[发明专利]用于地下屏障的低温监视系统

说明书

技术领域

本发明总体涉及用于围绕地下处理区的至少一部分提供低温屏障的方法和系统。所述处理区可以用于生产烃、氢和/或其他产品。实施例涉及用于确定低温屏障的温度分布图的方法和系统。

背景技术

现场方法可以用于处理地下地层。在一些现场方法期间，流体可以在地层中引入或生成。引入或生成流体可能需要包含在处理区中以最小化或消除现场方法对相邻区域的影响。在一些现场方法期间，屏障可以围绕处理区的全部或一部分形成以禁止流体迁移进出处理区。

低温区可以用于隔绝地下地层的选定区域以用作多种用途。在一些系统中，地面被冷冻以禁止流体在土壤修复期间从处理区迁移。美国专利Krieg等人的No.4,860,544，Krieg等人的4,974,425；Dash等人的5,507,149，Briley等人的6,796,139；和Vinegar等人的6,854,929描述了用于冷冻地面的系统。

为了形成低温屏障，可以在地层中在将要形成屏障的地方形成间隔井眼。管道可以放置在井眼中。低温传热流体可以通过管道循环以降低井眼附近的温度。围绕井眼的低温区可以向外扩张。由两个相邻井眼产生的低温区最终合并。低温区的温度可以足够低以冷冻地层流体使得形成基本上不可渗透的屏障。井眼间距可以从大约1m到3m或以上。

井眼间距可以取决于许多因素，包括地层组成和性质、地层流体和性质、形成屏障可用的时间和低温传热流体的温度和性质。一般而言，低温传热流体的很冷温度允许较大的间距和/或更快地形成屏障。很冷温度可以是-20℃或以下。

在低温区的形成期间，冷冻井中和/或附近的地层的温度可以指示低温屏障形成的进展。当完成屏障之后，冷冻井中和/或附近或邻近冷冻井的监视井中的地层的温度可以指示可以导致屏障破裂的潜在问题区域。希望具有一种用于监视地层中的冷冻井中和/或附近的温度的系统。

发明内容

在此描述的实施例通常涉及用于处理地下地层和/或监视地下低温区的温度的系统和/或方法。

在一些实施例中，本发明提供了一种用于监视地下低温区的温度的系统，其包括被配置成形成低温区的多个冷冻井；至少一个监视井；一个或多个激光器；耦合到至少一个激光器的光纤电缆，其中光纤电缆的一部分定位在至少一个监视井中，并且至少一个激光器被配置成将光脉冲发射到光纤电缆的至少一端中；和耦合到光纤电缆的分析器，所述分析器被配置成接收来自光脉冲的返回信号。

本发明也与上述发明组合提供了与所述分析器通信的计算机；和与所述计算机通信的地层制冷循环系统，其中地层制冷循环系统被配置成将制冷剂供应给冷冻井并且其中所述计算机被配置成估定从所述分析器传送的温度分布图数据。

本发明也提供了使用一个或多个所述发明监视低温地下屏障的温度的方法，其包括通过光纤电缆传输光；和用分析器分析来自光纤电缆的一个或多个返回信号以估定沿着光纤电缆的温度分布图。

在进一步的实施例中，来自特定实施例的特征可以与来自其他实施例的特征组合。例如，来自一个实施例的特征可以与来自任一其他实施例的特征组合。

在进一步的实施例中，使用在此描述的任一方法和/或系统执行地下地层处理。

在进一步的实施例中，附加特征可以加入到在此描述的特定实施例中。

附图说明

得益于以下具体描述和参考附图，本发明的优点对于本领域的技术人员来说是显而易见的，其中：

图1显示了用于处理含烃地层的现场转化系统的一部分的实施例的示意图。

图2描绘了用于循环液体制冷系统的冷冻井的实施例，其中冷冻井的剖视图表示在地表之下。

图3描绘了绑箍到冷冻井的井罐的保护套的示图。

图4描绘了用于监视冷冻井中和冷冻井附近的温度的光纤电缆系统的示意图。

尽管本发明容易有各种修改和备选形式，但是其特定实施例在附图中作为例子被显示并且可以在此详细地进行描述。附图可以不按比例。然而应当理解，附图及其具体描述并非想要将本发明限制到所公开的特殊形式，相反，本发明将涵盖属于附属权利要求所限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等效物和备选物。

具体实施方式

以下描述通常总体用于处理地层中的烃的系统和方法。地层可以使用现场转化方法进行处理以生产烃产品、氢和其他产品。冷冻井可以用于围绕正经受现场转化方法的地层的全部或一部分形成屏障。光纤温度测量系统可以用于监视冷冻井和/或由冷冻井形成的屏障附近的地层部分的温度。