[发明专利]地表下加热器的地表下连接方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及碳氢化合物、氢和/或其他各种地表下地层产物的加热与生产的方法和系统，所述各种地表下地层例如是含碳氢化合物的地层。具体涉及耦联加热器地表下部分的系统和方法。

背景技术

从地下地层获得的碳氢化合物经常用作能源、原料和消费品。对可用碳氢化合物资源耗尽的担忧和对生产的碳氢化合物整体质量下降的忧虑曾导致更加有效的开采程序的发展、可用碳氢化合物资源加工和/或使用的发展。可利用原地加工程序从地下地层中分离碳氢化合物材料。可能需要改变地下地层中碳氢化合物材料的化学和/或物理性质以使得更容易地从地下地层中分离碳氢化合物材料。化学和物理的改变可包括地层中碳氢化合物材料产生可移动流体的原地反应、成分改变、溶解度改变、密度改变、相位改变和/或粘性改变。流体可以是，但不限于，气体、液体、乳状液、泥浆和/或具有与液体流类似的流动特性的固体颗粒流。

在原地加工过程中可将加热器放置在井眼中加热地层。授权给Ljungstrom的美国专利US2,634,961、US2,732,195、US2,780,450、US2,789,805、US2,923,535及授权给Van Meurs等人的美国专利US4,886,118中阐明了利用井下加热器的原地加工实例。

授权给Ljungstrom的美国专利US2,923,535和授权给Van Meurs等人的美国专利US4,886,118中描述了对油页岩地层进行的加热。可将热量施加到油页岩地层以热解油页岩地层中的油母岩。热量也可使地层破裂以增加地层的渗透性。增加的渗透性可使得地层流体行进到生产井，流体在此从油页岩地层中分离出。例如，在Ljungstrom披露的一些加工程序中，将含氧气体介质导入可渗透地层，优选当其由于经过预热步骤而依然是热的的时候，开始燃烧。

可使用热源加热地下地层。可使用电加热器借助辐射和/或传导加热地下地层。电加热器可以电阻加热的方式加热元件。授权给Germain的美国专利US2,548,360描述了置于井眼中的粘性油内的电加热元件。该加热器元件加热并稀释该油以使该油从井眼中泵出。授权给Eastlund等人的美国专利US4,716,960描述了石油井的电加热管道系统，借助经过该管道系统传递相对低电压的电流以防止固体形成。授权给Van Egmond的美国专利US5,065,818描述了一种电加热元件，在没有套管围绕该加热元件的情况下将该电加热元件固结在井孔中。

授权给Vinegar等人的美国专利US6,023,554描述了安置在套管中的电加热元件。该加热元件产生加热该套管的辐射能。可在套管和地层之间放置粒状固体填充材料。套管可传导加热填充材料，填充材料接下来传导加热地层。

在有些地层中，在地层表面下的不同开口中电耦联加热器可能是有利的。例如，可在地表下地层中耦联加热器使得第一加热器向井下传送电流而第二加热器表现为反向电流。在有些情形中，可在地表下地层中电耦联三个加热器使得加热器能够以三相结构方式运行。这样，地表下地层中的电耦联加热器需要可靠的系统和方法。

发明内容

在此描述的实施方式大体上涉及处理地表下地层的系统、方法和加热器。在此描述的实施方式大体上也涉及具有新颖组件的加热器。这种加热器能够通过使用在此描述的系统和方法来获得。

在一些实施方式中，本发明提供一种用于加热地表下地层的系统，包括：在地层中的第一开口中的第一伸长加热器，其中第一伸长加热器在第一开口的一部分中包括暴露金属部分，所述第一开口的所述部分低于地层的要被加热层，而暴露金属部分暴露于地层；在地层中的第二开口中的第二伸长加热器，其中第二开口在位于或靠近低于要被加热层的第一开口的所述部分的地方与第一开口连接；以及其中第二伸长加热器的一暴露金属部分的至少一部分与第一伸长加热器的暴露金属部分的至少一部分在低于要被加热层的第一开口的所述部分中电耦联。

在某些实施方式中，本发明提供一个或多个系统、方法和/或加热器。在一些实施方式中，这些系统、方法和/或加热器用于处理地表下地层。

在另外的实施方式中，特定实施方式的特征可与其他实施方式的特征结合。例如，一个实施方式的特征可与任意其余实施方式的特征结合。

在另外的实施方式中，使用任意在此描述的方法、系统或加热器执行地表下地层的处理。

在另外的实施方式中，可为在此描述的特定实施方式添加额外的特征。

附图说明