产生用于处理含烃地层的地下热的方法技术

本申请公开了一种产生用于处理含烃地层的地下热的方法。由多个基本水平的蒸汽注入井向至少一部分含烃地层提供蒸汽。在位于一个或多个基本垂直的井孔内的一个或多个无焰分布燃烧器中燃烧包含硫化氢和氧化剂的混合物以产生热。至少一个基本垂直的井孔处于至少一个基本水平的蒸汽注入井终端十米以内，和将至少一部分所产生的热传递给位于至少一个基本水平的蒸汽注入井和至少一个基本垂直的加热器井之间的一部分含烃地层，以移动用于采收的地层流体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及处理含烃地层的方法。
技术介绍
由地下地层得到的烃通常用作能源、原料和消费品。对可获得的烃资源枯竭的担 心导致开发了更有效的采收、处理和/或利用可获得的烃资源的方法。可以按多种方法处理烃地层以产生地层流体。例如，对烃地层应用热、气体和/或 液体以移动和/或产生地层流体，这种方法已经用于更有效地从烃地层中采收烃。含重烃 的烃地层(例如焦油砂或油页岩地层)可以应用热处理方法加热，以更有效地从含重烃的 地层采收烃。这种方法包括原位热处理系统、燃烧断面和驱动方法。通常应用的烃采收驱 动方法包括循环蒸汽注入、蒸汽辅助重力排油(SAGD)、溶剂注入、蒸气溶剂和SAGD、以及二 氧化碳注入，但不局限于此。在烃采收驱动方法中已经应用加热器在烃地层中产生高渗透性区域(或注入区 域)。可以应用加热器在烃地层中产生移动区域或生产网络，以使流体在驱动过程中流过地 层。例如，加热器可以用于在注入井和生产井之间产生用于驱动方法的排油通道；预热烃 地层以使流体在地层中移动，从而使流体和/或气体可以被注入到地层中；为烃地层内用 于驱动方法的流体和/或气体提供热。通常，相对于驱动方法输入的热量，由所述加热器提 供的热量很小。已经应用化石燃料的燃烧来加热地层，例如，在地层中直接注入热的化石燃料燃 烧气体；在地层中(例如在燃烧断面中)燃烧化石燃料；从热的化石燃料燃烧气体热传递 给其它传热介质如蒸汽；或应用位于烃地层中的加热器。燃烧化石燃料加热地层可以在地 层中、井内和/或地面附近实施。燃烧化石燃料将产生二氧化碳(一种不希望的温室气体) 作为燃烧副产物。硫化合物的燃烧也已用于加热烃地层，其中含硫的燃烧产物可以用作驱动流体用 于更有效地由烃地层中生产烃。Rollmann的US4，379，489描述了一种从地下贮层采收重油 的方法，所述方法包括在地下在含氧气体中燃烧液体硫，从而形成二氧化硫。二氧化硫可以 用作采收油的驱动流体，或者可以在地层中与石灰石反应以形成二氧化碳，而二氧化碳为 一种替代的驱动流体。含氧气体的压力维持在足以使二氧化硫保持为液态的压力下。希望有一种在不产生大量二氧化碳的情况下有效的、成本有效的处理烃地层以更 有效地从烃地层中采收烃的方法。
技术实现思路
本专利技术涉及一种处理烃地层的方法，包括由多个基本水平的蒸汽注入井向至少一部分含烃地层提供蒸汽；在位于一个或多个基本垂直的井孔内的一个或多个无焰分布燃烧 器中燃烧至少一部分包含硫化氢和氧化剂的混合物以产生热，其中至少一个基本垂直的井 孔处于至少一个基本水平的蒸汽注入井终端十米以内；将至少一部分所产生的热传递给位 于至少一个基本水平的蒸汽注入井和至少一个基本垂直的加热器井之间的一部分含烃地 层；和移动在加热的含烃地层部分中的至少一部分地层流体。附图说明对本领域技术人员来说，借助于如下对优选实施方案的详细描述并参考所附附 图，本专利技术的进一步的优点将会变得很明显，其中图1描述了蒸汽驱动方法的示意图。图2描述了处理产自烃地层的地层流体的实施方案的示意图。图3描述了位于垂直井孔内的以硫化氢为燃料的无焰分布燃烧器的实施方案的 一部分的剖面图。图4描述了具有两个燃料通道的以硫化氢为燃料的无焰分布燃烧器的实施方案 的一部分的剖面图。图5描述了具有三个燃料通道的以硫化氢为燃料的无焰分布燃烧器的实施方案 的一部分的剖面图。图6描述了位于垂直井孔中的具有点火源的以硫化氢为燃料的无焰分布燃烧器 的实施方案的一部分的剖面图。图7描述了位于水平井孔中的以硫化氢为燃料的烧嘴的实施方案的一部分的剖 面图。图8描述了与水平蒸汽注入井组合应用垂直的以硫化氢为燃料的加热器生产烃 的实施方案的示意图。虽然本专利技术容许各种修改和替代形式，但是其具体的实施方案通过图中的实施例 的方式给出。附图可能不是按比例的。但应该理解这些图并不用于将本专利技术限定于所公开 的特定形式，相反，本专利技术将覆盖在由所附权利要求定义的本专利技术实质和范围内的所有的 修改、等价物和替代物。具体实施例方式本专利技术涉及为烃地层提供地下热，其中所述热由以下方法产生1)在位于一个或 多个基本垂直的井孔内的一个或多个无焰分布燃烧器中燃烧至少一部分包含硫化氢和氧 化剂的混合物；和幻一个或多个基本水平的蒸汽注入井中提供蒸汽。提供给烃地层的热使 加热的含烃地层部分中的至少一部分地层流体移动。因为燃料物流是硫基的，燃料物流的 硫化物组分燃烧时避免了二氧化碳的产生，因此相对于应用主要包含烃的燃料物流的方法 而言，降低了加热方法的总二氧化碳产量。由于将包含硫化氢的燃料物流燃烧产生的热和蒸汽的热提供给烃地层，本专利技术方 法有效地为烃地层提供热。由于相对于蒸汽注入井相对设置从中提供燃烧热的垂直井孔， 使得由包含硫化氢的燃料物流燃烧提供给烃地层的热可以强化通过蒸汽注入引起的地层 流体的移动。基本水平的蒸汽注入井和基本垂直的井孔的设置将硫化氢和氧化剂的混合物4燃烧产生的热在位于至少一个基本水平的蒸汽注入井与至少一个基本垂直的井孔之间的 一部分含烃地层处提供给烃地层。提供给烃地层加热部分的热使烃地层加热部分的地层流 体移动，并可以增加通过生产井由烃地层采收和产出的地层流体的量。通过燃烧过程氧化硫化氢产生硫酸的方法可以产生类似于甲烷燃烧的热值。例 如应用 Stull 等人在The Chemical Thermodynamics of Organic Compounds，，，Kreiger Publishing Company, Malabar Florida，1987，第 220、229、230、233 和 234 页中的数据， 可以计算甲烷和硫化氢燃烧的反应热焓。甲烷燃烧产生副产物二氧化碳，按如下反应式表 示CH4+202 ^ C02+2H20 ( Δ Hrxn = -191. 2kcal/mol 600° K).与之相对比，硫化氢氧化(燃烧)形成硫酸具有按如下反应式表示的计算反应热 焓H2S+202 ^ H2SO4(ΔHrxn = -185. 4kcal/mol 600° K).在水中混合硫酸由于硫酸在水中的溶解热而产生更多的热，由下式表示H2S04+H20 — 50wt% H2SO4 ( Δ Hdil = -14. 2kcal/mol 298° K).取决于产生硫酸所应用的水量，硫化氢燃烧和硫酸溶解产生的热量的总量可以 为-185kCal/mol至-206kcal/mol。因此，按照本专利技术方法，硫化氢代替甲烷作燃料燃烧为 烃地层提供热，提供的热量可与甲烷燃烧相当，但是不产生二氧化碳。另外，在本专利技术方法 中应用含硫化氢的燃料提供了一种处理来自其它过程(例如酸气和/或加氢处理流出物物 流)的废硫化氢的方法，但是不产生元素硫。这里所应用的术语定义如下API比重”指在15. 50C (60 °F )下的API比重。API比重由ASTM方法D6822或 ASTM方法D1298测定。ASTM”指美国标准测试和材料(American Standard Testing and Materials)。“地层”包括一层或多层含烃层、一层或多层非烃层、上覆地层和/或下伏地层。“烃 层”指在地层中含有烃的层。烃层可以含有非烃材料和烃材料。“上覆地层”和/或“下伏 地层”包含一种或多种不同类型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理含烃地层的方法，包括：　　由多个基本水平的蒸汽注入井向至少一部分含烃地层提供蒸汽；　　在位于一个或多个基本垂直的井孔内的一个或多个无焰分布燃烧器中燃烧至少一部分包含硫化氢和氧化剂的混合物以产生热，其中至少一个基本垂直的井孔处于至少一个基本水平的蒸汽注入井终端十米以内；　　将至少一部分所产生的热传递给位于至少一个基本水平的蒸汽注入井和至少一个基本垂直的加热器井之间的一部分含烃地层；和　　移动在加热的含烃地层部分中的至少一部分地层流体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-4-18 61/046,1721.一种处理含烃地层的方法，包括由多个基本水平的蒸汽注入井向至少一部分含烃地层提供蒸汽；在位于一个或多个基本垂直的井孔内的一个或多个无焰分布燃烧器中燃烧至少一部 分包含硫化氢和氧化剂的混合物以产生热，其中至少一个基本垂直的井孔处于至少一个基 本水平的蒸汽注入井终端十米以内；将至少一部分所产生的热传递给位于至少一个基本水平的蒸汽注入井和至少一个基 本垂直的加热器井之间的一部分含烃地层；和移动在加热的含烃地层部分中的至少一部分地层流体。2.权利要求1的方法，还包括由至少一个基本垂直的加热器井和至少一个基本水平的 蒸汽注入井之间的体积中产出地层流体。3.权利要求1或2的方法，其中蒸汽向至少一部分含烃地层传热。4.权利要求1-3任一项的方法，其中至少一部分蒸汽驱动至少一部分地层流体流向一 个或多个生产井。5.权利要求1-4任一项的方法，其中燃烧产生燃烧副产物，和还包括如下步骤将至少 一部分燃烧副产物输送至地层以使至少一部分燃烧副产物提供使至少一部分地层流体移 动的驱动力。6.权利要求5的方法，其中至少一部分蒸汽提供使至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔晶瑜，ML乔什，SL韦林顿，MA雷诺尔德斯，SN米拉姆，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]