UA121420C2 - Постадійне зональне нагрівання матеріалів, що містять вуглеводні - Google Patents

Постадійне зональне нагрівання матеріалів, що містять вуглеводні Download PDF

Info

Publication number
UA121420C2
UA121420C2 UAA201804696A UAA201804696A UA121420C2 UA 121420 C2 UA121420 C2 UA 121420C2 UA A201804696 A UAA201804696 A UA A201804696A UA A201804696 A UAA201804696 A UA A201804696A UA 121420 C2 UA121420 C2 UA 121420C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
zone
heating
temperature
hydrocarbons
hydrocarbon
Prior art date
Application number
UAA201804696A
Other languages
English (en)
Inventor
Гері Оттерстром
Гери Оттерстром
Том Плайкес
Умеш Шах
Original Assignee
Ред Ліф Рісорсіз, Інк.
Ред Лиф Рисорсиз, Инк.
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 Ред Ліф Рісорсіз, Інк., Ред Лиф Рисорсиз, Инк. filed Critical Ред Ліф Рісорсіз, Інк.
Publication of UA121420C2 publication Critical patent/UA121420C2/uk

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/02Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by distillation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/02Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/06Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of oil shale and/or or bituminous rocks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/40Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
    • C10G2300/4006Temperature

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Способи та системи нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, для одержання з нього вуглеводнів можуть включати послідовне нагрівання декількох зон тіла матеріалу. Наведений як приклад спосіб (100А) може включати формування тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, яке має першу зону й другу зону (110А). Перша зона може бути нагріта під час першого етапу нагрівання для формування динамічної високотемпературної ділянки видобування в першій зоні (120А). Охолоджуюче текуче середовище може потім бути введене в першу зону після форм області високотемпературного видобування (130А). Високотемпературна ділянка видобування може переміститися у другу зону на другій стадії нагрівання. Вуглеводні можуть бути зібраними з тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, під час першого та другого етапів нагрівання (140А).

Description

Т1О0А Ше
Формування тіла з подрібненого " матеріалу, що містить вуглеводні, и ЗЛОА яке має першу зону й другу
Нагрівання першої зони під час о першого етапу нагрівання для формування динамічної и 120А с високотемпературної ділянки видобування в нижній зоні
Нагнітання охоподжуючого текучого с середовища в першу зону піспя формування високотемпературної зони 47 1ТЗ0А . видобування таким чином, що ділянка / видобування переміщується вверх 00-Х ВНУ о Збирання вуглеводнів зтілаз "подрібненого матеріалу, що містить ; під й ХМ я 140 вуглеводні, під час першого та другого етапів нагрівання
Фіг 1А
Спорідненайї) заявка(и)
Ця заявка заявляє пріоритет щодо попередньої заявки на патент США Мо 62/235,091, поданої 30 вересня 2015 р., яку включено в цей документ шляхом посилання.
Галузь техніки, якої стосується винахід
Цей винахід стосується систем і способів нагрівання матеріалів, що містять вуглеводні, для видобутку з них вуглеводнів. Таким чином, цей винахід стосується областей видобування вуглеводнів і теплопередачі.
Передумова винаходу
Для отримання вуглеводнів з матеріалів, що містять вуглеводні, наприклад, з горючих сланців і бітумінозних пісків, було розроблено безліч способів. У переважній більшості досліджень і технічних прийомів традиційно використовувалися наземні реактори й способи обробки на місці залягання. Останнім часом для видобування нафти з подрібнених горючих сланців були розроблені укладені в оболонку сховища (технологія Іп-Сарзціеф). Такі сховища в основному формуються з грунтових матеріалів, при цьому подрібнені горючі сланці укладені в непроникну оболонку, в тому числі, серед інших матеріалів, з гірської породи, грунту, глини й геосинтетичних матеріалів. Укладені в оболонку сховища можуть бути дуже великими, іноді охоплюючи кілька акрів за площею й проходячи на десятки метрів у глибину.
Загалом, способи видобування вуглеводневих продуктів з горючих сланців зазвичай включають дію тепла на горючі сланці. Нагрівання горючих сланців дозволяє зруйнувати кероген в горючих сланцях за рахунок процесу піролізу, призводячи до утворення вуглеводневих сполук в рідкій або газоподібній формі разом з іншими продуктами, такими як водяна пара й залишкові продукти. Однак тепло, необхідне для піролізу горючого сланцю, часто забезпечується спалюванням викопних видів палива, таких як природний газ або частина надважких вуглеводнів, отриманих з горючого сланцю. Це обумовлює істотну витрату енергії й збільшує обсяги викиду вуглецю при видобутку горючого сланцю. Відповідно, тривають дослідження з розробки більш ефективних способів видобутку вуглеводнів з горючого сланцю та інших матеріалів, що містять вуглеводи.
Стислий опис винаходу
Вуглеводні можна отримувати шляхом формування тіла з подрібненого матеріалу, що
Зо містить вуглеводні, і впливу тепла на подрібнений матеріал, що містить вуглеводні. У цій технології запропоновані способи й системи для селективного нагрівання частин тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, шляхом послідовного нагрівання суміжних зон тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні. Способи й системи можуть забезпечити отримання вуглеводнів з одночасним зменшенням загальної потреби у підведенні енергії. В одному прикладі даної технології може бути сформовано тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, яке має першу зону й другу зону. Перша стадія нагрівання може включати нагрів першої зони для формування динамічної високотемпературної ділянки видобування в першій зоні. Після першої стадії нагрівання друга стадія нагрівання може включати нагнітання низькотемпературного текучого середовища в першу зону після формування високотемпературної ділянки видобування. На цій стадії високотемпературна ділянка видобування може переміщатися в другу зону. Під час як першої, так і другої стадій нагрівання вуглеводні можуть бути зібрані з тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні.
В іншому прикладі даної технології система для нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, для отримання з нього вуглеводнів може містити тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, яке має нижню зону й верхню зону. Система також може містити нижній нагрівальний трубопровід, вбудований в нижню зону, і верхній нагрівальний трубопровід, вбудований у верхню зону. Збірний трубопровід може бути вбудований у верхню зону в місці над верхнім трубопроводом. Система може містити клапани для управління потоком текучого середовища, що передає тепло, крізь нагрівальні трубопроводи. Для скеровування потоку текучого середовища, що передає тепло, до нижнього нагрівального трубопроводу може використовуватися нижній терморегулювальний клапан. Для скеровування потоку текучого середовища, що передає тепло, до верхнього нагрівального трубопроводу може використовуватися верхній терморегулювальний клапан. Клапани можуть бути виконані з можливістю послідовного забезпечення проходження текучого середовища, що передає тепло, крізь нижній нагрівальний трубопровід, а потім крізь верхній нагрівальний трубопровід або крізь верхній нагрівальний трубопровід, а потім крізь нижній нагрівальний трубопровід.
Таким чином, представлено досить загальний опис найбільш важливих елементів винаходу для сприяння кращому розумінню представленого далі докладного опису й більш виваженої оцінки внесків винаходу до рівня техніки. Інші елементи даного винаходу стануть зрозумілими з 60 представленого далі докладного опису винаходу в поєднанні з доданими малюнками й формулою винаходу або можуть бути вивчені при практичній реалізації винаходу.
Короткий опис графічних матеріалів
На фіг. 1А-1В показані схеми, що ілюструють спосіб нагрівання тіла з матеріалу, що містить вуглеводні, для отримання з нього вуглеводнів, відповідно до одного варіанту реалізації даного винаходу; на фіг. 2А-2С показані схематичні зображення, що ілюструють систему нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, під час переміщення динамічної високотемпературної ділянки видобування від нижньої зони тіла до верхньої зоні тіла відповідно до одного варіанту реалізації даного винаходу; на фіг. З показаний графік, який ілюструє наведені в якості зразку температурні профілі, накладені на тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, у міру переміщення високотемпературної ділянки видобування в залежності від часу, відповідно до одного варіанту реалізації даного винаходу; на фіг. 4 представлений вид в поперечному розрізі тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, яке має вбудовані в нього нагрівальні трубопроводи та збірні трубопроводи, відповідно до одного варіанту реалізації даного винаходу; на фіг. 5 представлено схематичне зображення системи для нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, відповідно до одного варіанту реалізації даного винаходу; на фіг. 6 представлено схематичне зображення системи для нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, відповідно до одного варіанту реалізації даного винаходу; на фіг. 7 представлено схематичне зображення системи для нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, відповідно до одного варіанту реалізації даного винаходу; на фіг. 8 представлено схематичне зображення системи для нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, відповідно до одного варіанту реалізації даного винаходу; на фіг. 9 представлено схематичне зображення системи для нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, відповідно до одного варіанту реалізації даного винаходу; на фіг. 10 представлено схематичне зображення системи для нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, відповідно до одного варіанту реалізації даного винаходу; на фіг. 11 представлено схематичне зображення системи для нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, відповідно до одного варіанту реалізації даного винаходу; на фіг. 12 представлено схематичне зображення системи для нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, відповідно до одного варіанту реалізації даного винаходу; на фіг. 13 представлено схематичне зображення системи для нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, відповідно до одного варіанту реалізації даного винаходу; на фіг. 14 представлено схематичне зображення системи для нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, відповідно до одного варіанту реалізації даного винаходу; на фіг. 15 представлено схематичне зображення системи для нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, відповідно до одного варіанту реалізації даного винаходу; на фіг. 16А представлений вид в поперечному розрізі нагрівального трубопроводу відповідно до одного варіанту реалізації даного винаходу; і на фіг. 168 представлений вид знизу нагрівального трубопроводу відповідно до одного варіанту реалізації даного винаходу.
Представлені графічні матеріали наводяться для ілюстрації різних аспектів винаходу й не мають розглядатися як такі, що обмежують, предмет винаходу з точки зору розмірів, матеріалів, конфігурації, конструкції або пропорцій, якщо такі обмеження не наводяться у формулі винаходу.
Докладний опис
Хоча ці приклади варіантів реалізації описані досить докладно, щоб дозволити фахівцям в даній області реалізувати винахід на практиці, слід розуміти, що можуть бути реалізовані й інші варіанти реалізації, а також що у винахід можуть бути внесені різні зміни без відступу від суті й об'єму даного винаходу. Таким чином, представлений нижче більш докладний опис варіантів реалізації цього винаходу не передбачає обмеження обсягу винаходу відповідно до формули винаходу, а представлений тільки задля ілюстрації, а не для обмеження, для опису елементів і характеристик даного винаходу, представлення найкращого способу експлуатації винаходу й для того, щоб достатньою мірою дозволити фахівцеві в даній області реалізувати винахід на практиці. Відповідно, обсяг даного винаходу має визначатися виключно формулою винаходу, що додається.
Визначення
У описі й викладенні формули винаходу будуть використані наступні терміни. бо У цьому документі термін «матеріал, що містить вуглеводні» стосується матеріалу, що містить вуглеводні, з якого можуть бути екстраговані або отримані вуглеводневі продукти.
Наприклад, вуглеводні можна екстрагувати безпосередньо у вигляді текучого середовища, видаляти за допомогою екстракції розчинником, отримувати безпосереднім випаровуванням, перетворенням сировинного матеріалу або іншим способом видалення з матеріалу. Багато матеріалів, що містить вуглеводні, містять кероген або бітум, які перетворюються в рідкотекучий або такий, що може бути видобуваним, вуглеводень за допомогою нагрівання й піролізу.
Матеріали, що містять вуглеводні, можуть включати, без обмежень, горючі сланці, бітумінозні піски, вугілля, лігніт, бітум, торф та інші багаті органічними речовинами породи. Таким чином, існуючі матеріали, що містять вуглеводні, можуть збагачуватися та/або вивільнятися з такої сировини за допомогою хімічної конверсії в більш корисні вуглеводневі продукти.
Використовуваний в цьому документі термін «відпрацьований матеріал, що містить вуглеводні» і «відпрацьовані горючі сланці» стосується матеріалів, які вже були використані для отримання вуглеводнів. Зазвичай після отримання вуглеводнів з матеріалу, що містить вуглеводні, матеріал, що залишається, являє собою головним чином мінеральні частинки, з яких здебільшого були видалені органічні компоненти.
Використовуваний в цьому документі термін «збагачений матеріал, що містить вуглеводні» і «збагачені горючі сланці» стосується матеріалів з відносно високим вмістом вуглеводнів. Як приклад, збагачені горючі сланці зазвичай можуть містити від 12 95 мас. до 25 95 мас., а в деяких випадках і більше, вуглеводнів.
Використовуваний в даному документі термін «неконденсовані гази» стосується газів, що містять сполуки, які погано конденсуються, такі як, без обмеження, азот, діоксид вуглецю, легкі вуглеводні (наприклад, метан, етан, пропан, бутан, пентан, гексан) і т. п.
Використовуваний в цьому документі термін «ущільнений грунтовий матеріал» стосується сипучих матеріалів, таких як грунт, пісок, гравій, подрібнена гірська порода, глина, відпрацьовані сланці, суміші перерахованих матеріалів і подібні матеріали. Ущільнений грунтовий матеріал, придатний для використання в даному винаході, зазвичай має розмір часток менше близько 10 см в діаметрі.
Використовуваний в цьому документі термін «динамічна високотемпературна ділянка видобутку» стосується об'ємної частини тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні,
Зо яка підтримується при температурі видобутку, достатньої для видобування вуглеводневого продукту. Динамічна ділянка видобування підтримується й кермується таким чином, що забезпечується її динамічне переміщення або просування вперед по тілу з матеріалу, що містить вуглеводні, крізь суміжні зони.
Кожний раз, коли в цьому документі будь-яка згадувана властивість може характеризуватися розподілом між різними значеннями, наприклад, температурним розподілом, розподілом за розмірами частинок та інше, така згадувана властивість, якщо не вказано інше, являє собою середній розподіл. Таким чином, термін «розмір частинок» стосується середньочисельного розміру частинок, а термін «температура тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні» стосується середньої температури тіла з матеріалу, що нагрівається.
Слід зазначити, що у цьому описі й у формулі винаходу форми однини включають у себе форми множини, крім випадків, коли контекст чітко вимагає іншого тлумачення. Таким чином, наприклад, згадка «шару» включає один або більше з таких елементів, згадка «частки» включає посилання на один або більше таких елементів, а згадка «отримання» включає посилання на одну або більше з таких стадій.
Використовувані в цьому документі терміни «близько» і «приблизно» застосовують з метою гнучкості, наприклад, щоб вказати, що задана величина в чисельному діапазоні кінцевої точки може бути «трохи вище» або «трохи нижче» кінцевої точки. Спираючись на контекст, фахівець в даній області може легко визначити ступінь гнучкості тієї чи іншої конкретної змінної.
При застосуванні в цьому документі термін «по суті» означає повну або практично повну міру або ступінь дії, характеристики, властивості, стану, структури, предмета або результату.
Точна допустима ступінь відхилення від абсолютної повноти може в деяких випадках залежати від конкретного контексту. Однак близькість завершення буде такою, щоб по суті був отриманий той самий загальний результат, як ніби було досягнуто абсолютне й повне завершення. Термін «по суті» стосується ступеню відхилення, що досить малий, щоб не призводити до помітних порушень зазначеної властивості або умови. Точна ступінь допустимого відхилення може в деяких випадках залежати від конкретного контексту. Застосування терміну «по суті» в рівній мірі може бути застосовано при використанні у негативній конотації, щоб описати повну або практично повну відсутність дії, характеристики, властивості, стану, структури, предмета або результату. бо У цьому документі термін «суміжний» стосується близькості двох структур або елементів.
Зокрема, елементи, визначені як «суміжні», можуть або примикати, або бути з'єднаними. Такі елементи також можуть бути розташовані поруч або близько один до одного, при цьому вони не обов'язково контактують один з одним. Точна ступінь близькості може в деяких випадках залежати від конкретного контексту. Крім того, суміжні структури або елементи в деяких випадках можуть розділятися додатковими структурами або елементами проміж суміжних структур або елементів.
У цьому документі безліч об'єктів, структурних елементів, композиційних елементів та/або матеріалів для зручності можуть бути представлені у вигляді загального списку. Однак ці списки мають тлумачитися так, ніби кожен учасник списку був окремо зазначений як окремий унікальний елемент. Таким чином, жоден окремий елемент такого списку не має тлумачитися як фактичний еквівалент будь-якого іншого елемента того ж списку виключно на підставі подання їх в загальній групі без вказівки на протилежне.
Концентрації, кількості та інші чисельні дані можуть бути представлені в цьому документі в форматі діапазону. Слід розуміти, що такий формат діапазону використовується лише для зручності й стислості та має тлумачитися гнучко, щоб включати не тільки чисельні значення, явно перераховані як межі діапазону, але й всі окремі чисельні значення або субдіапазони, що входять в даний діапазон, як ніби кожне числові значення та субдіапазон були вказані у явному вигляді. Наприклад, чисельний діапазон від близько 1 до близько 4,5 слід розглядати як такий, що включає не тільки в явному вигляді зазначені межі від 1 до близько 4,5, але також включає окремі числа, наприклад 2, 3, 4, і субдіапазони, наприклад від 1 до 3, від 2 до 4 та ін. Такий самий принцип застосовний і до діапазонів тільки 3 одним чисельним значенням, наприклад діапазону «менш ніж близько 4,5», який слід розглядати як такий, що включає всі перераховані вище значення й діапазони. Крім того, таке тлумачення має застосовуватися незалежно від ширини діапазону або описуваної характеристики.
Будь-які етапи, перераховані в будь-яких пунктах формули винаходу зі способом або процесом, можуть бути реалізовані в будь-якому порядку й не обмежені порядком, представленим в пунктах формули винаходу. Обмеження «засіб плюс функція» або «етап плюс функція» будуть використовуватися тільки в тих випадках, в яких для обмеження конкретного пункту формули винаходу в цьому обмеженні присутні всі з наступних умов: а) явно зазначено
Зо «засіб для» або «етап для»; і б) явно вказана відповідна функція. Структура, матеріал або дії, що підтримують обмеження «засіб плюс функція», чітко зазначених в описі в цьому документі.
Відповідно, обсяг винаходу повинен визначатися тільки прикладеними пунктами формули винаходу й їх юридичними еквівалентами, а не описами та прикладами, наведеними в цьому документі.
Нижче наводяться приклади варіантів здійснення, і для їхнього опису в цьому документі будуть використовуватися конкретні формулювання. Проте, буде очевидно, що при цьому не передбачається будь-яких обмежень обсягу запропонованої технології. Додаткові властивості та переваги технології стануть очевидними після ознайомлення з наведеним нижче докладним описом з супровідними графічними матеріалами, на яких представлені приклади особливостей пропонованої технології.
З урахуванням загальних прикладів, наведених вище у викладі суті винаходу, в цьому документі зазначається, що при описі системи або пристроїв або способів, що стосуються неї, конкретні або окремі описи розглядаються як такі, що застосовуються до інших таких пристроїв або способів незалежно від того, чи обговорюється це в явній формі в контексті конкретного прикладу або варіанту реалізації. Наприклад, під час обговорення того чи іншого пристрою як такого, інший пристрій, система та/або реалізація способу також включаються в такі обговорення, і навпаки.
Більш того, на підставі наведеного опису та ілюстрацій можуть бути запропоновані різні модифікації й комбінації, а тому наведені нижче фігури не повинні розглядатися як такі, що носять обмежувальний характер.
Постадійне зональне нагрівання матеріалів, що містять вуглеводні
У цій технології запропоновані способи й системи для нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, для отримання вуглеводнів з матеріалу. Деякі попередні технології отримання вуглеводнів з матеріалу, що містить вуглеводні, включали нагрівання тіла з матеріалу, що містить вуглеводні, протягом певного періоду часу. Проте, все тіло з матеріалу, що містить вуглеводні, під час процесу видобутку зазвичай нагрівається до приблизно однорідної температури. На противагу цьому, способи відповідно до даного винаходу включають нагрівання декількох зон тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, в різний час. Ці зони можуть являти собою частини тіла з матеріалу, що містить вуглеводні, які бо розташовані вертикально один на одному. Наприклад, тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, може бути розділене щонайменше на нижню зону й верхню зону, хоча може існувати будь-яку кількість додаткових проміжних зон. Ці зони можна нагрівати послідовно, починаючи з нижньої зони й переміщуючись вгору, або починаючи від верхньої зони й переміщуючись вниз. Суміжні зони зазвичай також фізично не відокремлені одна від іншої за допомогою бар'єра, а в деяких випадках зони мають по суті подібний склад, пористість і розмір часток.
Нагрівання тіла з подрібнених матеріалу, що містять вуглеводні, в зонах, що нагріваються послідовно, може знизити загальне підведення енергії, необхідної для видобутку вуглеводнів з матеріалу. Таким чином, способи й системи, що забезпечуються справжньою технологією, можуть підвищити ефективність видобутку вуглеводнів з матеріалу, що містить вуглеводні. У деяких прикладах перша зона може бути нагріта таким чином, щоб забезпечити формування ділянки з більш високою температурою в першій зоні. У деяких випадках перша зона може бути нагріта шляхом подачі нагрітого газу в першу зону. Температура нагрітого газу може бути такою, щоб матеріал, що містить вуглеводні, в першій зоні досягав температури видобування, достатньої для видобутку вуглеводневих продуктів. Швидкість потоку нагрітого газу може бути достатньою для підтримки матеріалу, що містить вуглеводні, в першій зоні при температурі видобування протягом часу, достатнього для видобутку бажаної кількості вуглеводнів. Ця високотемпературна ділянка може характеризуватися конвективним потоком і примусовим потоком нагрітого текучого середовища крізь порожнечі між частками подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні. Текуче середовище може включати вуглеводні, вивільнені з матеріалу, що містить вуглеводні, текуче середовище, що нагнітають, яке передає тепло, або, найчастіше, комбінації обох текучих середовищ.
Після нагрівання першої зони тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, з формуванням високотемпературного ділянки видобування, відносно більш холодне текуче середовище може нагнітатися в першу зону після високотемпературної ділянки видобування. Як правило, більш холодне текуче середовище може бути будь-яким текучим середовищем, що вводять при температурі нижче температури видобування, підтримуваної в ділянці видобутку.
Під час нагнітання більш холодного текучого середовища, більш холодне текуче середовище може витісняти гаряче текуче середовище в високотемпературній ділянці видобування для
Зо створення примусового масового потоку на ділянці видобування до суміжних зон у напрямку до точки збору. Під час передачі тепла між текучими середовищами й твердим матеріалом, що містить вуглеводні, більш холодне текуче середовище може відводити тепло від гарячого матеріалу, що містить вуглеводні, в першій зоні, в той час як витіснення більш гарячих текучих середовищ, що витісняються, починають передавати тепло матеріалу, що містить вуглеводні, у
З5 другій зоні тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні. Таким чином, тепло з відпрацьованого матеріалу, що містить вуглеводні, в першій зоні можна відновити й перенаправити, сприяючи видобуванню вуглеводнів з матеріалу, що містить вуглеводні, в другій зоні. Під час охолодження першої зони й нагрівання другої зони, високотемпературна ділянка видобування поступово ефективно переміщується з першої зони в другу зону.
Залежно від необхідних робочих параметрів системи, високотемпературна ділянка видобування може переміщатися вгору або вниз крізь тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні. У деяких прикладах нагрівання може починатися в нижній частині тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, а потім більш холодні текучі середовища можуть нагнітатися в нижню зону для переміщення високотемпературної ділянки видобування вгору. В інших прикладах нагрівання може починатися з верхньої частини тіла, а потім більш холодне текуче середовище може нагнітатися в верхню частину для переміщення високотемпературної ділянки видобування вниз. Незалежно від варіанту, під час переміщення високотемпературної ділянки видобування з першої зони в другу зону, подрібнений матеріал, що містить вуглеводні, у другій зоні підвищує температуру до достатньої для видобування вуглеводнів температури. У деяких випадках додаткове допоміжне тепло може бути підведено у другу зону, як більш детально описано нижче.
Відповідно до цих принципів, теплова енергія може вводитися за допомогою замкнутих контурів нагрівання або нагнітання нагрівального текучого середовища безпосередньо в подрібнений матеріал, що містить вуглеводні. Під час нагрівання матеріалу, що містить вуглеводні, утворюється вуглеводневий продукт. Відповідно, одночасно відбувається конвективний теплообмін і масообмін, разом із супутніми ефектами плавучості. Швидкості масообміну можуть залежати від потоку, що забезпечується за допомогою введення текучого середовища, що нагріває (наприклад, необов'язково рециркульованого неконденсованого вуглеводневого продукту) і недавно отриманого вуглеводневого продукту (наприклад, бо нерециркульованого вуглеводневого продукту). Таким чином, підведення теплової енергії до ділянки видобування можна підтримувати протягом бажаного періоду часу для полегшення видобування бажаної кількості вуглеводневого продукту з цієї зони.
В ідеалі це призводить до перетворення 10095 матеріалів-прекурсорів, що містять вуглеводні, в вуглеводневий продукт. Однак, на практиці, через різні причини отримують тільки частину потенційних матеріалів. Незалежно від того, як виготовляють вуглеводневі продукти, швидкості масообміну можуть бути використані для видобутку вуглеводневого продукту крізь і поза тілом у точці збору, а також балансують показники теплопередачі в зоні видобування та поза нею. Під час виснаження зони, швидкості підведення теплової енергії та швидкості масообміну можуть бути відрегульовані таким чином, щоб забезпечити переміщення або просування динамічної високотемпературної ділянки видобування до суміжної зони. Цього можна досягти шляхом нагнітання охолоджуючого текучого середовища, як описано в цьому документі. Під час проходження охолоджуючого текучого середовища крізь ділянку, тепло спочатку захоплюється охолоджуючим текучим середовищем на краю ділянки видобування, який виступає, і переноситься в напрямку передньої частини ділянки видобування, яка просувається, крізь тіло. Отже, динамічна високотемпературна ділянка видобування може просуватися крізь тіло з матеріалу, що містить вуглеводні, послідовно розташованими суміжними зонами.
Слід зазначити, що швидкості масообміну текучого середовища, що нагріває, і охолоджуючого текучого середовища (тобто, об'ємна швидкість) можуть підтримуватися таким чином, щоб досягти бажаного просування термічно визначеної ділянки видобування, уникаючи при цьому утворення так званої конвекції Релея-Бенара. Така конвекція Релея-Бенара може призвести до небажаного об'ємного потоку маси й тепла в протилежному бажаному напрямку в залежності від напрямку роботи. Відповідно, текуче середовище, що нагріває, охолоджуюче текуче середовище й вуглеводневі продукти зазвичай течуть по загальному об'ємному напрямку крізь тіло з матеріалу, що містить вуглеводні. На відміну від цього, хоча текуче середовище, що нагріває, і вуглеводневі продукти можуть проходити крізь ділянку видобування, термічно визначена ділянка видобування може залишатися нерухомою або поступово переміщатися крізь тіло з різною й, по суті, більш низькою швидкістю.
Нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, в зонах з використанням
Зо способів, описаних в цьому документі, може підвищити ефективність видобування вуглеводнів.
У деяких випадках в порівнянні з процесами, в яких одночасно нагрівається все тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, можна зменшити загальний об'єм енергії, використовуваної для нагрівання подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні. Коли кілька зон матеріалу нагрівають послідовно, загальна середня температура тіла матеріалу є нижчою, ніж при одночасному нагріванні всього тіла. Крім того, за рахунок нагнітання охолоджуючого текучого середовища після високотемпературної ділянки видобування можна підвищити ефективність шляхом рекуперації деякої кількості тепла з відпрацьованого матеріалу, що містить вуглеводні, в першій зоні для нагрівання другої зони. Це також може забезпечити перевагу нижчої загальної температури тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, в кінці процесу видобування вуглеводнів. Таким чином, для зниження температури матеріалу, що містить вуглеводні, до температури, придатної для відновлення та/або припинення роботи, може знадобитися менше охолодження.
У деяких прикладах вуглеводні можна збирати постійно протягом стадій нагрівання з місця в нижній або верхній зоні. Вуглеводні, зібрані з зон, можуть включати газоподібні вуглеводні. Збір вуглеводнів з другої зони може сприяти переміщенню високотемпературної ділянки видобування в другу зону під час нагнітання охолоджуючого текучого середовища для зміни місця розташування високотемпературної ділянки видобування. У додаткових прикладах газоподібні продукти й рідкі вуглеводні можуть бути зібрані в інших місцях, включаючи будь-які проміжні зони тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні.
У деяких прикладах способи, описані в цьому документі, можуть бути застосовані до системи видобування інкапсульованих вуглеводнів, аналогічно системам, описаним в патенті
США Мо 7,862,705, що включений в цей документ шляхом посилання. У цих прикладах тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, може бути сформовано всередині сховища, що запобігає неконтрольованій міграції газів і текучих середовищ у сховище й з нього. Сховище може містити стінки, що мають безліч шарів, які містять сипучі грунтові матеріали, що більш детально описано нижче.
З урахуванням вищевикладеного опису, на фіг. ТА показані схеми, що ілюструють спосіб 100А нагрівання тіла з матеріалу, що містить вуглеводні, для отримання з нього вуглеводнів, відповідно до одного варіанту реалізації даного винаходу. Спосіб включає формування тіла з бо подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, яке має нижню зону й верхню зону 110А;
нагрівання нижньої зони під час першої стадії нагрівання для формування високотемпературної ділянки видобування в нижній зоні 120А; нагнітання охолоджуючого текучого середовища в нижню зону під високотемпературною ділянкою видобування на другій стадії нагрівання таким чином, щоб високотемпературна ділянка видобування переміщалася вгору в верхню зону 130А; і збирання вуглеводнів з тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, під час як першої, так і другої стадій нагрівання 140А.
В аналогічному зображенні, на фіг. 1В показані схеми, що ілюструють спосіб 1008 нагрівання тіла з матеріалу, що містить вуглеводні, для отримання з нього вуглеводнів. Спосіб включає формування тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, яке має нижню зону й верхню зону 1108; нагрівання верхньої зони під час першої стадії нагрівання для формування високотемпературної ділянки видобування в верхній зоні 120В; нагнітання охолоджуючого текучого середовища в верхню зону під високотемпературною ділянкою видобування на другій стадії нагрівання таким чином, щоб високотемпературна ділянка видобування переміщалася вниз в нижню зону 130В; і збирання вуглеводнів з тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, під час як першої, так і другої стадій нагрівання 1408.
У деяких прикладах тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, може бути сформовано з матеріалу, такого як видобуті горючі сланці, бітумінозні піски, лігніт, бітум, вугілля, торф, зібрана біомаса або інший багатий вуглеводнями матеріал. Подрібнений матеріал, що містить вуглеводні, може бути укладений в сховище, яке утворює непроникний бар'єр, що містить в собі тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні. У деяких випадках розмір сховища може бути відносно великим. Великі за розмірами сховища або системи з безліччю сховищ дозволяють з легкістю отримувати вуглеводневі продукти й забезпечувати продуктивність на рівні, порівнянному з рівнем або вище рівня сховищ меншого розміру. В якості ілюстрації, розміри окремих сховищ можуть перебувати в діапазоні від 15 метрів до 200 метрів в поперечнику, а часто від приблизно 100 метрів до 160 метрів в поперечнику. Оптимальні розміри сховища можуть змінюватись в залежності від матеріалу, що містить вуглеводні, і параметрів експлуатації, проте відповідні площі сховища часто можуть знаходитися в діапазоні від близько половини до десяти акрів площі поверхні в горизонтальній проекції зверху. Крім того, сховище може мати глибину від приблизно 10 м до приблизно 50 м.
Зо Тіло матеріалу, що містить вуглеводні, також може бути сформовано з подрібненого сипучого матеріалу, розмір якого дозволяє отримати необхідний цільовий простір порожнини.
Тіла, які підходять для застосування за даним винаходом, можуть мати більше приблизно 10 95 вільного простору порожнини й зазвичай мають вільний простір порожнини від приблизно 20 95 до 5095, однак придатними можуть бути й інші діапазони, такі як до приблизно 70 95.
Забезпечення високої проникності сприяє нагріванню тіла за рахунок конвекції як основного механізму перенесення тепла, також забезпечуючи значне зниження витрат, пов'язаних з подрібненням до дуже малих розмірів, наприклад, меншим ніж від приблизно 2,5 до приблизно 1 см. Конкретна цільова величина вільного простору порожнини може залежати від конкретного матеріалу, що містить вуглеводні, і необхідних значень часу або умов обробки. Розмір частинок в межах проникного тіла може значною мірою залежати від типу матеріалу, необхідної швидкості нагрівання та інших чинників. В якості загальної рекомендації, проникне тіло може включати подрібнені частки, що містять вуглеводні, з розміром в середньому до приблизно 2 метрів, в деяких випадках, менш ніж 30 см, а в інших випадках, в середньому менше ніж приблизно 16 см. Однак з практичної точки зору максимальні розміри частинок, які можуть перебувати в діапазоні від приблизно 5 см до приблизно 60 см або в одному аспекті в середньому від приблизно 16 см до приблизно 60 см, можуть забезпечити хороші результати при середньому діаметрі приблизно 30 см і особливо підходять для горючого сланцю.
Необов'язково, тіло може включати бімодальний або багатомодальний розподіл за розмірами, щоб забезпечити збільшений баланс простору порожнини й відкритої площі поверхні частинок.
Сховище може містити бар'єрний шар для запобігання виходу отриманих вуглеводнів і нагріванню текучих середовищ зі сховища, в той же час запобігаючи потраплянню повітря або інших небажаних текучих середовищ з навколишнього середовища. Зазвичай сховище може містити дно, верхню частину й бічну стінку, яка з'єднує дно й верхню частину для утворення замкнутого об'єму, в якому розміщуються подрібнені матеріали, що містять вуглеводні, і який обмежує потік текучого середовища за межі сховища. Верхня частина утворює верхню частину замкнутого об'єму й примикає до бічної стінки. Дно також примикає до бічної стінки й може бути по суті горизонтальним або нахипеним до зливу, в залежності від того, що краще для збору вуглеводневих текучих середовищ, екстрагованих під час обробки матеріалів, що містять вуглеводні. бо У деяких варіантах реалізації сховище може бути сформовано уздовж стінок зони виїмки покладів матеріалу, що містить вуглеводні. Наприклад, горючі сланці, бітумінозні піски або вугілля можуть бути здобуті із зони виїмки для утворення порожнини, яка приблизно відповідає бажаному об'єму укладення в оболонку для сховища. Утворену в результаті виїмки порожнину може потім використовуватися в якості опори для дна й стінок сховища. В альтернативному варіанті реалізації навколо зовнішньої поверхні стінки сховища може бути утворена берма, якщо сховище частково або по суті знаходиться над рівнем землі. Сховище може являти собою частину надземної конструкції, що стоїть окремо, з бермами, що підтримують бічні стінки, причому дно сховища спирається на землю під сховищем.
Сховище може по суті не містити неспотворених геологічних формацій. Зокрема, сховище може бути повністю побудовано й створено у вигляді окремого ізолюючого механізму для утримання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, і запобігання неконтрольованій міграції текучих середовищ в тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, або з нього.
Непошкодженими геологічні формації можуть мати тріщини й пори, які можуть зробити формації проникними для текучих середовищ і газів. За рахунок утворення сховища у вигляді повністю створеної людиною конструкції, без використання неспотворених геологічних формацій, таких як дно або стінки, можна знизити ризик просочування текучих середовищ або газів крізь геологічні формації. Однак в деяких варіантах реалізації в сховищі можуть використовуватися деякі елементи поверхні вийнятої геологічної Формації. Наприклад, в деяких Формаціях дно й стінки виїмки можуть мати достатньо низьку природну проникність, що у випадку частин сховища може не потребувати додаткового бар'єрного шару.
Сховище може по суті містити дно, бічну стінку, що проходить вгору від дна, і верхню частину, шо проходить над бічною стінкою для утворення замкнутого об'єму. Кожен елемент з дна, бокової стінки й верхньої частини може бути виготовлений з безлічі шарів, включаючи внутрішній шар дрібної Фракції або інший ізоляційний матеріал, та зовнішній шар з грунту, що змінений глиною, яка набухає, або іншого непроникного для текучого середовища матеріалу.
Необов'язково, зовнішню мембрану, яка додатково запобігає проходженню текучих середовищ за межі сховища, можна використовувати в якості бар'єру дпя текучого середовища на додаток до грунту, що змінений глиною, яка набухає. Зовнішня мембрана може служити допоміжним резервним шаром ущільнення, якщо основний шар ущільнення не впорався зі своєю Функцією з
Зо будь-якої причини. Внутрішній шар високотемпературного асфальту або іншого непроникного для текучого середовища матеріалу також може бути необов'язково застосованим на внутрішній поверхні шару дрібної Фракції і визначати внутрішню поверхню сховища.
Гпини, що набухають, являють собою неорганічні матеріали, які можуть бути пдратовані, що призводить до набухання глини або іншим способом створює бар'єр для потоку текучого середовища. Сховище може містити бар'єрний шар, утворений з частинок сухої глини та інших грунтових матеріалів, а потім глина може бути гідратованою для того, щоб частинки глини набухали й створювали бар'єр. Зазвичай такий бар'єрний шар може бути створений з твердої фази частинок і рідкої фази води, які в сукупності утворюють по суті безперервний бар'єр для текучого середовища. Наприклад, дно, стінки й верхня частина бар'єрного шару можуть бути сформовані з використанням грунту, що змінений глиною, яка набухає. Коли глину, яка набухає, пдратують, вона набухає й заповнює простори порожнини між частинками інших матеріалів в грунті. Таким чином, грунт, що змінений глиною, яка набухає, стає менш проникним для текучих середовищ. За наявності достатньої суміші глин, що набухають, та ініших грунтових матеріалів, бар'єрний шар може бути по суті непроникним для потоку текучого середовища. Деякі приклади відповідних глин, що набухають, включають бентонітову глину, монтморилоніт, каолініт, іліт, хлорит, вермикуліт, аргиліт, смектит та інші.
Комбінація декількох шарів, що утворюють сховище, також може служити для ізоляції тіла з матеріалу, що містить вуглеводні, таким чином, щоб тепло зберігалося в замкнутому просторі для полегшення вилучення вуглеводнів з матеріалу, що містить вуглеводні. У деяких прикладах сховище може містити шар дрібної Фракції, такий як гравій або подрібнений відпрацьований горючий сланець, для ізоляції сховища. Цей шар дрібної Фракції може мати перепад температури на шарі, достатній для забезпечення того, щоб шар грунту, що змінений глиною, яка набухає, був досить холодним, щоб залишатися гідратованим. Матеріал, який утворює шар дрібної Фракції, може являти собою сипучий матеріал менш ніж приблизно З см в діаметрі.
Сховище може бути підготовлено за допомогою будь-якого прийнятного підходу. При цьому в одному аспекті сховище будується на поверхні грунту. Утворення стінки або стінок і формування тіла з дробленого матеріалу, що містить вуглеводні, всередині стінок може відбуватися одночасно з процесом вертикальної засипки, за якої матеріали закладаються в заздалегідь заданій послідовності. Наприклад, безліч лотків або інших механізмів доставки бо сипучих матеріалів можуть розташовуватися у відповідних місцях над закладеним матеріалом.
За рахунок селективного регулювання обсягу сипучих матеріалів, що доставляються, і місця уздовж виду зверху системи, куди доставляється кожен відповідний сипучий матеріал, можна одночасно формувати шари й структури від дна до верхньої частини. Частини бічних стінок сховища можуть бути утворені як суцільне продовження вгору зовнішнього периметра дна, і кожен шар являє, в тому числі шар грунту, що змінений глиною, яка набухає, шар дрібної фракції, і за наявності мембрани та/або асфальтового облицювання, сформований як суцільне продовження елементів дна. У процесі Формування бічних стінок подрібнений матеріал, що містить вуглеводні, може одночасно розміщуватися на дні і в межах периметра бічної стінки, таким чином, що об'єм, який стане замкнутим простором, заповнюється одночасно 3 піднесенням бічної стінки, що формується. Таким чином, можна позбутися від необхідності використовувати внутрішні стінки, що підтримують, або ініні бічні елементи, які обмежують.
Такий підхід дозволяє також здійснювати моніторинг в процесі вертикального нарощування, з тим щоб переконатися в тому, що взаємне перемішування в області контакту шарів знаходиться в межах прийнятних заздалегідь заданих допусків (наприклад, збереження функціональних можливостей відповідного шару). Наприклад, надмірне змішання грунту, що змінений глиною, яка набухає, з дрібною фракцією може призвести до порушення функції герметизації шару грунту, що змінений глиною, яка набухає. Цього можна уникнути за допомогою обережного нанесення кожного з сусідніх шарів під час його нарощування та/або за рахунок збільшення товщини шару, що наноситься.
Під час наближення процесу спорудження до верхніх частин, верхня частина може бути виконана з використанням тих самих механізмів доставки, описаних вище, І можна просто відрегулювати розташування й швидкість засипання відповідного матерівлу, що Формує стельовий шар. Наприклад, при досягненні необхідної висоти бічної стінки, достатня кількість матеріапів сховища може бути додано для утворення верхньої частини.
Як показано на фіг. 1, після формування тіла з подрібненого матеріалу 110, що містить вуглеводні, нижня зона тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, може бути нагріта з формуванням високотемпературної ділянки видобування 120. Нижня зона може по суті бути будь-якою нижньою частиною тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні. У деяких прикладах нижня зона може являти собою горизонтальний шар, що проходить від дна тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, до висоти десь нижче верхньої частини тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні. У варіантах реалізації, в яких тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, міститься в сховищі, нижня зона може проходити від дна сховища до висоти нижче верхньої частини сховища. Аналогічним чином, верхня зона тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, може проходити від верхньої частини нижньої зони до верхньої частини сховища. В інших прикладах одна або більше додаткових проміжних зон можуть бути розташовані між нижньою зоною й верхньою зоною.
Кожна з цих зон може являти собою по суті горизонтальний шар, або зріз, тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні. У деяких прикладах високотемпературна ділянка видобування може займати від приблизно однієї четвертої до приблизно половини об'єму тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні. У конкретному прикладі високотемпературна ділянку видобування може займати приблизно одну третину об'єму тіла. Таким чином, нижня зона може являти собою нижню третину тіла, верхня зона може являти собою саму верхню третину тіла, а середня третина тіла може являти собою проміжну зону. Відповідно до деяких прикладів даного винаходу зони можна послідовно нагрівати, починаючи з нижньої зони й потім просуваючись вгору до верхньої зоні. Аналогічним чином, зони можна нагрівати, починаючи з верхньої зони й просуваючись вниз до нижньої зоні, як показано на фіг. 1А.
У деяких варіантах здійснення один або більше нагрівальних трубопроводів можуть бути вбудовані в нижню або верхню зону для нагрівання відповідної зони з формуванням високотемпературної ділянки видобування. Нагрівальні трубопроводи можуть являти собою нагрівальні трубопроводи із замкнутим контуром або з відкритим контуром. Нагрівальні трубопроводи із замкнутим контуром можуть нагрівати матеріал, що містить вуглеводні, шляхом непрямого нагрівання. Текуче середовище, що передає тепло, може подаватися крізь нагрівальні трубопроводи із замкнутим контуром і передавати тепло крізь стінки трубопроводів тілу з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні. Це може підвищити температуру твердого матеріалу, що містить вуглеводні, і будь-яких текучих середовищ в проміжках між частинками матеріалу, що містить вуглеводні, таких як повітря або газоподібні вуглеводні. Таким чином, може бути сформована високотемпературна ділянка видобування.
Текучі середовища, що передають тепло, для використання з нагрівальними трубопроводами із замкнутим контуром можуть включати будь-яке текуче середовище, яка 60 може проходити крізь трубопроводи. У деяких прикладах текуче середовище, що передає тепло, може бути обране з повітря, води, насиченої пари, перенасиченого пара, органічних масел, силіконових масел, гліколей, розплавлених солей, двоокису вуглецю, легких вуглеводнів, водню й їх комбінацій.
У варіантах реалізації, що включають нагрівальні трубопроводи з відкритим контуром, тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, можна нагрівати шляхом прямого нагріву.
Нагрівальні трубопроводи з відкритим контуром можуть містити перфорації для нагнітання текучого середовища, що передає тепло, в тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні. У порівнянні з нагріванням із замкнутим контуром, нагрів з відкритим контуром може теоретично забезпечувати нескінченну площу теплопередачі, тому можна використовувати меншу кількість трубопроводів і трубопроводи меншого діаметру. У деяких випадках може використовуватися комбінація нагрівальних трубопроводів з відкритим контуром і нагрівальних трубопроводом із замкнутим контуром. Наприклад, прямий нагрів з відкритим контуром шляхом нагнітання текучого середовища, що передає тепло, в нижню зону з нагріванням замкнутим контуром, передбаченим у верхній зоні для підтримки бажаних температур.
Текучі середовища, що передають тепло, для використання з нагрівальними трубопроводами із відкритим контуром можуть включати будь-яке текуче середовище, яке є сумісним з матеріалом, що містить вуглеводні, який нагрівається. У деяких випадках потрапляння повітря можна запобігти, коли матеріал, що містить вуглеводні, знаходиться при високій температурі, щоб уникнути окислення або згоряння вуглеводнів, які отримують. У деяких прикладах текуче середовище, що передає тепло, яке не окислюється, таке як пар, можна використовувати для безпосереднього нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні. До інших використовуваних текучих середовищ, що передають тепло, відносяться повітря при температурах нижче температури згоряння матеріалу, що містить вуглеводні, водень і вуглеводні, таких як рециркульовані легкі вуглеводні, отримані з матеріалу, що містить вуглеводні. У деяких прикладах неконденсовані вуглеводні, отримані з матеріалу, що містить вуглеводні, можна рециркулювати й повторно нагнітати в тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, в якості текучого середовища, що нагріває або охолоджує. Під час нагрівання рециркульовані неконденсовані вуглеводні можна нагрівати до температури видобування й потім нагнітати в тіло. При використанні в якості охолоджуючого текучого
Зо середовища неконденсовані вуглеводні можна повторно нагнітати без нагрівання. Таким чином, неконденсовані вуглеводні можна охолоджувати перед повторним нагнітанням в тіло з подрібнених матеріалів, що містить вуглеводні. В одному прикладі неконденсований вуглеводневий продукт можна повторно нагнітати у вигляді охолоджуючого текучого середовища при температурі від 100 "Е (37,8 "С) до 200 "Е (93,3 "С), а в одному конкретному прикладі при 130 "Е ( 54,4 7).
На фіг. 2А-2С показані схематичні зображення, що ілюструють систему 200 нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, у міру переміщення високотемпературної ділянки видобування від нижньої зони тіла до верхньої зоні тіла. Високотемпературна ділянка видобування також може бути сформована у верхній зоні, в цьому випадку ділянка видобування переміщається з верхньої зони тіла в нижню зону тіла. На фіг. 2А тіло з подрібненого матеріалу 210, що містить вуглеводні, містить нижню зону з нагрівальним трубопроводом 220 для прямого нагрівання, вбудованим в нього. Нагрівальний трубопровід для прямого нагрівання містить перфорації 225, які використовуються для нагнітання текучого середовища 230, що передає тепло (позначені стрілками, що виходять з перфорацій). В результаті нагнітання текучого середовища, що передає тепло, формується високотемпературна ділянка 240 видобування в нижній зоні. Система також містить збірний трубопровід 250, вбудований у верхню зону, зі збірними перфораціями 255 для збору вуглеводнів, отриманих із матеріалу, що містить вуглеводні. Коли процес починається, збірний трубопровід може також збирати повітря, витіснене з тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, при нагнітанні текучого середовища, що передає тепло.
На фіг. 28 показана друга стадія нагрівання, в якій охолоджуюче текуче середовище 260 (позначено стрілками, що виходять з перфорацій 225 в нагрівальному трубопроводі 220 для прямого нагрівання) нагнітають в нижню зону. Під час нагнітання охолоджуючого текучого середовища, високотемпературна ділянка 240 видобування піднімається у напрямку до верхньої зоні тіла з подрібненого матеріалу 210, що містить вуглеводні. У конкретному варіанті реалізації нагрівальний трубопровід для прямого нагрівання використовується для нагнітання як текучого середовища, що передає тепло, так і охолоджуючого текучого середовища Однак в інших варіантах здійснення можна використовувати окремі нагнітальні трубопроводи для текучого середовища, що передає тепло, і охолоджуючого текучого середовища. бо На фіг. 2С показаний кінець другої стадії нагрівання, на якому високотемпературна ділянка
240 видобування піднімається у верхню зону тіла з подрібненого матеріалу 210, що містить вуглеводні. Високотемпературна ділянка нагрівання може переміщатися з досить низькою швидкістю для того, щоб забезпечити нагрівання подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, в ділянці видобування до температури видобування, тобто температури, при якій вуглеводні можуть бути отримані з матеріалу, що містить вуглеводні. Швидкість руху ділянки видобування може регулюватися за рахунок швидкості нагнітання охолоджуючого текучого середовища.
Високотемпературна ділянка видобування може рухатися повільно, щоб загальний час нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, було відносно тривалим.
Наприклад, в деяких прикладах час нагрівання може бути від близько З днів до близько 2 років.
В інших прикладах час нагрівання може бути від близько З місяців до близько 1 року. У деяких варіантах здійснення час нагрівання може бути достатнім для вилучення більшої частини вуглеводнів з матеріалу, що містить вуглеводні. В одному прикладі час нагрівання може бути достатнім для отримання щонайменше близько 7095 за масою, а в деяких випадках щонайменше приблизно 9095 за масою вуглеводнів, що переробляються, з матеріалу, що містить вуглеводні. Тривалі періоди часу нагрівання в поєднанні з помірними температурами можуть в деяких випадках забезпечувати вуглеводневі продукти більш високої якості, ніж більш короткі періоди часу нагрівання при більш високих температурах.
Швидкість руху високотемпературної ділянки видобутку може бути пов'язана зі швидкістю потоку текучого середовища, що нагнітається в тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні. Швидкість потоку текучих середовищ, що проходять крізь тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, можна кількісно оцінити як об'ємну швидкість.
Використовуваний в цьому документі термін «об'ємна швидкість» є результатом ділення об'ємної швидкості потоку текучих середовищ, що нагнітаються в тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, на обсяг тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні. Об'ємна швидкість має вимір у часі". У деяких варіантах здійснення об'ємна швидкість текучих середовищ, що нагнітаються в тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, може перебувати в діапазоні від 0,1 г" до 0,6 год.".
У додаткових прикладах швидкість потоку текучого середовища, що нагнітається в тіло з
Зо подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, може бути достатньою для по суті підтримки односпрямованого потоку в тілі з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні. Це означає, що велика частина (наприклад, більше 80 об. 95 або більше 90 об. 95) текучого середовища, що займає об'єм між частинками подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, протікає в одному загальному напрямку від місця нагнітання такого, що нагріває/охолоджуючого текучого середовища до місця збору, де текуче середовище й вуглеводневі продукти видаляють із системи. В одному прикладі швидкість потоку текучого середовища, що нагнітається, може бути досить великою, щоб запобігти утворенню конвективного циркуляції через різницю температур в тілі з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні. У деяких випадках, коли швидкість потоку текучого середовища, що нагнітається, є занадто низькою, конвективні потоки можуть бути утворені в межах тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, особливо якщо більш гаряча зона розташована нижче більш холодної зони. У цій ситуації сили, що виштовхують, можуть привести до того, що гарячі гази піднімуться вгору й потім потечуть назад вниз під час охолодження газів. Таким чином, в деяких прикладах швидкість потоку текучого середовища, що нагнітається, може бути вищою за швидкість, при якій буде мати місце такий конвективний потік, внаслідок чого такий конвективний потік є по суті зменшеним або попередженим. Таким чином, найгарячіші текучі середовища можуть бути утримуваними в межах зони видобування тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, з тим щоб можна було більш ефективно витягати вуглеводні матеріалу, що містить вуглеводні.
На фіг. З представлені приблизні температурні профілі, накладені на тіло з подрібненого матеріалу 210, що містить вуглеводні, під час стадій нагрівання, описаних вище. Температурний профіль на першій стадії 310 нагрівання демонструє більш високі температури в межах високотемпературної ділянки видобування. Температурний профіль на початку другої стадії 320 нагрівання демонструє високотемпературну ділянку, яка переміщується вгору в верхню зону.
Потім профіль температури на другій стадії 330 нагрівання демонструє високотемпературний ділянку у верхній зоні. Кожен температурний профіль являє собою температуру вздовж горизонтальної вісі х, в той час як висота всередині тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, представлена у вигляді висоти, при якій профіль температури накладається на тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, уздовж вертикальної вісі у. Слід зазначити, що на цій фігурі представлено спрощене зображення температурних профілів в одному варіанті бо реалізації, і даний винахід охоплює різні інші температурні профілі і способи послідовного нагрівання. Наприклад, представлені профілі демонструють середню високу температуру, яка з часом зменшується з послідовними стадіями. Проте, додаткове проміжне нагрівання може використовуватися для регулювання середньої температури ділянки видобування під час його переміщення вгору або вниз по тілу подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні.
Аналогічним чином, високотемпературна ділянка видобутку може розширюватися під час руху в вгору або вниз ділянки видобування. Наприклад, початкова ділянка видобування, який займає 95 вертикальної висоти, може розширюватися до кінцевої висоти 20 95 в найбільш верхній або найнижчій зоні. Однак без додаткового підведення енергії це також призведе до зниження середньої високої температури. Таке зниження робочої температури в зоні видобування може 10 бути прийнятним до тих пір, поки буде підтримуватися мінімальна робоча температура в межах ділянки видобування, достатня для видобування необхідних вуглеводнів.
На додаток до нижньої і верхньої зон тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, тіло також може містити одну або більше проміжних зон. Високотемпературна ділянка видобування може переміщатися крізь кожну з проміжних зон таким чином, що подрібнений матеріал, що містить вуглеводні, в проміжних зонах нагрівається до достатньої температури для видобування з нього вуглеводнів. Ділянка видобування також може рухатися досить повільно, щоб матеріал, що містить вуглеводні, залишався при температурі видобування протягом достатнього часу для вилучення більшої частини вуглеводнів, що містяться в матеріалі, що містить вуглеводні. У деяких прикладах щонайменше приблизно 70 95 за масою й в деяких випадках щонайменше приблизно 99 95 за масою вуглеводнів, що переробляються, які містяться в матеріалі, що містить вуглеводні, можуть бути вивільнені та зібрані.
У деяких випадках високотемпературна ділянка видобутку може мати схильність до зниження температури з плином часу, тому що холодний подрібнений матеріал, що містить вуглеводні, поглинає тепло від текучих середовищ в ділянці видобування. Таким чином, температура в ділянці видобування може впасти нижче бажаної температури видобування в проміжній зоні або у верхній або нижній зоні. Таким чином, в деяких варіантах реалізації температура в зоні видобування може бути збільшена за рахунок додаткового нагрівання зони, в якій знаходиться ділянка видобування. Коли використовується додаткове нагрівання, загальна кількість енергії, необхідної для досягнення температури видобування в зоні, може в цілому
Зо бути меншою, оскільки зона може бути вже нагріта до температури, близької до температури видобування на ділянці видобування. У деяких прикладах можна використовувати додаткове нагрівання для забезпечення того, що кожна зона нагрівається до приблизно однорідної температури видобування, в той час як в результаті переміщення високотемпературної ділянки видобування відбувається значне зниження загальної кількості енергії, що підводиться, необхідної для нагрівання кожної зони до температури нагрівання.
Зазвичай високотемпературна ділянка видобутку може займати вертикальний шар, відповідно частини всього тіла з подрібнених матеріалів, що містять вуглеводні. Вертикальний шар може часто займати від приблизно 595 до 5095 від вертикальної глибини тіла з подрібнених матеріалів, що містять вуглеводні. У деяких випадках вертикальний шар і ділянка видобування може займати від приблизно 8 95 до приблизно 25 95 від вертикальної глибини.
Цільова температура видобування може істотно змінюватися в залежності від типу оброблюваного матеріалу, що містить вуглеводні, і бажаного типу вуглеводневих продуктів. У деяких випадках температуру й тиск в тілі подрібнених матеріалів, що містять вуглеводні, можна зберегти таким чином, щоб проводилися переважно газоподібні вуглеводневі продукти з невеликими або відсутніми рідкими вуглеводнями. По суті, температура видобування може становити від приблизно 200"С до приблизно 550С. У більш конкретних прикладах температура видобування може становити від приблизно 350 "С до приблизно 450 "С. У ще більш конкретних прикладах температура видобування може становити від приблизно 200 С до приблизно 400 "С.
Тиск в тілі подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, може підтримуватися від близько 1 атм до близько 1,4 атм, а часто близько 1 атм до 1,1 атм, хоча інші тиски можуть бути прийнятними.
Проміжна, верхня або нижня зони можуть бути додатково нагріті за допомогою додаткових нагрівальних проходів, вбудованих в проміжні і верхні або нижні зони. Нагрівальні трубопроводи можуть нагрівати зони шляхом прямого або непрямого нагрівання. У деяких випадках нагрівальні трубопроводи можуть бути виконані з можливістю безпосереднього нагрівання зон шляхом нагнітання текучого середовища, що передає тепло. Під час переміщення високотемпературної зони видобутку в певну зону цю зону можна додатково нагрівати шляхом нагнітання додаткової текучого середовища, що передає тепло. Таке текуче середовище для 60 теплопередачі може збільшити високотемпературний режим видобутку, забезпечуючи, щоб високотемпературна зона видобутку була збережена при температурі видобутку. У додаткових прикладах, нагрівальні трубопроводи можуть бути використані як для нагнітання текучого середовища для теплопередачі, так і для нагнітання охолоджуючого текучого середовища. В одному варіанті реалізації проміжна зона може бути додатково нагріта шляхом нагнітання текучого середовища, що передає тепло, у проміжну зону. Після цього додаткового нагрівання один і той же трубопровід можна використовувати для нагнітання охолоджуючого текучого середовища під час того, як високотемпературна ділянка видобутку виходить за межі проміжної зони й в наступну зону. В альтернативному варіанті реалізації охолоджуюче текуче середовище можна нагнітати з використанням проходів, вбудованих в першу зону, навіть після нагрівання проміжної зони.
В процесі видобутку вуглеводневі продукти можуть бути зібрані з одного або декількох місць всередині тіла подрібнених матеріалів, що містять вуглеводні. Збір може відбуватися протягом будь-якої або всієї першої стадії нагрівання, другої стадії нагрівання та будь-яких проміжних стадій нагрівання для додаткового нагрівання проміжних зон. У деяких варіантах реалізації рідкі вуглеводні можна збирати з місцерозташування в нижній зоні. Наприклад, тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, може перебувати в сховищі з витоком в дні сховища для збирання рідких вуглеводнів. У додатковому варіанті реалізації винаходу дно сховища може бути нахиленим для направлення рідких вуглеводнів до зливу. В іншому варіанті реалізації піддон для зливу може бути поміщений в нижню зону для збору рідких вуглеводнів.
Крім того, рідкі та газоподібні вуглеводні можуть бути зібрані з інших місць всередині тіла матеріалу. Наприклад, трубопроводи для збору можуть бути поміщені в верхню зону й в проміжні зони для збору вуглеводнів із декількох місць. У деяких випадках для збору вуглеводнів також можна використовувати ті ж трубопроводи, які використовуються для нагнітання текучого середовища, що передає тепло. В інших випадках можна використовувати спеціальні збірні трубопроводи. У деяких прикладах збирання вуглеводневих продуктів з безлічі місць на різних висотах всередині тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, може дозволити збирати різні композиції продуктів в різних місцях. Це може бути викликано природними ефектами розподілу між вуглеводнями різної молекулярної маси, тиском пари, точками роси тощо, оскільки видобуті вуглеводні протікають крізь частки подрібненого
Зо матеріалу, що містить вуглеводні.
На фіг. 4 представлений вид в поперечному розрізі тіла з подрібненого матеріалу 410, що містить вуглеводні, яке має вбудовані в нього нагрівальні трубопроводи 420 та збірні трубопроводи 430, відповідно до одного варіанту реалізації даного винаходу. На цій фігурі тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, розділене на вертикальні зрізи 440. Кожен вертикальний зріз містить три ряди нагрівальних трубопроводів з двома нагрівальними трубопроводами в кожному ряду. Ряди розташовані вертикально на відстані один від одного таким чином, що кожен ряд нагрівальних каналів виконаний з можливістю нагрівання іншої зони тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні. В даному конкретному варіанті реалізації нижній ряд нагрівальних трубопроводів нагріває нижню зону, проміжний ряд нагрівальних трубопроводів нагріває проміжну зону, а верхній ряд нагрівальних трубопроводів нагріває верхню зону. Ряд збірних трубопроводів вбудований у верхню зону, над нагрівальними трубопроводами. Слід зазначити, що на цій фігурі показана тільки одна конкретна конфігурація нагрівальних і збірних трубопроводів, і даний винахід охоплює безліч інших конфігурацій.
Цей винахід також поширюється на системи для нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, для отримання з нього вуглеводнів. Зазвичай такі системи можуть містити тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, який має нижню зону й верхню зону. Системи також можуть містити щонайменше один нагрівальний трубопровід і щонайменше один збірний трубопровід, внаслідок чого системи здатні виконувати описані вище способи. Крім того, система для нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, може містити будь-які компоненти, описані вище відносно способів нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні. Системи можуть бути виконані з можливістю виконання будь-якого з описаних вище способів.
У конкретному варіанті реалізації система для нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, для отримання з нього вуглеводнів може містити тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні. Тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, який може мати нижню зону й верхню зону. Нижній нагрівальний трубопровід може бути вбудований в нижню зону, а верхній нагрівальний трубопровід може бути вбудований у верхню зону.
Збірний трубопровід може бути вбудований у верхню зону в місці над верхнім нагрівальним трубопроводом. Система також може містити нижній терморегулювальний клапан і верхній бо терморегулювальний клапан. Ці клапани можуть бути виконані з можливістю перемикається пропускання текучого середовища, що передає тепло, крізь нижній і верхній нагрівальні трубопроводи відповідно. Іншими словами, клапани можуть бути відкриті, щоб дозволити текучому середовищу, що передає тепло, проходити крізь трубопроводи, клапани можуть бути закриті, щоб зупинити потік. Крім того, клапани можуть бути виконані з можливістю послідовного забезпечення проходження текучого середовища, що передає тепло, спочатку крізь нижній нагрівальний трубопровід, а потім крізь верхній нагрівальний трубопровід або спочатку крізь верхній нагрівальний трубопровід, а потім крізь нижній нагрівальний трубопровід. Коли така система використовується для нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, в нижній зоні може бути сформована високотемпературна ділянка видобутку, коли текуче середовище, що передає тепло, протікає крізь нижній нагрівальний трубопровід. Потім, у міру підйому високотемпературної ділянки видобування, верхній терморегулювальний клапан можна відкрити для додаткового нагрівання верхньої зони. Потік текучого середовища, що передає тепло, в нижню зону можна зупинити до того, як текуче середовище, що передає тепло, потече в верхню зону. Крім того, охолоджуюче текуче середовище можна нагнітати в нижню зону після зупинки потоку текучого середовища, що передає тепло, в нижню зону.
На фіг. 5 представлено схематичне зображення системи 500 для нагрівання тіла з подрібненого матеріалу 510, що містить вуглеводні, відповідно до одного варіанту реалізації даного винаходу. У конкретному варіанті реалізації продемонстрована система містить нижню зону 511, проміжну зону 512 і верхню зону 513. Ряд нижніх нагрівальних трубопроводів 521 вбудований в нижню зону; ряд проміжних нагрівальних трубопроводів 522 вбудований в проміжну зону; і ряд верхній нагрівальних трубопроводів 523 вбудований у верхню зону. Крім того, ряд збірних трубопроводів 524 вбудований у верхню зону над верхніми нагрівальними трубопроводами. Система, показана на фіг. 5, також містить форсунку 530, бойлер/ пароперегрівник 531, сепаратор 532, посудину 533 для зберігання й насос 534. Різні лінії з'єднують ці блоки процесів. Ці лінії включають, крім іншого, повітророзподільний канал 540, лінію 541 зберігання води й лінію 542 для зберігання масла. Потік текучого середовища крізь лінії можна контролювати клапанами 550, 551, 552, 553, 554, 555, 556, 557, 558, 559, 560, 561 і 562. Клапан 550 дозволяє повітрю згоряння перетікати в форсунку. Клапан 551 забезпечує потік природного газу в форсунку. Клапан 552 може відкриватися таким чином, щоб не допустити
Зо використання неконденсованих газів від сепаратора в якості палива в форсунці. Клапан 553 являє собою джерело повітря для використання в якості текучого середовища, що передає тепло, під час стадій попереднього нагрівання й охолодження. Клапан 554 дозволяє конденсованої воді з сепаратора перетікати в бойлер/пароперегрівник для приготування пари для використання в якості текучого середовища, що передає тепло. Клапан 555 направляє гази зі збірних трубопроводів на вхід в сепаратор. Клапан 556 направляє гази зі збірних трубопроводів до насоса, який подає назад в бойлер/пароперегрівник. Клапани 557-561 можуть відкриватися в різних комбінаціях для потоку текучого середовища, що передає тепло, в нижню, проміжну й верхню зони. Клапан 562 контролює потік газів зі збірних трубопроводів з тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні.
На фіг. 5 показана система з певною комбінацією клапанів, відкритих або закритих.
Конкретна конфігурація зазначених клапанів може використовуватися для попереднього нагрівання й очищення. На цьому етапі повітря нагрівається й нагнітається крізь нижні теплопроводи при температурі нижче температури видобування. Ця температура підігріву може бути, наприклад, від приблизно 50 "С до приблизно 250 "С або в деяких випадках від приблизно 100 "С до приблизно 200 "С. У одному конкретному варіанті реалізації температура підігріву може становити близько 350 "ЕЕ (177 С). На стадії попереднього нагрівання вода може випаровуватися з матеріалу, що містить вуглеводні, а суміш повітря й пара може бути зібрана зі збірних трубопроводів. Ця суміш повітря й пари може бути рециркульована в бойлер/пароперегрівник і повторно нагнітатися в нижні теплопроводи, тому що тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, наближається до температури попереднього нагрівання. У деяких варіантах реалізація відношення пари до повітря може бути поступово збільшене таким чином, що нагнітається менше повітря, тому що тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, досягає більш високих температур. До кінця етапу попереднього нагрівання концентрація повітря всередині тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, може бути знижена нижче рівня, який буде підтримувати згоряння або окислення матеріалу, що містить вуглеводні, або вуглеводнів, отриманих з нього. В одному прикладі тіло матеріалу може бути промито повітрям до тих пір, поки концентрація кисню в тілі матеріалу не буде нижче приблизно 6 95 за об'ємом.
На фіг. 6 показана одна й та ж система 500 з різними конфігураціями відкритих і закритих бо клапанів. На цій фігурі показана перша стадія нагрівання, на якій нагрівається нижня зона 511.
На цьому етапі клапан 553 перекривається для відключення повітря до бойлера/пароперегрівника. Замість використання повітря в якості текучого середовища, що передає тепло, протягом цього етапу використовується чистий пар. Пара утворюється шляхом кипіння й перегрівання конденсованої води з сепаратора 532. Пара нагнітається в повітря крізь нижні нагрівальні трубопроводи 521. Як описано вище, це може спричинити формування високотемпературної зони видобування в нижній зоні.
На етапі нагрівання пар може нагнітатися підвищеному при температурі видобування.
Температура видобування може становити від приблизно 95 "С до приблизно 500 "С. У більш конкретних прикладах температура видобування може становити від приблизно 100 С до приблизно 450 "С. У ще більш конкретних прикладах температура видобування може становити від приблизно 200 С до приблизно 400С. У одному конкретному варіанті реалізації температура пари, що нагнітається на даному етапі може становити близько 730 "Е (388 С).
Суміш пари й вуглеводневих продуктів може бути зібрана крізь збірні трубопроводи 524. Ця суміш розділяється в сепараторі 532 на воду й вуглеводні. Рідкі вуглеводні можуть зберігатися в резервуарі 533 для зберігання, тоді як газоподібні вуглеводні можуть використовуватися як паливо в форсунці 530.
На фіг. 7 показана стадія регенерації тепла, на якій пара за більш низької температури нагнітається в нижню зону 511. На цій стадії високотемпературна ділянка видобування може підніміться з нижньої зони в проміжну зону 512. Низькотемпературна пара виступає в якості охолоджуючого текучого середовища в нижній зоні, і відновлює тепло з нижньої зони. Пара може бути при температурі охолодження від приблизно 25 "С до приблизно 250 "С або в деяких випадках від приблизно 100 "С до приблизно 200 "С. У одному варіанті реалізації пару можна нагнітати приблизно при близько 300 "РЕ (149 С). На стадії регенерації тепла суміш пари та вуглеводневих продуктів продовжують збирати зі збірних трубопроводів 524.
На фіг. 8 показана проміжна стадія нагрівання, на якій високотемпературну пару нагнітають в проміжну зону 512. Пара, що вводиться на даному етапі, може бути за тією ж самою температурою, що й пара, що нагнітається під час першого етапу нагрівання нижньої зони 511.
На цьому етапі потік пари в нижню зону відрізується таким чином, що пару нагнітають лише в проміжну зону. Це дозволяє уникнути витрати енергії при нагріванні вуглеводневого матеріалу в нижній зоні, яка вже достатньо нагрівається для отримання вуглеводнів з неї.
На фіг. 9 показана ще одна стадія регенерації тепла. Ця стадія регенерації тепла відбувається так само, як і перша стадія відновлення тепла. Потік пари в проміжну зону 512 перекривається, а низькотемпературна пара нагнітається в нижню зону 511. На цій стадії високотемпературна ділянка видобування може підніміться від проміжної зони до верхньої зони 513.
На фіг. 10 показана остання стадія нагрівання, на якій нагрівається верхня зона 513. Пару за високої температури нагнітають у верхню зону. Потік пари до нижньої зони 511 та проміжної зони 512 перекривається на даному етапі.
На фіг. 11 показана фінальна стадія охолодження. Знову пару за низької температури нагнітають в нижню зону 511. Це можна продовжувати, поки все тіло з подрібненим матеріалом, що містить вуглеводні, не досягне певної температури. Наприклад, пара може використовуватися для охолодження тіла з матеріалу до температури в межах приблизно 25 С від температури пара. В одному прикладі пар може перебувати при температурі приблизно
З00 ЕЕ (14972), а охолодження може тривати до тих пір, поки тіло матеріалу не досягне приблизно 350 "ЕЕ (177 7С). На даний момент, більш низька температура повітря, така як температура повітря навколишнього середовища, може бути використана для охолодження тіла матеріалу до кінцевої температури. На фіг. 12 показана конфігурація, в якій повітря нагнітають в нижню зону, щоб охолодити тіло матеріалу. У одному прикладі навколишнє повітря може використовуватися для охолодження матеріалу до температури нижче 200 "Е (93 7С).
Наведені фігури відображають один варіант реалізації даного винаходу. Може використовуватися інші конфігурації технологічного обладнання, зони нагрівання, лінії та клапани. Наприклад, тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, можна розділити на будь-яку кількість зон або нагрівати у будь-якій послідовності зоні. Системи для нагрівання вуглеводневого матеріалу можуть включати в себе будь-яке прийнятне розташування клапанів, налаштованих на послідовне нагрівання зон. У деяких варіантах реалізації, стадія регенерації тепла може бути виконана між кожною стадією нагрівання шляхом нагнітання охолоджуючого текучого середовища з більш низькою температурою в корпус матеріалу. Холодна рідина може нагнітатися в нижню або верхню зону під час кожної стадії відновлення тепла, або охолоджуюче текуче середовище може бути введена в проміжні зони. бо На фіг. 13 показаний інший варіант реалізації системи 600 для нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, відповідно до одного варіанту реалізації даного винаходу. У цьому варіанті реалізації технологічне обладнання налаштовано таким чином, щоб дозволити газам, що не конденсуються, з сепаратора 532 використовуватись в якості текучого середовища, що передає тепло, на стадіях нагрівання. Клапан 554 може бути відкритий, щоб дозволити газам, що не конденсуються, направляти на теплообмінник 631, що нагрівається опосередковано, для нагрівання газів, що не конденсуються, які потім можуть нагнітатися в тіло з подрібненого матеріалу 510, що містить вуглеводні. Клапан 553 дозволяє використовувати повітря в якості текучого середовища, що передає тепло на стадії попереднього нагрівання.
Клапан 556 дозволяє газам, зібраним зі збірних трубопроводів 524, бути переробленими та повторно використаними в якості текучого середовища, що передає тепло.
Система, показана на фіг. 13 може використовуватися для аналогічного процесу видобування вуглеводнів, як показано на фіг. 5-12, хоча кожний окремий етап процесу не показаний на фіг. 13. На стадії попереднього нагрівання та очищення повітря може бути нагрітим у теплообміннику 631, що нагрівається опосередковано, та нагнітатися в нижню зону 511. Суміш повітря та пари з води, що випаровується, у тілі з подрібненим матеріалом 510, що містить вуглеводні, може бути зібрана зі збірних трубопроводів 524 та перероблена до непрямого теплообмінника, що нагрівається опосередковано. Ця стадія попереднього нагрівання та продувки може бути виконана з використанням тих самих температур попереднього нагрівання, що описані вище. Інші технологічні установки показані на фіг. 13 відповідають технологічним установкам в системі на фіг. 5-12.
Після попереднього підігрівання перша стадія нагрівання може бути виконана шляхом перемикання клапанів для відсічення потоку повітря до теплообмінника 631, що нагрівається опосередковано, а замість цього використовують гази, що не конденсуються, від сепаратора 532 в якості текучого середовища, що передає тепло. Гази, що не конденсуються, можна нагрівати до температури видобування та нагнітання в першу зону 511 або 513. Температура видобування може бути будь-якою з виробничих температур, описаних вище. У додатковому конкретному варіанті реалізації температура газів, що не конденсуються, може становити близько 900 "РЕ (482 "С). Після стадії нагрівання, холодні гази, що не конденсуються, можуть нагнітатися в якості охолоджуючого текучого середовища в нижню або верхню зону під час
Зо стадії відновлення тепла. Охолоджуюче текуче середовище може мати температуру охолодження, як описано вище. У одному конкретному варіанті реалізації температура охолоджуючого текучого середовища може становити близько 110 "Е (43 "С). Додаткові стадії нагріву та стадії охолодження можуть бути виконані для проміжної зони 512 та верхньої зони 513, як описано вище.
На фіг. 14 показаний інший варіант реалізації системи 700 для нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні. У цьому варіанті реалізації вихлопні гази з форсунки 530 спрямовані в камеру змішування 731, де вихлопний газ змішується з достатньою кількістю не окислюючого газу (наприклад, газу, що не містить кисню) для одержання суміші, яка має температуру попереднього розігріву. Температура попереднього розігріву може бути будь- якою з температур попереднього розігріву, описаних вище. У одному конкретному варіанті реалізації температура попереднього розігріву може становити близько 400" (20475).
Вихлопне текуче середовище для форсунки може перебувати при температурі згоряння, наприклад, при близько 1000 "С до близько 1500 "С. В одному конкретному варіанті реалізації температура вихлопного текучого середовища може становити приблизно 2500 "С (1371 С).
Після стадії попереднього нагрівання ця система перестає використовувати вихлопне текуче середовище для форсунки, змішане з неокислюючим газом в якості текучого середовища, що передає тепло, і перемикається на конфігурацію, показану на фіг. 15. На фіг. 15, вихлопне текуче середовище для форсунки направляється на теплообмінник 631, що нагрівається опосередковано, замість змішувальної камери. Теплообмінник, що нагрівається опосередковано, використовується для нагрівання газів, що не конденсуються, з сепаратора 532. Після проходження крізь теплообмінник, що нагрівається опосередковано, відпрацьований газ виходить за межі розширювального вентиляційного отвору 540. Додатковий природний газ, який буде використовуватися в якості текучого середовища, що передає тепло, може бути доданий за допомогою клапана 553. Інші технологічні установки показані на фіг. 15 відповідають технологічним установкам, що використовуються на фіг 13-14. Використовуючи цю конфігурацію, система може виконувати етапи нагрівання та охолодження для кожної зони тіла з подрібненого матеріалу 510, що містить вуглеводні, як описано вище.
У системах, що використовують безпосереднє нагрівання шляхом нагнітання текучого середовища, що передає тепло, нагрівальні трубопроводи можуть бути налаштовані таким бо чином, щоб забезпечити рівномірне нагнітання в зоні нагрівання. У деяких прикладах це можна виконати, використовуючи нагрівальні трубопроводи з відносно невеликими перфораціями для нагнітання текучого середовища, що передає тепло. Розмір перфорацій можна регулювати таким чином, щоб текуче середовище нагніталася з кожної перфорації при приблизно такому ж масовому потоці. У одному прикладі загальна площа перфорації може бути значно меншою, ніж площа поперечного перерізу каналу. У одному випадку загальна площа всіх перфорацій трубопроводу може бути значно меншою, ніж площа поперечного перерізу трубопроводу. У одному конкретному прикладі загальна площа всіх перфорацій трубопроводу може бути значно меншою, ніж 60 95 площі поперечного перерізу трубопроводу, а в інших випадках від близько
ЗО 9о до 60 95. В іншому конкретному прикладі швидкість потоку від кожної перфорації по всій довжині тіла з подрібненого матеріал, що містить вуглеводні, може становити 1095 від середньої швидкості потоку від перфорації.
У додаткових прикладах нагрівальні трубопроводи можуть мати діаметр від близько 10 дюймів до близько 40 дюймів. В більш конкретному прикладах нагрівальні трубопроводи можуть мати діаметр від близько 12 дюймів до близько 3б дюймів. У ще додаткових наступних прикладах нагрівальні трубопроводи можуть мати діаметр від близько 12 дюймів до близько дюймів. Перфорації також можуть відрізнятися за розміром. У деяких прикладах перфорації можуть бути діаметром від приблизно 4 мм до приблизно 10 мм. Збірні трубопроводи можуть варіювати в діаметрі від приблизно 10 дюймів до близько 40 дюймів. У деяких випадках збірні трубопроводи можуть містити більші перфорації порівняно з нагрівальними трубопроводами. У 20 деяких прикладах збірні трубопроводи можуть мати перфорації від близько 1 дюймів до близько
Здюймів в діаметрі У одному специфічному прикладі збірні трубопроводи можуть мати перфорації близько 2,6 дюйма в діаметрі.
У наступних прикладах перфорації можуть бути розташовані на нижній поверхні трубопроводу. Розміщення перфорацій на нижній поверхні замість верхньої поверхні може допомогти уникнути засмічення перфорацій пилом або дрібними частинками вуглеводневого матеріалу. Збірні трубопроводи також можуть мати перфорацію на нижній поверхні, щоб зменшити надходження частинок у потік продукту.
На фіг. 16А показано вид поперечного перерізу нагрівального трубопроводу 220, який має чотири перфорації 225, розподілені радіально на нижній поверхні трубопроводу. На фіг. 168
Зо показано вид з нижнього плану цього нагрівального трубопроводу, який показує, що трубопровід має декілька наборів із чотирьох перфорацій, розподілених в безлічі осьових точок вздовж трубопроводу.
Усі аспекти систем, описаних вище, включаючи технологічне обладнання, конфігурації клапанів та проектування нагрівальних і колекторних труб, можуть застосовуватися до способів нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні. Аналогічним чином, етапи способу можуть бути застосовані до описаних в даному документі систем. Таким чином, даний винахід охоплює способи та системи, що включають будь-який етап способу та елементи системи, описані в даному документі.
Приклади
Текуче середовище, що передає тепло, подають до тіла з подрібненого горючого сланцю при швидкості потоку 288 000 фунтів/год. при 900 "Р. У Таблиці 1 наведені три варіанти діаметра нагрівального трубопроводу з відповідними тисками подачі, діаметрами перфорації, швидкостями вхідного трубопроводу та швидкостями перфорації (швидкість руху текучого середовища крізь перфорації).
Таблиця 1
Діаметр . Діаметри Швидкість Швидкість трубопроводу Тиск подачі перфорації вхідного перфорації трубопроводу о 2Одюймів | 1,0 фунтжвдюйм | Вмм | 4їм/с | 8781м/с о Абдюймів | 2 фунтажвдюйм | бмм | бЗм/с | 150-135м/с
У таблиці 2 наведені два варіанти діаметра каналу для збору, з відповідною кількістю збірних трубопроводів у системі, діаметром перфорації, максимальною швидкістю трубопроводу та швидкістю перфорації.
Таблиця 2
Діаметр Кількість Діаметри М аксимастьна Швидкість трубопроводу трубопроводів перфорації трубопроводу перфорації
У Таблиці З показаний баланс тиску для забору, який має 20-дюймові нагрівальні трубопроводи, описані вище, вбудовані в них.
Таблиця З -0,5 фунта/кв.дюйм
Описані характеристики, структури або характеристики можуть бути об'єднані будь-яким відповідним чином в одному або декількох прикладах. У попередньому описі надано багато конкретних деталей, таких як приклади різних конфігурацій, щоб забезпечити глибоке розуміння прикладів описаної технології. Спеціаліст у відповідному рівні техніки, однак, визнає, що технологія може застосовуватися без однієї або кількох конкретних деталей або з іншими способами, компонентами, пристроями тощо. В інших випадках, щоб уникнути труднощів для розуміння аспектів такої технології не наводяться або докладно не описуються добре відомі конструкції або процедури.
Вищезгаданий детальний опис описує винахід із посиланням на конкретні варіанти реалізації. Однак, буде зрозуміло, що різні модифікації та зміни можуть бути внесені без відхилення від обсягу даного винаходу, як викладено в доданій формулі винаходу. Детальний опис і супровідні графічні матеріали слід вважати виключно ілюстративними, а не такими, що обмежують, і будь-які такі модифікації або зміни в разі їх внесення вважаються вхідними в обсяг даного винаходу, описаного й викладеного в цьому документі.

Claims (1)

  1. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
    1. Спосіб нагрівання тіла з матеріалу, що містить вуглеводні, для видобування з нього вуглеводнів, що включає: формування тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, яке має першу зону й другу зону; нагрівання першої зони під час першого етапу нагрівання для формування динамічної високотемпературної ділянки видобування в першій зоні; нагнітання охолоджуючого текучого середовища в першу зону після формування високотемпературної ділянки видобування таким чином, що високотемпературна ділянка видобування переміщується у другу зону на другій стадії нагрівання; і збирання вуглеводнів з тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, під час першого та другого етапів нагрівання.
    2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перша зона являє собою нижню зону тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, а друга зона являє собою верхню зону тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, а високотемпературна ділянка видобування переміщається вгору у верхню зону протягом другої стадії нагрівання.
    З. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перша зона являє собою верхню зону тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, а друга зона являє собою нижню зону тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, а високотемпературна ділянка видобування переміщається вниз у нижню зону протягом другої стадії нагрівання.
    4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що нагрівання здійснюється за допомогою принаймні одного нагрівального трубопроводу, вбудованого в першу зону.
    5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що нагрівальний трубопровід являє собою нагрівальний трубопровід з закритим контуром, який сконфігурований для нагрівання першої зони шляхом опосередкованого нагрівання.
    б. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що нагрівальний трубопровід являє собою нагнітальний трубопровід, який сконфігурований для нагрівання першої зони шляхом нагнітання текучого середовища, що передає тепло.
    7. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що текуче середовище, що передає тепло, включає повітря, пару, легкі вуглеводні, діоксид вуглецю, водень або їх суміші.
    8. Спосіб за п. 1, який додатково включає допоміжне нагрівання другої зони, тоді як високотемпературна ділянка видобування щонайменше частково знаходиться у другій зоні.
    9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що високотемпературна ділянка видобування переміщується крізь щонайменше одну проміжну зону між першою зоною й другою зоною, при цьому спосіб додатково включає додаткове нагрівання принаймні однієї проміжної зони, тоді як високотемпературна ділянка видобування є принаймні частково в межах принаймні однієї проміжної зони.
    10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що збирання вуглеводнів включає в себе збирання вуглеводнів із щонайменше однієї проміжної зони.
    11. Система для нагрівання тіла з матеріалу, що містить вуглеводні, для отримання з нього вуглеводнів, що включає: тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, яке має нижню зону й верхню зону; нижній нагрівальний трубопровід, вбудований в нижню зону; верхній нагрівальний трубопровід, вбудований у верхню зону; збірний трубопровід, вбудований у верхню зону в місці над верхнім нагрівальним трубопроводом; нижній нагрівальний клапан, який функціонально пов'язаний з нижнім нагрівальним каналом і здатний перемикати течію текучого середовища, що передає тепло, крізь нижній нагрівальний трубопровід; і верхній нагрівальний клапан, який функціонально пов'язаний з верхнім нагрівальним каналом і здатний перемикати течію текучого середовища, що передає тепло, крізь верхній нагрівальний трубопровід, де нижній нагрівальний клапан та верхній нагрівальний клапан виконані з можливістю послідовного проходження текучого середовища, що передає тепло, крізь нижній нагрівальний трубопровід, а потім крізь верхній нагрівальний трубопровід або крізь верхній нагрівальний трубопровід, а потім крізь нижній нагрівальний трубопровід.
    12. Система за п. 11, яка відрізняється тим, що нижній нагрівальний трубопровід і верхній нагрівальний трубопровід являють собою нагнітальні трубопроводи з закритим контуром, що сконфігуровані для нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, шляхом опосередкованого нагрівання.
    13. Система за п. 11, яка відрізняється тим, що нижній нагрівальний трубопровід і верхній нагрівальний трубопровід являють собою нагнітальні трубопроводи, що сконфігуровані для нагрівання тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, шляхом нагнітання текучого середовища, що передає тепло, в тіло подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні.
    14. Система за п. 13, в якій нижній нагрівальний трубопровід та верхні нагрівальні трубопроводи включають перфорації, причому кожна перфорація має загальну площу менше, ніж площа поперечного перерізу трубопроводів.
    15. Система за п. 11, яка додатково включає в себе сховище, яке містить тіло з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, де сховище містить грунтові матеріали.
    16. Система за п. 15, яка відрізняється тим, що сховище містить бар'єрний шар, що утворений, принаймні частково, з глини, яка набухає.
    17. Система за п. 15, яка відрізняється тим, що сховище має площу в горизонтальній проекції зверху від близько 0,5 акра до близько 10 акрів.
    18. Система за п. 11, яка додатково включає в себе бойлер/пароперегрівник, який функціонально пов'язаний з нижнім і верхнім нагрівальними трубопроводами, причому бойлер/пароперегрівник сконфігурований таким чином, щоб подавати воду як текуче середовище, що передає тепло.
    19. Система за п. 11, яка додатково містить сепаратор, який функціонально пов'язаний зі збірним трубопроводом, де сепаратор виконаний для подачі газів, що не конденсуються, як текучого середовища, що передає тепло.
    ТО ше Формування тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, 77 и 110А яке має першу зону й другу " Нагрівання першої зони підчас першого етапу нагрівання дляд Й формування динамічної или ТА високотемпературної ділянки видобування в нижній зоні Нагнітання охоподжуючого текучого середовища в першу зону після ормування високотемпературної зони их и 130А видобування таким чином, що ділянка видобування переміщується вверх у другу зону Збирання вуглеводнів з тіла з подрібненого матеріалу, що містить. ці пі ХХ ля 140А вуглеводні, під час першого та другого етапів нагрівання Фіг ТА
    ОВО - У / Формування тіла з подрібненого / матеріалу, що містить вуглеводні, хи 1108 гякий має нижню зону й верхню зону Нагрівання верхньої зони під час і першого етапу нагрівання для я 1208 формування високотемпературної і конвективної комірки в верхній зоні Нагнітання охоподжуючого текучого і середовища у верхню зону над і високотемпературною конвективною 43оВ коміркою на другій стадії нагрівання, -7У ! так, що високотемпературна і конвективна комірка рухається і вниз в нижню зону Збирання вуглеводнів з тіла з подрібненого матеріалу, що містить вуглеводні, під час - 1408 і першого та другого етапів нагрівання Фіг 15
    250 що 00, х ж о Кк о и ох шк ик и п п 230 й г 7 Н 24 й 2 225 шк зва Ка Си, ну 00 І ! М й мин шк ик п п п п 225 28о Фі ов ит ню 255-317 ж. М р у 20 плн но о о нн о Пн нн Е
    М. р 24ва лиш ам чали пи м 225 239 Фіг. 20 Кк
    | 5. щ - 5 ! х. ш-- 330 т ! х я с х й М - з НЯ тб ек г їв -- - и Фе | шия пт Ва - | що 7 Х ! і Я Й і Ше Кот шт ЗО 1 І дн т Температура --------
    Фіг. З
    430 ї мч м не по пня нн тя - о а ов оз во г - вах | во -т ШИ | Шк о вів во 0ро оо оо оо 00 оо вів о о ооо | о оі|о о ооо о ооо оооооо о оіо о | й о оо о о оіо0 оо 0оро оо о )0оіо0о10о оо оо оо о Да нт 07
    Фіг. 4 БОЮ, р вла УВІ / - о ооо / і / і 56 І 523 е-- ооо т 55 | 5із ! : р | ПН: НН і Ще т ре З і х У й 5 Н : ке 2 вве / Бо / х Й і | Ди ! ще Ге і р С | про оч в до Х від х / о ВБВ ! 554 і Н й 557 / Ба / -к М сє ту нин Що; и С 1 і Би вів 550 : 2) й 551
    Фіг. 5
    БЮ . вза Ба І с ї юю о оо / і І і Бе ! 5аз Ше я ї т щй | ! К7 55 Й ов ква ! ре їх 558 З / / : х ва 52з яв "5839 Х ві? х я 55 / ві / й и Її я ; Ї зі хі І І | і о оо 553 шк «ко ма -- ; х й м БВ С
    Фіг. б
    БО ен У вза У ; А А А А г о о о Н / 7 Н 523 ! сш ;
    в -о ооо ! й 555 | 5 І 558 й / ;
    о я КІ 7 ай ж--о ооо 4 и Б ) 54 / / - 557 / БУ / я ооо що во ї р -ж в БВ Фіг 7
    ОО Й і: ва Й Ба ; ях тт б ооо і Ї І Н / / 51 | 523 ! бат І ж- ооо ! Шо у 558 ї / п К вва / га 542 7 ка и Б-ка ; ї
    Ма. х - С І їн о х : "що вів вда і і нення й и 55 по і т і і р шина 55 Б / - ооо - І вії 1 553 ме 552 Бо км 30 Іс шану с винен с
    Фіг. 8
    БЮ І з вра у 52. зх с - -ооо9о І й / / і 52 сі -со0о0ом р 555 ше З) / Я й х в | / за і Баг с х., ра ф, же о оо в 750 у Бі х 7 558 554 і - р 557 і ви / що - 550 й р» й вві
    Фіг. 9
    БЮ щі М ВА Й 582. : : І А жк ак 7 ; сонионивнше / / / ЗВ Н 593 Би М о оо І - 555 вав .-- 502 ик НІ / ! х : т Н х. Ж 59 / для / заг " Щ ех, - ту - ооо «За пе | Гн Х ВЕ і ні ши 58 й | і - 557 / ва / га й г / рин І ЗМ -- ооо! 550 й и у. 4551
    Фіг. 10
    БО х БА У ; А яті Ге о о о Н / / БІ ! 523 у х і ; ; о о оо й 5 | 513 ! в що ш Шо / ! Її і 558 г / / х Н щі | питній 542 и чи шк (є -6 ооо 534 в/в у ІЙ і В у 5Ба / / й 557 / вві / ото | що ооо! во во ї БВ
    Фіг. 11 Ко)
    БОЮ я ЩА М ВА Й СУ ; : І й п и т ; ОО о / / / ЗВ Н 593 З о о оо 7 555 р ши | вій і вав .-- 502 ик За, / ! х : т Н х. Ж 59 / для / заг " Щ ех, - ту - ооо «За пе | Гн Х ВЕ і щі 58 БА і | Н - 557 / ва / - Й СО яння і що ж--ї опоо! Би 550 й у БВ
    Фіг. 12 х, ва
    583. / - ж 000 і / ЗВ Н 593 : о о со Ваз Бде ! китвБо / - | вва / Бр / - / Во х Бак у
    -.- 5 й 558 Ба г і р Бу / ог /
    а . : щ - що -«о ооо г Б 5 552 550 х й БВ
    Фіг. 13 ракові У Боя
    583. ; ї1А АНА еонжоншОонша!: і / / 561 | 5оз Ба ? й оз с у о З у ! Б 53 щ 7 96О / ! ! к- | щи 559 / 52о / вва Я. кн чн (С 740 о оо в х Бі х у 55 ши : ! ; 557, кЛА /
    -. х і рами ; -ї ооо! С Ш-- вв 7 552 550 ; й май 551 Фіг 14
    БОЮ У вод БВ ; Го ОО 0 о і й / і зв 523 ! й зж-ю о оо аа ще щи БО і ? Ко вва / ваз / у віз х БАЗ шк ------------- У БВ у 5? / В / їх с. х д- І І , і -ю о 00 що 7 лви7 7 вва відо 552 во х : ; т" хм 7 Фіг 15 що ще -70 225 225 ння м ОЦ й Мк 225 225 Фіг 16А 220 295 вч х І М й - кч ; о о о ІФ) о о
    ІФ. о о о о о о о З ІФ) о о
    Фіг. 1683
UAA201804696A 2015-09-30 2016-09-29 Постадійне зональне нагрівання матеріалів, що містять вуглеводні UA121420C2 (uk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562235091P 2015-09-30 2015-09-30
PCT/US2016/054523 WO2017059125A1 (en) 2015-09-30 2016-09-29 Staged zone heating of hydrocarbons bearing materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA121420C2 true UA121420C2 (uk) 2020-05-25

Family

ID=58406794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201804696A UA121420C2 (uk) 2015-09-30 2016-09-29 Постадійне зональне нагрівання матеріалів, що містять вуглеводні

Country Status (17)

Country Link
US (2) US9914879B2 (uk)
EP (1) EP3356642B1 (uk)
CN (1) CN108138558B (uk)
AU (1) AU2016330900B2 (uk)
CA (1) CA3000191A1 (uk)
CL (1) CL2018000807A1 (uk)
EA (1) EA036808B1 (uk)
GE (1) GEP20207087B (uk)
IL (1) IL258436B (uk)
JO (2) JO3665B1 (uk)
MX (1) MX2018003981A (uk)
MY (1) MY181903A (uk)
PE (1) PE20181181A1 (uk)
TN (1) TN2018000092A1 (uk)
UA (1) UA121420C2 (uk)
WO (1) WO2017059125A1 (uk)
ZA (1) ZA201802147B (uk)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JOP20180091B1 (ar) 2017-10-12 2022-09-15 Red Leaf Resources Inc تسخين المواد من خلال التوليد المشترك للحرارة والكهرباء
CN109765258B (zh) * 2019-01-09 2021-07-23 上海公路桥梁(集团)有限公司 沥青铺面的压实温度的监控方法
US20200385638A1 (en) * 2019-06-04 2020-12-10 Red Leaf Resources, Inc. Radial flow oil shale retort
AR123020A1 (es) 2020-07-21 2022-10-26 Red Leaf Resources Inc Métodos para procesar en etapas esquistos bituminosos

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2813583A (en) * 1954-12-06 1957-11-19 Phillips Petroleum Co Process for recovery of petroleum from sands and shale
US3428125A (en) 1966-07-25 1969-02-18 Phillips Petroleum Co Hydro-electropyrolysis of oil shale in situ
US3522842A (en) 1967-05-29 1970-08-04 Robert V New Apparatus for oil production amplification by spontaneous emission of radiation
US4301865A (en) 1977-01-03 1981-11-24 Raytheon Company In situ radio frequency selective heating process and system
USRE30738E (en) 1980-02-06 1981-09-08 Iit Research Institute Apparatus and method for in situ heat processing of hydrocarbonaceous formations
US4396062A (en) 1980-10-06 1983-08-02 University Of Utah Research Foundation Apparatus and method for time-domain tracking of high-speed chemical reactions
US4373581A (en) 1981-01-19 1983-02-15 Halliburton Company Apparatus and method for radio frequency heating of hydrocarbonaceous earth formations including an impedance matching technique
US4660636A (en) 1981-05-20 1987-04-28 Texaco Inc. Protective device for RF applicator in in-situ oil shale retorting
US4438816A (en) 1982-05-13 1984-03-27 Uop Inc. Process for recovery of hydrocarbons from oil shale
US4495990A (en) 1982-09-29 1985-01-29 Electro-Petroleum, Inc. Apparatus for passing electrical current through an underground formation
US4448668A (en) * 1982-12-20 1984-05-15 Union Oil Company Of California Process for retorting oil shale with maximum heat recovery
US4553592A (en) 1984-02-09 1985-11-19 Texaco Inc. Method of protecting an RF applicator
CA2009782A1 (en) 1990-02-12 1991-08-12 Anoosh I. Kiamanesh In-situ tuned microwave oil extraction process
US5236039A (en) 1992-06-17 1993-08-17 General Electric Company Balanced-line RF electrode system for use in RF ground heating to recover oil from oil shale
AU2002304692C1 (en) * 2001-04-24 2009-05-28 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method for in situ recovery from a tar sands formation and a blending agent produced by such a method
US6918442B2 (en) 2001-04-24 2005-07-19 Shell Oil Company In situ thermal processing of an oil shale formation in a reducing environment
WO2004038174A2 (en) 2002-10-24 2004-05-06 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Staged and/or patterned heating during in situ thermal processing of a hydrocarbon containing formation
RU2349745C2 (ru) 2003-06-24 2009-03-20 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Способ обработки подземного пласта для конверсии органического вещества в извлекаемые углеводороды (варианты)
US7419005B2 (en) * 2003-07-30 2008-09-02 Saudi Arabian Oil Company Method of stimulating long horizontal wells to improve well productivity
US7091460B2 (en) 2004-03-15 2006-08-15 Dwight Eric Kinzer In situ processing of hydrocarbon-bearing formations with variable frequency automated capacitive radio frequency dielectric heating
AU2006335213B8 (en) 2005-12-14 2011-01-27 Global Resource Corporation Microwave-based recovery of hydrocarbons and fossil fuels
US7461693B2 (en) 2005-12-20 2008-12-09 Schlumberger Technology Corporation Method for extraction of hydrocarbon fuels or contaminants using electrical energy and critical fluids
US7562708B2 (en) 2006-05-10 2009-07-21 Raytheon Company Method and apparatus for capture and sequester of carbon dioxide and extraction of energy from large land masses during and after extraction of hydrocarbon fuels or contaminants using energy and critical fluids
JO2601B1 (en) * 2007-02-09 2011-11-01 ريد لييف ريسورسيز ، انك. Methods of extraction of hydrocarbons from hydrocarbons using existing infrastructure and accompanying systems
US20080202985A1 (en) 2007-02-23 2008-08-28 Combustion Resources, L.L.C. Method for recovery of hydrocarbon oils from oil shale and other carbonaceous solids
WO2008118239A1 (en) * 2007-03-23 2008-10-02 Board Of Regents, The University Of Texas System Method for treating a hydrocarbon formation
US8082995B2 (en) 2007-12-10 2011-12-27 Exxonmobil Upstream Research Company Optimization of untreated oil shale geometry to control subsidence
US8021445B2 (en) 2008-07-09 2011-09-20 Skye Energy Holdings, Inc. Upgrading carbonaceous materials
CA2747045C (en) 2008-11-03 2013-02-12 Laricina Energy Ltd. Passive heating assisted recovery methods
US8267481B2 (en) * 2009-02-12 2012-09-18 Red Leaf Resources, Inc. Convective heat systems for recovery of hydrocarbons from encapsulated permeability control infrastructures
US8349171B2 (en) 2009-02-12 2013-01-08 Red Leaf Resources, Inc. Methods of recovering hydrocarbons from hydrocarbonaceous material using a constructed infrastructure and associated systems maintained under positive pressure
US8365478B2 (en) 2009-02-12 2013-02-05 Red Leaf Resources, Inc. Intermediate vapor collection within encapsulated control infrastructures
AU2010339839B2 (en) 2009-12-16 2013-05-16 Red Leaf Resources, Inc. Method for the removal and condensation of vapors
US9055730B2 (en) * 2010-04-19 2015-06-16 Cheese & Whey Systems, Inc. Food processing vat with zoned temperature control
US9222343B2 (en) 2011-12-14 2015-12-29 Conocophillips Company In situ RF heating of stacked pay zones
US11312911B2 (en) 2012-05-10 2022-04-26 Charles Sterling Keracik Batch oil shale pyrolysis
WO2013188648A2 (en) 2012-06-13 2013-12-19 Ditto Holdings, Inc. System and method for automated and mobile alert-based automated trading trade replication and detachment
AR092845A1 (es) * 2012-06-13 2015-05-06 Red Leaf Resources Inc Metodos de operacion para reducir la acumulacion de hidrocarburos residuales en el procesamiento de esquistos bituminosos
US9388678B2 (en) 2014-01-22 2016-07-12 Joseph A. Affholter In situ retorting of hydrocarbons and a selected metal

Also Published As

Publication number Publication date
MY181903A (en) 2021-01-13
EA201890814A1 (ru) 2018-10-31
CA3000191A1 (en) 2017-04-06
MX2018003981A (es) 2018-06-07
EP3356642A4 (en) 2019-05-15
EP3356642A1 (en) 2018-08-08
JO3665B1 (ar) 2020-08-27
CL2018000807A1 (es) 2018-08-24
WO2017059125A1 (en) 2017-04-06
IL258436B (en) 2019-03-31
CN108138558A (zh) 2018-06-08
IL258436A (en) 2018-05-31
JOP20200185B1 (ar) 2023-09-17
US20180201842A1 (en) 2018-07-19
EP3356642B1 (en) 2022-01-05
ZA201802147B (en) 2019-01-30
CN108138558B (zh) 2020-11-24
US9914879B2 (en) 2018-03-13
AU2016330900A1 (en) 2018-04-19
BR112018006548A2 (pt) 2018-10-16
US20170088780A1 (en) 2017-03-30
AU2016330900B2 (en) 2018-07-05
PE20181181A1 (es) 2018-07-20
GEP20207087B (en) 2020-04-10
EA036808B1 (ru) 2020-12-23
JOP20200185A1 (ar) 2022-10-30
US10208254B2 (en) 2019-02-19
TN2018000092A1 (en) 2019-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102947539B (zh) 传导对流回流干馏方法
CN102428252B (zh) 用于从页岩原位提取油的方法和系统
ES2911411T3 (es) Procedimientos de recuperación de hidrocarburos a partir de material hidrocarbonado utilizando una infraestructura construida y sistemas asociados
UA121420C2 (uk) Постадійне зональне нагрівання матеріалів, що містять вуглеводні
CN105625998A (zh) 一种海底天然气水合物稳定层逆向开采方法及其开采设备
US8875371B2 (en) Articulated conduit linkage system
CN105008660A (zh) 用于采油的优化的使用氧的蒸汽辅助重力泄油(“sagdoxo”)方法及系统
CN104302870B (zh) 用于加热含烃岩床的方法与系统
US8366918B2 (en) Vapor collection and barrier systems for encapsulated control infrastructures
MX2011008537A (es) Recoleccion de vapor intermedio dentro de infraestructuras de control encapsuladas.
AU2014311324B2 (en) Gas transport composite barrier
US10793780B2 (en) Heating materials through co-generation of heat and electricity
AU7160900A (en) Process for production of methane and other hydrocarbons from coal
BR112018006548B1 (pt) Método de aquecimento de um corpo de material hidrocarbonáceo triturado para produzir hidrocarbonetos a partir do mesmo
OA17677A (en) Gas transport composite barrier.
OA19036A (en) Methods of recovering hudrocarbons from hydrocarbonaceous material using a constructed infrastructure and associated systems.