СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ УГЛЕВОДОРОДОСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СООРУЖЕННОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ И СВЯЗАННЫХ С НЕЙ СИСТЕМ

1. Способ получения углеводородов из углеводородсодержащих материалов, содержащий следующие стадии:
а) формирование сооруженной инфраструктуры с контролируемой проницаемостью, которая определяет по существу замкнутый объем;
б) введение раздробленного углеводородсодержащего материала в управляющую инфраструктуру с образованием проницаемого массива из углеводородсодержащего материала;
в) нагревание проницаемого массива в достаточной мере для удаления из него углеводородов так, что углеводородсодержащий материал является по существу неподвижным во время нагревания; и
г) сбор удаленных углеводородов.
2. Способ по п.1, в котором сооруженная инфраструктура с контролируемой проницаемостью формируется из глины, бентонитовой глины, уплотненной засыпки, огнеупорного цемента, цемента, синтетических геотекстильных материалов, стекловолокна, арматурного прутка, наноуглерода, заполненных мешков из геотекстильных материалов, полимерных смол или комбинаций таковых.
3. Способ по п.1, в котором управляющая инфраструктура формируется в непосредственном контакте со стенками вырытой залежи углеводородсодержащего материала.
4. Способ по п.1, в котором сооруженная инфраструктура с контролируемой проницаемостью имеет проницаемые боковые стенки, по существу непроницаемую подстилающую породу и по существу непроницаемую покрывающую породу.
5. Способ по п.1, в котором сооруженная инфраструктура с контролируемой проницаемостью имеет по существу непроницаемые боковые стенки, по существу непроницаемую подстилающую породу и по существу непроницаемую покрывающую породу.
6. Способ по п.5, дополнительно включающий по меньшей мере одну дополнительную вырытую залежь углеводородсодержащего материала, при этом раздробленный углеводородсодержащий материал добывается из соседней вырытой залежи углеводородсодержащего материала.
7. Способ по п.5, в котором стадия формирования управляющей инфраструктуры включает выемку углеводородсодержащей залежи с использованием навесного на кране экскаватора.
8. Способ по п.1, в котором управляющая инфраструктура является свободно стоящей.
9. Способ по п.1, в котором добытый углеводородсодержащий материал включает битуминозные сланцы, битуминозные пески, каменный уголь, бурый уголь, битум, торф или комбинации таковых.
10. Способ по п.9, в котором добытый углеводородсодержащий материал включает нижний слой из битуминозных песков и верхний слой из битуминозных сланцев.
11. Способ по п.1, в котором добытый углеводородсодержащий материал представляет собой содержащий воду углеводородсодержащий материал, и стадия нагревания включает следующие этапы:
а) нагревание проницаемого массива в достаточной мере для удаления из него воды в виде водяного пара;
б) удаление водяного пара из замкнутого объема через выпускной канал для водяного пара;
в) запирание выпускного канала для водяного пара в должный момент для предотвращения удаления существенных количеств углеводородных паров из такового;
г) нагревание проницаемого массива в достаточной мере для удаления углеводородов.
12. Способ по п.11, в котором должный момент представляет собой время, когда содержание углеводородов с числом атомов углерода 6 или более превышает примерно 5% по объему от общего количества паров, удаляемых через выпускной канал для водяного пара.
13. Способ по п.11, в котором выпускной канал для водяного пара включает по меньшей мере один перфорированный трубопровод, введенный в проницаемый массив.
14. Способ по п.11, далее включающий повторное использование тепла от водяного пара для получения, по меньшей мере, части тепла для нагревания проницаемого массива.
15. Способ по п.11, в котором содержащий воду углеводородсодержащий материал включает битуминозные пески.
16. Способ по п.1, в котором проницаемый массив дополнительно включает добавку или биомассу.
17. Способ по п.1, в котором проницаемый массив состоит из по существу измельченного углеводородсодержащего материала, имеющего средний размер кусков от около 6 дюймов (15,24 см) до около 2 футов (60,96 см).
18. Способ по п.1, дополнительно включающий покрытие проницаемого массива вскрышной породой, достаточное для создания повышенного литостатического давления внутри проницаемого массива.
19. Способ по п.1, в котором проницаемый массив имеет свободный поровый объем от около 10 до около 40% от общего объема проницаемого массива.
20. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию добычи углеводородсодержащего материала из отдаленного местоположения, отличного от управляющей инфраструктуры.
21. Способ по п.1, в котором стадия нагревания включает введение нагретых газов в управляющую инфраструктуру так, что проницаемый массив главным образом нагревается путем конвекции по мере прохождения нагретых газов через проницаемый массив.
22. Способ по п.1, в котором проницаемый массив дополнительно включает множество трубопроводов, введенных в проницаемый массив, причем по меньшей мере некоторые из названных трубопроводов скомпонованы как нагревательные трубы.
23. Способ по п.22, в котором по меньшей мере часть из множества трубопроводов ориентирована по существу горизонтально.
24. Способ по п.22, в котором стадия формирования сооруженной инфраструктуры включает ориентацию, по меньшей мере, части трубопроводов по заранее заданным маршрутам до введения трубопроводов внутрь проницаемого массива.
25. Способ по п.22, в котором нагревательные трубопроводы сообщены с источником тепла и который дополнительно включает циркуляцию нагревательной текучей среды в замкнутом контуре через нагревательные трубопроводы в степени, достаточной для предотвращения существенного переноса массы между нагревательной текучей средой и проницаемым массивом.
26. Способ по п.1, в котором на стадии нагревания нагревают проницаемый массив по существу равномерно в пределах температурного диапазона, достаточного для по существу предотвращения образования диоксида углерода или неуглеводородных сточных вод.
27. Способ по п.26, в котором температурный диапазон составляет от около 200°F (93,33°С) до около 900°F (482,22°С).
28. Способ по п.26, в котором время, требуемое для достижения температурного диапазона, составляет от около 2 недель до около 4 месяцев.
29. Способ по п.1, в котором стадия нагревания осуществляется в течение времени и в пределах температурного диапазона, достаточного для получения на месте растворителя, который дополняет удаление углеводорода из проницаемого массива.
30. Способ по п.1, в котором введение раздробленного углеводородсодержащего материала в управляющую инфраструктуру выполняется слабо уплотняющим транспортированием углеводородсодержащего материала в инфраструктуру.
31. Способ по п.1, в котором нагревание осуществляется с использованием электрорезистивного нагревания, топливного элемента, твердооксидного топливного элемента, солнечных источников энергии, ветровых источников энергии, волновых источников энергии, сгорания углеводородов, геотермальных вод, ядерной энергии или комбинации таковых.
32. Способ по п.31, в котором нагревание осуществляется посредством сгорания углеводородов при стехиометрических условиях отношения топлива к кислороду.
33. Способ по п.31, в котором нагревание осуществляется с помощью множества портативных топочных печей, каждая из которых присоединена к нагревательному трубопроводу, введенному с проницаемый массив.
34. Способ по п.1, дополнительно включающий введение в проницаемый массив во время стадии нагревания водороднодонорного реагента, способного гидрировать углеводороды.
35. Способ по п.34, в котором водородно-донорный реагент представляет собой природный газ, и условия давления и температуры достаточны для инициирования преобразования углеводородов для получения модифицированного углеводородного продукта.
36. Способ по п.1, дополнительно включающий сбор удаленных углеводородов во второй сооруженной инфраструктуре с контролируемой проницаемостью с образованием массива жидкого углеводорода и введение водороднодонорного реагента в массив жидкого углеводорода, причем водородно-донорный реагент способен модифицировать углеводороды.
37. Способ по п.1, в котором стадия сбора удаленных углеводородов включает сбор жидкого продукта из нижней области управляющей инфраструктуры и сбор газообразного продукта из верхней области управляющей инфраструктуры.
38. Способ по п.37, в котором сбор газообразного продукта дополнительно включает направление газообразного продукта в мобильный газоколлекторный блок вблизи управляющей инфраструктуры.
39. Способ по п.37, дополнительно включающий сжигание части газообразного продукта в качестве топлива для получения тепла.
40. Способ по п.37, в котором жидкий продукт представляет собой керогенное масло и который дополнительно включает смешение керогенного масла с нетранспортабельным битумом с образованием транспортабельной смесевой нефти, которая по существу не содержит дополнительных разбавителей или модификаторов вязкости.
41. Способ по п.1, дополнительно включающий введение выбранного растворителя в проницаемый массив после сбора углеводородов, причем растворитель представляет собой растворитель для одного или несколько целевых материалов.
42. Способ по п.41, в котором целевые материалы включают минерал, драгоценный металл, углеводороды или бикарбонат натрия.
43. Способ по п.1, дополнительно включающий регенерацию тепла из проницаемого массива и перенос тепла во второй проницаемый массив.
44. Способ по п.1, дополнительно включающий циркуляцию теплопередающей текучей среды через проницаемый массив после нагревания для, по меньшей мере, частичной регенерации тепла из проницаемого массива.
45. Способ по п.44, в котором теплопередающая текучая среда состоит по существу из воды.
46. Способ по п.1, в котором раздробленный углеводородсодержащий материал представляет собой измельченные битуминозные сланцы, и нагревание производится при временных и температурных условиях, достаточных для формирования жидкого углеводородного продукта, имеющего показатель API от около 30 до около 45.
47. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию мониторинга земли, окружающей по существу замкнутый объем, относительно нежелательного выхода газообразных или жидких материалов в окружающую землю.
48. Сооруженная инфраструктура с контролируемой проницаемостью, содержащая накопительный резервуар с контролируемой проницаемостью, определяющий по существу замкнутый объем, и по существу не содержащий нетронутые геологические формаций, и раздробленный углеводородсодержащий материал, размещенный внутри замкнутого объема и формирующий проницаемый массив из углеводородсодержащего материала.
49. Инфраструктура по п.48, в которой накопительный резервуар с контролируемой проницаемостью включает по существу проницаемые боковые стенки, по существу непроницаемую покрывающую породу и по существу непроницаемую подстилающую породу.
50. Инфраструктура по п.48, в которой накопительный резервуар с контролируемой проницаемостью включает по существу непроницаемые боковые стенки, по существу непроницаемую покрывающую породу и по существу непроницаемую подстилающую породу.
51. Инфраструктура по п.49 или 50, в которой непроницаемая покрывающая порода представляет собой уплотненное насыпное перекрытие, по существу покрывающее проницаемый массив и опирающиеся на проницаемый массив.
52. Инфраструктура по п.48, в которой накопительный резервуар с контролируемой проницаемостью сформирован из глины, бентонитовой глины, уплотненной засыпки, огнеупорного цемента, цемента, синтетических геотекстильных материалов, стекловолокна, арматурного прутка, наноуглерода, заполненных мешков из геотекстильных материалов, полимерных смол или комбинаций таковых.
53. Инфраструктура по п.48, в которой управляющая инфраструктура сформирована в непосредственном контакте со стенками вырытой залежи углеводородсодержащего материала.
54. Инфраструктура по п.48, дополнительно включающая, по меньшей мере, одну дополнительную вырытую углеводородсодержащую залежь, при этом раздробленный углеводородсодержащий материал добыт из соседней залежи углеводородсодержащего материала.
55. Инфраструктура по п.48, в которой управляющая инфраструктура является свободно стоящей.
56. Инфраструктура по п.48, дополнительно включающая по меньшей мере одну внутреннюю стенку внутри управляющей инфраструктуры, подразделяющую замкнутый объем.
57. Инфраструктура по п.48, в которой уплотненное насыпное перекрытие по существу покрывает проницаемый массив и опирается на проницаемый массив.
58. Инфраструктура по п.48, в которой раздробленный углеводородсодержащий материал включает битуминозные сланцы, битуминозные пески, каменный уголь, бурый уголь, битум, торф или комбинации таковых.
59. Инфраструктура по п.58, в которой раздробленный углеводородсодержащий материал включает нижний слой из битуминозных песков и верхний слой из битуминозных сланцев.
60. Инфраструктура по п.48, в которой раздробленный углеводородсодержащий материал представляет собой содержащий воду углеводородсодержащий материал, и накопительный резервуар включает выпускной канал для водяного пара для удаления водяного пара из замкнутого объема.
61. Инфраструктура по п.60, в которой выпускной канал для водяного пара включает паровой перепускной клапан или перфорированный трубопровод.
62. Инфраструктура по п.48, в которой проницаемый массив дополнительно включает добавку или биомассу.
63. Инфраструктура по п.48, в которой проницаемый массив имеет свободный поровый объем от 10 до около 40% от общего объема проницаемого массива.
64. Инфраструктура по п.48, дополнительно включающая газовый источник тепла, функционально связанный с накопительным резервуаром с контролируемой проницаемостью и предназначенный для направления нагретого газа в проницаемый массив для конвективного нагревания такового.
65. Инфраструктура по п.48, дополнительно включающая множество трубопроводов, введенных внутрь проницаемого массива, причем, по меньшей мере, часть из множества трубопроводов представляет собой нагревательные трубопроводы.
66. Инфраструктура по п.65, в которой по меньшей мере часть из множества трубопроводов ориентирована по существу горизонтально.
67. Инфраструктура по п.48, дополнительно включающая источник тепла, термически связанный с проницаемым массивом.
68. Инфраструктура по п.67, в которой источник тепла включает электрорезистивный нагреватель, топливный элемент, твердооксидный топливный элемент, солнечный нагреватель, ветровой генератор, углеводородную топочную печь, геотермальные воды или ядерный.
69. Инфраструктура по п.67, в которой нагревательные трубопроводы термически связаны с источником тепла и введены в проницаемый массив с образованием замкнутой нагревательной системы, по существу не имеющей переноса массы между проницаемым массивом и нагревательными текучими средами внутри нагревательных трубопроводов.
70. Инфраструктура по п.48, дополнительно включающая мобильный газоколлекторный блок, функционально подсоединенный для сбора газообразного продукта из верхней области управляющей инфраструктуры.
71. Инфраструктура по п.48, дополнительно включающая дренажную систему, функционально подсоединенную для сбора жидкого углеводородного продукта из нижней области управляющей инфраструктуры.