[发明专利]利用热流体注入生产资源

说明书

相关申请的引用

本申请要求于2007年7月6日提交的美国第60/948,346号临时专利申 请的优先权，在此通过援引在本文中纳入该申请的全部内容。

技术领域

本发明涉及资源生产，尤其涉及利用注入到地下区域中的热流体所进行 的资源生产。

背景技术

含烃地层(hydrocarbon formation)中的流体可经由朝向目标地层 (targeted formation)向下延伸进入地下的井筒来获取。在某些情况下，含 烃地层中的流体可能具有足够低的粘度，从而原油可以从地层经过生产油管 流向位于地面上的生产设备。某些含烃地层含有粘度较高的流体，这类流体 不能自由地从地层流出并经过生产油管。有时将含烃地层中的这些高粘度流 体称为“重质油藏(heavy oil deposit)”。在过去，含烃地层中的高粘度流体 由于不能够被经济地开采(recover)，因而一直未被开发。近年来，随着对 于原油需求量的增大，商业运营已扩展到对这种重质油藏的开采。

在某些情形下，对含烃地层应用加热的处理流体(treatment fluid)(例 如蒸汽和/或溶剂)，可以减小含烃地层中流体的粘度，以便能够将原油和其 它液体从地层中抽出。用于将蒸汽输送至含烃地层的系统的设计可能会受到 多种因素的影响。

发明内容

从地下区域生产流体的系统和方法可以包括多个井下流体(downhole fluid)加热器(包括蒸汽发生器)，这些井下流体加热器或单独工作，或与 诸如泵(例如电潜泵、螺杆泵等)的人工举升系统、气举系统以及其他装置 协同工作。通过从(一个或多个)井下流体加热器向目标地下区域(例如含 烃地层或含烃空穴)供给热流体，能够降低目标地层中的油和/或其它流体的 粘度。

该系统被配置成，地面压力、井筒压力或供给(例如处理流体供给)压 力的下降(loss)能致使位于井下流体加热器供给管线(例如处理流体管线、 燃料管线和/或氧化剂管线)内的控制阀关闭，这能够降低在系统发生故障后 井下持续燃烧的可能性。设置在井下(而不是在地面上)的控制阀可减小流 出供给管线的流体(例如处理流体、燃料和/或氧化剂)的量。在某些情况下， 控制阀可以是朝向关闭位置偏压并通过施加特定的压力来开启的被动控制 阀。例如由于井套管的故障而导致的压力变化能够致使阀不必依赖来自地面 的信号即可关闭。在某些情况下，可响应于多个井下压力传感器的读数 (reading)通过本地(例如井下)或远程(例如地面)控制系统来操作多个 以液压或电动方式操作的阀。

在一个方案中，此系统包括：井下流体加热器，其具有处理流体入口、 氧化剂入口和燃料入口；以及井下控制阀，其与所述井下流体加热器的处理 流体入口、氧化剂入口或燃料入口的其中之一连通，井下控制阀能够至少基 于井筒中的压力而作出响应，以改变朝向入口的流动。

这种系统可以包括下述特征中的一个或多个特征。

在某些实施例中，此系统还包括设置在井下流体加热器与控制阀之间的 密封件，该密封件适合于接触井筒的壁，并使井筒的位于该密封件上方的部 分与井筒的位于该密封件下方的部分液体隔离(hydraulically isolate)。在某 些情况下，此系统还包括：第二密封件，其关于控制阀与第一次提及的密封 件相对设置，该第二密封件适合于接触井筒壁，并使井筒的位于该第二密封 件上方的部分与井筒的位于该第二密封件下方的部分液体隔离；以及同位于 第一次提及的密封件与第二次提及的密封件之间的空间相连通的管道，该管 道适合于向第一次提及的密封件与第二次提及的密封件之间的井筒提供压 力。该管道可以与适合于向井下流体加热器提供处理流体的处理流体供给源 (supply)连通。

在某些实施例中，井下控制阀还包括可动构件，该可动构件可至少部分 地通过朝向入口的流动与井筒中的压力之间的压力差而移动，以改变朝向入 口的流动。

在某些实施例中，井下控制阀与燃料入口连通；并且该系统还包括与井 下流体加热器的处理流体入口或氧化剂入口的其中之一连通的第二井下控 制阀。

在某些实施例中，井下控制阀与井下流体加热器的氧化剂入口或燃料入 口的其中之一连通；并且井下控制阀能够至少基于井筒中的压力而作出响 应，以改变燃料与氧化剂的比例。