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用于從儲層生產(chǎn)烴的方法與流程

文檔序號:11447089閱讀:387來源:國知局
用于從儲層生產(chǎn)烴的方法與流程

本公開涉及對從攜帶烴的儲層生產(chǎn)烴材料的改進。



背景技術(shù):

熱強化采油方法被用于從烴儲層采收瀝青和重油。石油儲層含有固體基質(zhì)、油和水,并且用于重油采收的所有熱采收方法都采用熱以提高油的溫度以降低其粘度。在該方法中,必須加熱儲層中存在的所有材料以實現(xiàn)油的加熱。在本公開中,存在于地層中的水被用作主要的熱傳遞介質(zhì),補充有最少量的注入流體。最主要的熱采收方法是蒸汽輔助重力泄油(“sagd”)。sagd操作受到通過注入井和生產(chǎn)井傳導(dǎo)的流體造成的能量損失和液壓損失的損害。此外,sagd操作特別容易受到來自活性水區(qū)的流體侵入的影響,其可干擾sagd方法。sagd方法也受到高資本和運營成本的損害,使sagd項目的經(jīng)濟性僅能獲得薄利并且易受商品價格變化的影響。sagd涉及使用大量的水,并且消耗顯著量的燃料用于蒸汽產(chǎn)生,造成大量二氧化碳排放。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

在一個方面,提供了一種用于從儲層生產(chǎn)烴的方法,所述方法包括:

在烴儲層內(nèi),電加熱液態(tài)加熱流體,使得所述液態(tài)加熱流體被蒸發(fā)以產(chǎn)生氣體加熱流體;

用所述氣態(tài)加熱流體加熱烴材料,使得被加熱的烴材料被活動化并使得所述氣態(tài)加熱流體冷凝以產(chǎn)生冷凝加熱流體;

電加熱所述冷凝加熱流體的至少一部分,使得至少一部分冷凝加熱流體被再蒸發(fā);并且

在進行所述蒸發(fā)、所述冷凝和所述再蒸發(fā)時,產(chǎn)生包含至少活動化的烴材料的產(chǎn)出流體。

在另一個方面,提供了一種用于從烴儲層生產(chǎn)烴材料的方法,所述方法包括:

操作包括第一sagd井對的第一蒸汽輔助重力泄油(“sagd”)系統(tǒng),其中所述第一sagd井對包括第一sagd注入井和第一sagd生產(chǎn)井,使得烴材料從所述第一sagd生產(chǎn)井生產(chǎn);

操作包括第二sagd井對的第二sagd系統(tǒng),其中所述第二sagd井對包括第二sagd注入井和第二sagd生產(chǎn)井,使得烴材料從所述第二sagd生產(chǎn)井生產(chǎn);并且

在通過所述第一sagd系統(tǒng)的操作已經(jīng)產(chǎn)生第一蒸汽室,通過所述第二sagd系統(tǒng)的操作已經(jīng)產(chǎn)生第二蒸汽室,和通過所述第一sagd系統(tǒng)的操作和所述第二sagd系統(tǒng)的操作中的每一個已經(jīng)獨立地進行各自的烴材料生產(chǎn),使得在所述第一蒸汽室與所述第二蒸汽室之間的所述烴儲層內(nèi)已經(jīng)形成楔形區(qū)之后,在所述楔形區(qū)內(nèi)操作原位回流過程以從所述楔形區(qū)產(chǎn)生烴材料。

在又一個方面,提供了一種用于從烴儲層生產(chǎn)烴材料的方法,所述方法包括:

操作包括第一sagd井對的第一蒸汽輔助重力泄油(“sagd”)系統(tǒng),其中所述第一sagd井對包括第一sagd注入井和第一sagd生產(chǎn)井,使得烴材料從所述第一sagd生產(chǎn)井生產(chǎn);

操作包括第二sagd井對的第二sagd系統(tǒng),其中所述第二sagd井對包括第二sagd注入井和第二sagd生產(chǎn)井,使得烴材料從所述第二sagd生產(chǎn)井生產(chǎn);并且

在通過所述第一sagd系統(tǒng)的操作和所述第二sagd系統(tǒng)的操作中的每一個已經(jīng)獨立地進行各自的烴材料生產(chǎn)之后,操作原位回流過程,

其中原位回流過程的操作包括:

在所述烴儲層內(nèi),電加熱液態(tài)加熱流體,使得所述液態(tài)加熱流體被蒸發(fā)以產(chǎn)生氣態(tài)加熱流體;

在設(shè)置在所述第一sagd井對和所述第二sagd井對之間的中間烴儲層區(qū)內(nèi)用所述氣態(tài)加熱流體加熱烴材料,使得被加熱的烴材料被活動化并使得所述氣態(tài)加熱流體冷凝以產(chǎn)生冷凝加熱流體;

電加熱所述冷凝加熱流體的至少一部分,使得至少一部分冷凝加熱流體被再蒸發(fā);并且

在進行所述蒸發(fā)、所述冷凝和所述再蒸發(fā)時,通過中間生產(chǎn)井產(chǎn)生儲層流體,所述儲層流體包含所述活動化的烴材料的至少一部分。

在一個方面,提供了一種用于從烴儲層生產(chǎn)含烴材料的方法,所述方法包括:

(a)在第一時間間隔期間,在通過井將液態(tài)加熱流體供應(yīng)到所述烴儲層時,在所述井內(nèi)用電加熱器電加熱包含所供應(yīng)的液態(tài)加熱流體和冷凝加熱流體的組合加熱流體,使得所述組合加熱流體被蒸發(fā)以產(chǎn)生氣態(tài)加熱流體,所述氣態(tài)加熱流體被導(dǎo)入所述儲層中并且然后在加熱烴材料時冷凝,以產(chǎn)生所述冷凝加熱流體;

(b)暫停所述液態(tài)加熱流體的供應(yīng);

(c)在暫停所述液態(tài)加熱流體的供應(yīng)之后,并且在第二時間間隔期間,降低由所述電加熱器遞送熱能的速率,使得由所述電加熱器遞送熱能的速率小于在所述第一時間間隔期間由所述電加熱器遞送熱能的速率的50%,并且在所述電加熱器以降低的速率遞送熱能時,收集所述井內(nèi)的儲層流體,并產(chǎn)生收集的儲層流體,其中所述收集的儲層流體包含已經(jīng)變得活動化并且被排入所述井中的被加熱的烴材料;和

(d)暫停生產(chǎn)。

在一個方面,提供了一種用于從烴儲層生產(chǎn)含烴材料的循環(huán)方法,所述方法包括:

(a)在第一時間間隔期間,在通過井將液態(tài)加熱流體供應(yīng)到所述烴儲層時,在所述井內(nèi)用電加熱器電加熱包含所供應(yīng)的液態(tài)加熱流體和冷凝加熱流體的組合加熱流體,使得所述組合加熱流體被蒸發(fā)以產(chǎn)生氣態(tài)加熱流體,所述氣態(tài)加熱流體被導(dǎo)入所述儲層中并且然后在加熱烴材料時冷凝,以產(chǎn)生所述冷凝加熱流體;

(b)暫停所述液態(tài)加熱流體的供應(yīng);

(c)在暫停所述液態(tài)加熱流體的供應(yīng)之后,并且在第二時間間隔期間,降低由所述電加熱器遞送熱能的速率,使得由所述電加熱器遞送熱能的速率小于在所述第一時間間隔期間由所述電加熱器遞送熱能的速率的50%,并且在所述電加熱器以降低的速率遞送熱能時,收集所述井內(nèi)的儲層流體,并產(chǎn)生收集的儲層流體,其中所述收集的儲層流體包含已經(jīng)變得活動化并且被排入所述井中的被加熱的烴材料;和

(d)暫停生產(chǎn)。

在一個方面,提供了一種用于從烴儲層生產(chǎn)含烴材料的方法,所述方法包括:

(a)在第一時間間隔期間,在通過井將液態(tài)加熱流體供應(yīng)到所述烴儲層時,在所述井內(nèi)電加熱包含所供應(yīng)的液態(tài)加熱流體和冷凝加熱流體的組合加熱流體,使得所述組合加熱流體被蒸發(fā)以產(chǎn)生氣態(tài)加熱流體,所述氣態(tài)加熱流體被導(dǎo)入所述儲層中并且然后在加熱烴材料時冷凝,以產(chǎn)生所述冷凝加熱流體;

(b)暫停所述液態(tài)加熱流體的供應(yīng);

(c)在暫停所述液態(tài)加熱流體的供應(yīng)之后,在第二時間間隔期間,調(diào)節(jié)電加熱,使得對被收集到所述井內(nèi)的儲層流體的電加熱使得收集的儲層流體的溫度小于350攝氏度,并且在進行收集的儲層流體的調(diào)節(jié)的電加熱時,從所述井產(chǎn)生所述收集的儲層流體;和

(d)暫停生產(chǎn)。

在一個方面,提供了一種用于從烴儲層生產(chǎn)含烴材料的循環(huán)方法,所述方法包括:

(a)在第一時間間隔期間,在通過井將液態(tài)加熱流體供應(yīng)到所述烴儲層時,在所述井內(nèi)電加熱包含所供應(yīng)的液態(tài)加熱流體和冷凝加熱流體的組合加熱流體,使得所述組合加熱流體被蒸發(fā)以產(chǎn)生氣態(tài)加熱流體,所述氣態(tài)加熱流體被導(dǎo)入所述儲層中并且然后在加熱烴材料時冷凝,以產(chǎn)生所述冷凝加熱流體;

(b)暫停所述液態(tài)加熱流體的供應(yīng);

(c)在暫停所述液態(tài)加熱流體的供應(yīng)之后,在第二時間間隔期間,調(diào)節(jié)電加熱,使得對被收集到所述井內(nèi)的儲層流體的電加熱使得收集的儲層流體的溫度小于350攝氏度,并且在進行收集的儲層流體的調(diào)節(jié)的電加熱時,從所述井產(chǎn)生所述收集的儲層流體;和

(d)暫停生產(chǎn)。

在一個方面,提供了一種用于從烴儲層生產(chǎn)含烴材料的方法,所述方法包括:

在第一時間間隔期間:

在通過設(shè)置在所述烴儲層內(nèi)的非生產(chǎn)井將液態(tài)加熱流體供應(yīng)到所述烴儲層時,在所述非生產(chǎn)井內(nèi)用第一電加熱器電加熱包含所供應(yīng)的液態(tài)加熱流體和冷凝加熱流體的組合加熱流體,使得所述組合加熱流體被蒸發(fā)以產(chǎn)生氣態(tài)加熱流體,所述氣態(tài)加熱流體被導(dǎo)入所述儲層,并且然后在加熱烴材料時冷凝以產(chǎn)生所述冷凝加熱流體;和用設(shè)置在設(shè)置在所述非生產(chǎn)井下方和所述烴儲層內(nèi)的生產(chǎn)井內(nèi)的第二電加熱器對所述烴儲層進行電加熱;

在所述第一時間間隔后,并且在第二時間間隔期間,在

(a)所述第二電加熱器以小于在所述第一時間間隔期間由所述第二電加熱器遞送熱能的速率的50%的速率遞送熱能;或

(b)由所述第二電加熱器進行的電加熱已經(jīng)被暫停中的任一者時,

并且在繼續(xù)進行用所述第一電加熱器電加熱時:

通過所述非生產(chǎn)井將液態(tài)加熱流體供應(yīng)到所述烴儲層,使得包含所供應(yīng)的液態(tài)加熱流體和冷凝加熱流體的組合加熱流體被蒸發(fā)以產(chǎn)生氣態(tài)加熱流體,所述氣態(tài)加熱流體被導(dǎo)入所述烴儲層中并且然后在加熱烴材料時冷凝,以產(chǎn)生冷凝加熱流體;并且

經(jīng)由生產(chǎn)井產(chǎn)生已經(jīng)被收集到所述生產(chǎn)井內(nèi)的儲層流體,其中收集的儲層流體包含已經(jīng)由所述氣態(tài)加熱流體活動化的烴材料。

在一個方面,提供了一種用于從烴儲層生產(chǎn)含烴材料的方法,所述方法包括:

在通過設(shè)置在所述烴儲層內(nèi)的非生產(chǎn)井將液態(tài)加熱流體供應(yīng)到所述烴儲層時,用第一電加熱器在所述非生產(chǎn)井內(nèi)電加熱包含所供應(yīng)的液態(tài)加熱流體和冷凝加熱流體的組合加熱流體,使得所述組合加熱流體被蒸發(fā)以產(chǎn)生氣態(tài)加熱流體,所述氣態(tài)加熱流體被導(dǎo)入所述儲層,并且然后在加熱烴材料時冷凝以產(chǎn)生所述冷凝加熱流體;并且

經(jīng)由生產(chǎn)井產(chǎn)生已經(jīng)被收集到所述生產(chǎn)井內(nèi)的儲層流體,其中收集的儲層流體包含響應(yīng)于由所述氣態(tài)加熱流體進行的加熱而已經(jīng)被活動化的烴材料。

附圖說明

在附圖中,本發(fā)明的實施方式通過舉例說明。應(yīng)當明確理解,說明書和附圖僅僅是出于說明的目的,并且是作為對理解的幫助,而并非旨在作為對本發(fā)明的限制的定義。

參照附圖,現(xiàn)將僅通過舉例的方式描述實施方式,其中:

圖1是用于實施原位回流過程的具有單個井的系統(tǒng)的實施方式的示意圖;

圖2是用于實施原位回流過程的具有非生產(chǎn)井和生產(chǎn)井的系統(tǒng)的實施方式的示意圖;

圖3是用于在楔形區(qū)內(nèi)實施原位回流過程的系統(tǒng)的實施方式的示意圖;

圖4是在楔形區(qū)中的回流加熱流體與sagd蒸汽室之間已經(jīng)建立流體連通之后,在楔形區(qū)內(nèi)實施原位回流過程的系統(tǒng)的實施方式的示意圖;

圖5是在楔形區(qū)中的回流加熱流體與sagd蒸汽室之間已經(jīng)建立流體連通之后,在楔形區(qū)內(nèi)實施原位回流過程、以及使用現(xiàn)有sagd注入井以進行氧化物的供應(yīng)和進行燃燒氣體的去除在蒸氣吹掃區(qū)中的原位燃燒過程的系統(tǒng)的實施方式的示意圖;

圖6是用于實施楔形區(qū)內(nèi)的原位回流過程、以及使用分開的氧化劑噴射器和通風(fēng)口在蒸氣吹掃區(qū)中的原位燃燒過程的系統(tǒng)的實施方式的示意圖;

圖7是用于在具有活性水區(qū)的烴儲層內(nèi)實施原位回流過程的系統(tǒng)的實施方式的示意圖;和

圖8是用于實施原位回流過程的系統(tǒng)的實施方式的加熱組件的截面正視圖。

具體實施方式

提供了用于從烴儲層生產(chǎn)烴材料的方法。烴材料是由至少一種烴化合物組成的材料。

在一些實施方案中,例如,所生產(chǎn)的烴類材料包含或基本上為液體烴材料。在一些實施方案中,例如,烴材料包含瀝青。在這些實施方案中的一些中,例如,瀝青是api重力小于或等于10并且原位粘度大于10,000厘泊的液體烴材料。在一些實施方案中,例如,烴材料包含重油。

在一些實施方式中,例如,烴儲層是油砂儲層。在一些實施方式中,例如,烴儲層是重油儲層。在一些實施方式中,例如,烴儲層設(shè)置在海底。

在一個方面,所述方法包括:

在烴儲層內(nèi),電加熱液態(tài)加熱流體,使得所述液態(tài)加熱流體被蒸發(fā)以產(chǎn)生氣體加熱流體;

用所述氣態(tài)加熱流體加熱烴材料,使得被加熱的烴材料被活動化并使得所述氣態(tài)加熱流體冷凝以產(chǎn)生冷凝加熱流體;

電加熱所述冷凝加熱流體的至少一部分,使得至少一部分冷凝加熱流體被再蒸發(fā);并且

在進行所述蒸發(fā)、冷凝和再蒸發(fā)時,產(chǎn)生包含至少活動化的烴材料的產(chǎn)出流體。

為了在本文中便于提及,上述方法或下述實施方案中的任一個可以被稱為“原位回流過程”。

在一些實施方式中,例如,產(chǎn)出流體還可以包含一些加熱流體。

在一些實施方案中,例如,進行回流。回流包括蒸發(fā)、冷凝和再蒸發(fā)。在進行回流時,產(chǎn)生包含活動化的烴材料的至少一部分的儲層流體。回流流體主要由補充有另外的水或其他注入儲層的流體的儲層原生水組成。

通過回流儲層內(nèi)的加熱流體,與例如在蒸汽輔助重力泄油(“sagd”)操作期間中,將加熱流體(如蒸汽)從表面?zhèn)鲗?dǎo)到儲層中相比,避免了熱損失。熱損失可歸因于冷凝加熱流體(即蒸汽冷凝物)的產(chǎn)生以及被加熱和活動化的瀝青通過生產(chǎn)井到達表面。因為蒸汽冷凝物被產(chǎn)生到井中,所以其處于或接近飽和蒸汽溫度,并且因為產(chǎn)出流體從儲層傳導(dǎo)到地面設(shè)施,所以發(fā)生熱損失。在地面處分離油和水的過程中,損失另外的熱量。在許多sagd操作中,產(chǎn)出水被進一步冷卻以允許進行處理,以使其適合作為鍋爐給水進行再循環(huán)。因此,如果水在儲層內(nèi)“回流”而不是產(chǎn)出,則避免了與生產(chǎn)相關(guān)的熱量損失和產(chǎn)出水的再循環(huán)。

在一些實施方式中,例如,加熱流體在其液態(tài)下可以包含留在烴儲層內(nèi)的地層水,或者可以包含注入烴儲層并從表面上方供應(yīng)的加熱流體(例如水),或者可以包含地層水和注入的加熱流體兩者。

在其中液態(tài)加熱流體中的至少一部分是從表面上方供應(yīng)的那些實施方式中,在這些實施方式中的一些中,例如,供應(yīng)所供應(yīng)的液態(tài)加熱流體的體積速率與由電加熱器遞送熱能的速率的比率小于25立方米每天每兆瓦,例如,小于10立方米每天每兆瓦。

在一些實施方式中,例如,加熱流體含水,使得在蒸發(fā)時產(chǎn)生蒸汽。蒸汽被傳導(dǎo)到儲層內(nèi)的烴材料并加熱烴材料,由此進行烴材料的活動化,同時還進行蒸汽的冷凝。在一些實施方式中,例如,冷凝蒸汽中的至少一些然后排入收集儲層中,在那里其被設(shè)置在收集儲層內(nèi)的電加熱器再蒸發(fā)。

在一些實施方案中,例如,加熱流體可以包含可溶于烴材料內(nèi)的消泡化學(xué)品、腐蝕抑制劑、防垢劑和溶劑材料的任何組合。在一些實施方案中,例如,溶劑材料包含至少一種烴化合物,其中至少一種烴化合物包括三(3)和十(10)之間,例如五(5)和七(7)之間的碳原子總數(shù)。

對于油砂地層,并且在加熱流體在蒸發(fā)狀態(tài)下是蒸汽或基本上是蒸汽的情況下,蒸發(fā)、冷凝和再蒸發(fā)的循環(huán)導(dǎo)致蒸汽室的產(chǎn)生。

在一些實施方案中,例如,回流的至少一部分由設(shè)置在烴儲層內(nèi)的電加熱器進行。在一些實施方式中,例如,電加熱器包括電阻加熱器。在一些實施方式中,例如,術(shù)語“電加熱器”涵蓋進行電磁加熱的加熱器。

在一些實施方式中,例如,電加熱器設(shè)置成與冷凝加熱流體的至少一部分間接地?zé)醾鬟f連通。

在一些實施方式中,例如,電加熱器設(shè)置在收集儲層內(nèi),并且收集儲層從烴儲層接收儲層流體。儲層流體包含活動化的烴材料和冷凝加熱流體。在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體不含或基本上不含加熱流體。在這個方面,由電加熱器進行的電加熱使得收集的儲層流體不含或基本上不含加熱流體。在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體由活動化的烴材料組成或基本由其組成。在這個方面,由電加熱器進行的電加熱使得收集的儲層流體收集的儲層流體由活動化的烴材料組成或基本上由其組成。由活動化的烴材料組成或基本上由其組成的收集的儲層流體設(shè)置成與收集儲層的外部設(shè)置的冷凝加熱流體熱傳遞流體連通。在這個方面,在由電加熱器進行加熱時,收集的儲層流體附帶地實現(xiàn)將由電加熱器賦予的這樣的熱量傳遞到冷凝加熱流體,由此實現(xiàn)冷凝加熱流體的蒸發(fā)。在這些實施方式中的一些中,例如,對由活動化的烴材料組成或基本上由其組成(并且,在一些實施方案中,例如,不含或基本上不含加熱流體)的收集的儲層流體的加熱使得收集的儲層流體設(shè)置在小于350攝氏度,例如小于300攝氏度,例如小于275攝氏度,例如小于250攝氏度的溫度下。

在一些實施方式中,例如,原位回流在設(shè)置在薄蓋巖下方的烴儲層內(nèi)進行。在一些實施方式中,例如,薄蓋巖是具有小于兩(2)米,例如小于一(1)米的最小厚度的蓋巖。在一些實施方案中,在烴儲層與(地球的)表面之間延伸的地層是可滲透的(即在烴儲層與表面之間沒有蓋巖,或者蓋巖具有大于0.1毫達西的滲透率)。

參考圖1,在一些實施方式中,例如,原位回流用單井102進行。在這個方面,提供用于進行原位回流的系統(tǒng)100,并且系統(tǒng)100包括井102,井102用于產(chǎn)出流體的生產(chǎn)和進行加熱流體的整體回流兩者,所述加熱流體進行產(chǎn)出烴材料118的活動化(即,不使用第二井以容納進行回流的電加熱器)。

產(chǎn)出流體通過生產(chǎn)井102產(chǎn)生。在一些實施方式中,例如,生產(chǎn)通過人工舉升(例如通過井下泵(如電潛泵))和/或由氣體舉升進行。

生產(chǎn)井102從表面延伸到烴儲層1000中。生產(chǎn)井102包括用于收集儲層流體的收集儲層108。儲層流體包含活動化的烴材料和冷凝加熱流體。在一些實施方式中,例如,收集到在生產(chǎn)井內(nèi)的儲層流體不含或基本上不含加熱流體。在一些實施方案中,例如,收集到生產(chǎn)井內(nèi)的儲層流體由活動化的烴材料組成或基本由其組成。這樣的收集的儲層流體110可以與冷凝加熱流體(例如,生產(chǎn)井102的外部設(shè)置的冷凝加熱流體)熱傳遞連通。在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體110可以包含活動化的烴材料和冷凝加熱流體。

電加熱器104設(shè)置在生產(chǎn)井102內(nèi),并且更具體地,設(shè)置在生產(chǎn)井102的收集儲層108內(nèi)。收集儲層包含已經(jīng)收集到其中的儲層流體。如上所述,儲層流體包含活動化的烴材料,并且還可以包含冷凝加熱流體。

電加熱器104構(gòu)造成用于進行收集的儲層流體110的加熱。在一些實施方式中,例如,電加熱器104設(shè)置成與收集的儲層流體110直接熱傳遞連通。當電加熱器加熱收集的儲層流體110時,無論是生產(chǎn)井102的外部設(shè)置為收集的儲層流體110的部分,還是生產(chǎn)井102的外部設(shè)置成與收集的儲層流體110熱傳遞連通,任何冷凝加熱流體的加熱因此由電加熱器104進行。在一些實施方式中,例如,由電加熱器104進行的電加熱使得收集的儲層流體不含或基本上不含加熱流體。在一些實施方式中,例如,由電加熱器進行的電加熱使得收集的儲層流體由活動化的烴材料組成或基本上由其組成,并且在這方面,不含或基本上不含加熱流體。

參考圖8,在一些實施方式中,例如,電加熱器104是加熱組件700的一部分,使得電加熱器經(jīng)由液體熱傳遞介質(zhì)704與儲層流體間接地?zé)醾鬟f連通。適合的液體熱傳遞介質(zhì)704的實例是甘油。在這個方面,提供加熱組件700,并且其包括外殼702、電加熱器和液體熱傳遞介質(zhì)704。電加熱器設(shè)置在外殼702內(nèi),電加熱器與外殼702之間的空間被液體熱傳遞介質(zhì)704占據(jù)。液體熱傳遞介質(zhì)704的沸點比加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點高例如至少10攝氏度,例如至少20攝氏度,例如至少50攝氏度,例如至少100攝氏度。收集儲層108由在生產(chǎn)井102內(nèi),在外殼702與生產(chǎn)井的井眼串(string)(例如,套管)之間的空間限定。因為加熱器組件設(shè)置在收集儲層內(nèi),所以液體熱傳遞介質(zhì)704設(shè)置成通過外殼702的壁與收集的儲層流體熱傳遞連通。在這個方面,熱量經(jīng)由液體熱傳遞介質(zhì)704并通過外殼702的壁從電加熱器傳遞到收集的儲層流體。由于相對于由電加熱器直接加熱儲層流體(沒有任何介入的液體熱傳遞介質(zhì)704),液體熱傳遞介質(zhì)704可以由電加熱器加熱到更高溫度,并且將該更高量的熱量傳遞到儲層流體(并因此傳遞到冷凝加熱流體),因此憑借這種構(gòu)造,任何被蒸發(fā)的加熱流體可以被設(shè)置在相對更高的溫度下。這也促進生產(chǎn)“更干燥的”烴材料。

在一些實施方式中,例如,電加熱器104設(shè)置在生產(chǎn)井102的橫向延伸節(jié)段102a內(nèi),所述橫向延伸節(jié)段102a在生產(chǎn)井102的跟部102c處從縱向延伸節(jié)段102b延伸。在一些實施方式中,例如,橫向延伸節(jié)段102a沿著水平或基本上水平的軸設(shè)置。

在一些實施方式中,例如,電加熱器104包括多個加熱器段,并且在產(chǎn)生能量的速率方面,加熱器段中的每一個都可以獨立于其它加熱器段控制。通過提供可以獨立控制的多個加熱器段,加熱流體一致性(conformance)的改進的控制成為可能。

在一些實施方式中,例如,相對于用蒸汽加熱烴儲層,電加熱提供烴儲層的更均勻的加熱。

在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體110的電加熱使得收集的儲層流體的溫度大于或等于至少液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分壓力下的沸點。在這個方面,(i)設(shè)置成與收集的儲層流體熱傳遞連通、但在收集儲層108的外部設(shè)置的加熱流體的蒸發(fā)和(ii)在收集的儲層流體內(nèi)部存在的任何加熱流體的蒸發(fā)兩者得以促進,從而使加熱流體返回儲層,以進行儲層1000內(nèi)的烴材料的活動化,并由此有助于回流。同樣,通過促進蒸發(fā),產(chǎn)生的產(chǎn)出流體118含有更少的加熱流體,由此減少將產(chǎn)出流體輸送到表面1002的能量需求(因為要產(chǎn)生更少的流體體積),并且還降低對于從產(chǎn)出流體中除去加熱流體的分離過程的需要。

在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體110的電加熱響應(yīng)于收集的儲層流體的溫度的感測進行,所述溫度處于或低于基于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點的預(yù)定溫度。在一些實施方式中,在收集的儲層流體的電加熱之前,感測收集的儲層流體的溫度,所述溫度處于或低于基于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點的預(yù)定溫度。在一些實施方式中,例如,預(yù)定溫度處于或高于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點。使預(yù)定溫度處于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分壓力下的沸點的目的在于使已經(jīng)被收集到井內(nèi)的液態(tài)加熱流體蒸發(fā)。已經(jīng)被收集到井內(nèi)的液態(tài)加熱流體會設(shè)置成處于或低于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點(在加熱流體在液態(tài)下是水的情況下,這會是儲層內(nèi)的飽和蒸汽溫度)。通過將在收集的儲層流體設(shè)置成處于或低于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點時進行電加熱,意圖是使已經(jīng)被收集到井內(nèi)的液態(tài)加熱流體蒸發(fā)作為收集的儲層流體的部分。在一些實施方式中,例如,出于阻止收集井102內(nèi)的加熱流體的目的,可以旨在使井102的外部設(shè)置的加熱流體蒸發(fā),在該情況下預(yù)定溫度可以高于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點。

在一些實施方式中,例如,生產(chǎn)井102包括跟部102c。在這個方面,由電加熱器104電加熱收集的儲層流體使得設(shè)置在生產(chǎn)井102的跟部102c處的收集的儲層流體的溫度大于或等于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點。與上文類似,(i)設(shè)置成與收集的儲層流體熱傳遞連通、但在收集儲層的外部設(shè)置的加熱流體的蒸發(fā)和(ii)在收集的儲層流體內(nèi)部存在的任何加熱流體的蒸發(fā)兩者得以促進,從而使加熱流體返回儲層,以進行儲層內(nèi)的烴材料的活動化,并由此有助于回流。同樣,通過促進蒸發(fā),產(chǎn)生的產(chǎn)出流體含有更少的加熱流體,由此減少將產(chǎn)出流體輸送到表面的能量需求(因為要產(chǎn)生更少的流體體積),并且還降低對于從產(chǎn)出流體中除去加熱流體的分離過程的需要。

在一些實施方式中,例如,由電加熱器104進行的收集的儲層流體110的電加熱響應(yīng)于設(shè)置在生產(chǎn)井102的跟部102c處的收集的儲層流體110的溫度的感測進行,所述溫度處于或低于基于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點的預(yù)定溫度。在一些實施方式中,例如,在通過電加熱器104進行的收集的儲層流體110的電加熱之前,感測設(shè)置在生產(chǎn)井102的跟部102c處的收集的儲層流體的溫度,所述溫度處于或低于基于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點的預(yù)定溫度。在一些實施方式中,例如,預(yù)定溫度處于或高于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點。使預(yù)定溫度處于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點的目的在于使已經(jīng)被收集到井內(nèi)的液態(tài)加熱流體蒸發(fā)。已經(jīng)被收集到井內(nèi)的液態(tài)加熱流體會設(shè)置成處于或低于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點(在加熱流體在液態(tài)下是水的情況下,這會是儲層內(nèi)的飽和蒸汽溫度)。通過將在收集的儲層流體設(shè)置成處于或低于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點時進行電加熱,意圖是使已經(jīng)被收集到井內(nèi)的液態(tài)加熱流體蒸發(fā)作為收集的儲層流體的部分。在一些實施方式中,例如,出于阻止收集井內(nèi)的加熱流體的目的,可以旨在使井的外部設(shè)置的加熱流體蒸發(fā),在該情況下預(yù)定溫度可以高于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點。

在一些實施方式中,例如,在第一時間間隔期間,不產(chǎn)生井102內(nèi)的收集的儲層流體110(例如,當收集的儲層流體的產(chǎn)生被暫停時),液態(tài)加熱流體經(jīng)由井102供應(yīng)到烴儲層,并且電加熱使得液態(tài)加熱流體被蒸發(fā),并且使得圍繞井102的烴儲層被設(shè)置成高于預(yù)定溫度,所述預(yù)定溫度高于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點(例如,高于350攝氏度)。然后液態(tài)加熱流體的供應(yīng)和電加熱兩者都被暫停。隨后,在第二時間間隔期間,并且在由電加熱器遞送熱能的速率小于在第一時間間隔期間由電加熱器遞送熱能的速率的50%時,可以產(chǎn)生收集的儲層流體110。在這些實施方式中的一些中,例如,在第二時間間隔期間,由電加熱器遞送熱能的速率小于在第一時間間隔期間由電加熱器遞送熱能的速率的25%。在這些實施方式中的一些中,例如,在第二時間間隔期間,由電加熱器進行的電加熱被暫停。

在第一時間間隔期間,電加熱使得圍繞井102的烴儲層變得干燥或基本上干燥,因為烴儲層的該部分內(nèi)的任何加熱流體都已經(jīng)被蒸發(fā)并且被施加以進行儲層內(nèi)的烴材料的加熱和活動化。進一步地,在一些實施方式中,例如,第一時間間隔期間的電加熱可以足以進行將經(jīng)由井102供應(yīng)到烴儲層的液態(tài)加熱流體加熱到相對高的溫度,包括否則會促進被收集到井102的收集儲層內(nèi)的烴材料的焦化的那些,只要避免活動化的烴材料被收集到收集儲層內(nèi)。在第一時間間隔期間,通過由于液態(tài)加熱流體的蒸發(fā)而存在于收集儲層處的高壓條件,可以阻止活動化的烴材料排到收集儲層中。在第二時間間隔期間,活動化的烴材料被排入并收集在井102內(nèi),并且隨后被產(chǎn)出。第一時間間隔期間的烴儲層的電加熱與第二時間間隔期間的烴儲層的任何電加熱組合足以在第二時間間隔期間使圍繞井102的烴儲層部分保持高于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點。由于溫度被這樣保持,因此在第二時間間隔期間,冷凝加熱流體可以在被設(shè)置在井102內(nèi)之前被再蒸發(fā)或基本上再蒸發(fā),使得被產(chǎn)出的收集的儲層流體110不含或基本上不含任何加熱流體。同樣,由于進行生產(chǎn),因此烴儲層內(nèi)的壓力被降低,使得加熱流體更可能保持為蒸氣狀態(tài),而不是冷凝。在一些實施方式中,例如,被收集到井102內(nèi)并且被產(chǎn)出的收集的儲層流體110由活動化的烴材料組成或基本由其組成。并行地,因為在收集的儲層流體110被這樣產(chǎn)出時,電加熱被暫停,所以收集的烴材料的焦化被減輕。在這個方面,所述方法包括:

(a)在第一時間間隔期間,在通過井102將液態(tài)加熱流體供應(yīng)到所述烴儲層時,在所述井102內(nèi)用電加熱器電加熱包含所供應(yīng)的液態(tài)加熱流體和冷凝加熱流體的組合加熱流體,使得所述組合加熱流體被蒸發(fā)以產(chǎn)生氣態(tài)加熱流體,所述氣態(tài)加熱流體被導(dǎo)入所述儲層,并且然后在加熱烴材料時冷凝以產(chǎn)生所述冷凝加熱流體;

(b)暫停所述液態(tài)加熱流體的供應(yīng);

(c)在暫停之后,并且在第二時間間隔期間,降低由所述電加熱器遞送熱能的速率,使得由所述電加熱器遞送熱能的速率小于在所述第一時間間隔期間由所述電加熱器遞送熱能的速率的50%,并且在所述電加熱器以降低的速率遞送熱能時,收集所述井102內(nèi)的儲層流體,并產(chǎn)生收集的儲層流體110,其中所述收集的儲層流體110包含已經(jīng)變得活動化并且被排入所述井102中的被加熱的烴材料;和

(d)暫停生產(chǎn)。

第一時間間隔期間的烴儲層的電加熱與第二時間間隔期間的烴儲層的任何電加熱組合,足以在第二時間間隔期間實現(xiàn)在進行烴材料的加熱和活動化之后已經(jīng)冷凝的冷凝加熱流體的蒸發(fā),其中冷凝加熱流體的蒸發(fā)在冷凝加熱流體由井102接收之前進行。

在一些實施方式中,例如,第一時間間隔期間的烴儲層的電加熱與第二時間間隔期間的烴儲層的任何電加熱組合,足以進行冷凝加熱流體的蒸發(fā),所述冷凝加熱流體在進行烴材料的加熱和活動化之后、在所述冷凝加熱流體由井102接收之前已經(jīng)冷凝,使得收集的儲層流體不含或基本上不含加熱流體。在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體由活動化的烴材料組成或基本由其組成。

在這些實施方式中的一些中,例如,在第二時間間隔期間,由電加熱器遞送熱能的速率小于在第一時間間隔期間由電加熱器遞送熱能的速率的25%。在這些實施方式中的一些中,例如,在第二時間間隔期間,由電加熱器進行的電加熱被暫停。

在一些實施方案中,例如,步驟(a)至(d)重復(fù)至少一次,例如至少兩次,例如至少三(3)次,例如至少五(5)次。在這個方面,在一些實施方式中,例如,所述方法是包括步驟(a)至(d)的循環(huán)方法,并且所述循環(huán)方法重復(fù)至少一次,例如至少兩次,例如至少三(3)次,例如至少五(5)次。

在一些實施方式中,例如,在第一時間間隔期間,在不產(chǎn)生井102內(nèi)的收集的儲層流體110時(例如,當收集的儲層流體的產(chǎn)生被暫停時),電加熱使得烴儲層被設(shè)置成高于預(yù)定溫度,所述預(yù)定溫度高于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點(例如,高于350攝氏度)。隨后,在第二時間間隔期間,可以產(chǎn)生收集的儲層流體110,并且在這樣的產(chǎn)生的過程中,收集的儲層流體的電加熱可以繼續(xù)但被調(diào)節(jié),使得收集的儲層流體110設(shè)置成低于300攝氏度,由此減輕收集的儲層流體110的焦化。在這個方面,在第一時間間隔期間,電加熱使得圍繞井102的烴儲層變得干燥或基本上干燥,因為烴儲層的該部分內(nèi)的任何加熱流體都已經(jīng)被蒸發(fā)并且被施加以進行儲層內(nèi)的烴材料的加熱和活動化。進一步地,在一些實施方式中,例如,第一時間間隔期間的電加熱可以足以實現(xiàn)將經(jīng)由井102供應(yīng)到烴儲層的液態(tài)加熱流體加熱到相對高的溫度,包括否則會促進被收集到井102的收集儲層內(nèi)的烴材料的焦化的那些,只要避免活動化的烴材料被收集到收集儲層內(nèi)。在第一時間間隔期間,通過由于液態(tài)加熱流體的蒸發(fā)而存在于收集儲層處的高壓條件,可以阻止活動化的烴材料被排到收集儲層中。在第二時間間隔期間,儲層流體包含被排入并收集在生產(chǎn)井102內(nèi)的活動化的烴材料,并且隨后被產(chǎn)出。第一時間間隔期間的電加熱與第二時間間隔期間的任何電加熱組合,足以在第二時間間隔期間使圍繞井102的烴儲層部分保持高于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點。由于溫度被這樣保持,因此冷凝加熱流體在被設(shè)置在井102內(nèi)之前被蒸發(fā),使得被收集到井102內(nèi)并且被產(chǎn)生的收集的儲層流體110不含或基本上不含加熱流體。同樣,由于進行生產(chǎn),因此烴儲層內(nèi)的壓力被降低,使得加熱流體更可能保持為蒸氣狀態(tài),而不是冷凝。在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體100由活動化的烴材料組成或基本由其組成。并行地,因為在收集的儲層流體110被這樣產(chǎn)出時,電加熱被調(diào)節(jié)使得收集的儲層流體110設(shè)置成低于350攝氏度,如上所述,所以收集的烴材料的焦化被減輕。在這個方面,所述方法包括:

(a)在第一時間間隔期間,在通過井102將液態(tài)加熱流體供應(yīng)到烴儲層時,在所述井102內(nèi)電加熱包含所供應(yīng)的液態(tài)加熱流體和冷凝加熱流體的組合加熱流體,使得所述組合加熱流體被蒸發(fā)以產(chǎn)生氣態(tài)加熱流體,所述氣態(tài)加熱流體被導(dǎo)入所述儲層,并且然后在加熱烴材料時冷凝以產(chǎn)生所述冷凝加熱流體;

(b)暫停所述液態(tài)加熱流體的供應(yīng);

(c)在暫停所述液態(tài)加熱流體的供應(yīng)之后,在第二時間間隔期間,調(diào)節(jié)電加熱,使得被收集到所述井102內(nèi)的儲層流體(包含活動化的烴材料,并且在一些實施方式中,由活動化的烴材料組成或基本上由其組成)的電加熱使得收集的儲層流體110的溫度小于350攝氏度(例如,小于350攝氏度,例如,小于300攝氏度,例如,小于250攝氏度,例如,小于220攝氏度),并且在進行收集的儲層流體的調(diào)節(jié)的電加熱時,從所述井102產(chǎn)生所述收集的儲層流體110;和

(d)暫停生產(chǎn)。

第一時間間隔期間的烴儲層的電加熱與第二時間間隔期間的烴儲層的任何電加熱組合,足以在第二時間間隔期間進行冷凝加熱流體的蒸發(fā),所述冷凝加熱流體在實現(xiàn)烴材料的加熱和活動化之后、在所述冷凝加熱流體被井102接收之前已經(jīng)冷凝。

在一些實施方式中,例如,第一時間間隔期間的烴儲層的電加熱與第二時間間隔期間的烴儲層的任何電加熱組合,足以在第二時間間隔期間進行冷凝加熱流體的蒸發(fā),所述冷凝加熱流體在進行烴材料的加熱和活動化之后、在所述冷凝加熱流體被井102接收之前已經(jīng)冷凝,使得收集的儲層流體110不含或基本上不含加熱流體。在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體110由活動化的烴材料組成或基本由其組成。

在一些實施方式中,例如,調(diào)節(jié)電加熱包括暫停電加熱。

在一些實施方案中,例如,步驟(a)至(d)重復(fù)至少一次,例如至少兩次,例如至少三(3)次,例如至少五(5)次。在這個方面,在一些實施方式中,例如,所述方法是包括步驟(a)至(d)的循環(huán)方法,并且所述循環(huán)方法重復(fù)至少一次,例如至少兩次,例如至少三(3)次,例如至少五(5)次。

在一些實施方式中,例如,在第一時間間隔期間,被蒸發(fā)的組合加熱流體被過熱,使得烴儲層的溫度被設(shè)置成高于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點。在這個方面,在一些實施方式中,例如,預(yù)定溫度高于300攝氏度,例如高于350攝氏度,例如高于400攝氏度。

通過實現(xiàn)將烴儲層加熱到高于預(yù)定溫度,被收集到井內(nèi)并且然后被產(chǎn)生的儲層流體不含或基本上不含冷凝加熱流體。在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體由活動化的烴材料組成或基本由其組成。

如上所述,在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體110由活動化的烴材料組成或基本上由其組成,并且在這方面,不含或基本上不含加熱流體。在其中電加熱器104設(shè)置成與收集的儲層流體直接熱傳遞連通的那些實施方式中,通過使收集的儲層流體由活動化的烴材料組成或基本上由其組成,設(shè)置成與收集的儲層流體熱傳遞連通的冷凝加熱流體的蒸發(fā)可以產(chǎn)生具有相對更高的溫度的被蒸發(fā)的加熱流體,這是由于相對于由電加熱器直接加熱冷凝加熱流體(沒有任何介入的液體熱傳遞介質(zhì)704),活動化的烴材料可以由電加熱器加熱到更高的溫度,并且將該更高量的熱量傳遞到任何設(shè)置成與收集的儲層流體熱傳遞連通的冷凝加熱流體。

另外,通過使收集的儲層流體110不含或基本上不含加熱流體,生產(chǎn)井102內(nèi)的結(jié)垢形成可以被減輕。在加熱流體在其液態(tài)下包含水的情況下,優(yōu)選的是水不被設(shè)置在包括電加熱器104的生產(chǎn)井內(nèi)的接觸結(jié)構(gòu)中,因為在此情況下,水的蒸發(fā)可以導(dǎo)致溶解的污垢形成固體沉淀在生產(chǎn)井102中,包括沉淀到電加熱器或其他結(jié)構(gòu)上,導(dǎo)致結(jié)垢形成。這在水包含原生水(并且因此不可能進行預(yù)處理以除去積垢形成固體)的情況下特別相關(guān),并且最有可能在初始啟動期間發(fā)生。因此,在這樣的實施方式中,通過確保收集的儲層流體不含或基本上不含加熱流體,收集的加熱流體與生產(chǎn)井流體隔離或基本上流體隔離,由此減輕生產(chǎn)井內(nèi)的潛在積垢形成(包括電加熱器上的積垢形成)。

進一步地,作為必要事件,通過使收集的儲層流體110不含或基本上不含加熱流體,“更干燥”的烴材料的產(chǎn)生得以促進。這減少將產(chǎn)出流體輸送到表面的能量需求(因為要產(chǎn)生更少的流體體積),并且還降低對于從產(chǎn)出流體中除去加熱流體的分離過程的需要。

在這個方面,在一些實施方式中,例如,調(diào)節(jié)通過電加熱器104進行的收集的儲層流體110的加熱的速率,使得收集的儲層流體不含或基本上不含加熱流體。在一些實施方式中,例如,調(diào)節(jié)通過電加熱器104進行的收集的儲層流體110的加熱的速率,使得收集的儲層流體由活動化的烴材料組成或基本上由其組成。

在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體110的組成可以通過光密度計感測。在這個方面,由電加熱器104進行的加熱的速率可以基于由光密度計對收集的儲層流體的密度進行的感測而調(diào)節(jié)。響應(yīng)于收集的儲層流體的密度的感測,所述密度是具有過量非烴流體(例如加熱流體)的收集的儲層流體的特征,可以增加由電加熱器進行的加熱的速率以進行流體的蒸發(fā)。這將促進保持由烴材料組成或基本上由烴材料組成的收集的儲層流體,并且在這個方面,保持不含或基本上不含加熱流體。這促進冷凝加熱流體的回流(如上所述),更高量的熱傳遞以進行冷凝加熱流體的蒸發(fā),減輕結(jié)垢形成和“更干燥的”烴材料的產(chǎn)生。

或者,產(chǎn)生的儲層流體內(nèi)的水的量可以通過測量產(chǎn)生的儲層流體的電阻、產(chǎn)生的儲層流體的電容或者產(chǎn)生的儲層流體的電阻和電容兩者而檢測,并且由電加熱器進行的加熱的速率可以響應(yīng)于該測量而調(diào)節(jié)。

在一些實施方式中,例如,電加熱器104浸沒在收集的儲層流體110(在一些實施方式中,例如,不含基本上不含加熱流體,并且在一些實施方式中,例如,由烴材料組成或基本上由烴材料組成)內(nèi),并且生產(chǎn)被調(diào)節(jié)使得足夠的收集的儲層流體被保持在生產(chǎn)井102內(nèi),使得電加熱器浸沒在收集的儲層流體內(nèi)。

在其中收集的儲層流體的溫度高于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點的那些實施方案中,產(chǎn)生收集的儲層流體,使得收集的儲層流體被傳導(dǎo)到地球表面的上方。在一些實施方案中,例如,收集的儲層流體的溫度在以下兩者之間:(i)比在烴儲層內(nèi)的壓力下的蒸汽飽和溫度高10攝氏度的溫度,和(ii)350攝氏度。在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體110不含或基本上不含加熱流體。在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體110由活動化的烴材料組成或基本由其組成。一旦設(shè)置在地球表面的上方(例如,設(shè)置在表面設(shè)施內(nèi)),產(chǎn)生的儲層流體被設(shè)置成與熱傳遞流體間接地?zé)峤粨Q連通,使得熱量被間接地傳遞到熱傳遞流體。熱量傳遞到熱傳遞流體使得熱傳遞流體被蒸發(fā)。被蒸發(fā)的熱傳遞流體被傳送到渦輪,使得進行渦輪的旋轉(zhuǎn),使得產(chǎn)生電力。

在一些實施方式中,例如,生產(chǎn)井102的橫向或基本上橫向的延伸節(jié)段102a與電加熱器104配合地構(gòu)造,使得在儲層流體被傳導(dǎo)向井102時,生產(chǎn)井102的橫向或基本上橫向的延伸節(jié)段102a設(shè)置成接收并收集橫跨(但不一定連續(xù)橫跨)生產(chǎn)井102的橫向或基本上橫向的延伸節(jié)段的儲層流體接收部分的儲層流體,并且沿著操作部分的軸測量的儲層流體接收部分的長度為至少1000米。因為加熱流體不是從表面供應(yīng)的,所以與更長的井相關(guān)的熱損失是無關(guān)的,就像對sagd操作那樣。此外,因為產(chǎn)出流體的體積流量相對小于sagd生產(chǎn),所以液壓損失也不是井設(shè)計的重要因素。相結(jié)合后,這使得能夠在原位回流操作中使用更長的井以進行烴材料的生產(chǎn),盡管也可以使用更短的井(即小于1000米的那些)。

在一些實施方式中,例如,生產(chǎn)井102的縱向或基本上縱向的延伸節(jié)段102b具有沿縱向或基本上縱向的延伸節(jié)段的軸測量的至少1000米的長度,以便允許從更深的資源進行生產(chǎn)。再一次地,原位回流情況下的熱損失和液壓損失是無關(guān)的,就像對sagd操作那樣,因此可以使用更長的井,盡管也可以使用更短的井(即深度小于1000米的那些)。

液態(tài)加熱流體可以從設(shè)置在表面1002上方的源供應(yīng)。在一些實施方式中,例如,液態(tài)加熱流體的供應(yīng)通過設(shè)置在生產(chǎn)井102內(nèi)的噴射器串114進行。在一些實施方式中,例如,噴射器串包括“意大利面串”。

當進行此前供應(yīng)的液態(tài)加熱流體、原生水或兩者的充分回流時,可以暫停液態(tài)加熱流體的供應(yīng),使得進行儲層流體的期望產(chǎn)生(例如,產(chǎn)生的儲層流體不含或基本上不含加熱流體,和/或,例如,產(chǎn)生的儲層流體由烴材料組成或基本上由烴材料組成)。在一些情況下,在已經(jīng)暫停供應(yīng)之后,可以需要定期補充加熱流體。例如,液態(tài)加熱流體可以損失到儲層1000,并且可以需要補充加熱流體。在這個方面,在進行液態(tài)加熱流體的加熱時,補充液態(tài)加熱流體116可以從設(shè)置在表面1002上方的源供應(yīng)。在這個方面,液態(tài)加熱流體包含補充液態(tài)加熱流體116。在一些實施方式中,例如,補充液態(tài)加熱流體116的供應(yīng)通過設(shè)置在生產(chǎn)井102內(nèi)的噴射器串114進行。在一些實施方式中,例如,噴射器串包括“意大利面串”。在一些實施方式中,例如,補充液態(tài)加熱流體的供應(yīng)響應(yīng)于低于預(yù)定壓力的待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分內(nèi)的壓力的感測進行。預(yù)定壓力是基于尤其是在較高壓力下的操作的期望性,以為生產(chǎn)提供更大的驅(qū)動力,與熱傳遞效率在較低壓力下更高的認識相平衡,并且蓋巖完整性可以限制最大可能的操作壓力。

在操作中,在啟動期間,烴儲層通過電加熱器產(chǎn)生的熱量加熱,使得通過烴儲層的加熱而使烴材料活動化?;顒踊臒N材料杯排入生產(chǎn)井102。加熱通過傳導(dǎo)、對流或者傳導(dǎo)和對流的組合進行。在一些實施方式中,例如,對流加熱由被蒸發(fā)的地層水進行,使得加熱流體包含被蒸發(fā)的地層水。隨后,或者并行地,加熱流體從表面設(shè)施供應(yīng)并注入儲層。被注入的加熱流體的蒸發(fā)通過由電加熱器104產(chǎn)生的熱量進行。被蒸發(fā)的加熱流體被傳導(dǎo)到烴儲層并將熱能傳遞到烴材料,使得烴材料被活動化并且加熱流體冷凝。儲層流體110經(jīng)由端口106進入生產(chǎn)井102,在收集儲層108內(nèi)收集并被電加熱器104(直接地或經(jīng)由加熱器組件106)電加熱??刂萍訜崾沟脙恿黧w主要是收集的活動化的烴材料。被加熱的儲層流體將熱量傳遞到設(shè)置成與儲層流體熱傳遞連通的冷凝加熱流體,由此進行冷凝加熱流體的再蒸發(fā),并由此進行回流112。最終,在足夠的烴材料已經(jīng)被活動化并排到生產(chǎn)井102中(例如,如上所述)之后,蒸發(fā)加熱流體室形成(在加熱流體在液體狀態(tài)下是水的情況下,然后蒸發(fā)室會形成)。并行地,被收集到生產(chǎn)井104內(nèi)的儲層流體被連續(xù)產(chǎn)出,例如通過井下泵和/或人工舉升,或者通過儲層壓力。

參考圖2,在一些實施方式中,例如,原位回流可以由包括非生產(chǎn)井202和生產(chǎn)井204的系統(tǒng)200進行。第一電加熱器206設(shè)置在非生產(chǎn)井202內(nèi)。回流的至少一部分通過第一電加熱器206進行。產(chǎn)出流體224的產(chǎn)生通過生產(chǎn)井204進行。生產(chǎn)井204設(shè)置在非生產(chǎn)井202的下方。非生產(chǎn)井202不產(chǎn)生產(chǎn)出流體224。提供非生產(chǎn)井以尤其是進行加熱流體的回流。與圖1中說明的實施方式相比,該構(gòu)造可以使得能夠采收和生產(chǎn)設(shè)置成更靠近烴儲層的底部的烴材料,且更少的能量損失到在烴儲層下方的不含任何烴儲量的地層。

非生產(chǎn)井202從表面延伸到烴儲層2000中。在一些實施方式中,例如,第一電加熱器206設(shè)置在非生產(chǎn)井202的橫向延伸節(jié)段202a內(nèi),所述橫向延伸節(jié)段202a在非生產(chǎn)井202的跟部202c處從縱向延伸節(jié)段202b延伸。在一些實施方式中,例如,橫向延伸節(jié)段202a沿著水平或基本上水平的軸設(shè)置。

在一些實施方式中,例如,第一電加熱器206設(shè)置在非生產(chǎn)井202的收集儲層210內(nèi)。收集儲層210包含已經(jīng)收集到其中的儲層流體212。在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體212不含或基本上不含加熱流體。在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體212由活動化的烴材料組成或基本由其組成。收集的活動化的烴材料設(shè)置成與冷凝加熱流體(例如非生產(chǎn)井202的外部設(shè)置的冷凝加熱流體)中的至少一部分熱傳遞連通。在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體也可以包含冷凝加熱流體。

第一電加熱器206構(gòu)造成用于進行收集的儲層流體212的加熱。在一些實施方式中,例如,第一電加熱器設(shè)置成與收集的儲層流體直接地?zé)醾鬟f連通。當?shù)谝浑娂訜崞骷訜崾占膬恿黧w時,無論是生產(chǎn)井的外部設(shè)置為收集的儲層流體的部分,還是生產(chǎn)井的外部設(shè)置成與收集的儲層流體熱傳遞連通,任何冷凝加熱流體的加熱因此由第一電加熱器進行。在一些實施方式中,例如,由第一電加熱器206進行的電加熱使得收集的儲層流體不含或基本上不含加熱流體。在一些實施方式中,例如,由第一電加熱器206進行的電加熱使得收集的儲層流體由活動化的烴材料組成或基本上由其組成。

參考圖8,在一些實施方式中,例如,第一電加熱器206是加熱組件700的部分,使得電加熱器經(jīng)由液體熱傳遞介質(zhì)704與收集的儲層流體間接地?zé)醾鬟f連通。適合的液體熱傳遞介質(zhì)704的實例是甘油。在這個方面,提供加熱組件700,并且其包括外殼702、電加熱器和液體熱傳遞介質(zhì)704。電加熱器設(shè)置在外殼702內(nèi),電加熱器與外殼702之間的空間被液體熱傳遞介質(zhì)704占據(jù)。液體熱傳遞介質(zhì)704的沸點比加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點高例如至少10攝氏度,例如至少20攝氏度,例如至少50攝氏度,例如至少100攝氏度。收集儲層210由在非生產(chǎn)井202內(nèi),在外殼702與非生產(chǎn)井的井眼串(例如,套管)之間的空間限定。因為加熱器組件設(shè)置在收集儲層內(nèi),所以液體熱傳遞介質(zhì)704設(shè)置成通過外殼702的壁與收集的儲層流體熱傳遞連通。在這個方面,熱量經(jīng)由液體熱傳遞介質(zhì)704并通過外殼702的壁從第一電加熱器傳遞到收集的儲層流體。由于相對于由第一電加熱器直接加熱儲層流體(沒有任何介入的液體熱傳遞介質(zhì)704),液體熱傳遞介質(zhì)704可以由第一電加熱器加熱到更高溫度,并且將該更高量的熱量傳遞到儲層流體(并因此傳遞到冷凝加熱流體),因此憑借這種構(gòu)造,任何被蒸發(fā)的加熱流體可以被設(shè)置在相對更高的溫度下。

在一些實施方式中,例如,第一電加熱器206設(shè)置在非生產(chǎn)井202的橫向延伸節(jié)段202a內(nèi),所述橫向延伸節(jié)段202a在非生產(chǎn)井202的跟部202c處從縱向延伸節(jié)段202b延伸。在一些實施方式中,例如,橫向延伸節(jié)段202a沿著水平或基本上水平的軸設(shè)置。

在一些實施方式中,例如,第一電加熱器206包括多個加熱器段,并且在產(chǎn)生能量的速率方面,加熱器段中的每一個都可以獨立于其它加熱器段控制。通過提供可以獨立控制的多個加熱器段,加熱流體一致性的改進的控制成為可能。

在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體212的電加熱使得收集的儲層流體的溫度大于或等于至少液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點。在這個方面,(i)設(shè)置成與收集的儲層流體熱傳遞連通、但在收集儲層210的外部設(shè)置的加熱流體的蒸發(fā)和(ii)在收集的儲層流體內(nèi)部存在的任何加熱流體的蒸發(fā)兩者得以促進,從而使加熱流體返回儲層,以進行儲層2000內(nèi)的烴材料的活動化,并由此有助于回流。

在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體212的電加熱響應(yīng)于收集的儲層流體的溫度的感測進行,所述溫度處于或低于基于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點的預(yù)定溫度。在一些實施方式中,在收集的儲層流體的電加熱之前,感測收集的儲層流體的溫度,所述溫度處于或低于基于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點的預(yù)定溫度。在一些實施方式中,例如,預(yù)定溫度處于或高于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點。使預(yù)定溫度處于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點的目的在于使已經(jīng)被收集到井內(nèi)或者非常接近井的液態(tài)加熱流體蒸發(fā)。已經(jīng)被收集到井內(nèi)的液態(tài)加熱流體會被設(shè)置成處于或低于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點(在加熱流體在液態(tài)下是水的情況下,這會是儲層內(nèi)的飽和蒸汽溫度)。通過將在收集的儲層流體設(shè)置成處于或低于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點時進行電加熱,意圖是使已經(jīng)被收集到井內(nèi)的液態(tài)加熱流體蒸發(fā)作為收集的儲層流體的一部分。在一些實施方式中,例如,出于阻止收集井內(nèi)的加熱流體的目的,可以旨在使井的外部設(shè)置的加熱流體蒸發(fā),在該情況下預(yù)定溫度可以高于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點。

在一些實施方式中,例如,非生產(chǎn)井202包括跟部202c。在這個方面,由電加熱器206電加熱收集的儲層流體使得設(shè)置在非生產(chǎn)井202的跟部202c處的收集的儲層流體的溫度大于或等于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點。與上文類似,(i)設(shè)置成與收集的儲層流體熱傳遞連通、但在收集儲層的外部設(shè)置的加熱流體的蒸發(fā)和(ii)在收集的儲層流體內(nèi)部存在的任何加熱流體的蒸發(fā)兩者得以促進,從而使加熱流體返回儲層,以進行儲層內(nèi)的烴材料的活動化,并由此有助于回流。

在一些實施方式中,例如,由第一電加熱器206進行的收集的儲層流體的電加熱響應(yīng)于設(shè)置在非生產(chǎn)井202的跟部202c處的收集的儲層流體的溫度的感測進行,所述溫度處于或低于基于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點的預(yù)定溫度。在一些實施方式中,例如,在通過第一電加熱器206進行的收集的儲層流體的電加熱之前,感測設(shè)置在非生產(chǎn)井202的跟部202c處的收集的儲層流體的溫度,所述溫度處于或低于基于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點的預(yù)定溫度。在一些實施方式中,例如,預(yù)定溫度處于或高于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點。使預(yù)定溫度處于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點的目的在于使已經(jīng)被收集到井內(nèi)的液態(tài)加熱流體蒸發(fā)。已經(jīng)被收集到井內(nèi)的液態(tài)加熱流體會設(shè)置成處于或低于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點(在加熱流體在液態(tài)下是水的情況下,這會是儲層內(nèi)的飽和蒸汽溫度)。通過在收集的儲層流體設(shè)置成處于或低于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點時,進行電加熱,意圖是使已經(jīng)被收集到井內(nèi)的液態(tài)加熱流體蒸發(fā)作為收集的儲層流體的一部分。在一些實施方式中,例如,出于阻止收集井內(nèi)的加熱流體的目的,可以旨在使井的外部設(shè)置的加熱流體蒸發(fā),在該情況下預(yù)定溫度可以高于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點。

如上所述,在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體212由活動化的烴材料組成或基本上由其組成,并且在這方面,不含或基本上不含加熱流體。在其中第一電加熱器被設(shè)置成與收集的儲層流體直接熱傳遞連通的那些實施方式中,通過使收集的儲層流體由活動化的烴材料組成或基本上由其組成(并且,在這個方面,不含或基本上不含加熱流體),設(shè)置成與收集的儲層流體熱傳遞連通的冷凝加熱流體的蒸發(fā)可以產(chǎn)生具有相對更高的溫度的被蒸發(fā)的加熱流體,這是由于相對于由第一電加熱器直接加熱冷凝加熱流體(沒有任何介入的液體熱傳遞介質(zhì)704),活動化的烴材料可以由第一電加熱器206加熱到更高的溫度,并且將該更高量的熱量傳遞到任何設(shè)置成與收集的儲層流體熱傳遞連通的冷凝加熱流體。

另外,通過使收集的儲層流體212不含或基本上不含加熱流體,非生產(chǎn)井202內(nèi)的結(jié)垢形成可以被減輕。在加熱流體在其液態(tài)下包含水的情況下,優(yōu)選的是水不被設(shè)置在包括第一電加熱器206的非生產(chǎn)井202內(nèi)的接觸結(jié)構(gòu)中,因為在此情況下,水的蒸發(fā)可以導(dǎo)致溶解的污垢形成固體沉淀在非生產(chǎn)井中,包括沉淀到第一電加熱器或其他結(jié)構(gòu)上,導(dǎo)致結(jié)垢形成。因此,在這樣的實施方式中,通過確保收集的儲層流體不含或基本上不含加熱流體,收集的加熱流體與非生產(chǎn)井流體隔離或基本上流體隔離,由此減輕非生產(chǎn)井內(nèi)的潛在積垢形成(包括第二電加熱器220上的積垢形成)。

在這個方面,在一些實施方式中,例如,調(diào)節(jié)通過第一電加熱器206進行的收集的儲層流體212的加熱的速率,使得收集的儲層流體不含或基本上不含加熱流體。在一些實施方式中,例如,調(diào)節(jié)通過第一電加熱器206進行的收集的儲層流體212的加熱的速率,使得收集的儲層流體由活動化的烴材料組成或基本上由其組成。

在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體212的組成可以通過光密度計感測。在這個方面,由第一電加熱器206進行的加熱的速率可以基于由光密度計對收集的儲層流體的密度進行的感測而調(diào)節(jié)。響應(yīng)于收集的儲層流體的密度的感測,所述密度是具有過量非烴流體(例如加熱流體)的收集的儲層流體的特征,可以增加由第二電加熱器220進行的加熱的速率以進行流體的蒸發(fā)。這將促進由烴材料組成或基本上由烴材料組成的收集的儲層流體的保持,并且在這個方面,保持不含或基本上不含加熱流體。尤其是,這促進冷凝加熱流體的回流(如上所述),更高量的熱傳遞以進行冷凝加熱流體的蒸發(fā),和減輕結(jié)垢形成。

或者,產(chǎn)生的儲層流體內(nèi)的水的量可以通過測量產(chǎn)生的儲層流體的電阻、產(chǎn)生的儲層流體的電容或者產(chǎn)生的儲層流體的電阻和電容兩者而檢測,并且由電加熱器進行的加熱的速率可以響應(yīng)于該測量而調(diào)節(jié)。

產(chǎn)出流體224通過生產(chǎn)井204產(chǎn)生。在一些實施方式中,例如,生產(chǎn)通過人工舉升(例如通過井下泵)和/或由氣體舉升進行。

生產(chǎn)井204從表面延伸到烴儲層中。生產(chǎn)井204包括用于收集儲層流體226的收集儲層224。儲層流體包含活動化的烴材料和冷凝加熱流體。在一些實施方式中,例如,收集到在生產(chǎn)井內(nèi)的儲層流體不含或基本上不含加熱流體。在一些實施方式中,例如,收集到生產(chǎn)井內(nèi)的儲層流體由活動化的烴材料組成或基本由其組成。這樣的收集的儲層流體可以與已經(jīng)繞過非生產(chǎn)井202的冷凝加熱流體熱傳遞連通。在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體可以包含活動化的烴材料和已經(jīng)繞過非生產(chǎn)井202的冷凝加熱流體。冷凝加熱流體更可能與在油砂內(nèi)實施的后期原位回流過程中的收集的儲層流體設(shè)置成這樣的關(guān)系。在更成熟的操作中,蒸汽室傾向于橫向生長,導(dǎo)致冷凝加熱流體在排到儲層內(nèi)時繞過非生產(chǎn)井202。

在一些實施方式中,例如,可能期望的是在生產(chǎn)儲層流體之前,從被收集到生產(chǎn)井204內(nèi)的儲層流體224除去冷凝加熱流體,以及回流已經(jīng)繞過非生產(chǎn)井202的這樣的冷凝加熱流體。

在這個方面,第二電加熱器220設(shè)置在生產(chǎn)井內(nèi),并且更具體地,設(shè)置在生產(chǎn)井204的收集儲層224內(nèi)。收集儲層包含已經(jīng)收集到其中的儲層流體。

第二電加熱器220構(gòu)造成用于進行收集的儲層流體226的加熱。在一些實施方式中,例如,第二電加熱器設(shè)置成與收集的儲層流體直接地?zé)醾鬟f連通。當?shù)诙娂訜崞骷訜崾占膬恿黧w時,無論是生產(chǎn)井204的外部設(shè)置為收集的儲層流體的部分,還是生產(chǎn)井204的外部設(shè)置成與收集的儲層流體熱傳遞連通,任何冷凝加熱流體的加熱因此由第二電加熱器進行。在一些實施方式中,例如,由第二電加熱器220進行的電加熱使得收集的儲層流體不含或基本上不含加熱流體。在一些實施方式中,例如,由第二電加熱器220進行的電加熱使得收集的儲層流體由活動化的烴材料組成或基本上由其組成。

參考圖8,在一些實施方式中,例如,第二電加熱器220是加熱組件700的部分,使得第二電加熱器經(jīng)由液體熱傳遞介質(zhì)704與收集的儲層流體226間接地?zé)醾鬟f連通。適合的液體熱傳遞介質(zhì)704的實例是甘油。在這個方面,提供加熱組件700,并且其包括外殼702、第二電加熱器和液體熱傳遞介質(zhì)704。第二電加熱器設(shè)置在外殼702內(nèi),第二電加熱器與外殼702之間的空間被液體熱傳遞介質(zhì)704占據(jù)。液體熱傳遞介質(zhì)704的沸點比加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點高例如至少10攝氏度,例如至少20攝氏度,例如至少50攝氏度,例如至少100攝氏度。收集儲層224由在生產(chǎn)井內(nèi),在外殼702與生產(chǎn)井204的套管之間的空間限定。因為加熱器組件設(shè)置在收集儲層內(nèi),所以液體熱傳遞介質(zhì)704設(shè)置成通過外殼702的壁與收集的儲層流體熱傳遞連通。在這個方面,熱量經(jīng)由液體熱傳遞介質(zhì)704并通過外殼702的壁從第二電加熱器傳遞到收集的儲層流體。由于相對于由第二電加熱器直接加熱儲層流體(沒有任何介入的液體熱傳遞介質(zhì)704),液體熱傳遞介質(zhì)704可以由第二電加熱器加熱到更高溫度,并且將該更高量的熱量傳遞到儲層流體(并因此傳遞到冷凝加熱流體),因此憑借這種構(gòu)造,任何被蒸發(fā)的加熱流體可以被設(shè)置在相對更高的溫度下。這也促進生產(chǎn)“更干燥的”烴材料。

在一些實施方式中,例如,第二電加熱器220設(shè)置在生產(chǎn)井204的橫向延伸節(jié)段204a內(nèi),所述橫向延伸節(jié)段204a在生產(chǎn)井204的跟部204c處從縱向延伸節(jié)段204b延伸。在一些實施方式中,例如,橫向延伸節(jié)段204a沿著水平或基本上水平的軸設(shè)置。

在一些實施方式中,例如,第二電加熱器220包括多個加熱器段,并且在產(chǎn)生能量的速率方面,加熱器段中的每一個都可以獨立于其它加熱器段控制。通過提供可以獨立控制的多個加熱器段,加熱流體一致性的改進的控制成為可能。

在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體226的電加熱使得收集的儲層流體的溫度大于或等于至少液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點。在這個方面,(i)設(shè)置成與收集的儲層流體熱傳遞連通、但在收集儲層的外部設(shè)置的加熱流體的蒸發(fā)和(ii)在收集的儲層流體內(nèi)部存在的任何加熱流體的蒸發(fā)兩者得以促進,從而使加熱流體返回儲層,以進行儲層內(nèi)的烴材料的活動化,并由此有助于回流。同樣,通過促進蒸發(fā),產(chǎn)生的產(chǎn)出流體224含有更少的加熱流體,由此減少將產(chǎn)出流體輸送到表面的能量需求(因為要產(chǎn)生更少的流體體積),并且還降低對于從產(chǎn)出流體中除去加熱流體的分離過程的需要。

在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體226的電加熱響應(yīng)于收集的儲層流體的溫度的感測進行,所述溫度處于或低于基于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點的預(yù)定溫度。在一些實施方式中,在收集的儲層流體的電加熱之前,感測收集的儲層流體的溫度,所述溫度處于或低于基于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點的預(yù)定溫度。在一些實施方式中,例如,預(yù)定溫度處于或高于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點。使預(yù)定溫度處于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點的目的在于使已經(jīng)被收集到井內(nèi)的液態(tài)加熱流體蒸發(fā)。已經(jīng)被收集到井內(nèi)的液態(tài)加熱流體會設(shè)置成處于或低于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點(在加熱流體在液態(tài)下是水的情況下,這會是儲層內(nèi)的飽和蒸汽溫度)。通過將在收集的儲層流體設(shè)置成處于或低于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點時進行電加熱,意圖是使已經(jīng)被收集到井內(nèi)的液態(tài)加熱流體蒸發(fā)作為收集的儲層流體的部分。在一些實施方式中,例如,出于阻止收集井內(nèi)的加熱流體的目的,可以旨在使井的外部設(shè)置的加熱流體蒸發(fā),在該情況下預(yù)定溫度可以高于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點。

在一些實施方式中,例如,生產(chǎn)井204包括跟部204c。在這個方面,由第二電加熱器220電加熱收集的儲層流體226使得設(shè)置在生產(chǎn)井204的跟部204c處的收集的儲層流體的溫度大于或等于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點。與上文類似,(i)設(shè)置成與收集的儲層流體熱傳遞連通、但在收集儲層的外部設(shè)置的加熱流體的蒸發(fā)和(ii)在收集的儲層流體內(nèi)部存在的任何加熱流體的蒸發(fā)兩者被促進,從而使加熱流體返回儲層,以進行儲層內(nèi)的烴材料的活動化,并由此有助于回流。同樣,通過促進蒸發(fā),產(chǎn)生的產(chǎn)出流體224含有更少的加熱流體,由此減少將產(chǎn)出流體輸送到表面的能量需求(因為要產(chǎn)生更少的流體體積),并且還降低對于從產(chǎn)出流體中除去加熱流體的分離過程的需要。

在一些實施方式中,例如,由第二電加熱器220進行的收集的儲層流體226的電加熱響應(yīng)于設(shè)置在生產(chǎn)井204的跟部204c處的收集的儲層流體的溫度的感測進行,所述溫度處于或低于基于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點的預(yù)定溫度。在一些實施方式中,例如,在通過第二電加熱器進行的收集的儲層流體的電加熱之前,感測設(shè)置在生產(chǎn)井204的跟部204c處的收集的儲層流體的溫度,所述溫度處于或低于基于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點的預(yù)定溫度。在一些實施方式中,例如,預(yù)定溫度處于或高于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點。使預(yù)定溫度處于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點的目的在于使已經(jīng)被收集到井內(nèi)的液態(tài)加熱流體蒸發(fā)。已經(jīng)被收集到井內(nèi)的液態(tài)加熱流體會設(shè)置成處于或低于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點(在加熱流體在液態(tài)下是水的情況下,這會是儲層內(nèi)的飽和蒸汽溫度)。通過將在收集的儲層流體設(shè)置成處于或低于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點時進行電加熱,意圖是使已經(jīng)被收集到井內(nèi)的液態(tài)加熱流體蒸發(fā)作為收集的儲層流體的部分。在一些實施方式中,例如,出于阻止收集井內(nèi)的加熱流體的目的,可以旨在使井的外部設(shè)置的加熱流體蒸發(fā),在該情況下預(yù)定溫度可以高于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點。

如上所述,在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體226由活動化的烴材料組成或基本由其組成。在其中第二電加熱器206設(shè)置成與收集的儲層流體直接地?zé)醾鬟f連通的那些實施方式中,通過使收集的儲層流體由活動化的烴材料組成或基本上由其組成,設(shè)置成與收集的儲層流體熱傳遞連通的冷凝加熱流體的蒸發(fā)可以產(chǎn)生具有相對更高的溫度的被蒸發(fā)的加熱流體,這是由于相對于由第二電加熱器直接加熱冷凝加熱流體(沒有任何介入的液體熱傳遞介質(zhì)704),活動化的烴材料可以由第二電加熱器加熱到更高的溫度,并且將該更高量的熱量傳遞到任何設(shè)置成與收集的儲層流體熱傳遞連通的冷凝加熱流體。

另外,通過使收集的儲層流體226不含或基本上不含加熱流體,生產(chǎn)井204內(nèi)的結(jié)垢形成可以被減輕。在加熱流體在其液態(tài)下包含水的情況下,優(yōu)選的是水不被設(shè)置在包括第二電加熱器206的生產(chǎn)井內(nèi)的結(jié)構(gòu)中,因為在此情況下,水的蒸發(fā)可以導(dǎo)致溶解的污垢形成固體沉淀在生產(chǎn)井中,包括沉淀到第二電加熱器或其他結(jié)構(gòu)上,導(dǎo)致結(jié)垢形成。因此,在這樣的實施方式中,通過確保收集的儲層流體不含或基本上不含加熱流體,收集的加熱流體與生產(chǎn)井流體隔離或基本上流體隔離,由此減輕生產(chǎn)井內(nèi)的潛在積垢形成(包括第二電加熱器上的積垢形成)。

進一步地,作為必要事件,通過使收集的儲層流體226不含或基本上不含加熱流體,“更干燥”的烴材料的產(chǎn)出得以促進。這減少將產(chǎn)出流體224輸送到表面2006的能量需求(因為要產(chǎn)生更少的流體體積),并且還降低對于從產(chǎn)出流體中除去加熱流體的分離過程的需要。

在這個方面,在一些實施方式中,例如,調(diào)節(jié)通過第二電加熱器220進行的收集的儲層流體的加熱的速率,使得收集的儲層流體226由活動化的烴材料組成或基本上由其組成,并且在這方面,不含或基本上不含加熱流體。

在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體226的組成可以通過光密度計感測。在這個方面,由第二電加熱器220進行的加熱的速率可以基于由光密度計對收集的儲層流體的密度進行的感測而調(diào)節(jié)。響應(yīng)于收集的儲層流體的密度的感測,所述密度是具有過量非烴流體(例如加熱流體)的收集的儲層流體的特征,可以增加由電加熱器220進行的加熱的速率以進行流體的蒸發(fā)。這將促進保持由烴材料組成或基本上由烴材料組成的收集的儲層流體,并且在這個方面,保持不含或基本上不含加熱流體。這促進冷凝加熱流體的回流(如上所述),更高量的熱傳遞以進行冷凝加熱流體的蒸發(fā),減輕結(jié)垢形成和“更干燥的”烴材料的產(chǎn)生。

在一些實施方式中,例如,電加熱器220浸沒在收集的儲層流體226(由烴材料組成或基本上由烴材料組成,并且,在這個方面,不含基本上不含加熱流體)內(nèi),并且生產(chǎn)被調(diào)節(jié)使得足夠的收集的儲層流體被保持在生產(chǎn)井204內(nèi),使得電加熱器浸沒在收集的儲層流體內(nèi)。

在其中在生產(chǎn)井204內(nèi)的收集的儲層流體226的溫度高于液態(tài)加熱流體在待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分的壓力下的沸點的那些實施方案中,產(chǎn)生收集的儲層流體,使得收集的儲層流體224被傳導(dǎo)到地球表面的上方。在一些實施方案中,例如,收集的儲層流體的溫度在以下兩者之間:(i)比在烴儲層內(nèi)的壓力下的蒸汽飽和溫度高10攝氏度的溫度,和(ii)350攝氏度。在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體226由活動化的烴材料組成或基本上由其組成,并且在一些實施方式中,例如,不含或基本上不含加熱流體。一旦設(shè)置在地球表面的上方(例如,設(shè)置在表面設(shè)施內(nèi)),收集的儲層流體被設(shè)置成與熱傳遞流體間接地?zé)峤粨Q連通,使得熱量被間接地傳遞到熱傳遞流體。熱量傳遞到熱傳遞流體使得熱傳遞流體被蒸發(fā)。被蒸發(fā)的熱傳遞流體被傳送到渦輪,使得進行渦輪的旋轉(zhuǎn),使得產(chǎn)生電力。

在一些實施方式中,例如,生產(chǎn)井204的橫向延伸節(jié)段204a設(shè)置成在非生產(chǎn)井202的橫向延伸節(jié)段的下方。在這些實施方式的一些中,例如,生產(chǎn)井204的橫向延伸節(jié)段設(shè)置成與非生產(chǎn)井202的橫向延伸節(jié)段對準或基本上對準。

在一些實施方式中,例如,生產(chǎn)井204的橫向或基本上橫向的延伸節(jié)段204a與電加熱器220配合地構(gòu)造,使得在儲層流體被傳導(dǎo)向井204時,生產(chǎn)井的橫向或基本上橫向的延伸節(jié)段設(shè)置成接收并收集橫跨(但不一定連續(xù)橫跨)生產(chǎn)井的橫向或基本上橫向的延伸節(jié)段的儲層流體接收的儲層流體,并且沿著儲層流體接收部分的軸測量的操作部分的長度為至少1000米。因為顯著的加熱流體不是從表面供應(yīng)的,所以與更長的井相關(guān)的熱損失是無關(guān)的,就像對sagd操作那樣。此外,因為產(chǎn)出流體的體積流量相對小于sagd生產(chǎn),所以液壓損失也不是井設(shè)計的重要因素。相結(jié)合后,這使得能夠在原位回流操作中使用更長的井以進行烴材料的生產(chǎn),盡管也可以使用更短的井(即小于1000米的那些)。

在一些實施方式中,例如,生產(chǎn)井204的縱向或基本上縱向的延伸節(jié)段204b具有沿縱向或基本上縱向的延伸節(jié)段的軸測量的至少1000米的長度,以便允許從更深的資源進行生產(chǎn)。再一次地,原位回流情況下的熱損失和液壓損失是無關(guān)的,就像對sagd操作那樣,因此可以使用更長的井,盡管也可以使用更短的井(即深度小于1000米的那些)。

在一些實施方式中,例如,在烴儲層含有針對生產(chǎn)的相對較不粘性的烴材料的情況下,非生產(chǎn)井202和生產(chǎn)井204可以隔開比sagd井對相對更大的距離,例如大于五(5)米,如十(10)米的間距。

在一些實施方式中,例如,在非生產(chǎn)井202內(nèi)電加熱的加熱流體在其液態(tài)下可以包含留在烴儲層內(nèi)的地層水,或者可以包含注入烴儲層并從表面上方供應(yīng)的加熱流體(例如水),或者可以包含地層水和注入的加熱流體兩者。在一些實施方式中,例如,供應(yīng)的液態(tài)加熱流體118的供應(yīng)通過設(shè)置在非生產(chǎn)井202內(nèi)的噴射器串216進行。在一些實施方式中,例如,噴射器串包括“意大利面串”。在其中液態(tài)加熱流體中的至少一部分是從表面上方供應(yīng)的那些實施方式中,在這些實施方式中的一些中,例如,供應(yīng)所供應(yīng)的液態(tài)加熱流體的體積速率與由電加熱器遞送熱能的速率的比率小于25立方米每天每兆瓦,例如,小于10立方米每天每兆瓦。

在一些實施方式中,例如,加熱流體可以損失到儲層,并且可以需要補充加熱流體。在這個方面,在進行液態(tài)加熱流體的加熱時,補充液態(tài)加熱流體可以從設(shè)置在表面2002上方的源供應(yīng),例如經(jīng)由注射串216。在這個方面,液態(tài)加熱流體包含補充液態(tài)加熱流體。在一些實施方式中,例如,補充液態(tài)加熱流體的供應(yīng)響應(yīng)于低于預(yù)定壓力的待從中產(chǎn)生活動化的烴材料的烴儲層部分內(nèi)的壓力的感測進行。預(yù)定壓力是基于尤其是在較高壓力下的操作的期望性,以為生產(chǎn)提供更大的驅(qū)動力,與熱傳遞效率在較低壓力下更高的認識相平衡,并且蓋巖完整性可以限制最大可能的操作壓力。注射器串216可以設(shè)置在井外部,并且還可以用于在啟動期間注入加熱流體。

在操作中,在啟動期間,烴儲層通過第一電加熱器206和第二電加熱器220(直接或經(jīng)由加熱器組件)產(chǎn)生的熱量加熱,使得通過烴儲層的加熱而使烴材料活動化?;顒踊臒N材料經(jīng)由端口208排入并進入非生產(chǎn)井202。加熱通過傳導(dǎo)、對流或者傳導(dǎo)和對流的組合進行。在一些實施方式中,例如,對流加熱由被蒸發(fā)的地層水進行,使得加熱流體包含被蒸發(fā)的地層水。隨后,或者并行地,加熱流體從表面設(shè)施供應(yīng)并注入烴儲層。被注入的加熱流體的蒸發(fā)通過由電加熱器206產(chǎn)生的熱量進行。被蒸發(fā)的加熱流體被傳導(dǎo)到烴儲層并將熱能傳遞到烴材料,使得烴材料被活動化并且加熱流體被冷凝。

儲層流體經(jīng)由端口208進入非生產(chǎn)井202,在收集儲層210內(nèi)收集并被第一電加熱器206(直接地或經(jīng)由加熱器組件)加熱??刂萍訜幔沟檬占膬恿黧w不含或基本上不含加熱流體,并且在一些實施方式中,例如,由活動化的烴材料組成或基本由其組成。被加熱的儲層流體將熱量傳遞到設(shè)置成與儲層流體熱傳遞連通的冷凝加熱流體,由此進行冷凝加熱流體的再蒸發(fā),并由此進行回流214。

儲層流體226還通過重力排出,并通過端口222進入生產(chǎn)井204,并且被收集到限定在生產(chǎn)井204內(nèi)的收集儲層內(nèi),并且被第二電加熱器加熱??刂萍訜?,使得收集的儲層流體不含或基本上不含加熱流體,并且在一些實施方式中,例如,由活動化的烴材料組成或基本由其組成。被加熱的儲層流體將熱量傳遞到設(shè)置成與儲層流體熱傳遞連通的任何冷凝加熱流體,由此進行冷凝加熱流體的再蒸發(fā),并由此進行回流228,并且還由此為生產(chǎn)提供更干燥的烴材料。

最終,在足夠的烴材料已經(jīng)被活動化并排到非生產(chǎn)井202和生產(chǎn)井204中(例如,如上所述)之后,蒸發(fā)加熱流體室形成(在加熱流體在液體狀態(tài)下是水的情況下,然后蒸發(fā)室會形成)。形成的蒸發(fā)加熱流體室使得被蒸發(fā)的加熱流體能夠被傳導(dǎo)到烴儲層內(nèi)的(并且更具體地,在該室的邊緣處的)烴材料,從而加熱、活動化、然后驅(qū)動烴材料排向生產(chǎn)井204。并行地,使用儲層壓力或者在人工舉升如井下泵或氣體舉升的協(xié)助下,被排出的烴材料可以從生產(chǎn)井204產(chǎn)生。

在一些實施方式中,例如,在烴儲層已經(jīng)在圍繞生產(chǎn)井204的區(qū)域中被充分加熱之后,降低由第二電加熱器產(chǎn)生熱量的速率,或者暫停由第二電加熱器產(chǎn)生熱量,由此降低操作成本并且還減輕焦化可以是期望的。在這個方面,所述方法包括:

在第一時間間隔期間,用第一電加熱器和第二電加熱器兩者進行烴儲層的電加熱(在一些實施方式中,例如,液態(tài)加熱流體通過非生產(chǎn)井202供應(yīng)并且被第一電加熱器加熱,并且在一些實施方式中,例如,液態(tài)加熱流體也可以通過生產(chǎn)井204供應(yīng)并且被第二電加熱器加熱);和

在所述第一時間間隔后,并且在第二時間間隔期間,在

(a)所述第二電加熱器以小于在所述第一時間間隔期間由所述第二電加熱器遞送熱能的速率的50%的速率遞送熱能;或

(b)由所述第二電加熱器進行的電加熱已經(jīng)被暫停中的任一者時,

并且在繼續(xù)進行用所述第一電加熱器電加熱時:

(a)通過所述非生產(chǎn)井202將液態(tài)加熱流體供應(yīng)到所述烴儲層,使得包含所供應(yīng)的液態(tài)加熱流體和冷凝加熱流體的組合加熱流體被蒸發(fā)以產(chǎn)生氣態(tài)加熱流體,所述氣態(tài)加熱流體被導(dǎo)入所述儲層,并且然后在加熱烴材料時冷凝以產(chǎn)生冷凝加熱流體;并且

(b)經(jīng)由所述生產(chǎn)井204產(chǎn)生已經(jīng)被收集到所述生產(chǎn)井204內(nèi)的儲層流體,其中收集的儲層流體包含已經(jīng)通過電加熱活動化的烴材料。

第一時間間隔期間的烴儲層的電加熱與由第一電加熱器進行的第二時間間隔期間的烴儲層的電加熱、和由第二電加熱器進行的第二時間間隔期間的烴儲層的任何電加熱組合,足以在第二時間間隔期間進行冷凝加熱流體的蒸發(fā),所述冷凝加熱流體在已經(jīng)實現(xiàn)烴材料的加熱和活動化之后、在所述冷凝加熱流體被生產(chǎn)井204接收之前已經(jīng)冷凝。

在一些實施方式中,例如,第一時間間隔期間的烴儲層的電加熱與由第一電加熱器進行的第二時間間隔期間的烴儲層的電加熱、和由第二電加熱器進行的第二時間間隔期間的烴儲層的任何電加熱組合,足以在第二時間間隔期間進行冷凝加熱流體的蒸發(fā),所述冷凝加熱流體在已經(jīng)實現(xiàn)烴材料的加熱和活動化之后、在所述冷凝加熱流體被生產(chǎn)井204接收之前已經(jīng)冷凝,使得收集的儲層流體由活動化的烴材料組成或基本上由其組成,并且在這個方面,不含或基本上不含加熱流體。

在第一時間間隔期間充分電加熱烴儲層之后,降低由電加熱器將熱能遞送到已經(jīng)被收集到生產(chǎn)井204內(nèi)的儲層流體的速率,在還使得能夠生產(chǎn)不含或基本上不含加熱流體的被收集到生產(chǎn)井內(nèi)的儲層流體時,減輕焦化。在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體由烴材料組成或基本由其組成。據(jù)信在足夠時間之后,由第二電加熱器以相同速率繼續(xù)加熱以進行冷凝加熱流體的蒸發(fā)變得沒有必要,所述冷凝加熱流體在已經(jīng)實現(xiàn)烴材料的加熱和活動化之后、在所述冷凝加熱流體由生產(chǎn)井204接收之前已經(jīng)冷凝,并且可以降低遞送這樣的熱能的速率。

在一些實施方式中,例如,在第一時間間隔期間,還經(jīng)由非生產(chǎn)井202進行液態(tài)加熱流體的供應(yīng),使得包含所供應(yīng)的液態(tài)加熱流體和冷凝加熱流體的組合加熱流體被蒸發(fā)以產(chǎn)生氣態(tài)加熱流體,所述氣態(tài)加熱流體被導(dǎo)入儲層,并且然后在加熱烴材料時冷凝以產(chǎn)生冷凝加熱流體。

在一些實施方式中,例如,在第一時間間隔期間,由第一電加熱器產(chǎn)生的熱量進行已經(jīng)被收集到非生產(chǎn)井內(nèi)的儲層流體的加熱,使得收集的儲層流體不含或基本上不含加熱流體。在一些實施方式中,例如,收集的儲層流體由烴材料組成或基本由其組成,所述烴材料已經(jīng)被氣態(tài)加熱流體加熱和活動化并且被排到非生產(chǎn)井。在這個方面,已經(jīng)被收集到非生產(chǎn)井內(nèi)的烴材料起到熱傳遞介質(zhì)的功能,將由第一電加熱器產(chǎn)生的熱量傳遞到非生產(chǎn)井的外部設(shè)置的冷凝加熱流體。同樣,在第一時間間隔期間,已經(jīng)被收集到生產(chǎn)井204內(nèi)的包含已經(jīng)被氣態(tài)加熱流體加熱和活動化的烴材料的儲層流體經(jīng)由生產(chǎn)井204產(chǎn)生。在這些實施方式中的一些實施方式中例如,在第一時間間隔期間,由第二電加熱器進行的電加熱使得收集的儲層流體的溫度小于350攝氏度(例如,例如小于350攝氏度,例如小于250攝氏度,例如小于220攝氏度),由此在第一時間間隔期間減輕生產(chǎn)井204內(nèi)的焦化。

參考圖3,在另一方面,提供了一種用于使用兩個相鄰的sagd井對300、400從烴儲層生產(chǎn)烴材料的方法,其中在sagd井對300、400已經(jīng)操作一段時間之后,在設(shè)置在sagd井對之間的殘留或“楔形”區(qū)500內(nèi)實施原位回流過程,所述殘留或“楔形”區(qū)500沒有或者基本上沒有通過sagd井對的操作生產(chǎn)。楔形區(qū)500是在其內(nèi)設(shè)置有沒有變成設(shè)置在sagd蒸汽室內(nèi)的未開采油的地層內(nèi)的區(qū)域。

在這個方面,所述方法包括:

操作包括sagd井對300的第一蒸汽輔助重力泄油(“sagd”)系統(tǒng),所述sagd井對300包括第一sagd注入井302a和第一sagd生產(chǎn)井302b,使得烴材料從所述第一sagd生產(chǎn)井304b生產(chǎn);

操作包括井對400的第二sagd系統(tǒng),所述井對400包括第二sagd注入井402a和第二sagd生產(chǎn)井402b,使得烴材料從所述第二sagd生產(chǎn)井402b生產(chǎn);并且

在通過所述第一sagd系統(tǒng)的操作和所述第二sagd系統(tǒng)的操作中的每一個已經(jīng)獨立地進行各自的烴材料生產(chǎn)之后,操作原位回流過程,其中操作原位回流過程包括:

在烴儲層3000內(nèi),電加熱液態(tài)加熱流體,使得所述液態(tài)加熱流體被蒸發(fā)以產(chǎn)生氣態(tài)加熱流體;

在設(shè)置在所述第一sagd井對300和所述第二sagd井對400之間的中間烴儲層區(qū)500內(nèi),用所述氣態(tài)加熱流體加熱烴材料,使得被加熱的烴材料被活動化并使得所述氣態(tài)加熱流體冷凝以產(chǎn)生冷凝加熱流體;并且

電加熱所述冷凝加熱流體的至少一部分,使得至少一部分冷凝加熱流體被再蒸發(fā);

并且在進行所述蒸發(fā)、冷凝和再蒸發(fā)時,通過設(shè)置在所述中間烴儲層區(qū)500內(nèi)的中間生產(chǎn)井204產(chǎn)生儲層流體,所述儲層流體包含活動化的烴材料的至少一部分。

在該情況下,在操作sagd系統(tǒng)時,被供應(yīng)到烴儲層的蒸汽可以與添加劑(如溶劑(其可溶于瀝青中)或不可壓縮氣體)共注入。

在一些實施方式中,例如,原位回流過程的操作實現(xiàn)中間生產(chǎn)井204與sagd井對300、400中的至少一個的注入井302a或402a之間的流體連通(參見圖4)。在這個方面,原位回流過程的操作實現(xiàn)蒸發(fā)加熱流體室502的產(chǎn)生(在加熱流體在液態(tài)下是水的情況下,然后會產(chǎn)生蒸汽室),其最終實現(xiàn)注入井(302a和402a)與井204之間的流體連通。在這個方面,在一些實施方式中,例如,在中間生產(chǎn)井與第一sagd井對和第二sagd井對中的至少一個的注入井之間已經(jīng)建立流體連通之后,所述方法進一步包括停止具有中間生產(chǎn)井已經(jīng)與其建立流體連通的注入井的sagd井對的生產(chǎn)井。在這個方面,在已經(jīng)建立這樣的流體連通建立之后,經(jīng)由sagd操作而被活動化的烴材料可以通過中間生產(chǎn)井產(chǎn)生。當更成熟的sagd操作的蒸汽室的排出角度相對較低,并且烴材料的排出可以相對較快地通過在設(shè)置在相鄰的sagd井對之間的區(qū)域內(nèi)操作現(xiàn)場回流方法時已經(jīng)建立的流體通道時,這可以是特別適合的。

在一些實施方式中,例如,其中原位回流過程的操作在(i)第一sagd系統(tǒng)的操作和(ii)第二sagd系統(tǒng)的操作都已經(jīng)被暫停之后啟動。在這個方面,涉及第一sagd系統(tǒng)和第二sagd系統(tǒng)的操作可以相當成熟,并且生產(chǎn)率相當?shù)停允钩掷m(xù)操作合理化,造成原位回流過程取代生產(chǎn)的機會。

在一些實施方式中,例如,第一sagd系統(tǒng)的操作實現(xiàn)第一sagd蒸汽室304的產(chǎn)生;并且第二sagd系統(tǒng)的操作實現(xiàn)第二sagd蒸汽室404的產(chǎn)生;并且原位回流過程的操作實現(xiàn)中間烴儲層區(qū)500內(nèi)的中間加熱流體室502的產(chǎn)生。第一sagd系統(tǒng)和第二sagd系統(tǒng)的操作使得烴儲層內(nèi)的殘留區(qū)被限定在第一sagd蒸汽室和第二sagd蒸汽室之間,其中中間生產(chǎn)井204設(shè)置在殘留(或“楔形”)區(qū)500內(nèi)。

再次參照圖4,在一個實施方式中,例如,第一sagd系統(tǒng)的操作、第二sagd系統(tǒng)的操作和中間生產(chǎn)井204的操作配合,使得在中間蒸汽室502與第一sagd蒸汽室304和第二sagd蒸汽室404中的至少一個之間建立流體連通。出于上述原因,在中間蒸汽室與第一sagd蒸汽室和第二sagd蒸汽室中的至少一個之間已經(jīng)建立流體連通之后,可以停止sagd系統(tǒng)的sagd井對的生產(chǎn)井,所述sagd系統(tǒng)的操作已經(jīng)產(chǎn)生中間生產(chǎn)井204已與其建立流體連通的sagd蒸汽室。

在一些實施方式中,例如,原位回流過程的操作在第一sagd蒸汽室304和第二sagd蒸汽室404經(jīng)由井間區(qū)308的合并之后啟動。

參照圖5和6,在一些實施方式中,sagd操作可以被轉(zhuǎn)換成包括原位回流過程和混合蒸汽/原位燃燒過程(其中蒸汽與氧化劑共注入的燃燒過程)兩者?;旌险羝?原位燃燒過程的操作與原位回流過程組合可以改善生產(chǎn)率并促進烴材料的更有效的采收。

在這個方面,在一些實施方式中,例如,第一sagd蒸汽室304可以說是限定第一蒸汽吹掃區(qū)306,并且第二sagd蒸汽室404可以說是限定第二蒸汽吹掃區(qū)406;并且所述方法還包括在第一蒸汽吹掃區(qū)和第二蒸汽吹掃區(qū)中的至少一個內(nèi)燃燒殘留烴材料的至少一部分。殘留烴材料的燃燒在儲層內(nèi)提高溫度條件并產(chǎn)生蒸汽,由此使得能夠活動化和采收其它殘余烴材料。在一些實施方式中,例如,sagd系統(tǒng)的sagd井對的生產(chǎn)井接收并產(chǎn)生通過燃燒而活動化的烴材料,所述sagd系統(tǒng)的操作已經(jīng)產(chǎn)生限定在其中進行燃燒的相關(guān)蒸氣吹掃區(qū)的sagd蒸汽室。

在一些實施方式中,例如,在第一sagd蒸汽室304和第二sagd蒸汽室404的合并之后,(i)中間生產(chǎn)井204的操作和(ii)殘留烴材料中的一部分的燃燒中的每一個獨立地啟動。第一蒸汽室和第二蒸汽室經(jīng)由區(qū)域308(通常剛好在蓋巖600的下方)的合并是指示sagd操作成熟的信號,并且可以用作依靠其他增強采油過程中(例如原位回流和原位燃燒過程)以進行烴材料生產(chǎn)的觸發(fā)器。

在一些實施方式中,例如,第一sagd系統(tǒng)的操作、第二sagd系統(tǒng)的操作和中間生產(chǎn)井204的操作配合,使得在中間蒸汽室502與第一蒸汽吹掃區(qū)306和第二蒸汽吹掃區(qū)406中的至少一個之間建立流體連通;并且在中間生產(chǎn)井與這樣的蒸汽吹掃區(qū)之間的流體連通已經(jīng)建立時,在這樣的蒸氣吹掃區(qū)內(nèi)進行殘留烴材料的一部分的燃燒。

憑借這樣的流體連通,可以將通過燃燒產(chǎn)生的蒸汽傳導(dǎo)到在其內(nèi)操作原位回流過程的殘留區(qū)500,并由此提供補充加熱流體以協(xié)助殘留區(qū)內(nèi)的烴材料的產(chǎn)生。此外,原位回流過程的操作產(chǎn)生另外的含有殘留烴材料的蒸汽吹掃區(qū),其可用于通過燃燒過程進行的采收。同樣地,原位回流在殘留區(qū)內(nèi)產(chǎn)生其自身相關(guān)的加熱流體室時,產(chǎn)生具有比在其中發(fā)生燃燒的蒸汽吹掃區(qū)306、406內(nèi)的那些相對更陡的排出角度的加熱流體室502,由此提供接收和產(chǎn)生通過燃燒而活動化的烴材料的更有效途徑。

在一些實施方式中,例如,僅在中間生產(chǎn)井204與這樣的蒸汽吹掃區(qū)306或406之間的流體連通已經(jīng)建立之后,殘留烴材料的一部分的燃燒在這樣的蒸汽吹掃區(qū)306或406內(nèi)啟動。

在一些實施方式中,例如,在相對于在其中殘留烴材料被燃燒的至少一個蒸氣吹掃區(qū)中的每一個,降低通過已經(jīng)被操作以產(chǎn)生限定蒸汽吹掃區(qū)306a或306b的sagd蒸汽室304a或304b的sagd系統(tǒng)的sagd井對300或400的注入井302a或402a注入蒸氣的速率之后,(i)原位回流過程的操作和(ii)殘留烴材料的一部分的燃燒中的每一個獨立地啟動。在一些實施方式中,例如,降低注入蒸汽的速率使得蒸氣的注入被暫停。

參考圖5,在一些實施方式中,例如,sagd井對300、400之一的注入井302a或402a被轉(zhuǎn)換成將氧化劑有效遞送到蒸汽吹掃區(qū),以在蒸汽吹掃區(qū)內(nèi)進行燃燒。在這個方面,在一些實施方式中,例如,所述方法還包括降低通過sagd井對中的至少一個的注入井(在所示實施方式中,這會是井302a)注入蒸汽的速率,轉(zhuǎn)換井302a,使得井包括氧化劑注入井302c,并經(jīng)由氧化劑注入井將氧化劑供應(yīng)到蒸汽吹掃區(qū)。殘留烴材料的一部分的燃燒可以通過供應(yīng)的氧化劑進行??梢詫为毜牧黧w引導(dǎo)器插入到注入井中以用作注射器,以確保以足夠的速率將氧化劑供應(yīng)到蒸氣吹掃區(qū)以進行高溫氧化。相應(yīng)地,相鄰的sagd井對中的另一個的注入井(在所示實施方式中,這會是井402a)可以被轉(zhuǎn)換成排氣除去井402d,以從儲層除去燃燒氣體。

或者,并且參考圖6,可以產(chǎn)生分開的注入井302c以將氧化劑供應(yīng)到蒸氣吹掃區(qū),并且可以產(chǎn)生單獨的排氣除去井402d以從儲層除去燃燒氣體。

氧化劑可以與其它氣態(tài)材料(例如蒸汽)通過氧化劑注入井302c共注入。

參考圖7,在另一方面,原位回流過程可以在具有活性水區(qū)704的烴儲層內(nèi)實施。如本文所用,術(shù)語“活性水區(qū)”被定義為在天然狀態(tài)儲層條件下(例如在任何采收過程開始之前)包含可以響應(yīng)于驅(qū)動力(例如壓差)而移動、并且特征為大于或等于10立方米每天的水的、在烴儲層內(nèi)的區(qū)域。在一些實施方式中,例如,活性水區(qū)是底水區(qū)。底水區(qū)是在烴儲層的含液態(tài)烴區(qū)下方的活動水區(qū)。在一些實施方案中,例如,原位回流過程在具有活性水區(qū)的含重油儲層內(nèi)實施,其包括此前已經(jīng)通過“chops”(使用砂土的冷重油生產(chǎn),coldheavyoilproductionwithsand)生產(chǎn)的這樣的儲層。

在使用一些熱增強采油過程時,活性水區(qū)在烴儲層內(nèi)的存在干擾從產(chǎn)油區(qū)生產(chǎn)烴材料。例如,在sagd的情況下,由于蒸汽室與活性水區(qū)之間的液壓梯度,蒸汽可以損失到活性水區(qū),或者再一次地由于液壓梯度,來自活性水區(qū)的流體可以侵入蒸汽室。這樣的流體侵入蒸汽室內(nèi)可以干擾sagd過程。為了減輕蒸汽損失到活性水區(qū)或者流體從活性水區(qū)侵入,已經(jīng)建議減少或消除sagd蒸汽室與活性水區(qū)之間的壓力梯度。然而,由于難以進行蒸汽一致性,所以sagd下的壓力匹配是困難的。另外,已經(jīng)建議在比活性水區(qū)域更高的壓力下操作sagd,前提是蒸汽損失到活性水區(qū)好過允許流體從活性水區(qū)入侵。然而,這可以造成顯著的間隔距離,導(dǎo)致潛在顯著量的無菌烴材料位于間隔面之下。

當在含有活性水區(qū)的儲層中實施原位回流過程時,可以避免這些問題中的一些。

因為原位回流過程的生產(chǎn)井204內(nèi)的液壓壓降不是相對顯著的(與例如sagd生產(chǎn)井內(nèi)的相比),所以在原位回流過程與活動水區(qū)之間的壓力匹配更有可能接近或?qū)崿F(xiàn)。

此外,當使用包括多個加熱器段的電加熱器220時,它們中的每一個都可以獨立于其他控制,更可能接近或?qū)崿F(xiàn)加熱流體一致性,這由此減輕對于提供大的間隔距離702以導(dǎo)致充分的安置偏差的需要。在這個方面,生產(chǎn)井204的橫向或基本上橫向的延伸節(jié)段與活性水區(qū)之間的最小間隔距離702小于二(2)米,產(chǎn)出流體通過所述橫向或基本上橫向的延伸節(jié)段產(chǎn)生。在一些實施方式中,例如,最小間隔距離小于一(1)米。

在圖4至圖7中,示出與非生產(chǎn)井202相關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)井204,類似于圖2所示的系統(tǒng)200,用于實施原位回流過程。應(yīng)理解,圖1所示的系統(tǒng)200的單井設(shè)計,其包括生產(chǎn)井102,也可用于在圖4至圖7所示的實施方式的情況下實施原位回流過程。應(yīng)理解,生產(chǎn)井102、204和非生產(chǎn)井202可以是加密井。

在上述說明書中,為了進行解釋,陳述了眾多細節(jié)以提供本公開的徹底理解。然而對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是,這些具體細節(jié)不是實施本公開所需要的。雖然描述了某些尺寸和材料以實施所公開的示例性實施方式,但也可以使用該公開范圍內(nèi)的其他適合的尺寸和/或材料。據(jù)信包括技術(shù)中的所有適合的當前和未來變化的所有這樣的改動和改變都在本公開的范圍內(nèi)。所有提到的文獻都通過引用全文并入本文。

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