[发明专利]溶液采矿系统和用于处理含烃地层的方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及用于从各种地下地层例如含烃地层中生产可溶性 矿物和其它产品的方法和系统。

背景技术

从地下地层中获得的烃常常用作能源、作为原料和作为消费品。 对可获得的烃源耗尽的担心和对所生产的烃的总质量下降的担心已经 导致开发了更加有效地采收、加工和/或使用可获得的烃源的方法。可 使用原位法从地下地层中移出烃物质。可能需要改变地下地层内的烃 物质的化学和/或物理性能，以允许烃物质更加容易地从地下地层中移 出。化学和物理变化可包括产生可移出流体、组成变化、溶解度变化、 密度变化、相变和/或地层内烃物质的粘度变化的原位反应。流体可以 是但不限于气体、液体、乳液、淤浆和/或具有与液体流动类似流动特 征的固体颗粒的物流。

除了烃之外，许多含烃地层包括可溶性矿物。可溶性矿物可大量 存在于地层中。一些可溶性矿物可具有大的经济价值。在原位热处理 法期间使用的温度下，一些可溶性矿物可能经历分解反应。分解反应 可能是需要额外的热输入到地层中和/或生成不希望的反应产物例如 二氧化碳的不希望的吸热反应。

在使用原位热处理法处理地层之前可以有利地从地层中除去可溶 性矿物。除去可溶性矿物减少了需要在原位热处理法期间加热的地层 中的物质。除去可溶性矿物明显减少或消除了在原位热处理法的加热 期间地层中不希望的吸热反应和这类反应的副产物。Vinegar等的美 国专利No.6,997,518描述了用于溶液采矿油页岩地层和用于从油页 岩地层中生产烃的系统和方法。使用原位转化法从地层中生产烃。使 用溶液采矿从地层中生产苏打石和/或其它可溶性矿物。

苏打灰可由碳酸氢钠生产。由碳酸氢钠生产苏打灰需要热并产生 二氧化碳。提供热源和使用或处理产生的二氧化碳的能力可能有问题。 因此，需要利用地层提供当制备苏打灰时所需的热和/或储存产生的二 氧化碳的用于处理地层的改进的方法和系统。

发明内容

本文中描述的实施方案总体涉及用于处理地下地层的系统和方 法。本文中描述的实施方案还总体涉及在使用原位热处理法从地层中 生产烃之前用于处理含烃地层的溶液采矿系统和方法。

在一些实施方案中，本发明提供一种用于处理含苏打石的油页岩 地层的方法，其包括：通过至少两个注射井将第一流体提供到部分地 层；通过至少一个注射井从所述部分生产第二流体直到至少两个注射 井相互连接使得流体可以在两个注射井之间流动，其中所述第二流体 含至少一些溶于第一流体中的苏打石；通过相互连接的注射井中的一 个注入第一流体；从至少一个相互连接的注射井中生产第二流体；由 一个或多个加热器向地层提供热以加热地层；和从地层中生产烃流体。

在一些实施方案中，本发明提供一种用于处理含苏打石的油页岩 地层的方法，其包括：将第一流体提供到部分地层；从所述部分生产 第二流体，其中所述第二流体含至少一些溶于第一流体中的苏打石； 由一个或多个加热器向地层提供热以加热地层；将受控量的氧化剂提 供到所述部分地层；和从地层中生产烃流体。

在一些实施方案中，本发明提供一种用于处理含苏打石的油页岩 地层的方法，其包括：将第一流体提供到部分地层；从所述部分生产 第二流体以使所述部分地层的至少一些选择性垂直移位，所述第二流 体含至少一些溶于第一流体中的苏打石；由一个或多个加热器向地层 提供热以将已经垂直移位的至少部分地层加热；和从地层中生产烃流 体。

在一些实施方案中，本发明提供一种用于处理含苏打石的油页岩 地层的方法，其包括：将包括蒸汽的第一流体提供到部分地层，其中 所述第一流体处于所述部分地层中的烃的热解温度以下的温度下；从 所述部分生产第二流体，其中所述第二流体含苏打石；由一个或多个 加热器向地层提供热以加热地层；和从地层中生产烃流体。

附图说明

在受益于下述详细说明并参考附图的情况下，本发明的优点对于 本领域的技术人员来说将变得显而易见，其中：

图1给出了用于处理含烃地层的原位热处理系统的一部分的实施 方案的示意图。

图2描述了溶液采矿井的一个实施方案。

图3描述了溶液采矿井的一部分的示意图。

图4描述了溶液采矿井的一部分的示意图。

图5描述了用于溶液采矿和/或原位热处理法的井模式的正视图。