Устройство и способ для добычи, особенно добычи на месте залегания (in-situ), углеродсодержащего вещества из подземного месторождения



Устройство и способ для добычи, особенно добычи на месте залегания (in-situ), углеродсодержащего вещества из подземного месторождения
Устройство и способ для добычи, особенно добычи на месте залегания (in-situ), углеродсодержащего вещества из подземного месторождения
Устройство и способ для добычи, особенно добычи на месте залегания (in-situ), углеродсодержащего вещества из подземного месторождения
Устройство и способ для добычи, особенно добычи на месте залегания (in-situ), углеродсодержащего вещества из подземного месторождения
Устройство и способ для добычи, особенно добычи на месте залегания (in-situ), углеродсодержащего вещества из подземного месторождения
Устройство и способ для добычи, особенно добычи на месте залегания (in-situ), углеродсодержащего вещества из подземного месторождения
Устройство и способ для добычи, особенно добычи на месте залегания (in-situ), углеродсодержащего вещества из подземного месторождения
Устройство и способ для добычи, особенно добычи на месте залегания (in-situ), углеродсодержащего вещества из подземного месторождения
Устройство и способ для добычи, особенно добычи на месте залегания (in-situ), углеродсодержащего вещества из подземного месторождения

 


Владельцы патента RU 2579058:

СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Группа изобретений относится к устройству и способу для добычи углеводородсодержащего вещества, особенно битума или тяжелой фракции нефти, из резервуара. Резервуар нагружается тепловой энергией для снижения вязкости вещества, для чего предусмотрен по меньшей мере один проводящий шлейф для индуктивного обтекания током, в качестве электрического/электромагнитного нагрева резервуара. Дополнительно предусмотрено средство повышения давления, в особенности насос, для инжекции жидкости в резервуар в жидкой форме. Причем устройство подготовки экстрагирует инжектируемую жидкость из жидкости резервуара, получаемой из резервуара, или из среды, получаемой из резервуара. Причем инжекция жидкости осуществляется посредством направляющей, имеющей перфорации. Перфорации по форме и/или величине, и/или распределению выполнены таким образом, что при подаче жидкости под заданным давлением жидкость вводится распределенным образом по длине направляющей для жидкости через перфорационные отверстия в окрестность проводящего шлейфа в резервуаре, так что электрическая проводимость резервуара изменяется и/или давление в резервуаре повышается. Техническим результатом является повышение эффективности добычи углеводородсодержащего вещества. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Изобретение относится к установке для добычи на месте залегания (in-situ) углеродсодержащего вещества из подземного месторождения при снижении его вязкости. Такое устройство служит, в частности, для добычи битума или тяжелой фракции нефти из резервуара под покрывающей породой, как в случае битуминозного (горючего) сланца и/или залежей нефтеносного песка, например, в Канаде.

Для добычи тяжелых фракций нефти или битума из известных месторождений нефтеносного песка или горючего сланца их текучесть должна быть существенно повышена. Это может достигаться за счет повышения температуры месторождения (резервуара). Повышение текучести может осуществляться, с одной стороны, путем ввода растворителя или разжижителя и/или, с другой стороны, путем подогрева или расплавления тяжелой фракции нефти или битума, для чего посредством систем трубопроводов, которые вводятся через скважины, осуществляется нагревание.

Наиболее распространенным и применяемым способом добычи на месте залегания (in-situ) для добычи битума или тяжелой фракции нефти является способ гравитационного дренирования при закачке пара (SAGD). При этом водяной пар, к которому может добавляться растворитель, под высоким давлением нагнетается через трубу, расположенную горизонтально внутри пласта. Нагретый, расплавленный и освобожденный от песка и породы битум или тяжелая фракция нефти просачивается ко второй, примерно на 5 м ниже лежащей трубе, через которую осуществляется транспортировка сжиженного битума или тяжелой фракции нефти, причем расстояние от инжектора до трубопровода добываемого продукта (продуктопровода) зависит от геометрии резервуара.

Водяной пар должен при этом одновременно выполнять несколько задач, а именно: ввод энергии нагрева для ожижения, отделение песка, а также повышение давления в резервуаре, чтобы, с одной стороны, резервуар гео-механически сделать проницаемым для добычи битума (проницаемость), а с другой стороны, обеспечить возможность добычи битума без дополнительных насосов.

Способ SAGD начинается тем, что, например, в течение трех месяцев через обе трубы вводится пар, чтобы сначала по возможности быстро разжижать битум в пространстве между трубами. Затем следует ввод пара только через верхнюю трубу, и добыча через нижнюю трубу может начинаться.

В патентной заявке Германии DE 10 2007 008 292 А1 уже указано, что обычно применяемый для этого способ SAGD может комбинироваться с индуктивным нагревательным устройством. Кроме того, в патентной заявке Германии DE 10 2007 036 832 А1 описано устройство, в котором имеются параллельно проходящие индукторные или электродные компоновки, которые на поверхности земли подключены преобразователю переменного тока (инвертору).

В более ранних патентных заявках Германии DE 10 2007 008 292 А1 и DE 10 2007 036 832 А1 также предлагается ввод пара совместить с индуктивным нагревом месторождения. При этом может, в случае необходимости, дополнительно осуществляться резистивный нагрев между двумя электродами.

В упомянутых более ранних патентных заявках отдельные пары индукторов из прямого и обратного проводника или группы пар индукторов в различных геометрических конфигурациях обтекались током, чтобы резервуар нагревать индуктивным способом. При этом внутри резервуара следует исходить из постоянного расстояния между индукторами, что при однородном электрическом распределении проводимости приводит к постоянной мощности нагрева вдоль индукторов. Описаны пространственно близко друг к другу направляемые прямой и обратный проводники на участках, на которых пробивается покрывающая порода, чтобы там минимизировать потери.

Изменение мощности нагрева вдоль индукторов может, как описано в этих более ранних заявках, осуществляться специально посредством инжекции на участках электролитов, за счет чего изменяется импеданс. Это соответственно предусматривает устройства инжекции электролита, монтаж которых является трудоемким и дорогостоящим.

Исходя из этого, задачей изобретения является дополнительно оптимизировать описанное устройство для индуктивного нагрева.

В соответствии с изобретением эта задача решается признаками независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления и дальнейшие развития приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

В соответствии с изобретением предусмотрено устройство для добычи углеводородсодержащего вещества, особенно битума или тяжелой фракции нефти, из резервуара, причем резервуар может нагружаться тепловой энергией для снижения вязкости вещества, для чего предусмотрен по меньшей мере один проводящий шлейф для индуктивного обтекания током в качестве электрического/электромагнитного нагрева резервуара, причем предусмотрено средство повышения давления, в особенности насос, для инжекции жидкости в резервуар в жидкой форме, причем устройство подготовки экстрагирует инжектируемую жидкость из жидкости резервуара, получаемой из резервуара, или из среды, получаемой из резервуара, например, соленой воды, грунтовых вод, смеси воды и нефти, соответственно, в частности, включая обогащенные твердые вещества, такие как глина, известь, песок.

При этом устройство подготовки, в особенности, предусмотрено для сбережения используемого насоса, и чтобы при вводе инжектируемой жидкости не возникали блокировки или закупорки, особенно отверстий и прорезей инжекционной трубы.

Предпочтительным образом подача жидкости - в жидкой форме, а не как как пар - осуществляется по направляющей для жидкости, причем проводник - индуктор - проводящего контура на по меньшей мере одном участке окружен направляющей для жидкости.

Под «индуктивным обтеканием током» при этом следует понимать, в частности, приложение источника тока/напряжения к проводящему шлейфу, за счет чего обеспечивается возможность индуктивного ввода энергии в резервуар.

При этом средство повышения давления предусмотрено для того, чтобы жидкость под повышенным давлением вводить в направляющую для жидкости.

Экстрагирование жидкости из жидкости резервуара или среды происходит, в частности, посредством химической и/или механической и/или термической обработки жидкости или среды резервуара. Предпочтительным образом устройство подготовки - в качестве окончательного перечня - содержит только устройство сепарации нефти/газа, устройство очистки от песка и устройство деминерализации (обессоливания), в особенности только устройство сепарации нефти/газа и устройство очистки от песка. Эти устройства предпочтительно включены последовательно друг за другом.

В соответствии с изобретением речь идет о так называемой добыче из пласта (добыче на месте залегания, in-situ), то есть добыче углеводородсодержащего вещества непосредственно из резервуара, в котором это вещество обогащается, без разработки этого резервуара открытым способом. Под резервуаром предпочтительно понимается месторождение нефтеносного песка, которое находится под землей.

Изобретение относится к вводу жидкости в жидкой форме, причем жидкость не полностью должна подаваться снаружи, а по существу в замкнутом контуре циркуляции должна экстрагироваться из самого резервуара.

В отношении изобретения, не обсуждается введение пара в резервуар. В частности, не предусматривается введение пара посредством направляющей для жидкости, окружающей проводник. Однако может быть предпочтительной комбинация дополнительно со способом SAGD, например, путем введения дополнительного пара через дополнительную трубу или дополнительный шланг.

Под участком проводника понимается фрагмент проводника. Принимается, что речь идет о проводнике, по существу, о скрученном кабеле, который окружен трубчатой оболочкой, так что в качестве участка проводника следует понимать фрагмент вдоль протяженности кабеля и оболочки.

Под проводником, в частности, понимается последовательный резонансный контур или его часть, который подобно структуре кабеля помещен во внешней изоляции. Она может быть окружена в соответствии с изобретением направляющей для жидкости.

Направляющая для жидкости представляет собой выполненное полым тело - например, трубу или шланг, - через которое может транспортироваться жидкость.

За счет обеспечения направляющей для жидкости, жидкость может направляться вдоль проводника в резервуар. В зависимости от выполнения направляющей для жидкости могут обеспечиваться следующие преимущества:

i) Повышение электрической проводимости в резервуаре посредством ввода жидкости в резервуар.

Проблема при электромагнитном нагреве посредством индукции некоторых месторождений состоит в том, что электрическая проводимость в месторождении может быть сравнительно низкой, и, тем самым, результирующая, введенная в месторождение, термическая мощность может быть недостаточной, или даже могут возникать высокие потери энергии в непосредственной окрестности месторождения, ввиду большой глубины проникновения магнитных полей. Таким образом, в соответствии с изобретением можно отказаться от повышения электрической входной мощности, из-за чего рентабельность и безвредность для окружающей среды процесса была бы существенно ухудшена.

ii) Повышение вытеснения углеводородсодержащего вещества, например нефти, за счет ввода жидкости в резервуар.

Еще одной проблемой при электромагнитном индуктивном нагреве является именно недостающее или недостаточное вытеснение нефти из месторождения во время добычи, что может снизить скорость добычи или даже привести к полной ее остановке. Вытеснение нефти способом SAGD согласно уровню техники осуществляется посредством удлинения полости водяного пара в месторождении. При предусмотренном изобретением электромагнитном индуктивном нагреве без дополнительного ввода пара не имеется вынужденным образом полости водяного пара, так что вытеснение нефти не может происходить на основе полости водяного пара. Это было бы возможным только при вводе очень большой электрической мощности через индукторы, чего, однако, предпочтительным образом следует избегать.

iii) Охлаждение проводника за счет того, что жидкость вводится непосредственно вблизи проводника, чтобы противодействовать нагреванию проводника за счет нагретой окрестности проводника или также для восприятия уже имеющего место в проводнике нагрева. Кроме того, может быть предпочтительным, что также окрестность проводника может охлаждаться, чтобы кипящая вода в резервуаре не попадала в непосредственный контакт с проводником или его оболочкой, причем следует заметить, что в принципе кипение воды в резервуаре является предпочтительным, чтобы, например, достичь вытеснения нефти.

За счет охлаждения проводника электрическая проводимость в непосредственной близости вокруг проводника может снижаться и, тем самым, снижать обусловленную геометрией высокую плотность мощности нагрева непосредственно у проводника. Тем самым можно достичь более однородной плотности мощности нагрева.

Охлаждение, в частности, предпочтительно при больших глубинах месторождений - более 130 м - потому что иначе может произойти перегрев индуктора, например, при температурах примерно 200оС или больше. В частности, пластиковая изоляция индуктора не могла бы продолжительно выдерживать такую высокую температуру. При этом следует иметь в виду, что температура кипения воды в резервуаре при глубине 130 м или выше может составлять примерно 200°С.

Тепло проводника включает в себя, с одной стороны, тепло ввиду омических потерь в проводнике, однако существеннее может быть тепло из резервуара, которое проводник воспринимал бы без соответствующего охлаждения из окружающей среды из резервуара.

В частности, через контакт жидкости со стенкой трубы, которая, в свою очередь, находится в контакте с резервуаром, предпочтительным образом отводится тепло стенки трубы.

Другие джоулевы потери в проводнике могут отводиться через внешнюю, находящуюся в контакте с жидкостью, изоляцию проводника к жидкости, причем жидкость направляется во внешней трубе.

Далее сначала поясняются признаки для охлаждения проводника. При этом идея изобретения основывается по существу на направляющей для жидкости с замкнутым контуром циркуляции жидкости, при котором холодная жидкость протекает вдоль проводника внутри направляющей для жидкости, в резервуаре нагревается и вновь выводится из резервуара. На этой основе далее объясняется дополнительная идея изобретения, состоящая в том, что дополнительно или альтернативно к охлаждению, жидкость по направляющей для жидкости вводится в резервуар и там распределяется в грунте, чтобы достичь дополнительных эффектов, например, улучшения проводимости в резервуаре.

1) Охлаждение проводника:

В предпочтительном выполнении направляющая для жидкости и проводник могут быть расположены относительно друг друга таким образом, что жидкость в направляющей для жидкости обеспечивает охлаждение проводника. При этом не существенно, идет ли речь о собственном отходящем тепле проводника или о тепле, которое действует на проводник извне, от нагретого токоведущим проводником резервуара. Охлаждающий эффект может быть усилен за счет движения жидкости, в частности, вдоль проводника, и перекачки или обмена жидкости, так как за счет этого теплая жидкость отводится, и может поступать холодная жидкость.

В другом предпочтительном выполнении направляющая для жидкости может быть частью по существу замкнутого контура циркуляции жидкости, при котором предусмотрено средство для теплообмена - в частности, на поверхности, а не внутри резервуара, - чтобы жидкость, нагретую внутри направляющей для жидкости, вновь охладить.

Посредством другого предпочтительного выполнения обратное охлаждение жидкости может осуществляться посредством труб, которые ведут через более холодный участок резервуара, то есть жидкость не выводится на поверхность, а только циркулирует на глубине. В этом случае предпочтительным образом на глубине следует установить насос. При этом предпочтительным является, что электрически вводимая мощность нагрева не должна отводиться из резервуара, а только распределяется иным образом.

Предпочтительным образом направляющая для жидкости может выполняться как шланг и/или труба, причем проводник размещен внутри шланга или трубы, в частности, таким образом, что при подаче жидкости проводник омывается жидкостью. Тем самым может гарантироваться оптимальная передача тепла от проводника к жидкости.

В частности, шланг и/или труба может размещаться примерно коаксиально - центрировано - относительно проводника, причем, в частности, внутри шланга или трубы может предусматриваться по меньшей мере одна перемычка для фиксации или позиционирования проводника или для стабилизации положения проводника внутри шланга или трубы. Вдоль осевого направления шланга/трубы могут предусматриваться периодические перемычки, чтобы фиксировать положение проводника. В качестве альтернативы, перемычка также может иметь осевую протяженность, которая в особом выполнении продолжается даже по всей длине шланга/трубы.

В качестве альтернативы этому, проводник может также размещаться внутри шланга или трубы с возможностью свободного перемещения, то есть проводник не центрирован в шланге или в трубе, и можно отказаться от средств фиксации.

В другом выполнении направляющая для жидкости может быть выполнена как множество шлангов и/или труб. Кроме того, может предусматриваться множество капилляров и/или пористый материал, чтобы транспортировать жидкость в направляющей для жидкости. Эти варианты предпочтительно выполнены таким образом, что проводник окружен множеством шлангов и/или труб, и/или капилляров, и/или пористым материалом, причем предпочтительно множество шлангов и/или труб, и/или капилляров, и/или пористый материал и проводник размещены внутри общей шлангообразной внешней оболочки. Эти упомянутые средства для направления жидкости, в частности, проходят все параллельно друг другу или скрещенным образом. Такие формы выполнения могут трактоваться таким образом, что жидкость не обтекает непосредственно проводник, а шланги/трубы размещаются на проводнике снаружи.

Для полноты описания следует упомянуть, что возможен и обратный подход, когда проводник составляется из множества частичных проводников, и эти частичные проводники могут размещаться вокруг направляющей для жидкости.

В развитии описанных вариантов выполнения направляющая для жидкости может выполняться в форме множества шлангов и/или труб таким образом, что предусмотрен по меньшей мере один первый шланг и/или труба, в котором(ой) жидкость протекает противоположно направлению потока жидкости в по меньшей мере одном втором шланге и/тили трубе. Таким способом можно, например, образовать замкнутый контур циркуляции. В качестве альтернативы, жидкость может также в двух местах на земной поверхности нагнетаться в направляющую для жидкости, причем от каждого из двух мест заполняется только подмножество из имеющихся шлангов или труб. Предпочтительным образом, при встречно направленной направляющей для охлаждающей жидкости достигается более однородная температура вдоль проводника.

В одном развитии, между направляющей для жидкости и резервуаром, в частности, между направляющей для жидкости и внешней оболочкой может располагаться термически изолирующее средство, причем термически изолирующее средство выполнено, в частности, как заполненная воздухом или газом или как вакуумированная полость. Термическая изоляция направляющей для жидкости относительно резервуара оказывается при этом особенно предпочтительной, так как за счет этого, при подходящем выполнении, индуктивно введенная мощность нагрева только в очень незначительной доле отводится за счет жидкостного охлаждения.

Кроме того, может быть предусмотрено средство повышения давления для повышения давления жидкости или для циркуляции жидкости, в частности, насос, так что с помощью средства повышения давления реализуется движение жидкости в направляющей для жидкости. Таким способом может эксплуатироваться охлаждающий контур.

В качестве альтернативы активному насосу, может также предусматриваться естественная циркуляция, при обстоятельствах, с процессом кипения - например, термосифон.

Другие элементы полной системы, наряду с направляющей для жидкости и насосом, могут представлять собой, в частности, резервуар запаса жидкости, теплообменник и другие наземные или подземные гидравлические соединения. Резервуар запаса жидкости может при этом выполняться либо под атмосферным давлением, либо как напорный резервуар. Кроме того, может быть предусмотрено устройство поддержания давления, посредством которого жидкость, как охладитель, поддерживается на более высоком уровне давления и циркулирует при высоком уровне давления, чтобы избежать кипения при высокой вводимой мощности. Предпочтительным образом, полная система имеет обратную направляющую для жидкости для подачи на поверхность.

Изобретение является особенно предпочтительным, если направляющая для жидкости имеет перфорацию, так что при подаче жидкости, жидкость из направляющей для жидкости может проникать в резервуар, и перфорация имеет отверстия, которые по форме и/или величине, и/или распределению могут быть выполнены таким образом, что при подаче жидкости под заданным давлением проводник по всей длине участка проводящего шлейфа, окруженного направляющей для жидкости, достаточно охлаждается.

Это, в частности, достигается тем, что направляющая для жидкости по всей длине повсюду достаточно заполнена жидкостью, и/или нагреваемая проводником жидкость из направляющей для жидкости отводится через отверстия. Альтернативно иди дополнительно, требуемое количество охлаждающей жидкости с пониженной температурой может протекать через направляющую для жидкости.

Вышеназванный эффект обеспечивается предпочтительным образом, если применяемое при подаче давление на жидкость в направляющей для жидкости таким образом согласовано с заданной перфорацией, что гарантируется выступание жидкости через перфорацию в течение продолжительного интервала времени применения.

Вышеописанные компоновки особенно предпочтительны, чтобы за счет жидкости, направляемой через направляющую для жидкости, окружающая среда в резервуаре термически изолировалась, и/или проводник охлаждался посредством жидкости, направляемой через направляющую для жидкости.

В качестве жидкости для охлаждения может предусматриваться вода, в частности, деминерализованная (обессоленная) и/или умягченная вода, и/или разбавленная средством, действующим как защита от замерзания, например, гликоль. Кроме того, могут предусматриваться соленая (морская) вода, нефть, эмульсии или растворы.

Предпочтительным образом основная форма для жидкости представляет собой экстрагированную жидкость, которая может быть отделена из полезного добываемого материала, который добывается из резервуара.

В отношении охлаждения, можно резюмировать, что посредством соответствующего изобретению устройства можно избежать перегрева индуктора, которого следует опасаться на больших глубинах, или можно увеличить срок службы по отношению к неохлаждаемому индуктору. С помощью этого устройства можно реализовать более экономичные, высокие плотности мощности.

Обеспечение перфорации, чтобы посредством этого реализовать инжекцию действующей в качестве охладителя жидкости в резервуар, имеет, кроме того, преимущество, состоящее в том, что отводимое от проводника тепло остается в резервуаре и не удаляется из него, как это имело бы место в случае замкнутого охлаждающего контура с обратным охлаждением на поверхности. Далее дополнительно будет поясняться инжекция жидкости в резервуар.

2) Подача жидкости в резервуар:

С учетом того факта, что далее рассматривается не замкнутый контур циркуляции жидкости и что жидкость в резервуаре целенаправленно «теряется», вышеупомянутые признаки, также в случае подачи жидкости в резервуар, могут быть реализованы идентичным или аналогичным образом. Получаемые отсюда преимущества - например, улучшенное охлаждение - соответственно также проявляются.

В предпочтительном выполнении изобретения направляющая для жидкости может быть перфорированной, так что при подаче жидкости, жидкость из направляющей для жидкости проникает или вводится через перфорацию в резервуар. Под перфорацией понимаются, например, отверстия или прорези, которые находятся в направляющей для жидкости, так что жидкость может выступать из внутреннего пространства направляющей для жидкости вовне в окрестность отверстий или прорезей. Наряду с упомянутыми отверстиями или прорезями, также возможно, что направляющая для жидкости по меньшей мере частично состоит из пористого материала или капилляров, так что жидкость может через эти средства выходить в окружающую среду.

При этом ввод жидкости в резервуар может повышать электрическую проводимость в резервуаре и/или давление в резервуаре.

Как уже упомянуто, может быть предусмотрено средство повышения давления для повышения давления жидкости или для циркуляции жидкости, в частности, насос, так что с помощью средства повышения давления жидкость может вводиться в направляющую для жидкости с повышенным давлением. С помощью насоса может, в частности, создаваться давление такой величины, что предопределенное количество жидкости через перфорацию проникает в резервуар. Под «повышенным давлением», таким образом, понимается то, что должно быть превышено давление окружающей среды в резервуаре. Гидростатическое давление в резервуаре в окрестности перфорации должно быть превышено, чтобы жидкость могла выступать, что может быть реализовано, например, при давлении от 10000 ГПа (10 бар) до 50000 ГПа (50 бар).

Предпочтительным образом перфорация может быть выполнена таким образом, и/или могут быть предусмотрены средства, чтобы по существу препятствовать проникновению твердых частиц и/или песка из резервуара. Подобное средство известно, например, под обозначением «гравийный фильтр».

Изобретение является особенно предпочтительным, если перфорация имеет отверстия, которые по форме и/или величине, и/или распределению могут быть выполнены таким образом, что при подаче жидкости под заданным давлением жидкость вводится распределенным образом по длине направляющей для жидкости через перфорацию в окрестность проводящего шлейфа в резервуаре, так что электрическая проводимость резервуара изменяется и/или давление в резервуаре повышается. В частности, жидкость может регулироваться таким образом, что электрическая проводимость в резервуаре по его протяженности существенно повышается и/или что электрическая проводимость в резервуаре в непосредственном окружении проводника понижается.

Предпочтительным образом перфорация должна быть выполнена таким образом, чтобы вся длина направляющей для жидкости - не считая подвод с поверхности к целевой области в резервуаре - на каждом участке отдавала одинаковое количество жидкости.

Повышение давления в резервуаре, в частности, является предпочтительным, чтобы тем самым углеводородсодержащее вещество в резервуаре лучше вытеснялось и/или чтобы избегать пониженного давления в резервуаре из-за откачки вещества.

Вышеупомянутые эффекты, повышение проводимости и повышение давления, проявляются предпочтительным образом, если применяемое при подаче давление на жидкость в направляющей для жидкости таким образом согласуется с заданной перфорацией, что гарантируется выступание жидкости через перфорацию в течение продолжительного интервала времени применения.

В качестве подводимой жидкости пригодна, в частности, вода или органический или неорганический раствор как электролит, в частности, также для повышения проводимости.

Жидкость может предпочтительно содержать по меньшей мере один из следующих компонентов: соли, слабые кислоты, слабые основания, СО2, полимеры или растворители, которые, в частности, содержат алканы, например, метан, пропан, бутан.

Для дальнейшего повышения давления в резервуаре может запираться клапан транспортной трубы для отвода сжиженного углеводородсодержащего вещества из резервуара, и в более поздний момент времени, в зависимости от достижения заданного интервала времени или достижения заданного давления в резервуаре, отпираться. Тем самым в течение этого интервала времени давление может повышаться, потому что никакой материал не выпускается из резервуара и дополнительно вводится жидкость.

Особенно при наличии перфорации в направляющей для жидкости замыкание жидкостного контура циркуляции не требуется. Для проводящего шлейфа могут быть предусмотрены, например, две отдельные друг от друга направляющие для жидкости, соответственно для каждой половины проводящего шлейфа, причем обе направляющие для жидкости заканчиваются в резервуаре, не требуя, чтобы жидкость вновь откачивалась на поверхность.

Уже пояснялось, какой состав может иметь жидкость, которая в жидкой форме вводится в резервуар. При этом особенно предпочтительно, если жидкость по меньшей мере частично или также полностью извлекается из добываемой смеси воды-нефти/битума. Для этого полезное добываемое вещество должно отделяться от добываемой смеси воды-нефти/битума, и водный остаток должен дополнительно обрабатываться или подготавливаться. Это может, по сравнению с инжекцией водяного пара, осуществляться заметно более простым способом.

Для добываемой смеси воды-нефти/битума может сначала осуществляться сепарация нефти и/или газа от жидкости. Остается остаточная жидкость - также называемая «промысловой водой», - которая содержит компоненты нефти, взвеси и песок и множество химических элементов или соединений. Однако можно отказаться от удаления остающегося компонента нефти или также многих химических элементов, так как при возврате остаточной жидкости в резервуар содержатся только вещества, которые и без того перед этим имелись в резервуаре и вымывались при добыче. Кроме того, можно отказаться от достижения качества питательной воды, так как жидкость нагнетается обратно практически в первоначальной форме, так что дорогостоящая обработка жидкости может отсутствовать.

Другая причина того, почему не требуется дополнительная обработка остаточной жидкости, заключается в том факте, что в соответствии с изобретением остаточная жидкость вводится в резервуар в жидкой форме, а не в газообразном состоянии. Получение питательной воды для парогенераторов потребовало бы дорогостоящей аппаратуры и больших затрат энергии.

По существу для подготовки остаточной жидкости осуществляется только отделение песка, так как он при возврате остаточной жидкости в резервуар мог бы привести к закупорке и заиливанию направляющей для жидкости. Это препятствовало бы непрерывному производству.

В предпочтительном варианте выполнения после удаления песка может предусматриваться обессоливание остаточной жидкости, чтобы в резервуаре посредством непрерывного ввода подготовленной остаточной жидкости не создавалась повышение концентрации солей.

За счет ввода очищенной от песка и соли остаточной жидкости можно снизить вязкость внутри резервуара, то есть улучшить свойства текучести битума. Кроме того, обеспечивается повышение стабильности резервуара.

Дополнительно к названным компонентам, может также предусматриваться теплообменник, чтобы подготовленную остаточную жидкость привести к повышенной температуре, чтобы препятствовать нежелательному охлаждению резервуара, с последующим падением давления или повышением вязкости.

Предложенное изобретение и его дальнейшие варианты осуществления далее поясняются более подробно на примере выполнения со ссылками на чертежи, на которых показано следующее:

Фиг. 1 - устройство для охлаждения индуктора;

Фиг. 2 - представление в перспективе охлаждаемого индуктора;

Фиг. 3, 4, 5, 6 - сечения различных индукторов с направляющей для жидкости;

Фиг. 7 - перфорированная направляющая для жидкости;

Фиг. 8 - устройство для инжекции жидкости в резервуар;

Фиг. 9 - устройство для подготовки и инжекции добываемого продуктопотока.

На чертежах соответствующие части снабжены одинаковыми ссылочными позициями. Детально не показанные части относятся к общеизвестному уровню техники.

Фиг. 1 показывает в схематичном представлении устройство для добычи на месте залегания (in-situ) углеводородсодержащего вещества из подземного месторождения 6 в качестве резервуара при снижении его вязкости, причем предусмотрено охлаждение индукторов 10. Такое устройство может представлять собой, например, устройство для добычи битума из залежей нефтеносного песка. Месторождение 6 может представлять собой, в частности, месторождение нефтеносного песка или месторождение горючего сланца, из которого могут добываться битум или другие тяжелые фракции нефти.

Кроме того, показана труба 9 для ввода пара, которая размещена по существу между параллельными участками индуктора 10 внутри резервуара 6 и которая запитывается посредством парогенератора 8. Посредством форсунок, расположенных распределенным образом по длине трубы (не показано), пар подается в резервуар 6.

Не показан продуктопровод, посредством которого извлеченное из месторождения 6 вещество собирается и транспортируется из месторождения 6 на земную поверхность 5.

Устройство для добычи на месте залегания (in-situ) углеводородсодержащего вещества имеет, кроме того, индуктор 10, который проходит в скважинах внутри месторождения 6. Индуктор 10 или его участки следует рассматривать как проводник, соответствующий изобретению. Формируется замкнутый проводящий шлейф, который состоит из двух проходящих горизонтально в месторождении 6 прямого и обратного проводников индуктора 10, а также из участков 11 проводника, которые не действуют или действуют в малой степени как нагрев и проходят на земной поверхности или от земной поверхности 5 в месторождение 6, чтобы гарантировать токоподвод для индуктора 10. На чертеже, например, оба конца проводящего шлейфа размещены на земной поверхности. На правой стороне на чертеже шлейф просто замкнут - см. участок 11 проводника на чертеже. На левой стороне находится источник 1 электропитания, включая все необходимые электрические устройства, такие как инвертор и генератор, посредством которых необходимый ток и необходимое напряжение прикладывается к проводящему шлейфу, чтобы индукторы 10 служили как проводники для электрического/электромагнитного нагрева для генерации тепла в месторождении 6.

Индукторы 10 по отношению к по меньшей мере частям месторождения 6 действуют в качестве индуктивного электрического нагрева. За счет проводимости по меньшей мере частей месторождения 6, последнее может нагреваться по существу концентрично относительно обоих по возможности параллельно проходящих участков индуктора 10.

Проводящий шлейф может на участках, на которых он проходит вне собственно месторождения 6, - как участки 11 проводника - посредством подходящей направляющей сильно снижаться по своей мощности нагрева. Таким способом мощность нагрева может вводиться на определенных участках месторождения 6. Индуктор 10 может представлять собой, в частности, стержнеобразный металлический проводник или скрученный металлический кабель из особенно хорошо проводящего металла, который выполнен как резонансный контур.

Согласно чертежу, рядом с электрическим контуром также предусмотрен охлаждающий контур, чтобы охлаждать индуктор 10. Охлаждающий контур содержит направляющую 12 для жидкости, которая, согласно чертежу, почти полностью окружает проводящий шлейф вдоль его длины. Существенной является только оболочка индуктора 10. Оболочка вне месторождения 6 не является необходимой, но могла бы быть предпочтительной, так как за счет этого может выполняться прокладка направляющей 12 для жидкости вместе с проводящим шлейфом и, тем самым, возможна упрощенная установка.

Согласно чертежу, участки охлаждающего контура, которые не предусмотрены явным образом для охлаждения, маркированы как вводы/выводы 13 жидкости. Согласно чертежу, на левой стороне контур циркуляции жидкости лишь просто замкнут в кольцо, так что жидкость, направляемая первой направляющей 12 для жидкости вдоль первого участка индуктора 10, через вторую направляющую 12 для жидкости проводится назад вдоль второго участка индуктора 10. На правой стороне чертежа находятся компоненты, предусмотренные на земной поверхности для подготовки жидкости. К ним относятся резервуар 3 запаса жидкости, в котором находится жидкость 14 для охлаждения. Кроме того, предусмотрен насос 2, чтобы закачивать жидкость 14 в охлаждающий контур и чтобы обеспечивать скорость потока. Кроме того, предусмотрен обратный охладитель 4, посредством которого нагретая жидкость может охлаждаться.

Возможно множество вариантов относительно компоновки индукторов и охлаждающего контура. Например, мог бы также на левой стороне чертежа иметься дополнительный обратный охладитель. Кроме того, могло бы иметься несколько охлаждающих контуров. Прямое и обратное направление жидкости могло бы выполняться вдоль одного участка индуктора 10, а не вдоль всего контура.

Направляющая 12 для жидкости на чертеже выполнена как коаксиальная оболочка индуктора 10, так что индуктор 10 или оболочка индуктора 10 при эксплуатации по возможности полностью окружен(а) охлаждающей жидкостью.

При эксплуатации устройство может функционировать таким образом, что при приложении тока индуктору 10, посредством которого нагревается окрестность индуктора 10 в месторождении 6, посредством направляющей 12 для жидкости непрерывно направляется охлаждающая жидкость вдоль индуктора 10. Индуктор 10 нагревает грунт в окрестности индуктора 10, за счет чего нагретый грунт сам становится тепловым излучателем. Индуктор 10 должен защищаться от повышенных температур. Это происходит с помощью охлаждающей жидкости в направляющей 12 для жидкости в форме описанного внешнего охлаждения индуктора 10, за счет чего, с одной стороны, индуктор 10 термически изолирован, а с другой стороны, воспринимаемая индуктором 10 температура вновь отводится, так что индуктор 10 не нагревается или нагревается лишь в незначительной степени.

Для улучшения этого эффекта направляющая 12 для жидкости дополнительно окружается термическим изолятором.

Таким способом может, в частности, предотвращаться кипение воды непосредственно у индуктора 10 в месторождении 6, что, в свою очередь, имело бы негативное влияние на неохлаждаемую защитную оболочку индуктора 10, так как защитная оболочка предусмотрена для электрической изоляции индуктора 10 и обычно состоит из пластика, однако продолжительное повышение температуры могло бы оказывать отрицательное воздействие на пластик. Однако следует еще раз отметить, что кипение жидкости в резервуаре само по себе является весьма выгодным.

В идеальном случае индуктор 10 встроен в направляющую 12 для жидкости и может прокладываться как единый узел. Различные выполнения подобных комбинированных проводников и охладителей поясняются ниже.

На фиг. 2 схематично показан в пространственном представлении участок индуктора 10 с окружающими охлаждением. Индуктор 10, расположенный по центру выполненной в форме шланга оболочки 15 направляющей 12 для жидкости, окружен направляющей 12 для жидкости. Позиционирование индуктора 10 может, например, определяться только протекающей жидкостью в направляющей 12 для жидкости. Согласно фиг. 2, можно отказаться от центрирования. Индуктор 10 в соответствии с этим является в значительной степени свободно подвижным в направляющей 12 для жидкости и мог бы, например, ввиду силы тяжести внутри, прилегать к оболочке, окружающей жидкость. Для конкретного позиционирования или фиксации в направляющей 12 для жидкости далее предоставляются различные формы выполнения.

Диаметр индуктора 10 может предпочтительно составлять от 30 до 100 мм. Ширина кольцевого зазора индуктора 10 предпочтительно составляет от 5 мм до 50 мм, и расход охладителя внутри направляющей 12 для жидкости предпочтительно составляет от 5 до 100 л/мин.

Далее объясняются схематично показанные сечения охлаждаемых проводников. Сечение выполняется вдоль секущей плоскости, как она показана на фиг. 1 посредством А-А.

Согласно фиг. 3, опора индуктора 10 реализуется с помощью, например, звездообразных распорных держателей - перемычек 16, причем предпочтительно применяется от двух до пяти распорных держателей. Однако также возможно решение с только одной перемычкой 16. Перемычки 16 предпочтительно прикреплены к внутренней стенке оболочки 15 и в центре соединены через стабилизаторы 17 или непосредственно с внешней оболочкой индуктора 10. Индуктор 10 находится коаксиально в центре оболочки 15 направляющей 12 для жидкости и прокладывается как единый узел с оболочкой 15 и перемычками 16 или вводится дополнительно.

Направляющая 12 для жидкости образуется из полостей внутри оболочки 15.

При выполнении перемычек 16 по всей длине одновременно образуется несколько камер между перемычками 16, которые могут в различных направлениях обтекаться охлаждающей жидкостью.

Ширина перемычек 16 может лежать, например, в диапазоне 5-30 мм, чтобы потери давления охладителя в направляющей 12 для жидкости не становились слишком большими.

Согласно фиг. 4, в кольцевой полости, то есть внутри внешней оболочки 20, вокруг индуктора 10 предусмотрено несколько шлангов или труб 12А, 12В,…, 12F в качестве направляющей 12 для жидкости. При этом возможно противоположное направление охладителя в шлангах/трубах. Кроме того, как часть внешней оболочки 20 или как отдельные элементы, дополнительно может применяться термический изолятор 18 между шлангами/трубами и внешней оболочкой 20. В этом же смысле следует понимать то, когда эти промежуточные полости остаются пустыми, то есть воздух или конкретный газ или вакуум служат в качестве термической изоляции.

Предпочтительным образом толщина термического изоляционного слоя может выбираться в пределах от 3 до 50 мм.

Согласно фиг. 5, охладитель направляется по капиллярам 19 в качестве направляющей 12 для жидкости. В качестве альтернативы, речь может также идти о пористом материале. Эти варианты имеют, в частности, преимущество, состоящее в том, что поток жидкости внутри направляющей 12 для жидкости может лучше регулироваться, и что положение индуктора 10 по отношению к направляющей 12 для жидкости может быть точно задано. Это может быть выгодным, так как индуцированное поле, в зависимости от ориентации двух индукторов 10 по отношению друг к другу, не по всем сторонам индуктора 10 имеет одинаковую напряженность.

Для полноты представления на фиг. 6 показан другой вариант жидкостного охлаждения, при котором центральный, направляющий охладитель шланг или труба, в качестве направляющей 12 для жидкости, окружен(а) частичными проводниками 10А, 120В, … 10F. При этом частичные проводники 10А, 120В, … 10F представляют, при совместном рассмотрении, индуктор 10. В этой форме диаметр шланга или трубы направляющей 12 для жидкости предпочтительно может составлять от 10 до 100 мм, а расход охладителя может составлять от 5 до 100 л/мин. Индуктор 10 может состоять, например, из 10-2000 частичных проводников, общая площадь сечения которых в типовом случае составляет от 10 до 2000 мм2.

В то время как выше до сих пор пояснялось только направление охлаждающей жидкости, далее это будет рассматриваться совместно с тем, что жидкость может выдаваться в месторождение 6 по длине направляющей 12 для жидкости.

На фиг. 7 в схематичной форме показан участок индуктора 10 с окружающим охлаждением в пространственном представлении, причем направляющая 12 для жидкости выполнена перфорированной, так что жидкость может выходить наружу, причем жидкость фактически может выходить в жидкой форме или, возможно, как газ, например, водяной пар.

Аналогично фиг. 2, индуктор 10, расположенный по центру оболочки 15, выполненной в форме шланга, окружен направляющей 12 для жидкости. В отличие от выполнения согласно фиг. 2, направляющая 12 для жидкости или оболочка 15 имеет перфорацию 12, состоящую из множества отверстий и проходов, через которые транспортируемая жидкость может проникать изнутри наружу. Величина, положение и частота отверстий должны быть согласованы с желательными условиями и посредством представления на фиг. 7 не должны интерпретироваться как ограничивающие, особенно в том, что, например, от 30 до 300 л/мин. может выходить наружу по всей длине направляющей 12 для жидкости.

Отверстия перфорации 21 могут при этом располагаться симметрично по всей окружности оболочки 15. Однако также может быть предпочтительным предусмотреть неравномерное распределение. Также по длине направляющей 12 для жидкости распределение и/или выполнение отверстий могут изменяться, в частности, так как давление внутри направляющей 12 для жидкости, ввиду выступающей наружу жидкости, может изменяться.

Жидкость, выходящая в месторождение 6 в окружении индуктора 10, имеет при этом преимущество в отношении того, что тем самым в резервуар может инжектироваться электролит, за счет чего, с одной стороны, может быть повышена электрическая проводимость в месторождении 6, а с другой стороны, может обеспечиваться повышенное давление внутри месторождения 6. Оба эффекта обеспечивают то, что транспортируемое количество и/или скорость транспортировки добываемого углеводородсодержащего вещества могут быть повышены. Дополнительные пояснения для этого приведены со ссылкой на фиг. 8.

Структура на фиг. 8 в принципе соответствует структуре по фиг. 1. Представлен проводящий шлейф, который функционирует с помощью источника электропитания 1. Участки, которые действуют как электроды, отмечены как индукторы 10. Они являются участками, проходящими горизонтально и параллельно в месторождении 6.

Кроме того, имеется резервуар 3 для обеспечения жидкости 14, которая предусмотрена в качестве охлаждающей жидкости. Эта жидкость 14 с помощью насоса 2 вводится в систему подачи жидкости, которая состоит из вводов 13 жидкости и направляющей 12 для жидкости. Направляющая 12 для жидкости должна при этом вновь представлять собой участки, проходящие горизонтально и параллельно в месторождении 6. Вводы 13 жидкости включают в себя систему шлангов/труб над земной поверхностью 5 или соединение с горизонтально проходящей направляющей 12 для жидкости.

Подача в представленном примере происходит, в отличие от фиг. 1, слева в плоскости чертежа, но также возможна подача и справа, как на фиг. 1. Однако существенным различием по отношению к фиг. 1 является то, что на горизонтальном подземном участке направляющая 12 для жидкости имеет перфорацию 21, где выступающая через нее жидкость 22 обозначена стрелками. Кроме того, в данном примере направляющая 12 для жидкости заканчивается уже под землей. Для этого предусмотрен затвор 23 направляющей 12 для жидкости, причем этот затвор также может иметь перфорацию.

В противоположность представленному выполнению, однако, также возможно, что направляющая 12 для жидкости, для остающегося остатка жидкости, выводится назад на поверхность. В качестве альтернативы, направляющая 12 для жидкости, хотя и может выводиться на поверхность, однако ввиду соотношений давления, получается, что никакая жидкость не достигает земной поверхности 5. Тем самым направляющая 12 для жидкости на последнем участке не содержала бы жидкости.

При эксплуатации, жидкость с помощью насоса 2 или подобным образом действующего устройства вводится в систему охлаждения. Давление остается, вплоть до направляющей 12 для жидкости, по существу, неизменным, так как до начала направляющей 12 для жидкости не предусматривается никакого выпуска жидкости. Если поданная жидкость достигает участка с соответствующей изобретению направляющей 12 для жидкости, то часть жидкости через перфорацию 21 вводится в месторождение 6. Другая часть жидкости течет дальше вдоль направляющей 12 для жидкости, причем жидкость непрерывно выходит через перфорацию 21. Таким образом, происходит утечка жидкости из-за выходящей наружу жидкости 22. Потеря жидкости восполняется с помощью насоса за счет подаваемой жидкости.

Таким образом, достигается несколько эффектов: с одной стороны, жидкость течет вдоль индуктора 10 и может отводить тепло. С другой стороны, жидкость течет в месторождение 6, в окрестности индукторов 10, за счет чего давление в месторождении 6 может повышаться, или спадающее давление, ввиду добычи углеводородсодержащего вещества, может компенсироваться, а также электрическая проводимость в месторождении 6, особенно в окрестности индукторов 10, может повышаться, что, в свою очередь, повышает эффективность индукторов 10. Названные эффекты оказывают взаимное влияние друг на друга, так как из-за утечки нагретой жидкости в окрестность индуктора 10 холодная жидкость затем протекает вдоль индуктора 10 внутри направляющей 12 для жидкости, благодаря чему поддерживается охлаждающий или термоизолирующий эффект.

Затвор 23, размеры направляющей 12 для жидкости, выполнение перфорации 21 и давление, прикладываемое к жидкости посредством насоса 2, должны предпочтительно согласовываться друг с другом таким образом, в особенности с учетом имеющейся информации о породе и глубины месторождения, чтобы по существу по всей длине горизонтально проложенного индуктора 10 действовали упомянутые эффекты и/или жидкость 22 равномерно поступала в месторождение 6.

Давление зависит от глубины месторождения, то есть от расстояния от горизонтально проложенных индукторов 10 до земной поверхности 5. Давление должно быть выше, чем гидростатическое давление соответствующего водяного столба, и находится, например, в диапазоне от 10000 ГПа (10 бар) до 50000 ГПа (50 бар).

Снижение давления в месторождении 6 осуществляется тем, что к моменту времени, в который давление на породу, лежащую выше месторождения 6, слишком высоко, продуктопровод(ы) (не показано) открывается(ются). Однако может быть предпочтительным поддерживать продуктопроводы закрытыми по возможности дольше, чтобы достичь высокого давления.

Функция выходящей жидкости 22 заключается, таким образом, как в повышении или поддержании давления в месторождении 6, так и в вытеснении - вымывании - добываемого вещества, причем обеспечивается возможность избегать пониженного давления в месторождении 6.

В качестве жидкости может предусматриваться, в частности, электролит, например вода или водные растворы, например, замещенные дополнительными компонентами. В качестве электролита, вытеснителя (заместителя) или растворителя могут применяться, особенно органические или неорганические жидкости или газ в измененном агрегатном состоянии или их комбинации, в частности, вода, предпочтительно продуцируемая и отделенная от тяжелой фракции нефти вода, соленая вода, слабые кислоты, слабые основания, другие растворители, такие как метан, пропан, бутан, СО2 или смеси.

Представленные на фиг. 2-5 сечения также применимы для направляющей 12 для жидкости с выступающей наружу жидкостью 22.

Соответственно выполнению по фиг. 2, индуктор 10 может располагаться в перфорированной инжекционной трубе или шланге, причем от центрирования индуктора 10 можно отказаться. Диаметр индуктора 10 предпочтительно составляет от 30 до 100 мм. Ширина кольцевого зазора предпочтительно составляет от 5 мм до 50 мм, и расход охладителя предпочтительно составляет от 3 до 300 л/мин.

Согласно фиг. 3, индуктор 10 располагается в перфорированной инжекционной трубе или шланге, причем опирание индуктора 10 осуществляется с помощью звездообразных распорных держателей. Диаметр индуктора 10 предпочтительно составляет от 30 до 100 мм. Ширина кольцевого зазора предпочтительно составляет от 5 мм до 50 мм, и расход охладителя предпочтительно составляет от 30 до 300 л/мин.

Согласно фиг. 4, у индуктора 10 располагаются одна или несколько перфорированных инжекционных труб или шлангов. Предусматривается прямой контакт индуктора 10 с резервуаром. Отсутствующий контакт может даже быть предпочтительным, так как теплопередача от окружающего горячего резервуара назад к индуктору 10 снижается. Диаметр индуктора 10 предпочтительно составляет от 30 до 100 мм. Диаметр прилегающих труб предпочтительно составляет от 5 мм до 50 мм, и расход охладителя предпочтительно составляет от 30 до 300 л/мин.

Выполнение, описанное со ссылкой на фиг. 8, является особенно предпочтительным, так как могут достигаться более экономичные и более высокие плотности мощности. Одновременно исключается перегрев индуктора 10, которого следует опасаться на больших глубинах, а также обеспечивается дополнительное вытеснение добываемого вещества из месторождения. Кроме того, месторождения с низкой электрической проводимостью только с помощью такой подачи жидкости в месторождение могут индуктивным способом нагреваться.

В отличие от фиг. 8, в другом варианте выполнения устройство может быть выполнено таким образом, что только частичные участки индуктора 10 располагаются в инжекционной трубе или шланге. Кроме того, выпускные отверстия перфорации 21 могут быть распределены неравномерно или даже могут иметься участки, на которых перфорация 21 отсутствует.

Относительно упомянутых форм выполнения, можно еще раз отметить, что первично не предусматривается подача пара, который генерируется в наземных условиях, а только подача жидкостей. Также предпочтительным образом можно отказаться от дополнительной подачи пара.

В предыдущих формах выполнения детально не описывалось, откуда может браться жидкость для ввода в направляющую для жидкости. С помощью фиг. 9 теперь дополнительно поясняется, что эта жидкость полностью или частично может экстрагироваться из продуктопотока.

На фиг. 9 схематично показано представление в сечении месторождения 6, причем месторождение 6 расположено под земной поверхностью 5 и имеет участок 7 с месторождением нефти. Как и предыдущих формах выполнения, предусмотрен проводящий шлейф, причем на фиг. 9 показан только индуктор 10 проводящего шлейфа.

Кроме того, индуктор 10, по меньшей мере частично, окружен направляющей 12 для жидкости. Проводящий шлейф, как в предыдущих формах выполнения, работает от источника электропитания 1.

Во всех формах выполнения изобретения, хотя на фиг. 1 и 8 не показано, имеется продуктопровод 39 для транспортировки добываемого вещества в грунте. По продуктопроводу 39 может транспортироваться продуктопоток 30 в форме смеси жидкости - твердого вещества - газа, то есть смеси фаз, на земную поверхность 5 для подготовки (предварительной обработки).

Сначала из смеси жидкости - твердого вещества - газа, посредством сепаратора нефти/газа, отделяется добываемое вещество. Получаемая при этом отделенная нефть 32 обозначена на фиг. 9 стрелкой, как и альтернативно или дополнительно получаемый отделенный газ 33. Кроме того, остается остаточная жидкость 34 - промысловая вода - сепарируемого продуктопотока 30, которая далее дополнительно подготавливается, чтобы ее можно было снова инжектировать в месторождение 6 в жидкой форме.

В качестве первого этапа подготовки, остаточная жидкость 34 подается на устройство 35 очистки от песка, в котором отделяются песок и другие твердые частицы. После этого этапа подготовки остается очищенная от песка остаточная жидкость 36.

За счет очистки от песка остаточная жидкость 36 имеет уже консистенцию, которая возможна для обратной инжекции в жидкой форме. Это обеспечивается потому, что применяемая для обратной инжекции труба с помощью очищенной от песка остаточной жидкости 36 может эксплуатироваться длительно время без заиливания или закупорки.

Согласно фиг. 9, выполняется следующий этап подготовки. Очищенная от песка остаточная жидкость 36 подается на устройство 37 обессоливания, посредством которого содержание солей в очищенной от песка остаточной жидкости 36 снижается. Это может быть реализовано посредством подачи конкретных химических веществ. Идеальным образом, с помощью устройства 37 обессоливания достигается содержание солей в получающейся подготовленной жидкости 38, которое соответствует природному содержанию солей внутри месторождения 6.

От дополнительных этапов подготовки можно отказаться, так как в соответствии с изобретением предусмотрено введение жидкости - то есть в жидкой форме, а не в газообразной форме - вдоль индуктора 10 по направляющей 12 для жидкости в месторождение 6. Таким образом, подготовка может быть ограничена очисткой от песка и обессоливанием.

Подготовленная таким образом жидкость 38 может теперь подаваться в охлаждающий контур согласно фиг. 1 или для инжекции жидкости согласно фиг. 8. Другие альтернативные варианты поясняются далее со ссылкой на фиг. 9.

Согласно фиг. 9, подготовленная жидкость 38 подается в насос 2 и под давлением нагнетается во впускной трубопровод 13 жидкости, который далее переходит в направляющую 12 для жидкости. Индуктор 10 вновь направляется внутри впуска 13 жидкости и направляющей 12 для жидкости. Применимы уже объясненные формы выполнения индуктора внутри направляющей для жидкости, особенно формы выполнения согласно фиг. 2-4. Для примера на фиг. 9 показано выполнение, при котором индуктор 10 фиксирован имеющимися на участках перемычками 16 внутри направляющей для жидкости или впуска жидкости.

Подготовленная жидкость 38 затем вводится вдоль индуктора 10 внутри впуска 13 жидкости и направляющей 12 для жидкости, внутри шланга или трубы, на глубину месторождения 6. Чтобы теперь обеспечить возможность инжекции жидкости 38 на большой длине в грунте месторождения 6, направляющая 12 для жидкости выполнена с прорезями, так что через прорези 40 жидкость 38 вытесняется из направляющей 12 для жидкости в подстилающую породу.

Вытесненная жидкость с течением времени, ввиду нагревающего действия индуктора 10, может испаряться.

Согласно фиг. 9, длина направляющей 12 для жидкости ограничена и заканчивается, в то время как индуктор 10 продолжается горизонтально. Длина имеющей прорези направляющей 12 для жидкости, частота и величина прорезей 40 и объем вытесняемой жидкости 38 должны при этом быть согласованы друг с другом.

В альтернативном варианте осуществления направляющая 12 для жидкости, как на фиг. 8, может иметься по существу вдоль всей активной длины индуктора 10, чтобы гарантировать распределение на большой площади инжектируемой жидкости.

Описанный со ссылкой на фиг. 9 способ действий предпочтителен в том отношении, что требуется менее затратная подготовка воды, чем в способе, основанном на использовании пара, так как инжектируемая вода не должна под землей испаряться.

Для инжекции может предпочтительным образом использоваться вода, подогретая проточным теплообменником (на фиг. 9 не показан), чтобы предотвратить нежелательное охлаждение месторождения и, тем самым, падение давления или повышение вязкости в месторождении.

Кроме того, является предпочтительным, что устройство, по отношению к поддержанию температуры и, тем самым, управлению давлением в резервуаре, может регулироваться простым способом.

В качестве дополнительных преимуществ для вышеописанной комбинации среднечастотного индуктивного способа для нагрева резервуара с упрощенным способом подготовки воды и обратной инжекции воды, может, например, рассматриваться то, что лишь сокращенные, связанные со способом технические затраты требуются на сооружение всей установки подготовки воды, особенно подготовки питательной воды, и что сточные воды отсутствуют или сокращаются.

По сравнению с генерацией пара, чтобы пар инжектировать в резервуар, достигается заметная экономия энергии за счет исключения потерь тепла, которые возникают при генерации пара.

1. Устройство для добычи углеводородсодержащего вещества, особенно битума или тяжелой фракции нефти, из резервуара (7), причем резервуар (7) нагружается тепловой энергией для снижения вязкости вещества, для чего предусмотрен по меньшей мере один проводящий шлейф (10, 11) для индуктивного обтекания током, в качестве электрического/электромагнитного нагрева резервуара (7), отличающееся тем, что предусмотрено средство (2) повышения давления, в особенности насос, для инжекции жидкости в резервуар (7) в жидкой форме, причем устройство (31, 35, 37) подготовки экстрагирует инжектируемую жидкость из жидкости резервуара, получаемой из резервуара (7), или из среды, получаемой из резервуара (7), причем инжекция жидкости осуществляется посредством направляющей (12), имеющей перфорации, которые по форме и/или величине, и/или распределению выполнены таким образом, что при подаче жидкости под заданным давлением жидкость вводится распределенным образом по длине направляющей для жидкости через перфорационные отверстия в окрестность проводящего шлейфа в резервуаре, так что электрическая проводимость резервуара изменяется и/или давление в резервуаре повышается.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство (31, 35, 37) подготовки содержит только устройство сепарации нефти/газа, устройство очистки от песка и устройство обессоливания, в особенности только устройство сепарации нефти/газа и устройство очистки от песка.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что проводник (10) проводящего шлейфа (10, 11) на по меньшей мере одном участке окружен направляющей (12) для жидкости для инжекции жидкости в резервуар (7).

4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что проводник (10) проводящего шлейфа (10, 11) на по меньшей мере одном участке окружен направляющей (12) для жидкости для инжекции жидкости в резервуар (7).

5. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что предусмотрено средство для теплообмена, чтобы нагревать инжектируемую жидкость.

6. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что направляющая (12) для жидкости перфорирована или имеет прорези, так что при подаче жидкости, жидкость через перфорацию (21) или прорези (40) проникает из направляющей (12) для жидкости в резервуар (7).

7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что направляющая (12) для жидкости перфорирована или имеет прорези, так что при подаче жидкости, жидкость через перфорацию (21) или прорези (40) проникает из направляющей (12) для жидкости в резервуар (7).

8. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что направляющая (12) для жидкости выполнена как шланг и/или труба, причем проводник (10) размещен внутри шланга или трубы, в частности, таким образом, что при подаче жидкости проводник (10) омывается жидкостью.

9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что шланг и/или труба размещены примерно коаксиально относительно проводника (10), причем, в частности, внутри шланга или трубы предусмотрена по меньшей мере одна перемычка (16) для фиксации проводника (10).

10. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что проводник (10) размещен внутри шланга или трубы с возможностью свободного перемещения.

11. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что направляющая (12) для жидкости выполнена как множество шлангов и/или труб, причем проводник (10) окружен множеством шлангов и/или труб, причем предпочтительно множество шлангов и/или труб и проводник (10) размещены внутри общей шлангообразной внешней оболочки (20).

12. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что перфорация (21) или прорези (40) выполнены таким образом, и/или предусмотрены средства, чтобы, по существу, препятствовать проникновению твердых частиц и/или песка из резервуара (7) в направляющую (12) для жидкости.

13. Устройство по п. 1, в котором перфорация выполнена таким образом, чтобы вся длина направляющей для жидкости - не считая подвод с поверхности к целевой области в резервуаре - на каждом участке отдавала одинаковое количество жидкости.

14. Способ добычи углеводородсодержащего вещества, особенно битума или тяжелой фракции нефти, из резервуара (7), причем резервуар (7) нагружают тепловой энергией для снижения вязкости вещества, для чего предусмотрен по меньшей мере один проводящий шлейф (10, 11) для индуктивного обтекания током в качестве электрического/электромагнитного нагрева,
причем отбирают из резервуара (7) жидкость резервуара или среду,
из отобранной жидкости резервуара или отобранной среды с помощью устройства (31, 35, 37) подготовки экстрагируют жидкость,
повышают давление жидкости с применением средства (2) повышения давления, в частности насоса, для инжекции жидкости в жидкой форме в резервуар (7) и
инжектируют жидкость в резервуар (7), причем инжекция жидкости осуществляется посредством направляющей (12), имеющей перфорационные отверстия, которые по форме и/или величине, и/или распределению выполнены таким образом, что при подаче жидкости под заданным давлением жидкость вводится распределенным образом по длине направляющей для жидкости через перфорационные отверстия в окрестность проводящего шлейфа в резервуаре, так что электрическая проводимость резервуара изменяется и/или давление в резервуаре повышается.

15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что жидкость посредством направляющей (12) для жидкости транспортируют в резервуар (7) и через перфорацию (21) или прорези (40) направляющей (12) для жидкости вводят в резервуар (7), причем направляющая (12) для жидкости на по меньшей мере одном участке проводника (10) окружает проводник (10) проводящего шлейфа (10, 11).

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что жидкость под давлением направляют в направляющую (12) для жидкости, так что внутри направляющей (12) для жидкости в области перфорации (21) существует давление, которое больше, чем гидростатическое давление в резервуаре (7) в окрестности перфорации (21).

17. Способ по п. 14, в котором выполняют перфорации таким образом, чтобы вся длина направляющей для жидкости - не считая подвод с поверхности к целевой области в резервуаре - на каждом участке отдавала одинаковое количество жидкости.

18. Способ по любому из пп. 14-17, отличающийся тем, что клапан транспортной трубы для отвода сжиженного углеводородсодержащего вещества из резервуара (7) запирают и в более поздний момент времени, в зависимости от достижения заданного интервала времени или достижения заданного давления в резервуаре (7), отпирают.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к способам и устройствам для извлечения вязких углеводородов из подземных пластовых резервуаров. В одном варианте исполнения представлен способ извлечения углеводородов из подземного пластового резервуара.

Изобретение относится к области горного дела. Технический результат - повышение процесса флюидоизвлечения.

Изобретение относится к области горного дела. Технический результат - повышение результативности процесса вытеснения и добычи высоковязких углеводородных флюидов - энергоносителей из месторождений, увеличение охвата пласта агентом воздействия, обеспечение контроля и регулирования внутрипластового горения и прогрева горных пород.

Изобретение относится к области горного дела. Технический результат - повышение результативности процесса вытеснения и добычи высоковязких углеводородных флюидов - энергоносителей из месторождений, увеличение охвата пласта агентом воздействия, обеспечение контроля и регулирования внутрипластового горения и прогрева горных пород.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке залежи высоковязкой нефти. Технический результат - повышение нефтеотдачи пласта, снижение обводненности продукции, уменьшение объемов закачки вытесняющего агента, поддержание пластового давления, отсутствие снижения температуры пластового флюида, разогретого от закачки теплоносителя в стволе добывающей скважины, что облегчает его подъем на поверхность.

Группа изобретений относится к нефтегазовой промышленности. Технический результат интенсификация добычи глубокозалегающих природных битумов, тяжелых нефтей и нефти низкопроницаемых пород, а также для внутрипластовой генерации синтетических углеводородов из твердого органического вещества - керогена.

Изобретение относится к экстракции легких фракций нефти и/или топлива из природного битума из нефтеносного сланца и/или нефтеносных песков. В способе природный битум экстрагируют путем водной сепарации из нефтеносного сланца и/или нефтеносных песков при образовании твердого остатка, летучие углеводороды отгоняют из природного битума перегонкой, при этом остается нерастворимый нефтяной кокс, включающий до 10% серы, газообразные углеводороды от перегонки разделяют путем фракционной конденсации на легкие фракции нефти, сырую нефть и различные топлива.

Изобретение относится к экстракции легких фракций нефти и/или топлива из природного битума из нефтеносного сланца и/или нефтеносных песков. В способе природный битум экстрагируют путем водной сепарации из нефтеносного сланца и/или нефтеносных песков при образовании твердого остатка, летучие углеводороды отгоняют из природного битума перегонкой, при этом остается нерастворимый нефтяной кокс, включающий до 10% серы, газообразные углеводороды от перегонки разделяют путем фракционной конденсации на легкие фракции нефти, сырую нефть и различные топлива.

Группа изобретений относится к добыче углеводородов из подземных пластов. Технический результат - повышение качества добываемых углеводородов, снижение тепловых потерь при использовании пара.

Группа изобретений относится к топливно-энергетическому комплексу и может быть использована для добычи трудноизвлекаемой, преимущественно сланцевой, нефти. Технический результат - упрощение операций по гидроразрыву пласта и обеспечение возможностей их совмещения во времени с процессом добычи нефти и проведением мероприятий по увеличению нефтеотдачи пласта в рамках одной дренирующей системы.

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности, а именно к оборудованию нефтяных скважин, и может быть использовано для ликвидации парафиногидратных пробок и поддержания в скважинах оптимального теплового режима в целях предупреждения и ликвидации парафиногидратных и асфальтосмолистых отложений на внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы.

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности и предназначена для теплового воздействия на призабойную зону и нефтяной пласт для предупреждения образования парафиногидратных отложений в зоне перфорации и под насосным оборудованием, увеличения проницаемости нефтяного коллектора и повышения нефтеотдачи в целом.
Изобретение относится к области нефтедобычи, а именно к способу добычи высоковязкой нефти. Технический результат - увеличение дебета скважины по добыче высоковязкой нефти за счет снижения кинематической вязкости добываемой нефти, увеличение межремонтного интервала насосного оборудования за счет снижения тяжести режима работы, снижение энергопотребления при добыче высоковязкой нефти.

Изобретение относится к оборудованию для нефтяных скважин и нефтепроводов и может быть использовано для профилактики образования асфальто-смоло-парафиновых отложений в насосно-компрессорных трубах, межтрубном пространстве скважин и промысловых нефтепроводах.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для разработки залежи высоковязкой нефти и битума путем нагревания. Способ разработки залежи высоковязкой нефти и битума включает разбуривание залежи скважинами с горизонтальными стволами, направленными параллельно друг другу.

Группа изобретений относится к нефтегазовой промышленности и предназначено для теплового воздействия на призабойную зону, снижения вязкости скважинной жидкости перед приемом погружного насоса и для предупреждения образования асфальтено-парафино-гидратных отложений.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам для добычи высоковязкой нефти. Способ освоения и эксплуатации скважины с высоковязкой нефтью включает спуск в скважину колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) со скважинным насосом с силовым кабелем и капиллярной трубки, спущенной в скважину параллельно с силовым кабелем и закрепленной на наружной поверхности НКТ клямсами.

Изобретение относится к горному делу и может применяться для разработки газогидратных залежей, тепловой обработки призабойной зоны скважины и восстановления гидравлической связи пласта со скважиной.

Изобретение относится к области электротехнологии в нефтедобывающей промышленности, может быть использовано для очистки эксплуатационных колонн, скважин от парафиновых и других отложений.

Изобретение относится к устройствам (лубрикаторам), обеспечивающим проведение геофизических исследований и работ в газовых скважинах приборами и инструментами на геофизическом кабеле.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для добычи высоковязкой нефти посредством теплового воздействия на нефтяные пласты при подаче в них теплоносителя. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в обеспечении удобства его монтажа и эксплуатации, а также в возможности применения в искривленных скважинах небольшого диаметра. Устройство для теплового воздействия на нефтяной пласт, содержащее трехфазный источник питания, три напорные трубы для подачи теплоносителя, выполненные с возможностью размещения в скважине, и электрический нагреватель. Электрический нагреватель содержит три жилы из металла с низким удельным сопротивлением, к которым подведены фазы от трехфазного источника питания. При этом каждая жила электрического нагревателя таким образом размещена внутри своей напорной трубы, что между жилой и напорной трубой образуется зазор для подачи теплоносителя, причем нижние концы трех жил соединены в одной точке. Каждая напорная труба включает внутренний слой из гибкого электро-теплоизоляционного материала, наружный слой из гибкой металлической оплетки и промежуточный слой из гибкого теплоизоляционного материала. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх