Извлечение углеводородов на месте залегания из керогенсодержащей формации

Есть еще 6 страниц.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ пиролиза углеводородов на месте залегания в подземной керогенсодержащей формации, включающий подведение тепла по меньшей мере к части керогенсодержащей формации таким образом, что по меньшей мере часть нагретого участка нагревается до температуры пиролиза керогена, обеспечивая получение продуктов пиролиза и отбор продуктов пиролиза, при этом выбирают подземную формацию, содержащую кероген с показателем отражения витринита от 0,2 до 3,0%, керогенсодержащую формацию нагревают с помощью двух или более источников тепла, а отбор продуктов пиролиза осуществляют из одной или нескольких эксплуатационных скважин, причем абсолютное давление соответственно регулируют внутри интервала 0,14-3,6 МПа, предпочтительно 0,2-2,0 МПа, а температуру пиролиза изменяют от 270 до 400°С, предпочтительно от 275 до 375°С.

2. Способ по п.1, в котором керогенсодержащая формация представляет собой углесодержащую формацию.

3. Способ по п.1, в котором количество источников тепла изменяется от 2 до 16, предпочтительно от 8 до 16 на одну эксплуатационную скважину.

4. Способ по любому из пп.1-3, в котором кероген имеет степень отражения витринита от 0,25 до 2,0%, предпочтительно от 0,4 до 1,2%.

5. Способ по любому из пп.1-4, в котором кероген имеет содержание водорода больше 2 вес.%, предпочтительно больше 3 вес.%.

6. Способ по любому из пп.1-5, в котором кероген имеет отношение элементов водород/углерод внутри интервала от 0,5 до 2, предпочтительно от 0,70 до 1,65.

7. Способ по любому из пп.1-6, в котором кероген имеет долю элементарного кислорода меньше 20 вес.%, предпочтительно 15 вес.%.

8. Способ по любому из пп.1-7, в котором кероген имеет отношение элементов кислород/углерод от 0,03 до 0,12.

9. Способ по любому из пп.1-8, в котором после отбора продуктов пиролиза керогенсодержащей формации дают взаимодействовать с текучей средой, приводящей к образованию синтез-газа.

10. Способ по любому из пп.1-9, в котором тепло возникает в результате процесса, отличного от процесса переноса горячих газов, образованных продуктами сгорания, через керогенсодержащую формацию, причём эти газы образуются в результате сгорания слоя угля, расположенного вблизи этой формации.

Текст

Смотреть все

013607 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к способу добычи углеводородов из керогенсодержащей формации. Углеводородсодержащие материалы, которые получают из подземных формаций, обычно используют в качестве энергетических носителей, исходного сырья и продуктов потребления. Проблема истощения доступных углеводородных ресурсов привела к разработке способов более эффективного извлечения, переработки и/или использования доступных углеводородных ресурсов. Для извлечения углеводородных материалов из подземных формаций могут быть использованы способы извлечения на месте залегания. Уровень техники Способ извлечения на месте залегания путем термического воздействия на формации нефтеносных сланцев описан в патентах US 2923535 и US 4886118. Тепло подводят к формации нефтеносных сланцев,чтобы подвергнуть кероген, находящийся внутри формации, пиролизу. Кроме того, тепло вызывает разрывы в подземной формации, что увеличивает ее проницаемость. Повышенная проницаемость может обеспечить транспорт продуктов пиролиза в эксплуатационную скважину, где текучая среда удаляется из формации нефтеносных сланцев. В способе по патенту US 2923535, например, для того, чтобы инициировать сгорание, кислородсодержащая газовая среда со стадии предварительного нагревания, предпочтительно, когда она еще горячая, вводится в проницаемый пласт. Кероген состоит из органического вещества, которое подвергается превращению в процессе созревания. Углеводородсодержащие формации, которые содержат кероген, включают также углесодержащие формации и формации, содержащие нефтеносные сланцы. Процесс созревания может включать две стадии: биохимическую стадию и геохимическую стадию. Обычно биохимическая стадия включает в себя разложение органического материала по аэробному или анаэробному механизмам. Геохимическая стадия обычно включает в себя превращение органического материала вследствие изменений температуры, а также из-за значительного давления. В ходе созревания органический материал керогена подвергается превращению, и могут образоваться нефть и газ. Например, кероген может быть классифицирован на четыре различные группы: тип 1, тип 2, тип 3 и тип 4. Конкретный тип зависит от материалов, предшествующих керогену. Материалы предшественника со временем превращаются в мацералы (органическая составляющая угля), представляющие собой микроскопические структуры, которые имеют отличную от материалов предшественника, из которых они получены, структуру и свойства. Нефтеносные сланцы могут быть описаны как кероген типа 1 или типа 2 и могут в основном содержать мацералы из группы липтинита. Липтиниты образуются из растений,особенно из частей, обогащенных липидом и смолой. Концентрация водорода в липтинитах может доходить до 9%. Кроме того, липтинит имеет относительно высокое отношение Н/С и относительно низкое отношение О/С. Кероген типа 1 может также дополнительно классифицироваться как альгинит, так как кероген типа 1 может в основном состоять из водорослей. Кероген типа 1 образуется вследствие образования осадочных пластов на дне озера. Кероген типа 2 может образоваться из органических веществ,которые образуют отложения, залегающие в морских бассейнах. Кероген типа 3 обычно включает мацералы витринита. Витринит образуется из клеточных стенок и/или древесных тканей (например, стволов, ветвей, листьев и корней растений). Кероген типа 3 может присутствовать в большинстве гуминовых углей. Кероген типа 3 может образоваться из органического материала, который образует отложения, залегающие в болотах. Кероген типа 4 включает мацералы группы инертинита. Эта группа состоит из растительных материалов, таких как листья, кора и стволы,которые подверглись окислению на ранних стадиях образования торфа при диагенезе захоронений. Химически он подобен витриниту, но имеет высокое содержание углерода и низкое содержание водорода,поэтому он считается инертным. Когда кероген подвергается созреванию, его состав обычно изменяется. Например, этапы, которые проходят углесодержащие формации, классифицируются нижеуказанным образом и перечислены в порядке возрастания степени углефикации и зрелости для керогена типа 3: древесина, торф, лигнит, слабобитуминозный уголь, высоколетучий битуминозный уголь, среднелетучий битуминозный уголь, слаболетучий битуминозный уголь, полуантрацит и антрацит. Кроме того, по мере увеличения степени углефикации, существует тенденция к увеличению ароматической природы керогена. Было установлено, что можно оценивать качество текучих сред, добываемых из некоторых формаций, по отражательной способности витринита. Характеристики, которые можно использовать для оценки углеводородсодержащего материала, включают, но не ограничиваются ими, следующие: количество углеводородной жидкости, которое можно будет получить из углеводородсодержащего материала,удельный вес полученной углеводородной жидкости (в градусах Американского института нефти), количество углеводородного газа, которое можно будет получить из углеводородсодержащего материала и/или количество диоксида углерода, которое можно будет получить из углеводородсодержащего материала. Настоящее изобретение относится к способу пиролиза углеводородов на месте залегания в подземной керогенсодержащей формации, включающему-1 013607 подведение тепла от источника тепла по меньшей мере для части керогенсодержащей формации,таким образом, что по меньшей мере часть нагретого участка достигает температуры пиролиза керогена,обеспечивая получение продуктов пиролиза; и отбор продуктов пиролиза из подземной формации; при этом подземная формация содержит кероген, имеющий отражательную способность витринита от 0,2 до 3,0%. Термин "пиролиз" обычно определяется как разрыв химических связей под действием тепла в отсутствие кислорода. Например, пиролиз может включать превращение соединения в одно или несколько других веществ только под действием тепла, то есть без окисления. Используемый в настоящем описании термин продукт пиролиза относится к текучей среде, полученной при пиролизе керогенсодержащей формации. Отражательная способность витринита (Ro) представляет собой долю света (в %), отраженного от поверхности полированного витринита. Эта величина является стандартным измерением, используемым для классификации органических нефтематеринских пород. При приготовлении образцов следуют стандартам. Образец измельчают до состояния порошка, затем вводят в закрепляющую среду, поверхность обрабатывают резаньем, затем полируют и обследуют под микроскопом, используя отраженный свет. Измеряют отражательную способность и указывают стандарты для используемого метода, а именноASTM D22798. Было установлено, что увеличение отражательной способности витринита керогенсодержащего материала может коррелировать с существенным разупорядочением структуры углеводородсодержащего материала. Материалы с высокой отражательной способностью витринита могут обладать свойствами, подобными зеркалу, причем может возрасти их термопроводность. Отличные результаты были получены с керогенсодержащими формациями, имеющими отражательную способность витринита по меньшей мере 0,25%, еще лучше, когда отражательная способность витринита составляет по меньшей мере 0,4%, наиболее предпочтительно - по меньшей мере 0,5%. Подходящим значением верхнего предела является 3,0%, более предпочтительно - 2,0%, наиболее предпочтительно - 1,2%. Для обработки благоприятно выбирать керогенсодержащую формацию на основе керогена, содержащую водород. Например, благоприятный для обработки кероген содержит водорода больше 2%, предпочтительно больше 3% или наиболее предпочтительно больше 4% при измерении в сухом беззольном состоянии. Кроме того, выбранный подходящий разрез включает кероген с отношением элементов водород/углерод, находящимся внутри интервала от 0,5 до 2, а во многих случаях - от 0,70 до 1,65. Водород внутри формации может нейтрализовать радикалы в полученной углеводородной текучей среде. Таким образом, присутствующий в формации водород может существенно ингибировать взаимодействие углеводородных фрагментов путем их превращения в жидкие углеводороды с относительно короткой длиной цепи. Эти жидкие углеводороды могут переходить в паровую фазу и могут быть извлечены из формации. Увеличение содержания текучих углеводородов в паровой фазе может существенно снизить вероятность коксования внутри выбранного разреза формации. Полагают, что слишком низкое содержание водорода внутри формации отрицательно сказывается на количестве и качестве извлеченных из формации текучих сред. Если в формации действительно содержится слишком мало водорода, тогда в некоторых вариантах осуществления изобретения в эту формацию могут быть добавлены водород или другие восстанавливающие текучие среды. При нагревании части углеводородсодержащей формации кислород внутри этой части может образовать диоксид углерода. Может быть желательным снизить образование диоксида углерода и других оксидов. Кроме того, количество образовавшегося в формации диоксида углерода может изменяться,например, в зависимости от содержания кислорода в обработанной части углеводородсодержащей формации. Поэтому предпочтительно выбирают и обрабатывают ту часть формации, которая содержит кероген, имеющий долю элементарного кислорода меньше 20 вес.%, предпочтительно 15 вес.%, а более предпочтительно 10 вес.%. Кроме того, некоторые варианты осуществления изобретения могут включать выбранный для обработки кероген, имеющий отношение элементов кислород/углерод меньше 0,15. Альтернативно, по меньшей мере, доля керогенсодержащего материала в выбранной для обработки части формации может иметь отношение элементов кислород/углерод от 0,03 до 0,12. Таким образом, может быть снижено образование диоксида углерода и других оксидов в процессе превращения углеводородсодержащего материала на месте залегания. Для нагревания подземной формации за счет излучения и/или теплопроводности можно использовать электрические нагреватели. Электрический нагреватель может представлять собой нагревательный элемент сопротивления. Примеры электрических нагревательных элементов описаны в патентах US 2548360, US 4716960, US 5060287 и US 5065818. В патенте US 6023554 описан электрический нагревательный элемент, который расположен внутри корпуса. Нагревательный элемент выделяет тепловую энергию, которая нагревает корпус. Между корпусом и формацией может быть размещен гранулированный твердый наполнитель. Корпус может нагревать твердый наполнитель за счет теплопроводности, который, в свою очередь, передает тепло в формацию. Может оказаться благоприятным использование необсаженных буровых скважин для источников тепла. В патенте US 4570715 описан электрический нагревательный элемент. Этот нагревательный эле-2 013607 мент имеет электропроводящую сердцевину, окружающий слой изолирующего материала и металлический корпус. Проводящая сердцевина имеет относительно низкое сопротивление при высоких температурах. Изолирующий материал обладает электрическим сопротивлением, прочностью при сжатии и теплопроводностью, которые относительно велики при высоких температурах. Изолирующий слой предотвращает электрический разряд между сердцевиной и металлическим корпусом. Этот металлический корпус обладает относительно большими значениями предела прочности на растяжение и сопротивлением ползучести при высоких температурах. Для нагревания формации также можно использовать сжигание топлива. В некоторых случаях сжигание топлива для нагревания формации является более экономичным, чем использование электричества. Несколько различных типов нагревателей используют сжигание топлива в качестве источника тепла для нагревания формации. Это сжигание может иметь место в формации, в скважине и/или вблизи поверхности. Сжигание в формации может представлять собой внутрипластовое горение. Затем в формацию закачивают окислитель. Окислитель поджигается, чтобы фронт пламени продвигался к эксплуатационной скважине. Окислитель закачивается в поток, проходящий через фракцию вдоль линий разлома и других путей с высокой проницаемостью в формации. В таких случаях фронт продвигается через формацию неравномерно. Для сжигания топлива внутри скважины можно использовать беспламенные горелки. Беспламенные горелки описаны в патентах US 5255742, US 5404952, US 5862858 и US 5899269. Беспламенное горение сопровождается подогревом топлива и воздуха для сжигания до температуры, превышающей температуру самовоспламенения смеси. Для сжигания топливо и воздух удобно смешивать в зоне нагревания. Кроме того, тепло можно подвести к формации от поверхностного нагревателя. В этом поверхностном нагревателе образуются дымовые газы, которые циркулируют через буровые скважины для нагрева формации. Альтернативно, используются поверхностные горелки для нагрева транспортирующей тепло текучей среды, которая проходит через буровую скважину для нагрева формации. Примеры пламенных нагревателей или поверхностных горелок, которые могут быть использованы для нагрева подземной формации, проиллюстрированы в патентах US 6056057 и US 6079499. Керогенсодержащая формация может представлять собой нефтеносный сланец. Предпочтительно керогенсодержащая формация является углесодержащей формацией. Одним из важных параметров осуществления способа согласно настоящему изобретению является теплопроводность подземной формации. Из уровня техники следует, что некоторые углеводородсодержащие формации, такие как уголь, обладают относительно низкими значениями теплопроводности и температуропроводности при нагревании. Например, в государственном отчете 8364 J.M. Singer and R.P. Туе "Thermal, Mechanical and(1979) авторы приводят значения теплопроводности и температуропроводности для четырех битуминозных углей. В этот отчет включены диаграммы теплопроводности и температуропроводности, из которых следует, что эти показатели имеют относительно низкие значения вплоть до 400 С (например, теплопроводность составляет около 0,2 Вт/мС) или ниже, а температуропроводность составляет приблизительно 1,710-3 см 2/с). В этом государственном отчете утверждается, что угли и коксы являются отличными теплоизоляционными материалами. Этот вывод подтверждается в публикации "The Thermal and Structural Properties of a Hanna Basin Coal", Trans. ASME, v. 106, p. 266, June 1984, где указано, что теплопроводность высоколетучих битуминозных углей составляет около 0,3-0,4 Вт/(мК) вплоть до 400 С. Эти известные значения теплопроводности углесодержащего материала указывают на бесперспективность использования нагревания угля на месте залегания. Было обнаружено, что значения теплопроводности используемых углей превышают известные значения теплопроводности углесодержащего материала. Полагают, что это различие может быть, по меньшей мере, частично объяснено, если допустить, что для известных значений теплопроводности не был принят во внимание ограниченный характер расположения угля на месте залегания. Большинство углей,которые используются в качестве топлива для выработки электроэнергии, добываются из месторождений. Однако значительное количество углесодержащих формаций непригодно для экономически выгодной разработки. Например, разработку месторождений угля из крутопадающих угольных пластов, из тонких угольных пластов и/или из угольных пластов глубокого залегания нельзя считать экономически целесообразной. Керогенсодержащая формация или ее часть, которая подвергается термической обработке на месте залегания, может иметь ширину, например, по меньшей мере 0,5 м, или по меньшей мере 1,5 м, или по меньшей мере 2,4 м, или даже по меньшей мере 3,0 м. Ширина может составлять вплоть до 100 м, или до 1000 м, или даже до 2000 м или более. Керогенсодержащая формация или ее часть, которая подвергается термической обработке на месте залегания, может иметь толщину слоя, например, по меньшей мере 1 м,наиболее типично в интервале от 4 до 100 м, более типично от 6 до 60 м. Покрывающий слой керогенсодержащей формации может иметь толщину, например, по меньшей мере 10 м, более типично в интервале от 20 до 800 м или до 1000 м и более.-3 013607 Тонкие угольные пласты могут включать угольные слои, имеющие толщину меньше чем приблизительно 10 м. Глубокие угольные пласты могут включать угольные слои, которые находятся на глубине или простираются до глубины более 760 м ниже уровня поверхности. Эффективность преобразования энергии сгорания угля в электроэнергию является относительно низкой по сравнению с такими видами топлива, как природный газ. Кроме того, при выработке электроэнергии в результате сгорания угля часто образуются значительные количества диоксида углерода, оксидов серы и оксидов азота и несгоревших частиц, которые выбрасываются в атмосферу. Для нагревания подземной формации можно использовать источник тепла. Удобно подавать тепло от источника в формацию через несколько буровых скважин. Продукты пиролиза удобно извлекать через эксплуатационную скважину. Число источников тепла можно варьировать. Предпочтительно подавать тепло более чем из двух источников на одну эксплуатационную скважину. Предпочтительно число источников тепла на одну эксплуатационную скважину изменяется от 2 до 16. Например, в одном из вариантов осуществления изобретения способ превращения углеводородсодержащего материала на месте залегания включает нагревание по меньшей мере части углеводородсодержащей формации с использованием ряда источников тепла, расположенных внутри формации. В других вариантах осуществления изобретения ряд источников тепла расположен практически на равном расстоянии от эксплуатационной скважины. Используются определенные схемы расположения (например, треугольная схема расположения). Расстояние между источниками тепла обычно заключается в интервале от 5 до 20 м, предпочтительно от 8 до 15 м. Предпочтительным является расположение источников тепла на равном расстоянии в соответствии с треугольной схемой расположения, поскольку при этом обеспечивается более равномерное нагревание наиболее холодного места формации по сравнению с другими схемами, такими как шестиугольная. Кроме того, способ превращения углеводородсодержащего материала на месте залегания может включать нагревание по меньшей мере части этой формации с использованием источников тепла,расположенных практически параллельно боковой границе углеводородсодержащего материала. Независимо от расположения или расстояния между источниками тепла при осуществлении изобретения, число источников тепла, приходящихся на одну эксплуатационную скважину внутри формации, превышает 8. Некоторые варианты осуществления изобретения также включают возможность передачи тепла от нескольких источников тепла в выбранный разрез нагреваемой части. В одном из вариантов осуществления изобретения выбранный разрез расположен между несколькими источниками тепла. Например, способ превращения на месте залегания также может включать возможность передачи тепла от нескольких источников тепла в выбранный разрез формации таким образом, что за счет этого тепла пиролизуется по меньшей мере часть углеводородсодержащего материала внутри выбранного разреза. В этом случае способ превращения на месте залегания включает нагревание по меньшей мере части керогенсодержащей формации до температуры выше температуры пиролиза, содержащегося в формации углеводородсодержащего материала. Подходящая температура пиролиза составляет по меньшей мере 250 С, предпочтительно 270 С. Преимущественно эта температура составляет по меньшей мере 305 С. Имеется возможность передачи тепла от нескольких источников в выбранный разрез практически за счет теплопроводности. Температура пиролиза может доходить до 900 С, но предпочтительно она не превышает 400 С. В дополнительном варианте осуществления изобретения часть формации может быть нагрета таким образом, что средняя температура выбранного разреза может быть ниже 375 С, так что пиролиз проводится в температурном интервале от 270 до 375 С. Расстояние между источниками тепла может быть выбрано таким образом, чтобы увеличить площадь выбранного разреза и в этом случае увеличить эффективность источника тепла, улучшая при этом экономическую целесообразность выбранного способа превращения керогенсодержащего материала на месте залегания. Часть керогенсодержащей формации может быть нагрета со скоростью нагревания в интервале от 0,1 до 50 С в сутки. Желательно нагревать выбранную часть керогенсодержащей формации со скоростью, находящейся в интервале от 0,1 до 10 С в сутки. Например, большинство углеводородов можно добывать из формации при скорости нагревания в интервале от 0,1 до 10 С в сутки. Скорость нагревания является низкой, особенно в интервале температур пиролиза. Поэтому керогенсодержащая формация преимущественно нагревается со скоростью от 0,1 до 1 С в сутки, в частности менее 0,7 С в сутки во всем интервале температур пиролиза. Подходящий интервал температур пиролиза включает интервал температур, который описан выше, то есть от 270 до 400 С. Ниже температуры пиролиза скорость нагревания менее значима и может доходить до 50 С в сутки, предпочтительно от 3 до 10 С в сутки. Например, нагреваемая часть может нагреваться с такой скоростью в течение времени более 50%, или более 75%, или более 90% от того времени, которое необходимо для охвата этого температурного интервала. Скорость, с которой нагревается керогенсодержащая формация, может влиять на количество и качество продуктов пиролиза, добываемых из углеводородсодержащей формации. Например, при нагревании с высокой скоростью, как в случае, когда проводится анализ Фишера, может образоваться повышенное количество текучих материалов из углеводородсодержащей формации. Однако продукты такого процесса могут иметь существенно худшее качество по сравнению с тем, которое получено при исполь-4 013607 зовании скорости нагревания менее приблизительно 10 С в сутки. Нагревание при скорости повышения температуры менее приблизительно 10 С в сутки может обеспечить протекание пиролиза внутри интервала температур, в котором можно снизить количество образующихся кокса и смол. Кроме того, при скорости повышения температуры менее приблизительно 3 С в сутки можно обеспечить дополнительное улучшение качества полученных текучих материалов за счет дополнительного уменьшения образования смол внутри углеводородсодержащей формации. В некоторых вариантах осуществления изобретения регулирование температуры внутри керогенсодержащей формации включает регулирование скорости нагревания внутри этой формации. Например,скорость нагревания регулируют таким образом, что повышение температуры составляет меньше примерно 3 С в сутки, что обеспечивает улучшенный контроль температуры внутри керогенсодержащей формации. Способ пиролиза на месте залегания согласно настоящему изобретению может включать контроль скорости повышения температуры в эксплуатационной скважине. Однако температуру внутри части керогенсодержащей формации можно измерять в ее различных местах. Например, способ обработки части углеводородсодержащей формации включает контроль температуры в центральной точке этой части между двумя соседними источниками тепла. Контроль температуры осуществляется во времени. Таким образом, можно также проследить скорость повышения температуры. Скорость повышения температуры может влиять на состав продуктов пиролиза, полученных из формации. Скорость повышения температуры может быть прослежена, изменена и/или отрегулирована, например, для того, чтобы изменить состав продуктов пиролиза, получаемых из формации. Температура в части формации может быть прослежена,например, с помощью опытной скважины, расположенной внутри формации. Например, опытную скважину располагают внутри формации между первым и вторым источниками тепла. Некоторые системы и способы включают регулирование тепла от первого источника тепла и/или второго источника тепла для того, чтобы поднимать контролирующую температуру в опытной скважине со скоростью меньшей, чем заданное количество градусов в сутки. Дополнительно или альтернативно осуществляют контроль температуры части формации в эксплуатационной скважине. В этом случае способ согласно настоящему изобретению включает регулирование количества тепла от первого источника тепла и/или второго источника тепла для того, чтобы повышать контролируемую температуру в эксплуатационной скважине со скоростью ниже заданной величины. Давление внутри выбранного разреза нагретой части керогенсодержащей формации может изменяться, например, в зависимости от глубины, расстояния от источника тепла, содержания углеводородсодержащего материала в углеводородсодержащей формации и/или расстояния от добывающей скважины. Установлено, что качество продуктов пиролиза можно дополнительно повысить за счет поддержания в керогенсодержащей формации повышенного давления. Давление в ходе пиролиза и в процессе добычи продуктов пиролиза из формации можно регулировать. Хотя давление может быть атмосферным, благоприятно использование давления по меньшей мере 0,14 МПа, предпочтительно 0,15 МПа, более типично давление составляет по меньшей мере 0,16 МПа, в частности, по меньшей мере 0,18 МПа. Например, когда температура пиролиза составляет по меньшей мере 300 С, благоприятно использовать давление, равное по меньшей мере 0,16 МПа. Верхний предел давления может определяться структурой и весом покрывающего слоя. Часто в реальных условиях давление не превышает 7 МПа, более часто давление ниже 6 МПа или даже ниже 5 МПа. Предпочтительно давление можно регулировать в интервале от 0,2 до 1,8 МПа или 2,0 МПа или альтернативно, в интервале от 2,0 до 3,6 МПа. В угольных формациях удобно регулировать абсолютное давление в интервале от 0,14 до 3,6 МПа. Предпочтительно давление составляет по меньшей мере 0,15 МПа. Например, способ может включать регулирование давления в большинстве выбранных разрезов нагретой части формации. Предпочтительно абсолютное давление во время пиролиза регулируется на уровне выше 0,2 МПа. Способ превращения керогенсодержащей формации на месте залегания предпочтительно включает повышение и поддержание абсолютного давления в формации в интервале до 2 МПа. Регулирование давления в формации может происходить в эксплуатационной скважине или вблизи источника тепла. Давление внутри формации можно определять в ряде различных мест, которые могут включать (но не ограничиваться перечисленными) устье скважины или ствол скважины на различной глубине погружения. В других вариантах осуществления изобретения давление измеряется в эксплуатационной скважине. В альтернативных вариантах давление измеряется в нагреваемой скважине. Кроме того, можно использовать разведочные скважины, аналогичные опытным скважинам, описанным выше для измерения температуры. В схему регулирования может быть введен клапан для поддержания, изменения и/или регулирования давления в нагретой части углеводородсодержащей формации. Например, источник тепла, расположенный внутри углеводородсодержащей формации, может быть соединен с клапаном. Клапан может быть введен в схему регулирования для обеспечения выхода текучей среды из формации через источник тепла. Кроме того, эксплуатационная скважина может быть снабжена нагнетательным клапаном, который может быть расположен внутри углеводородсодержащей формации. В некоторых вариантах выхо-5 013607 дящую из клапанов текучую среду, можно собирать и транспортировать в установку на поверхности для последующей переработки и/или обработки. Продукты пиролиза включают молекулярный водород. Неожиданно было установлено, что регулирование условий внутри формации для того, чтобы контролировать давление водорода в полученной текучей среде, приводит к улучшению качества текучей среды. Следовательно, выгодно регулировать условия внутри формации таким образом, чтобы парциальное давление (абсолютное) водорода в продуктах пиролиза было выше приблизительно 0,5 МПа по данным измерений в эксплуатационной скважине. Возможна подача восстанавливающего агента по меньшей мере в часть формации. Подача восстанавливающего агента в часть формации во время нагревания может повысить производительность по избранным продуктам пиролиза. Восстанавливающий агент может включать молекулярный водород, а также другие агенты. Полагают, что в результате пиролиза керогенсодержащей формации образуются углеводородные фрагменты. Образующиеся фрагменты могут взаимодействовать между собой и с другими соединениями, присутствующими в формации. Взаимодействие этих углеводородных фрагментов может повысить добычу олефиновых и ароматических соединений. Восстанавливающий агент может взаимодействовать с этими углеводородными фрагментами с образованием выбранных продуктов и/или подавлять образование невыбранных продуктов, таких как олефиновые и ароматические соединения. Молекулярный водород образуется в процессе пиролиза. Кроме того, возможно добавление водорода. Такой водород может образоваться за счет реакции горячего углерода с водяным паром. Кроме того, молекулярный водород может образоваться в результате крекинга вводимой углеводородной жидкости. Кроме того, восстанавливающий агент, выделенный по меньшей мере из части продуктов пиролиза, образовавшихся в первой части углеводородсодержащей формации, может поступать во вторую часть формации. Например, молекулярный водород, образовавшийся в первой части формации, поступает во вторую часть формации. В другом варианте осуществления изобретения давление внутри нагретой части формации достаточно для увеличения эффективности перемещения паровой фазы продуктов пиролиза. Отчасти, такое увеличение может быть вызвано образованием водорода внутри части углеводородсодержащей формации. Полагают, что образующиеся компоненты могут включать двойные связи или радикалы. Водород в продуктах пиролиза может восстанавливать двойные связи в образующихся продуктах пиролиза, и в результате снижается вероятность полимеризации образующихся продуктов. Кроме того, водород также может нейтрализовать радикалы в образующихся продуктах пиролиза. Поэтому считают, что водород существенно ингибирует взаимодействие образующихся продуктов пиролиза между собой и/или с другими соединениями в формации. В таком случае в паровую фазу могут переходить жидкие продукты с относительно короткой молекулярной цепью, которые могут быть извлечены из формации. Увеличение количества продуктов пиролиза в паровой фазе существенно снижает вероятность коксования внутри выбранного разреза формации. Кроме того, транспорт паровой фазы увеличивает эффективность извлечения углеводородов. Реакция коксования может происходить в жидкой фазе. Поскольку многие образовавшиеся компоненты превращаются в углеводороды с короткой цепью и могут переходить в паровую фазу, снижается тенденция коксования внутри выбранного разреза. Так как коксование также может снижать проницаемость формации, увеличение количества жидких продуктов пиролиза в паровой фазе также повышает проницаемость формации. Масса по меньшей мере части формации может быть снижена за счет добычи продуктов пиролиза из формации. Могут возрасти как таковые проницаемость и пористость по меньшей мере части формации. Кроме того, удаление воды в ходе нагревания также может увеличить проницаемость и пористость по меньшей мере части формации. В некоторых вариантах осуществления изобретения проницаемость по меньшей мере части керогенсодержащей формации будет возрастать до более 0,01, или 0,1, или даже 1,0 Д. В некоторых вариантах осуществления изобретения достигается практически равномерное увеличение проницаемости по меньшей мере части керогенсодержащей формации. Кроме того, пористость по меньшей мере части керогенсодержащей формации может быть увеличена практически равномерно. Нагревание керогенсодержащей формации до интервала температур пиролиза может происходить до достижения существенной проницаемости внутри углеводородсодержащей формации. Начальное отсутствие проницаемости может препятствовать транспорту образовавшихся текучих материалов из зоны пиролиза внутри формации. В том случае, когда тепло начинает поступать от источника тепла в керогенсодержащую формацию, давление текучих материалов внутри формации может возрастать непосредственно у источника тепла. Такое повышение давления текучего материала может быть вызвано, например,образованием текучих продуктов в процессе пиролиза по меньшей мере части углеводородсодержащего материала внутри формации. Повышенное давление текучего продукта можно сбрасывать, регулировать,изменять и/или контролировать с помощью указанного источника тепла. Например, источник тепла может включать клапан, который описан в указанных выше вариантах осуществления изобретения. Такой клапан может быть выполнен с возможностью регулирования скорости потока текучих материалов, входящих и исходящих от источника тепла. Кроме того, источник тепла может включать сквозное отверстие, через которое можно сбрасывать давление.-6 013607 Альтернативно, можно допустить увеличение давления, развивающегося в результате увеличения количества образующихся в формации текучих продуктов пиролиза или других текучих материалов, хотя в формации еще может отсутствовать открытый путь сообщения с эксплуатационной скважиной или другим источником снижения давления. Кроме того, можно допустить увеличение давления текучей среды до литостатического давления. Когда давление текучей среды сравняется или превысит литостатическое давление, в углеводородсодержащей формации могут формироваться разломы. Например, могут образоваться разломы от источника тепла к эксплуатационной скважине. Образование разломов внутри нагретой части формации может снизить давление в этой части формации вследствие добычи продукта пиролиза из эксплуатационной скважины. Для поддержания заданного давления внутри нагретой части формации, можно поддерживать противодавление в эксплуатационной скважине. Давление текучей среды внутри углеводородсодержащей формации может изменяться в зависимости от, например, теплового расширения углеводородсодержащего материала, образования текучих продуктов пиролиза и извлечения образовавшихся текучих продуктов из формации. Например, когда внутри формации образуются текучие материалы, давление текучей среды внутри пор может возрастать. Извлечение образовавшихся текучих продуктов из формации может снизить давление текучей среды внутри формации. Способ согласно изобретению позволяет изменять и/или регулировать образование олефинов. Например, этот способ может включать нагревание части формации до такого интервала температур, в котором образуются продукты пиролиза, имеющие содержание олефинов меньше приблизительно 10% от веса конденсирующихся компонентов в продуктах пиролиза. Уменьшение образования олефинов существенно снижает тенденцию к покрытию ими поверхности труб, в результате чего снижается уровень проблем, связанных с добычей углеводородов с использованием таких труб. Уменьшение образования олефинов также приводит к подавлению полимеризации углеводородов в процессе пиролиза, в результате чего повышается качество образовавшихся текучих материалов (например, посредством снижения числа атомов углерода в углеводородах, снижения их удельного веса, повышения градуса API и др.). Однако в некоторых вариантах осуществления изобретения часть формации может быть нагрета до такого интервала температур, в котором избирательно повышается содержание олефинов в конденсирующихся компонентах углеводородных текучих продуктов. Например, олефины могут быть выделены из таких конденсирующихся компонентов и могут быть использованы для производства дополнительных продуктов. В некоторых вариантах осуществления изобретения после пиролиза части формации из углеводородсодержащего материала, оставшегося внутри формации, можно добывать синтез-газ. При пиролизе части формации можно получить относительно высокую, практически равномерную проницаемость в этой части. Такая проницаемость может обеспечить образование синтез-газа без получения в нем значительного количества жидких углеводородов. Эта часть формации также может иметь большую площадь поверхности и/или отношение площади поверхности к объему. При большой площади поверхности, в условиях получения синтез-газа реакции, приводящие к образованию синтез-газа, могут практически дойти до состояния равновесия. Относительно высокая, практически равномерная проницаемость может привести к относительно высокой эффективности извлечения синтез-газа по сравнению с получением синтез-газа в углеводородсодержащей формации, которая не была обработана таким образом. Синтез-газ можно добывать из формации до или после получения продуктов пиролиза. Обычно синтез-газ определяют как смесь водорода и монооксида углерода. Дополнительные компоненты синтезгаза могут включать воду, диоксид углерода, метан и другие газы. Например, получение синтез-газа может начинаться до и/или после снижения добычи продуктов пиролиза до экономически нецелесообразного уровня. В этом случае тепло, которое подводится для пиролиза, также можно использовать для получения синтез-газа. Например, если часть формации имеет температуру от 270 до 375 С после пиролиза, то, в общем, потребуется меньше дополнительного тепла, чтобы нагреть такую часть формации до температуры, которая достаточна для поддержания процесса получения синтез-газа. При пиролизе по меньшей мере части углеводородсодержащего материала в некоторых вариантах осуществления изобретения могут превратиться приблизительно 20 вес.% или более углерода, имеющегося первоначально. При получении синтез-газа могут превратиться дополнительно по меньшей мере 10 вес.%, а обычно до 70 вес.% дополнительно от исходного количества углерода. В этом случае получение синтез-газа на месте залегания из углеводородсодержащей формации может обеспечить превращение большего количества имеющегося первоначально углерода. Синтез-газ может быть получен в широком интервале температур, таком как 400-1200 С, более типично 600-1000 С. При относительно низкой температуре получения синтез-газа обычно образуется синтез-газ, который имеет высокое отношение Н 2/СО. При относительно высокой температуре получения синтез-газа обычно образуется синтез-газ, который имеет отношение Н 2/СО, близкое к единице, причем этот поток может включать в основном, а в некоторых случаях почти полностью, Н 2 и СО. При температуре процесса около 700 С может получаться синтез-газ, имеющий отношение Н 2/СО, равное двум. Обычно может получаться синтез-газ, который имеет молярное отношение Н 2/СО в интервале от 1:4 до 8:1, более типично в интервале от 1:2 до 4:1, в частности в интервале от 1:1 до 2,5:1. Некоторые варианты-7 013607 осуществления изобретения могут включать смешивание первого синтез-газа со вторым синтез-газом для получения синтез-газа желаемого состава. Первый и второй синтез-газ могут быть получены из различных частей формации. Источник тепла для получения синтез-газа может включать любой источник, который описан в любом приведенном выше варианте осуществления изобретения. Альтернативно, нагревание может включать передачу тепла от текучей среды-теплоносителя (например, водяной пар или дымовые газы из горелки), поступающей из множества буровых скважин внутри формации. Текучая среда, из которой образуется синтез-газ (например, жидкая вода, водяной пар, диоксид углерода и их смеси или смеси с воздухом, кислородом и углеводородами), может подаваться в формацию. Например, текучая смесь, из которой образуется синтез-газ, может включать водяной пар и кислород. В одном из вариантов осуществления изобретения текучая смесь, из которой образуется синтез-газ, может включать водяную смесь, полученную посредством пиролиза по меньшей мере части углеводородсодержащего материала внутри одной или нескольких частей формации. Подача текучей смеси, из которой образуется синтез-газ, альтернативно может включать повышение уровня грунтовых вод формации, чтобы обеспечить поступление воды в формацию. Текучая среда, из которой образуется синтез-газ, также может подаваться в формацию через по меньшей мере одну нагнетательную буровую скважину. Текучая среда, из которой образуется синтез-газ, обычно может взаимодействовать с углеродом в формации с образованием Н 2, воды, СО 2 и/или СО. Часть диоксида углерода может взаимодействовать с углеродом в формации с выделением монооксида углерода. В текучую среду для получения синтез-газа можно добавлять углеводороды, такие как этан. При введении в формацию углеводороды могут расщепляться с образованием водорода и/или метана. Наличие метана в образовавшемся синтез-газе может повысить теплотворную способность полученного синтез-газа. Реакции образования синтез-газа обычно представляют собой эндотермические реакции. В одном из вариантов осуществления изобретения в текучую среду для получения синтез-газа может быть добавлен окислитель. Этот окислитель может включать (но не ограничиваться перечисленными) воздух, воздух, обогащенный кислородом, кислород, пероксид водорода, другие окисляющие агенты или их сочетания. Окислитель может взаимодействовать с углеродом внутри формации для того, чтобы вырабатывать тепло в результате экзотермической реакции. Взаимодействие окислителя с углеродом в формации может приводить к образованию СО 2 и/или СО. Введение окислителя в формацию для взаимодействия с углеродом может обеспечить экономичное повышение температуры формации до высокого уровня, достаточного для образования значительных количеств Н 2 и СО из углерода внутри формации. Процесс образования синтез-газа может быть периодическим или непрерывным, как дополнительно описано в настоящем описании. Синтез-газ можно добывать из одной или нескольких эксплуатационных скважин, которые включают несколько источников тепла. Источники тепла могут работать таким образом, чтобы способствовать получению синтез-газа желаемого состава. Некоторые варианты осуществления изобретения могут включать анализ состава полученного синтез-газа и последующее регулирование нагрева и/или ввода текучей среды для получения синтез-газа,чтобы поддерживать состав получаемого синтез-газа в желаемом интервале. Например, желаемый состав получаемого синтез-газа может иметь отношение водорода к монооксиду углерода приблизительно 2:1. Некоторые варианты осуществления изобретения могут включать смешивание первого синтез-газа с вторьм синтез-газом для получения синтез-газа желаемого состава. Первый и второй синтез-газ могут быть получены из различных частей формации. Описанный здесь синтез-газ может быть превращен в более тяжелые конденсирующиеся углеводороды. Например, в процесс синтеза углеводородов по Фишеру-Тропшу может быть включена стадия превращения синтез-газа в разветвленные и неразветвленные углеводороды, в частности в парафины. Полученные в процессе Фишера-Тропша парафины могут быть использованы для получения других продуктов, таких как дизельное топливо, реактивное топливо и нафта. Кроме того, полученный синтезгаз может применяться для получения метана в каталитическом процессе метанирования. Альтернативно, полученный синтез-газ может применяться для получения метанола, бензина и дизельного топлива,аммиака и средних дистиллятов. Полученный синтез-газ может применяться в качестве сжигаемого топлива для нагревания формации. Водород из полученного синтез-газа может использоваться для улучшения качества нефтепродуктов. Кроме того, синтез-газ можно использовать в других целях. Синтез-газ можно сжигать в качестве топлива, его также можно использовать для синтеза большого ряда органических и неорганических соединений, таких как углеводороды и аммиак. Синтез-газ можно использовать для производства электроэнергии, или за счет снижения давления синтез-газа в турбинах, и/или используя температуру синтез-газа для получения пара (и затем запуск его в турбины). Кроме того, синтез-газ можно использовать в установках для выработки энергии, таких как топливный элемент с расплавленным карбонатом, топливный элемент с твердым оксидом или топливный элемент другого типа. В одном из вариантов осуществления изобретения часть формации, которую подвергли пиролизу и/или подвергли превращению в синтез-газ, можно охладить с образованием охлажденной отработанной области внутри формации. Например, можно дать охладиться нагретой части формации за счет передачи-8 013607 тепла ее соседней части. Эта передача тепла может происходить самопроизвольно или она может быть интенсифицирована путем введения текучей среды теплоносителя между нагретой и охлаждающейся частями формации. Альтернативно, для охлаждения первой части формации в нее можно вводить воду. Введенную в первую часть формации воду можно удалить из формации в виде пара. Удаленную воду можно вводить в горячую часть формации для получения синтез-газа. Дальнейшие преимущества настоящего изобретения могут стать очевидными специалистам в данной области техники с помощью следующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи, в которых на фиг. 1 показан поперечный разрез экспериментальной системы промысловых испытаний на месте залегания; на фиг. 2 - расположение источников тепла, эксплуатационных скважин и скважин для регистрации температуры, которые используются в экспериментальной системе промысловых испытаний; на фиг. 3 - график суммарного объема полученных жидких углеводородов как функция времени (в м 3/сутки); на фиг. 4 - график суммарного объема полученного газа в стандартных кубических футах (1 куб. фут равен 0,028 м 3) как функция времени (в сутках) для того же самого эксперимента на месте залегания. Пример 1. Проведен ряд экспериментов для определения связи между степенью отражения витринита и свойствами текучих продуктов, полученных из таких керогенсодержащих формаций. Этот ряд экспериментов включает анализ Фишера и пиролиз Рок-Эвала. Ряд экспериментов проведен на кубиках угля для того,чтобы определить свойства нефтематеринской породы для каждого угля и оценить потенциал добычи нефтепродуктов и газа из каждого угля. Пиролиз Рок-Эвала представляет собой способ анализа нефти, который разработан для оценки потенциала и термической зрелости перспективной нефтематеринской породы. Измельченный образец может подвергаться пиролизу в атмосфере гелия. Первоначально образец нагревают и выдерживают при температуре 300 С в течение 5 мин для выделения углеводородов. Затем образец нагревают дальше со скоростью 25 С в минуту до конечной температуры 600 С с выделением дополнительных углеводородов. Выделяющийся диоксид углерода определяют с использованием детектора теплопроводности. Результаты представлены в виде процента нефти в расчете на сухой беззольный образец. В лаборатории испытаны семь углей различных сортов для того, чтобы моделировать процесс их превращения на месте залегания. Различные образцы угля нагревают относительно быстро до 250 С и затем нагревают со скоростью приблизительно 2 С в сутки до температуры 600 С и регистрируют давление Р, указанное в табл. 1. Продукты охлаждают и сконденсировавшуюся фазу собирают как нефть. Таблица 1 ОВ - степень отражения витринита в %; АФ - анализ Фишера, выход нефти в расчете на сухой беззольный образец, галлон/тонна(1 галл/т = 4,2 л/т); РЭ - испытание в пиролизе Рок-Эвала, вес.% нефти в расчете на сухой беззольный образец;ICP - выход масла, полученный в лабораторных экспериментах, при моделировании процесса конверсии на месте залегания (ICP), галлон на тонну; П/А - отношение парафиновые/ароматические углеводороды в нефти; Ц/А - отношение циклические алкановые/ароматические углеводороды в нефти;API - удельный вес в градусах API. Эти результаты ясно демонстрируют, что степень отражения витринита коррелирует с выходом нефти и свойствами полученных углеводородов. Оказалось, что более выгодный интервал степени отражения витринита представляет собой от 0,4 до 1,2%, причем оптимальные значения степени отражения-9 013607 витринита находятся в интервале 0,7-0,9%. Пример 2. Кубик высоколетучего битуминозного В угля Fruitland, имеющего степень отражения витринита 0,71%, нагревают со скоростью 2 С/сутки. В табл. 2 приведен выход фракций продуктов, образовавшихся при нагревании этого кубика со скоростью 2 С/сутки приблизительно до 450 С. Кроме того, в табл. 2 приведен выход фракций продуктов, образовавшихся в процессе газификации в кипящем слое двух различных блоков угля подобного типа. Эти два различных блока угля включают высоколетучий битуминозный уголь шт. Ута и высоколетучий битуминозный уголь шт. Иллинойс 6. Данные выхода для процесса газификации в кипящем слое были получены авторами Jacobs, Jones, Eddinger, которые представлены в публикации "Hydrogenation of COED Process Coal-Derived Oil", Industrial and Engng. Chemistry, Process Design and Development, vol. 10, 4, pp. 558-562, 1971. Данные выхода представлены для фракций нафты (от точки начала кипения до 166 С), реактивного топлива (от 166 до 249 С), дизельного топлива (249-370 С) и кубового остатка (температура кипения выше 370 С). Таблица 2 Процессы, протекающие в кипящем слое, указаны в табл. 2 вместе с данными о выходе фракций,которые могут быть получены в процессе быстрого нагревания и пиролиза при повышенной температуре. Высокоскоростной нагрев может означать скорость выше, чем приблизительно 20 С/сутки. Повышенная температура пиролиза может составлять 450 С. Напротив, данные выхода, полученные при нагреве кубика угля, иллюстрируют процесс, включающий медленное нагревание и пониженную температуру пиролиза. Удельный вес суммарной нефти,полученной из кубика угля, составляет приблизительно 37 API (т.е. 0,8398). Напротив, удельный вес суммарной нефти, полученной из угля шт. Ута в кипящем слое, составляет приблизительно -3,5 API (т.е. 1,1055), а удельный вес суммарной нефти, полученной из иллинойского угля в кипящем слое, составляет приблизительно -13,1 API (т.е. 1,1951). Таким образом, при медленном нагревании кубика угля образуется продукт лучшего качества, имеющий пониженный удельный вес (более высокий градус API), чем продукт, полученный из угля при быстром нагревании. Этот опыт повторяют в барабане с соответствующим углем. Оказалось, что образование конденсирующихся углеводородов практически заканчивается, когда температура достигает приблизительно 390 С. Образование метана начинается с 270 С. В интервале между 270 и 400 С образуются конденсирующиеся углеводороды, метан и водород. При температуре свыше 400 С образование метана и водорода продолжается. При температуре выше приблизительно 450 С концентрация метана снижается. Пример 3. Текучие углеводородные продукты добываются из части углесодержащей формации в процессе,осуществляемом на месте залегания, в части углесодержащей формации. Уголь представляет собой высоколетучий битуминозный уголь С, имеющий степень отражения витринита 0,54%. Уголь нагревают электрическим нагревателем. Фиг. 1 иллюстрирует поперечный разрез экспериментальной системы промысловых испытаний на месте залегания. Как видно из фиг. 1, экспериментальная система промысловых испытаний включает в себя по меньшей мере одну углесодержащую формацию 3802 под землей и цементированную стенку скважины 3800. Углесодержащая формация 3802 имеет угол наклона приблизительно 36 с толщиной пересечения пласта скважиной приблизительно 4,9 м. На фиг. 2 продемонстрировано расположение источников тепла 3804 а, 3804b, 3804c, эксплуатационных скважин 3806 а, 3806b и скважин для регистрации температуры 3808 а, 3808b, 3808c, 3808d, которые используются в экспериментальной системе промысловых испытаний. Три источника тепла расположены в треугольной конфигурации. Эксплуатационная скважина 3806 а расположена непосредственно в центре схемы расположения источников тепла и на равном расстоянии от каждого из них. Вторая эксплуатационная скважина 3806b расположена вне схемы расположения источников тепла, на равном расстоянии от двух ближайших источников тепла. Цементированная стенка скважины 3800 образуется вокруг схемы расположения источ- 10013607 ников тепла и эксплуатационных скважин. Цементированная стенка скважины включает в себя опорные колонны 1-24 и смонтирована с целью предотвращения притока воды в часть формации в ходе эксперимента на месте залегания. Кроме того, цементированная стенка скважины 3800 смонтирована с целью существенного предотвращения потерь образовавшихся текучих углеводородных продуктов в ненагретую часть формации. Значения температуры измеряют в различное время эксперимента в каждой из четырех скважин для регистрации температуры 3808 а, 3808b, 3808c, 3808d, которые расположены внутри и вне схемы расположения источников тепла, как показано на фиг. 2. Значения температуры в скважинах для регистрации температуры 3808 а, 3808b, 3808c были довольно близки между собой. Значение температуры в скважине для регистрации температуры 3808d было значительно ниже. Эта скважина для регистрации температуры расположена вне треугольной схемы расположения источников тепла, показанной на фиг. 2. Полученные данные демонстрируют, что в зонах, где имеется незначительное наложение потоков тепла, значения температуры существенно занижены. Профили температуры в источниках тепла являются практически однородными. На фиг. 3 показан график суммарного объема полученных жидких углеводородов (3840) как функция времени (в м 3/сутки). На фиг. 4 показан график суммарного объема полученного газа (3910) в стандартных кубических футах (1 куб.фут равен 0,028 м 3) как функция времени (в сутках) для того же самого эксперимента на месте залегания. На фиг. 3, а также на фиг. 4 показаны результаты, полученные в ходе стадии пиролиза только в эксперименте переработки на месте залегания. В ходе переработки образуются продукты, имеющие относительно высокое качество. Проводят лабораторные эксперименты с кубиками угля из места промыслового испытания. Один эксперимент проводят при абсолютном давлении, равном 0,1 МПа, а второй эксперимент при давлении 0,8 МПа. Распределение числа атомов углерода в лабораторном продукте аналогично распределению в продукте, полученном в промысловом испытании, также при абсолютном давлении равном 0,1 МПа. С увеличением давления интервал чисел атомов углерода в жидких углеводородах сокращается. При работе под абсолютным давлением 0,8 МПа наблюдается увеличение содержания продуктов, имеющих число атомов углерода меньше 20. С повышением абсолютного давления от 0,1 до 0,8 МПа также снижается удельный вес (увеличивается градус API) сконденсировавшихся жидких углеводородов. Значения удельного веса сконденсировавшихся жидких углеводородов составляют соответственно приблизительно 0,9153 (23,1 API) и приблизительно 0,8692 (31,3 API). Такое снижение удельного веса соответствует увеличению добычи более ценных продуктов. Пример 4. Табл. 3 иллюстрирует свойства фракций, разделенных по температуре выкипания нефти, полученной при анализе Фишера, и разделенных по температуре выкипания нефти, полученной в описанном выше эксперименте с кубиками угля. Промысловое испытание представляет собой процесс превращения на месте залегания (ICP), который проведен при гораздо меньшей скорости нагревания, до более низкой конечной температуры, чем при анализе Фишера. В табл. 3 приведены количества (вес.%) фракций нефти с различной температурой кипения, полученных из высоколетучего битуминозного В угля Fruitland,имеющего степень отражения витринита 0,71%. Фракции нефти с различной температурой кипения могут представлять собой углеводородные жидкости различного состава. Указанные фракции с температурами выкипания включают нафту (от точки начала кипения до 166 С), реактивное топливо (от 166 до 249 С), дизельное топливо (249-370 С) и кубовый остаток (температура кипения выше чем 370 С). Жидкость, полученная в процессе превращения на месте залегания, представляет собой гораздо более ценный продукт. Удельный вес жидкого продукта процесса превращения на месте залегания (ICP) является существенно ниже (увеличивается градус API),чем удельный вес жидкости из анализа Фишера. В жидком продукте процесса превращения на месте залегания также содержится гораздо меньше кубового остатка, чем в жидкости при анализе Фишера. Таблица 3 Кроме того, установлено, что с уменьшением скорости нагревания части формации уменьшается образование олефинов.- 11013607 Пример 5. Опыт проводят в формации, обработанной в соответствии со способом превращения на месте залегания, чтобы измерить равномерную проницаемость формации после пиролиза. После нагрева части углесодержащей формации 10-минутным импульсом вводят диоксид углерод в первую эксплуатационную скважину 3806 а и выводят из скважины 3804 а, как показано на фиг. 2. Испытание с индикатором СО 2 повторяют с эксплуатационной скважиной 3806 а в направлении скважины 3804b и с эксплуатационной скважиной 3806 а в направлении скважины 3804 с. Как описано выше, каждый из трех различных источников тепла расположен на равном расстоянии от эксплуатационных скважин. Диоксид углерода вводят со скоростью 4,08 м 3/ч. Импульс СО 2 достигает каждый из трех различных источников тепла приблизительно за одно и то же время. Выход CO2 из каждой из трех различных скважин также является приблизительно одинаковым во времени. Подобный почти эквивалентный перенос индикаторного импульсаCO2 через формацию и выход СО 2 из формации указывает, что формация обладает практически равномерной проницаемостью. Были проведены измерения газовой проницаемости в стационарном состоянии между различными скважинами внутри треугольника нагревательных скважин. Значения проницаемости после обработки формации изменяются от 4,5 до 39 Д, причем среднее значение составляет около 20 Д. Начальное среднее значение проницаемости составляет около 5010-3 Д. Тот факт, что первый импульс СО 2 приходит только приблизительно через 18 мин после пуска импульса СО 2, показывает, что между скважинами 3806 а и 3804 а, 3804b и 3804 с не образуются предпочтительные пути. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ пиролиза углеводородов на месте залегания в подземной керогенсодержащей формации,включающий подведение тепла по меньшей мере к части керогенсодержащей формации таким образом,что по меньшей мере часть нагретого участка нагревается до температуры пиролиза керогена, обеспечивая получение продуктов пиролиза и отбор продуктов пиролиза, при этом выбирают подземную формацию, содержащую кероген с показателем отражения витринита от 0,2 до 3,0%, керогенсодержащую формацию нагревают с помощью двух или более источников тепла, а отбор продуктов пиролиза осуществляют из одной или нескольких эксплуатационных скважин, причем абсолютное давление соответственно регулируют внутри интервала 0,14-3,6 МПа, предпочтительно 0,2-2,0 МПа, а температуру пиролиза изменяют от 270 до 400 С, предпочтительно от 275 до 375 С. 2. Способ по п.1, в котором керогенсодержащая формация представляет собой углесодержащую формацию. 3. Способ по п.1, в котором количество источников тепла изменяется от 2 до 16, предпочтительно от 8 до 16 на одну эксплуатационную скважину. 4. Способ по любому из пп.1-3, в котором кероген имеет степень отражения витринита от 0,25 до 2,0%, предпочтительно от 0,4 до 1,2%. 5. Способ по любому из пп.1-4, в котором кероген имеет содержание водорода больше 2 вес.%,предпочтительно больше 3 вес.%. 6. Способ по любому из пп.1-5, в котором кероген имеет отношение элементов водород/углерод внутри интервала от 0,5 до 2, предпочтительно от 0,70 до 1,65. 7. Способ по любому из пп.1-6, в котором кероген имеет долю элементарного кислорода меньше 20 вес.%, предпочтительно 15 вес.%. 8. Способ по любому из пп.1-7, в котором кероген имеет отношение элементов кислород/углерод от 0,03 до 0,12. 9. Способ по любому из пп.1-8, в котором после отбора продуктов пиролиза керогенсодержащей формации дают взаимодействовать с текучей средой, приводящей к образованию синтез-газа. 10. Способ по любому из пп.1-9, в котором тепло возникает в результате процесса, отличного от процесса переноса горячих газов, образованных продуктами сгорания, через керогенсодержащую формацию, причм эти газы образуются в результате сгорания слоя угля, расположенного вблизи этой формации.

МПК / Метки

МПК: E21C 41/18, E21B 43/24, E21B 43/295

Метки: керогенсодержащей, месте, залегания, формации, извлечение, углеводородов

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/14-13607-izvlechenie-uglevodorodov-na-meste-zaleganiya-iz-kerogensoderzhashhejj-formacii.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Извлечение углеводородов на месте залегания из керогенсодержащей формации</a>

Похожие патенты