[发明专利]用于估定地下地层中温度的方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及用于从各种地下地层（诸如含烃地层）生产出烃、氢和/或其他产品的方法和系统。

背景技术

从地下地层中获得的烃通常用作能量源、用作原料以及用作消费品。对可用烃资源衰竭的关注以及对产出烃的总体质量下降的关注导致开发出用于更有效回收、处理和/或使用可用烃资源的方法。就地处理可用于从地下地层移出烃材料，这在以前难以实现和/或使用可用的方法费用太高而无法提取。可需要改变地下地层中烃材料的化学和/或物理性能，以使得烃材料更容易地从地下地层中移出，和/或提高烃材料的价值。该化学和物理变化可包括地层中烃材料的生产可移出流体的就地反应、成分变化、溶解度变化、密度变化、相变和/或粘度变化。

在北美洲、南美洲、非洲和亚洲发现容纳在相对可渗透地层中（例如沥青砂中）的重质烃（重油和/或焦油）的大矿床。焦油可在地面开采并且被改质成较轻烃（诸如原油、石脑油、煤油和/或柴油）。表面开采过程还可从砂中分离出沥青。分离出的沥青可使用传统炼油方法而转变成轻质烃。开采和提炼沥青砂通常比从常规石油油层中生产出较轻烃明显更昂贵。典型的温度测量方法对于估定位于地下地层中的、用于在就地热处理过程中进行加热的加热器的温度分布图来说可能难以实施和/或实施起来费用高。该要求是对于温度分布图的，该温度分布图包括沿着地下地层中加热器长度或一部分加热器的多个温度。热电偶是一种可能的方案；然而，热电偶仅仅在一个位置提供一个温度，而且每个热电偶通常需要两根电线。一个或多个热电偶（或它们的相关电线）的失效风险随着在地下井眼中使用多根电线而增大。因而，为了获得沿着加热器长度的温度分布图，需要很多电线。

发明内容

在此所描述的实施例总体涉及用于处理地下地层的系统、方法和加热器。在此所描述的实施例还总体涉及在其中具有新颖部件的加热器。这样的加热器可通过使用在此所描述的系统和方法而获得。

在某些实施例中，本发明提供了一个或多个系统、方法和/或加热器。在一些实施例中，所述系统、方法和/或加热器可用于处理地下地层。

在一些实施例中，用于估定地下地层中开口内的温度的方法包括：沿着位于开口中的绝缘导体的长度估定一个或多个介电特性；以及基于所估定的一个或多个介电特性而沿着绝缘导体的所述长度估定一个或多个温度。估定一个或多个温度包括将介电特性的温度相关性数据与所估定的介电特性进行比较。介电特性中的至少一个包括介电常数和/或损耗角正切。所估定的一个或多个温度处于大约400℃以上或者处于大约400℃与大约900℃之间的范围内。在某些实施例中，所估定的一个或多个温度被分布在沿着绝缘导体长度的不同位置处。在一些实施例中，所估定的绝缘导体的长度至多包括绝缘导体的上半部。绝缘导体包括芯、围绕芯的绝缘材料以及围绕绝缘材料的外护套。在一些实施例中，绝缘导体包括具有沿着绝缘导体长度而改变的性质的绝缘材料。

在一些实施例中，该方法还包括：将电力提供给绝缘导体的至少一部分，并且从绝缘导体的该部分将至少一些热量提供给地下地层。

在一些实施例中，该方法还包括：将电力提供给位于开口中的至少一个附加的绝缘导体，并且从所述附加的绝缘导体将至少一些热量提供给地下地层。

在一些实施例中，该方法还包括：使用计算系统估定一个或多个温度，该计算系统构造为存储介电特性的温度相关性数据。

在另外的实施例中，特定实施例的特征可与其他实施例的特征相结合。例如，一个实施例的特征可与任一个其他实施例中的特征相结合。

在另外的实施例中，使用在此所描述的任何方法、系统或者加热器来实现对地下地层的处理。

在另外的实施例中，附加的特征可被添加到在此所描述的特定实施例中。

附图说明

根据下面详细描述的益处以及参照附图，本发明的优点对本领域技术人员来说可变得显而易见，附图中：

图1示出了用于处理含烃地层的就地热处理系统的一部分的一个实施例的示意图。

图2图示了一种绝缘导体热源的一个实施例。

图3图示了绝缘导体热源的另一个实施例。

图4图示了绝缘导体热源的再一个实施例。

图5A和5B图示了用于绝缘导体加热器中的限温加热器的一个实施例的剖视图。

图6图示了位于导管中的三个绝缘导体的俯视图。

图7图示了与多个加热器联接的三相星型变压器的一个实施例。

图8图示了位于导管中的三个绝缘导体的末端部的一个实施例的侧视图。