[发明专利]作为加热地下地层的传热流体的熔融盐

说明书

技术领域

本发明大体涉及用于从各种地下地层例如含烃地层中生产烃、氢和/或其它产品的加热方法和加热系统。 

背景技术

从地下地层中获得的烃经常用作能源、作为原料和作为消费产品。关于可用烃源枯竭的忧虑和关于生产的烃的整体质量下降的忧虑已经导致开发更有效地采收、处理和/或使用可用烃源的方法。原位法可用于从地下地层中脱除烃材料。可能需要改变地下地层中烃材料的化学和/或物理性质从而允许烃材料更容易从地下脱除。化学和物理变化可以包括地层中产生可脱除流体的原位反应、烃材料的组成变化、溶解度变化、密度变化、相变和/或粘度变化。流体可以是但不限于气体、液体、乳液、浆液和/或具有与液体流相似的流动特征的固体颗粒物流。 

可以在地层中形成井孔。在一些实施方案中，可以在井孔中放置或形成套管或其它管系统。在一些实施方案中，可以在井孔中使用可扩张管。可以在井孔中放置加热器，以在原位法期间加热地层。 

向油页岩地层施加热量描述于Ljungstrom的美国专利No.2,923,535和Van Meurs等人的美国专利No.4,886,118中。可以向油页岩地层施加热量以使油页岩地层中的油母质热解。所述热量还可以压裂地层，从而增大地层的渗透性。增大的渗透性可以允许地层流体运行至生产井，在生产井中从油页岩地层中脱除流体。在Ljungstrom公开的一些方法中，例如将含氧气态介质(优选来自预热步骤仍然是热的时候)加入可渗透地层，以引发燃烧。 

热源可用于加热地下地层。电加热器可以通过辐射和/或传  导用于加热地下地层。电加热器可以电阻加热元件。Germain的美国专利No.2,548,360、Eastlund等人的美国专利No.4,716,960、Eastlund等人的美国专利No.4,716,960和Van Egmond的美国专利No.5,065,818描述了井孔中放置的电加热元件。Vinegar等人的美国专利No.6,023,554描述了位于套管中的电加热元件。加热元件产生加热套管的辐射能量。 

Van Meurs等人的美国专利No.4,570,715描述了电加热元件。所述加热元件具有导电芯、绝缘材料的环绕层和环绕金属护套。导电芯可以具有在高温下相对低的电阻。绝缘材料可以具有在高温下相对高的电阻、抗压强度和热传导性质。绝缘层可以抑制芯至金属护套的电弧放电。金属护套可以具有在高温下相对高的拉伸强度和抗蠕变性质。Van Egmond的美国专利No.5,060,287描述了具有铜-镍合金芯的电加热元件。 

加热器可以由锻造不锈钢制得。Maziasz等人的美国专利No.7,153,373和Maziasz等人的美国专利申请公开No.US2004/0191109描述了改性237不锈钢作为铸态微结构或细晶薄片和箔。 

如上所述，对于开发从含烃地层中经济地生产烃、氢和/或其它产品的加热器、方法和系统已经投入了大量的努力。但目前仍然存在许多含烃地层，不能经济地从中生产烃、氢和/或其它产品。因此，仍然需要从各种含烃地层中生产烃、氢和/或其它产品的改进的加热方法和系统。 

发明内容

本文描述的实施方案通常涉及用于处理地下地层的系统、方法和加热器。本文描述的实施方案还通常涉及其中具有新型组件的加热器。这些加热器可以通过利用本文描述的系统和方法获得。 

在某些实施方案中，本发明提供一种或多种系统、方法和/或加热器。在一些实施方案中，所述系统、方法和/或加热器用于处理 地下地层。 

在某些实施方案中，本发明提供加热地层的方法，其包括：向位于管线中的绝缘导体供电，以将至少一部分绝缘导体电阻加热至允许热量从绝缘导体传递至邻近至少一部分绝缘导体的熔融盐的温度，其中绝缘导体的温度高于熔融盐的熔融温度，其中热量从熔融盐传递至管线；和其中热量从管线传递至地层。 

在某些实施方案中，本发明提供用于地下地层的加热系统，其包括：位于地下地层内的开口中的管线；位于管线中的至少一个绝缘导体；管线中与至少一个绝缘导体的一部分相邻的盐，和其中构造至少一个绝缘导体以电阻加热至足以在管线中将所述盐维持在熔融相下的温度。 

在某些实施方案中，本发明提供用于地下地层的加热系统，其包括：地层中的井孔；井孔中的热源；以及地层和热源之间的材料，其中所述材料在热源的选定操作温度下是液体。