УСТАНОВКА, СИСТЕМА И СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ IN-SITU НЕФТИ ИЗ ГОРЮЧИХ СЛАНЦЕВ

1. Установка для извлечения нефти из горючих сланцев, включающая:
буровой блок, организованный для бурения по меньшей мере одного канала для текучей среды к верхней части целевой зоны и к донной части целевой зоны в пласте горючих сланцев;
стимулирующий модуль, организованный для стимулирования целевой зоны;
блок оснащения скважины, организованный для размещения нагнетательного трубопровода, по существу, до донной части целевой зоны;
нагнетательный блок, организованный для закачки текучей среды в целевую зону;
блок подачи тепла, организованный для нагревания текучей среды таким образом, чтобы нагретая текучая среда захватывала кероген in situ с образованием добываемой текучей среды, и
эксплуатационный модуль для извлечения добываемой текучей среды.
2. Установка по п.1, в которой нагнетательный блок организован дополнительно для введения текучей среды в целевую зону таким образом, чтобы эта текучая среда замещала свободную воду в пределах целевой зоны.
3. Установка по п.1, в которой блок подачи тепла организован дополнительно для нагревания текучей среды таким образом, чтобы температура текучей среды в донной части целевой зоны превышала 300°С.
4. Установка по п.1, в которой блок подачи тепла организован дополнительно для нагревания текучей среды таким образом, чтобы температура текучей среды в донной части целевой зоны превышала 400°С.
5. Установка по п.1, в которой блок подачи тепла организован дополнительно для нагревания текучей среды на поверхности, и нагнетательный трубопровод включает трубопровод с вакуумной изоляцией.
6. Установка по п.5, в которой нагревание текучей среды на поверхности включает нагревание текучей среды посредством по меньшей мере одного концентратора солнечной энергии.
7. Установка по п.5, в которой нагревание текучей среды на поверхности включает нагревание текучей среды горелкой, работающей на природном газе.
8. Установка по п.1, в которой блок подачи тепла включает размещаемую в скважине горелку, организованную для нагревания текучей среды внутри по меньшей мере одного канала для текучей среды.
9. Установка по п.1, дополнительно включающая модуль обработки, организованный для нагревания добываемой текучей среды до заданной температуры и проведения реакции этой добываемой текучей среды в каталитическом реакторе.
10. Установка по п.9, в которой заданная температура включает температуру выше 350°С.
11. Установка по п.1, в которой буровой блок содержит буровой агрегат со спиральным трубопроводом.
12. Установка по п.1, в которой стимулирующий модуль включает взрывное устройство.
13. Установка по п.1, в которой эксплуатационный модуль включает эксплуатационный трубопровод, расположенный, по существу, в верхней части целевой зоны.
14. Установка по п.1, в которой
целевая зона включает первую целевую зону;
где стимулирующий модуль организован дополнительно для стимулирования второй целевой зоны;
где блок оснащения скважины организован дополнительно для размещения нагнетательного трубопровода, по существу, до донной части второй целевой зоны;
установка дополнительно включает изолирующий блок, организованный для изолирования по меньшей мере одного канала для текучей среды от первой целевой зоны;
где нагнетательный блок организован дополнительно для закачки текучей среды во вторую целевую зону, и
где блок подачи тепла организован дополнительно для нагревания текучей среды таким образом, чтобы энергия нагретой текучей среды захватывала кероген in-situ в пределах второй целевой зоны с получением добываемой текучей среды.
15. Установка по п.14, в которой изолирующий блок включает или пробку-мост, или цементную пробку.
16. Способ извлечения нефти из горючих сланцев, включающий:
бурение по меньшей мере одного канала для текучей среды к верхней части целевой зоны и к донной части целевой зоны пласта горючих сланцев;
стимулирование целевой зоны с помощью взрывного устройства;
размещение нагнетательного трубопровода, по существу, до донной части целевой зоны;
закачку текучей среды в целевую зону через нагнетательный трубопровод;
нагревание текучей среды таким образом, что нагретая текучая среда захватывает кероген in-situ с образованием добываемой текучей среды, и
извлечение добываемой текучей среды.
17. Способ по п.16, в котором закачка текучей среды в целевую зону дополнительно включает закачку текучей среды в целевую зону под давлением, которое выше, чем давление текучей среды в пласте, и ниже, чем давление разрушения пласта, так что текучая среда замещает свободную воду в пределах целевой зоны.
18. Способ по п.16, дополнительно включающий нагревание добываемой текучей среды до заданной температуры и обработку добываемой текучей среды в каталитическом реакторе, чтобы снизить среднюю молекулярную массу захваченного керогена.
19. Способ по п.18, дополнительно включающий добавление природного газа к добываемой текучей среде таким образом, чтобы иметь в наличии минимальное количество водорода, необходимое для реакции в каталитическом реакторе.
20. Способ по п.16, дополнительно включающий размещение эксплуатационного трубопровода, по существу, в верхней части целевой зоны, и где извлечение добываемой текучей среды включает протекание добываемой текучей среды вверх по эксплуатационному трубопроводу.
21. Способ по п.16, дополнительно включающий установку эксплуатационной обсадной колонны через пласт горючих сланцев, просверливание отверстий в этой эксплуатационной обсадной колонне, по существу, в донной части целевой зоны, просверливание отверстий в этой эксплуатационной обсадной колонне, по существу, в верхней части целевой зоны, где размещение нагнетательного трубопровода дополнительно включает размещение нагнетательного трубопровода внутри эксплуатационной обсадной колонны, и где извлечение добываемой текучей среды включает протекание добываемой текучей среды вверх по кольцевому пространству, образованному между эксплуатационной обсадной колонной и нагнетательным трубопроводом.
22. Способ по п.21, в котором протекание добываемой текучей среды вверх по кольцевому пространству, образованному обсадной колонной и нагнетательным трубопроводом, включает протекание продукта вверх по эксплуатационному трубопроводу, находящемуся в пределах этого кольцевого пространства.
23. Способ по п.16, в котором текучая среда включает природный газ.
24. Способ по п.23, в котором нагревание текучей среды включает по меньшей мере одну операцию, выбранную из группы, включающей нагревание текучей среды посредством концентратора солнечной энергии и нагревание текучей среды посредством газовой горелки, организованной так, чтобы сжигать часть добываемой текучей среды.
25. Способ по п.23, в котором нагревание текучей среды включает циркуляцию текучей среды через, по существу, истощенную зону в соседней скважине, при этом, по существу, истощенная зона включает пласт сланцев, по существу, обедненный по керогену.
26. Способ по п.16, в котором текучая среда включает по меньшей мере один компонент, выбранный из группы, состоящей из метана, этана, пропана, бутана, газообразных углеводородов, водорода, моноксида углерода, азота, гелия, аргона и неона.
27. Способ по п.16, в котором нагревание текучей среды включает нагревание текучей среды посредством размещаемой в скважине горелки, помещенной в пределах по меньшей мере одного канала для текучей среды.
28. Способ по п.16, в котором бурение по меньшей мере одного канала для текучей среды к верхней части целевой зоны и к донной части целевой зоны пласта горючих сланцев включает бурение вертикальной скважины через пласт горючих сланцев, и где целевая зона включает толщину целевой зоны (ТЦЗ).
29. Способ по п.28, в котором ТЦЗ включает толщину от 7,62 до 30,48 м (от 25 до 100 футов).
30. Способ по п.28, дополнительно включающий бурение ряда вертикальных скважин через пласт горючих сланцев, в котором этот ряд вертикальных скважин помещен на расстоянии друг от друга примерно от 0,5 до 2,0 ТЦЗ.
31. Способ по п.28, в котором целевая зона включает первую целевую зону, и этот способ дополнительно включает стимулирование второй целевой зоны, размещение нагнетательного трубопровода, по существу, до донной части второй целевой зоны, изолирование по меньшей мере одного канала для текучей среды от первой целевой зоны, закачку текучей среды во вторую целевую зону, нагревание текучей среды таким образом, чтобы нагретая текучая среда захватывала кероген in situ в пределах второй целевой зоны с получением добываемой текучей среды, и извлечение добываемой текучей среды.
32. Способ по п.16, в котором бурение по меньшей мере одного канала для текучей среды к верхней части целевой зоны и к донной части целевой зоны пласта горючих сланцев включает бурение первого горизонтального сегмента скважины, соединенного по текучей среде с верхней частью целевой зоны, и бурение второго горизонтального сегмента скважины, соединенного по текучей среде с донной частью целевой зоны, где добываемую текучую среду извлекают через первый горизонтальный сегмент скважины.
33. Способ по п.32, в котором целевая зона имеет ширину по горизонтали, равную высоте целевой зоны.
34. Способ по п.32, в котором целевая зона содержит первую целевую зону, дополнительно включающий бурение третьего горизонтального сегмента скважины, соединенного по текучей среде с верхней частью второй целевой зоны, в котором первый горизонтальный сегмент скважины находится в соединении по текучей среде с донной частью второй целевой зоны, и этот способ дополнительно включает стимулирование второй целевой зоны, размещение нагнетательного трубопровода, по существу, до донной части второй целевой зоны, изолирование этого, по меньшей мере одного, канала для текучей среды от первой целевой зоны, закачку текучей среды во вторую целевую зону, нагревание текучей среды таким образом, чтобы нагретая текучая среда захватывала кероген in situ в пределах второй целевой зоны с получением добываемой текучей среды, и извлечение добываемой текучей среды.
35. Система для извлечения in situ нефти из горючих сланцев, включающая:
трехфазный сепаратор, организованный для разделения добываемой текучей среды на нефть, воду и природный газ;
разветвление потоков текучей среды, организованное так, чтобы направлять отделенную воду в систему утилизации воды, отделенную нефть - в аппарат для хранения нефти и отделенный природный газ - в аппарат для хранения природного газа;
буровой блок, организованный для бурения по меньшей мере одного канала для текучей среды к верхней части целевой зоны и к донной части целевой зоны пласта горючих сланцев;
стимулирующий модуль, организованный для стимулирования целевой зоны с помощью взрывного устройства;
блок оснащения скважины, организованный для размещения нагнетательного трубопровода, по существу, до донной части целевой зоны;
нагнетательный блок, организованный для закачки текучей среды в целевую зону;
блок подачи тепла, организованный для нагревания текучей среды таким образом, чтобы текучая среда захватывала кероген in situ с образованием добываемой текучей среды;
эксплуатационный модуль для извлечения добываемой текучей среды;
модуль обработки, организованный для нагревания добываемой текучей среды до заданной температуры и проведения реакции добываемой текучей среды в каталитическом реакторе, и
модуль конденсации, организованный для охлаждения прореагировавшей добываемой текучей среды и направления прореагировавшей добываемой текучей среды в трехфазный сепаратор.
36. Система по п.35, дополнительно включающая масляный нагреватель, выполненный таким образом, чтобы получать тепло от концентратора солнечной энергии и получать тепло от горелки, работающей на природном газе, в которой дополнительно организован блок подачи тепла для нагревания текучей среды с использованием тепла от масляного нагревателя, и в которой нагнетательный трубопровод включает трубопровод с вакуумной изоляцией.
37. Установка для извлечения нефти из горючих сланцев, включающая:
буровой блок, организованный для бурения вертикальной скважины через целевую зону пласта горючих сланцев;
блок оснащения скважины, организованный для размещения нагнетательного трубопровода, по существу, в донной части целевой зоны; в котором нагнетательный трубопровод снабжен точкой закачки;
нагнетательный блок, организованный для закачки текучей среды в целевую зону через нагнетательный трубопровод;
блок подачи тепла, организованный для нагревания текучей среды таким образом, чтобы нагретая текучая среда захватывала кероген in-situ с образованием добываемой текучей среды, и
эксплуатационный блок для извлечения добываемой текучей среды из верхней части целевой зоны, где этот эксплуатационный блок снабжен точкой извлечения, и эта точка извлечения расположена, по существу, вертикально над точкой закачки.