[发明专利]从密闭控制基层结构管理和截存碳

说明书

相关申请

本发明要求提交于2009年2月12日的美国临时专利申请No.61/152,220的优先权，该临时专利申请通过引用合并于此。

技术领域

背景技术

尽管有价格上涨和其它经济与地理政治方面的因素，化石燃料的全球和国内需求持续上升。由于这样的需求持续上升，因此寻找化石燃料的另外经济可行的来源的研究和调查相应增加。历史上，许多人已认识到例如油页岩、煤和沥青砂矿层中储藏的巨量能量。然而，这些来源仍然在经济竞争性回收方面存在困难的挑战。加拿大沥青砂已表明这样的努力可能是有成效的，尽管仍有许多挑战，其中包括环境影响、产物质量、生产成本和加工时间等。

估计世界各地的油页岩储量在两万亿桶到近七万亿桶石油的范围内，这取决于估计来源。无论如何，这些储量表现为极大的容量并且仍是基本未使用的资源。大量公司和调查员继续研究和试验从这样的储量中回收石油的方法。在油页岩工业中，提取方法包括通过爆炸产生的地下碎石通道、原位方法例如原位转化工艺(ICP)方法(壳牌石油公司Shell Oil)以及在钢制干馏器内加热。其它方法包括原位射频法(微波)以及“修正”原位工艺，其中已经结合使用地下采矿、爆破和干馏以从地层中制造碎石，从而允许更好的传热和产物去除。

在典型的油页岩工艺中，所有工艺都面临经济和环境因素的权衡。当前没有工艺单独满足经济、环境和技术挑战。此外，全球变暖的问题引发解决与这类工艺相关的二氧化碳(CO₂)排放的额外措施。需要实现环境管理(environmental stewardship)而仍提供高产量成本有效的石油生产的方法。

地下原位概念的出现基于其产出高产量且同时避免采矿成本的能力。尽管可以实现因避免采矿导致的成本节省，但由于固体油页岩的极低的导热性和高比热，因此原位方法需要较长时间加热地层。对于任何原位工艺来说，最重大的挑战也许是不确定性和可能伴随地下淡水含水层出现的长期潜在的水污染。在Shell的ICP方法的情况下，“冷冻壁”被用作屏障，从而维持含水层(aquifer)和地下处理区之间的分离。尽管这是可能的，但没有长期分析证明可长期保证防止污染。在没有保证以及甚至在较少补救的情况下，如果冷冻壁失败，那么期望其它方法解决这样的环境危险。

因为该原因和其它原因，仍需要可以提供改善的从合适含烃材料中回收烃的方法和系统，该方法和系统具有可接受的经济性并避免上面提到的缺点。

发明内容

从含烃材料回收烃的方法可以包括形成构造化渗透性控制基层结构。该构造化基层结构限定基本密闭体积。采出的含烃材料可以被引入控制基层结构，从而形成含烃材料的可渗透体。可渗透体可以被充分加热以从其中去除烃。在加热期间含烃材料可以基本静止。另外，在加热期间产生的任何二氧化碳都可以被截存。去除的烃可以被收集以便进一步加工、在加工中用作补充燃料或添加剂和/或直接使用而不做进一步处理。

本发明的额外特征和优点通过以举例方式图示说明本发明特征的下面详细描述变得明显。

附图说明

图1是根据一个实施例的构造化渗透性控制基层结构的侧面部分剖视示意图。

图2A和2B是根据一个实施例的多个渗透性控制蓄积池的顶视图和平面图。

图3是根据一个实施例的渗透性控制蓄积池的侧面剖视图。

图4是根据一个实施例的构造化基层结构的一部分的示意图。

图5是示出根据另一实施例的两个渗透性控制蓄积池之间的热传递的示意图。

应该注意，附图仅是若干实施例的示范，并由此无意限制本发明的范围。进一步地，附图通常不按比例绘制，而是为了方便并清晰地图解本发明的各方面草拟的。

具体实施方式

现在参考示例性实施例，并且在此使用特定语言描述这些示例性实施例。然而应理解在此无意限制本发明的范围。在相关领域中拥有本公开内容的技术人员容易想到的在此描述的本发明特征的替换和进一步修改以及在此描述的本发明原理的其他应用应被视为在本发明的范围内。进一步地，在公开和描述具体实施例之前，应理解本发明不限于在此公开的具体工艺和材料，因为这些可以在一定程度上变化。同样应理解在此使用的术语仅用于描述具体实施例，并且无意进行限制，因为本发明的范围仅由随附的权利要求及其等价物限定。

定义

在描述和要求保护本发明时，将使用下面的术语。