专利名称：通过增强渗透性包裹体的浅层沥青的热采的制作方法
技术领域：
本公开内容总体涉及有关地下井采用的设备以及有关地下井进行的操作，并且在本文描述的实施例中，更具体地提供了通过增强渗透性包裹体的浅层浙青的热采。
背景技术：
需要一种对相对较浅层如在地中约70至140米深度之间发现的浙青进行热采的经济有效的方法。通常，可通过露天开采工艺来开采向下至约70米深度的浙青，并且蒸汽辅助重力泄油(SAGD)热采方法可有效地开采深度大于约140米的浙青沉积物。然而，对在露天开采和SAGD均有效和有利的深度之间的浙青进行开采目前还没有实行。70至140米的深度范围对于常规露天开采而言太深，而对于常规SAGD操作而言太浅。因此，意识到需要对从地层热采浙青和其它相对较重的重烃的技术进行改进。
发明内容
在本说明书中，提供了解决本领域中至少一个问题的装置和方法。下面描述了一个示例，在该示例中，使增强渗透性包裹体扩展至地层内并且将蒸汽注入到所述包裹体的上部，同时从所述包裹体的下部开采浙青。下面描述了另一个示例，在该示例中，蒸汽注入是脉动的，并且相控制阀允许采出浙青但防止采出蒸汽。在一个方面，本公开内容提供了一种从地下地层内开采烃的方法。该方法包括以下步骤将至少一个大致平面的包裹体从井眼向外扩展至所述地层内；向所述包裹体注入流体，由此加热所述烃；以及在注入步骤期间，从所述井眼开采所述烃。在另一个方面，提供了一种从与井眼相交的地下地层内开采烃的井系统。该系统包括从井眼向外延伸至所述地层内的至少一个大致平面的包裹体。流体被注入所述包裹体，由于被注入的流体而加热所述烃。通过管柱开采所述烃，其中所述管柱延伸至所述井眼中的位于所述包裹体以下的位置。所述烃在该位置处收集在所述管柱中。在又一方面，一种从地下地层内开采烃的方法包括以下步骤将至少一个大致平面的包裹体从井眼向外扩展至所述地层内；向所述包裹体注入流体，由此加热所述烃，注入步骤包括当所述流体连续流入所述包裹体时改变所述流体流入所述包裹体的流量；以及在注入步骤期间，从所述井眼开采所述烃。在再一方面，一种将至少一个大致平面的包裹体从井眼向外扩展至地下地层内的方法包括以下步骤提供具有至少一个侧向向外延伸的凸出部的包裹体引入工具，所述包裹体引入工具的侧向尺寸大于所述井眼的一部分的内部侧向尺寸；迫使所述包裹体引入工具进入所述井眼部，由此迫使所述凸出部进入所述地层，从而引入所述包裹体；然后将扩展流体泵入所述包裹体内，由此使所述包裹体向外扩展至所述地层内。对于本领域普通技术人员而言，经对下文的代表性实施例的详细描述和附图进行仔细考虑之后，这些和其它特征、优点、利益和目的将变得显而易见，在附图中，使用相同的附图标记来表示各图中相似的构件。
图1是代表性地层的横截面示意图，可以在其中实施体现了本公开内容的原理的方法；图2是显示使用该方法和相关装置从地层内开采浙青的横截面局部示意图；图3是该方法中被扩展至地层内的增强渗透性包裹体的放大横截面图；图4是体现本公开内容的原理的完井系统的横截面局部示意图；图5是体现本公开内容的原理的另一个完井系统的横截面局部示意图；图6是体现本公开内容的原理的又一个完井系统的横截面局部示意图；图7是体现本公开内容的原理的进一步的完井系统的横截面局部示意图；图8是体现本公开内容的原理的另一个完井系统的横截面局部示意图；图9是体现本公开内容的原理的另一个完井系统的横截面局部示意图；图10是体现本公开内容的原理的另一个完井系统的横截面局部示意图；图11是显示从地层内开采浙青的另一个方法中的初始步骤(例如，在井眼中安装套管)的横截面示意图。图12是该方法在套管下方钻出开孔之后的横截面示意图；图13是该方法在安装作业管柱之后的横截面局部示意图；图14是用于将增强渗透性包裹体引入地层内的工具的横截面示意图；图15是该方法在将增强渗透性包裹体引入地层内之后的横截面局部示意图；图16是该方法在取走作业管柱之后的横截面局部示意图；图17是该方法在取走包裹体引入工具之后的局部横截面图；图18是该方法在井眼的收集部扩大之后的横截面图；图19是该方法在将衬套管柱安装在井眼的收集部中之后的横截面图；以及
图20是体现本公开内容的原理的另一个完井系统的横截面图。
具体实施例方式可理解的是，在不背离本公开内容的原理的情况下，在此描述的各个实施例可以以诸如倾斜、倒置、水平、垂直等各种取向以及各种构造来使用。仅以作为本公开内容的原理的有益应用为例描述了实施例，本公开内容不局限于这些实施例的任何具体细节。在图1-10中代表性示出的是体现本公开内容原理的井系统10和相关方法。在如图1所示的该井系统10中，地层12包含浙青或其它相对较重的重烃14的沉积物。需要开采烃14，但是它们位于通过露天开采和SAGD方法不能实现开采的约70和 140米之间的深度。然而，应清楚地理解到，根据本公开内容的原理，地层12和烃14可处于除70-140米之外的深度。优选地，地层12相对较疏松或未良好胶结。然而，在一些情况下，地层12能够承受相当大的主应力。覆盖层16从地层12延伸至地面，相对不渗透层18位于地层12之下。层16和18 中每一个均可以包括相对渗透或不渗透的多个子层或区段。
下面具体参照图2，示出的井系统10是在井眼20已钻入地层12之后的情况。套管柱22已安装并胶结在井眼20中。然后从套管柱22的下端向下钻出井眼20的开孔收集部24。正如在此使用的，术语“套管”用于表示井眼的保护性衬套。套管可包括诸如那些已知为套管、衬套或管子的管状件。套管可以是大致刚性的、挠性的或可膨胀的，并且可以由包括钢、其它合金、聚合物等的任何材料制成。在套管柱22内的是用于形成从井眼20向外进入地层12中的大致平面的包裹体 28的工具沈。尽管在图2中仅两个包裹体观可见，然而根据本公开内容的原理，在地层12 中可形成任何数量的包裹体(包括一个)。包裹体28可沿预定方位角的方向从井眼20呈放射状向外延伸。这些包裹体28 可同时形成，或以任何顺序形成。从几何意义上说，包裹体观可以不是完全平面或平的，因为它们可以包括一些弯曲部、起伏部、扭曲部等，但优选的是包裹体确实以大致平面的方式从井眼20向外延伸。例如，如果地层是相对较疏松或未良好胶结的，包裹体28可以仅仅是相对于地层 12的剩余部分具有增强渗透性的包裹体。在一些应用中(如在能承受相当大的主应力的地层内)，包裹体观可以是被本领域技术人员称为“断层”的类型。包裹体28可产生于地层12的物质内的相对位移，产生于冲刷等。形成包裹体28 的合适的方法(其中一些不需要使用专用工具26)记载在于2007年12月观日提交的序列号为11/966212、于2007年8月1日提交的序列号分别为11/832602,11/832620 ^P 11/832615，以及于2006年12月14日提交的序列号为11/610819的美国专利申请。这些现有申请的整个公开内容在此通过参考引入。如图3代表性地示出，可相对于井眼20将包裹体观沿方位角定向在预先选定的方向上。尽管井眼20与包裹体观如图2所示是垂直定向的，然而根据本公开内容的原理它们可以沿任何其他方向定向。如图2所示，向地层12注入流体30。流体30经由沿径向形成在套管柱22和采油管柱34之间的环状空间32向下流动。管柱34向下延伸至位于包裹体观以下的位置(例如，在收集部对中)。流体30经由包裹体观向外流入地层12中。其结果是，地层12中的烃14被加热。 例如，流体30可以是蒸汽或能够加热烃14的其他液体或气体。经适当加热，烃14在地层12中变得可移动(或至少更加可移动)并且可经由包裹体观从地层排入井眼20。如图2所示，烃14排入井眼20并收集在收集部对中。因此， 能够经由采油管柱34从井中开采出烃14。由于环状空间32中流体30施加的压力，烃14可通过采油管柱34向上流动。可替代地，或另外地，可采用辅助提升技术促使烃14通过采油管柱34向上流动。在图4中，密度相对较小的流体36 (S卩，与烃14相比密度较小)经由在采油管柱 34旁边安装在井中的另一个注入管柱38被注入管柱34。流体36可以是蒸汽、其他气体如甲烷、或任何其它密度相对较小的流体或流体的组合。在该方法中可使用常规的人工提升设备(如气举阀工作筒39等)。在图5中，流体30经由另一个注入管柱40注入井眼20。设置在井眼20中且处于
7包裹体观上方的封隔器42有助于保持流体30施加的压力，由此有助于迫使烃14通过采油管柱；34向上流动。在图6中，结合了图4和图5的技术，即，流体30经由注入管柱40被注入地层12， 并且流体36经由注入管柱38被注入采油管柱34。这表明根据本公开内容的原理，可采用本文中描述的这些技术(以及在本文中未描述的技术)中的任何数量及其组合。在图7中，脉动工具44与注入管柱40 —起使用，以便在向地层12注入流体30时连续改变流体30的流量。合适的脉动工具记载在专利号US7404416的美国专利、以及于 2008年5月14日提交的序列号为12/120633的美国专利申请中。现有专利和申请的整个公开内容在此通过参考引入。改变流体30进入地层12的流量是有利的，因为它使流体在地层内的分布最优化， 由此有助于加热和移动地层内更大比例的烃14。请注意，优选地，由脉动工具44改变的流体30的流量在流动周期和非流动周期之间、或在正向流动周期和反向流动周期之间并不发生交替。相反，优选地维持流体30沿正向流动(即，流入地层1 ，同时流量改变或脉动。 这可被认为在流体的正基本流量上叠加流体30流量的“AC (交流)，，分量。在图8中，井系统10的结构在大部分方面与如图6所示的系统相似。然而，采油管柱34具有连接在采油管柱的下端的相控制阀46。相控制阀46防止蒸汽或其它气体跟随烃14从收集部M中出来。用在系统10中的合适的相控制阀记载在于2008年2月观日提交的序列号为12/039206的美国专利申请中。该现有申请的整个公开内容在此通过参考引入。在图9中，脉动工具44和相控制阀46与各自的注入管柱40和采油管柱34 —起使用。再说一次，在不背离本公开内容的原理的情况下，本文描述的任何特征均可根据需要结合到井系统10中。在图10中，多个包裹体引入工具^a、26b用于在地层12中相应的多个深度处扩展包裹体^aJ8b。流体30被注入每个包裹体中，并且从每个包裹体^a、28b获得的烃14收集在井眼20中。因此，可以想到的是，根据本公开内容的原理，包裹体观可形成在地层内的多个不同深度处，并且在其它实施例中，包裹体可形成在多个地层内。例如，在图10的实施例中，在上一组包裹体28a和下一组包裹体28b之间可存在相对不渗透的岩层(例如，一层页
毋绝nI 石寸J。如上所述，包裹体扩展工具沈可以与在几个先前提交的专利申请中所描述的任何一个工具相似。这些先前描述的工具中的大部分包括使套管柱的一部分发生膨胀从而例如相对于井眼沿径向增加压缩应力。然而，应理解的是，根据本公开内容的原理，并非一定需要膨胀套管(或互连在套管柱内的工具)。在图11-19中，代表性地示出了在不膨胀套管的情况下在系统10中形成包裹体观的方法。图11示出了在井眼20已钻入地层12且套管柱22已胶合在并眼中之后的方法和系统10。请注意，在该示例中，套管柱22不延伸穿过地层12的将要引入包裹体28的那部分，并且套管柱不包括包裹体引入工具26。
在图12中，在套管柱22的下端以下钻出中间开孔井眼部48。井眼部48的直径可以等于(以及在其它实施例中可以稍微小于或大于)如下所述安装在井眼部48内的包裹体引入工具26的主体部。在图13中，作业管柱50上的包裹体引入工具沈被运送至井眼20中，并安装在井眼部48中。施加力使工具沈穿过位于套管柱22下方的井眼部48周围的泥土，因为至少凸出部52从工具的主体M向外延伸并且与井眼部48的直径相比具有更大的侧向尺寸。如果例如需要增加地层12内的径向压缩应力，主体M也可以具有比井眼部48的直径大的直径。在图14中，代表性地示出了被驱动进入地层12中的工具沈的横截面图。在该图中可见，凸出部52向外延伸进入地层12，由此引入包裹体28。尽管在图14中示出的工具沈具有等间距呈放射状隔开的八个凸出部52，然而应理解的是，该工具可以由任何数量的凸出部(包括一个)构成，并且可以使用该工具引入任何数量的包裹体观。例如，工具沈可以包括间隔180度的两个凸出部52，以便引入两个包裹体观。然后为了引入两个另外的包裹体观，这样的工具沈可被提升，沿方位角稍微旋转，并再次被驱使进入地层12。该处理可以重复所需的次数，从而引入所需数量的包裹体 28。根据本公开内容的原理，可在引入包裹体28之后立即或此后一段时间后，使包裹体观向外扩展至地层12内，并且可相继地、同时地或以任何顺序扩展包裹体。在上述的先前专利申请中所描述的用于引入和扩展包裹体观的任何技术(例如，序列号为11/966212、 11/832602、11/832620、11/832615和11/610819的美国专利申请)可用于在此描述的系统 10和相关方法中。在图15中，包裹体28已向外扩展至地层12内。这可以通过如下的步骤完成在套管柱22中设置封隔器56、通过作业管柱50泵送流体58并使流体58经由工具沈上的凸出部52向外进入包裹体观中。在将流体58泵入地层12内以扩展包裹体28的工艺之前或在此期间，工具沈可以膨胀或者可以不膨胀(例如，使用液压致动器或在上述的先前专利申请中所描述的任何技术)。此外，流体58可加载沙子或其他支撑剂，这样，在扩展包裹体观之后，每个包裹体将限定出高渗透性流路，以便后来注入流体30和从地层12中开采出烃14。请注意，工具沈并非一定包括凸出部52。主体M可沿径向向外膨胀(例如，使用液压致动器等)，并且可以从膨胀的主体泵出流体58以形成包裹体观。在图16中，已从井中取出作业管柱50，在扩展包裹体28之后将工具沈留在井眼部48中。可替代地，视需要，工具沈可与作业管柱50—起取出。在图17中，井眼部48已扩大从而形成收集部M，以便烃14最终积聚在其内。在该实施例中，当使用套洗工具(图未示)从井眼部取出工具沈时，井眼部48被扩大。然而，如上所述如果工具沈与作业管柱50 —起取出，那么可采用其它技术(如使用扩孔器或钻头等)来扩大井眼部48。此外，在其它实施例中，井眼部48自身可以在根本不扩大的情况下用作收集部对。在图18中，收集部24已进一步向下延伸进入地层12。如图2_10所示，视需要，收集部M可延伸进入层18中。在图19中，衬套管柱60已安装在井中，其中衬套悬挂器62在套管柱22中密封和固定衬套管柱的上端。衬套64的开孔或开槽部延伸进入与包裹体观相对的井眼部M，衬套66的无孔或无槽部延伸进入包裹体下方的井眼部。衬套64的开孔部允许流体30从衬套管柱60注入包裹体28。衬套64的开孔部还可以允许烃14从包裹体观流入衬套管柱60。如果衬套66的无孔部在其下端是开放的，那么还可以允许烃14通过衬套的下端流入衬套管柱60。现在可以采用上述以及图2-10中所示的任何技术来完成该井。例如，视情况，采油管柱34可与注入管柱38、40中任一个、脉动工具44和/或相控制阀46安装(在采油管柱34的下端延伸进入衬套管柱60的情况下)在一起。另一个完井选择代表性地显示在图20中。在该完井结构中，上衬套64设有一系列纵向分布的喷嘴68。至少部分地通过维持衬套64的从内部至外部的正压差，喷嘴68用于均勻地分布向包裹体28的流体30注入。喷嘴68可适当地构造(例如，通过直径、长度、流动限制等) 成获得所需的流体30的流动分布，并且所有喷嘴并非必须为相同结构。下衬套66是开孔的或开槽的，从而允许烃14流入衬套管柱60。控流装置70 (例如，止回阀、减压阀等)在上衬套64和下衬套66之间提供单向流体连通。在操作中，流体30的注入加热了烃14，烃14流入井眼20并积聚在收集部M，然后经由控流装置70进入采油管柱34的下端。流体30可周期性地进入采油管柱34的下端 (例如，当收集部中烃14的水平明显下降时)，由此有助于通过采油管柱向上提升烃14。
可替代地，控流装置70还可以包括相控制阀(如上述阀46)，以防止蒸汽或其它气体从下衬套66通过控流装置流入上衬套64。作为另一种替代方案，如果未在采油管柱34 和衬套管柱60之间设置用于密封的封隔器72，那么可在如图8-10所示的和上述采油管柱的下端处包括相控制阀46。在图20的结构中还可以包括上述任一个其它完井选择。例如，可经由注入管柱40 注入流体30，密度相对较小的流体36可经由另一个注入管柱38注入，并且可以使用工作筒 39、脉动工具44改变流体30的流量等。现在可以完全意识到的是，井系统10和相关方法的上述描述使从地下地层开采相对较重的重烃的技术得到了显著发展。系统10和方法特别有利于对于常规露天开采而言太深且对于常规SAGD操作而言太浅的地层。系统10和方法的一些特别有利的特征在于仅需要一个井眼20既可以注入流体30 又可以开采烃14，注入流体可与开采烃同时进行，并且基本上井一旦完成即可以开采烃。系统10和方法为目前使用常规完井技术无法进行热采的浅层浙青的大量沉积物的开采提供了非常经济有效的方式。需要较少的井，这减小了这种开采的环境影响。该方法不需要如常规SAGD技术的那样的3至4个月的加热阶段，该方法优选地也不包括在蒸汽注入阶段停止开采的循环注入蒸汽过程。相反，优选地通过流体30的注入连续加热烃14，并且在注入期间连续开采，因此能提供非常快的投资回报。上述公开内容为本领域提供了一种从地下地层12开采烃14的方法。该方法包括以下步骤使至少一个大致平面的包裹体28从井眼20向外扩展至地层12内；向包裹体28注入流体30，由此加热烃14 ；以及在注入步骤期间，从井眼20开采烃14。烃14可包括浙青。烃14的开采步骤可包括在地中约70米和约140米之间的深度处使烃流入井眼20。流体30可包括蒸汽。流体30可注入与开采烃14的包裹体相同的包裹体28。流体30可注入位于开采烃14的包裹体下部之上的包裹体28的上部。可以在开采烃14的同时，以变化的流量注入流体30。可以通过延伸至井眼20的位于包裹体28下方的位置的管柱34来开采烃14。相控制阀46可以防止流体30与烃14 一起通过管柱34出来。包裹体观的扩展步骤可包括在一个深度处将多个包裹体扩展至地层12中。该扩展步骤还可以包括在另一个深度处将多个包裹体观扩展至地层12中。开采步骤可以包括从两个深度处的包裹体28开采出烃14。包裹体观的扩展步骤可以在无需在井眼20中膨胀套管的情况下进行。上面的公开内容还提供了一种用于从与井眼20相交的地下地层12中开采烃14 的井系统10。系统10包括从井眼20向外延伸至地层12内的至少一个大致平面的包裹体 28。流体30注入包裹体观中。由于注入的流体30而加热烃14。通过延伸至井眼20中的位于包裹体28下方的位置的管柱34开采烃14。烃14集中到该位置处的管柱34内。仅单个井眼20就可以用于注入流体30和开采烃14。脉动工具44可以在注入流体30时改变流体30的流量。可以经由管柱34和井眼20之间形成的环状空间32注入流体30。可以经由注入管柱40注入流体30。控流装置70可以使烃14从井眼20的位于包裹体28下方的部分M单向流入所述管柱34中。上文的描述还提供了一种从地下地层12开采烃14的方法，该方法包括以下步骤 将至少一个大致平面的包裹体28从井眼20向外扩展至地层12内；向包裹体28注入流体 30，由此加热烃14，该注入步骤包括在流体30连续流入包裹体28的同时改变流体30进入包裹体28的流量；以及在注入步骤期间，从井眼20开采烃14。上面的公开内容还提供了一种将至少一个大致平面的包裹体观从井眼20向外扩展至地层12内的方法。该方法包括以下步骤提供具有至少一个侧向向外延伸的凸出部52 的包裹体引入工具26，包裹体引入工具沈的侧向尺寸大于井眼20的一部分48的内部侧向尺寸；迫使包裹体引入工具26进入井眼部48，由此迫使凸出部52进入地层12，从而引入包裹体观；然后将扩展流体58泵送至包裹体观内，由此使包裹体观向外扩展至地层12内。
包裹体弓I入工具沈的主体M可具有大于井眼部48的内部侧向尺寸的侧向尺寸， 为此工具迫使步骤还包括迫使主体M进入井眼部48，由此增加地层12中的径向压缩应力。流体泵送步骤可以包括通过凸出部52泵送流体58。凸出部迫使步骤可进行多次，在凸出部迫使步骤之间可沿方位角旋转包裹体引入工具26。该方法可包括在井眼部48内膨胀包裹体引入工具沈的步骤。可以在泵送步骤之前或在此期间进行该膨胀步骤。该方法可以包括从井眼20取出包裹体引入工具沈的步骤。该方法可以包括向包裹体28注入加热流体30的步骤，由此加热地层12内的烃 14 ；以及在注入步骤期间，从井眼20开采烃14。当然，本领域技术人员在对代表性实施例的上面描述进行仔细考虑后容易想到的是，可对这些具体实施例作出许多修饰、增加、替换、删除以及其它变化，并且这些变化是落入本公开内容的原理的范围内的。因此上文详细的描述应该被清楚地理解为，其仅以解释说明和示例的方式给出，本发明的精神和范围仅由所附的权利要求和它们的等同物限定。
权利要求
1.一种从地下地层内开采烃的方法，所述方法包括以下步骤 将至少一个大致平面的包裹体从井眼向外扩展至所述地层内； 向所述包裹体注入流体，由此加热所述烃；以及在注入步骤期间，从所述井眼开采所述烃。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述烃包括浙青。
3.根据权利要求1所述的方法，其中开采步骤还包括在地中约70米和约140米之间的深度使所述烃流入所述井眼。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述流体包括蒸汽。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述流体被注入与开采所述烃的包裹体相同的包裹体。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述流体被注入位于开采所述烃的包裹体的下部之上的包裹体的上部。
7.根据权利要求1所述的方法，其中在开采所述烃的同时以变化的流量注入所述流体。
8.根据权利要求1所述的方法，其中通过延伸至所述井眼中的位于所述包裹体下方的位置的管柱来开采所述烃，并且其中相控制阀防止所述流体与所述烃一起通过所述管柱采出。
9.根据权利要求1所述的方法，其中扩展步骤还包括在第一深度处将多个所述包裹体扩展至所述地层内。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述扩展步骤还包括在第二深度处将多个所述包裹体扩展至所述地层内，并且其中开采步骤还包括从所述第一深度和第二深度处的所述包裹体开采出所述烃。
11.根据权利要求1所述的方法，其中扩展步骤在无需在所述井眼中膨胀套管的情况下进行。
12.一种用于从与井眼相交的地下地层内开采烃的井系统，所述井系统包括 从井眼向外延伸至所述地层内的至少一个大致平面的包裹体；注入所述包裹体的流体，所述烃由于注入的流体而被加热；以及用于开采所述烃的管柱，所述管柱延伸至所述井眼中的位于所述包裹体以下的位置， 所述烃在该位置处收集在所述管柱中。
13.根据权利要求12所述的系统，其中仅使用单个井眼注入所述流体和开采所述烃。
14.根据权利要求12所述的系统，其中所述烃包括浙青。
15.根据权利要求12所述的系统，其中所述包裹体定位在地中约70米和约140米之间的深度处。
16.根据权利要求12所述的系统，其中所述流体包括蒸汽。
17.根据权利要求12所述的系统，其中所述流体被注入与开采所述烃的包裹体相同的包裹体。
18.根据权利要求12所述的系统，其中所述流体被注入位于开采所述烃的包裹体的下部之上的包裹体的上部。
19.根据权利要求12所述的系统，还包括改变所述流体流量的脉动工具。
20.根据权利要求12所述的系统，其中相控制阀防止所述流体与所述烃一起通过所述管柱采出。
21.根据权利要求12所述的系统，其中在第一深度处，多个所述包裹体延伸至所述地层内。
22.根据权利要求21所述的系统，其中在第二深度处，多个所述包裹体延伸至所述地层内，并且其中从所述第一深度和第二深度处的所述包裹体开采出所述烃。
23.根据权利要求12所述的系统，其中经由所述管柱和所述井眼之间形成的环状空间注入所述流体。
24.根据权利要求12所述的系统，其中经由注入管柱注入所述流体。
25.根据权利要求12所述的系统，还包括控流装置，所述控流装置使所述烃从所述井眼的位于所述包裹体下方的部分单向流入所述管柱中。
26.—种从地下地层内开采烃的方法，所述方法包括以下步骤 将至少一个大致平面的包裹体从井眼向外扩展至所述地层内；向所述包裹体注入流体，由此加热所述烃，注入步骤包括当所述流体连续流入所述包裹体时改变所述流体流入所述包裹体的流量；以及在注入步骤期间，从所述井眼开采所述烃。
27.根据权利要求沈所述的方法，其中所述烃包括浙青。
28.根据权利要求沈所述的方法，其中开采步骤还包括在地中约70米和约140米之间的深度使所述烃流入所述井眼。
29.根据权利要求沈所述的方法，其中所述流体包括蒸汽。
30.根据权利要求沈所述的方法，其中所述流体被注入与开采所述烃的包裹体相同的包裹体。
31.根据权利要求沈所述的方法，其中所述流体被注入位于开采所述烃的包裹体的下部之上的包裹体的上部。
32.根据权利要求沈所述的方法，其中经由在所述井内互连在注入管柱中的脉动工具注入所述流体。
33.根据权利要求沈所述的方法，其中通过延伸至所述井眼中的位于所述包裹体下方的位置的管柱来开采所述烃，并且其中相控制阀防止所述流体与所述烃一起通过所述管柱采出。
34.根据权利要求沈所述的方法，其中扩展步骤还包括在第一深度处将多个所述包裹体扩展至所述地层内。
35.根据权利要求34所述的方法，其中扩展步骤还包括在第二深度处将多个所述包裹体扩展至所述地层内，并且其中开采步骤还包括从所述第一深度和第二深度处的所述包裹体开采出所述烃。
36.根据权利要求沈所述的方法，其中扩展步骤在无需在所述井眼中膨胀套管的情况下进行。
37.一种将至少一个大致平面的包裹体从井眼向外扩展至地下地层内的方法，所述方法包括以下步骤提供具有至少一个侧向向外延伸的凸出部的包裹体引入工具，所述包裹体引入工具的侧向尺寸大于所述井眼的一部分的内部侧向尺寸；迫使所述包裹体引入工具进入所述井眼部，由此迫使所述凸出部进入所述地层，从而引入所述包裹体；以及然后将扩展流体泵入所述包裹体内，由此使所述包裹体向外扩展至所述地层内。
38.根据权利要求37所述的方法，其中所述包裹体引入工具的主体具有比所述井眼部的内部侧向尺寸大的侧向尺寸，从而工具迫使步骤还包括迫使所述主体进入所述井眼部， 由此增加所述地层内的径向压缩应力。
39.根据权利要求37所述的方法，其中所述流体泵送步骤还包括通过所述凸出部泵送所述流体。
40.根据权利要求37所述的方法，其中凸出部迫使步骤进行多次，并且在所述凸出部迫使步骤之间沿方位角旋转所述包裹体引入工具。
41.根据权利要求37所述的方法，还包括在所述井眼部中膨胀所述包裹体引入工具的步骤。
42.根据权利要求41所述的方法，其中在泵送步骤之前进行膨胀步骤。
43.根据权利要求41所述的方法，其中在泵送步骤期间进行膨胀步骤。
44.根据权利要求37所述的方法，还包括从所述井眼取出所述包裹体引入工具的步马聚ο
45.根据权利要求37所述的方法，还包括如下步骤向所述包裹体注入加热流体，由此加热所述地层内的烃；以及在注入步骤期间，从所述井眼开采所述烃。
46.根据权利要求45所述的方法，其中所述烃包括浙青。
47.根据权利要求45所述的方法，其中开采步骤还包括在地中约70米和约140米之间的深度使所述烃流入所述井眼。
48.根据权利要求45所述的方法，其中所述加热流体包括蒸汽。
49.根据权利要求45所述的方法，其中所述加热流体被注入与开采所述烃的包裹体相同的包裹体。
50.根据权利要求45所述的方法，其中所述加热流体被注入位于开采所述烃的包裹体的下部之上的包裹体的上部。
51.根据权利要求45所述的方法，其中在开采所述烃的同时以变化的流量注入所述加热流体。
52.根据权利要求45所述的方法，其中通过延伸至所述井眼中的位于所述包裹体下方的位置的管柱来开采所述烃，并且其中相控制阀防止所述加热流体与所述烃一起通过所述管柱采出。
53.根据权利要求37所述的方法，其中在工具迫使步骤中，所述井眼部是所述井眼的露出的开孔部。
全文摘要
本发明公开了使用增强渗透性包裹体对浅层沥青进行热采的系统和方法。从地下地层内开采烃的方法包括以下步骤将至少一个大致平面的包裹体从井眼向外扩展至所述地层内；向所述包裹体注入流体，由此加热所述烃；以及在注入步骤期间，从所述井眼开采所述烃。井系统包括从井眼向外延伸至所述地层内的至少一个大致平面的包裹体；注入所述包裹体的流体，由于注入的流体而被加热的烃；以及用于开采所述烃的管柱，所述管柱延伸至所述井眼中的位于所述包裹体以下的位置，并且所述烃在该位置处收集在所述管柱中。
文档编号E21B43/24GK102216561SQ200980145476
公开日2011年10月12日 申请日期2009年11月6日 优先权日2008年11月13日
发明者格兰特·霍金, 特拉维斯·W·卡万德, 罗杰·L·舒尔茨 申请人:哈利伯顿能源服务公司, 格兰特·霍金