[发明专利]从地下碳氢化合物储层生产合成气的原位工艺

说明书

披露了用热处理石油储层以诱导气化、水煤气变换和/或水热裂解反应以产生包含氢气的合成气。使用一个或多个生产井将该合成气生产至地表。

技术领域

本技术领域涉及石油储层的处理以生产合成气。

背景技术

石油储层在全球是丰富的，并且许多技术用于从这些储层中生产油或气体，这些技术包括使用初级工艺以及强化石油开采工艺(如水驱、蒸汽驱和化学驱)从常规油和气体储层中生产额外的油。

常规原油是通过将其精炼为用于石油化学工业的运输燃料和原料而加工的。

对于重油和超重油(例如沥青)，油在原始储层条件下是粘稠的并且油无法使用常规方法来生产，并且因此重油和沥青被热处理以降低粘度，以便它们更容易地在储层中流动，并且可以被生产至地表。热处理还允许氧气和其他流体在储层内更容易地移动。

在提取重油或沥青之后，其通常被改良成合成原油，该合成原油转而被精炼成用于石油化学工业的运输燃料和原料。

油或气体的生产意味着最终产生二氧化碳，因为油或气体或它们的产物通常被燃烧以获取它们的能量并产生二氧化碳。

存在对从具有相对低的碳强度的油和气体储层中生产燃料的持续需求。

发明内容

根据本发明的第一广泛方面，提供了一种用于处理储层以从其中开采合成气的方法，该储层含有石油和水，该方法包含以下步骤：

a.将该储层加热至足以引起气化、水煤气变换和水热裂解反应中的至少一种在该储层内发生的温度，这些反应中的至少一种涉及该石油和该水中的至少一种；

b.允许该气化、水煤气变换和水热裂解反应中的至少一种从该石油和该水生产合成气，该合成气包含氢气；

c.在该储层中提供至少一个井；以及

d.通过该至少一个井将该合成气的至少一部分生产至地表。

在第一方面的一些示例性实施例中，加热储层的步骤包含将氧化剂注入储层中以氧化储层内的石油的至少一部分。

在第一方面的一些示例性实施例中，加热储层的步骤包含以下中的一个或多个：

将氧化剂注入储层中以氧化储层内的石油的至少一部分；

用置于储层内的电磁或射频天线产生电磁波或射频波；

将热材料注入储层中；以及

通过使用置于储层内的基于电阻(欧姆)的加热系统来产生热。

在加热步骤之后，第一方面的一些示例性实施例可以包含延迟生产所生产的气流以允许合成气的进一步产生的步骤。延迟的时间段可以取决于操作温度，但是优选在从1周至12个月的时间范围内。更优选的时间段将是从1周至4周。

在第一方面的一些示例性实施例中，该方法进一步包含在加热之后，生产所生产的气流以允许合成气的进一步产生的步骤。当合成气生产是连续的时，将热注入储层(经由氧化剂或射频或电阻加热)中可以是连续的。

在第一方面的一些示例性实施例中，使用电介质加热来加热储层。在这些实施例中，电磁辐射可以具有在约60Hz-1000 GHz范围内的频率。优选的频率范围是在10MHz至10GHz的范围内。

在其中使用基于电阻的加热(也称为欧姆加热)来加热储层的实施例中，温度可以升高至200℃与800℃之间。优选的温度范围是在400℃与700℃之间。

根据本发明的第二广泛方面，提供了一种用于处理储层以从其中开采合成气的系统，该合成气包含氢气，该储层含有石油和水，该系统包含：