятно, удельный вес полученной углеводородной жидкости (в градусах Американского института нефти), степень отражения витринита, количество углеводородного газа, которое можно будет получить из формации, и/или количество диоксида углерода и воды, которое можно будет получить при конверсии на месте.For in situ conversion, carbon formations may be selected based on the properties of at least a portion of the formation. For example, a formation may be selected based on its potential, thickness and / or depth (i.e., overlap thickness) of the formation. In addition, the type of fluid obtained from the formation may be a factor in selecting a formation for in situ conversion. In some embodiments, the quality of the fluids produced from the formations can be evaluated prior to processing. Evaluation of the products that can be obtained from the formation can lead to a significant reduction in costs, since it is only necessary to convert in place the formations that will produce the desired products. Properties that can be used to evaluate hydrocarbons in a formation include, but are not limited to: the amount of hydrocarbon liquid that can be obtained from hydrocarbons, probably the specific gravity of the obtained hydrocarbon liquid (in degrees from the American Petroleum Institute), the degree of reflection of vitrinite, and the amount of hydrocarbon gas that can be obtained from the formation; and / or the amount of carbon dioxide and water that can be obtained by in situ conversion.

Например, степень отражения витринита часто коррелирует с атомарным отношением водорода к углероду (Н/С) в керогене и атомарным отношением кислорода к углероду (О/С) в керогене, как показано пунктирными линиями на фиг.1. Диаграмма Ван Кревелена может быть полезной при выборе ресурса для процесса конверсии на месте. Степень отражения витринита для керогена в углеродной формации может указать, какие текучие среды будут получаться из формации при нагревании. Например, степень отражения витринита приблизительно от 0,5% до 1,5% может указать, что из керогена будет получаться большое количество конденсирующихся текучих сред. Кроме того, степень отражения витринита приблизительно от 1,5% до 3% может указывать, что кероген находится в области 34. В случае нагревания углеродной формации, содержащей такой кероген, значительное количество (например, основная часть) текучей среды, полученной при таком нагревании, может включать в себя метан и водород. Эта формация может быть использована для получения синтез-газа, если ее температура повышается достаточно высоко и в формацию вводится текучая среда, образующая синтез-газ.For example, the degree of reflection of vitrinite often correlates with the atomic ratio of hydrogen to carbon (H / C) in kerogen and the atomic ratio of oxygen to carbon (O / C) in kerogen, as shown by dashed lines in FIG. The Van Crevelen diagram may be useful in selecting a resource for the in-place conversion process. The degree of vitrinite reflection for kerogen in the carbon formation may indicate which fluids will be obtained from the formation when heated. For example, a vitrinite reflectance of from about 0.5% to 1.5% may indicate that a large amount of condensing fluids will be produced from kerogen. In addition, the degree of reflection of vitrinite from about 1.5% to 3% may indicate that kerogen is in region 34. In the case of heating a carbon formation containing such kerogen, a significant amount (for example, the main part) of the fluid obtained by such heating may include methane and hydrogen. This formation can be used to produce synthesis gas if its temperature rises high enough and a synthesis gas is introduced into the formation.

Углеродные формации могут иметь разнообразную геометрию и форму. Традиционные технологии экстракции не могут быть применимы для всех формаций. В некоторых формациях материал с высоким содержанием углеводородов может быть расположен в слоях, которые являются слишком тонкими для экономичной экстракции с использованием традиционных способов. Богатые углеродные формации обычно находятся в слоях, имеющих толщину приблизительно между 0,2 и 8 м. Эти богатые углеродные формации могут включать, но не ограничиваются, сапропелитовые угли (битуминозный каменный уголь, кеннельский уголь и/или торбаниты). Эти углеводородные слои при пиролизе могут давать приблизительно от 205 л до 1670 л нефти на одну метрическую тонну.Carbon formations can have a variety of geometries and shapes. Traditional extraction techniques may not be applicable to all formations. In some formations, a high hydrocarbon material may be located in layers that are too thin for cost-effective extraction using conventional methods. Rich carbon formations are typically found in layers having a thickness of between about 0.2 and 8 m. These rich carbon formations may include, but are not limited to, sapropelite coals (bituminous coal, Kennel coal and / or torbanites). These hydrocarbon layers during pyrolysis can produce from about 205 L to 1670 L of oil per metric ton.

В процессе конверсии на месте углеводородсодержащий материал может изменяться в области обработки формации. При воздействии тепла углеводородный материал, такой как уголь, может быть превращен и/или облагорожен в результате ускорения процесса, который в естественных условиях будет протекать в течение геологического периода времени. Различные свойства угля в зоне обработки, которые могут изменяться, включают, но не ограничиваются, следующие: теплотворную способность, степень отражения витринита, содержание влаги, содержание (в %) летучих веществ, проницаемость, пористость, концентрацию различных компонентов в угле, таких как сера и/или содержание углерода.In the in-situ conversion process, the hydrocarbon-containing material may change in the processing area of the formation. When exposed to heat, a hydrocarbon material, such as coal, can be converted and / or refined by accelerating the process, which in natural conditions will occur over a geological period of time. Various properties of coal in the processing zone that may vary include, but are not limited to, calorific value, vitrinite reflectance, moisture content, volatiles content (%), permeability, porosity, and the concentration of various components in the coal, such as sulfur and / or carbon content.

При нагревании углеродной формации уголь может подвергаться нескольким стадиям нагрева, как показано на фиг.2. В качестве примера на фиг.2 представлена зависимость выхода (ВОЕ - баррель нефтяного эквивалента на 1 т) (по оси ординат) текучей среды из углеродной формации от температуры формации (по оси абсцисс).When a carbon formation is heated, coal can undergo several stages of heating, as shown in FIG. As an example, figure 2 shows the dependence of the yield (BOE - barrel of oil equivalent per 1 ton) (along the ordinate axis) of the fluid from the carbon formation from the temperature of the formation (along the abscissa).

Десорбция метана и испарение воды происходят в ходе нагрева в области 38. Нагревание формации в области 38 может быть осуществлено по возможности быстро. Например, при первоначальном нагреве формации углеводороды в формации могут десорбировать поглощенный метан. Десорбированный метан можно добывать из формации. В случае дальнейшего нагрева углеродной формации вода может испариться из углеродной формации. В некоторых углеродных формациях вода может занимать приблизительно между 10 и 50% объема пор в формации. В других формациях вода может занимать большую или меньшую часть объема пор. Обычно вода испаряется в формации приблизительно при температуре между 160 и 285°С при абсолютном давлении приблизительно от 6 до 70 бар (0,6-7 МПа). В некоторых вариантах воплощения испарившаяся вода может вызвать изменения смачиваемости формации и/или увеличение давления в формации. Изменения смачиваемости и/или увеличение давления могут влиять на процесс пиролиза или на другие процессы в формации. В определенных вариантах воплощения испарившаяся вода может быть удалена из формации. В других вариантах воплощения испарившаяся вода может быть использована для регулирования отбора пара и/или дистилляции в формации или вне формации. Удаление воды из формации и увеличение объема пор в формации могут увеличить пространство для хранения углеводородов внутри объема пор.Methane desorption and water evaporation occur during heating in region 38. Heating the formation in region 38 can be carried out as quickly as possible. For example, during initial heating of a formation, hydrocarbons in the formation may desorb absorbed methane. Desorbed methane can be extracted from the formation. If the carbon formation is further heated, water may evaporate from the carbon formation. In some carbon formations, water may occupy between approximately 10 and 50% of the pore volume in the formation. In other formations, water may occupy more or less of the pore volume. Typically, water evaporates in the formation at a temperature between 160 and 285 ° C at an absolute pressure of about 6 to 70 bar (0.6-7 MPa). In some embodiments, evaporated water may cause changes in the wettability of the formation and / or an increase in pressure in the formation. Changes in wettability and / or pressure increase can affect the pyrolysis process or other processes in the formation. In certain embodiments, evaporated water may be removed from the formation. In other embodiments, evaporated water may be used to control steam withdrawal and / or distillation in or out of the formation. Removing water from the formation and increasing pore volume in the formation can increase the storage space for hydrocarbons within the pore volume.

После нагрева в области 38 формация может быть нагрета выше, для того чтобы температура внутри формации достигла (по меньшей мере) начальной температуры пиролиза (например, температуры на нижнем краю температурного интервала, показанного как область 40). Углеводороды внутри формации можно подвергать пиролизу в области 40. Температурный интервал пиролиза может изменяться в зависимости от типа углеводородов внутри формации. Температурный интервал пиролиза может включать в себя температуры приблизительно между 250 и 900°С. Для получения желаемых продуктов температурный интервал пиролиза может простираться только в части общего интервала температур пиролиза. В некоторых вариантах воплощения температурный интервал пиролиза для получения желаемых продуктов может включать в себя температуры приблизительно между 250 и 400°С. Если температура углеводородов в формации медленно повышается в температурном интервале приблизительно от 250 до 400°С, образование продуктов пиролиза может быть практически завершено, когда температура достигнет 400°С. Нагревание формации, содержащей углеводороды, с помощью множества тепловых источников может привести к установлению температурных градиентов вокруг тепловых источников и к медленному повышению температуры углеводородов в формации в температурном интервале пиролиза.After heating in region 38, the formation can be heated higher so that the temperature inside the formation reaches (at least) the initial pyrolysis temperature (for example, the temperature at the lower edge of the temperature range shown as region 40). Hydrocarbons within the formation may be pyrolyzed in region 40. The pyrolysis temperature range may vary depending on the type of hydrocarbons within the formation. The pyrolysis temperature range may include temperatures between about 250 and 900 ° C. To obtain the desired products, the pyrolysis temperature range can extend only in part of the general pyrolysis temperature range. In some embodiments, the temperature range of the pyrolysis to obtain the desired products may include temperatures between about 250 and 400 ° C. If the temperature of hydrocarbons in the formation slowly rises in the temperature range from about 250 to 400 ° C, the formation of pyrolysis products can be almost completed when the temperature reaches 400 ° C. Heating a hydrocarbon containing formation using a variety of heat sources can lead to the establishment of temperature gradients around the heat sources and to a slow increase in the temperature of hydrocarbons in the formation in the pyrolysis temperature range.

В некоторых вариантах воплощения процесса конверсии на месте температура углеводородов, которые будут подвергаться пиролизу, не может медленно повышаться в температурном интервале приблизительно от 250 до 400°С. Углеводороды в формации могут быть нагреты до желаемой температуры (например, приблизительно 325°С). В качестве желаемой температуры могут быть выбраны другие температуры. Суперпозиция тепла от тепловых источников может обеспечить относительно быстрое и эффективное достижение желаемой температуры в формации. Для того чтобы поддерживать температуру в формации практически на желаемом уровне, можно регулировать подачу энергии в формацию от тепловых источников. Температура углеводородов может поддерживаться практически на желаемом уровне до затухания пиролиза, когда производство желаемых текучих сред из формации станет неэкономичным.In some embodiments of the in-situ conversion process, the temperature of the hydrocarbons that will be pyrolyzed cannot rise slowly in the temperature range of about 250 to 400 ° C. Hydrocarbons in the formation can be heated to the desired temperature (for example, approximately 325 ° C). Other temperatures may be selected as the desired temperature. The superposition of heat from heat sources can provide a relatively quick and efficient achievement of the desired temperature in the formation. In order to maintain the temperature in the formation practically at the desired level, it is possible to control the energy supply to the formation from heat sources. The temperature of hydrocarbons can be maintained practically at the desired level until the pyrolysis decays, when the production of the desired fluids from the formation becomes uneconomical.

Текучие среды, включающие в себя текучие среды пиролиза, могут добываться из формации. Текучие среды пиролиза могут включать в себя, но не ограничиваются, следующие: углеводороды, водород, диоксид углерода, монооксид углерода, сероводород, азот, аммиак, воду и их смеси.Fluids including pyrolysis fluids may be produced from the formation. Pyrolysis fluids may include, but are not limited to, the following: hydrocarbons, hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen sulfide, nitrogen, ammonia, water, and mixtures thereof.

При повышении температуры формации количество конденсирующихся углеводородов в текучих средах, образовавшихся в формации, имеет тенденцию снижаться. При высоких температурах формация может продуцировать главным образом метан и/или водород. Если углеродная формация нагревается во всем интервале температур пиролиза, то формация может продуцировать только небольшое количество водорода вблизи верхнего интервала температур пиролиза. После извлечения всего доступного водорода обычно формация дает минимальное количество текучей среды.As the temperature of the formation increases, the amount of condensing hydrocarbons in the fluids formed in the formation tends to decrease. At high temperatures, the formation can mainly produce methane and / or hydrogen. If the carbon formation is heated over the entire pyrolysis temperature range, the formation can produce only a small amount of hydrogen near the upper pyrolysis temperature range. After all available hydrogen has been recovered, the formation typically provides a minimal amount of fluid.

После пиролиза углеводородов в формации еще могут присутствовать значительное количество углерода и немного водорода. В некоторых вариантах воплощения углеродная формация может разрабатываться после завершения генерации синтез-газа в ходе нагрева области 42. Обработка углеродной формации может привести к созреванию оставшегося угля в формации в направлении антрацитного угля. В некоторых вариантах воплощения извлеченный из формации материал может быть использован в области металлургии, например, в качестве топлива для достижения высокой температуры при производстве стали. В результате пиролиза углеродной формации может повыситься категория угля. После пиролиза уголь преобразуется и приобретает характеристики антрацита. Отработанная углеродная формация может иметь толщину 30 м или больше. Для сравнения, типичная толщина пластов, которые обычно разрабатываются для металлургических целей, составляет приблизительно 1 м или меньше.After the pyrolysis of hydrocarbons, a significant amount of carbon and some hydrogen may still be present in the formation. In some embodiments, a carbon formation may be developed after the synthesis gas generation is completed during heating of region 42. Treatment of the carbon formation may cause the remaining coal in the formation to mature in the direction of anthracite coal. In some embodiments, the material extracted from the formation may be used in the field of metallurgy, for example, as a fuel to achieve high temperature in steel production. The pyrolysis of the carbon formation may increase the category of coal. After pyrolysis, coal is converted and acquires the characteristics of anthracite. The spent carbon formation may have a thickness of 30 m or more. In comparison, typical thicknesses of formations that are typically developed for metallurgical purposes are approximately 1 m or less.

Например, уголь внутри области обработки может считаться битумным углем до обработки. Под действием тепла возможно преобразование угля с получением антрацитного угля. Антрацитный уголь имеет пониженное содержание влаги, повышенную теплотворную способность и более высокое содержание углерода. В некоторых вариантах воплощения антрацитный уголь может быть использован в металлургическом производстве. Обычно антрацитный уголь находится в тонких угольных пластах, толщиной в несколько метров. В результате процесса конверсии на месте можно получить пласт антрацита из толстого слоя битуминозного угля, который толще пласта, образующегося в естественных условиях.For example, coal within the processing area may be considered bituminous coal before processing. Under the influence of heat, coal can be converted to produce anthracite coal. Anthracite coal has a reduced moisture content, increased calorific value and a higher carbon content. In some embodiments, anthracite coal may be used in metallurgical production. Typically, anthracite coal is found in thin coal seams several meters thick. As a result of the on-site conversion process, it is possible to obtain an anthracite layer from a thick layer of bituminous coal, which is thicker than the layer formed under natural conditions.

Преобразованный в процессе конверсии на месте уголь может иметь высокую проницаемость и пористость. По меньшей мере, часть угля, нагретого с использованием процесса конверсии на месте, в некоторых вариантах воплощения может иметь несколько разломов. В некоторых случаях, по меньшей мере, часть угля может быть рыхлой или находится в виде порошка. В некоторых вариантах воплощения уголь, обработанный в процессе конверсии на месте, может быть легко извлечен из формации с использованием подземной автоматизированной системы или робототехники, причем уголь добывается в виде порошка или суспензии. Например, для удаления, по меньшей мере, части угля в виде суспензии можно использовать гидромонитор. В некоторых вариантах воплощения перекрытие может быть удалено с помощью землеройных и транспортировочных машин по истечении достаточного времени для того, чтобы обработанная формация могла остыть до температуры, при которой возможна безопасная работа. В некоторых вариантах воплощения могут быть проложены туннели для угля, который обработан с использованием процесса конверсии на месте. Для проходки и удаления угля можно использовать традиционное горное оборудование.Converted in-place coal can have high permeability and porosity. At least a portion of the coal heated using the in-situ conversion process, in some embodiments, may have several faults. In some cases, at least a portion of the coal may be loose or in powder form. In some embodiments, the coal processed during the on-site conversion process can be easily removed from the formation using an underground automated system or robotics, the coal being mined as a powder or slurry. For example, a hydraulic monitor may be used to remove at least a portion of the coal in suspension. In some embodiments, the overlap may be removed using earthmoving and transporting machines after sufficient time has elapsed so that the treated formation can cool to a temperature at which safe operation is possible. In some embodiments, tunnels may be constructed for coal that has been processed using an in-situ conversion process. For mining and removal of coal, you can use traditional mining equipment.

Уголь, добытый в виде порошка или в виде суспензии, может быть использован в различных процессах, которые включают (но не ограничиваются) непосредственное сжигание угля на поверхности для использования в качестве источника энергии и/или суспендирование и транспортирование угля для продажи в качестве энергетического топлива. Например, первая текучая среда может быть подана в часть формации, которая была обработана с использованием процесса конверсии на месте. Первая текучая среда может содержать воду. Первая текучая среда может разбивать и/или измельчать уголь в формации на относительно небольшие куски. Эти относительно небольшие куски можно объединить с первой текучей средой с образованием суспензии, которая может быть удалена или добыта из формации. Эта суспензия может быть обработана в установке на поверхности, для того чтобы отделить первую текучую среду от относительно небольших кусков угля. Куски угля могут быть обработаны в установке на поверхности, в процессах очистки или экстракции.Coal mined in powder or suspension form can be used in various processes that include (but are not limited to) directly burning coal on the surface for use as an energy source and / or suspending and transporting coal for sale as energy fuel. For example, a first fluid may be fed into a portion of a formation that has been processed using an in-situ conversion process. The first fluid may contain water. The first fluid may break and / or grind the coal in the formation into relatively small pieces. These relatively small pieces can be combined with the first fluid to form a slurry that can be removed or recovered from the formation. This slurry can be processed in a surface installation in order to separate the first fluid from relatively small lumps of coal. Lumps of coal can be processed in a surface installation, in cleaning or extraction processes.

Такой уголь можно использовать в качестве фильтра из активированного угля, для того чтобы удалить компоненты из различных водных и/или воздушных потоков в технологическом модуле процесса конверсии на месте и/или вне модуля. Альтернативно, уголь может быть использован в качестве адсорбента (который может дополнительно улучшать топливные характеристики угля), с последующим сжиганием угля для производства энергии, в качестве промежуточного соединения в производстве красителей (например, антрахинон), в качестве топлива и/или в металлургических процессах. Обработка угля в процессе конверсии на месте может преобразовать уголь таким образом, что возрастает экономическая ценность угля и/или снижаются затраты, связанные с добычей угля.Such carbon can be used as an activated carbon filter in order to remove components from various water and / or air flows in the process module of the conversion process in place and / or outside the module. Alternatively, coal can be used as an adsorbent (which can further improve the fuel characteristics of coal), followed by burning coal for energy production, as an intermediate in the production of dyes (e.g. anthraquinone), as fuel and / or in metallurgical processes. Coal processing in an in-situ conversion process can convert coal in such a way that the economic value of coal increases and / or the costs associated with coal mining are reduced.

В процессе пиролиза суммарное энергосодержание в текучих средах, добытых из углеродной формации, может оставаться практически постоянным. В ходе пиролиза при относительно низких температурах формации значительная часть полученной текучей среды может представлять собой конденсирующиеся углеводороды, которые имеют высокое энергосодержание. Однако при повышенной температуре пиролиза меньшая часть текучей среды формации может включать конденсирующиеся углеводороды. Из формации можно получить больше не конденсирующихся текучих сред. Энергосодержание на единицу объема произведенной текучей среды может немного снизиться в ходе образования преимущественно не конденсирующихся текучих сред формации.During the pyrolysis process, the total energy content in the fluids extracted from the carbon formation can remain almost constant. During pyrolysis at relatively low formation temperatures, a significant portion of the resulting fluid may be condensable hydrocarbons that have a high energy content. However, at elevated pyrolysis temperatures, a smaller portion of the formation fluid may include condensable hydrocarbons. More non-condensing fluids can be obtained from the formation. The energy content per unit volume of fluid produced may decrease slightly during the formation of predominantly non-condensing formation fluids.

Нагревание углеродной формации может включать подвод значительного количества энергии к источникам тепла, расположенным внутри формации. Углеродная формация также может содержать некоторое количество воды. Значительная часть энергии, которая первоначально подведена в формацию, может быть использована для нагревания воды внутри формации. Начальная скорость подъема температуры может снижаться вследствие наличия воды в формации. Может потребоваться избыточное количество тепла и/или времени для нагрева формации, имеющей высокое содержание влаги, до температуры, достаточной для пиролиза углеводородов в формации. В некоторых вариантах воплощения можно предотвратить поступление воды в формацию, которая будет подвергаться конверсии на месте. Формация, которая будет подвергаться конверсии на месте, может иметь низкое начальное содержание влаги. Начальное содержание влаги в формации может быть меньше, чем приблизительно 15 вес.%. Некоторые формации, которые будут подвергаться конверсии на месте, могут иметь начальное содержание влаги меньше, чем приблизительно 10 вес.%. Другие формации, которые будут подвергаться конверсии на месте, могут иметь начальное содержание влаги больше, чем приблизительно 15 вес.%. Для формаций с начальным содержанием влаги больше, чем приблизительно 15 вес.% в ходе нагрева до температуры пиролиза могут потребоваться значительные затраты энергии на удаление воды, которая изначально находилась в формации.Heating a carbon formation may include supplying a significant amount of energy to heat sources located within the formation. The carbon formation may also contain some water. A significant portion of the energy that was initially supplied to the formation can be used to heat water within the formation. The initial rate of temperature rise may decrease due to the presence of water in the formation. Excessive heat and / or time may be required to heat the formation having a high moisture content to a temperature sufficient to pyrolyze hydrocarbons in the formation. In some embodiments, it is possible to prevent water from entering the formation, which will undergo in situ conversion. The formation that will undergo in situ conversion may have a low initial moisture content. The initial moisture content in the formation may be less than about 15% by weight. Some formations that will undergo in situ conversion may have an initial moisture content of less than about 10% by weight. Other formations that will undergo in situ conversion may have an initial moisture content of greater than about 15% by weight. For formations with an initial moisture content of more than about 15% by weight, heating to the pyrolysis temperature may require significant energy expenditures to remove the water that was originally in the formation.

Углеродная формация может включать в себя множество слоев. Такие слои могут содержать слои, содержащие углеводороды, а также слои, не содержащие углеводороды или имеющие относительно малое количество углеводородов. Условия внутри формации могут определять толщину углеводородных и неуглеводородных слоев в углеродной формации. Углеродная формация, которая будет подвергаться конверсии на месте, обычно может включать в себя, по меньшей мере, один слой, содержащий углеводороды и имеющий толщину, которая достаточна для экономичного производства текучих сред в формации. Потенциал слоя, содержащего углеводороды, может служить фактором для оценки возможности обработки формации способом конверсии на месте. Тонкий и богатый углеводородный слой может обеспечить получение значительно более ценных углеводородов, чем гораздо более толстый, но менее богатый углеводородный слой. Для добычи углеводородов желательна формация, которая является толстой, а также богатой.A carbon formation may include multiple layers. Such layers may contain layers containing hydrocarbons, as well as layers not containing hydrocarbons or having a relatively small amount of hydrocarbons. Conditions within the formation may determine the thickness of the hydrocarbon and non-hydrocarbon layers in the carbon formation. The carbon formation to be converted in situ can typically include at least one layer containing hydrocarbons and having a thickness sufficient to economically produce fluids in the formation. The potential of the hydrocarbon containing layer may serve as a factor in assessing the feasibility of processing the formation by in situ conversion. A thin and rich hydrocarbon layer can provide significantly more valuable hydrocarbons than a much thicker, but less rich hydrocarbon layer. For hydrocarbon production, a formation that is thick as well as rich is desirable.

На фиг.3 показана принципиальная схема варианта воплощения части системы конверсии на месте для переработки углеродной формации. Источники 44 тепла могут быть расположены внутри, по меньшей мере, части углеродной формации. Источники 44 тепла могут включать, например, электронагреватели, такие как изолированные проводники, нагреватели-проводники в изоляционной трубке, поверхностные горелки, беспламенные распределенные области сгорания и/или естественно распределенные области сгорания. Кроме того, источники 44 тепла могут включать другие типы нагревателей. Источники 44 тепла могут обеспечивать теплом, по меньшей мере, часть углеродной формации. В некоторых вариантах воплощения тепло может доставляться в первую часть формации и передаваться во вторую часть формации (например, зону пиролиза). Энергия может подводиться к источникам 44 тепла по линиям 46 подачи.Figure 3 shows a schematic diagram of an embodiment of a portion of an in situ conversion system for processing a carbon formation. Heat sources 44 may be located within at least a portion of the carbon formation. Heat sources 44 may include, for example, electric heaters such as insulated conductors, conductor heaters in an insulating tube, surface burners, flameless distributed combustion regions and / or naturally distributed combustion regions. In addition, heat sources 44 may include other types of heaters. Heat sources 44 may provide heat to at least a portion of the carbon formation. In some embodiments, heat may be delivered to the first part of the formation and transferred to the second part of the formation (e.g., a pyrolysis zone). Energy can be supplied to the heat sources 44 through the supply lines 46.

Линии 46 подачи могут быть структурно различными, в зависимости от типа источников тепла, которые будут использованы для нагрева формации. Линии 46 подачи для источников 44 тепла могут подавать электричество для электронагревателей, могут транспортировать топливо в области сгорания или могут транспортировать теплообменную текучую среду, которая циркулирует внутри формации.Supply lines 46 may be structurally different, depending on the type of heat sources that will be used to heat the formation. Supply lines 46 for heat sources 44 may supply electricity to electric heaters, may transport fuel in a combustion area, or may transport heat exchange fluid that circulates within a formation.

Эксплуатационные скважины 48 можно использовать для удаления текучей среды из формации. Текучие среды, полученные из эксплуатационной скважины 48, могут транспортироваться через трубный коллектор 50 в устройство 52 для обработки. Кроме того, текучие среды формации могут быть получены от источников 44 тепла. Например, текучие среды могут быть получены от источников тепла 44, для того чтобы регулировать давление внутри формации, рядом с источником тепла. Текучая среда, полученная от источников 44 тепла, может транспортироваться по трубопроводам или системе труб в трубный коллектор 50 или полученная текучая среда может транспортироваться по трубопроводам или системе труб непосредственно в устройство 52 для обработки. Устройство 52 для обработки может включать блоки разделения, реакционные блоки, блоки облагораживания, топливные элементы, турбины, резервуары-хранилища и другие системы и блоки для обработки полученных текучих сред формации.Production wells 48 may be used to remove fluid from the formation. Fluids obtained from production well 48 may be transported through pipe manifold 50 to processing device 52. In addition, formation fluids can be obtained from heat sources 44. For example, fluids can be obtained from heat sources 44 in order to regulate the pressure inside the formation, next to the heat source. Fluid obtained from heat sources 44 may be transported via pipelines or pipe system to a pipe manifold 50, or fluid obtained may be transported via pipelines or pipe system directly to a processing device 52. The processing device 52 may include separation units, reaction units, refining units, fuel cells, turbines, storage tanks and other systems and units for processing the resulting formation fluids.

Система конверсии на месте для переработки углеводородов может включать в себя барьерные скважины 54 (скважины, обозначенные позицией 54, в некоторых вариантах воплощения могут быть обезвоживающими скважинами, замороженными скважинами, захватывающими скважинами, изолирующими скважинами и/или другими типами барьеров). В некоторых вариантах воплощения барьерные скважины 54 могут быть вакуумными скважинами, через которые удаляется вода и/или предотвращается поступление жидкой воды в часть углеводородсодержащей формации, которая будет нагрета, или в нагреваемую формацию. Множество барьерных скважин 54 может окружать всю формацию или ее часть, которая будет нагреваться. В варианте воплощения, изображенном на фиг.3, показаны скважины, проходящие только вдоль одной стороны источников 44 тепла, но барьерные скважины 54 обычно окружают все используемые источники тепла или источники, которые будут использованы, для того чтобы нагреть формацию.The in-situ conversion system for hydrocarbon processing may include barrier wells 54 (wells indicated at 54, in some embodiments, may be dewatering wells, frozen wells, capture wells, isolation wells, and / or other types of barriers). In some embodiments, the barrier wells 54 may be vacuum wells through which water is removed and / or liquid is prevented from flowing into the portion of the hydrocarbon containing formation to be heated or into the heated formation. A plurality of barrier wells 54 may surround all or part of the formation that will be heated. In the embodiment of FIG. 3, wells are shown that extend along only one side of the heat sources 44, but barrier wells 54 typically surround all used heat sources or sources that will be used to heat the formation.

В некоторых вариантах воплощения барьерные скважины 54 могут быть обезвоживающими скважинами. В некоторых вариантах воплощения зона обработки может быть окружена двумя или более рядами обезвоживающих скважин. В одном воплощении перепад давления между последовательными рядами обезвоживающих скважин может быть минимизирован (например, поддерживается относительно низким или близким к нулю), чтобы создать между рядами границу с "малым или отсутствующим потоком".In some embodiments, barrier wells 54 may be dewatering wells. In some embodiments, the treatment zone may be surrounded by two or more rows of dewatering wells. In one embodiment, the pressure drop between successive rows of dewatering wells can be minimized (for example, kept relatively low or close to zero) to create a “low or no flow” boundary between the rows.

В определенных вариантах воплощения скважины, которые сначала использовались с одной целью, в последующем могут быть использованы для одной или нескольких других целей, тем самым снижаются капитальные затраты и/или сокращается время, необходимое для осуществления определенных задач. Например, эксплуатационные скважины (и в некоторых случаях нагревающие скважины) сначала могут быть использованы как обезвоживающие скважины (например, до начала нагрева и/или при пуске начального нагрева). Кроме того, в некоторых случаях обезвоживающие скважины в последующем могут быть использованы в качестве эксплуатационных скважин (и в некоторых случаях как нагревающие скважины). По сути, обезвоживающие скважины могут быть размещены или спроектированы таким образом, чтобы такие скважины в последующем можно было использовать в качестве эксплуатационных скважин и/или нагревающих скважин. Нагревающие скважины могут быть размещены или спроектированы таким образом, чтобы такие скважины в последующем можно было использовать в качестве эксплуатационных скважин и/или обезвоживающих скважин. Эксплуатационные скважины могут быть размещены или спроектированы таким образом, чтобы такие скважины в последующем можно было использовать в качестве обезвоживающих скважин и/или нагревающих скважин. Аналогично, нагнетательные скважины могут представлять собой скважины, которые сначала использовались для других целей (например, для нагрева, эксплуатации, обезвоживания, контроля и т.д.), и в последующем нагнетательные скважины могут быть использованы для других целей. Аналогично, контрольные скважины могут представлять собой скважины, которые сначала использовались для других целей (например, для нагрева, эксплуатации, обезвоживания, нагнетания и т.д.), и в последующем контрольные скважины могут быть использованы для других целей.In certain embodiments, wells that were first used for one purpose can subsequently be used for one or more other purposes, thereby reducing capital costs and / or shortening the time required to complete certain tasks. For example, production wells (and in some cases heating wells) can first be used as dewatering wells (for example, before heating starts and / or when starting the initial heating). In addition, in some cases, dewatering wells can later be used as production wells (and in some cases as heating wells). In fact, dewatering wells can be placed or designed so that such wells can subsequently be used as production wells and / or heating wells. Heating wells can be placed or designed so that such wells can subsequently be used as production wells and / or dewatering wells. Production wells may be located or designed so that such wells can subsequently be used as dewatering wells and / or heating wells. Similarly, injection wells may be wells that were first used for other purposes (for example, for heating, operation, dehydration, control, etc.), and subsequently injection wells may be used for other purposes. Similarly, control wells may be wells that were first used for other purposes (for example, for heating, operation, dewatering, injection, etc.), and subsequently control wells may be used for other purposes.

В некоторых вариантах воплощения источники тепла могут быть расположены внутри нагревающей скважины, сформированной внутри углеродной формации. Нагревающая скважина может включать в себя отверстие сквозь перекрытие формации. Нагревающая скважина может простираться внутрь или сквозь, по меньшей мере, (одного) один углеводородный слой формации. В углеродной формации углеводородный слой обычно представляет собой слой угля. Показанный на фиг.4 вариант воплощения нагревающей скважины 56 может включать в себя отверстие в углеводородном слое 58, которое может иметь винтообразную или спиральную форму. Спиральная нагревающая скважина может увеличивать контакт с формацией, по сравнению с нагревателем, расположенным вертикально. Спиральная нагревающая скважина может обеспечивать пространство для расширения, которое предотвращает выпучивание или другие формы повреждений, когда нагревающая скважина нагревается или охлаждается. В некоторых вариантах воплощения нагревающая скважина может включать в себя практически прямые участки, проходящие сквозь перекрытие 60. Использование практически прямого участка нагревающей скважины, проходящего сквозь перекрытие 60, может сокращать потери тепла в перекрытии и снижать затраты на нагревающую скважину 56.In some embodiments, heat sources may be located inside a heating well formed within a carbon formation. A heating well may include a hole through the overlap of the formation. A heating well may extend inward or through at least (one) one hydrocarbon layer of the formation. In a carbon formation, the hydrocarbon layer is typically a coal layer. The embodiment of the heating well 56 shown in FIG. 4 may include a hole in the hydrocarbon layer 58, which may be helical or helical. A spiral heating well may increase contact with the formation compared to a heater located vertically. The spiral heating well may provide an expansion space that prevents buckling or other forms of damage when the heating well is heated or cooled. In some embodiments, the heating well may include substantially straight portions passing through the overlap 60. Using a substantially straight section of the heating well passing through the overlap 60 can reduce heat loss in the overlap and reduce the cost of the heating well 56.

На фиг.5 показан вариант воплощения источника тепла, имеющего U-образную форму. "Рукава" этой формы могут быть шире или уже, в зависимости от конкретных характеристик нагревающей скважины и формации. В некоторых вариантах воплощения первая часть 62 и третья часть 64 нагревающей скважины 56 могут быть расположены практически перпендикулярно верхней части углеводородного слоя 58. Кроме того, первая часть и третья часть нагревающей скважины могут простираться практически вертикально через перекрытие 60. Вторая часть 66 нагревающей скважины 56 может проходить практически параллельно верхней поверхности углеводородного слоя.Figure 5 shows an embodiment of a heat source having a U-shape. The "sleeves" of this shape may be wider or narrower, depending on the specific characteristics of the heating well and formation. In some embodiments, the first part 62 and the third part 64 of the heating well 56 may be located substantially perpendicular to the upper portion of the hydrocarbon layer 58. In addition, the first part and the third part of the heating well may extend almost vertically through the overlap 60. The second part 66 of the heating well 56 may pass almost parallel to the upper surface of the hydrocarbon layer.

В некоторых случаях множественные источники тепла (например, 2, 3, 4, 5, 10 источников тепла или больше) могут выходить из нагревающей скважины. Как показано на фиг.6, источники 44, 44' и 44'' тепла проходят через перекрытие 60 в углеводородный слой 58 из нагревающей скважины 56. Могут быть использованы множественные скважины, выходящие из одного ствола скважины, когда в связи с ситуацией на поверхности (например, из соображений эстетики, использования земли на поверхности и/или неблагоприятного состояния почвы вблизи поверхности) является желательной концентрация буровых платформ на небольшой площадке. Например, в районах с замерзшей или болотистой почвой, с точки зрения экономии затрат, может быть более эффективным иметь минимальное число буровых платформ, расположенных на отдельной площадке.In some cases, multiple heat sources (e.g., 2, 3, 4, 5, 10 heat sources or more) may come out of a heating well. As shown in FIG. 6, heat sources 44, 44 ′ and 44 ″ pass through the overlap 60 to the hydrocarbon layer 58 from the heating well 56. Multiple wells exiting from one wellbore may be used when due to the situation on the surface ( for example, for reasons of aesthetics, the use of land on the surface and / or the adverse condition of the soil near the surface), concentration of drilling platforms in a small area is desirable. For example, in areas with frozen or swampy soil, in terms of cost savings, it may be more efficient to have a minimum number of drilling platforms located on a separate site.

В некоторых вариантах воплощения первая часть нагревающей скважины может простираться от поверхности земли, через перекрытие, до углеродной формации. Вторая часть нагревающей скважины может включать одну или несколько нагревающих скважин в углеродной формации. Эти одна или несколько нагревающих скважин в углеродной формации могут быть расположены под различными углами. В некоторых вариантах воплощения, по меньшей мере, одна нагревающая скважина может быть расположена практически параллельно границе углеродной формации. В других вариантах воплощения, по меньшей мере, одна нагревающая скважина может быть расположена практически перпендикулярно углеродной формации. Кроме того, по меньшей мере, одна или несколько нагревающих скважин могут быть расположены под углом между перпендикулярным и параллельным к слою в формации.In some embodiments, the first portion of the heating well may extend from the surface of the earth, through the overlap, to the carbon formation. The second part of the heating well may include one or more heating wells in the carbon formation. These one or more heating wells in the carbon formation may be located at different angles. In some embodiments, the at least one heating well may be substantially parallel to the boundary of the carbon formation. In other embodiments, the at least one heating well may be located substantially perpendicular to the carbon formation. In addition, at least one or more heating wells may be located at an angle between perpendicular and parallel to the layer in the formation.

На фиг.7 изображен общий вид из высотной отметки множественных источников тепла, разветвленных из единственного вскрытия. В некоторых вариантах воплощения источники 44 тепла могут быть использованы для генерирования тепла по длине нагревателя внутри вертикального вскрытия 68 и горизонтальных отверстий 70. В других вариантах воплощения источники 44 тепла могут быть использованы для генерирования тепла только внутри горизонтальных отверстий 70. В некоторых вариантах воплощения интенсивность тепла, генерируемого источниками 44 тепла, может изменяться по длине источника и/или изменяться между вертикальным вскрытием 68 и горизонтальными отверстиями 70. Например, источники 44 тепла могут генерировать меньше тепла в вертикальное вскрытие 68 и могут генерировать больше тепла в горизонтальные отверстия 70. Может быть выгодным иметь, по меньшей мере, один незначительный подогрев внутри вертикального вскрытия 68. Это может поддерживать текучие среды, добытые из формации, в паровой фазе в продуктопроводе 72 и/или может улучшать качество полученных текучих сред внутри эксплуатационной скважины. Благодаря тому, что продуктопровод 72 и источники 44 тепла смонтированы в формации через единственное вскрытие 68, могут быть снижены затраты, связанные с формированием вскрытий в формации и монтажом производственного оборудования и нагревателей внутри формации.Figure 7 shows a General view from the elevation of multiple heat sources branched from a single opening. In some embodiments, heat sources 44 can be used to generate heat along the length of the heater inside the vertical opening 68 and horizontal openings 70. In other embodiments, heat sources 44 can be used to generate heat only inside horizontal openings 70. In some embodiments, the heat intensity generated by heat sources 44 may vary along the length of the source and / or vary between vertical opening 68 and horizontal openings 70. For example, and heat gauges 44 can generate less heat in vertical opening 68 and can generate more heat in horizontal openings 70. It may be advantageous to have at least one slight heating inside vertical opening 68. This may keep fluids extracted from the formation in the steam phase in the product line 72 and / or may improve the quality of the resulting fluids within the production well. Due to the fact that the product pipeline 72 and heat sources 44 are mounted in the formation through a single opening 68, the costs associated with the formation of openings in the formation and installation of production equipment and heaters inside the formation can be reduced.

В углеводородном слое 58 может быть сформировано одно или несколько вертикальных вскрытий 68. Каждое из вертикальных вскрытий 68 может быть расположено вдоль единственной плоскости в углеводородном слое 58. Горизонтальные отверстия 70 могут простираться в плоскости практически перпендикулярно плоскости вертикальных вскрытий 68. В некоторых вариантах воплощения дополнительные горизонтальные отверстия могут находиться в плоскости, расположенной ниже изображенных горизонтальных отверстий. Число вертикальных вскрытий 68 и/или промежутков между вертикальными вскрытиями может определяться, например, желаемой скоростью нагрева или желаемым уровнем производительности. В некоторых вариантах воплощения промежутки между вертикальными вскрытиями могут составлять приблизительно от 4 м до 30 м. В соответствии с конкретными потребностями формации могут быть использованы более длинные или более короткие промежутки. Длина горизонтальных отверстий 70 может составлять приблизительно до 1600 м. Однако длина горизонтальных отверстий 70 может изменяться, например, в зависимости от максимальных затрат на монтажные работы, площади углеводородного слоя 58 или максимальной длины производящего нагрев нагревателя.One or more vertical openings 68 may be formed in the hydrocarbon layer 58. Each of the vertical openings 68 may be located along a single plane in the hydrocarbon layer 58. Horizontal openings 70 may extend in a plane substantially perpendicular to the vertical openings 68. In some embodiments, additional horizontal the holes may be in a plane below the horizontal holes shown. The number of vertical openings 68 and / or the intervals between vertical openings can be determined, for example, by the desired heating rate or the desired level of productivity. In some embodiments, the gaps between the vertical openings can be from about 4 m to 30 m. Longer or shorter gaps can be used in accordance with the specific needs of the formation. The length of the horizontal holes 70 can be up to about 1600 m. However, the length of the horizontal holes 70 can vary, for example, depending on the maximum installation costs, the area of the hydrocarbon layer 58 or the maximum length of the heating heater.

В варианте воплощения процесса конверсии на месте может быть обработана формация, имеющая один или несколько тонких углеводородных слоев. В некоторых вариантах воплощения процесса конверсии на месте такие формации могут быть обработаны с использованием источников тепла, которые расположены практически горизонтально внутри и/или рядом с тонким углеводородным слоем или тонкими углеводсродными слоями. Относительно тонкий углеводородный слой может быть расположен на значительной глубине ниже поверхности земли. Например, формация может иметь перекрытие глубиной вплоть до приблизительно 650 м. Затраты на бурение на значительную глубину большого числа практически вертикальных скважин внутри формации могут быть значительными. Может быть выгодным горизонтальное расположение нагревателей внутри этих формаций для того, чтобы нагреть большую часть формации по длине приблизительно до 1600 м. Использование горизонтальных нагревателей может уменьшить число вертикальных скважин, которые необходимы для того, чтобы разместить достаточное число нагревателей внутри формации.In an embodiment of the in situ conversion process, a formation having one or more thin hydrocarbon layers may be treated. In some embodiments of the in-situ conversion process, such formations can be processed using heat sources that are located almost horizontally within and / or adjacent to a thin hydrocarbon layer or thin hydrocarbon layers. A relatively thin hydrocarbon layer may be located at a considerable depth below the surface of the earth. For example, a formation may have an overlap of up to about 650 m in depth. The cost of drilling a considerable amount of a large number of practically vertical wells within the formation can be significant. The horizontal arrangement of heaters within these formations may be advantageous in order to heat most of the formation to a length of approximately 1,600 m. The use of horizontal heaters may reduce the number of vertical wells that are needed to accommodate a sufficient number of heaters within the formation.

Угол наклона углеводородного слоя 58 относительно верхней поверхности земли 74 может быть различным. Например, углеводородный слой 58 может быть наклонным или крутопадающим относительно верхней поверхности земли 74, как показано на фиг.8. В некоторых вариантах воплощения углеводородный слой может проходить почти горизонтально относительно верхней поверхности земли. При использовании имеющихся в настоящее время методов добычи экономически целесообразная разработка крутопадающих углеводородных слоев представляется невозможной.The angle of inclination of the hydrocarbon layer 58 relative to the upper surface of the earth 74 may be different. For example, the hydrocarbon layer 58 may be inclined or steeply relative to the upper surface of the earth 74, as shown in FIG. In some embodiments, the hydrocarbon layer may extend almost horizontally relative to the top surface of the earth. When using currently available production methods, economically feasible development of steeply dipping hydrocarbon layers seems impossible.

Наклонный или относительно крутопадающий углеводородный слой может быть вовлечен в процесс конверсии на месте. Ряд эксплуатационных скважин 48 может быть размещен вблизи наивысшей части наклонного углеводородного слоя углеродной формации. Ряд нагревающих скважин 56 может быть размещен в углеводородном слое 58. Ряд нагревающих скважин 56 может быть использован для нагрева области 76 обработки. Первоначально может быть обработана верхняя часть углеводородного слоя 58. Тепловая энергия, поступающая из нагревающей скважины 56, может вызвать пиролиз угля с образованием углеводородных паров, которые выводятся из продуктивных эксплуатационных скважин 48. Когда добыча из верхней части формации снижается, более глубокие части формации могут нагреваться до температуры пиролиза. Полученные пары углеводородов могут проходить сквозь ранее подвергнутый пиролизу уголь. Высокая проницаемость, обусловленная пиролизом, и добыча текучей среды из верхней части формации могут обеспечивать транспортирование паровой фазы при минимальной потере напора. Транспортирование паровой фазы текучей среды, полученной в формации, может исключить необходимость в глубоких эксплуатационных скважинах, в дополнение к эксплуатационным скважинам. Может быть уменьшено число продуктивных скважин, необходимых для разработки формации. Уменьшение числа продуктивных скважин, необходимых для добычи, может повысить экономическую эффективность процесса конверсии на месте.An inclined or relatively steeply falling hydrocarbon layer may be involved in the in situ conversion process. A number of production wells 48 may be located near the highest portion of the inclined hydrocarbon layer of the carbon formation. A series of heating wells 56 may be located in the hydrocarbon layer 58. A series of heating wells 56 may be used to heat the treatment area 76. Initially, the upper portion of the hydrocarbon layer 58 may be processed. Thermal energy from the heating well 56 may cause pyrolysis of coal to form hydrocarbon vapors that are removed from productive production wells 48. When production from the upper part of the formation decreases, the deeper parts of the formation may heat up to the pyrolysis temperature. The resulting hydrocarbon vapors can pass through previously pyrolyzed coal. High permeability due to pyrolysis and fluid production from the upper part of the formation can provide vapor phase transport with minimal pressure loss. Transporting the vapor phase of the fluid obtained in the formation may eliminate the need for deep production wells, in addition to production wells. The number of production wells needed to form a formation can be reduced. Reducing the number of production wells needed for production can increase the cost-effectiveness of the in-place conversion process.

Ствол скважины может быть получен путем направленного бурения, структурно направленного бурения, бурения с управляемым двигателем и измерителем ускорения, по ударной технологии и/или по технологии ультразвукового бурения. Способ, используемый для получения ствола скважины, может определяться с учетом ряда факторов. Эти факторы могут включать, но не ограничиваться, доступность месторождения, глубину ствола скважины, свойства перекрытия и свойства углеводородсодержащего слоя или слоев.A wellbore can be obtained by directional drilling, structurally directional drilling, drilling with a controlled engine and an acceleration meter, using shock technology and / or ultrasonic drilling technology. The method used to obtain the wellbore can be determined taking into account a number of factors. These factors may include, but are not limited to, field availability, wellbore depth, overlap properties, and properties of the hydrocarbon containing layer or layers.

Вариант воплощения множества нагревающих скважин 56, сформированных в углеводородном слое 58, показан на фиг.9. Углеводородный слой 58 может быть крутопадающим слоем. В формации могут быть расположены одна или несколько нагревающих скважин 56 таким образом, чтобы две (или более) нагревающие скважины были практически параллельны друг другу и/или таким образом, чтобы, по меньшей мере, одна нагревающая скважина была практически параллельна границе углеводородного слоя 58 с неуглеводородным слоем. Например, одна или несколько нагревающих скважин 56 могут быть сформированы в углеводородном слое 58 магнитонаправленным методом. Пример магнитонаправленного метода описан в патенте США №5676212 (Kuckes). Магнитонаправленное бурение может включать бурение нагревающей скважины 56 параллельно соседней нагревающей скважине. Эта соседняя скважина может быть пробурена предварительно. Кроме того, магнитонаправленное бурение может включать бурение, направленное сенсорами и/или с определением магнитного поля, созданного в соседней нагревающей скважине. Например, магнитное поле может быть создано в соседней нагревающей скважине за счет прохождения тока в изолированной электропроводной линии, расположенной в соседней нагревающей скважине.An embodiment of a plurality of heating wells 56 formed in hydrocarbon layer 58 is shown in FIG. 9. The hydrocarbon layer 58 may be a steeply falling layer. One or more heating wells 56 may be located in the formation so that two (or more) heating wells are substantially parallel to each other and / or such that at least one heating well is substantially parallel to the boundary of the hydrocarbon layer 58 s non-hydrocarbon layer. For example, one or more heating wells 56 may be formed in the hydrocarbon layer 58 by a magnetically directed method. An example of a magnetically directed method is described in US patent No. 5676212 (Kuckes). Magnetically directed drilling may include drilling a heating well 56 parallel to an adjacent heating well. This adjacent well may be pre-drilled. In addition, magnetically directed drilling may include drilling directed by sensors and / or with a magnetic field generated in an adjacent heating well. For example, a magnetic field can be created in a neighboring heating well by passing current in an insulated conductive line located in a neighboring heating well.

В варианте воплощения процесса конверсии на месте степень нагрева может регулироваться таким образом, чтобы минимизировать затраты, связанные с нагреванием выбранного разреза. Эти затраты могут включать в себя, например, затраты на подводимую энергию и затраты на оборудование. В некоторых вариантах воплощения затраты, связанные с нагреванием выбранного разреза, могут быть минимизированы путем снижения степени нагрева, когда затраты, связанные с нагреванием, являются относительно высокими, и путем увеличения степени нагрева, когда затраты, связанные с нагреванием, являются относительно низкими. Например, может быть использована степень нагрева приблизительно 330 Вт/м, когда соответствующие затраты являются относительно высокими, и может быть использована степень нагрева приблизительно 1640 Вт/м, когда соответствующие затраты являются относительно низкими. В некоторых вариантах воплощения степень нагрева может изменяться приблизительно между 300 и 800 Вт/м, когда соответствующие затраты являются относительно высокими, и приблизительно между 1000 и 1800 Вт/м, когда соответствующие затраты являются относительно низкими. Затраты, связанные с нагреванием, могут быть относительно высокими в период пикового использования энергии, как, например, в дневное время. Например, потребление энергии в жаркий сезон может быть высоким в дневное время в связи с расходом энергии на кондиционирование воздуха. Периодом низкого потребления энергии может быть, например, ночное время или конец недели, когда расход энергии снижается. В этом варианте воплощения степень нагрева может изменяться от более высокой степени нагрева в период низкого потребления энергии, как, например, в ночное время, до меньшей степени нагрева в период высокого использования энергии, как, например, в дневное время.In an embodiment of the in-situ conversion process, the degree of heating can be adjusted so as to minimize the cost of heating the selected section. These costs may include, for example, the cost of energy supplied and the cost of equipment. In some embodiments, the costs associated with heating the selected section can be minimized by reducing the degree of heating when the costs associated with heating are relatively high, and by increasing the degree of heating when the costs associated with heating are relatively low. For example, a heating degree of about 330 W / m can be used when the corresponding costs are relatively high, and a heating degree of about 1640 W / m can be used when the corresponding costs are relatively low. In some embodiments, the degree of heating may vary between about 300 and 800 W / m when the corresponding costs are relatively high, and between about 1000 and 1800 W / m when the corresponding costs are relatively low. The costs associated with heating can be relatively high during peak periods of energy use, such as during the daytime. For example, energy consumption during the hot season can be high during the daytime due to energy consumption for air conditioning. A period of low energy consumption can be, for example, night time or the end of the week when energy consumption is reduced. In this embodiment, the degree of heating can vary from a higher degree of heating during a period of low energy consumption, such as at night, to a lesser degree of heating during a period of high energy use, such as during daytime.

Как показано на фиг.3, кроме источников 44 тепла, внутри части углеродной формации обычно может располагаться одна или несколько эксплуатационных скважин 48. Текучие среды формации можно добывать через эксплуатационную скважину 48. В некоторых вариантах воплощения эксплуатационная скважина 48 может включать в себя источник тепла. Этот источник тепла может нагревать часть формации в эксплуатационной скважине 48 или вблизи нее и обеспечивать удаление паровой фазы текучей среды. Потребность в перекачке при высокой температуре жидкостей из эксплуатационной скважины может быть снижена или исключена. Ограничение или исключение перекачки при высокой температуре жидкостей может существенно снизить эксплуатационные затраты. Обеспечение нагрева в эксплуатационной скважине или вблизи нее может: 1) предотвратить конденсацию и/или образование флегмы добытой текучей среды, когда такая среда перемещается в эксплуатационной скважине вблизи перекрытия, 2) увеличить подвод тепла в формацию и/или 3) увеличить проницаемость формации в эксплуатационной скважине или вблизи нее. В некоторых вариантах воплощения процесса конверсии на месте количество тепла, поданного в эксплуатационную скважину, значительно меньше количества тепла, подведенного к источникам тепла, которые нагревают формацию.As shown in FIG. 3, in addition to heat sources 44, one or more production wells 48 can usually be located within a portion of the carbon formation. Formation fluids can be produced through production well 48. In some embodiments, production well 48 may include a heat source. This heat source can heat part of the formation in or near production well 48 and allow for the removal of the vapor phase of the fluid. The need to pump liquids from a production well at a high temperature can be reduced or eliminated. Limiting or eliminating pumping at high temperature fluids can significantly reduce operating costs. Providing heating in or near the production well can: 1) prevent condensation and / or reflux of the produced fluid when such a medium moves in the production well near the overlap, 2) increase the heat input to the formation and / or 3) increase the formation permeability in the production well or near it. In some embodiments of the in-situ conversion process, the amount of heat supplied to the production well is significantly less than the amount of heat supplied to the heat sources that heat the formation.

Варианты воплощения эксплуатационной скважины могут включать клапаны, которые изменяют, поддерживают и/или регулируют давление, по меньшей мере, в части формации. Эксплуатационные скважины могут представлять собой обсадную скважину. Эксплуатационные скважины могут иметь фильтры для продукта или перфорированные обсадные колонны вблизи производственной зоны. Кроме того, эксплуатационные скважины могут быть окружены песком, гравием или другими уплотняющими материалами, рядом с производственной зоной.Embodiments of a production well may include valves that modify, maintain, and / or control pressure in at least a portion of the formation. Production wells may be a casing well. Production wells may have product filters or perforated casing near the production area. In addition, production wells may be surrounded by sand, gravel or other sealing materials, close to the production area.

В ходе конверсии на месте эксплуатационные скважины могут эксплуатироваться таким образом, чтобы эксплуатационные скважины находились под меньшим давлением, чем другие части формации. В некоторых вариантах воплощения в эксплуатационных скважинах поддерживается вакуум. Поддержание пониженного давления в эксплуатационных скважинах может предотвратить миграцию текучих сред из формации наружу, из области обработки на месте.During on-site conversion, production wells can be operated so that production wells are under less pressure than other parts of the formation. In some embodiments, a vacuum is maintained in production wells. Maintaining reduced pressure in production wells can prevent the migration of fluids from the formation to the outside, from the field of treatment in place.

На фиг.10 показана схема источников 44 тепла и эксплуатационных скважин 48, которая может быть использована для переработки углеродной формации. Источники 44 тепла могут быть расположены в блоке источников тепла, таком как треугольный фрагмент 82. Однако источники 44 тепла могут быть расположены различными фрагментами, которые включают, но не ограничиваются: квадраты, шестиугольники и другие многоугольники. Этот фрагмент может включать правильные многоугольники, которые обеспечивают равномерный нагрев формации, в которой расположены источники тепла. Кроме того, этот фрагмент может представлять собой линейный контур расположения. Обычно линейный контур расположения включает первое линейное расположение нагревающих скважин, второе линейное расположение нагревающих скважин и эксплуатационной скважины или линейное расположение эксплуатационных скважин между первым и вторым линейным расположением нагревающих скважин.Figure 10 shows a diagram of heat sources 44 and production wells 48, which can be used to process the carbon formation. Heat sources 44 can be located in a block of heat sources, such as a triangular fragment 82. However, heat sources 44 can be located in various fragments, which include, but are not limited to: squares, hexagons, and other polygons. This fragment may include regular polygons that provide uniform heating of the formation in which the heat sources are located. In addition, this fragment may be a linear outline of the arrangement. Typically, the linear arrangement of the arrangement includes a first linear arrangement of heating wells, a second linear arrangement of heating wells and production wells, or a linear arrangement of production wells between the first and second linear arrangement of heating wells.

С помощью некоторых вариантов воплощения процесса конверсии на месте возможна экономичная переработка формаций, которая раньше считалась неэкономичной для производства. Извлечение углеводородов из формаций, считавшихся ранее неэкономичными для производства, стало возможным благодаря неожиданному увеличению термической проводимости и термодиффузии, которые могут быть использованы в ходе термической конверсии углеводородов внутри формации под действием индуктивного и/или излучательного нагрева части формации. Неожиданность результатов иллюстрируется тем фактом, что из уровня техники следует, что определенные углеродные формации, такие как уголь, обладают относительно низкими значениями термической проводимости и термодиффузии при нагревании. Например, в Государственном отчете №8364 J.M.Singer и R.P.Туе, озаглавленном как "Термические, механические и физические свойства избранных углей и коксов". Department of the Interior, Горное бюро США (1979), авторы приводят значения термической проводимости и термодиффузии для четырех битуминозных углей. В этот отчет включены зависимости термической проводимости и термодиффузии от температуры, из которых следует, что эти показатели имеют относительно низкие значения вплоть до 400°С (например, термическая проводимость составляет около 0,2 Вт/(м.К) или ниже, а термодиффузия - приблизительно 1,7·10-3 см2/с). В этом Государственном отчете утверждается, что "угли и коксы являются отличными термическими изоляторами".Using some of the options for implementing the on-site conversion process, it is possible to economically process formations that were previously considered uneconomical for production. The recovery of hydrocarbons from formations that were previously considered uneconomical for production was made possible due to an unexpected increase in thermal conductivity and thermal diffusion, which can be used during the thermal conversion of hydrocarbons inside the formation under the influence of inductive and / or radiative heating of part of the formation. The unexpectedness of the results is illustrated by the fact that it follows from the prior art that certain carbon formations, such as coal, have relatively low values of thermal conductivity and thermal diffusion when heated. For example, in State Report No. 8364 of JMSinger and RPТуе, entitled "Thermal, mechanical and physical properties of selected coals and cokes". Department of the Interior, U.S. Mining Bureau (1979), authors cite thermal conductivity and thermal diffusion values for four bituminous coals. This report includes the dependences of thermal conductivity and thermal diffusion on temperature, from which it follows that these indicators have relatively low values up to 400 ° C (for example, thermal conductivity is about 0.2 W / (m.K) or lower, and thermal diffusion - approximately 1.7 · 10 -3 cm 2 / s). This State Report states that "coal and coke are excellent thermal insulators."

В некоторых вариантах воплощения процесса конверсии на месте углеводородсодержащие ресурсы (например, уголь) могут быть обработаны таким образом, что значения термической проводимости и термодиффузии являются значительно более высокими (например, термическая проводимость приблизительно 0,5 Вт/(м.К) и выше, а термодиффузия приблизительно 4,1·10-3 см2/с), по сравнению со значениями, ожидаемыми из рассмотрения опубликованной литературы, такой как Государственный отчет №8364. Если углеродная формация вовлекается в процесс конверсии на месте, то уголь не ведет себя как "отличный термический изолятор". Напротив, тепло может и действительно передается и/или диффундирует в формацию со значительно более высокой (и лучшей) скоростью, чем скорость, ожидаемая в соответствии с опубликованной литературой, в результате чего существенно улучшается экономическая целесообразность термической обработки формации.In some embodiments of the in-situ conversion process, hydrocarbon-containing resources (e.g., coal) can be processed so that the thermal conductivity and thermal diffusion are significantly higher (e.g., thermal conductivity of about 0.5 W / (mK) and higher, and thermal diffusion is approximately 4.1 · 10 -3 cm 2 / s), compared with the values expected from consideration of published literature, such as State Report No. 8364. If the carbon formation is involved in the in situ conversion process, then coal does not behave as an “excellent thermal insulator”. On the contrary, heat can and does transfer and / or diffuse into the formation at a significantly higher (and better) speed than the rate expected in accordance with published literature, resulting in significantly improved economic feasibility of heat treatment of the formation.

В варианте воплощения процесса конверсии на месте нагрев части углеродной формации на месте до температуры меньше, чем верхняя температура пиролиза может повысить проницаемость нагретой части формации. Проницаемость может увеличиться вследствие образования термических разломов внутри нагретой части. Термические разломы могут образоваться под действием теплового расширения формации и/или локального повышения давления из-за испарения жидких веществ (например, воды и/или углеводородов) в формации. По мере повышения температуры нагретой части формации вода в ней может испаряться. Испарившаяся вода может выходить и/или удаляться из формации. Удаление воды из формации также может увеличить проницаемость нагретой части формации. Кроме того, проницаемость нагретой части также может увеличиться за счет потери массы из формации, в результате образования текучих продуктов пиролиза в формации. Текучие продукты пиролиза могут быть удалены из формации с помощью эксплуатационных скважин.In an embodiment of the in situ conversion process, heating a portion of the carbon formation in situ to a temperature lower than the upper pyrolysis temperature may increase the permeability of the heated portion of the formation. Permeability may increase due to the formation of thermal fractures inside the heated portion. Thermal faults can be formed due to thermal expansion of the formation and / or local increase in pressure due to the evaporation of liquid substances (for example, water and / or hydrocarbons) in the formation. As the temperature of the heated portion of the formation increases, the water in it may evaporate. Evaporated water may exit and / or be removed from the formation. Removing water from the formation can also increase the permeability of the heated portion of the formation. In addition, the permeability of the heated portion can also increase due to the loss of mass from the formation, resulting in the formation of fluid pyrolysis products in the formation. Fluid pyrolysis products can be removed from the formation using production wells.

Нагревание формации с помощью источников тепла, расположенных в формации, может обеспечить практически равномерную проницаемость нагретой части углеродной формации. Практически равномерная проницаемость может препятствовать образованию каналов текучей среды в формации и обеспечить получение продукции практически из всех частей нагретой формации. Определение величины (например, расчетом или оценкой) проницаемости любой выбранной части в формации, имеющей практически равномерную проницаемость, не может изменяться больше, чем в 10 раз в расчете на среднюю оценку проницаемости этой выбранной части.Heating the formation using heat sources located in the formation can provide almost uniform permeability to the heated portion of the carbon formation. Almost uniform permeability can prevent the formation of fluid channels in the formation and provide products from virtually all parts of the heated formation. The determination of the value (for example, by calculation or estimation) of the permeability of any selected part in a formation having practically uniform permeability cannot change more than 10 times per average estimate of the permeability of this selected part.

Проницаемость выбранной части внутри нагретой части углеродной формации может быстро возрастать при нагревании этой выбранной части за счет проводимости. Проницаемость непроницаемой углеродной формации до обработки может быть меньше, чем приблизительно 0,1 милли Дарси (9,9·10-17 м2). В некоторых вариантах воплощения за счет пиролиза, по меньшей мере, части углеродной формации проницаемость внутри этой выбранной части может увеличиваться приблизительно более чем до 10 милли Дарси, 100 милли Дарси, 1,0 Дарси, 10, 20 или 50 Дарси. Проницаемость этой выбранной части может увеличиваться приблизительно более чем в 100, 1000, 10000, 100000 раз или больше.The permeability of a selected portion within the heated portion of the carbon formation can rapidly increase when this selected portion is heated due to conductivity. The permeability of the impermeable carbon formation prior to treatment may be less than about 0.1 milli Darcy (9.9 x 10 -17 m 2 ). In some embodiments, by pyrolyzing at least a portion of the carbon formation, the permeability within this selected portion can increase to more than about 10 milli Darcy, 100 milli Darcy, 1.0 Darcy, 10, 20, or 50 Darcy. The permeability of this selected portion can increase by more than about 100, 1000, 10,000, 100,000 times or more.

В некоторых вариантах воплощения процесса конверсии на месте наложение (например, перекрывание) потоков тепла от одного или нескольких источников тепла может привести практически к равномерному нагреву части углеродной формации. Поскольку обычно при нагреве формаций имеется градиент температур, который имеет максимальное значение вблизи источников тепла и снижается по мере увеличения расстояния от источников тепла, "практически равномерный" нагрев означает такой нагрев, когда температура в большинстве сечений не отличается больше, чем на 100°С от оценки среднего значения температуры в большинстве выбранных сечений (объема), которые обрабатываются.In some embodiments of the on-site conversion process, the application (eg, overlapping) of heat fluxes from one or more heat sources can result in substantially uniform heating of a portion of the carbon formation. Since there is usually a temperature gradient when heating formations, which has a maximum value near heat sources and decreases with increasing distance from heat sources, “almost uniform” heating means heating when the temperature in most sections does not differ by more than 100 ° C from estimates of the average temperature in most selected sections (volume) that are processed.

Удаление углеводородов из формации в ходе процесса конверсии на месте может происходить в микроскопическом масштабе, а также в макроскопическом масштабе (например, через эксплуатационные скважины). Углеводороды могут быть удалены из микропор внутри части формации за счет нагрева. Микропоры в общем могут быть определены как поры, имеющие размер поперечного сечения приблизительно меньше, чем 1000 Ангстрем (100 нм). Удаление твердых углеводородов может привести практически к равномерному увеличению пористости выбранного сечения внутри нагретой части формации. Нагрев части углеродной формации может привести практически к равномерному увеличению пористости выбранного сечения внутри нагретой части. Термин "практически равномерная пористость" означает, что определение (например, расчетом или оценкой) пористости в любом выбранном сечении не отличается больше, чем на 25% от оценки средней пористости в такой выбранной части.The removal of hydrocarbons from the formation during the in-situ conversion process can occur on a microscopic scale, as well as on a macroscopic scale (for example, through production wells). Hydrocarbons can be removed from micropores within a portion of the formation by heating. Micropores can generally be defined as pores having a cross-sectional size of approximately less than 1000 Angstroms (100 nm). The removal of solid hydrocarbons can lead to an almost uniform increase in the porosity of the selected section within the heated portion of the formation. The heating of a part of the carbon formation can lead to an almost uniform increase in the porosity of the selected section within the heated part. The term "almost uniform porosity" means that the determination (for example, by calculation or evaluation) of porosity in any selected section does not differ by more than 25% from the average porosity in such a selected part.

Физические характеристики части углеродной формации после пиролиза могут быть подобны характеристикам пористого слоя. Физические характеристики формации, подвергнутой процессу конверсии на месте, могут существенно отличаться от физических характеристик углеродной формации, подвергнутой нагнетанию газов, которые сжигают углеводороды, для того чтобы нагреть углеводороды, и/или формаций, подвергнутых добыче с закачкой водяного пара. Газы, нагнетаемые в неразработанные или трещиноватые формации, могут образовать каналы по всей формации. Эти газы могут быть неравномерно распределены по всей формации. Напротив, газ, нагнетаемый в часть углеродной формации, подвергнутой процессу конверсии на месте, может легко и практически равномерно контактировать с углеродом и/или углеводородами, оставшимися в формации. Газы, полученные путем нагрева углеводородов, могут перемещаться на значительное расстояние внутри нагретой части формации с минимальной потерей напора.The physical characteristics of a portion of the carbon formation after pyrolysis may be similar to the characteristics of the porous layer. The physical characteristics of the formation subjected to the in-situ conversion process may differ significantly from the physical characteristics of the carbon formation subjected to the injection of gases that burn hydrocarbons in order to heat the hydrocarbons and / or the formations subjected to steam injection. Gases injected into undeveloped or fractured formations can form channels throughout the formation. These gases can be unevenly distributed throughout the formation. In contrast, gas injected into a portion of a carbon formation subjected to an in-situ conversion process can easily and almost uniformly contact carbon and / or hydrocarbons remaining in the formation. Gases produced by heating hydrocarbons can travel a considerable distance within the heated portion of the formation with minimal head loss.

Транспортирование газов в формации на значительное расстояние может быть особенно выгодным для уменьшения числа эксплуатационных скважин, необходимых для добычи текучей среды из формации. Первая часть углеводородсодержащей формации может быть вовлечена в процесс конверсии на месте. Объем формации, вовлеченной в процесс конверсии на месте, может быть расширен путем нагрева прилегающих частей углеродной формации. Текучая среда формации, полученная в прилегающих частях формации, может быть добыта из эксплуатационных скважин в этой первой части. В случае необходимости, в прилегающих частях формации могут быть смонтированы несколько дополнительных эксплуатационных скважин, но такие эксплуатационные скважины могут иметь большие разделительные расстояния. Способность переносить текучие среды в формации на значительное расстояние может быть выгодной для обработки крутопадающей углеродной формации. Эксплуатационные скважины могут быть расположены в верхней части наклонной разработки. Источники тепла могут следовать наклону формации. Верхняя часть может быть подвергнута термической обработке путем активации части источников тепла в верхней части формации. Прилегающие части крутопадающей формации могут быть подвергнуты термической обработке, после обработки ее верхней части; это увеличивает проницаемость формации, так что текучие среды в нижних частях формации могут быть добыты из верхних частей.Transporting gases in the formation over a considerable distance can be particularly beneficial in reducing the number of production wells needed to extract fluid from the formation. The first part of the hydrocarbon containing formation may be involved in the in situ conversion process. The volume of the formation involved in the in situ conversion process can be expanded by heating the adjacent parts of the carbon formation. Formation fluid obtained in adjacent parts of the formation may be produced from production wells in this first part. If necessary, several additional production wells may be mounted in adjacent parts of the formation, but such production wells may have large separation distances. The ability to transport fluids in the formation over a considerable distance can be beneficial for processing steeply falling carbon formations. Production wells may be located in the upper part of the deviated development. Heat sources may follow the slope of the formation. The upper part can be heat treated by activating part of the heat sources in the upper part of the formation. The adjacent parts of the steeply falling formation can be subjected to heat treatment, after processing its upper part; this increases the permeability of the formation, so that fluids in the lower parts of the formation can be extracted from the upper parts.

В одном воплощении добычу углеводородов из формации предотвращают до тех пор, пока, по меньшей мере, часть углеводородов в формации не будет подвергнута пиролизу. Углеводороды могут добываться из формации в тот момент, когда смесь приобретает заданное качество (например, удельный вес в градусах API, концентрация водорода, содержание ароматических углеводородов и др.). В некоторых вариантах воплощения заданные показатели качества включают удельный вес в градусах API, по меньшей мере, при температурах приблизительно 20, 30 или 40°С. Предотвращение добычи до тех пор, пока, по меньшей мере, часть углеводородов не подвергнется пиролизу, может привести к увеличению конверсии тяжелых углеводородов в легкие углеводороды. Предотвращение начальной добычи может свести к минимуму добычу тяжелых углеводородов из формации. При добыче значительного количества тяжелых углеводородов требуется дорогое оборудование и/или снижается срок службы производственного оборудования.In one embodiment, hydrocarbon production from the formation is prevented until at least a portion of the hydrocarbons in the formation are pyrolyzed. Hydrocarbons can be produced from the formation at a time when the mixture acquires a given quality (for example, specific gravity in degrees API, hydrogen concentration, aromatic hydrocarbon content, etc.). In some embodiments, predetermined quality indicators include specific gravity in degrees API, at least at temperatures of about 20, 30, or 40 ° C. Preventing production until at least a portion of the hydrocarbons undergo pyrolysis can lead to an increase in the conversion of heavy hydrocarbons to light hydrocarbons. Preventing initial production can minimize the production of heavy hydrocarbons from the formation. When producing a significant amount of heavy hydrocarbons, expensive equipment is required and / or the service life of the production equipment is reduced.

Когда добычу углеводородов из формации предотвращают, давление стремится вырасти с повышением температуры в формации из-за термического расширения и/или фазовых превращений тяжелых углеводородов и других текучих сред (например, воды) в формации. Может быть необходимым поддерживать давление внутри формации ниже заданного уровня, чтобы предотвратить нежелательную добычу, растрескивание перекрытия или подстилающего слоя и/или коксование углеводородов в формации. Заданное давление может быть литостатическим или гидростатическим давлением формации. Например, заданное давление может соответствовать приблизительно 15 МПа или в некоторых воплощениях заданное давление может быть равным приблизительно 3,5 МПа. Давление в формации можно регулировать путем контроля степени добычи из эксплуатационных скважин в формации. В других вариантах воплощения давление в формации можно регулировать путем сброса давления через одну или несколько разгрузочных скважин в формации. Разгрузочные скважины могут представлять собой скважины с источниками тепла или самостоятельные скважины, введенные в формацию.When hydrocarbon production from the formation is prevented, pressure tends to increase with increasing temperature in the formation due to thermal expansion and / or phase transformations of heavy hydrocarbons and other fluids (eg, water) in the formation. It may be necessary to maintain the pressure within the formation below a predetermined level to prevent unwanted production, cracking of the overlap or bed and / or coking of hydrocarbons in the formation. The target pressure may be a lithostatic or hydrostatic pressure of the formation. For example, a predetermined pressure may correspond to approximately 15 MPa, or in some embodiments, a predetermined pressure may be approximately 3.5 MPa. Formation pressure can be controlled by controlling the degree of production from production wells in the formation. In other embodiments, the pressure in the formation can be controlled by depressurizing through one or more discharge wells in the formation. Unloading wells may be wells with heat sources or stand-alone wells introduced into the formation.

Текучая среда удаляется из формации через разгрузочные скважины и может быть направлена в устройство обработки, расположенное на поверхности. Добыча, по меньшей мере, части углеводородов из формации может предотвратить рост давления в формации выше заданной величины.Fluid is removed from the formation through discharge wells and can be directed to a surface treatment device. The production of at least a portion of the hydrocarbons from the formation can prevent the pressure in the formation from rising above a predetermined value.

В процессе медленного нагрева можно получить конденсированные углеводородные жидкости, имеющие удельный вес в градусах API в интервале от 22 до 50° (от 0,9328 до 0,7796) и среднюю молекулярную массу приблизительно от 150 до 250 г/г·моль.In the process of slow heating, condensed hydrocarbon liquids having a specific gravity in degrees API in the range of 22 to 50 ° (0.9328 to 0.7796) and an average molecular weight of about 150 to 250 g / g · mol can be obtained.

В некоторых вариантах воплощения миграция текучих сред формации в область обработки или из этой области может быть предотвращена за счет использования барьеров. Барьеры могут включать, но не ограничиваются, барьеры естественного происхождения (например, перекрытия и/или подстилающие слои), замороженные барьерные зоны, низкотемпературные барьерные зоны, цементированные стенки, сернистые скважины, обезвоживающие скважины, нагнетающие скважины, барьер, сформированный гелем, образовавшимся в формации, барьер, сформированный за счет осаждения солей в формации, и/или их сочетания. Барьеры могут ограничивать область обработки. Альтернативно, часть области обработки может быть снабжена барьерами.In some embodiments, the migration of formation fluids to or from the treatment area can be prevented by the use of barriers. Barriers may include, but are not limited to, naturally occurring barriers (e.g., overlays and / or underlying layers), frozen barrier zones, low temperature barrier zones, cemented walls, sulphurous wells, dewatering wells, injection wells, a barrier formed by the gel formed in the formation , a barrier formed by the deposition of salts in the formation, and / or combinations thereof. Barriers can limit the processing area. Alternatively, part of the treatment area may be provided with barriers.

На фиг.11 изображен вариант областей 76 обработки, ограниченных барьером 84 по периметру. Барьер 84 по периметру определяет ограниченный объем формации, который будет обработан в процессе конверсии на месте. Ограниченный объем формации известен как область 76 обработки. Определение ограниченного объема формации, т.е. области, которая будет обработана, может обеспечить облегченное регулирование технологических условий внутри ограниченного объема.Figure 11 shows a variant of the processing areas 76 bounded by a perimeter barrier 84. The perimeter barrier 84 defines a limited amount of formation that will be processed during the on-site conversion process. The limited volume of the formation is known as treatment area 76. Definition of a limited formation volume, i.e. the area to be processed can provide easier regulation of the process conditions within a limited volume.

Барьер 84 по периметру может включать смонтированные части и части формации естественного происхождения. Части формации естественного происхождения, которые образуют часть барьера по периметру, могут включать практически непроницаемые слои формации. Примеры барьеров по периметру естественного происхождения включают перекрытия и подстилающие слои. Смонтированные части барьера 84 по периметру могут быть смонтированы в случае необходимости, для того чтобы определить отдельные области 76 обработки. В процессе конверсии на месте скважины 86 могут быть расположены внутри областей 76 обработки. Скважины 86 процесса конверсии на месте могут включать источники тепла, продуктивные скважины, обезвоживающие скважины области обработки, контрольные скважины и другие типы скважин, которые используются в ходе процесса конверсии на месте.The perimeter barrier 84 may include mounted parts and parts of a formation of natural origin. Parts of the natural formation that form part of the perimeter barrier may include substantially impermeable layers of the formation. Examples of perimeter barriers of natural origin include floors and underlying layers. Mounted parts of the barrier 84 around the perimeter can be mounted if necessary, in order to determine the individual area 76 of the processing. In the in situ conversion process, wells 86 may be located within processing areas 76. Wells 86 of the in-situ conversion process may include heat sources, production wells, dewatering wells of the treatment area, control wells, and other types of wells that are used in the in-situ conversion process.

Различные области 76 обработки могут разделять разрезы общих барьеров для того, чтобы минимизировать длину барьера 84 по периметру, который необходимо сформировать. Барьер 84 по периметру может предотвратить миграцию текучей среды в область 76 обработки, которую вовлекают в процесс конверсии на месте. Целесообразно, когда барьер 84 по периметру может предотвратить миграцию воды из формации в область 76 обработки. Вода формации обычно включает в себя воду и растворенный в воде материал (например, соли). Если допустить миграцию воды из формации в область 76 обработки в ходе процесса конверсии на месте, то вода формации может привести к увеличению эксплуатационных затрат этого процесса за счет добавления дополнительных энергозатрат, связанных с удалением, выделением и обработкой дополнительного количества воды в текучей среде, полученной в формации. При миграции значительного количества воды из формации в область обработки может замедляться подъем температуры внутри частей области 76 обработки до желаемой температуры.Different processing areas 76 may separate sections of common barriers in order to minimize the length of the barrier 84 around the perimeter that needs to be formed. A perimeter barrier 84 can prevent fluid from migrating to the treatment area 76, which is involved in the in-situ conversion process. It is advisable when the perimeter barrier 84 can prevent the migration of water from the formation into the treatment area 76. Formation water typically includes water and material dissolved in water (e.g., salts). If water is allowed to migrate from the formation to the treatment area 76 during the in-place conversion process, the formation water can lead to an increase in the operating costs of this process by adding additional energy costs associated with the removal, isolation and treatment of additional water in the fluid obtained in formations. When a significant amount of water migrates from the formation to the treatment area, the temperature rise within portions of the treatment area 76 to the desired temperature may be slowed down.

Для определенных типов барьеров 84 по периметру (например, замороженные барьеры) между соседними областями 76 обработки возможно вовлечение соседних областей обработки в различные процессы конверсии на месте. Например, первая область обработки может быть подвергнута пиролизу, вторая область обработки, примыкающая к первой области обработки, может быть подвергнута генерации синтез-газа, третья область обработки, примыкающая к первой области обработки и/или ко второй области обработки, может быть вовлечена в процесс добычи на месте. Технологические условия в различных областях обработки могут отличаться по параметрам температуры, давления, производительности, скорости подвода тепла и др.For certain types of perimeter barriers 84 (e.g., frozen barriers) between adjacent treatment areas 76, it is possible to involve adjacent treatment areas in various in-place conversion processes. For example, the first treatment area may be pyrolyzed, the second treatment area adjacent to the first treatment area may be subjected to synthesis gas generation, the third treatment area adjacent to the first treatment area and / or the second treatment area may be involved mining in place. Technological conditions in different areas of processing may differ in terms of temperature, pressure, productivity, heat input rate, etc.

В некоторых формациях углеводородсодержащий слой, который будет вовлечен в процесс конверсии на месте, расположен в той части формации, которая является проницаемой и/или трещиноватой. В отсутствие барьера 84 по периметру текучая среда формации, образовавшаяся в ходе процесса конверсии на месте, могла бы покинуть объем формации, которая обрабатывается. Поток текучей среды формации из объема формации, которая обрабатывается, может ингибировать способность поддерживать желаемое давление внутри части обработанной формации. Таким образом, определение ограниченного объема формации, которая будет обработана, с использованием барьера 84 по периметру может обеспечить регулирование давления внутри ограниченного объема. Регулирование количества текучей среды, удаляемого из области 76 обработки через разгрузочные скважины, продуктивные скважины и/или источники тепла, может обеспечить регулирование давления внутри области обработки. В некоторых вариантах воплощения разгрузочные скважины представляют собой перфорированные обсадные колонны, расположенные внутри или рядом со стволами скважин источников тепла, которые имеют уплотненные обсадные колонны, такие как распределенные области беспламенного горения. Применение барьеров по периметру такого же типа (например, замороженные барьеры и цементированные стенки) может обеспечить регулирование давления в отдельных областях 76 обработки.In some formations, the hydrocarbon containing layer that will be involved in the in situ conversion process is located in that part of the formation that is permeable and / or fractured. In the absence of a perimeter barrier 84, the formation fluid generated during the in-situ conversion process could leave the volume of the formation that is being processed. The fluid flow of the formation from the volume of the formation that is being processed may inhibit the ability to maintain the desired pressure within a portion of the treated formation. Thus, determining the limited volume of the formation to be processed using a perimeter barrier 84 can provide pressure control within the limited volume. Regulation of the amount of fluid removed from the treatment area 76 through unloading wells, production wells and / or heat sources can provide pressure control within the treatment area. In some embodiments, the discharge wells are perforated casing strings located within or adjacent to the wellbores of the heat sources that have sealed casing strings, such as distributed flameless combustion regions. The use of perimeter barriers of the same type (for example, frozen barriers and cemented walls) can provide pressure control in individual processing areas 76.

В ходе процесса конверсии на месте тепло, подведенное в формацию, может вызвать образование разломов внутри областей 76 обработки. Некоторые разломы могут распространяться в направлении периметра области 76 обработки. Распространяющийся разлом может пересекать водоносный слой, что приведет к поступлению воды формации в область 76 обработки. Вода формации, поступающая в область 76 обработки, может препятствовать повышению температуры формации под действием источников тепла, в части области обработки, до уровня, который существенно выше температуры испарения воды, входящей в формацию. Кроме того, разломы могут обеспечивать миграцию текучей среды, образующейся в ходе процесса конверсии на месте, из области 76 обработки.During the in-situ conversion process, heat introduced into the formation can cause fractures within processing areas 76. Some faults may propagate in the direction of the perimeter of the processing region 76. A propagating fault may cross the aquifer, which will result in formation water entering the treatment area 76. The formation water entering the treatment area 76 can prevent the formation temperature from rising under the influence of heat sources, in part of the treatment area, to a level that is significantly higher than the evaporation temperature of the water entering the formation. In addition, faults can provide for the migration of fluid generated during the in-situ conversion process from processing area 76.

Барьер 84 по периметру, вокруг области 76 обработки, может ограничивать влияние распространяющегося разлома на процесс конверсии на месте. В некоторых вариантах воплощения барьеры 84 по периметру располагают достаточно далеко от области 76 обработки так, что разломы, которые развиваются в формации, не влияют на целостность барьера по периметру. Барьеры 84 по периметру могут быть расположены на 10, 40 или 70 м в стороне от скважины 86 процесса конверсии на месте. В некоторых вариантах воплощения барьеры 84 по периметру могут быть расположены рядом с областью 76 обработки. Например, замороженный барьер, сформированный замороженными скважинами, может быть расположен рядом с источниками тепла, продуктивными скважинами или другими скважинами. Скважины 86 процесса конверсии на месте могут быть расположены на расстоянии менее 1 м от замороженных скважин, хотя при большем удалении можно целесообразным образом ограничить влияние на скважины процесса конверсии на месте замороженного барьера и ограничить влияние нагрева на замороженный барьер.A perimeter barrier 84 around processing region 76 may limit the influence of a propagating fault on the in-situ conversion process. In some embodiments, perimeter barriers 84 are located far enough away from the treatment area 76 so that faults that develop in the formation do not affect the perimeter barrier integrity. Perimeter barriers 84 may be located 10, 40, or 70 m away from well 86 of the in-situ conversion process. In some embodiments, perimeter barriers 84 may be located adjacent to the treatment area 76. For example, a frozen barrier formed by frozen wells may be located near heat sources, production wells, or other wells. Wells 86 of the in-place conversion process can be located at a distance of less than 1 m from the frozen wells, although at greater distances it is possible to appropriately limit the effect on the wells of the conversion process in place of the frozen barrier and to limit the effect of heating on the frozen barrier.

Барьеры по периметру могут быть использованы для обращения регулирующих импульсов и/или для обеспечения того, чтобы процесс конверсии на месте существенно не влиял на области, смежные с областью обработки (например, уровень грунтовых вод или другие области, чувствительные к окружающей среде). Формация внутри барьера по периметру может быть обработана с использованием процесса конверсии на месте. Барьер по периметру может предотвратить влияние на формацию с наружной стороны барьера процесса конверсии на месте, применяемого для формации внутри барьера. Барьеры по периметру могут предотвратить миграцию текучей среды из области обработки. Барьеры по периметру могут предотвратить рост температуры до температуры пиролиза с наружных сторон барьера по периметру.Perimeter barriers can be used to reverse control pulses and / or to ensure that the on-site conversion process does not significantly affect areas adjacent to the treatment area (e.g., groundwater level or other areas that are sensitive to the environment). The perimeter formation inside the barrier can be processed using an in-place conversion process. The perimeter barrier can prevent the in-place conversion process used for the formation inside the barrier on the formation from the outside of the barrier. Perimeter barriers can prevent fluid from migrating from the treatment area. Perimeter barriers can prevent the temperature from rising to a pyrolysis temperature on the outside of the perimeter barrier.

В некоторых формациях имеется относительно тонкое перекрытие над частью формации. Некоторые формации могут иметь обнажение пород, которое приближается или простирается до поверхности земли. В некоторых формациях в ходе термической обработки в перекрытии могут появляться разломы или развивающиеся трещины, которые выходят на поверхность или приближаются к ней. Некоторые формации могут иметь проницаемые части, которые обеспечивают выход текучей среды формации в атмосферу при нагреве формации. Для этой части формации, которая будет обеспечивать или потенциально обеспечит выход текучей среды формации в атмосферу при термической обработке, может быть предусмотрено грунтовое покрытие.Some formations have a relatively thin overlap over part of the formation. Some formations may have rock outcrops that approach or extend to the surface of the earth. In some formations, during heat treatment, faults or developing cracks may appear in the overlap that extend to or approach the surface. Some formations may have permeable parts that allow formation fluid to escape into the atmosphere when the formation is heated. For this part of the formation, which will provide or potentially provide the outlet fluid of the formation to the atmosphere during heat treatment, a primer coating may be provided.

Обработка формации на месте может существенно изменить характеристики формации, такие как проницаемость и структурная прочность. Добыча углеводородов из формации соответствует удалению углеводородсодержащего материала из формации. В некоторых формациях тепло, подведенное в формацию, может вызвать растрескивание формации. Удаление углеводородсодержащего материала и образование трещин может повлиять на структурную целостность формации. Выбранные участки в области обработки могут оставаться необработанными, для того чтобы сохранить структурную целостность формации, предотвратить оседание породы и/или предотвратить распространение трещин.In situ formation processing can significantly alter formation characteristics, such as permeability and structural strength. Hydrocarbon production from the formation corresponds to the removal of hydrocarbon-containing material from the formation. In some formations, heat introduced into the formation can cause cracking of the formation. The removal of hydrocarbon-containing material and the formation of cracks can affect the structural integrity of the formation. Selected areas in the treatment area may remain untreated in order to preserve the structural integrity of the formation, prevent subsidence of the rock and / or prevent the propagation of cracks.

ПримерExample

Углеводородные текучие среды получают из части углеродной формации, в которой проводят эксперимент "на месте". Уголь представляет собой высоколетучий битуминозный уголь С. Формацию нагревают электрическими нагревателями. На фиг.12 приведен поперечный разрез, представляющий экспериментальную систему натурных испытаний на месте. Как видно из фиг.12, экспериментальная система натурных испытаний включает углеродсодержащую формацию 88. Область 76 обработки находится внутри барьера 84 по периметру, который представляет собой цементированную стенку. Углеводородный слой 58 имеет угол наклона приблизительно 36° и имеет толщину приблизительно 4,9 м. На фиг.13 продемонстрировано расположение источников тепла 44а, 44b, 44с, эксплуатационных скважин 48а, 48b и регистрационных скважин 90а, 90b, 90с, 90d, которые используются в экспериментальной системе натурных испытаний. Три источника тепла расположены в треугольной конфигурации. Эксплуатационная скважина 48а расположена непосредственно в центре схемы расположения источников тепла и на равном расстоянии от каждого источника тепла. Вторая эксплуатационная скважина 48b расположена вне схемы расположения источников тепла, на равном расстоянии от двух ближайших источников тепла. Барьер 84 по периметру сформирован вокруг контура расположения источников тепла и эксплуатационных скважин. Цементированная стенка образована из 24 опорных колонн. Барьер 84 по периметру предотвращает приток воды в часть формации в ходе эксперимента на месте. Кроме того, барьер 84 по периметру предотвращает потери образовавшихся текучих углеводородных продуктов в ненагретую часть формации.Hydrocarbon fluids are obtained from a portion of the carbon formation in which the on-site experiment is conducted. Coal is a highly volatile bituminous coal C. The formation is heated by electric heaters. 12 is a cross-sectional view showing an experimental field test system in place. As can be seen from FIG. 12, the experimental full-scale test system includes a carbon-containing formation 88. The treatment area 76 is located inside the barrier 84 around the perimeter, which is a cemented wall. The hydrocarbon layer 58 has an inclination angle of approximately 36 ° and a thickness of approximately 4.9 m. FIG. 13 shows the locations of heat sources 44a, 44b, 44c, production wells 48a, 48b, and registration wells 90a, 90b, 90c, 90d that are used in the experimental system of full-scale tests. Three heat sources are located in a triangular configuration. Production well 48a is located directly in the center of the heat source layout and at an equal distance from each heat source. The second production well 48b is located outside the layout of the heat sources, at an equal distance from the two nearest heat sources. A perimeter barrier 84 is formed around the contour of the location of heat sources and production wells. The cemented wall is formed of 24 support columns. A perimeter barrier 84 prevents water from entering a portion of the formation during an in situ experiment. In addition, a perimeter barrier 84 prevents loss of the resulting fluid hydrocarbon products into the unheated portion of the formation.

Значения температуры измеряют в разное время эксперимента, в каждой из четырех регистрационных скважин 90а, 90b, 90с, 90d, которые расположены внутри и вне контура расположения источников тепла, как показано на фиг.13. На фиг.14 показана зависимость температуры, измеренной в каждой регистрационной скважине, от времени. Значения температуры в регистрационных скважинах 90а (представлены линией 92а), 90b (представлены линией 92b) и 90с (представлены линией 92с) были довольно близки между собой. Значение температуры в регистрационной скважине 90d (92d) было значительно ниже. Эта скважина для регистрации температуры расположена вне треугольной схемы расположения источников тепла, показанной на фиг.13. Эти данные демонстрируют, что в зонах, где имеется небольшое перекрывание потоков тепла, значение температуры существенно ниже. На фиг.15 показаны профили температуры, измеренные вблизи источников 44а тепла (представлены линией 94а), 44b (представлены линией 94b) и 44с (представлены линией 94с). Профили температуры у источников тепла были относительно однородными.The temperature values are measured at different times of the experiment, in each of the four registration wells 90a, 90b, 90c, 90d, which are located inside and outside the contour of the location of the heat sources, as shown in Fig. 13. On Fig shows the dependence of the temperature measured in each registration well, from time to time. The temperature values in the registration wells 90a (represented by line 92a), 90b (represented by line 92b) and 90c (represented by line 92c) were fairly close to each other. The temperature value in the registration well 90d (92d) was significantly lower. This temperature recording well is located outside the triangular arrangement of heat sources shown in FIG. 13. These data demonstrate that in areas where there is little overlap of heat fluxes, the temperature is significantly lower. 15 shows temperature profiles measured near heat sources 44a (represented by line 94a), 44b (represented by line 94b) and 44c (represented by line 94c). The temperature profiles of the heat sources were relatively uniform.

На фиг.16 показана зависимость суммарного объема (в куб. метрах) добытых жидких углеводородов (96) от времени (в сутках). На фиг.17 показана зависимость суммарного объема (в куб. метрах) добытого газа (98) от времени (в сутках) в одном и том же эксперименте на месте. На обеих фиг.16 и 17 показаны результаты в ходе стадии пиролиза только в эксперименте на месте.On Fig shows the dependence of the total volume (in cubic meters) of produced liquid hydrocarbons (96) from time (in days). On Fig shows the dependence of the total volume (in cubic meters) of produced gas (98) from time (in days) in the same experiment in place. Both FIGS. 16 and 17 show the results during the pyrolysis step only in the in situ experiment.

На фиг.18 показано распределение числа атомов углерода в конденсирующихся углеводородах, добытых с использованием медленного низкотемпературного процесса пиролиза. В ходе переработки образуются продукты, имеющие относительно высокое качество. Результаты на фиг.18 согласуются с результатами, представленными на фиг.19, на которой показаны результаты, полученные при нагреве угля из той же самой формации в лаборатории, при скоростях нагрева, аналогичных использованным в эксперименте на месте.On Fig shows the distribution of the number of carbon atoms in condensing hydrocarbons produced using a slow low-temperature pyrolysis process. During processing, products of relatively high quality are formed. The results in FIG. 18 are consistent with the results presented in FIG. 19, which shows the results obtained by heating coal from the same formation in the laboratory, at heating rates similar to those used in the experiment in situ.

В таблице 1 сведены результаты анализа угля до обработки и после того, как он был подвергнут термической обработке (включая пиролиз путем нагрева и производство синтез-газа). Керн угля отбирают из формации, расположенной приблизительно на 11-11,3 метров ниже поверхности и в середине слоя угля, для обоих образцов "до обработки" и "после обработки". Оба керна отбирают приблизительно из одного и того же места. Оба керна отбирают приблизительно на расстоянии 0,66 м от источника тепла 44с (между барьером 84 по периметру и источником тепла 44с), показанном на фиг.13. В следующей таблице 1 сокращение АФ означает анализ по Фишеру, "исх" означает, что образец испытан в исходном виде, без какой-либо дополнительной обработки. "Вода пир." означает воду, полученную при пиролизе; "атомарное отн. Н/С" означает отношение числа атомов водорода к числу атомов углерода, "сбз" означает сухой, беззольный, "сбм" означает сухой, без минеральных веществ и "бмв" означает без минеральных веществ. Удельный вес образца керна "после обработки" составляет приблизительно 0,85, тогда как удельный вес образца керна "до обработки" составляет приблизительно 1,35.Table 1 summarizes the results of the analysis of coal before treatment and after it was subjected to heat treatment (including pyrolysis by heating and the production of synthesis gas). Coal core is taken from the formation, located approximately 11-11.3 meters below the surface and in the middle of the coal layer, for both pre-treatment and after-treatment samples. Both cores are taken from approximately the same place. Both cores are taken approximately 0.66 m from the heat source 44c (between the perimeter barrier 84 and the heat source 44c) shown in FIG. 13. In the following table 1, the abbreviation AF means Fischer analysis, “ref” means that the sample was tested in its original form, without any additional processing. "Water feast." means water obtained by pyrolysis; “atomic rel. N / C” means the ratio of the number of hydrogen atoms to the number of carbon atoms, “sbz” means dry, ashless, “sbm” means dry, without minerals, and “BMW” means without minerals. The specific gravity of the post-treatment core sample is approximately 0.85, while the specific gravity of the pre-treatment core sample is approximately 1.35.

Таблица 1Table 1 АнализAnalysis До обработкиBefore processing После обработкиAfter processing Степень отражения витринита, %The degree of reflection of vitrinite,% 0,540.54 5,165.16 АФ (галлон */т, исх)AF (gallon * / t, ref) 11,8111.81 0,170.17 АФ (вес.%, исх)AF (wt.%, Ref) 6,16.1 0,610.61 Вода пир. АФ (галлон */т, исх)Water feast. AF (gallon * / t, ref) 10,5410.54 2,222.22 Атомное отн. Н/СAtomic rel. N / a 0,850.85 0,060.06 Н (вес.%, сбз)N (wt.%, Sbz) 5,315.31 0,440.44 0 (вес.%, сбз)0 (wt.%, Sbz) 17,0817.08 3,063.06 N (вес.%, сбз)N (wt.%, Sbz) 1,431.43 1,351.35 Зола (вес.%, исх)Ash (wt.%, Ref) 32,7232.72 56,5056.50 Связанный углерод (вес.%, сбм)Bound carbon (wt.%, Sbm) 54,4554.45 94,4394.43 Летучие вещества (вес.%, сбм)Volatile substances (wt.%, Sbm) 45,5545.55 5,575.57 Теплотворность (БТЕ/фунт#, влажн, бмв)Calorific value (BTU / lb #, wet, BMW) 1204812048 1428114281 * 1 галлон/т = 3,78 л/т* 1 gallon / t = 3.78 l / t # Бте/фунт = 2,32 кДж/кг# BTU / lb = 2.32 kJ / kg

Даже если керны были отобраны вне областей внутри треугольника, образованного тремя нагревателями, как на фиг.13, эти керны демонстрируют, что уголь, оставшийся в формации, существенно изменился в процессе обработки. Результаты по степени отражения витринита, показанные в табл.1, свидетельствуют о том, что категория угля, оставшегося в формации, существенно повысилась в процессе обработки. До обработки уголь был высоколетучим битуминозным углем С. Однако после обработки уголь практически представляет собой антрацит. В одном воплощении полученный уголь может иметь степень отражения витринита больше, чем приблизительно 2,9% и/или теплотворность больше, чем приблизительно 25000 кДж/кг.Even if the cores were taken outside the areas inside the triangle formed by the three heaters, as in FIG. 13, these cores show that the coal remaining in the formation has changed significantly during processing. The results on the degree of vitrinite reflection, shown in Table 1, indicate that the category of coal remaining in the formation significantly increased during processing. Before processing, coal was highly volatile bituminous coal C. However, after processing, coal is practically anthracite. In one embodiment, the resulting coal may have a vitrinite reflectance of greater than about 2.9% and / or a calorific value of greater than about 25,000 kJ / kg.

Результаты анализа по Фишеру, приведенные в табл.1, демонстрируют, что большинство углеводородов в угле удаляется во время обработки. Атомарное отношение водорода к углероду демонстрирует, что большинство водорода в угле удаляется во время обработки. Значительное количество азота и золы остается в формации.The results of the Fischer analysis shown in Table 1 demonstrate that most hydrocarbons in coal are removed during processing. The atomic ratio of hydrogen to carbon demonstrates that most of the hydrogen in coal is removed during processing. A significant amount of nitrogen and ash remains in the formation.

Обобщая показанные в табл.1 результаты, отметим, что значительное количество углеводородов и водорода удаляются в ходе обработки угля посредством пиролиза и генерации синтез-газа. Значительное количество нежелательных продуктов (зола и азот) остается в формации, в то время как удаляется значительное количество желаемых продуктов (например, конденсирующиеся углеводороды и газ).Summarizing the results shown in Table 1, we note that a significant amount of hydrocarbons and hydrogen are removed during the processing of coal by pyrolysis and the generation of synthesis gas. A significant amount of unwanted products (ash and nitrogen) remains in the formation, while a significant amount of the desired products (e.g., condensing hydrocarbons and gas) is removed.

С учетом этого описания дальнейшее усовершенствование и альтернативные воплощения различных аспектов изобретения могут быть очевидными для специалистов в этой области техники. Соответственно это описание следует рассматривать только как иллюстративное, которое приведено с целью ознакомления специалистов в этой области техники с общим характером осуществления изобретения. Следует понимать, что формы изобретения, продемонстрированные и раскрытые в этом описании, необходимо рассматривать как предпочтительные в настоящее время. Элементы и материалы, продемонстрированные и описанные в этом изобретении, могут быть заменены иными, детали и процессы могут быть упрощены, и определенные признаки изобретения могут быть использованы независимо, как это, возможно, станет очевидным специалистам в этой области техники после ознакомления с преимуществами этого изобретения. В описанных элементах изобретения могут быть сделаны изменения, без отклонения от духа и объема изобретения, которое описано в следующей ниже формуле изобретения. Кроме того, следует учитывать, что признаки, описанные в изобретении как независимые, в некоторых вариантах воплощения могут сочетаться.With this description in mind, further improvement and alternative embodiments of various aspects of the invention may be apparent to those skilled in the art. Accordingly, this description should be considered only as illustrative, which is given in order to familiarize specialists in this field of technology with the general nature of the invention. It should be understood that the forms of the invention shown and disclosed in this description should be considered as preferred at present. The elements and materials demonstrated and described in this invention may be replaced by others, details and processes may be simplified, and certain features of the invention may be used independently, as it may become apparent to those skilled in the art after familiarizing themselves with the advantages of this invention . Changes may be made to the described elements of the invention without departing from the spirit and scope of the invention, which is described in the following claims. In addition, it should be borne in mind that the features described in the invention as independent, in some embodiments, may be combined.

Claims (13)

1. Способ получения облагороженного угля из углеродной формации, который включает в себя обработку, по меньшей мере, части углеродной формации посредством подачи тепла, по меньшей мере, из одного или нескольких нагревателей, с целью нагрева, по меньшей мере, части углеродной формации и добычи текучих сред из углеродной формации, в котором обработка углеродной формации повышает категорию части угля, причем повышение категории, по меньшей мере, улучшает качество части угля и добычу, по меньшей мере, части облагороженного угля из обработанной углеродной формации.1. A method for producing refined coal from a carbon formation, which comprises treating at least a portion of the carbon formation by supplying heat from at least one or more heaters to heat at least a portion of the carbon formation and production fluids from a carbon formation in which treating a carbon formation increases the category of a portion of coal, and increasing the category at least improves the quality of a portion of coal and the production of at least a portion of the treated coal from treated carbon formation. 2. Способ по п.1, в котором формация, по меньшей мере, частично пиролизована.2. The method according to claim 1, in which the formation is at least partially pyrolyzed. 3. Способ по п.1, в котором, по меньшей мере, часть углеводородов в угле пиролизована.3. The method according to claim 1, in which at least a portion of the hydrocarbons in the coal is pyrolyzed. 4. Способ по любому одному из пп.1-3, в котором получение угля включает в себя добычу угля в виде порошка.4. The method according to any one of claims 1 to 3, in which the production of coal includes the production of coal in powder form. 5. Способ по любому одному из пп.1-3, в котором получение угля включает в себя добычу угля в виде суспензии.5. The method according to any one of claims 1 to 3, in which the production of coal includes the production of coal in the form of a suspension. 6. Способ по любому одному из пп.1-3, который дополнительно включает в себя подачу текучей среды в часть обработанной формации для того, чтобы удалить, по меньшей мере, часть угля.6. The method according to any one of claims 1 to 3, which further includes supplying a fluid to a portion of the treated formation in order to remove at least a portion of the coal. 7. Способ по любому одному из пп.1-3, в котором добытый облагороженный уголь включает в себя антрацит.7. The method according to any one of claims 1 to 3, in which the extracted refined coal includes anthracite. 8. Способ по любому одному из пп.1-3, в котором уголь до обработки не содержит значительного количества антрацита, а добытый уголь содержит значительное количество антрацита.8. The method according to any one of claims 1 to 3, in which the coal before processing does not contain a significant amount of anthracite, and the produced coal contains a significant amount of anthracite. 9. Способ по любому одному из пп.1-3, в котором, по меньшей мере, часть полученного облагороженного угля имеет содержание углерода выше, чем приблизительно 87 вес.%.9. The method according to any one of claims 1 to 3, in which at least a portion of the obtained refined coal has a carbon content higher than about 87 wt.%. 10. Способ по любому одному из пп.1-3, в котором, по меньшей мере, часть полученного облагороженного угля имеет содержание летучих веществ меньше, чем приблизительно 5 вес.%.10. The method according to any one of claims 1 to 3, in which at least a portion of the obtained refined coal has a volatile content of less than about 5 wt.%. 11. Способ по любому одному из пп.1-3, в котором, по меньшей мере, часть полученного облагороженного угля имеет теплотворность больше, чем приблизительно 25000 кДж/кг.11. The method according to any one of claims 1 to 3, in which at least a portion of the obtained refined coal has a calorific value greater than about 25000 kJ / kg. 12. Способ по любому одному из пп.1-3, в котором, по меньшей мере, часть полученного облагороженного угля имеет степень отражения витринита больше, чем приблизительно 2,9%.12. The method according to any one of claims 1 to 3, in which at least a portion of the obtained charcoal has a vitrinite reflectance of greater than about 2.9%. 13. Способ по любому одному из пп.1-3, в котором, по меньшей мере, часть полученного облагороженного угля применяется в производстве стали.13. The method according to any one of claims 1 to 3, in which at least a portion of the obtained refined coal is used in the manufacture of steel.
RU2004115636/03A 2001-10-24 2002-10-24 Coal refining and production RU2303693C2 (en)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US33713601P 2001-10-24 2001-10-24
US33456801P 2001-10-24 2001-10-24
US60/337,136 2001-10-24
US60/334,568 2001-10-24
US37497002P 2002-04-24 2002-04-24
US60/374,970 2002-04-24
US60/374,995 2002-04-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004115636A RU2004115636A (en) 2005-05-10
RU2303693C2 true RU2303693C2 (en) 2007-07-27

Family

ID=35286207

Family Applications (8)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004115636/03A RU2303693C2 (en) 2001-10-24 2002-10-24 Coal refining and production
RU2004115625/03A RU2316647C2 (en) 2001-10-24 2002-10-24 Seismic monitoring of intraformation conversion in massif containing hydrocarbons
RU2004115602/03A RU2319830C2 (en) 2001-10-24 2002-10-24 Method and device for hydrocarbon reservoir interior heating along with exposing thereof to ground surface in two locations
RU2004115629/28A RU2310890C2 (en) 2001-10-24 2002-10-24 Method for forming apertures in hydrocarbon-containing formation with usage of magnetic tracking
RU2004115624/03A RU2305176C2 (en) 2001-10-24 2002-10-24 Intra-formational hydrocarbon production from hydrocarbon containing formation with the use of barriers
RU2004115635/03A RU2303128C2 (en) 2001-10-24 2002-10-24 Method for in-situ thermal processing of hydrocarbon containing formation via backproducing through heated well
RU2004115632/03A RU2305175C2 (en) 2001-10-24 2002-10-24 In-situ thermal treatment of hydrocarbon-containing reservoir and upgrading produced fluid before following fluid processing
RU2004115604/03A RU2324049C2 (en) 2001-10-24 2002-10-24 Installation and utilisation of replaceable heaters in carbohydrate pool

Family Applications After (7)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004115625/03A RU2316647C2 (en) 2001-10-24 2002-10-24 Seismic monitoring of intraformation conversion in massif containing hydrocarbons
RU2004115602/03A RU2319830C2 (en) 2001-10-24 2002-10-24 Method and device for hydrocarbon reservoir interior heating along with exposing thereof to ground surface in two locations
RU2004115629/28A RU2310890C2 (en) 2001-10-24 2002-10-24 Method for forming apertures in hydrocarbon-containing formation with usage of magnetic tracking
RU2004115624/03A RU2305176C2 (en) 2001-10-24 2002-10-24 Intra-formational hydrocarbon production from hydrocarbon containing formation with the use of barriers
RU2004115635/03A RU2303128C2 (en) 2001-10-24 2002-10-24 Method for in-situ thermal processing of hydrocarbon containing formation via backproducing through heated well
RU2004115632/03A RU2305175C2 (en) 2001-10-24 2002-10-24 In-situ thermal treatment of hydrocarbon-containing reservoir and upgrading produced fluid before following fluid processing
RU2004115604/03A RU2324049C2 (en) 2001-10-24 2002-10-24 Installation and utilisation of replaceable heaters in carbohydrate pool

Country Status (1)

Country Link
RU (8) RU2303693C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2461703C2 (en) * 2008-05-05 2012-09-20 Сименс Акциенгезелльшафт Method and device for transportation bitumen or heavy oil in situ

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2455381C2 (en) * 2006-04-21 2012-07-10 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. High-strength alloys
EP2074284A4 (en) * 2006-10-20 2017-03-15 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Heating hydrocarbon containing formations in a line drive staged process
US8881806B2 (en) * 2008-10-13 2014-11-11 Shell Oil Company Systems and methods for treating a subsurface formation with electrical conductors
UA97145C2 (en) * 2009-11-02 2012-01-10 Иван Петрович Туривненко I.turivenkos method for oil production
DE102010023542B4 (en) * 2010-02-22 2012-05-24 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus and method for recovering, in particular recovering, a carbonaceous substance from a subterranean deposit
RU2444618C2 (en) * 2010-05-13 2012-03-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Development method of heavy oil deposit
JO3141B1 (en) * 2011-10-07 2017-09-20 Shell Int Research Integral splice for insulated conductors
RU2478990C1 (en) * 2011-11-10 2013-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный горный университет" (МГГУ) Method for seismic monitoring of array of rocks holding underground storage of hydrocarbons
WO2013184506A1 (en) * 2012-06-05 2013-12-12 Champion Technologies, Inc. In situ extraction of oilsand with ammonia
WO2014008457A2 (en) * 2012-07-04 2014-01-09 Genie Ip B.V. Method and apparatus for producing unconventional oil at shallow depths
RU2504649C1 (en) * 2012-07-27 2014-01-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method of oil pool development using branched horizontal wells
RU2513963C1 (en) * 2012-10-08 2014-04-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Российской академии наук (ИПНГ РАН) Method for development of oil deposits in bazhenov formation
RU2595106C1 (en) * 2015-09-21 2016-08-20 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method of developing deposit with fractured reservoirs
RU2769641C1 (en) * 2021-10-22 2022-04-04 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Method for developing a layered-zonal-heterogeneous deposit of extra-viscous oil or bitumen with the presence of an impermeable interlayer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2461703C2 (en) * 2008-05-05 2012-09-20 Сименс Акциенгезелльшафт Method and device for transportation bitumen or heavy oil in situ
US8607862B2 (en) 2008-05-05 2013-12-17 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for in-situ conveying of bitumen or very heavy oil

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004115624A (en) 2005-10-27
RU2004115632A (en) 2005-10-27
RU2004115635A (en) 2005-10-27
RU2004115636A (en) 2005-05-10
RU2324049C2 (en) 2008-05-10
RU2319830C2 (en) 2008-03-20
RU2305175C2 (en) 2007-08-27
RU2004115629A (en) 2005-02-27
RU2004115604A (en) 2005-10-27
RU2310890C2 (en) 2007-11-20
RU2316647C2 (en) 2008-02-10
RU2305176C2 (en) 2007-08-27
RU2004115625A (en) 2005-10-27
RU2303128C2 (en) 2007-07-20
RU2004115602A (en) 2005-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2002353887B2 (en) In situ upgrading of coal
RU2453692C2 (en) Treatment method of formation of bituminous sands, and transport fuel produced using above mentioned method
RU2415259C2 (en) Successive heat of multitude layers of hydrocarbon containing bed
AU2002353887A1 (en) In situ upgrading of coal
RU2487236C2 (en) Method of subsurface formation treatment (versions) and motor fuel produced by this method
EP1276965B1 (en) A method for treating a hydrocarbon containing formation
CA2406628C (en) A method for treating a hydrocarbon containing formation
RU2303693C2 (en) Coal refining and production
EA015915B1 (en) Controlling and assessing pressure conditions during treatment of tar sands formations
EA014196B1 (en) Systems and methods for producing hydrocarbons from tar sands with heat created drainage paths
AU2001260245A1 (en) A method for treating a hydrocarbon containing formation
AU2001260241A1 (en) A method for treating a hydrocarbon containing formation
CN102947539A (en) Conduction convection reflux retorting process
RU2323332C2 (en) Thermal treatment of in-situ hydrocarbon-containing reservoir with the use of naturally-distributed combustion chambers

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101025