专利名称：用于从页岩原位提取油的方法和系统的制作方法
用于从页岩原位提取油的方法和系统相关申请的交叉引用本申请是2007年1月19提交的、第11/655，152号美国申请的部分继续申请，所述美国申请要求2006年1月20日提交的美国临时申请60/760，698的优先权，所述美国临时申请所披露的内容以引用的方式被全文结合到这里。本申请也主张2009年5月15日提交的、序列号为61/178，856的美国临时申请和2010年4月27日提交的、序列号为61/3 ，519 的美国临时申请的优先权，上述美国临时申请所披露的内容以引用的方式被全文结合到这里。
背景技术：
在美国和世界各地都已经发现了大的地下油页岩沉积物。与石油沉积物相比，这些油页岩沉积物的特征在于它们的固体状态；其中有机材料是通常被称作“油母岩质”的、 与无机矿物成分密切地混合的聚合物类结构。将油页岩沉积物加热到在大约300C以上的温度并持续几天到几个星期已经显示，将导致固态油母岩质高温分解以形成石油类“页岩油”和天然气类气态产品。部分地，由于难以有效地加热地下油页岩沉积物，阻碍了经济地从油页岩提取产品。因此，在本领域中有对于能有效地原位加热大体积的油页岩沉积物的方法和设备的需求。
发明内容
这里所披露的系统和方法包括如下的几个目的、好处和/或特征干馏操作的方式使得干馏物的出口与活跃的干馏区域距离足够远，通过在重力驱动流下返回到油池的油的凝结维持油池的水平。干馏操作的方式使得干馏物的压力水平维持成足以在干馏物内凝结油蒸气并且在重力驱动流下返回以维持沸腾油池的水平。干馏操作的方式使得从地面返回液态油从而维持沸腾油池的水平。干馏操作的方式使得以正确的沸腾点分布的液态油用来维持油池中的适当的沸腾分布从而优化从沸腾油池到干馏物的热传递。干馏操作的方式使得从地面返回的油冷却从干馏物出来的气体和蒸气并且使额外的油凝结并通过重力驱动流返回到沸腾油池。干馏操作的方式使得来自地面的油的返回、返回油和排出蒸气之间的逆流热交换以及干馏物中的压力的组合用来维持沸腾油池中的适当的水平和成分。竖直蛛网井用来分布厚油页岩资源内的沸腾油的结构。加热器包含在倾斜井眼中以有助于将油排到沸腾油池中的结构。本发明涉及用于从位于覆盖层下面的油页岩沉积物内的地下油页岩本体提取烃的系统和方法。所述系统包括加热油页岩本体的能量递送子系统和用于收集从油页岩本体干馏的烃的烃收集子系统。
所述能量递送子系统包括至少一个从地球的表面钻过覆盖层到达邻近油页岩本体的底部的深度的能量递送井，所述能量递送井大体上从待干馏的油页岩本体的近端之上的表面位置向下延伸并且继续延伸到邻近油页岩本体的底部。所述能量递送井可以倾斜地延伸到油页岩本体中。所述能量递送井包括热递送装置，所述热递送装置部分在被干馏的油页岩本体之下延伸并且横过被干馏的油页岩本体延伸，从它的近端延伸到它的远端。所述热递送装置适于将处于至少等于干馏温度的温度的热能递送到待干馏的油页岩本体。所述热递送装置包括沿着油页岩本体的底部延伸的流体传送管。所述流体传送管适于接收被加热到至少干馏温度的加热流体并且适于将热能从加热流体递送到油页岩本体。在一个实施方式中，在所述系统的操作的第一阶段，所述流体传送管接收和传送第一加热流体，并且在所述系统的操作的第二阶段接，所述流体传送管接收和传递第二加热流体。 所述流体可以是相同的或不同的。例如，流体可以是蒸汽或者高温介质。所述系统可以进一步包括至少一个钻过待干馏的油页岩本体的蒸气管道。所述蒸气管道具有位于接近待干馏的油页岩本体的底部的下端。所述蒸气管道适于依靠热递送子系统通过油页岩本体向上传送从油页岩干馏的蒸气。所述蒸气管道也可以允许所述蒸气在所述蒸气管道和接近所述蒸气管道的油页岩本体之间穿过。当所述蒸气上升通过油页岩时，所述蒸汽管道也允许所述蒸气将热能提供到所述油页岩，所述热能至少部分由回流提 {共。所述蒸气管道至少部分是开口孔和被填塞的砾石，成为所述蒸气管道提供完整性和允许干馏蒸气和液体运动的渗透性。所述蒸气管道至少部分是带有外罩，所述外罩是穿孔的以允许干馏蒸气和液体在所述蒸气管道和待干馏的油页岩本体之间穿过。所述蒸气管道可以呈现蛛网井的形式。所述烃收集子系统包括至少一个带外罩的井，所述至少一个带外罩的井钻到地球中通过覆盖层并且通过待干馏的油页岩本体。所述带外罩的井具有位于地球表面处的上端，所述带外罩的井延伸通过所述覆盖层至少到达所述覆盖层的底部。所述烃收集子系统也包括生产管，所述生产管具有在所述带外罩的井的所述上端处的集采端并且具有位于待干馏的油页岩本体的底部处的收集端，所述生产管适于通过其传送液态烃。池槽位于所述收集端下面并且与所述收集端连通。所述池槽适于集采从油页岩沉积物干馏的凝结液态烃，并且适于允许液态烃被从所述池槽泵送到所述生产管的所述收集端中。也可以预期得到用于干馏和提取地下烃的方法。所述方法包括钻一能量递送井， 所述能量递送井从地面延伸到接近烃的底部的位置。从底部加热烃，以形成干馏物，所述干馏物沿着所述能量递送井的一部分延伸。将蒸气管延伸到接近所述干馏物的位置，所述蒸气管具有相应于沿着所述能量递送井的最接近地面出口的干馏物区域的入口。在第一阶段，所述方法包括将进入所述入口的蒸气的温度维持在大约等于未加热的周围烃的温度。所述方法包括第二阶段，所述第二阶段包括进一步加热所述干馏物直到进入所述入口的所述蒸气在大约150到IlOOpsig之间的压力下达到大约180到290摄氏度之间的温度。第三阶段包括进一步将所述干馏物加热到大约325和350摄氏度之间。所述方法优选为包括将加热器设置在所述能量递送井中，并且可以包括作为时间的函数地将蒸气管的入口移动的远离所述加热器。所述方法可以包括将油再循环到干馏物中。可以将油从干馏物移动到地面，并且根据需要将油从地面再循环到所述干馏物中，并且从干馏物去除掉多余的水。在另一实施方式中，用于从油页岩层干馏和提取地下烃的方法包括钻一从位于地面处的近端延伸到倾斜地延伸到所述层中的远端的井。将加热器设置在所述井的远端附近并且设置在所述层内。沿着所述井延伸管道并且通过将所述层加热到超过82摄氏度，而破碎所述层。通过所述管道去除掉通过加热所述层产生的油和气体，而形成用于连续破碎的空隙度。
图1是适合利用热机械破碎的CCR 方法的一实施方式的示意性的示图；图2是在伊利石开采区间中执行的CCR 方法的一实施方式的示意性的示图；图3是使用伊利石开采区间中的平行的热井和生产井的一些优化构造的商业操作的代表性的概念布置图；图4是CCR 方法的代表性的实施方式的示意性的视图；图5示出了在两个选择的时间，两个井之间的油母岩质变换轮廓，假如没有井眼破碎；图6示出了当应力随着温度增加并且强度随着温度降低时发生的热机械破碎；图7示出了来自加热井的热机械破碎波的传播；图8示出通过热机械破碎形成的大油页岩干馏洞；图9示出使用来自表面的再循环以及干馏物内的回流的通常CCR 方法；图10图示了 CCR 干馏的基于蒸气生产井管道的入口温度的三个阶段；图11示出了在R-I区域的地层中的倾斜的加热器-生产井的放置；图12是示出了再循环的油的量取决于生产井管道的入口处的温度的示图；图13是代表性的井实施方式的示意性的示图；图14是用于图13中所示的代表性的井实施方式的位置图；图15是井区域的放大图，其中标识了关键的方法部件；图16示出了围绕被加热区域的断层分析井的可能位置的代表性的布置图；图17示出了整体在干馏物内的加热器和井；图18是加热器电连接系统的概念设计；图19示出了电加热器的三组三个加热器元件；图20是在封隔器和电缆过渡之上的代表性的生产管道构造；图21是油-水-气馏分系统的透视图；图22是另一代表性的井实施方式的示意性的视图；图23是图22中所示的代表性的井实施方式的位置图；图M是图23中所示的井区域的放大图，其中标识了关键方法部件；图25示出了图22中所示的断层分析井的可能位置的代表性的布置图；图沈是包括倾斜加热器井和竖直生产井的干馏生产井的另一实施方式的示意性的描述；
图27是图沈中所示的加热器组件的概念示图；图观是图沈和27中所示的干馏生产井构造的详细的示意性的示图；图四是用于实现CCR干馏的井构造的另一代表性的实施方式的示意性示图；和图30是用于实现包括热传递对流环的CCR干馏的井构造的再另一代表性的实施方式的示意性的示图。
具体实施例方式本发明涉及页岩油的原位加热和提取，并且尤其涉及传导、对流、回流 (Conduction, Convection, Reflux) (CCR )干馏方法。应当指出，开始时，尽管这里所描述的实施方式可能涉及特定的地岩层，但是CCR 干馏方法可以用于其它地岩层。而且，根据相对小规模的测试生产描述实施方式，并且取决于实际情况，所披露的生产和产量可以扩大或缩小。在一个实施例中，在科罗拉多州的Piceance Basin执行CCR 干馏方法。尤其是， 在受保护的蓄水层下面的格林河(Green River)层的下部部分中的富伊利石采矿区间中执行所述方法。在这个实施方式中，采矿区间(mining interval)是从苏打石(nahcolitic) 油页岩的底部(大约1850英尺深)延伸到格林河层的底部(大约2350英尺深)的大约 500英尺厚的部分。干馏物将包含在采矿区间内。伊利石油页岩样品的特征显示油母岩质品质类似于来自更高地层的碳酸盐油页岩的品质。对于碳酸盐和伊利石油页岩来说，在费歇尔分析(Fischer Assay)期间，油母岩质到油的转换分数几乎是相同的。从伊利石油页岩干馏的油包括比在典型的Mahogany区域(碳酸盐)油页岩中的稍微更长链的链烷烃(蜡)。这些长链的链烷烃实际上是有利的， 因为它们在更高的温度下沸腾，因此提高了 CCR 干馏方法中的回流动作，这在下面更全面地描述。CCR 方法使用与热源接触的干馏物底部中的页岩油的沸腾池，如同在图1中示意性地示出的那样。当它们通过双相自然对流再循环通过干馏物时，从沸腾的页岩油112转化来的热蒸气110用它们的显热和冷凝的潜热加热周围的油页岩114。当最接近转化来的热蒸气的油页岩达到大约300和350C之间的温度时，取决于加热的时间，油母岩质被干馏。 当油页岩被加热到干馏温度时，热膨胀，与周围地岩层的地质力学限制的组合，使它在干馏物边界处破裂开(破碎)，产生充填有碎片的干馏物120。当油页岩破碎时，更多的油页岩被暴露到热蒸气110。当这些热蒸气在新暴露的油页岩上冷凝时，可以发生快速干馏生长。 冷凝的页岩油116排出和补充沸腾池；通常称作回流过程。在干馏温度下未浓缩的蒸气呈交到表面。需要热以沸腾干馏物的底部中的页岩油池。CCR 方法的变形包括加热沸腾油池的不同方式。能使用几种方法应用这种热。井底热源传统的燃烧器或催化加热器可以用来燃烧甲烷、丙烷或处理过的页岩可燃气体，以将热提供到页岩油的沸腾池。燃烧器或加热器将被容纳在浸没于沸腾池中的外罩中。将不允许废气与干馏产品互相混合。代替燃烧器或接触反应加热器，能使用电阻加热器或射频天线。表面热源能使用锅炉或其它加热流体的方法在地面上加热多种流体(蒸汽、气体和某些液体)。这些热流体将循环到浸没在沸腾池中的换热器。可选地，干馏产品能在表面上被收集，被加热到合适的温度，和被喷射到沸腾池中。能用从地面发送过来的热气体开始所述方法，以产生足够的页岩油从而开始(0^6<]对流循环。一旦CCR 干馏方法是运转的，地面冷却/冷凝处理将主要导致页岩油，页岩可燃气体，和水的产生。页岩可燃气体能用来形成干馏热，给地面处理的加热器添加燃料以及产生蒸汽和/或电。能以多种几何条件运行所述CCR 方法。一种形式的CCR 干馏是水平井眼，其中沸腾页岩油池分布在采矿区间的底部处的长水平部分之上。在图2中示意性地示出了这个概念。水平井210可以是通过定向钻孔形成的“U”形的，“J”形的，或者“L”形的。在各种情形中，将在干馏物区间212的底部处完成井的从竖直方向偏离形成水平井眼的那些部分。另一种形式的CCR 干馏是竖直井眼，其中沸腾页岩油池占据下部部分。对于实际商业操作来说，这些竖直的、水平的以及倾斜的井眼的组合可以用来根据需要提高资源回收，改进商业生存能力，并且减少对地面和地下的环境影响。在图3中示出了商业操作的一种方法。大约20个间隔开100英尺的井对构成了干馏面(retort panel)310。所述面由用作渗透屏障的未干馏的页岩窄带间隔开。由井下燃烧器提供热。在流出的废气与流入的空气和燃料之间发生逆流热交换。油、气体、和水被生产为液体和蒸气。地面上的设备处理所产生的流体，将它们分成船运到或管运到提纯设备或商业市场的成分。CCR 方法被设计成从油页岩有效地采出油和气体。尽管在方法的实施方式中有一些变化，但是它们通常都包括经由使用电磁能量或者封闭系统的间接传热将热递送到地岩层，所述封闭系统循环加热流体(蒸汽或高温介质，诸如Dowtherm 其是可从Dow Chemical Company得到的)或依靠井下燃烧室产生热气体或蒸汽。这种方法使对地面以及地下水文的潜在污染和环境问题最小化。CCR 方法通常也包括通过如同上面所解释的那样的回流驱动的对流将热散布为通过地岩层。这种方法使用产生的油将热从封闭的热递送系统快速地散布到地岩层，因此使得形成更多的油。通过传导发生进一步的热散布。CCR 方法的一个变化是将油回流环延伸到地面加热器，而不引入外来材料。在一个实施方式中，所述方法被设计成处理具有适度的覆盖层厚度的厚油页岩部分。能量系统包括多个定向钻出的加热井，所述加热井从地面钻到油页岩区域并且然后返回到地面。这些井是有罩的、部分地粘合水泥的，并且形成供传热介质通过其循环的封闭系统的一部分。商业上，输入热源将依靠锅炉/加热器系统410中的干馏气体的燃烧。油产生/生产系统被设计成将热有效地传递到地岩层中并且收集烃产品和使烃产品的采出最大化。能经由通过大直径的、隔热管道的盘管钻系统钻出生产井416，其能使表面占地面积最小化并且减少收回系统的环境影响。在图4中示出了示意性的图表，其示出了这个实施方式的能量递送和产品递送系统。影响油页岩处理在经济上成功的一个关键问题是能从水平加热管142抽取的热和被传递到被干馏的区域之上的热的比率。围绕水平管的区域被沸腾油环绕。在一个实施方式中，油蒸气沿着蛛网井414向上行进(参见图4)并且冷凝在井眼416上，因此将它们的蒸发的热传递到井壁上。由于热传导，热远离壁侧向扩散，因此加热井之间的区域。模型计算用来估算两个井之间转换成油和气体的油母岩质的量的轮廓。图5图形
8地表示假如没有井眼破碎，在两个选定的时间，两个井510和512之间油母岩质的转换轮廓。全部被干馏的区域520在大约390天时在两个井之间的中间结合在一起并且然后以 U形的干馏前面向上继续。在833天，当耗尽回流油池时，转换了约85%的油母岩质。大部分未转换的油母岩质都在中间、顶部区域。如果使场地额外维持静止(dormant)(没有冷却，没有加热)3个月，另外1.5%的油母岩质的转换发生。如果根据费歇尔分析，人们实现转换的油母岩质的体积为80%，如同劳伦斯利福摩尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)和壳牌石油公司的实验所建议的那样，那么能采出干馏区域中的大约 70% 的油。(参见 A. K. Burnham 和 M. F. Singleton，“High Pressure Pyrolysis of Green River Oil Shale，，，ACS Symp. Series 230, Geochemistry and Chemistry of Oil Shales (1983), ρ 355 ；第6，991，032号美国专利，其披露的内容以引用的方式被全文结合到这里)。一旦从热源，诸如输入的天然气开始，干馏处理是自维持的。除了页岩油，大约1/6 的油母岩质转换成燃料气体。(这对应于大约1/4的总采出烃，因为三分之一的油母岩质被转换成了焦炭)。尽管这个燃料气体在燃烧之前可能需要净化，以去除掉H2S和其它含硫气体，但是，对于超过大约20加仑/吨的油页岩等级来说，气体包括足以维持干馏操作的能量，包括在加热之前无法被泵送出的地岩层水的蒸发。在另一实施方式中，使用L形的井，而不是图4中所示的U形井。在商业开发期间，L形的井具有允许干馏面更靠近在一起以及减少表面干扰和对其它地下资源的影响的好处。L形的井也具有完成起来更便宜的潜力。干馏工作的方式是不变的，也就是，热从水平井部分被传递到沸腾油池并且依靠回流油通过干馏物散布热。仍然能通过竖直生产井进行生产，尽管水平生产井可以具有其它好处。L形的井也能使用其它加热源诸如井下燃烧加热器和各种类型的电加热器。这里使用井下燃烧器尤其有利，因为它们基本上通过减少到达覆盖层的热损失， 而增加能量效率。不仅加热的流体仅仅在一个方向上行进，而且在进入空气/燃料和流出废气之间有逆流热交换。能量效率的这种改进对于以伊利石采矿区间为目标的方案来说是尤其重要的，对于伊利石采矿区间来说，覆盖层厚度是很大的。可以使用多种井下燃烧器技术。在一个情形中，与燃料气体和空气一起递送水，以形成富含蒸汽的燃烧气体。水保持火焰区域是冷的，以使材料腐蚀最小化并且增进热传递到热递送系统的水平部分。作为另一实施例，催化燃烧发生在热递送系统的基本上整个长度上。CCR 干馏方法也利用存在于油页岩层中的地质力学力。已经发现，当被加热到干馏温度以下时，在深度处的地质力学力使油页岩破裂和破碎，如同在图6中所示的那样。在 the Journal of Petroleum ^Technology中的Prats等人的文章中，其以引用的方式被全文结合到这里，在被加热的1立方英尺的块上进行了试验，其中一个面被暴露到520下的蒸汽流。(Prats，M. ,P. J. Closmann,Α. Τ. Ireson，禾口G.Drinkard(1977)Soluble-Salt Processes for In-Situ Recovery of Hydrocarbons from Oil Shale，J. Petr. Tech. 29,1078-1088) ("Prats (1977) 除了被暴露到热和经历破碎的一个面之外，在其它所有面上限制所述块。因为应力随着温度增加同时强度随着温度降低，所以破碎发生。在大约180下时，应力超过强度。假如井中有足够的初始空位，由于这个热破碎，周围层的渗透性将增加，因此使
9回流驱动的对流机制能有效地将热递送到被干馏区域的边缘附近的冷页岩。油母岩质构成干馏区间中的油页岩的体积的大约30%。当油母岩质被转换成油和气体时，在页岩中形成孔隙。这个孔隙在干馏边界上提供不受限制的表面，因此允许通过热破裂(破碎)快速地传播干馏。在图7中在圆柱形的几何形状中示意性地示出了整个过程。 图7示出了热机械破碎从加热井710的传播。热井710被示为处于中心并且进出页面。由于周围地岩层在外部的限制，期望恰好在干馏区域外侧的热膨胀使油页岩压实，因此闭合破裂和油页岩内的小孔。期望这种压实导致几乎不能渗透的“外壳”，其将帮助排出自由地岩层的水和限制干馏产品。这个外壳将增强由开采间隔的低渗透性提供的自然发生的密闭度。已经发现，通过热机械破碎的传播，能形成大洞。在如同在I^rats (1977)中所描述的那样的一个示例中，碎石洞长到大约15英尺的直径。在图8中复制了洞的描述。在这种情形中，通过去除掉苏打石以及油母岩质转换成油和气体，形成用于继续破碎的空隙度。已经发现，在苏打石开采期间，通过这种破碎机制形成的洞的直径易于长到300 英尺并且平均差不多200英尺。CCR 干馏处理利用热破碎机理。然而，CCR 处理使用油母岩质开采空隙空间，而不是苏打石分解空隙空间，以维持继续进行的碎石。在表1中示出了在通过如同由Ramey和Hardy的论文中所报告的那样的高温溶液采矿的苏打石开采期间，通过热破碎形成的洞的直径，其所披露的内容以引用的方式被全文结合至Ij这里。(Ramey，M.，禾口Μ· Hardy (2004)The History and Performance of Vertical Well Solution Mining of Nahcolite (NaHC03)in the Piceance Basin, Northwestern Colorado, USA. In :Solution Mining Research Institute,2004 Fall Meeting, Berlin, Germany)。经由油回流给定的足够的对流热传递，期望CCR 干馏获得相似的直径。表 权利要求
1.一种用于从位于覆盖层下面的油页岩沉积物内的地下油页岩本体提取烃的系统，所述系统包括加热所述油页岩本体的能量递送子系统；和用于收集从所述油页岩本体干馏的烃的烃收集子系统；其中所述能量递送子系统包括至少一个从地球表面钻过所述覆盖层到达所述油页岩本体的底部附近的深度的能量递送井，所述能量递送井从待干馏的所述油页岩本体的近端之上的表面位置大体向下延伸并且继续延伸到所述油页岩本体的底部附近；所述能量递送井包括热递送装置，所述热递送装置，从其近端到其远端，部分地在待干馏的油页岩本体之下并且横过待干馏的油页岩本体延伸，所述热递送装置适于将处于至少等于干馏温度的温度的热能递送到待干馏的油页岩本体。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述热递送装置延伸到所述油页岩本体的远端。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述能量递送井倾斜地延伸到所述油页岩本体中。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述热递送装置包括沿着所述油页岩本体的底部延伸的流体传送管；所述流体传送管适于接收加热到至少干馏温度的加热流体并且适于将热能从所述加热流体递送到所述油页岩本体。
5.如权利要求4所述的系统，其中在所述系统的操作的第一阶段，所述流体传送管接收和传送第一加热流体，并且在所述系统的操作的第二阶段，所述流体传送管接收和传递第二加热流体。
6.如权利要求5所述的系统，其中所述第一和第二流体是不同的。
7.如权利要求6所述的系统，其中所述第一流体是蒸汽并且所述第二流体是高温介质。
8.如权利要求1所述的系统，进一步包括至少一个钻过待干馏的油页岩本体的蒸气管道，所述蒸气管道具有位于待干馏的油页岩本体的底部附近的下端，所述蒸气管道适于依靠热递送子系统通过油页岩本体向上运送从油页岩干馏的蒸气；允许所述蒸气在所述蒸气管道和所述蒸气管道附近的油页岩本体之间穿过；和当所述蒸气上升通过油页岩时，允许所述蒸气将热能提供到所述油页岩，所述热能至少部分由回流提供。
9.如权利要求8所述的系统，其中所述蒸气管道至少部分是开口孔和填塞的砾石，以为所述蒸气管道提供完整性和渗透性用于干馏蒸气和液体的移动。
10.如权利要求8所述的系统，其中所述蒸气管道至少部分带有外罩，所述外罩是穿孔的以允许干馏蒸气和液体在所述蒸气管道和待干馏的油页岩本体之间穿过。
11.如权利要求10所述的系统，其中所述蒸气管道是蛛网井。
12.如权利要求1所述的系统，其中所述烃收集子系统包括至少一个带外罩的井，所述至少一个带外罩的井钻到地球中通过所述覆盖层并且通过待干馏的油页岩本体，所述带外罩的井具有位于地球表面处的上端，所述带外罩的井延伸通过所述覆盖层至少到达所述覆盖层的底部；生产管，所述生产管具有在所述带外罩的井的所述上端处的集采端并且具有位于待干馏的油页岩本体的底部处的收集端，所述生产管适于使液态烃从其传送通过；位于所述收集端下面并且与所述收集端连通的池槽，所述池槽适于集采从油页岩沉积物干馏的凝结液态烃；所述池槽进一步适于允许液态烃被从所述池槽泵送到所述生产管的所述收集端中。
13.如权利要求12所述的系统，其中所述烃收集子系统包括至少一个蛛网井，所述至少一个蛛网井与待干馏的油页岩本体连通，并且适于使干馏蒸气通过其向上传送和使干馏液体通过其向下传送。
14.如权利要求13所述的系统，其中所述蛛网井至少部分是开口孔和被填塞的砾石， 以提供孔完整性和渗透性用于干馏蒸气和液体的移动。
15.一种用于干馏和提取地下烃的方法，包括钻能量递送井，所述能量递送井从地面延伸到烃的底部附近的位置；从底部加热烃，以形成干馏物，所述干馏物沿着所述能量递送井的一部分延伸；将蒸气管延伸到所述干馏物附近的位置，所述蒸气管具有入口，所述入口对应于沿着所述能量递送井最接近地面出口的干馏物区域；和将进入所述入口的蒸气的温度维持在大约等于未加热的周围烃的温度。
16.如权利要求15所述的方法，包括从所述干馏物去除掉多余的水。
17.如权利要求15所述的方法，包括将加热器设置在所述能量递送井中，并且包括作为时间的函数地将蒸气管的入口移动远离所述加热器。
18.如权利要求15所述的方法，包括进一步加热所述干馏物直到进入所述入口的所述蒸气在大约150到IlOOpsig之间的压力下达到大约180到290摄氏度之间的温度。
19.如权利要求18所述的方法，包括进一步将所述干馏物加热到大约325和350摄氏度之间。
20.如权利要求19所述的方法，包括将油再循环到干馏物中。
21.如权利要求20所述的方法，其中将油从地面再循环到所述干馏物中。
22.一种用于从油页岩层干馏和提取地下烃的方法，包括钻从位于地面处的近端延伸到倾斜地延伸到所述层中的远端的井；将加热器设置在所述井的远端附近并且设置在所述层内；沿着所述井延伸管道；和通过将所述层加热到超过82摄氏度，而破碎所述层。
23.如权利要求22所述的方法，包括通过所述管道去除掉通过加热所述层产生的油和气体，而形成用于连续破碎的空隙。
全文摘要
一种用于从位于覆盖层下面的油页岩沉积物内的地下油页岩本体提取烃的系统和方法。所述系统包括加热油页岩本体的能量递送子系统和用于收集从油页岩本体干馏的烃的烃收集子系统。能量递送子系统包括至少一个从地球表面钻过覆盖层到达油页岩本体的底部附近的深度的能量递送井，所述能量递送井大体上从待干馏的油页岩本体的近端之上的表面位置向下延伸并且继续延伸到油页岩本体的底部附近。能量递送井可以倾斜地延伸到油页岩本体中。
文档编号E21B36/00GK102428252SQ201080021196
公开日2012年4月25日 申请日期2010年5月13日 优先权日2009年5月15日
发明者A.K.伯纳姆, H.G.哈里斯, J.R.麦康纳吉, P.H.瓦尔曼, P.勒维克, R.G.沃特, R.L.戴 申请人:美国页岩油有限责任公司