专利名称：利用能量和临界流体在开采烃燃料或污染物过程中或之后从大陆块捕获并隔离二氧化碳 ...的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及减少空气和陆地污染，该污染包括从在例如油页岩之类的 地下储层中的固定的矿物燃料主体中开彩 料而产生的热污染，本发明尤其 涉及从油页岩就地开采油气过程中和之后禾拥其任何开采工艺M^温室气体或 就地残留热的方法和装置。该发明也适用于重油、老化井、煤、褐煤、泥煤和 沥青砂并且也以批次或连续类型的工艺Ml^用到地面上。它也可以利用电能和 临界流体(CF)在从固定土地主体或容器开采污，或残留物过程中和之后使 用。
背景技术：
油页岩，也被熟知为有机丰富的泥灰石，包含主要由称作干酪根的不溶性 固体材料组成的有机物质。干酪根在高温分解中分解成干酪根油和烃气体(或 油和气)，这可以被用作发电禾 料或被进一步提炼成运输燃料、石油化工产品 或产品。页岩油和烃气体(典型地甲垸CH4)可以M31高温分解过程由干酪根 产生，高温分解过程也就是典型地包括加热油页岩至鹏高的^it，典型地为300° 到50(TC的处理。在高温分解之前，在室温下的干酪根产品具有高粘度非变形材 料的主要部分以致于它们在岩石膽岩基质内不能被接近。在高温分解和移走后， 页岩油l鹏炼成可i顿的适于销售的产品。ilii例如〗顿RFf糧、注入过热蒸 汽、热流体或其它材料或火烧油页岩储层来加热油页岩中的干酪根以就地处理 油页岩主体的早期尝试即使基本可行(有些不可行)在经济上也不可行。例如 通过采矿、压碎和在一炉或连续甑式炉中加热页岩来处理地上的油页岩主体以 获得油页岩内的油和气的早期和目前的尝试既环境上不可行3^2济上不可行。
就地处理典型地在地下留下大量残余能量和残余烃，劍地貌和生态具有 未知的影响并被当作"废弃"能量。这些处理典型地也需要大量电能，而SM常 由或者本地或者远处的电厂提供。电厂由例如煤或油之类的矿物燃料供给燃料，这产生温室气体。本发明目的在于在使得热、空气(包括媪室气体')和地面 污染最小的同时优化能量^ffl。预见一种闭环或半封闭类型的处理。
使用二氧化碳用于提高或三 嫁油是众所周知的，这题过把二氧化碳注 入现存的油藏以便给它们加压并使油气产量最大化而实现的。这个工艺取得有
限的成功并且不致力于捕集或隔离大量的油藏中的co2。
临界流体是处于接近^M过组合物的热力学临界点的温度和压力下的组合 物。这些流体的特性在于其性质处于气体和液体之间，例如扩散率大大高于液 体，但是不像气体的那么大，并且粘度低于典型液体的粘度。临界流体的密度 是压力的强变化函数。密度从气体到液体之间变化，同时临界流体的相应溶解 性质也随，和压力变化，这可以在特定环境和特定方法中加以利用。
已经尝试或建议了许多技术以利用电阻、气体燃烧炉加热、注蒸汽和电磁 會蹴地加热大^f只的地下储层(煤、褐煤、页岩、沥青砂)以获得油气。例如， 电阻类型的电元件已经iiil电缆布置在井筒内以ffl31传导加热页岩。
1979年2月20日出版的Raymond Kasevich等的指定给Waltham， MA的 Raytheon公司的美国专利4,140,179公开了用于生成储层的地下加热的系统和方 法，其包括向下沿着井眼延伸到油页岩的多组间隔开的RF能量辐射器(偶极天 线)。天线元件必须与周围储层的电条件相匹配。
于1985年4月2日出版的Vernon L. Heeren的指定给Raytheon公司的美国 专利4，508，168 M参见包含在这里，该专利描述了沿着井筒布置的RF高频发 热电极，该电极通过轴向运输线路输送电磁能量，该线路的外部导体终结于包 括沿着外部导体向回延伸的扩大的同轴短截线的卩腿结构。但是，这种方法本 身需要更长的应用RF旨^量以及能量等级上随着时间更多的变化。临界流体(CF) 的注入裕Ji^加热的依赖性，仅仅依赖RF能量，简化RF的产生并监测设备并 M^、消耗的电能。如果4顿更简单的电P助Q热器替代RF， CF的同样优势也是 真实的。同样，不论加热纟鹏鹏用方法，由于其,和运载性质，临界流体 (CF)的注入增加了系统的总产量。
指定给本申请人的公开号为(TBD)
公开日为—的美国专利申请 (11/314,880)和公开号为(TBD)
公开日为—的美国专利申请(11/314,857) 描述了利用RF能量和临界流体用于开彩M料或污娜的體和方法，它们通 过参见包含在这里。虽然其它就地方法通过传导、裂解和气化设计数年的加热以从页岩获得油，但是利用RF能戟加热页岩和临界流体以迫^X^荒和开采减 少生产时间到数周或数月。时间的减少也减少了在初步加热后传递到周围储层
的热的总量，改善了释放的烃的移动的障碍。RF/CF处理导致干酪根在大约 300°C (该^^比许多其它方齒氏)裂解，C02的部分易混合优势的接下来的使 用降低了裂M^和粘度并增加了扩散斜口在低的 鹏下把石油组合物弄到地 面的能力。
因此，电磁能翻过天线或微波高频发热电极输送，该天线或电极与于1980 年4月1日出版的Howard J. Rowland等的指定给Raytheon公司的美国专利 4,196,329类似。天线通，其连接到地面上的高频能量源的同轴电缆或波导管 沿着井筒定位。页岩加热通过天线或电极辐射的电磁(EM)波中容纳的能量辐 射和介电吸收实现。这优于與虫依赖传导以传递热量的更普通的电阻加热。这 优于需要大量7j^職量出现在现场并且也MI传导的蒸汽加热。
在处理完成后所有这些加热方法在储层中留下残余热和残余烃。该热可以 被用于部分地给正在进行的操作供给能量，M^、了总的能量消耗，同时去除储 层中部分或全部热量以及任何相关的热污染。所有这些方法也在储层内留下大 量(50—70%)残余烃。在大多数例子中，这些烃现在被释放并且可移动并能 够朝向例如蓄水层之类的导致污染的非期望区域移动。移动周期与许多位置特 有和工艺特有的因素有关，包括基本残余热和残余油的数量和类型。残余热保 留的时间越长，它至U达的地方越远，残余油和气移入其它非期望和未知的区域 的可能+繊大。同样，残余油越多，并且其越轻(稀并^M^屯的)，移入其它 非期望禾味知的区域的可能鹏大。
美国专利4，140，179和美国专利4,508,168描述的工艺和其它方法，使用例 如电阻加热器，需要在地面产^M著数量的电能以给工艺供给能量，并且不提 供积极的输送方法以当有价值的烃产品生成时把它们移走并输送至哋面设备。 二氧化碳(C02)或其它临界流体，它们用作积极输送机构，对于产品和热在开 采完成后f嫩被潜在地捕驗页岩中，从而^1>了释放到大气中的温室气体。 临界流体工艺4顿的C02可以在生产工艺、气井中产生，或者从包括电厂在内 的各种工业工厂的排出物中捕集。可以想象供给实际开采工艺能量的就地的电 厂变成该工艺需要的C02的主要来源。
C02隔離艮久以来被认为是从地球大气中防止和移走温室气体的理想方法。致力于防止或M^、锁变暖的目标，co2隔离致力于M^在例如来自电厂和其
它大的C02产出地的C(V流出物之类的源头向大气的C02释放。更大规模地，
从地球大气去除过量的C02理论上也将显著地贡献于温室气体的减少。
有许多围绕这个主题的研究和计划，但是大多数由于co2的流动性而被阻
碍。co2是气体，这样，流动性很强。跟其它处于压力下的任何气体一样，它
流向最低压力的点，注意M回到大气，或者储层内压力最低的其它地方。这 是气体尤其是处于压力下的气体的基本物理性质。與虫在美国的数千的潜在油
藏中，主要由于鹏的能力，仅有2%到30。/^认为潜在土腿于0)2隔离。本领 域的专家不同意隔离的潜在可能，正如适合的油藏的大的不一致所证实的，但 是大多数同意相同的基本原理。魏的油藏必须具有充足的孔隙度以接纳C02 和充足的强度和稳定性以一旦注入时来容纳它。典型的油藏包括废弃的煤矿、 老化離弃的油井、页岩矿藏、盐矿、湖床、纟,、深海等。大多数被认为不 充足，因为一方面使其具有吸弓l力的孔隙度最终另一方面导致C02释放。
即使具有合理的孔隙度(也就是它们具有充足的吸收能力)的那些潜在油 藏经过时间周期将释放C02的主要部分，由于其 L隙度该时间周期取决于C02
的就地^j特n压力。 一些方、 跑 M31废弃油射巴co2注入油藏，接着^#、于
^^f周知的捕集方法，例如水泥胶结和机械密封。同样， 一些对于强度和防泄
漏可以接受的储层缺少容纳相当数量C02的孔隙度，除一琪被加压到几个大气
压，而这增加了期每最终鹏的可能性。为了这些和其它适于隔离的地方，co2
必须被化学和/或物理约束至嚇层。
2005年5月10日出版的Gregory H. Rau等的指定给美国能源部的美国专 利6,890,497公开了一种用于从气流中开采和隔离C02的方法和装置，其中与水 溶^7jC^流中的C02形成碳酸，导致C02在气流中^，并且把碳酸与碳酸 盐反应形成金属离子的废弃流溶液和重碳酸盐。废弃的流被释放到包括^7乂体 的处理场。这个工艺具有几，点，因为它具剤氐的C02存储密度并需要大的 水体以进行应用。它也产生了大量的碳酸，从而改变了水体的PH和矿物组分， 影响了依赖7K体的水生植物的寿命。
2004年11月7日出版的Daniel Dziedzic等的指定给General Motor公司的 美国专利7,132,090公开了一种用于从气流中去除二氧化碳的工艺，该工艺^ 样实现的通过使气态的二氧化碳通过多微孔的气術广散膜和例如含碳的脱水剂之类的专门用于二氧化碳的催化剂以促进二氧化碳转换成由基质支撑的碳 酸，从而把气态的二氧化碳分散到水中。矿物质被添加到该反应中以便形成可 以在地面上延长保存周期的碳酸盐的沉淀物。但是，这个工艺需要几个步骤， 和非常大的多微 L气体分散膜以处理一定体积的显著到足以实际的减少和隔离 温室气体。
沥青砂和油砂是砂(主要为赴)、水、烃和其它化学物质、金属和矿物的 组合。它们存在于全世界，其中北美洲为主。烃是以沥青的形式存在，其按沉
淀重量计占大约5到20%，并且经常附加到围绕砂/岩石/金属颗粒的水层上。沥
青可以以各种方式采收，其通常按照下MW种方法之一分类或者采矿和地面 处理或者就地处理。
典型地，就地沥青砂采收方案包括或者火烧或者注蒸汽以加热沥青直到其 粘度被降低以便其从砂基质流出。最流行的是蒸汽方法，其中高压蒸汽劍共了 有助于把沥青(油)/A7K/砂基质分离出来的热量，然后一系列泵、管道和糊
沥青带到地面以进行进一步处理。高压蒸汽典型iikffi过射 L水平金属管输送，
形成"蒸汽主干"或者一个区域内的蒸汽气球。用于采收过量的水和油产品的第
二射 b]C平管子位于蒸汽输送管下面，通常大约9到50英尺，包括以SAGD或 蒸汽辅助的重力排7JC装置而为大家所知的系统。虽然这个工艺是有效的并一般
使用，但是它有一些严重的缺陷，例如由于产出的油和消耗油的比例而带来的 基本很少的经济性，和水污染及使用。加热蒸汽所需的能量仅仅临界地少于以 油产品的形式采收的能量。大量热水和现在后处理的流动油留在了地层内，其 具有把盐、包括重金属在内的金属和其它本地的化学物质从它们原先自然生成 的位置溶解、移动或运输至抱括水层和其它非理想区域在内的其它地质位置的
可能。按照會糧消耗(也就是每单位旨讀的产油率，例如每百万BTU产出的桶 数)产出 分类的该工艺效率的任何改进，或者产品质量改进应当提高从这 對诸层获得油的机会。同样，把油从7f03砂基质分离需要的蒸汽或能量的任何 减少将魏该工艺的^^迎的增加，因为它将增加能量效率，降低产生的温室 气体的总数量并斷氏产生蒸汽所需要的淡水的数量，因此，斷氐了在采收后必 须处理的从该工艺流出的水的数量。同样，提供用于从储层和,謹收的热水移 走残余油的方^tii，该工艺的受欢迎的增加。
已经设想了几个工艺以改善烃从砂基质的分离。Fyleman (美国专利1,615,121)使用了被从6(TC加热到8(TC的^属的碳酸盐、氢氧化物或硅酸盐 的稀释的7jC溶液以帮助从砂基质去除油。Clark (美国专利1,791,797)使用具有 碱性试齐啲多价盐以改善分离性。前苏联专利2,924，772 j柳柴油碱性废弃物和 水以帮助形成用于最终分离的层。Willar4Sr (美国专利3,951,778)使用被弄热 的(4(TC一9(TC)的包含躬和镁的硅酸盐溶液、表面活性剂和水以帮助分离。 Fischer (美国专利2,903,407)也^顿基于歸啲烃等等。这些工艺都〖繊地面 间歇类型的混合并包含最终由于环境的考虑而不想要的组合物。
发明内容
因此，本发明因此的目的是樹共用于从页岩和其它底层以低的能量消耗和 最小的污染开采油的有效率的方法和装置，同时在开采完成后隔离二氧化碳 (C02)0
本发明的另一个目的是提供用于捕集、使用、重新利用和驱散在从固定的 矿物燃料的主体开彩 料的过程中来自地^物质的热量的方法和装置。
本发明的另一个目的是提供用于在从油页岩或沥青砂的沥青中开采干酪根 油和气的过程中尽可能多的使用原始输入能量的封闭循环或接3fiM甜盾环系统 的方法和装置。
本发明的又一个目的是提供用于在就地加热油页岩或沥青砂过程中有效地 降低总的會缰消耗的方法和装置，这是这样实现的〗顿临界流体以降低达到
混相或可移动的烃以便他们可以被M:井筒向上或向外输送需要的全部^it。
本发明的再一目的^1谢顿最小数量的目标和可命中目标的RF倉糧作 为热麵斷氏在储层就地开采中后处理残留的释放烃的运移，允许在储层内更 专门加热期望的组合物并产生热屏障和机械屏障。
本发明的另一个目的 31掛共重新循环的临界流体(CF)而 ji!^就地采 收中释放烃的运移，该临界流術巴那些烃的主要部分冲洗到地面以处理，就地 留下较少总数量的释放烃。
本发明的又一个目的是4柳重新循环的CF 7转卩预先加热的标出位置并降 低释放烃的粘度到它们不再流动的点，从而M^就i顿收中释放烃的运移。
本发明的再一目的是提供用于在从沥青砂开采烃之前、过程中和之后从沥 青砂移走边界水和残余水的方法和装置。
本发明的再一 目的是提供一在加热油页岩或沥青砂的过程中M在移走烃的过程中使用临界流体以回收和使用热量输入而有效地斷氐消耗的总能量的方 法和装置。
本发明的目的，著地增加用于C02隔离的可接受油藏地址的总数量，同 时通过在大多数油藏的两个主要弱点操作和同时隔离项目而增加在任何储层的 隔离的效果和使用期限。
本发明的另一目的是斷氐对油藏强壮而且没有泄漏的需要同时也通过使用
加压co2以降低对高度孔隙度的需要^M共用于加压注入co2的结合剂，其中
加压增加了注入的C02的密度(和数量)，而且结合剂为C02和储层之间接下来 的反应作了准备，以碳酸盐的形式把C02化学地结合到储层，而且C02可以是
超临界的、临界的或次临界的。
本发明的再一 目的是在烃或污染回收过程中和之后减少大陆块的热污染。
本发明的又一 目的是提供在任何类型的处理过程中和之后用于减少大陆i央
热污染的^s。
本发明的再一目的是在烃或污染回M:程中和之后减少大陆块的油、重金
属和化学污染。
这些和其它目的进一步通过下述方式实现提供一种用于从大陆i央捕集和
隔离二氧化碳和潜在热的方法，其包括在开采烃的过程中和之后降低能量和临
界流体的需要，这其中包括从内部源和外部源之一产生二氧化碳(co2)，劍共
C02作为临界流体以预先确定的，和压力参数iSA井内以实现期望的结果， 向爿^f共催化剂，向#$^共热能，处理热流体，包括从，得的C02、 CH4、油、 蒸^/xK^水蒸汽，ffi热流j雜换成可以重新^(顿的co2、 CH4、电能和水。 该方纟跑括提供具裕俞入井 L和开采井 L的井的步骤。提供催化齐啲步骤包括 提供氢氧化钠(NaOH)的步骤。该方^^括提供用于把二氧化碳和催化剂结合 并弓l入井内的混合器的步骤。向，供热能的步骤包括使用电能为加热工艺提 供能量的步骤。向^J^共热能的步骤包括樹共RF育糧的步骤。
该目的进一iWi!M共用于在油藏隔离二氧化碳(C02)的方法而实现，该 对跑括下述步骤向油藏注入C02，禾U用冷的、加压C02冲洗油藏以移走残 余热，向油藏掛共催化剂，利用C02中的催化剂的特细、低密度悬浮颗粒渗透
油藏，把潮湿的C02泵入油藏以激活催化剂，把戶脱C02与反应材料结合以及
封盖油藏。劍共催化剂的步骤包括樹共氢氧化钠(NaOH)的步骤或提供氢氧化钾(KOH)的步骤。利用C02中的催化剂的特细、低密度悬浮颗粒渗透油藏的 步骤包括降低压力以加速催化剂在油藏中的沉积的可选择的步骤。把潮湿的
C02泵入油藏以激活催化齐啲步骤包括樹共RF热量和另一能量之一以加速C02
结合的可选择的步骤。
该目的进一步通过衛共用于在开采径的过程中和之后降低能量和临界流体
需要的系统，其包括用于从甲垸内M嗽卜部源之一产生二氧化碳(co2)的装
置，^f共C02作为临界流体i4A井内的體，向#11{共催化剂的装置，向鹏 供热能的装置，处理热流体的装置，热流体包括从井获得的C02、甲'烷(CH4)、
油、蒸n^J^n水蒸汽，和把热流f稀换成可以重新j顿的co2、 CH4、电能和 水的装置。该井包括注入射L和开采井孔。该系统包括用于地面上间歇或连续 流动工厂工艺的注入罐开口和开采罐开口。该催化剂包J趨氧化钠(NaOH)。 该系统包括用于把二氧化碳和催化齐蹈合并弓l入井内的混合器。用于向瓶供 热能的装置包括用于产生电能的装置。用于向，供热能的装置包括用于提供 RF會g量的體。用于处理来自井的热流体的装置包^^接至忾彬液体分离器的 热交换器和蒸汽轮机。蒸汽轮机驱动发电机以向管网提供电能或提供电能以在 系统中鹏。气髓体分离器向二次热交换器鹏夜体油以鹏二次热回收产
生热量。气^y液体分离器向分裂蒸t^fJif共气体、蒸~水、C02的混合物。分
裂蒸馏i^f共二氧化碳(C02)和甲垸以在系统内重新使用。该系统包括用于从 包括沥青砂的土地移走潜在并且残留的水的装置。该系统包括用于从沥青砂的 间歇和连续的工艺移^K的^S。
该目的进一步S31掛共用于在油藏隔离:^化碳(C02)的系统而实现，该 系统包括下述部件用于向油藏注入C02的體，用于利用冷的、加压临界或
次临界co2冲洗油藏以移走残余热并增加容积效率的装置，用于向油藏iif共催
化齐啲體，用于利用co2中的催化剂的特细、低密度悬浮颗粒渗透油藏的装
置，用于把潮湿的C02泵入油藏以激活催化剂的體，用于fej5脱C02与反应
材料结合的装置和用于封盖油藏的装置。催化剂包,氧化钠(NaOH)和氢氧 化钾(KOH)。用于利用C02中的催化剂的特细、低密度悬浮颗粒渗透油藏的 装置包括用于降低储层压力以加速催化剂在油藏中的沉积的装置。用于把潮湿
的C02泵入油藏以激活催化剂的，包括用于掛共热量以加速C02与矿物储层
的催化反应的^a。
所附的权利要求具銜旨出并清楚地要求了本发明的主题的权利。本发明的 各种目的、优势和新的特征将通过阅读与附图结合的下面详细的说明而变得更 加显然，其中类似的附图标己表示类似的部件，并且其中
附图1是根据本发明的用于从油页岩利用能量和临界流体开軒酪根油和 烃并在这样的开采过程中和之后降低就地的温室气体和残余热的有效系统的结 构图。
附图2是根据本发明用于在油藏中隔离C02的方法的流程图。
附图3是根据本发明的用于M31调整并瞄准油藏中RF信号而限制储层的不
加选择的加热的方法的流程图。
附图4是根据本发明的用于M调整并瞄准油藏中RF信号而限制储层的不
加选择的加热的系统的示意图，该系统劍共了热屏障和机t赚障。
附图5是根据本发明的用于从储层冲洗包括烃在内的释放元素并禾,临界
流体冷却储层的方法的示意图。
具体实施例方式
参见附图1，系统10的结构图根据本发明^M示用于禾偶能量和诸如二氧
化碳(C02)之类的临界流体从油页岩开^F酪根油和烃气体并在开^:程中和
之后降低就地驢气体和残余热，其中戶腿能量例如为来自RF发生器的电—磁 能量。
燃气轮机发电机12接魏自外部主要源的例如甲烷(CH4)之类的天然气 以启动工艺或从系统10内部地接受例如甲垸(CH4)之类的天然气以操作燃气 轮机发电机12，该发电机12连接到电的发电机14以产生用于内部系统10 4顿 或外部使用的电。任何其它类型的电动力的发生器可以被替换，包括油、煤和 水供给动力的产生。燃气轮机发电机12樹共引导到分裂蒸卞默荅16的戯，在 蒸馏塔氮气(N2)和低压二氧化碳(C02)被分离。{￡^_热交换器18被连接到 分裂蒸馏塔16以产生用于N2和C02分离的低温热量。
二氧化碳被发送到冷凝器和混合器20，其也接收来自第二分裂蒸馏塔50 的采收的C02。来自冷凝器和混合器20的C02Mil泵,縮机22供应到C02 存储罐26。氢氧化钠(NaOH)(或其它已知的催化剂或结合剂)存储罐24也 被提供。两个存储罐24、 26的输出被供应到混合器28，而混合器28的输出与来自能離择单元32的能量源一起供应到井筒衝iA井34。选择的會糧可以来 自RF发生器30 ^自电发生器14或来自例如蒸汽工厂的其它来源。注入井 34在地面58下面延伸i4A《诸层60。
称作开采井36的另一井筒被掛共以从油页岩60开菊列如甲微n二氧化碳 之类的干酪根油和JSn体靴它们带到地面58。来自开采井36的在^JtTh下 的热流体37包括油、高压气体、超热蒸汽、水蒸气和其它组合物。来自开采井 36的干酪根油和气体首先在温度Th下lfe^t到热交换器38 ，其除去预先确定数 量的热量39 ffi这个热量39输送到蒸汽轮机44以采收能量。
热交换器38为开^^能量作了准备并通过蒸汽或热水发送热量以驱动蒸汽 轮机44。蒸汽轮机44包括用于驱动电发生器48的机械驱动轴47，该电发生器 48向管网或能Mit鮮元32提供电动力。蒸汽轮机44也向冷凝器45掛共低质 量的蒸汽，冷凝器向抽气泵46 Jlf斜腿液体。泵46禾佣普通的现货供应技术 和产品向热交换器38产生高压水。从热交换器38的干酪根油、水蒸汽和气体 输出处于较低的《驢Td，并且它们駄油汽体分离器40，在这里液体油41 被分离出来并选择性地输送到第二热交换器42，在第二热交换器42多余的热能 被从油中去除，并且油然后可被送到炼油厂。处于斷氐的^鹏TC3的来自第二 热交换器的热量被提供以用于第二次热回收以便加热泵或斯特林引擎或者为分 裂蒸馏i翻交换器樹共动力。油汽体分离器40也向分裂蒸馏±荅50樹共处于温
度TC2的二氧化碳、气体、蒸n/水、油浆的输出。以度C标的M^的相对数
量是Th二350， TC!二200， TC2=175，和1€3=100,其中Th〉Td〉TC2〉TC3。
尽管附图1中显示了两个射L， ^A井34和开采井36，其它实施例可以包 括多个开采井或间歇或连纟，型的地面处理厂。此外，正如公开号为(TBD)的 美国专利(11/314,880)描述的，注入井和输出井可以结合起来。
仍然参见附图1 ，分裂蒸馏塔50接收来自油汽体分离器40处于M^ TC2 的气体、蒸汽、7jC、 C02、浆并产生用于在系统10内j顿的二氧化碳(C02)、 用于驱动气轮机12的甲烷(CH4)和水(H20)。甲烷的临界温度(Tc)为一116°F 而临界压力(Pc)为673.3psiA。 二氧化碳的临界驗(Tc)为88°F而临界压力 (Pc)为1073psiA。分裂蒸馏塔50被连接到低温热交换器52以进行分裂蒸馏塔 反应和甲烷(CH4)气体的分离。
该系统10跑共了用于有效地降低在就地加热油页岩或沥青砂过程中消耗的总能量的方法和装置，这是通过使用临界流体以降低达到可混溶或可移动烃以 便它们可以被通过井向上或向外输送所需的总温度实现的。在升高的200 —
35(ra鹏范围内并在500—5000psi压力范围内把CO2注入储层降低了粘度并增 加了油的扩散率并且也服务于把油从储层冲洗到生产井内。这个方 本上低 于用于其它从页岩获得油的方法的350—50(TC温度范围。
例如，小±央页岩，大约20英亩，具有500英尺JW层的富含干酪根的页岩， 在500英尺的厚度支撑注入和接收井的网格。这块需要10到20MW的电厂12， 在该电厂中可以具体为由乔治亚洲亚特兰大的GE气轮机制造的Model PGT16， 以为大约20—30个50KW的RF发热电极的每一个供给动九其中RF信号由 一系列TX， Dallas的Continental Electronics公司制造的Model 420C 500 KWHF 劍寸机30产生。大约每小时360吨流量的临界流^l皮泵22压縮流体而注入到 储层，i,为CO， Arvada的Sundyne公司制造的Model Pinnacle LF—2000， 开口环浮动头热交换器38可以具体为NY， NY的Doyle和Roth审lj造的Model LS 一428U4。热交换器38供应由Saint—Hubert QC的Blanchard—Ness制造的油一 气分离器40并供应由Hampton VA的Riggins Incorporated制造的定制的分裂蒸 馏塔16， 50。 NaOH、 7j^口 C02的储存MJ^共在由PA， Erie的Zeyon公司希隨 的存储罐24、 25、 26中。齡工艺可以按比例扩大或縮小，这取决于项目的需 要。例如，General Electric和其它电厂供应商可以掛跌生类型的电厂，例如 LM—6000， i^i^大于并且效率^高于PGT—16。
再参见附图1，用于从大陆i央再开采烃的过程中和之后捕集和隔离C02并 移走潜在热的^S和方^^括下述步骤{顿来自电厂的排放物作为临界流体， 在完成开采油之后去除来自储层的热量和残余烃和其它组合物，重新使用系统 热量以运行发电机并增加效率，并在烃除去工艺的最后在地下隔离C02。
参见附图1和附图2，，和方法被显示用于在页岩油藏和其它储层隔离二 氧化碳(C02)并同时从该储层采收残余能量。
如果C02以大气压注入到樹可油藏，其M的趋势将很低。如果井口和其 它通气口和所有M^各径被7JC泥密封，C02可以保持在那里很长时间，基本上 无限期地。不幸地，注A^种场地的C02的数量是可忽略的，数量级为每立方 英尺 L隙度为0.11b。如果同样的油藏以普通泵、压縮机和管道设备很容易达到 的1000psi的压力注入C02，密度将升至IJ大气压例子中的密度的100到500倍。隔离的C02的数量现在题著并理想的。主要的挑战是把它保持在油藏中。
因为大多数页岩和油藏储层由硅、铝、铁、钙和其它金属的碳酸盐、氧化 物和氢氧化物会贼，^f顿那徵质以与C02结合的反应是期望的。虽然C02不 期望与碳酸盐结合，它可以与其它矿物结合以形成碳酸盐。不幸地，这些反应 实际上趋向于极端地侵。ffi^巴C02与天然出现的氧化物或氢氧化物结合，C02
被稳定在储层内。co2的这种结合将M^、用于M (压力)的驱动力，而这是
以充足的密度注入C02以使得项目经济上和环境上可行并理想所原先需要的。
参见附图2，用于在油藏中隔离C02的方法的流程图被根据本发明而显示。 在步骤98中，C02!鈔人储存区^f共，而且步骤100^f规CO2注入油藏以隔
离。接下来，在可选择的步骤io2中，禾,冷的加压C02冲^^:生以移走热量，
如果油藏包含残余热量，并且在步骤104中，C02被冷却并返回以重新注入油 藏。当C02和油藏被充分7轴卩时，接下来的步骤106和108 Mf共利用C02中干 的氢氧化钠(NaOH)的超细、低密度、悬浮催化剂颗粒渗透油藏以便确保反应 速度以便C02可以在其被释方jCt前被稳定下来。同样，氢氧化钾可以l細作催 化剂。这后面紧随的是步骤109和110中的把潮湿的(H20) C02泵入油藏以激 活NaOH催化剂。氢氧化物的物理形式必须这样以便其容易地败悬浮在C02中 并运载到由开采矿物燃料而留下的多孑L储层中。在步骤112中斷氐储层或油藏 的压力以更加深入并更加mili也在油藏内沉积NaOH催化剂是可以选择的。在 步骤114中劍共RF热能或其它旨糧作为催化齐似力口速步骤115中C02与氧化物 和氢氧化物的结合是可以选择的。在步骤116中，封盖油藏导致C02的隔离。 在这个方法中，氢氧化钠或钾和湿度催化了 C02和与储层中矿物的快速反应，
这^ia与氢氧化物和/或氧化物反应以取决于就地情况形成碳Kfc、重碳W^
和其它组合物而实现的，从而实现了以更大容量和稳定性隔离C02。
把C02^A^定的储层以具铺禾啲化学基础也是可能的，例如天然出现
的包f旗化韩、氢氧化韩和碳^l丐的氧化物。接着，RF热能可以IW作催化剂
以力口速结^1程和C02的隔离。
把矿物和C02就地转化为碳m&的化学成分和反应过程如下CaO(s) + C02(g〉 — CaC03(s) 厶 '
Ca(OH)2(s)十CO"g) — CaC03(s) + H20(1)
WaOH
Ca2Si04(s) +■ 2C02(g) —2CaC03(s) + Si02(s) CH3C0oH
其中，A—热量 S—固体 g—气体 卜液体
NaOH—氢氧化钠 CH3COOH—乙酸
co2—二氧化碳
CaO—氧化牵丐
Ca (OH)广氢氧俗丐
Ca2Si04—硅,
CaCO广碳,
SiO广二氧化硅
可注入的氢氧化物工作时，理想應^择普通、便宜并可获得的元素。 在例如Sodasorb (W R Grace & Co.的注册商标)商^i:再呼吸^g产品(用 S^矿和潜水中)中，NaOH Mffi作用于从氧吸收二氧化碳到氢氧化f丐的催化 剂。本方法在类似的原则上运行以便以十亿分之一尺寸的气凝胶形式添加的 NaOH可以容易地悬浮并携带iiA储层。用于这个方法的典型地层是在移走干 酪根、矿物燃料、重油等的过程中或之后的任何油、气、沥青砂、盐或页岩矿
或井o
这种方法中的NaOH被以允许其实现流体性、注入性和流动性以细小结构 的组合物的方式生成。典型地十亿分之一尺寸的颗粒具有这些性质。NaOH被 帝喊亚微型尺寸的气7繊。典型地，气凑搬具有10倍的十亿分之一尺寸的基础 颗粒。聚集的颗粒尺寸将是1—10微米的数量级，形成離多貌悬浮在流体、气 体和临界流体中的松软的无定形的固体。
参见附图2和附图5，附图5 ^M示根据本发明的用于,包括来自储层的 烃的释放元素和用于禾佣临界流体冷却储层的方法的元素的示意图。例如二氧 化碳之类的临界流体(CF) 74 M31井口 35沿着井筒或井34被注入并ffl31 CF输送管67经由^&面积72朝向第二井筒或井36分配到包含有利的区域^6 分别加热区域的富含烃矿藏60。临界流体进入加热的页岩矿藏60并且RF热量 贡献了页岩的破碎和微破裂，而这增加了页岩的渗透率，允许临界流体进一步
渗透并iax阻力最小的方向和区域。上覆岩层和下覆岩层是渗透性不高的区域，
因为与目标区i或相比，它们孔隙度更低、微压裂禾Sg更小并且更冷，为该工艺 提供了相对热屏障和机械屏障。第二井36为临界流体、烃、7j^卩其它期望材料 76提供开采和在接te 65的帮助下输送至抛面58。矿藏60位于与地面58相 邻的上覆岩层下面和下覆岩层61的上面，其被保护免于不加选择的加热。储层 的更硬、更密集、更冷的上覆岩层59和下覆岩层61衛共了临界流体和释放烃 迁移的屏障。
临界流体改善了从储层就地采收油的几个方面。它们溶解了通常与"沥青 砍或'油砂"相关联的重油，产生了比天然产生的油粘度低的多的溶液；这个低 粘度允许其更加自由地从砂那里流动。临界流4tt相对集中的前沿波及了大量 的油，而且继续从砂中"清除"更多的油，导致比其它工艺更高的产出。水稍微 溶于临界的二氧化碳，因此如果水是物质输送的障碍，它可以被C02去除。大 多数矿物和金属不溶于C02，因此它们不被C02移动或开采。临界流皿有非 常低的粘度和表面张力以致于它们腿并容易地渗透各种储层。舰调节临界 流体的Mit和压力，它们的溶解性质可以被改变以便更想要的油的轻端部和中 等重量的油被开采，而且能够阻碍油的管道输送的沥青和其它重组分被大量留 下。临界流体可以l細作其它材料的载体以改善鹏^这包括反应物以提供另 外的就地热量或改善产品性质；这包括表面活性剂以改善油、水、或矿物的开 采；和这包括催化剂以改善反应。最终， 一旦开采完成，C02可以被隔离在洽 当的地方。
例如，如果沥青砂是20%的油和1。％的水，那么主要是C02的临界流俐每 能够吸il^人3到10%的烃和大约1/1(f到1/2的1%的水。如果获得通常获得的 临界C02中溶解的5%油和2/10^的1%水的比例，并且f顿通常的歸!j—与一 供应(S: F)的1: 6的比例，那么对于辦积的开采的沥青砂，大多数的水(1.2 % )和大多数的油/烃可以或者就地或者在地上间歇或连续工艺从该体积的沥青 砂中去除。各种表面活性剂、吸收剂和催化剂可以被加入以为了各种期望的结
果而优化C02的'顿。再参见附图3和附图4，无线电频率加热以几种方式改善了这些油的就i條
收。RF能量33腿地穿透储层大的距离，这斷氐了直到产出油为止需要的钻 进的数量和时间。RF能量，不像蒸汽，避免了^(顿水并给水束缚的区:l5,勧口少 的应力并iffil把矿物溶于水而降低了矿物的流动性，并大体上减少了水污染和 消耗。RF加热消除了与处理油水混^t/和乳状液相关的问题，并用热量对准油 和沥青以提高會糧效率。RF會糧是可以区别的并^m准具有高的电介质常数的 组合物。与加热所有物质的传导加热方法相比，烃和水的区别加热都是有损耗 的，斷氐了所需要的总能量。用于开采矿物或生产油的感兴趣的储层可以被分 析并分成区域。 一些区鄉各具有理想数量的未处理的非释放的烃，例如页岩中 的干酪根，而一些区敏每由于经济、法律或环境参数超出了用于处理的界限。 储层拥有者或处理人员可以分析所有相关和技斜口法律和商业参数和数据并确
定期望加热的区域并进一步处理。m调节RF天线和信号发生器的各种输入参
数，期望加热的区域可以被瞄准。
参见附图3和附图4，附图3是根据本发明通过调节并瞄准油藏中的RF而 限制储层的无区别加热的方法130的流程图。步骤132包括获得项目商业参数、 项目环境保护参数、目标区域烃分析数据，和其它确定用于油和气生产的RF 加热的区别目标区域所需要的信息。步骤134包括获得项目商业参数、项目环 境保护参数、目标区域经分析数据，和其它确定储层中热量、释放烃和临界流 体保持砂卜区域需要的数据。计算RF参数以满足区别目标出现在步骤136中， 并且步骤138包括在储层内定位RF天线。步骤140包括以预先确定的倾角、预 先确定的频率和能歸级输送RF倉g量以实现烃目标区域的区另咖热。步骤142 包括储层中的烃的加热，并且在步骤144监测储层并调节RF参数以实现烃的目 标区域的区另咖热并且在步骤146中输送自由的烃。
参见附图3和附图4，附图4是用于根据附图3所示的方法130 ffl31调节并 瞄准矿藏60中的环形RF會g量模式68丽蹄條层的加热的系统的示意图，其中 矿藏60包括储层或油藏的期望区另咖热的富含烃值得的区域。储层或油藏包括 上覆岩层59、矿藏60和下覆岩层61 。
RF能量33经由注入井口 35 、髓井筒鹏34向布置在矿藏60中的RF施 加器或織66施加，并且每计算参数产生RF育^m模式68。另一井筒或井36 在接收泵65的帮助下提供自由烃与油、气禾卩C02 37到地面58的开采和输送。矿藏60位于与地面58相邻的上覆岩层59下并在下覆岩层61上，其是被{尉户 免于无区别加热的区域。
计算RF参数以满足区别目标出现在附图3中的步骤136，并且步骤138包 括把RF天线布置在储层内。步骤140包括以预先确定的倾角、预先确定的频率 和能量等级输送RF肯g量以实现烃目标区域的区别加热。步骤142包括储层中的 烃的加热，并且在步骤144监测储层并调节RF参数以实现烃的目标区域的区别 加热并且在步骤146中输送自由的烃。
因此，RF的有瞄准目标的热倉糧可以^^择性地施加到富含干酪根页岩的 高度、或富含烃的沥青砂的高度，从而避免大的周围大陆i央和周围材料的不加 区别的加热，留下那些区 目对冷，从而在没有人为的机械屏障或冻结的墙的 帮助下提供释放的油和气和水的工艺的机械和热围堵。当把用于油砂和沥青砂 的临界流体和无线电频率加热结合起来，比单独使用其中之一都实现甚至更大 的效率和经济性。
这个RF瞄准改进的原理如下页岩和沥青砂都为大家所知为"有损耗，的物 质，更具体地页岩中掛干酪根富集区域是"有损耗的"。也就是说，电介质常数 是复杂的并具有如下形式s = s' - jr 。损失的正切为tan— <5 = s" / r
。按照通常的割牛，烃具有"高的介电常数"并且很容易被RF倉糧加热，与 周围的没有损耗并具剤氐介电常数并相对RF惰性的硅和其它组合物形舰比。 即使在大多数区域都是有损耗的均匀储层中，恰当调节的RF信号和天线是这样 的EM波可以以已知的微和距离辐射。
油页岩的领糧典型地得出这样的结果千燥的页岩样品中的损失正切从1
到10MHz大于0.25 (损耗)。这与来自ArthurVonHippel博士的书"介电材料和 应用"中的经典聽比得上。干酪根是非常有损耗的介质，与用于RF设备中终 端的干的载荷类似。从1到10 MHz的RF能量以大约环形(圆环m)模式传 播，从垂直織水平地激寸m储层，其具有大约50到80%天线长度的明显的 上下边界。
波数k，其中对于有损耗的电介质介质为"/c'-， P艮定了Z方向(垂直 于辐射^t及)的瞬时E电场并按照e-yfz或e-ca变化，其中a是衰减常数。 这^i十算允许用户来确定横向电磁(TEM)波的效果。因为对RF施加器的频 率和动力输入很容易改变， ^2的倾角或方位很容易改变，RF能量的7jC平和垂直坐标，以及从而加热的储层可以如附图4所看到的按照期望的控制。
因此，正如被现在的受让人Raytheon公司在就地和实验室测试中证实的， 随着RF天线辐射横向电磁(TEM) ^A页岩，如美国专利4，508，168描述的 RF，将在页岩介质中具有高的并且可以瞄准目标的衰减。如果出现水分，水 将也被加热并最终汽化并贡献加热。
本发明已经根据特定的实施例被公开。显然对于公开的方法和装置可以进 行许多改变而不脱离本发明。因此，所附的权利要求意欲覆盖所有这些落A^ 发明的真正精神和范围的改变和变化。
权利要求
1、一种在开采烃的过程中和之后降低能量和临界流体的需要的方法，包括从内部源和外部源之一产生二氧化碳(CO2)；提供所述CO2作为所述临界流体以预先确定的温度和压力参数进入井内；向所述井提供催化剂；向所述井提供热能；处理热流体，该热流体包括从所述井获得的CO2、CH4、油、蒸汽/水和水蒸汽；和把所述热流体转换成可以重新使用的CO2、CH4、电能量和水。
2、 一种如权利要求1所述的方法，其中所述方》跑括提供具有注入射L和 开采射L的臓井的步骤。
3、 一种如权利要求i戶;M的方法，其中所:^$1{共催化剂的步骤包括提供氢氧化钠(NaOH)的步骤。
4、 一种如权利要求1戶腿的方法，其中戶腿方^雄括掛共用于把戶脱二氧化碳和戶;M催化剂结合并弓i入戶;M井内的混合器的步骤。
5、 一种如权利要求1所述的方法，其中所述向所述瓶供热能的步骤包括{顿电能量为加热工艺提供肖糧的步骤。
6、 一种如权利要求1所述的方法，其中所述向所述^f共热能的步骤包括 樹共RF能量的步骤。
7、 一种如权利要求6戶腿的方法，其中戶服劍共RF會糧的步骤包SM1 ^ffl最小数量的瞄准的RF育疆作为热量 ^^从储层就土 收中残留的释 放烃的移动的步骤。
8、 一种如权利要求1所述的方法，其中所述处理来自所述井的热流体的步骤包括提供热交换器以接收所述热流体的步骤，其中所述热交换^皮连接到气 髓体分离器和蒸汽轮丰肚。
9、 一种如权利要求8所述的方法，其中所述掛共戶;M蒸汽轮机的步骤包括戶诚蒸汽轮机驱动发电机以向管网劍共电能鋼在戶脱系统中。
10、 一种如权利要求8戶脱的方法，其中戶;M提供戶/M气做液体分离器的步骤包括向第二热交换器劍共液体油用于另夕卜的热采收的步骤。
11、 一种如权利要求i所述的方法，其中所述跑共戶;M气術液体分离器的步骤包括向分裂蒸馏塔提供气体、蒸~水、C(V混合物的步骤。
12、 一种如权利要求ii所述的方法，其中所述方》跑括戶;M分裂蒸馏:fc碟供二氧化碳(C02)和甲烷(CH4)以在戶腿系统内重新使用的步骤。
13、 一种如权利要求1所述的方法，其中所述方^^括从包括沥青砂在内的储层移^/K的步骤。
14、 一种如权利要求1所述的方法，其中所述方^跑括重新循环戶腐C02临界流体以使主要的烃波及到地面以处理并留下更小总量的释放烃在原地的步 骤。
15、 一种如权利要求1戶;M的方法，其中戶，方^括fOT包括戶，co2 的重新循环临界流体来冷却以前加热的储层或标识位置从而把释放烃的粘度增 加到流动性较小的值的步骤。
16、 一种如权利要求1戶舰的方法，其中戶脱方^跑括4顿包括重新循环临界流体来冷却以前加热的储层或标讽體的步骤。
17、 一种用于在油藏中隔离二氧化碳(C02)的方法，包括下述步骤 向所述油藏中注入C02;利用冷的、加压C02冲洗戶;M油藏以移走残余热；向臓油藏提供催化剂；禾佣戶/M co2中的戶/M催化剂的特细、低密度悬浮颗粒渗透戶脱油藏；把潮湿的co2泵入BW油藏以激活戶;M催化剂；ft^MC02与反应材料结合；和封獻腿油藏。
18、 一种如权利要求17戶腿的方法，其中戶诚樹共催化剂的步骤包括掛共 氢氧化钠(NaOH)的步骤。
19、 一种如权禾腰求17戶脱的方法，其中戶腿樹共催化剂的步骤包括掛共 氢氧化钾(KOH)的步骤。
20、 一种如权利要求17戶腿的方法，其中戶舰利用C02中的催化剂的特细、 低密度悬浮颗粒渗透油藏的步骤包括斷氐压力以加速所述催化剂在所述油藏中 的沉积的步骤。
21、 一种如权利要求17所述的方法，其中所述把潮湿的C02泵入所述油藏以激活戶腿催化剂的步骤包括樹共RF热量和另一育匯之一以加速C02结合的步骤。
22、 一种在开采烃的过程中和之后从大陆± 集和隔离C02并移走潜在热量的方法，包括下述步骤^顿来自电厂的排出物作为C02源以生产临界co2; 通过利用重新循环临界流体冲洗而在完成油开采后从储层移走热量； 重新4顿来自戶/M储层的戶腿热量以运行发电机并增加效率；禾口当烃的所述开采完成时在戶;M储层隔离二氧化碳。
23、 一种如权禾腰求22戶脱的方法，其中戶脱在戶; ^储层隔离二氧化碳的 步骤包括下面步骤向戶，油藏中注入C02;利用冷的、加压CO2冲洗并重新循环0M油藏以移走残余热； 向臓油藏掛共催化剂；禾拥戶脱C02中的戶舰催化剂的特细、低密度悬浮颗粒渗透戶腿油藏；把潮湿的co2泵入戶;M油藏以激活戶，催化剂；fE^MC02与反应材料结合；禾口 封盖戶M油藏。
24、 一种在处理沥青砂用于油和气^之前吸收和移走附在砂/7K/油基质上 的7jC的方法，包，l」用临界流体C02和临界流体C02和表面活性剂之一冲、^)ff 述沥青砂的步骤。
25、 一种扩大包括蒸汽辅助重力泄油的传统蒸汽处理的方法，包括〗OT临 界流体以从沥青砂，后处理中移走残余水的步骤。
26、 一种用于限制对储层无区另咖热的方法，包括下述步骤 获得信息以确定用于油和气生产的RF加热的区别目标区敏 获得信息以确定在戶脱储层内把热量、释放烃和临界流体保持衫卜的区域; 计算RF参数以满足戶腿区别目标区域；在戶，储层内定位RF天线以产生所述区别目标区域； 在戶，区别目标区域内加热烃；监测戶;M储层以调节戶腿RF参数以保持戶舰区别目标区敏和输送戶舰释放的烃、气体和液体以进行处理。
27、 一种如权利要求26所述的方法，其中所述获得信息以确定RF加热的 区别目标区域的步骤包括获得项目商业参数、项目环境保护参数、目标区域烃 分析繊的步骤。
28、 一种如权利要求26所述的方法，其中所述获得信息以确定把热量、释 放烃和临界流体保持在外的区域的步骤包括获得项目商业参数、项目环衞尉户 参数、目标区嫩5分析 的步骤。
29、 一种用于在开彩圣的过程中和之后斷氏能量和临界流体需要的系统， 包括用于从甲烷内部源嗽卜部源之一产生二氧化碳(C02)的装置；用于提供戶;M co2作为所述临界流体m井内的装置； 用于向戶;M^Mf共催化剂的，；用于向所述^f共热能的装置；用于处理热流体的装置，热流体包括/A^^井获得的C02、甲烷(CH4)、 油、蒸n/7jOl水蒸汽；和用于把戶服热流〗稀换成可以重新f顿的C02、 CH4、电會糧和水的驢。
30、 一种如权利要求29戶腿的系统，其中戶腿井包撤主入射L和开采射L
31、 一种如权利要求29戶脱的系统，其中戶脱系统包括用于地面上间歇或 连续流动工厂工艺的输入罐开口和开采罐开口 。
32、 一种如权利要求29所述的系统，其中所述催化剂包括氢氧化钠 (NaOH)。
33、 一种如权利要求29戶舰的系统，其中戶腿系统包括用于ft^脱二氧化 碳和戶脱催化剂结合并弓l入井内的混合器。
34、 一种如权利要求29戶腐的系统，其中戶脱用于向戶脱 {共热能的装 置包括用于产生电倉糧的體。
35、 一种如权利要求29戶脱的系统，其中戶腿用于向戶; ^#^共热能的装 置包括用于掛共RF能量的體。
36、 一种如权利要求29戶腿的系统，其中戶脱用于处理来自戶腿井的热流体的^a包,接到气^/液体分离器的热交换器和蒸汽轮丰几。
37、 一种如权利要求36戶腿的系统，其中戶脱蒸離机驱动发电机以向管 网提供电能或提供电能以在戶服系统中4顿。
38、 一种如权利要求36所述的系统，其中所述气沐液体分离器向第二热交 换器掛共液体油以M第二次热回收产生热量。
39、 一种如权利要求31戶腐的系统，其中戶腿气彬液体分离器向分裂蒸馏 鹏共气体、蒸餘、C。2的混合物。
40、 一种如权禾腰求39戶腿的系统，其中戶脱分裂蒸馏i碟供二氧化碳 (C02)和甲烷(CH4)以在系统内重新使用。
41、 一种如权利要求29戶脱的系统，其中戶腿系统包括用于从包括沥青砂 的土地移走潜在并且残留的水的装置。
42、 一种如权利要求29戶腿的系统，其中戶服系统包括用于从沥青砂的间 歇和连续的工艺移走水的装置。
43、 一种用于在油藏隔离二氧化碳(C02)的系统，包括用于向戶;M油藏注入C02的，；用于利用冷的、加压C02冲i舒万述油藏以移走残余热并增加容积效率的装置；用于向戶脱油藏掛共催化剂的驢；用于利用戶脱C02中的戶脱催化剂的特细、低密度悬浮颗粒渗透戶腿油藏 的體；用于把潮湿的C02泵入戶腿油藏以激活戶腿催化齐啲體；用于把戶舰C02与反应材料结合的装置；禾口用于封盖油藏的装置。
44、 一种如权利要求43所述的系统，其中所述催化剂包括氢氧化钠 (NaOH)。
45、 一种如权利要求43戶腿的系统，其中戶腿催化剂包 旗氧化钾(KOH)。
46、 一种如权禾腰求43戶脱的系统，其中戶脱用于禾,C02中的催化齐啲 特细、低密度悬浮颗粒渗透戶欣油藏的體包括用于斷氐储层压力以加速所述催化剂在戶;M油藏中的沉积的装置。
47、 一种如权利要求43戶腿的系统，其中戶脱用于把潮湿的C02泵入戶腿 油藏以激活催化剂的體包括用于掛共热量以加速C02与矿物储层的催化反应 的装置。
48、 一种在开釆烃的过程中和之后从大陆± 集和隔离C02并移走潜在热量的系统，包括-用于^顿来自电厂的排出物作为C02源以生产临界C02的體； 用于在完成油开采后从储层移走热量的装置；用于重新使用来自所述储层的所述热量以运行发电机并增加效率的装置；和用于当烃的所述开采完成时在戶;M储层隔离二氧化碳的装置。
49、 一种如权利要求48戶舰的系统，还包括用于在烃(油和气)的主要开采后^ffl临界流体从储层移走残余烃的^a。
50、 一种如权利要求48戶腿的系统，还包括用于利用临界流体7轴卩储层以 降低所述烃、油、气和污染物的粘度并以降低来自戶脱储层的开采工艺前后的 未提炼湘提炼的烃和污染物的流动性的，。
51、 一种如权禾腰求48戶脱的系统，还包括用于劍共RF能量的體，该 RF能量仅仅瞄准荆繊戶服储层的有限物质，从而降低来自储层的未提炼湘提 炼的烃和污染物的流动性，降低非瞄准烃、油和气和污染物的相对粘度，降低 它们在储层中的相赠荒动性，并降低非瞄准储层元素的鹏，为加热元素的迁 移提供热屏障。
52、 一种如权利要求48戶诚的系统，其中戶;M用于i顿来自电厂的排出物 作为C02源以生产临界C02的装置包,接至U冷凝器的分裂蒸馏塔。
53、 一种如权利要求48戶脱的系统，其中戶腿用于在完成油开采后从储层 移走热量的装置包括用于向戶;M储层劍共加压C02的驢和用于AA0M儲层接 4妙;MC02的热交换器。
54、 一种如权利要求53 0M的系统，其中戶脱用于重新4顿来自戶腿储层 的所述热量的戶vW^置包,接到所述热交换器输出的蒸汽轮机，所述蒸汽轮禾;ui接到发电机。
55、 一种如权禾腰求53戶腿的系统，其中戶腿用于重新j顿来自戶欣储层 的戶腿热量的所述體包繊接到所述热交换器输出的热泵，戶脱热泵连接到 发电机。
56、 一种如权利要求45戶脱的系统，其中戶脱用于在戶腿油藏隔离二氧化碳(co2)的戶;fM^g包括 用于向戶;M油藏注入co2的装置；用于利用加压C02冲洗和重新循环戶诚油藏以移走残余热，直至哒到预l确定的用于完成隔离工艺、放弃或三 M油的最优，； 用于向戶腿油藏樹共催化剂的驢；用于利用戶;M C02中的所述催化剂的特细、低密度悬浮颗粒渗透戶，油藏 用于把潮湿的C02泵入戶脱油藏以激活戶;M催化齐啲體； 用于把戶，C02与反应材料结合的，；和 用于封盖油藏的装置。
全文摘要
一种用于在开采储层中燃料或污染物过程中和之后增加产量、降低后处理污染、降低消耗的能量并用于隔离来自各种来源的二氧化碳CO<sub>2</sub>的闭环系统被转换为用作冲洗和冷却介质的临界流体。电能量加热富含烃的储层产生热流体的开采，该热流体被供应到热交换器、气/液分离器和蒸汽轮机，在这里产生油、电动力、二氧化碳和甲烷以在系统内重新使用或用于外部用途。此外，一种用于在油藏中隔离二氧化碳的方法，包括下述步骤向油藏中注入CO<sub>2</sub>，利用冷的、加压CO<sub>2</sub>冲洗所述油藏以移走残余热，利用CO<sub>2</sub>中的干的氢氧化钠催化剂的特细、低密度悬浮颗粒渗透，把水湿润的CO<sub>2</sub>泵入油藏以激活催化剂，把CO<sub>2</sub>与反应材料结合和封盖所述油藏。
文档编号E21B43/40GK101438027SQ200780016488
公开日2009年5月20日 申请日期2007年5月3日 优先权日2006年5月10日
发明者约翰·A·科格里安多, 约翰·M·摩西 申请人:雷斯昂公司