專利名稱：用于原位轉(zhuǎn)化富含有機(jī)物巖層的井下燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及從地下地層回收烴的領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及從富含有機(jī)物巖層原位回收烴流體，所述巖層包括例如油頁(yè)巖地層、煤地層和焦油砂地層。
本發(fā)明還涉及使用可燃燃料加熱地下地層的方法。

背景技術(shù)：

已知某些地質(zhì)地層包含被稱為“干酪根(kerogen)”的有機(jī)物。干酪根是固體含碳物質(zhì)。當(dāng)干酪根被嵌在巖層中時(shí)，該混合物被稱為油頁(yè)巖。事實(shí)是不管該礦物質(zhì)在技術(shù)上實(shí)際上是不是頁(yè)巖，它都是從致密粘土形成的巖石。

干酪根暴露于熱一段時(shí)間后經(jīng)歷分解。加熱后，干酪根在分子水平上分解以產(chǎn)生油、氣和含碳焦炭。還可以產(chǎn)生少量的水。油、氣和水流體在該巖石基體內(nèi)變得可以流動(dòng)，而含碳焦炭保持基本上不動(dòng)。

在世界范圍內(nèi)的各個(gè)地區(qū)包括美國(guó)都發(fā)現(xiàn)了油頁(yè)巖地層。這種地層顯著地在懷俄明州、科羅拉多州和猶他州發(fā)現(xiàn)。油頁(yè)巖地層往往位于相對(duì)淺的深度并且通常的特征在于有限的滲透性。一些人認(rèn)為油頁(yè)巖地層是這樣的烴沉積物，其還沒有經(jīng)歷認(rèn)為是形成常規(guī)油和氣儲(chǔ)量所需的多年熱和壓力。

干酪根分解產(chǎn)生流動(dòng)烴的速率依賴于溫度。在許多歲月的期間一般超過270℃(518°F)的溫度對(duì)于實(shí)質(zhì)性轉(zhuǎn)化來說可能是必需的。在更高的溫度下實(shí)質(zhì)性轉(zhuǎn)化可以在更短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生。當(dāng)干酪根被加熱到所需溫度時(shí)，化學(xué)反應(yīng)將形成固體干酪根的較大分子斷裂成較小的油和氣分子。熱轉(zhuǎn)化工藝被稱為熱解或干餾。

從油頁(yè)巖地層提取油已經(jīng)嘗試了許多年。近地表油頁(yè)巖在地表被開采并干餾已經(jīng)一個(gè)多世紀(jì)。在1862年，James Young開始加工蘇格蘭油頁(yè)巖。該工業(yè)持續(xù)了大約100年。商業(yè)上通過地表開采的油頁(yè)巖干餾也已經(jīng)在其它國(guó)家如澳大利亞、巴西、中國(guó)、愛沙尼亞、法國(guó)、俄國(guó)、南非、西班牙和瑞典進(jìn)行。然而，因?yàn)樗C實(shí)是不經(jīng)濟(jì)的或者由于廢頁(yè)巖處理上的環(huán)境限制，該實(shí)踐在最近幾年已經(jīng)大部分停止。(參見T.F.Yen和G.V.Chilingarian，“Oil Shale，”Amsterdam，Elsevier，p.292，其全部公開內(nèi)容通過引用方式并入本文。)此外，地表干餾需要開采油頁(yè)巖，這限于對(duì)非常淺地層的應(yīng)用。

在美國(guó)，自從20世紀(jì)00年代早期就已經(jīng)知道在西北的科羅拉多州存在油頁(yè)巖沉積物。盡管時(shí)不時(shí)在該地區(qū)開展研究項(xiàng)目，但是還沒有進(jìn)行真正的商業(yè)開發(fā)。大部分對(duì)油頁(yè)巖生產(chǎn)的研究在20世紀(jì)00年代后期進(jìn)行。該研究主要是針對(duì)油頁(yè)巖地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)以及在地表設(shè)施中的干餾。

在1947年，美國(guó)專利號(hào)2,732,195授予Ljungstrom。該發(fā)明名稱為“Method of Treating Oil Shale and Recovery of Oil and Other Mineral ProductsTherefrom(處理油頁(yè)巖的方法以及從中回收油和其它礦物產(chǎn)品)”的專利提議在高溫下將熱原位應(yīng)用于油頁(yè)巖地層。這種原位加熱的目的是蒸餾烴和將它們產(chǎn)生至地表。該′195Ljungstrom專利通過引用方式并入本文。

Ljungstrom杜撰了短語(yǔ)“熱供給通道(heat supply channels)”以描述鉆到地層中的井筒。該井筒接收將熱傳遞到周圍油頁(yè)巖的電熱導(dǎo)體。因此，熱供給通道充當(dāng)早期熱注入井。熱注入井中的電熱元件被放在砂或水泥或其它導(dǎo)熱材料內(nèi)，以允許熱注入井將熱傳送到周圍的油頁(yè)巖中，同時(shí)防止流體的流入。根據(jù)Ljungstrom，在某些應(yīng)用中，該“集合體(aggregate)”被加熱至500℃與1,000℃之間。

與熱注入井一起，流體生產(chǎn)井也在熱注入井附近完井。將熱導(dǎo)入巖石基體中后，干酪根被熱解，產(chǎn)生的油和氣將通過鄰近的生產(chǎn)井被回收。

Ljungstrom通過Swedish Shale Oil Company實(shí)施了他的從加熱井筒進(jìn)行熱傳導(dǎo)的方法。全規(guī)模的工廠被建立，其從1944年運(yùn)行至20世紀(jì)50年代。(參見G.Salamonsson，“The Ljungstrom In Situ Method for Shale-Oil Recovery，”2nd OilShale and Cannel Coal Conference，v.2，Glasgow，Scotland，Institute of Petroleum，London，p.260-280(1951)，其全部公開內(nèi)容通過引用的方式并入本文)。

另外的原位方法已經(jīng)被提出。這些方法一般涉及將熱和/或溶劑注入地下油頁(yè)巖地層中。熱可以以加熱的甲烷(參見J.L.Dougan的美國(guó)專利號(hào)3,241,611)、煙道氣或過熱蒸汽(參見D.W.Peacock的美國(guó)專利號(hào)3,400,762)的形式。熱還可以以電阻加熱、電介體加熱、射頻(RF)加熱(美國(guó)專利號(hào)4,140,180，其被轉(zhuǎn)讓給位于伊利諾斯州芝加哥的ITT Research Institute)或者氧化劑注射的形式，以支持原位燃燒。在某些情況中，人工滲透性已經(jīng)在該基巖中形成以有助于熱解流體的運(yùn)動(dòng)。滲透性產(chǎn)生方法包括挖掘、碎石化(rubblization)、水力壓裂(參見M.L.Slusser的美國(guó)專利號(hào)3,468,376以及J.V.Vogel的美國(guó)專利號(hào)3,513,914)、爆炸壓裂(參見W.W.Hoover等的美國(guó)專利號(hào)1,422,204)、熱壓裂(參見R.W.Thomas的美國(guó)專利號(hào)3,284,281)以及蒸汽壓裂(參見H.Purre的美國(guó)專利號(hào)2,952,450)。

在1989年，美國(guó)專利號(hào)4,886,118授予Shell Oil Company(殼牌石油公司)，其全部公開內(nèi)容通過引用的方式并入本文。該名稱為“Conductively Heatinga Subterranean Oil Shale to Create Permeability and Subsequently Produce Oil(傳導(dǎo)性加熱地下油頁(yè)巖以產(chǎn)生滲透性以及隨后生產(chǎn)油)”的專利聲明“[c]ontrary to theimplications of...prior teachings and beliefs...the presently described conductiveheating process is economically feasible for use even in a substantially impermeablesubterranean oil shale.(與...在先的教導(dǎo)和看法的暗示相反...目前描述的傳導(dǎo)性加熱工藝對(duì)于甚至在基本上不可滲透的地下油頁(yè)巖中的應(yīng)用來說是經(jīng)濟(jì)上可行的。)”(第6欄，第50-54行)。盡管有該聲明，但應(yīng)當(dāng)注意，除了Ljungstrom的企業(yè)外，幾乎沒有——如果有的話——出現(xiàn)商業(yè)性原位頁(yè)巖油生產(chǎn)。該′118專利提出控制每個(gè)熱注入井周圍的巖石內(nèi)的熱傳導(dǎo)速率以提供均勻的熱前緣。

油頁(yè)巖干餾和頁(yè)巖油回收的另外歷史可以在名稱為“Methods of Treating aSubterranean Formation to Convert Organic Matter into Producible Hydrocarbons(處理地下地層以將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成可采出烴的方法)”的共有專利出版物WO2005/010320以及名稱為“Hydrocarbon Recovery from Impermeable Oil Shales(從不可滲透性油頁(yè)巖中回收烴)”的專利出版物WO 2005/045192中找到。這兩篇專利出版物的背景部分和技術(shù)公開內(nèi)容通過引用方式并入本文。

對(duì)生產(chǎn)頁(yè)巖油的改良方法存在需求。此外，對(duì)用于將地下地層中的干酪根或其它固體有機(jī)物轉(zhuǎn)化成烴流體的改良井下燃燒器存在需求。


發(fā)明內(nèi)容

提供的是原位加熱富含有機(jī)物巖層的選定部分的方法。一方面，方法可包括在至少部分位于富含有機(jī)物巖層內(nèi)的井筒中提供套管。套管延伸至富含有機(jī)物巖層選定部分之內(nèi)或下方的深度。方法可進(jìn)一步包括在套管內(nèi)提供管道。管道在管道和周圍的套管之間形成第一環(huán)狀空間。

方法使用氧化劑和可燃燃料。方法然后進(jìn)一步包括設(shè)定氧化劑或可燃燃料的化學(xué)計(jì)量燃燒過量的量，以便在沿著富含有機(jī)物巖層選定部分的第一環(huán)狀空間中提供更加均勻的溫度剖面。氧化劑和可燃燃料被注入井筒中，其中氧化劑或可燃燃料基本上處于化學(xué)計(jì)量燃燒過量的量。

方法可進(jìn)一步包括在井筒中提供硬件，以使氧化劑和可燃燃料混合并燃燒成煙道氣。燃燒發(fā)生在基本上位于富含有機(jī)物巖層選定部分內(nèi)的第一燃燒深度處。煙道氣沿著管道和周圍套管之間的第一環(huán)狀空間向上移動(dòng)。

方法還可包括沿著第一燃燒深度下方的管道的至少一部分提供絕緣。這有助于降低在煙道氣沿著第一環(huán)狀空間向上循環(huán)期間第一環(huán)狀空間中的煙道氣和管道內(nèi)的煙道氣之間的傳熱系數(shù)。

本文還提供原位加熱富含有機(jī)物巖層的改進(jìn)的加熱井。加熱井可包括至少部分位于富含有機(jī)物巖層內(nèi)的井筒中的套管。套管延伸至富含有機(jī)物巖層之內(nèi)或下方的深度并且基本上與地層封接。加熱井可進(jìn)一步包括在套管內(nèi)的管道。管道限定管道和周圍的套管之間的環(huán)狀空間。第一管狀部件位于管道內(nèi)并且延伸至富含有機(jī)物巖層內(nèi)的第一深度。

加熱井可進(jìn)一步包括(1)第一燃燒器，其接近第一管狀部件的底端；和(2)第二管狀部件，其位于管道內(nèi)并且延伸至富含有機(jī)物巖層內(nèi)的第二深度，其中第二深度比第一深度低。加熱井可進(jìn)一步包括第二燃燒器，其接近第二管狀部件的底端。絕緣層可被提供在接近第一深度和第二深度每一個(gè)的管道上。優(yōu)選地，第一和第二燃燒器的發(fā)熱量、第一和第二燃燒器之間的間隔、絕緣層的長(zhǎng)度或其組合被規(guī)定，以當(dāng)加熱井運(yùn)行時(shí)在沿著富含有機(jī)物巖層選定部分定位的套管內(nèi)產(chǎn)生基本均勻的溫度剖面。

提供的是原位加熱富含有機(jī)物巖層的加熱井的可選實(shí)施方式。加熱井可包括至少部分位于富含有機(jī)物巖層內(nèi)的井筒中的套管。套管延伸至富含有機(jī)物巖層之內(nèi)或下方的深度并且基本上與地層封接。加熱井可進(jìn)一步包括在套管內(nèi)的管道。環(huán)狀空間被限定在管道和周圍的套管之間。

第一管狀部件位于管道內(nèi)。管狀部件至少延伸至富含有機(jī)物巖層內(nèi)的第一深度。第一燃燒器被置于第一管狀部件的底端附近。第二管狀部件位于管道內(nèi)并且延伸至富含有機(jī)物巖層內(nèi)的第二深度，所述第二深度比第一深度低。第二燃燒器被置于地層內(nèi)第二深度處第二管狀部件的底端附近。絕緣層被置于在接近第一深度和第二深度每一個(gè)的管道上。優(yōu)選地，第一和第二燃燒器的發(fā)熱量、第一和第二燃燒器之間的間隔、絕緣層的長(zhǎng)度或其組合被規(guī)定，以當(dāng)加熱井運(yùn)行時(shí)在沿著富含有機(jī)物巖層選定部分定位的套管內(nèi)產(chǎn)生基本均勻的溫度剖面。

本文還提供產(chǎn)生烴流體的方法。方法可包括利用加熱井原位加熱富含有機(jī)物巖層，和從富含有機(jī)物巖層中采出烴流體。根據(jù)該實(shí)施方式，烴至少部分是由于位于富含有機(jī)物巖層中的地層烴的熱解而產(chǎn)生的。

在可選的方法中，加熱井可包括至少部分位于富含有機(jī)物巖層內(nèi)的井筒中的套管。套管延伸至富含有機(jī)物巖層之內(nèi)或下方的深度并且基本上與周圍地層封接。加熱井可進(jìn)一步包括在套管內(nèi)的管道。環(huán)狀空間在管道和周圍的套管之間形成。加熱井可進(jìn)一步包括位于管道內(nèi)的管狀部件。管狀部件至少延伸至富含有機(jī)物巖層。

加熱井可進(jìn)一步包括(1)第一燃燒器，其在富含有機(jī)物巖層內(nèi)的第一深度處沿著管狀部件放置，和(2)第二燃燒器，其在地層內(nèi)的第二深度處沿著管狀部件放置。第二深度位于第一深度下方。

本文公開了產(chǎn)生烴流體的方法的另外的可選實(shí)施方式。另外的可選方法可包括在至少部分位于富含有機(jī)物巖層內(nèi)的井筒中提供套管。套管延伸至地層選定部分之內(nèi)或下方的深度。方法可進(jìn)一步包括在套管內(nèi)提供管道。在管道和周圍的套管之間形成第一環(huán)狀空間。方法可進(jìn)一步包括向井筒中注入氧化劑和可燃燃料。氧化劑或可燃燃料相比另一個(gè)處于化學(xué)計(jì)量燃燒過量。

另外的可選方法可進(jìn)一步包括在井筒中提供硬件。硬件使得氧化劑和可燃燃料在基本上位于富含有機(jī)物巖層選定部分內(nèi)的第一燃燒深度處混合并燃燒成煙道氣。這樣富含有機(jī)物巖層的選定部分被加熱。煙道氣沿著管道和周圍套管之間的第一環(huán)狀空間向上循環(huán)。這有助于進(jìn)一步加熱富含有機(jī)物巖層的選定部分。

另外的可選方法可進(jìn)一步包括在至少一部分管道上提供絕緣。絕緣位于第一燃燒深度下方，并且降低第一環(huán)狀空間中的煙道氣和管道內(nèi)的煙道氣之間的傳熱系數(shù)。方法可進(jìn)一步包括從富含有機(jī)物巖層產(chǎn)生烴流體。所述烴流體至少部分是由于加熱而熱解位于富含有機(jī)物巖層內(nèi)的地層烴而產(chǎn)生的。




為了能夠更好地理解本發(fā)明的特征，在此附上一些圖、曲線圖和流程圖。然而，應(yīng)當(dāng)注意，這些圖僅僅圖解了本發(fā)明所選的實(shí)施方式并且因此不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為限制了范圍，因?yàn)楸景l(fā)明可以容許其它等效的實(shí)施方式和應(yīng)用。

圖1是例證性地下區(qū)域的橫截面等距視圖。該地下區(qū)域包括限定地下地層的富含有機(jī)物巖石基體。

圖2是表示在一種實(shí)施方式中從富含有機(jī)物巖層原位熱回收油和氣的一般方法的流程圖。

圖3是在地下水含水層內(nèi)或連接到地下水含水層的例證性油頁(yè)巖地層以及地層淋濾操作的橫截面視圖。

圖4是在生產(chǎn)井周圍的例證性加熱井模式的平面圖。顯示的是兩層加熱井。

圖5是一柱狀圖，其比較了在模擬的原位干餾工藝前后的一噸Green River油頁(yè)巖。

圖6是用于地下地層開發(fā)的示例性地表加工設(shè)備的工藝流程圖。

圖7是對(duì)于在三個(gè)不同應(yīng)力水平下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)而言從C6至C38出現(xiàn)的每個(gè)碳數(shù)假組分的重量百分?jǐn)?shù)圖。

圖8是對(duì)于在三個(gè)不同應(yīng)力水平下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)而言從C6至C38出現(xiàn)的每個(gè)碳數(shù)假組分相比C20假組分的重量百分?jǐn)?shù)比率圖。

圖9是對(duì)于在三個(gè)不同應(yīng)力水平下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)而言從C6至C38出現(xiàn)的每個(gè)碳數(shù)假組分相比C25假組分的重量百分?jǐn)?shù)比率圖。

圖10是對(duì)于在三個(gè)不同應(yīng)力水平下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)而言從C6至C38出現(xiàn)的每個(gè)碳數(shù)假組分相比C29假組分的重量百分?jǐn)?shù)比率圖。

圖11是對(duì)于在三個(gè)不同應(yīng)力水平下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)而言從正(或正構(gòu))C6至正C38出現(xiàn)的正構(gòu)烷烴(正烷烴，normal alkane)化合物的重量百分?jǐn)?shù)圖。

圖12是對(duì)于在三個(gè)不同應(yīng)力水平下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)而言從正C6至正C38出現(xiàn)的正構(gòu)烷烴化合物相比正C20烴化合物的重量百分?jǐn)?shù)比率圖。

圖13是對(duì)于在三個(gè)不同應(yīng)力水平下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)而言從正C6至正C38出現(xiàn)的正構(gòu)烷烴化合物相比正C25烴化合物的重量百分?jǐn)?shù)比率圖。

圖14是對(duì)于在三個(gè)不同應(yīng)力水平下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)而言從正C6至正C38出現(xiàn)的正構(gòu)烷烴化合物相比正C29烴化合物的重量百分?jǐn)?shù)比率圖。

圖15是對(duì)于在三個(gè)不同應(yīng)力水平下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)而言從C6至C38的每個(gè)碳數(shù)的正構(gòu)烷烴化合物與假組分的重量比圖。

圖16是一柱狀圖，其顯示在取自在三個(gè)不同應(yīng)力水平下進(jìn)行的重復(fù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的氣體樣品中存在的烴種類的摩爾百分比濃度。

圖17是在下面實(shí)施例1中描述的無(wú)應(yīng)力帕爾加熱測(cè)試(unstressed Parrheating test)中使用的金管設(shè)備的示意圖。

圖18是在如下所述的實(shí)施例1-5中使用的帕爾容器的橫截面圖。

圖19是從實(shí)施例1中取出的氣體的氣相色譜圖。

圖20是從實(shí)施例1中取出的液體的全油氣相色譜圖。

圖21是實(shí)施例2-5所使用的Berea圓筒、Berea塞和油頁(yè)巖巖心樣品的示意圖。

圖22是在實(shí)施例2-5中使用的微型負(fù)荷機(jī)架和樣品組件的示意圖。

圖23是從實(shí)施例2中取出的氣體的氣相色譜圖。

圖24是從實(shí)施例3中取出的氣體的氣相色譜圖。

圖25是從實(shí)施例3中取出的液體的全油氣相色譜圖。

圖26是從實(shí)施例4中取出的氣體的氣相色譜圖。

圖27是從實(shí)施例4中取出的液體的全油氣相色譜圖。

圖28是從實(shí)施例5中取出的氣體的氣相色譜圖。

圖29是在一種實(shí)施方式中加熱井的橫截面圖。這里，多個(gè)燃燒器被置于井筒中。井筒穿過富含有機(jī)物巖層完井。

圖30是圖29的井筒的俯視圖。

圖31是圖29的加熱井的燃燒器之一的側(cè)視圖。包含火焰并控制氧化劑混合的通風(fēng)帽被顯示位于緊接燃燒器的下方。

圖32是在可選實(shí)施方式中加熱井的橫截面圖。多個(gè)燃燒器又被置于井筒中。井筒穿過富含有機(jī)物巖層完井。

圖33是圖32的加熱井的燃燒器之一的側(cè)視圖。通風(fēng)帽被顯示位于緊接燃燒器的下方。

圖34A是描繪井筒中深度對(duì)溫度的曲線圖。井筒中的深度相對(duì)于燃燒器井下位置繪制。在該井筒中，單個(gè)燃燒器被使用，并且絕緣沿著燃燒器下方的內(nèi)部管道安置。比較了管道內(nèi)氣體下流和管道外煙道氣上流的平均溫度。

圖34B是描繪井筒中深度對(duì)溫度的曲線圖。井筒中的深度相對(duì)于燃燒器井下位置繪制。在該井筒中，單個(gè)燃燒器被使用，并且沿著內(nèi)部管道沒有提供絕緣。比較了管道內(nèi)氣體下流和管道外煙道氣上流的平均溫度。

圖34C是描繪井筒中深度對(duì)溫度的曲線圖。井筒中的深度相對(duì)于燃燒器井下位置繪制。在該井筒中，單個(gè)燃燒器被使用，并且絕緣沿著燃燒器下方的內(nèi)部管道安置。與圖34A和34B相比，較低的注入速率用于空氣。比較了管道內(nèi)氣體下流和管道外煙道氣上流的平均溫度。

圖34D是描繪井筒中深度對(duì)溫度的曲線圖。井筒中的深度相對(duì)于燃燒器井下位置繪制。在該井筒中，三個(gè)燃燒器被使用，并且絕緣沿著最上面的燃燒器下方的內(nèi)部管道安置。比較了管道內(nèi)氣體下流和管道外煙道氣上流的平均溫度。

圖35是其中具有井下燃燒器的井筒部分的側(cè)視圖。顯示該井筒以說明圖34A的圖的效用。
某些實(shí)施方式詳述 定義
如本文所用，術(shù)語(yǔ)“烴(一種或多種)”是指具有包含與氫結(jié)合的碳的分子結(jié)構(gòu)的有機(jī)物。烴還可包括其它元素，例如但不限于鹵素、金屬元素、氮、氧和/或硫。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“烴流體”是指為氣體或液體的烴或烴混合物。例如，烴流體可包括在地層條件下、在加工條件下或在環(huán)境條件(15℃以及1個(gè)大氣壓)下為氣體或液體的烴或烴混合物。烴流體可以包括例如油、天然氣、煤層甲烷、頁(yè)巖油、熱解油、熱解氣、煤的熱解產(chǎn)物以及其它處于氣態(tài)或液態(tài)的烴。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“采出液(produced fluids)”和“產(chǎn)出液(production fluids)”是指從包括例如富含有機(jī)物巖層在內(nèi)的地下地層移出的液體和/或氣體。采出液可以包括烴流體以及非烴流體。采出液可以包括但不限于熱解頁(yè)巖油、合成氣、煤的熱解產(chǎn)物、二氧化碳、硫化氫和水(包括蒸汽)。采出液可以包括烴流體以及非烴流體。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“可冷凝烴”是指在25℃和一個(gè)大氣絕對(duì)壓強(qiáng)下冷凝的那些烴?？衫淠裏N可以包括碳數(shù)大于4的烴的混合物。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“非冷凝烴”是指在25℃和一個(gè)大氣絕對(duì)壓強(qiáng)下不冷凝的那些烴。非冷凝烴可以包括碳數(shù)小于5的烴。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“重?zé)N(heavy hydrocarbons)”是指在環(huán)境條件(15℃以及1個(gè)大氣壓)下高粘性的烴流體。重?zé)N可包括高粘性烴流體，諸如重油、焦油和/或?yàn)r青。重?zé)N可包括碳和氫以及較小濃度的硫、氧和氮。另外的元素也可以痕量存在于重?zé)N中。重?zé)N可按照API(美國(guó)石油學(xué)會(huì))比重進(jìn)行分類。重?zé)N的API比重一般在約20度以下。例如，重油的API比重一般為約10-20度，而焦油的API比重一般在約10度以下。重?zé)N的粘度在15℃下一般大于約100厘泊。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“固體烴”是指在地層條件下以基本固體形式天然發(fā)現(xiàn)的任何烴物質(zhì)。非限制性實(shí)例包括干酪根、煤、不純石墨、瀝青巖和天然地蠟。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“地層烴(巖層烴)”是指在富含有機(jī)物巖層中包含的重?zé)N和固體烴。地層烴可以是但不限于干酪根、油頁(yè)巖、煤、瀝青、焦油、天然地蠟和瀝青巖。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“焦油”是指在15℃下粘度一般大于約10,000厘泊的粘性烴。焦油的比重一般大于1.000。焦油的API比重可小于10度。“焦油砂”是指內(nèi)含焦油的地層。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“干酪根”是指主要含有碳、氫、氮、氧和硫的固體不溶性烴。油頁(yè)巖含有干酪根。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“瀝青”是指在二硫化碳中可充分溶解的非晶固體或粘性烴物質(zhì)。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“油”是指含有可冷凝烴混合物的烴流體。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“地下(subsurface)”是指出現(xiàn)在地球表面以下的地質(zhì)地層。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“富含烴地層”是指任何含有痕量以上烴的地層。例如，富含烴地層可以包括以大于5體積百分?jǐn)?shù)的水平含有烴的部分。位于富含烴地層中的烴可以包括例如油、天然氣、重?zé)N和固體烴。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“富含有機(jī)物巖石”是指任何擁有固體烴和/或重?zé)N的巖石基體。巖石基體可包括但不限于沉積巖、頁(yè)巖、粉砂巖、砂、沉積石英巖、碳酸鹽和硅藻上。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“地層”是指任何有限的地下區(qū)域。該地層可包含任何地下地質(zhì)地層的一個(gè)或多個(gè)含有烴的層、一個(gè)或多個(gè)不含烴的層、上覆巖層和/或下伏巖層。“上覆巖層”和/或“下伏巖層”是目標(biāo)地層上面或下面的地質(zhì)物質(zhì)。上覆巖層或下伏巖層可包括一個(gè)或多個(gè)不同類型的基本上不可滲透性物質(zhì)。例如，上覆巖層和/或下伏巖層可包括巖石、頁(yè)巖、泥巖或濕/緊密碳酸鹽(即不含烴的不可滲透性碳酸鹽)。上覆巖層和/或下伏巖層可包括相對(duì)不可滲透的含烴層。在某些情況下，上覆巖層和/或下伏巖層可以是滲透性的。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“富含有機(jī)物巖層”是指任何含有富含有機(jī)物巖石的地層。富含有機(jī)物巖層包括，例如，油頁(yè)巖地層、煤地層和焦油砂地層。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“熱解”是指通過施加熱將化學(xué)鍵斷裂。例如，熱解可包括僅通過熱和通過熱與氧化劑結(jié)合將化合物轉(zhuǎn)換成一種或多種其它物質(zhì)。熱解可包括通過加入氫原子將化合物的性質(zhì)改變，所述氫原子可以從分子氫、水、二氧化碳或一氧化碳中得到。熱可以被轉(zhuǎn)移到一部分地層以引起熱解。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“水溶性礦物”是指在水中可溶的礦物。水溶性礦物包括，例如，蘇打石(碳酸氫鈉)、堿灰(碳酸鈉)、片鈉鋁石(NaAl(CO3)(OH)2)或其組合。大量的溶解可需要熱水和/或非中性pH溶液。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“地層水溶性礦物”是指在地層中天然發(fā)現(xiàn)的水溶性礦物。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“遷移污染物種類(migratory contaminant species)”是指在水或含水流體中可溶或可移動(dòng)的種類，并且被認(rèn)為對(duì)人類健康或環(huán)境有潛在危害或有利害關(guān)系。遷移污染物種類可包括無(wú)機(jī)和有機(jī)污染物。有機(jī)污染物可包括飽和烴、芳烴和含氧烴。無(wú)機(jī)污染物可包括各種類型的金屬污染物和離子污染物，其可顯著改變pH或地層流體化學(xué)。芳烴可包括，例如，苯、甲苯、二甲苯、乙苯和三甲基苯，以及各種類型的多芳烴諸如蒽、萘、

和芘。含氧烴可包括，例如醇、酮、酚和有機(jī)酸如羧酸。金屬污染物可包括，例如，砷、硼、鉻、鈷、鉬、汞、硒、鉛、釩、鎳或鋅。離子污染物包括，例如，硫化物、硫酸鹽、氯化物、氟化物、氨、硝酸鹽、鈣、鐵、鎂、鉀、鋰、硼和鍶。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“截存(sequestration)”是指儲(chǔ)藏為工藝副產(chǎn)物的流體，而不是將該流體排放到大氣或開放環(huán)境中。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“下沉”是指地表相對(duì)于該地表的原始海拔向下移動(dòng)。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)層的“厚度”是指層橫截面的上下邊界之間的距離，其中該距離是與該橫截面的通常斜面垂直地測(cè)量的。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“熱壓裂(thermal fracture)”是指地層中所產(chǎn)生的壓裂，所述壓裂是通過一部分地層和/或地層內(nèi)流體的膨脹或收縮直接或間接引起的，該膨脹或收縮又是由于加熱通過增加/降低該地層和/或該地層內(nèi)流體的溫度和/或通過增加/降低該地層內(nèi)流體的壓強(qiáng)而引起的。熱壓裂可以傳播到比加熱區(qū)域冷很多的附近區(qū)域或者在該附近區(qū)域形成。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“水力壓裂(hydraulic fracture)”是指到少部分傳播到地層中的壓裂，其中所述壓裂是通過將加壓流體注射到地層中產(chǎn)生的。該壓裂可通過注入支撐劑材料人工地保持開放。水力壓裂可在方向上基本水平、在方向上基本垂直或者沿著任何其它平面定向。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“井筒”是指在地下通過鉆孔或?qū)⒐艿啦迦氲降叵滤瞥傻目?。井筒可具有基本上圓形的橫截面，或者其它橫截面形狀(例如圓、橢圓、正方形、長(zhǎng)方形、三角形、裂縫或其它規(guī)則或不規(guī)則形狀)。如本文所用，當(dāng)提及地層中的開孔時(shí)，術(shù)語(yǔ)“井”可以與術(shù)語(yǔ)“井筒”交換使用。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“通風(fēng)帽(cowl)”是指其中具有小孔或通風(fēng)口的任何材料或結(jié)構(gòu)的管體。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“目標(biāo)富含有機(jī)物巖層”是指已經(jīng)被選定進(jìn)行原位加熱的一部分富含有機(jī)物巖層。選定的部分可以根據(jù)給定的深度或深度范圍、給定的水平距離、或兩者進(jìn)行限定。

如本文關(guān)于溫度和井下燃燒器所用，術(shù)語(yǔ)“均勻的溫度(uniformtemperature)”是指溫度在富含有機(jī)物巖層的選定部分內(nèi)保持在期望的溫度范圍內(nèi)。
具體實(shí)施方式
的描述
本發(fā)明連同某些具體實(shí)施方式
在本文被描述。然而，就下面的詳述具體到特定實(shí)施方式或特定應(yīng)用來講，這意圖只是例證性的并且不應(yīng)當(dāng)解釋為限制本發(fā)明的范圍。

如本文所討論，本發(fā)明的一些實(shí)施方式包括或具有與回收自然資源的原位方法相關(guān)的應(yīng)用。自然資源可以從富含有機(jī)物巖層包括例如油頁(yè)巖地層回收。富含有機(jī)物巖層可包括地層烴，其包括例如干酪根、煤和重?zé)N。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，自然資源可包括烴流體，其包括，例如，地層烴諸如頁(yè)巖油的熱解產(chǎn)物。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，自然資源還可包括水溶性礦物，其包括，例如，蘇打石(碳酸氫鈉或者2NaHCO3)、堿灰(碳酸鈉或Na2CO3)和片鈉鋁石(NaAl(CO3)(OH)2)。

圖1呈現(xiàn)了例證性油頁(yè)巖開發(fā)區(qū)域10的透視圖。開發(fā)區(qū)域10的地表12被顯示。地表下面是富含有機(jī)物巖層16。例證性地下地層16包含地層烴(諸如，例如干酪根)以及可能有價(jià)值的水溶性礦物(諸如，例如蘇打石)。應(yīng)當(dāng)理解，代表性地層16可以是任意富含有機(jī)物巖層，例如，其包括含有煤或焦油砂的巖石基體。此外，構(gòu)成地層16的巖石基體可以是滲透性的、半滲透性的或非滲透性的。本發(fā)明在最初具有非常有限的或?qū)嶋H上無(wú)流體滲透性的油頁(yè)巖開發(fā)區(qū)域是特別有利的。

為了進(jìn)入地層16以及從中回收自然資源，形成了多個(gè)井筒。井筒在圖1中以14顯示。代表性井筒14相對(duì)于地表12在方向上基本上垂直。然而，應(yīng)當(dāng)理解，一些或全部井筒14可以偏離成鈍角或甚至水平的方向。在圖1的排列中，每個(gè)井筒14在油頁(yè)巖地層16中完成。完井可以是裸眼井或下套管井。井完成還可包括從中發(fā)散的支撐或未支撐的水力壓裂。

在圖1的視圖中，只有七個(gè)井筒14被顯示。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在油頁(yè)巖開發(fā)項(xiàng)目中，許多附加井筒14將最有可能被鉆出。井筒14可定位在相對(duì)近的鄰近，其分開10英尺至高達(dá)300英尺。在一些實(shí)施方式中，提供的是15至25英尺的井間隔。代表性地，井筒14還可以在淺的深度處完成，其總深度為200至5,000英尺。在一些實(shí)施方式中，以原位干餾為目標(biāo)的油頁(yè)巖地層在地表下200英尺以上的深度處或者可選地在地表下400英尺處?？蛇x地，油頁(yè)巖地層的轉(zhuǎn)化和生產(chǎn)發(fā)生在500與2,500英尺之間的深度處。

井筒14將進(jìn)行選擇用于某些功能并且可以被指定作為熱注入井、水注入井、油生產(chǎn)井和/或水溶性礦物溶液生產(chǎn)井。一方面，井筒14被設(shè)計(jì)尺寸以適應(yīng)這些目的中的兩個(gè)、三個(gè)或全部的四個(gè)。適合的工具和設(shè)備可以順序地進(jìn)入井筒14中和從井筒14中取出以用于各種目的。

流體處理設(shè)備17也示意地顯示。流體處理設(shè)備17被安裝以通過一個(gè)或多個(gè)管線或出油管18接受產(chǎn)生自富含有機(jī)物巖層16中的流體。流體處理設(shè)備17可包括適于接受和分離從加熱地層產(chǎn)生的油、氣和水的設(shè)備。流體處理設(shè)備17可進(jìn)一步包括這樣的設(shè)備，所述設(shè)備用于在從富含有機(jī)物巖層16中回收的采出水中分離出溶解的水溶性礦物和/或遷移污染物種類，其包括例如溶解的有機(jī)污染物、金屬污染物或離子污染物。該污染物可包括，例如，芳烴例如苯、甲苯、二甲苯和三甲基苯。該污染物還可包括多芳烴諸如蒽、萘、

和芘。金屬污染物可包括，包含砷、硼、鉻、汞、硒、鉛、釩、鎳、鈷、鉬或鋅的種類。離子污染物種類可包括，例如，硫酸鹽、氯化物、氟化物、鋰、鉀、鋁、氨和硝酸鹽。

為了回收油、氣和鈉(或其它)水溶性礦物，可以采取一系列步驟。圖2呈現(xiàn)了在一種實(shí)施方式中從富含有機(jī)物巖層100原位熱回收油和氣的方法的流程圖。應(yīng)當(dāng)理解，圖2中一些步驟的順序可以進(jìn)行變化，并且該步驟順序僅僅用于說明。

首先，在開發(fā)區(qū)域10內(nèi)鑒別油頁(yè)巖(或其它富含有機(jī)物巖石)地層16。這一步驟顯示在方框110中。任選地，油頁(yè)巖地層可包含蘇打石或其它鈉礦物。油頁(yè)巖地層內(nèi)的目標(biāo)開發(fā)區(qū)域可以通過測(cè)量或模擬油頁(yè)巖的深度、厚度和有機(jī)物豐富度以及評(píng)價(jià)富含有機(jī)物巖層相對(duì)于其它巖石類型的位置、結(jié)構(gòu)特征(例如斷層、背斜層或向斜層)或水文地質(zhì)單元(即含水層)進(jìn)行鑒別。這是通過從有效的測(cè)試和資料建立和解釋深度、厚度、有機(jī)物豐富度和其它數(shù)據(jù)的圖和/或模型實(shí)現(xiàn)的。這可包括進(jìn)行地質(zhì)學(xué)表面勘測(cè)、研究露頭、進(jìn)行地震勘測(cè)和/或鉆井筒以從地下巖石獲得巖心樣品。巖石樣品可以進(jìn)行分析以評(píng)定干酪根含量和產(chǎn)生流體烴的能力。

富含有機(jī)物巖層的干酪根含量可以利用各種數(shù)據(jù)從露頭或巖心樣品中確定。這樣的數(shù)據(jù)可包括有機(jī)碳含量、含氫指數(shù)和修正的Fischer試驗(yàn)分析。地下滲透性還可以通過巖石樣品、露頭或地下水流的研究，進(jìn)行評(píng)估。此外，可以對(duì)開發(fā)區(qū)域與地下水源的連通性進(jìn)行評(píng)定。

其次，多個(gè)井筒14橫跨目標(biāo)開發(fā)區(qū)10形成。該步驟示意地顯示在方框115中。井筒14的目的在上面被闡明而不必重復(fù)。然而，應(yīng)當(dāng)注意，為了方框115井筒形成步驟的目的，最初只有一部分井需要完成。例如，在項(xiàng)目開始時(shí)，熱注入井是需要的，而大部分烴生產(chǎn)井還不需要。生產(chǎn)井可以在一旦轉(zhuǎn)換開始后引入，例如在加熱4-12個(gè)月后。

應(yīng)當(dāng)理解，石油工程師將研究出井筒14最佳深度和安排的方案，這取決于預(yù)期儲(chǔ)層特性、經(jīng)濟(jì)約束因素和工作進(jìn)度安排約束因素。此外，工程人員將決定何種井筒14應(yīng)當(dāng)用于初始地層16加熱。該選擇步驟通過方框120描述。

關(guān)于熱注入井，存在多種將熱施加到富含有機(jī)物巖層16的方法。除非在權(quán)利要求書中明確聲明，本方法不限于所應(yīng)用的加熱技術(shù)。加熱步驟一般由方框130描述。優(yōu)選地，對(duì)于原位工藝來說，生產(chǎn)區(qū)的加熱發(fā)生數(shù)個(gè)月或者甚至四年或更多年的時(shí)間。

地層16被加熱至足以熱解至少一部分油頁(yè)巖以便將干酪根轉(zhuǎn)化成烴流體的溫度。地層目標(biāo)區(qū)域的大部分可以被加熱至270℃至800℃之間?？蛇x地，富含有機(jī)物地層的目標(biāo)體積被加熱至至少350℃以形成采出液。轉(zhuǎn)換步驟通過方框135描述在圖2中。所形成的液體和烴氣可以被精制成類似普通商業(yè)石油產(chǎn)品的產(chǎn)品。這樣的液體產(chǎn)品包括運(yùn)輸燃料諸如柴油機(jī)、噴氣機(jī)燃料和石腦油。產(chǎn)生的氣體包括輕烷烴、輕烯烴、H2、CO2、CO和NH3。

油頁(yè)巖的轉(zhuǎn)化將在起初不可滲透的巖石中的油頁(yè)巖地段中產(chǎn)生滲透性。優(yōu)選地，方框130和135的加熱和轉(zhuǎn)化過程發(fā)生在長(zhǎng)的時(shí)間期間內(nèi)。一方面，加熱期間為3個(gè)月至四年或更多年。還有作為方框135的任選部分，地層16可以被加熱至足以將至少一部分蘇打石轉(zhuǎn)化為堿灰的溫度，如果存在蘇打石的話。熟化油頁(yè)巖并且回收油和氣所施加的熱也會(huì)將蘇打石轉(zhuǎn)化成碳酸鈉(堿灰)——一種相關(guān)的鈉礦物。將蘇打石(碳酸氫鈉)轉(zhuǎn)化成堿灰(碳酸鈉)的方法在本文中被描述。

與加熱步驟130有關(guān)，巖層16可以任選地被壓裂以有助于傳熱或隨后的烴流體采出。任選的壓裂步驟顯示在方框125中。壓裂可以通過施加熱在地層內(nèi)產(chǎn)生熱壓裂而實(shí)現(xiàn)。通過加熱富含有機(jī)物巖石以及將干酪根轉(zhuǎn)換成油和氣，滲透性通過熱壓裂的形成以及隨后一部分從干酪根產(chǎn)生的烴流體的采出而增加。可選地，可以使用被稱為水力壓裂的工藝。水力壓裂是在油和氣回收領(lǐng)域中已知的工藝，其中壓裂液在井筒內(nèi)被加壓超過地層的壓裂壓力，由此在地層內(nèi)產(chǎn)生壓裂面以將井筒內(nèi)產(chǎn)生的壓力釋放。水力壓裂可被用于在部分地層中產(chǎn)生附加滲透性和/或被用于提供平面加熱源。上面所并入的專利公布號(hào)WO2005/010320描述了水力壓裂的一種用途。

作為烴流體生產(chǎn)工藝100的部分，某些井14可被指定為油和氣生產(chǎn)井。該步驟通過方框140進(jìn)行描述。直到確定干酪根已經(jīng)被充分干餾以允許最大量從地層16中回收油和氣，才可以啟動(dòng)油和氣生產(chǎn)。在某些情況中，專用生產(chǎn)井直到熱注入井(方框130)已經(jīng)運(yùn)行幾周或幾月后才被鉆井。因此，方框140可以包括附加井筒14的形成。在其它實(shí)例中，選定的加熱井被轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)井。

在某些井筒14已經(jīng)被指定作為油和氣生產(chǎn)井后，油和/或氣從井筒14中被采出。油和/或氣采出工藝被顯示在方框145中。在這個(gè)階段(方框145)，任何水溶性礦物諸如蘇打石和轉(zhuǎn)化的堿灰可作為油頁(yè)巖床內(nèi)良好分散的晶體或團(tuán)塊保持基本上限制在巖層16中，而沒有被采出。然而，一些蘇打石和/或堿灰可以被溶解于在地層內(nèi)熱轉(zhuǎn)化(方框135)期間產(chǎn)生的水中。

方框150顯示油和氣回收方法100中任選的下一步。這里，某些井筒14被指定為水或含水流體注入井。含水流體是水與其它種類的溶液。該水可以構(gòu)成“鹽水”，并且可包括溶解的元素周期表第I和II族元素的氯化物、硫酸鹽和碳酸鹽的無(wú)機(jī)鹽。有機(jī)鹽也可存在于含水流體中。該水可選地可以是包含其它種類的新鮮水。其它種類可以存在以改變pH?？蛇x地，其它種類可以反映微咸水的可用性，所述微咸水中希望從地下瀝濾的種類是不飽和的。優(yōu)選地，水注入井選自用于熱注入或油和/或氣生產(chǎn)的井筒中的一些或全部。然而，方框150的步驟的范圍可以包括用作專用水注入井的仍然是附加的井筒14的鉆井。在該方面，可以期望沿著開發(fā)區(qū)域10周邊完成水注入井，以便產(chǎn)生高壓邊界。

其次，任選地，水或含水流體通過水注入井被注入并且進(jìn)入油頁(yè)巖地層16。該步驟顯示在方框155中。水可以處于蒸汽或加壓熱水的形式。可選地，注入水可以是冷的并且隨著它接觸預(yù)先加熱的地層而變熱。注入工藝可進(jìn)一步包括壓裂。該工藝可以在距離水注入井筒一些距離例如高達(dá)200英尺外的具有蘇打石的層段中產(chǎn)生指狀空穴和角礫區(qū)域。一方面，氣頂，諸如氮?dú)猓梢员槐３衷诿恳弧翱昭ā表敹艘苑乐勾怪鄙L(zhǎng)。

隨著某些井筒14被指定為水注入井，設(shè)計(jì)工程師還可以將某些井筒14指定為水或水溶性礦物溶液生產(chǎn)井。該步驟顯示在方框160中。這些井可以與用于先前生產(chǎn)烴或注入熱的井相同。這些回收井可被用于產(chǎn)生溶解的水溶性礦物與包括例如遷移污染物種類在內(nèi)的其它種類的水溶液。例如，該溶液可以主要是溶解的堿灰的溶液。該步驟顯示在方框165中?？蛇x地，單個(gè)井筒可以被用于注入水并且然后回收鈉礦物溶液。因此，方框165包括使用同一井筒14用于水注入和溶液生產(chǎn)的選擇(方框165)。

臨時(shí)控制遷移污染物種類的遷移，尤其在熱解過程期間，可以通過布置注入和生產(chǎn)井14以使流出加熱區(qū)域的流體流最小化而獲得。典型地，這涉及將注入井安置在加熱區(qū)域周圍以便引起壓力梯度，該壓力梯度防止加熱區(qū)域內(nèi)部的流體流離開該區(qū)域。

圖3是在地下水含水層內(nèi)或連接到地下水含水層的例證性油頁(yè)巖地層以及地層淋濾操作的橫截面圖。四個(gè)分開的油頁(yè)巖地層區(qū)域(23、24、25和26)被描繪在油頁(yè)巖地層內(nèi)。含水層在地表面27下面，并且被分為上部含水層20和下部含水層22。上部和下部含水層中間是弱透水層21。可以看出，地層的某些區(qū)域既是含水層或弱透水層又是油頁(yè)巖區(qū)域。多個(gè)井(28、29、30和31)被顯示穿過含水層垂直向下。這些井中一個(gè)充當(dāng)水注入井31，而另外一個(gè)充當(dāng)水生產(chǎn)井30。以這種方式，水通過至少較低的含水層22進(jìn)行循環(huán)32。

圖3圖解顯示了穿過被加熱的油頁(yè)巖體積33的水循環(huán)32，所述油頁(yè)巖體積位于含水層22內(nèi)或者與含水層22相連，并且烴流體先前從油頁(yè)巖體積33中回收。通過水注入井31將水注入促使水進(jìn)入預(yù)先加熱的油頁(yè)巖33，從而水溶性礦物和遷移污染物種類被沖到水生產(chǎn)井30。水然后可以在設(shè)備34中進(jìn)行處理，其中水溶性礦物(例如蘇打石或堿灰)和遷移污染物可基本上從水流中去除。水然后被再注入到油頁(yè)巖體積33中，并且重復(fù)進(jìn)行地層瀝濾。這種用水進(jìn)行的瀝濾意圖持續(xù)直到在預(yù)先加熱的油頁(yè)巖區(qū)域33內(nèi)遷移污染物種類的水平處于環(huán)境可接受的水平。這可能需要1個(gè)循環(huán)、2個(gè)循環(huán)、5個(gè)循環(huán)、10個(gè)循環(huán)或更多循環(huán)的地層瀝濾，其中單個(gè)循環(huán)表示注入和采出大約一孔體積的水。應(yīng)當(dāng)理解，在實(shí)際的油頁(yè)巖開發(fā)中可能有許多水注入和水生產(chǎn)井。此外，該體系可包括可以用在油頁(yè)巖加熱階段、頁(yè)巖油生產(chǎn)階段、瀝濾階段或者在這些階段任意組合期間的監(jiān)控井(28和29)，以便監(jiān)控遷移污染物種類和/或水溶性礦物。

在一些油田中，地層烴諸如油頁(yè)巖可以存在于一個(gè)以上的地下地層中。在一些情況中，富含有機(jī)物巖層可以被不含烴的巖層或者具有很少或沒有商業(yè)價(jià)值的巖層分開。因此，對(duì)于烴開發(fā)內(nèi)油田的經(jīng)營(yíng)者來說，可以期望進(jìn)行分析將哪個(gè)地下富含有機(jī)物巖層作為目標(biāo)或者它們應(yīng)當(dāng)以什么順序進(jìn)行開發(fā)。

富含有機(jī)物巖層可以基于不同因素進(jìn)行選擇以便開發(fā)。一個(gè)這樣的因素是地層內(nèi)含烴層的厚度。較大的產(chǎn)油氣帶厚度可以表明更大潛在體積的烴流體生產(chǎn)。每個(gè)含烴層可具有這樣的厚度，所述厚度取決于例如該含地層烴層形成的條件而變化。因此，如果富含有機(jī)物巖層包括至少一個(gè)厚度足以經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)采出液的含地層烴層，那么該地層將一般被選擇進(jìn)行處理。

如果緊密間隔在一起的幾個(gè)層的厚度足以進(jìn)行采出液的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)，那么富含有機(jī)物巖層也可以被選擇。例如，地層烴的原位轉(zhuǎn)化過程可包括選擇并處理厚度大于約5米、10米、50米或者甚至100米的富含有機(jī)物巖層內(nèi)的層。以這種方式，到富含有機(jī)物巖層上面和下面形成的層的熱損失(作為總注入熱的部分)可小于從一薄層地層烴的這種熱損失。然而，本文描述的過程也可包括選擇并處理這樣的層，其可包括基本上不含地層烴的層或者地層烴薄層。

一個(gè)或多個(gè)富含有機(jī)物巖層的豐富度也可以被考慮。豐富度可取決于諸多因素，包括含地層烴層的形成條件、該層中地層烴的量和/或該層中地層烴的組成。薄且豐富的地層烴層可以能產(chǎn)生比更厚、不太豐富的地層烴層明顯更多有價(jià)值的烴。當(dāng)然，從既厚又豐富的地層生產(chǎn)烴是期望的。

富含有機(jī)物巖層的干酪根含量可以使用各種數(shù)據(jù)從露頭或巖心樣品確定。這樣的數(shù)據(jù)可以包括有機(jī)碳含量、含氫指標(biāo)以及修正的Fischer試驗(yàn)分析。Fischer試驗(yàn)是這樣的標(biāo)準(zhǔn)方法，其涉及在一小時(shí)中將含地層烴層的樣品加熱至約500℃，收集從加熱樣品產(chǎn)生的流體，以及量化所產(chǎn)出的流體的量。

地下地層滲透性也可以通過巖石樣品、露頭或地下水流的研究進(jìn)行評(píng)估。此外，開發(fā)區(qū)域與地下水源的連通性可以進(jìn)行評(píng)估。因此，富含有機(jī)物巖層可以基于地層基體的滲透性或孔隙度選擇以進(jìn)行開發(fā)，即使地層的厚度相對(duì)薄。

石油工程師已知的其它因素可以在選擇開發(fā)地層時(shí)被考慮。這樣的因素包括發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)油氣帶的深度、新鮮地下水與含干酪根區(qū)域的地層學(xué)接近性、厚度的連續(xù)性和其它因素。例如，地層內(nèi)被評(píng)估的流體生產(chǎn)含量也將影響最后的體積生生產(chǎn)。

在從油頁(yè)巖油田生產(chǎn)烴流體中，可以期望控制熱解流體的遷移。在一些情況中，這包括注入井的使用，尤其是在該油田的周圍。這樣的井可以注入水、蒸汽、CO2、加熱的甲烷或其它流體，以驅(qū)使裂化的干酪根流體向內(nèi)進(jìn)入生產(chǎn)井。在一些實(shí)施方式中，可以將物理?yè)醢宸旁陂_發(fā)的富含有機(jī)物巖層的區(qū)域周圍。物理?yè)醢宓囊粋€(gè)實(shí)例涉及冷凍壁的產(chǎn)生。冷凍壁通過穿過周邊的井循環(huán)制冷劑以大大降低巖層的溫度而形成。這又防止了油田周邊存在的干酪根熱解以及油和氣向外遷移。冷凍壁也將導(dǎo)致周邊的地層中天然水凍結(jié)。

將地下冷凍用于穩(wěn)定加同差的土壤或者給流體流動(dòng)提供擋板在本領(lǐng)域中是已知的。Shell Exploration and Production Company(殼牌勘探和生產(chǎn)公司)已經(jīng)在幾個(gè)專利中討論了應(yīng)用冷凍壁用于油頁(yè)巖生產(chǎn)，包括美國(guó)專利號(hào)6,880,633和美國(guó)專利號(hào)7,032,660。殼牌的′660專利使用地下冷凍以防止原位頁(yè)巖油生產(chǎn)期間地下水流動(dòng)和地下水污染。公開了所謂冷凍壁的應(yīng)用的另外的專利是美國(guó)專利號(hào)3,528,252、美國(guó)專利號(hào)3,943,722、美國(guó)專利號(hào)3,729,965、美國(guó)專利號(hào)4,358,222、美國(guó)專利號(hào)4,607,488和WO專利號(hào)98996480。

如上所示，幾個(gè)不同類型的井可被用于富含有機(jī)物巖層的開發(fā)，包括例如油頁(yè)巖油田。例如，富含有機(jī)物巖層的加熱可以通過使用加熱井完成。加熱井可包括，例如，電阻加熱元件。烴流體從地層中的生產(chǎn)可以通過使用用于流體生產(chǎn)的完井而實(shí)現(xiàn)。含水流體的注入可以通過使用注入井而實(shí)現(xiàn)。最后，含水溶液的生產(chǎn)可以通過使用溶液生產(chǎn)井而實(shí)現(xiàn)。

上面所列的不同井可以用于一個(gè)以上的目的。換一種說法就是，初始完成用于一種目的的井后來可用于另一目的，由此降低項(xiàng)目成本和/或減少執(zhí)行某些任務(wù)所需要的時(shí)間。例如，一個(gè)或多個(gè)生產(chǎn)井也可被用作隨后將水注入富含有機(jī)物巖層中的注入井?？蛇x地，一個(gè)或多個(gè)生產(chǎn)井也可被用作隨后從富含有機(jī)物巖層生產(chǎn)含水溶液的溶液生產(chǎn)井。

在其它方面，生產(chǎn)井(以及在一些情況中加熱井)最初可被用作脫水井(例如在加熱開始前和/或當(dāng)加熱最初被啟動(dòng)時(shí))。此外，在一些情況中，脫水井可隨后被用作生產(chǎn)井(以及在一些情況中用作加熱井)。因此，脫水井可以被放置和/或設(shè)計(jì)以便這種井可隨后被用作生產(chǎn)井和/或加熱井。加熱井可以被放置和/或設(shè)計(jì)以便這種井可隨后被用作生產(chǎn)井和/或脫水井。生產(chǎn)井可以被放置和/或設(shè)計(jì)以便這種井可隨后被用作脫水井和/或加熱井。類似地，注入井可以是最初被用作其它目的(例如加熱、生產(chǎn)、脫水、監(jiān)控等)的井，并且注入井可隨后被用于其它目的。類似地，監(jiān)控井可以是最初用作其它目的(例如加熱、生產(chǎn)、脫水、注入等)的井。最后，監(jiān)控井可隨后被用于其它目的，例如水生產(chǎn)。

不同井的井筒可以相對(duì)靠近地定位，分開10英尺至高達(dá)300英尺?？蛇x地，井筒可以間隔30至200英尺或者50至100英尺。典型地，井筒也在淺的深度處完成，總深度200至5,000英尺?？蛇x地，井筒可以在從1,000至4,000英尺或者1,500至3,500英尺的深度處完成。在一些實(shí)施方式中，目標(biāo)為原位干餾的油頁(yè)巖地層處于地表下200英尺以上的深度處。在可選實(shí)施方式中，目標(biāo)為原位干餾的油頁(yè)巖地層處于地表下500、1,000或1,500英尺以上的深度處。在可選實(shí)施方式中，目標(biāo)為原位干餾的油頁(yè)巖地層處于地表下200與5,000英尺之間的深度處，可選地在1,000與4,000英尺之間，在1,200與3,700英尺之間或者1,500與3,500英尺之間。

期望的是以預(yù)先計(jì)劃的布井方式為油頁(yè)巖油田安排不同的井。例如，加熱井可以以各種布井方式安排，包括但不限于三角形、正方形、六邊形和其它多邊形。該布井方式可以包括規(guī)則的多邊形以促進(jìn)均勻的加熱穿過放置了加熱井的至少部分地層。該布井方式還可以是行列驅(qū)井網(wǎng)。行列驅(qū)井網(wǎng)一般包括第一加熱井線性陣列、第二加熱井線性陣列，以及位于第一和第二加熱井線性陣列之間的生產(chǎn)井或者生產(chǎn)井線性陣列。在加熱井之間散布的典型是一個(gè)或多個(gè)生產(chǎn)井。注入井同樣可以被布置在重復(fù)性布井方式的單元內(nèi)，其可類似于或不同于加熱井所用的布井方式。

減少井?dāng)?shù)目的一個(gè)方法是使用單個(gè)井，既作為加熱井又作為生產(chǎn)井。通過使用單一井用于連續(xù)目的來降低井的數(shù)目可以降低項(xiàng)目成本。一個(gè)或多個(gè)監(jiān)控井可以被布置在油田中選擇的位置上。監(jiān)控井可以被配置有一個(gè)或多個(gè)測(cè)量井筒中溫度、壓力和/或流體特性的裝置。在一些情況中，加熱井還可以作為監(jiān)控井，或者另外用儀器裝備。

減少加熱井?dāng)?shù)目的另一方法是采用井網(wǎng)?？梢允褂门c生產(chǎn)井等距離間隔的加熱井的規(guī)則井網(wǎng)。該井網(wǎng)可以形成等邊三角形排列、六邊形排列或其它排列井網(wǎng)。加熱井的排列可以被這樣放置，從而每個(gè)加熱井之間的距離小于約70英尺(21米)。一部分地層可以用加熱井加熱，所述加熱井基本上與烴地層的邊界平行地放置。

在可選實(shí)施方式中，加熱井的排列可以被這樣放置，使得每個(gè)加熱井之間的距離可以小于約100英尺、或50英尺、或30英尺。無(wú)論加熱井的排列或之間的距離如何，在某些實(shí)施方式中，在富含有機(jī)物巖層內(nèi)放置的加熱井與生產(chǎn)井之間的比例可大于約5、8、10、20或更多。

在一種實(shí)施方式中，單個(gè)生產(chǎn)井被至多一層加熱井環(huán)繞。這可包括排列諸如5點(diǎn)、7點(diǎn)或9點(diǎn)陣列，其中生產(chǎn)和加熱井交互成行。在另一實(shí)施方式中，兩層加熱井可以環(huán)繞生產(chǎn)井，但是其中加熱井是錯(cuò)列的，以便存在無(wú)障礙通道用于遠(yuǎn)離另外的加熱井的大部分流動(dòng)?？梢詰?yīng)用流動(dòng)和儲(chǔ)層模擬以評(píng)估原位產(chǎn)生的烴流體當(dāng)它們從其原始地點(diǎn)遷移到生產(chǎn)井時(shí)的通道和溫度歷史。

圖4提供例證性的使用一層以上加熱井的加熱井排列的平面圖。該加熱井排列的使用與從頁(yè)巖油開發(fā)區(qū)400生產(chǎn)烴相關(guān)。在圖4中，加熱井排列使用第一層加熱井410，其被第二層加熱井420環(huán)繞。第一層410中的加熱井以431被提及，而第一層420中的加熱井以432被引用。

生產(chǎn)井440被顯示在井層410和420中央。應(yīng)當(dāng)注意，相對(duì)于生產(chǎn)井440，井第二層420中的加熱井432與井第一層410中的加熱井431有所偏移。目的是為轉(zhuǎn)化的烴提供這樣的流動(dòng)通道，其使加熱井第一層410中的加熱井附近的行程最小化。這又使得當(dāng)烴從第二層井420流動(dòng)到生產(chǎn)井440時(shí)從干酪根轉(zhuǎn)化的烴的二次裂化最小化。

在圖4的例證性排列中，第一層410和第二層420每個(gè)都限定5點(diǎn)布井。然而，應(yīng)當(dāng)理解可以使用其它布井，諸如3點(diǎn)或6點(diǎn)布井。在任何情況中，包括加熱井第一層410在內(nèi)的多個(gè)加熱井431被置于生產(chǎn)井440周圍，其中包括加熱井第二層420在內(nèi)的第二多個(gè)加熱井432被置于第一層410周圍。

兩層中的加熱井也可以被這樣安排，使得通過加熱從第二層420中的每個(gè)加熱井432中產(chǎn)生的大部分烴能遷移到生產(chǎn)井440，而基本上不通過第一層410中的加熱井431附近。兩層410、420中的加熱井431、432進(jìn)一步可以被這樣安排，使得通過加熱從第二層420中的每個(gè)加熱井432中產(chǎn)生的大部分烴能遷移到生產(chǎn)井440，而不通過基本上增加地層溫度的區(qū)域。

減少加熱井?dāng)?shù)目的另一種方法是采用井網(wǎng)，所述井網(wǎng)在特定方向上伸長(zhǎng)，尤其在確定提供最有效熱傳導(dǎo)率的方向。熱對(duì)流可以受不同因素影響，諸如層面和地層內(nèi)的應(yīng)力。例如，熱對(duì)流可在與地層上最小水平主應(yīng)力垂直的方向更有效。在一些情況中，熱對(duì)流可在與最小水平主應(yīng)力平行的方向更有效。

與頁(yè)巖油田的開發(fā)相關(guān)，可期望的是，按照步驟130和135熱通過地下的前進(jìn)是均勻的。然而，由于多種原因，盡管加熱井和生產(chǎn)井規(guī)則安排，地下地層中地層烴的加熱和熟化不可能均勻進(jìn)行。油頁(yè)巖特性和地層結(jié)構(gòu)的不均勻性可以使得某些局部區(qū)域更多產(chǎn)或更少產(chǎn)。而且，由于油頁(yè)巖加熱和熟化發(fā)生的地層壓裂可能導(dǎo)致優(yōu)選通道不均勻分布，并且由此增加了向某些生產(chǎn)井的流動(dòng)以及減少了向其它生產(chǎn)井的流動(dòng)。不均勻的流體熟化可能是不期望的條件，因?yàn)槟承┑叵聟^(qū)域可能接受比所需更多的熱能而其它區(qū)域接受得比期望的更少。這又導(dǎo)致采出液不均勻的流動(dòng)和回收。采出油質(zhì)量、總生產(chǎn)速率和/或最終的回收可能減少。

為了檢測(cè)不均勻的流動(dòng)條件，生產(chǎn)和加熱井可以被安裝有傳感器。傳感器可包括測(cè)量溫度、壓力、流速和/或組成信息的設(shè)備。來自這些傳感器的數(shù)據(jù)可以簡(jiǎn)單的規(guī)則進(jìn)行加工或者被輸入進(jìn)行詳細(xì)的模擬，以進(jìn)行如何調(diào)節(jié)加熱和生產(chǎn)井以改進(jìn)地下性能的決策。生產(chǎn)井性能可以通過控制井上的背壓或節(jié)流進(jìn)行調(diào)節(jié)。加熱井性能也可以通過控制能量輸入進(jìn)行調(diào)節(jié)。傳感器讀數(shù)有時(shí)也可以指示需要修理、替換或廢棄的井或井下設(shè)備的機(jī)械問題。

在一種實(shí)施方式中，利用來自兩個(gè)或多個(gè)井的流速、組成、溫度和/或壓力數(shù)據(jù)作為計(jì)算機(jī)算法的輸入以控制加熱速率和/或生產(chǎn)速率。井內(nèi)或井附近的未測(cè)量條件然后被評(píng)估并用于控制井。例如，原位壓裂行為和干酪根熟化基于來自一組井的熱、流動(dòng)和組成數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估。在另一實(shí)例中，井完整性基于壓力數(shù)據(jù)、井溫度數(shù)據(jù)以及估計(jì)的原位應(yīng)力進(jìn)行評(píng)價(jià)。在相關(guān)實(shí)施方式中，傳感器的數(shù)目通過僅使一亞組井裝備有設(shè)備并且使用結(jié)果內(nèi)插、計(jì)算或估計(jì)未儀表化的井上的條件而得以減少。某些井可只具有有限的一組傳感器(例如僅僅井口溫度和壓力)而其它井具有更大的一組傳感器(例如井口溫度和壓力、井底溫度和壓力、生產(chǎn)組成、流速、電信號(hào)、套管應(yīng)變等)。

如上所示，有多種將熱施加到富含有機(jī)物巖層的方法。例如，一種方法可以包括置于井筒中或井筒外的電阻加熱器。一種這樣的方法涉及將電阻加熱元件用在下套管井筒或裸眼井筒中。電阻加熱涉及直接將電通過導(dǎo)電材料，從而電阻損耗使其加熱導(dǎo)電材料。其它加熱方法包括使用井下燃燒室、原位燃燒、射頻(RF)電能或微波能量。仍然是其它的加熱方法包括將熱流體直接注入到油頁(yè)巖地層中以直接將其加熱。熱流體可以進(jìn)行或者可以不進(jìn)行循環(huán)。

地層加熱的一種方法涉及電阻器的使用，其中電流穿過電阻材料，所述電阻材料將以熱分散電能。這種方法區(qū)別于電介質(zhì)加熱，在電介質(zhì)加熱中高頻振蕩電流在附近材料中感應(yīng)出電流并且把它們加熱。電加熱器可包括絕緣導(dǎo)體、置于開孔中的細(xì)長(zhǎng)元件和/或置于導(dǎo)管中的導(dǎo)體。公開了使用電阻加熱器以原位生產(chǎn)油頁(yè)巖的早期專利是美國(guó)專利號(hào)1,666,488?！?88專利在1928年授予Crawshaw。自從1928年，已經(jīng)提出了各種井下電加熱器的設(shè)計(jì)。例證性的設(shè)計(jì)在美國(guó)專利號(hào)1,701,884、美國(guó)專利號(hào)3,376,403、美國(guó)專利號(hào)4,626,665、美國(guó)專利號(hào)4,704,514和美國(guó)專利號(hào)6,023,554中介紹。

重油儲(chǔ)層電加熱方法應(yīng)用的評(píng)述出R.Sierra和S.M.Farouq Ali在″Promising Progress in Field Application of Reservoir Electrical Heating Methods″，Society of Petroleum Engineers Paper 69709，2001中給出。該參考文獻(xiàn)的全部公開內(nèi)容通過引用并入本文。

原位電阻加熱器的某些在先設(shè)計(jì)利用了固體、連續(xù)加熱元件(例如金屬線或條)。然而，這樣的元件可能缺少長(zhǎng)期、高溫應(yīng)用如油頁(yè)巖熟化所必需的堅(jiān)韌性。隨著地層加熱和油頁(yè)巖熟化，巖石發(fā)生顯著的膨脹。這導(dǎo)致與地層相交的井上的應(yīng)力高。這些應(yīng)力可導(dǎo)致井筒管和內(nèi)部組件的彎曲和拉伸。在適當(dāng)位置膠結(jié)(例如美國(guó)專利號(hào)4,886,118)或者填裝(例如美國(guó)專利號(hào)2,732,195)加熱元件可針對(duì)應(yīng)力提供一些保護(hù)，但是一些應(yīng)力仍可以被傳播到加熱元件。

作為可選方案，國(guó)際專利公布號(hào)WO2005/010320教導(dǎo)使用電導(dǎo)壓裂加熱油頁(yè)巖。加熱元件通過形成井筒以及然后水力壓裂井筒周圍的油頁(yè)巖地層而構(gòu)造。壓裂中填充有形成加熱元件的電導(dǎo)材料。煅燒石油焦炭是示例性的合適的傳導(dǎo)材料。優(yōu)選地，壓裂在從水平井筒延伸的垂直方向上產(chǎn)生。電可以通過傳導(dǎo)性壓裂從每個(gè)井的根部被傳導(dǎo)到每個(gè)井的趾部。電流可以通過與靠近趾部的一個(gè)或多個(gè)垂直壓裂相交的、用于提供相反電極的另外水平井形成。該WO 2005/010320方法產(chǎn)生“原位烘爐”，所述原位烘爐通過施加電熱而人工熟化油頁(yè)巖。熱傳導(dǎo)加熱油頁(yè)巖至超過300℃的轉(zhuǎn)化溫度，其引起人工熟化。

國(guó)際專利公布號(hào)WO 2005/045192教導(dǎo)了可選的加熱方法，其利用油頁(yè)巖地層內(nèi)加熱流體的循環(huán)。在WO 2005/045192的方法中，超臨界加熱的石腦油可以通過地層中的壓裂進(jìn)行循環(huán)。這意味著油頁(yè)巖通過循環(huán)稠密的熱的烴蒸汽穿過一系列密集的水力壓裂而加熱。一方面，壓裂是水平形成的并且按照慣例被支撐。320℃-400℃的壓裂溫度被保持長(zhǎng)達(dá)五至十年。汽化的石腦油可以是優(yōu)選的加熱介質(zhì)，這是由于其高的體積熱容、容易得到和在加熱溫度下相對(duì)低的降解速率。在WO2005/045192方法中，隨著干酪根熟化，流體壓力將驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的油到加熱的壓裂中，其中它將隨著循環(huán)的烴蒸汽被采出。

加熱富含有機(jī)物巖層的目的是熱解至少一部分固體地層烴以產(chǎn)生烴流體。固體地層烴可以通過將富含有機(jī)物巖層(或者地層內(nèi)的區(qū)域)升高至熱解溫度而原位產(chǎn)生。在某些實(shí)施方式中，地層溫度可以通過熱解溫度范圍而慢慢升高。例如，原位轉(zhuǎn)化過程可包括加熱至少一部分富含有機(jī)物巖層以將該區(qū)域的平均溫度以小于每天選定量(例如大約10℃、5℃、3℃、1℃、0.5℃或0.1℃)的速度升高至大約270℃以上。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，該部分可以被加熱，從而選定區(qū)域的平均溫度可小于約375℃，或者在一些實(shí)施方式中，小于約400℃。該地層可以被加熱，從而地層內(nèi)的溫度(至少)達(dá)到初始熱解溫度(例如熱解開始發(fā)生的溫度范圍低限處的溫度)。

熱解溫度范圍可以根據(jù)地層內(nèi)地層烴的種類、加熱方法和熱源分布而變化。例如，熱解溫度范圍可包括約270℃與約900℃之間的溫度?？蛇x地，地層目標(biāo)區(qū)域的體相可以被加熱至300℃與600℃之間。在可選實(shí)施方式中，熱解溫度范圍可以包括約270℃與約500℃之間的溫度。

優(yōu)選地，對(duì)于原位方法，生產(chǎn)區(qū)的加熱發(fā)生在幾個(gè)月或者甚至四年或更多年的時(shí)間內(nèi)?？蛇x地，地層可以被加熱一年至十五年，或者，可選地，3至10年，1.5至7年，或者2至5年。地層目標(biāo)區(qū)的體相可以被加熱至270℃與800℃之間。優(yōu)選地，地層目標(biāo)區(qū)的體相可以被加熱至300℃與600℃之間?？蛇x地，目標(biāo)區(qū)的體相可最終被加熱至400℃(752°F)以下的溫度。

在本發(fā)明方法的某些實(shí)施方式中，井下燃燒器可被用于加熱目標(biāo)富含有機(jī)物巖層。在專利文獻(xiàn)中已經(jīng)討論了在油頁(yè)巖和其它大量固體烴沉積物中使用的各種設(shè)計(jì)的井下燃燒器。實(shí)例以數(shù)字順序包括美國(guó)專利號(hào)2,887,160；美國(guó)專利號(hào)2,847,071；美國(guó)專利號(hào)2,895,555；美國(guó)專利號(hào)3,109,482；美國(guó)專利號(hào)3,225,829；美國(guó)專利號(hào)3,241,615；美國(guó)專利號(hào)3,254,721；美國(guó)專利號(hào)3,127,936；美國(guó)專利號(hào)3,095,031；美國(guó)專利號(hào)5,255,742；和美國(guó)專利號(hào)5,899,269。

井下燃燒器通過將可燃燃料(典型地天然氣)和氧化劑(典型地富氧的空氣)運(yùn)輸?shù)骄仓械牡叵挛恢枚_動(dòng)。燃料和氧化劑在井下反應(yīng)以產(chǎn)生熱。將燃燒氣體除去(典型地通過運(yùn)輸?shù)降乇恚强赡芡ㄟ^注入到地層中)。井下燃燒器可利用管套管(pipe-in-pipe)排列以分別在井下運(yùn)輸燃料和氧化劑并且然后去除煙道氣返回至地表。一些井下燃燒器產(chǎn)生火焰，而其它可不產(chǎn)生火焰。

使用井下燃燒器是其它井下加熱方法如電阻加熱和射頻加熱的替代方案。原理上，井下加熱方法可比這些電的方法更有效，因?yàn)楸苊饬伺c從可燃燃料發(fā)電相關(guān)的能量損失(典型地大約50％)。井下燃燒器也降低了基礎(chǔ)設(shè)施成本。在這方面，不需要昂貴的發(fā)電廠和配電系統(tǒng)。井下燃燒器的使用也是被稱為蒸汽產(chǎn)生的另一形式井下熱產(chǎn)生的替代方案。在井下蒸汽產(chǎn)生中，井中的燃燒室被用于煮沸位于井筒中用于注入地層中的水。井下加熱技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)被描述在F.M.Smith，“A Down-Hole Burner-Versatile Tool for Well Heating，”25th Technical Conferenceon Petroleum Production，Pennsylvania State University，pp 275-285(Oct.19-21，1966)；H.Brandt，W.G.Poynter，and J.D.Hummell，“Stimulating Heavy Oil Reservoirs withDownhole Air-Gas Burners，”World Oil，pp.91-95(Sept.1965)；和C.I.DePriesterand A.J.Pantaleo，“Well Stimulation by Downhole Gas-Air Burner，”Journal ofPetroleum Technology，pp.1297-1302(Dec.1963)中。

井下加熱也可比地表加熱的流體的循環(huán)更有效。這對(duì)于深的目標(biāo)尤其如此，因?yàn)榭纱蟠蟮乇苊鉄釗p失到上覆巖層中。

由于降低的基礎(chǔ)設(shè)施成本，井下燃燒器相比電加熱方法也具有優(yōu)勢(shì)。在這方面，不需要昂貴的發(fā)電廠和配電系統(tǒng)。而且，因?yàn)楸苊饬嗽诎l(fā)電期間所固有地經(jīng)歷的能量損失，熱效率增加。

通過使用井下燃燒器加熱地層存在各種挑戰(zhàn)。因此，井下燃燒器的大油氣用應(yīng)用很少。關(guān)鍵的設(shè)計(jì)問題包括溫度控制和冶金學(xué)限制。在這方面，燃燒器中的火焰溫度可使管和燃燒器硬件過熱，使它們由于熔化、熱應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度損耗或者蠕變而失效。某些不銹鋼——典型地具有高的鉻含量——可長(zhǎng)期忍耐高達(dá)大約700℃的溫度(參見，例如，H.E.Boyer和T.L.Gall(eds.)，Metals Handbook，Chapter16“Heat-Resistant Material”，American Society for Metals，(1985.))。另一缺點(diǎn)是，通過井下燃燒器產(chǎn)生的火焰可在燃燒器內(nèi)以及燃燒器周圍的地層中引起熱點(diǎn)。這是由于來自火焰發(fā)光部分的輻射性傳熱。典型的氣體火焰可產(chǎn)生高達(dá)大約1,650℃的溫度。因此，構(gòu)造燃燒器的材料必須足以忍受這些熱點(diǎn)的溫度。耐火金屬或陶瓷的使用可有助于解決這些問題，但是一般成本較高。優(yōu)選的是，在超過900℃的溫度下具有可接受強(qiáng)度的陶瓷材料。這些將包括高氧化鋁含量的陶瓷?？赡苡杏玫钠渌沾砂ㄑ趸t基陶瓷、氧化鋯基陶瓷和氧化鎂基陶瓷。

此外，由井下燃燒器產(chǎn)生的煙道氣由于CO2和含水量可具有腐蝕性。如果水冷凝，這尤其如此。合金金屬如不銹鋼的使用可被用于減小該潛在的問題。

在井下燃燒器的管套管排列中的傳熱也可引起困難。下行的燃料和空氣將與上行的熱煙道氣熱交換。在井中，對(duì)于高度絕緣存在最小的空間，并且因此，大量的傳熱是可能的。這種交叉的熱交換可引起空氣和燃料在進(jìn)入燃燒器之前大量加熱。這又可導(dǎo)致顯著高于預(yù)期的火焰溫度。交叉的熱交換還可加熱上移穿過燃燒器的煙道氣。如果燃燒器靠近目標(biāo)地層的頂部，煙道氣因此傳遞另外有用的熱進(jìn)入上覆巖層，在上覆巖層這些熱既不需要也不是期望的。此外，交叉的熱交換可限制燃燒器的下游的熱傳遞，因?yàn)闊岬臒煹罋饪裳杆賹崮軗p失給上升的更冷的煙道氣。

對(duì)于井下燃燒器應(yīng)用，傳熱可以幾種方式之一發(fā)生。這些包括傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射法。輻射傳熱對(duì)于開放的火焰尤其強(qiáng)烈。因此，期望提供具有井下燃燒器的加熱井，其利用燃燒器的熱并且更均勻地沿著目標(biāo)區(qū)域分布熱。解決該問題的一種方法是在期望的深度范圍內(nèi)使用間隔開的兩個(gè)或更多的較小的燃燒器以提供更均勻的加熱。一方面，50米、100米或200米的期望長(zhǎng)度被加熱。另一種方法是降低燃燒器附近的溫度以便避免過量地使用昂貴的耐熔材料。本文還涉及通過降低最初進(jìn)入目標(biāo)地層的煙道氣的溫度使加熱目標(biāo)地層的效率最大化。

本文提供原位加熱目標(biāo)富含有機(jī)物巖層的選定部分的方法。優(yōu)選地，富含有機(jī)物巖層包括油頁(yè)巖。在一種實(shí)施方式中，方法包括在井筒中提供套管，所述套管延伸至富含有機(jī)物巖層的深度，并且還在套管內(nèi)提供管道。環(huán)狀區(qū)域在管道和套管之間形成。優(yōu)選地，套管被隔離以從周圍的地層穿過。

方法還包括將空氣(或其它氧化劑)和可燃燃料注入井筒的步驟?？諝饣蚩扇既剂舷鄬?duì)于另一個(gè)處于化學(xué)計(jì)量燃燒過量。在井筒中提供硬件，以便使空氣和可燃燃料基本上在富含有機(jī)物巖層的目標(biāo)部分的深度處混合并燃燒成煙道氣。硬件包括一個(gè)或多個(gè)燃燒器。

方法進(jìn)一步包括沿著管道和周圍套管之間的環(huán)狀區(qū)域向上移動(dòng)煙道氣。沿著一個(gè)或多個(gè)燃燒器中每一個(gè)附近的管道提供絕緣。優(yōu)選地，絕緣被置于最淺的燃燒器的深度下方。絕緣層可包括陶瓷。與過量的氣流一起，絕緣有助于降低管道內(nèi)的傳熱系數(shù)并且沿著富含有機(jī)物巖層的選定部分在套管內(nèi)提供更均勻的溫度。沿著井的溫度分布的均勻性可通過選擇絕緣量和過量空氣或燃料的量而最優(yōu)化。

一方面，沿著富含有機(jī)物巖層的選定部分的溫度在大約300℃和900℃之間。更優(yōu)選地，沿著富含有機(jī)物巖層的選定部分的溫度在300℃和700℃之間。煙道氣的溫度可在套管中一點(diǎn)上進(jìn)行監(jiān)控，如第一燃燒器的深度附近。

第一燃燒器可被置于富含有機(jī)物巖層內(nèi)的任何深度。例如，第一燃燒器可被置于富含有機(jī)物巖層的頂部附近?？蛇x地，第一燃燒器可被置于富含有機(jī)物巖層頂部的50米內(nèi)。還有可選地，第一燃燒器可被置于富含有機(jī)物巖層頂部的20米內(nèi)。優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)燃燒器中每一個(gè)在管道內(nèi)居中。

在方法的一種實(shí)施方式中，硬件包括位于管道內(nèi)的第一管狀部件，其延伸至富含有機(jī)物巖層的選定部分，和第一燃燒器，其位于富含有機(jī)物巖層內(nèi)的第一深度處。第一燃燒器優(yōu)選地在第一管狀部件的下端。優(yōu)選地，在空氣和可燃燃料到達(dá)第一燃燒器之前，第一管狀部件將空氣和可燃燃料分開?？蛇x地，硬件還包括緊接著置于第一燃燒器下方的第一管狀通風(fēng)帽。

在該實(shí)施方式中，硬件還包括位于管道內(nèi)的第二管狀部件。第二管狀部件具有下端，其延伸至第二深度處富含有機(jī)物巖層的選定部分，其中第二深度比第一深度低。第二燃燒器被置于第二管狀部件的下端附近。硬件可進(jìn)一步包括第二管狀通風(fēng)帽，其被緊接著置于第二燃燒器下方第二管狀部件的下端。一方面，第一燃燒器和第二燃燒器各個(gè)間隔大約20至150米?？蛇x地，第一燃燒器和第二燃燒器各個(gè)間隔大約40至100米。

硬件可進(jìn)一步包括位于管道內(nèi)的第三管狀部件。第三管狀部件具有下端，其延伸至比第二深度低的第三深度處的富含有機(jī)物巖層。第三管狀部件在其下端也具有第三燃燒器。第三管狀通風(fēng)帽可被置于第三管狀部件的下端并緊接第三燃燒器的下方。一方面，第一燃燒器、第二燃燒器和第三燃燒器各個(gè)間隔大約20至60米。

優(yōu)選的是沿著管道安置絕緣。一方面，絕緣層沿著第一、第二和第三燃燒器附近的管道安置。另一方面，絕緣層在富含有機(jī)物巖層深度處跨越管道的長(zhǎng)度。

在另一實(shí)施方式中，第一燃燒器在富含有機(jī)物巖層選定部分內(nèi)的第一深度處沿著管狀部件放置，第二燃燒器在富含有機(jī)物巖層選定部分內(nèi)的第二深度處沿著第一管狀部件放置。第二深度低于第一深度。第一和第二燃燒器可被置于管狀部件和周圍的管道之間限定的環(huán)狀區(qū)域中。

第一管狀通風(fēng)帽可被置于緊接第一燃燒器下方的第一深度處。同樣，第二管狀通風(fēng)帽可被置于緊接第二燃燒器下方的第二深度處。一方面，第一燃燒器和第二燃燒器在環(huán)狀區(qū)域內(nèi)每個(gè)間隔大約20至150米。

在該實(shí)施方式中，第三燃燒器可沿著第一管狀部件放置并且在富含有機(jī)物巖層選定部分內(nèi)的第三深度處的環(huán)狀區(qū)域內(nèi)。第三管狀通風(fēng)帽可任選被置于緊接第三燃燒器下方的第三深度處。絕緣層然后沿著第一、第二和第三燃燒器每一個(gè)附近的管道內(nèi)表面安置。一方面，第一燃燒器、第二燃燒器和第三燃燒器每個(gè)間隔大約20至100米?？蛇x地，第一燃燒器、第二燃燒器和第三燃燒器每個(gè)間隔大約40至60米。

在這些實(shí)施方式的任何一種中，第一深度附近的管道部分優(yōu)選地用具有比管道其余部分高的最大工作溫度的合金或金屬構(gòu)成。具有較高最大工作溫度的管道部分，一方面，可以位于第一深度附近并且例如位于第一深度上方約10米的下方，并且向下延伸至井筒內(nèi)最低燃燒器下方大約20米?？蛇x地，具有較高最大工作溫度的各管道部分可位于各個(gè)相應(yīng)燃燒器的深度附近。

對(duì)于上述實(shí)施方式的任何一種，期望的是沿著燃燒器且在管道和周圍套管之間限定的環(huán)狀區(qū)域內(nèi)維持基本均勻的溫度剖面。為此，可以調(diào)節(jié)各種參數(shù)。例如，燃燒器的位置、注入可燃燃料的速率、注入空氣的速率或其組合可被規(guī)定，以使向上穿過環(huán)狀空間的煙道氣的溫度在整個(gè)富含有機(jī)物巖層選定部分內(nèi)為大約300℃至750℃。同樣，注入可燃燃料的速率可隨時(shí)間降低以便隨著周圍地層升溫而保持期望的溫度范圍。

在運(yùn)行期間，在套管內(nèi)向上循環(huán)穿過環(huán)狀空間的煙道氣可在地表進(jìn)行收集。煙道氣可進(jìn)行壓縮，并且然后與含氧氣的壓縮空氣混合。這種壓縮煙道氣和壓縮空氣的混合物可被注入回井筒中?？蛇x地，壓縮的煙道氣可與可燃?xì)怏w混合并且然后作為可燃燃料被送回到井筒中。

一方面，返回的煙道氣在地表進(jìn)行收集并且然后監(jiān)控可燃種類的存在。目的是評(píng)測(cè)任何一個(gè)燃燒器是否沒有適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)燃?？扇挤N類可包括例如甲烷、乙烷、氫氣(H2)和一氧化碳。

在另一實(shí)施方式中，返回的煙道氣可被排到大氣中。在這種情況中，期望的是在排放收到的煙道氣之前將煙道氣進(jìn)行處理以去除NOx成分。

一個(gè)或多個(gè)燃燒器可以各種方式點(diǎn)燃。例如，燃燒器可用電阻加熱元件點(diǎn)燃。一方面，第一燃燒器和第二燃燒器利用可拆卸電加熱元件點(diǎn)燃，所述可拆卸電加熱元件可選擇性地插入第一和第二管狀部件中?？蛇x地，燃燒器可通過將引火物質(zhì)注入管狀部件而點(diǎn)燃。引火物質(zhì)可以是例如液態(tài)三乙基甲硼烷。

為了使燃燒發(fā)生，硬件可包括至少一條燃料管線，用于將注入的燃料傳遞到燃燒器。至少一條燃料管線可以是例如置于管道外部環(huán)狀空間內(nèi)的單條燃料管線。可選地，至少一條燃料管線可以是位于各個(gè)管狀部件內(nèi)的燃料管線。

空氣可以各種方式注入到井筒中。過量的空氣可被注入以降低、控制和最優(yōu)化燃燒氣體溫度。一方面，空氣以化學(xué)計(jì)量燃燒量的1.25至6.0倍的質(zhì)量流量注入。可選地，空氣相對(duì)于可燃燃料可以化學(xué)計(jì)量的2.0至5.0倍注入。在一種實(shí)施方式中，空氣以大約10,000至50,000kg/天的速率注入?？蛇x地，空氣以大約10,000至25,000kg/天的速率注入。在一種實(shí)施方式中，空氣在大約50至250磅/平方英寸的壓強(qiáng)下注入。在一種實(shí)施方式中，燃燒器被設(shè)定大小以每米期望被加熱的地層長(zhǎng)度傳遞200至3,000瓦。

可燃燃料也可以各種方式注入到井筒中。一方面，可燃燃料在大于約200磅/平方英寸的壓強(qiáng)下注入?？蛇x地，可燃燃料在大于約600磅/平方英寸的壓強(qiáng)下注入。還有可選地，可燃燃料可在只有大約100至200磅/平方英寸的壓強(qiáng)下注入。

方法可進(jìn)一步包括加熱油頁(yè)巖的步驟以便將至少一部分油頁(yè)巖熱解成烴流體。烴流體將包括氣體。在這種情況中，方法還將包括采出氣體。可燃燃料可至少部分包括從烴流體采出的氣體。在這種情況中，方法可進(jìn)一步包括處理烴流體和/或氣體以便在將氣體再注入管狀部件之前從氣體中基本上去除H2S。

優(yōu)選的是，管道內(nèi)向下流動(dòng)的煙道氣和管道周圍環(huán)狀空間內(nèi)向上流動(dòng)的煙道氣之間的傳熱系數(shù)是低的。一方面，管道內(nèi)的燃燒燃料與燃燒器附近環(huán)狀空間中的煙道氣之間的傳熱系數(shù)小于約50W/m2℃，并且更優(yōu)選地約25W/m2℃。絕緣有助于降低傳熱系數(shù)。一方面，另外的絕緣被置于燃燒器前10米內(nèi)的管道內(nèi)部并且延伸至該燃燒器下方至少10米以降低金屬管道所經(jīng)歷的溫度。

本文還公開原位加熱目標(biāo)富含有機(jī)物巖層的加熱井。在一種實(shí)施方式中，加熱井包括在延伸至富含有機(jī)物巖層的深度的井筒中的套管。優(yōu)選地，套管基本上封接到地層，以使燃料和煙道氣基本上與原位地層流體隔離。將套管基本上封接到地層的一部分可包括將套管膠合在地層內(nèi)的應(yīng)用。例如，套管可被置于具有開放底部的井筒中。開放底部然后可通過將水泥放在井筒的底部而封接到地層?？蛇x地，為了從地層基本上封接套管，套管的底部可例如通過在地表將金屬板焊接到底端而封住。

管道被置于套管內(nèi)。環(huán)狀空間由此在管道和周圍的套管之間形成。第一管狀部件位于管道內(nèi)。第一管狀部件延伸至富含有機(jī)物巖層的第一深度。第一燃燒器被置于第一管狀部件的底端附近。

加熱井也具有位于管道內(nèi)的第二管狀部件。第二管狀部件延伸至第二深度，所述第二深度低于富含有機(jī)物巖層內(nèi)的第一深度。第二燃燒器被置于第二管狀部件的底端附近。

第一絕緣層被置于第一燃燒器附近且下方的管道上。第一絕緣層可沿著管道的外徑。第一絕緣層有助于降低管道內(nèi)的傳熱系數(shù)。當(dāng)與過量的空氣或燃料流適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合時(shí)，這可在井筒中導(dǎo)致更加均勻的溫度剖面。另外的絕緣可被置于沿著管道的內(nèi)徑、第一和第二燃燒器每一個(gè)的附近，以保護(hù)金屬免于燃燒器火焰引起的極端溫度。

一方面，第一管狀通風(fēng)帽被置于緊接第一燃燒器的下方。此外，第二管狀通風(fēng)帽被置于緊接第二燃燒器的下方。通風(fēng)帽通過限制在緊接相應(yīng)燃燒器下方分布的熱量有助于進(jìn)一步降低管道內(nèi)的傳熱系數(shù)。

一方面，加熱井也具有位于管道內(nèi)的第三管狀部件。第三管狀部件延伸至第三深度，所述第三深度比富含有機(jī)物巖層內(nèi)的第二深度低。第三燃燒器被置于第三管狀部件的底端附近。絕緣層然后可沿著第三燃燒器附近的管道存在。

本文還公開原位加熱富含有機(jī)物巖層的另一加熱井。在該實(shí)施方式中，加熱井包括井筒中的套管。井筒延伸至富含有機(jī)物巖層的深度。優(yōu)選地，套管基本上封接到地層。管道被置于套管內(nèi)。環(huán)狀空間由此在管道和周圍的套管之間形成。管狀部件位于管道內(nèi)并且也延伸至富含有機(jī)物巖層內(nèi)的第一深度。環(huán)狀區(qū)域由此也在管狀部件和周圍的管道之間形成。

第一燃燒器在富含有機(jī)物巖層的選定部分內(nèi)的第一深度處沿著管狀部件放置。第二燃燒器也在富含有機(jī)物巖層的選定部分內(nèi)的第二深度處沿著第一管狀部件放置。第二深度低于第一深度。第一和第二燃燒器優(yōu)選地被置于管狀部件和周圍的管道之間的環(huán)狀區(qū)域內(nèi)。

第一絕緣層被置于第一燃燒器附近且下方的管道的外徑上。第一絕緣層有助于降低管道內(nèi)的傳熱系數(shù)，其當(dāng)與過量的空氣或燃料流適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合時(shí)可在井筒中導(dǎo)致更加均勻的溫度剖面。另外的絕緣可在第一和第二燃燒器每一個(gè)的附近被置于管道的內(nèi)徑上以保護(hù)金屬免于由燃燒器火焰引起的極端溫度。

一方面，第一管狀通風(fēng)帽被置于緊接第一燃燒器的下方。此外，第二管狀通風(fēng)帽被置于緊接第二燃燒器的下方。

一方面，加熱井也具有第三燃燒器，所述第三燃燒器在富含有機(jī)物巖層的選定部分內(nèi)的第三深度處沿著管狀部件放置。第三深度比第二深度低。絕緣層沿著第三燃燒器附近的管道存在。

圖29提供在一種實(shí)施方式中加熱井2900的橫截面圖。加熱井2900位于井筒2904內(nèi)，井筒2904從地表2902延伸至目標(biāo)富含有機(jī)物巖層2905。富含有機(jī)物巖層2905可包括焦油砂、煤、油頁(yè)巖或其它含有固體烴的巖石。優(yōu)選地，富含有機(jī)物巖層2905是可被熱解的含有干酪根的油頁(yè)巖。

加熱井2900的目的是產(chǎn)生熱進(jìn)入周圍的富含有機(jī)物巖層2905。更具體地，加熱井2900加熱地層2905至足以將固體烴如干酪根熱解成烴流體的溫度。在本發(fā)明中，這是通過利用燃燒熱實(shí)現(xiàn)的。

空氣“A”和可燃燃料“CF”被注入到井筒2900中?？諝狻癆”和可燃燃料“CF”在井下燃燒器2938上混合，其中燃料燃燒并且形成火焰。過量的空氣“A”，如果存在，和煙道氣“FG”流過燃燒器2938、沿著井筒2904向下并且向上返回到地表2902。

井筒2904被下套管。套管柱2910顯示延伸至井筒2904的下端2912。井筒2904的下端2912被封閉以便產(chǎn)生封閉的加熱井系統(tǒng)。封閉可通過板2913提供，如圖29所示。可選地，封閉可通過在完井期間將水泥注入井筒2904中提供。套管2910限定鉆孔2915——其如下面進(jìn)一步討論，接收燃燒器2938和其它硬件，用于加熱周圍的富含有機(jī)物巖層2905。

加熱井2900也包括管道2920柱。管道2920相對(duì)于套管2910作為內(nèi)部管道。因此形成了管套管加熱器布置。管道2920具有下端2922，其基本上延伸至井筒2904的下端2912。下端2912是開放的。管道2920和周圍的套管2910限定其間的環(huán)狀空間2914。

加熱井2900中的燃燒器2938優(yōu)選地包括多個(gè)燃燒器。在圖29的示例性實(shí)施方式中，各燃燒器2938被置于管狀部件2930的底部。在井筒2905中顯示有三個(gè)管狀部件2930a、2930b、2930c，并且相應(yīng)的燃燒器被顯示為2938a、2938b和2938c。然而，應(yīng)當(dāng)理解，可以使用任何數(shù)目的管狀部件2930和相應(yīng)的燃燒器2938。實(shí)際上，可以選擇僅一個(gè)管狀部件2930和一個(gè)相應(yīng)的燃燒器2938。

管狀部件2938a、2938b、2938c優(yōu)選地由不銹鋼制成。環(huán)狀空間2924在管狀部件2930a、2930b和2930c以及周圍的管道2920之間形成。

圖30提供圖29的加熱井2900的俯視圖。這里，管道2920和周圍的外部套管2910被顯示。此外，三個(gè)管狀部件2930a、2930b、2930c也被顯示。定中心器(未顯示)可任選地被用于維持管道2920的鉆孔2925內(nèi)的管狀部件2930a、2930b、2930c的等距間隔。

圖31顯示置于管狀部件2930底部2932處的燃燒器2938之一的側(cè)視圖。管狀部件2930表示圖29的加熱井2900的管狀部件2930a、2930b或2930c任何一個(gè)。從圖29和圖31可以看出，通風(fēng)帽2940被置于緊接燃燒器2938的下方。通風(fēng)帽2940優(yōu)選地由耐熱材料制成。例如，通風(fēng)帽2940可由陶瓷或耐火金屬或其它耐溫鋼制成。

通風(fēng)帽2940是具有壁2942和其中的孔2945的管體。壁2942具有多個(gè)穿孔或通風(fēng)口2946，其在內(nèi)部孔2945和周圍環(huán)狀空間2924之間提供流體連通。在例證性的圖31的通風(fēng)帽2940中，折邊2944從壁2942向外延伸以產(chǎn)生通風(fēng)口2946。通風(fēng)口2946從環(huán)狀空間2924接收空氣，以箭頭“A”所示?？諝狻癆”又與可燃燃料混合，以箭頭“CF”所示，以使燃燒器2938能夠產(chǎn)生火焰。除了有助于混合外，通風(fēng)帽可有助于防止從火焰將過量的輻射熱傳至周圍的管道2920。盡管沒有描述在圖31中，空氣“A”和可燃燃料“CF”的安排可被顛倒，從而通風(fēng)口2946接收來自周圍環(huán)狀空間2924的可燃燃料“CF”，其與來自內(nèi)部孔2945的空氣“A”混合以使燃燒器2938能夠產(chǎn)生火焰。

可提供各種方式，用于點(diǎn)燃可燃燃料“CF”。例如，燃料“CF”可用管狀部件2930中的電阻加熱元件點(diǎn)燃。一方面，電阻加熱元件是可拆卸的電加熱元件，其可選擇性地插入到管狀部件2930中。另一方面，燃料“CF”和燃燒器2938可通過向管狀部件2930中注入引火物質(zhì)而點(diǎn)燃。引火物質(zhì)可以是液體或固體物質(zhì)。

將燃燒器2938點(diǎn)燃產(chǎn)生火焰。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，從井下燃燒器如燃燒器2938a、2938b和2938c產(chǎn)生的火焰產(chǎn)生極熱的火焰。一方面，火焰和循環(huán)煙道氣“FG”穿過加熱井2900使得目標(biāo)富含有機(jī)物巖層2905被加熱至大約300℃和700℃之間。這種井下燃燒器2938的使用產(chǎn)生非常熱的點(diǎn)，其隨著煙道氣“FG”循環(huán)穿過加熱井2900而消失。通風(fēng)帽2940的使用有助于包含輻射熱以及用空氣“A”冷卻熱的煙道氣“FG”。這樣，僅通風(fēng)帽2940以及或許長(zhǎng)度相對(duì)短的周圍管道2920需要由特殊的耐溫材料構(gòu)成。通風(fēng)帽2940采用細(xì)長(zhǎng)體2942，其使周圍的管道2920免于與火焰直接接觸。細(xì)長(zhǎng)體2942也從火焰向周圍管道2920以及最終向富含有機(jī)物巖層2905提供更均勻的熱分布。

可采取另外的方法以從火焰向周圍管道2920以及最終向富含有機(jī)物巖層2905提供更均勻的熱分布。一方面，可以增加注入到井筒2925的空氣“A”的體積。例如，空氣“A”可以以化學(xué)計(jì)量燃燒量的大約1.25至6.0或者更優(yōu)選地2.0至5.0倍注入?？蛇x地，或者另外，絕緣層可在最上面的燃燒器2938a的水平上和下方沿著管道2920安置，即燃燒器置于管狀部件2930a的底部。

返回到圖29，可以看出顯示了各項(xiàng)地表設(shè)備。首先看到的是壓縮機(jī)2954。壓縮機(jī)2954接收來自入口管線2952的空氣“A”。壓縮機(jī)2954給空氣“A”加壓并且然后通過管線2956將它送至管道2920。箭頭“A”再次表明空氣向管道2920的注入。更具體地，在例證性井筒2925中空氣“A”被注入到管道2920的環(huán)狀空間2924中。

地表設(shè)備還包括燃料罐2964。燃料罐2964儲(chǔ)存可燃燃料“CF”，其被注入到管狀部件2930a、2930b和2930c中。燃料可通過輸入管線2966進(jìn)料到燃料罐2964。燃料可以為氣態(tài)或液態(tài)?？蛇x地，罐2964可以周期性地從輸送卡車或其它來源再裝滿?？扇既剂稀癈F”通過注入管線2962注入到管狀部件2930a、2930b和2930c中。注入管線2962可如圖29所示被管匯以允許單條管線將燃料“CF”進(jìn)料到所有的管狀部件2930a、2930b和2930c。應(yīng)當(dāng)理解，燃料管線(未顯示)還可被用于將燃料“CF”直接送到井下相應(yīng)的燃燒器2938a、2938b、2938c。這樣的燃料管線可位于第一2930a、第二2930b和第三2930c管的每一個(gè)中。

為了從燃燒器2938a、2938b、2938c產(chǎn)生發(fā)熱火焰，可燃燃料“CF”在壓強(qiáng)下被注入到相應(yīng)的管狀部件2930a、2930b和2930c中。一方面，可燃燃料“CF”在大于約200磅/平方英寸的壓強(qiáng)下注入。另一方面，可燃燃料“CF”在大于約600磅/平方英寸的壓強(qiáng)下注入。還是另一方面，可燃燃料“CF”在僅約100至200磅/平方英寸的壓強(qiáng)下注入。

在圖29中看到，井下燃燒器2938a、2938b和2938c被置于各不相同的深度處。目的是在目標(biāo)地層2905內(nèi)的不同水平或深度處產(chǎn)生一系列分階段的熱源。換句話說，煙道氣“FG”沿著井筒2900在不同層段產(chǎn)生，以便從加熱井2900建立更均勻的熱對(duì)流剖面并進(jìn)入地層2905中。

圖29顯示箭頭“FG”表示加熱的煙道氣從各個(gè)燃燒器2938a、2938b、2938c向下流動(dòng)。煙道氣“FG”被循環(huán)到套管2910的下端2912并且進(jìn)入管道2920周圍的環(huán)狀空間2914。煙道氣“FG”然后沿著環(huán)狀空間2914向上移動(dòng)，在那里它攜帶熱的煙道氣“FG”以使套管2910和周圍的地層2905變熱。

傳熱系數(shù)存在于管道2920內(nèi)向下流動(dòng)的空氣“A”和環(huán)狀空間2914中向上流動(dòng)的煙道氣“FG”之間。一方面，傳熱系數(shù)在最高燃燒器位置上方為大約75W/m2℃以上。更優(yōu)選地，管道2920內(nèi)的空氣“A”和環(huán)狀空間2914中的煙道氣“FG”之間的傳熱系數(shù)在大約最高燃燒器位置上方為大約150W/m2℃以上。

傳熱系數(shù)也存在于管道2920內(nèi)向下流動(dòng)的煙道氣“FG”和環(huán)狀空間2914中向上流動(dòng)的煙道氣“FG”之間。一方面，傳熱系數(shù)在大約最高燃燒器2938a位置下方在大約10和40W/m2℃之間。更優(yōu)選地，管道2920內(nèi)向下流動(dòng)的煙道氣“FG”和環(huán)狀空間2914中向上流動(dòng)的煙道氣“FG”之間的傳熱系數(shù)在最高燃燒器2938a深度下方為大約10和30W/m2℃之間。

煙道氣“FG”被循環(huán)到地表2902。一旦到達(dá)地表2902，煙道氣“FG”可被排到大氣中。在這種情況中，煙道氣“FG”在排放之前優(yōu)選地被處理以降低NOx成分?？蛇x地，如果煙道氣“FG”仍具有大量的氧氣含量或大量的燃料含量，則煙道氣“FG”可被改道以被用作另一井或地表燃燒器的氧化劑或燃料供應(yīng)。圖29顯示煙道氣“FG”由管線2972收集，然后被送至分離器2974。分離器2974優(yōu)選地為洗滌塔，其被用于從煙道氣“FG”中去除潛在的污染物，包括NOx、SO2或顆粒。

一方面(未顯示)，收集的煙道氣“FG”被壓縮。包含氧氣——優(yōu)選地＞10mol％——的煙道氣“FG”，然后可與壓縮空氣混合?；旌衔镒鳛榭諝狻癆”一起被傳遞回環(huán)狀空間2924中。重獲煙道氣“FG”允許注入空氣“A”的步驟借助來自煙道氣“FG”的壓強(qiáng)，由此降低加熱井2900上的壓縮需要。換句話說，壓縮機(jī)2954的尺寸或容量被減少。

在圖29所示的另一方面，收集的煙道氣“FG”被壓縮。煙道氣“FG”包含可燃?xì)怏w，優(yōu)選地＞25mol％，“FG”然后可與壓縮燃料混合?；旌衔锶缓笞鳛榭扇既剂稀癈F”一起被傳遞回管狀部件2930a、2930b和2930c中?？扇既剂稀癈F”可包括例如甲烷、乙烷或可燃?xì)怏w種類的混合物。

另一方面，煙道氣“FG”又在地表2902上從加熱井2900進(jìn)行收集。煙道氣“FG”然后可被監(jiān)控可燃種類的存在以評(píng)測(cè)燃燒器2938是否適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)燃?？扇挤N類可包括甲烷、乙烷、氫氣(H2)和一氧化碳中至少一種。

如所提及的，管道2920優(yōu)選地在相應(yīng)的燃燒器2938a、2938b和2938c附近且緊接下方的深度被絕緣。這樣的絕緣優(yōu)選地沿著管道2920的外徑。例如，絕緣可通過將陶瓷材料包覆或粘合到管道2920而提供。這種絕緣層在圖29中以2918顯示。

絕緣層2918使管道2920內(nèi)向下流動(dòng)的煙道氣“FG”與環(huán)狀空間2914中向上流動(dòng)的煙道氣“FG”之間的傳熱系數(shù)適中。在這方面，管道2920內(nèi)向下移動(dòng)的熱煙道氣“FG”可經(jīng)歷與環(huán)狀空間2914中向上移動(dòng)的煙道氣“FG”之間的傳熱。這在緊接燃燒器2938a、2938b和2938c下方的點(diǎn)上特別有利。在燃燒器2938a、2938b和2938c下方的深度處高的傳熱導(dǎo)致在井筒2904周圍短的加熱區(qū)域，因?yàn)楣?930a、2930b和2930c內(nèi)的向下流動(dòng)的熱氣“FG”迅速將熱失去給環(huán)狀空間2924中向上移動(dòng)的較冷的煙道氣“FG”。另一方面，燃燒器2938a、2938b和2938c下方非常低的傳熱系數(shù)導(dǎo)致從向下流動(dòng)的熱氣“FG”中損失很少的熱，這導(dǎo)致在用于加熱地層2905的向上移動(dòng)的煙道氣“FG”中不必要的高溫。

為了適度地降低傳熱系數(shù)以及從富含有機(jī)物地層2905中的井筒2900產(chǎn)生更加均勻的熱剖面，提供了絕緣層2918。一方面，相比井筒2904內(nèi)的未絕緣區(qū)域，或者相比沒有絕緣層2918的傳熱系數(shù)，傳熱系數(shù)降低了至少2的因子。更優(yōu)選地，傳熱降低降低了至少4的因子。

如所提及，傳熱還可發(fā)生在管道環(huán)狀空間2924中的向下流動(dòng)的空氣“A”與套管環(huán)狀空間2914中向上流動(dòng)的煙道氣“FG”之間。在這方面，管道2920內(nèi)向下移動(dòng)的空氣“A”可經(jīng)歷與環(huán)狀空間2914中向上移動(dòng)的熱煙道氣“FG”之間的傳熱。這種傳熱的潛力在緊接燃燒器2938a、2938b、2938c上方特別高。絕緣層2918又有助于限制這種傳熱。

為了解決這些問題，并且除了提供絕緣層2918之外，過量的空氣“A”可被注入到井筒2900中?？蛇x地，或者此外，過量的燃料“CF”可被注入到井筒2900中。過量氣體的使用和絕緣覆層的使用，特別是組合使用，可在燃燒器2938下方導(dǎo)致更均勻的溫度剖面。

當(dāng)過量的燃料“CF”被使用時(shí)，切換空氣“A”和燃料“CF”流動(dòng)路徑可能是期望的，從而空氣“A”將流動(dòng)穿過內(nèi)部的管狀部件2930a、2930b、2930c并且燃料“CF”穿過環(huán)狀區(qū)域2924。由該方法產(chǎn)生的火焰是所謂的“逆擴(kuò)散”火焰并且可在某些情況下導(dǎo)致更低的NOx產(chǎn)生。

本文提供利用加熱井如加熱井2900原位加熱目標(biāo)富含有機(jī)物巖層的方法。一方面，方法包括在井筒2904中提供套管2910的步驟，所述套管2910延伸至富含有機(jī)物巖層2905的深度。套管2910優(yōu)選地具有封閉的下端2912。管道2920被提供在套管2910內(nèi)。管道2920限定管道2920和周圍的套管2910之間的環(huán)狀空間2914。方法進(jìn)一步包括向管道2920中注入空氣和可燃燃料，并且在管道2920中提供硬件，從而使空氣和可燃燃料基本上在富含有機(jī)物巖層2905的深度處混合并且以這樣的方式混合以致于沿著富含有機(jī)物巖層2905的選定部分、井筒2904附近的熱傳導(dǎo)剖面基本上是均勻的。優(yōu)選地，富含有機(jī)物巖層2905的選定部分附近環(huán)狀區(qū)域內(nèi)的溫度剖面在大約300℃和900℃之間的溫度下保持相對(duì)均勻。更優(yōu)選地，沿著井筒2900直到地層2905中的溫度剖面在大約300℃和750℃之間保持相當(dāng)均勻。

在一種實(shí)施方式中，硬件包括位于管道2920內(nèi)的第一管狀部件2930a，其延伸至富含有機(jī)物巖層2905的選定部分，和在富含有機(jī)物巖層2905內(nèi)的第一深度處的第一燃燒器2938a。第一燃燒器2938a優(yōu)選地在第一管狀部件2930a的下端。優(yōu)選地，在到達(dá)第一燃燒器2938a之前，第一管狀部件2930a將空氣和可燃燃料分開。任選地，硬件還包括緊接著置于第一燃燒器2938a下方的第一管狀通風(fēng)帽2940。

硬件還包括位于管道2920內(nèi)的第二管狀部件2930b。第二管狀部件2930b具有下端，其延伸至第二深度處富含有機(jī)物巖層2905的選定部分，第二深度比第一深度低。第二燃燒器2938b被置于第二管狀部件2930b的下端附近。硬件可進(jìn)一步包括第二管狀通風(fēng)帽2940，其在第二管狀部件2930b的下端被緊接著置于第二燃燒器2938b下方。一方面，第一燃燒器2938a和第二燃燒器2938b各個(gè)間隔大約20至150米。可選地，第一燃燒器2938a和第二燃燒器2938b各個(gè)間隔大約40至100米。

硬件還優(yōu)選地包括靠近至少第一2938a和第二2938b燃燒器、沿著管道2920的內(nèi)表面安置的絕緣層2918。另一方面，絕緣層2918跨越富含有機(jī)物巖層2905深度處管道2920的長(zhǎng)度。

硬件可進(jìn)一步包括位于管道2920內(nèi)的第三管狀部件2930c。第三管狀部件2930c具有下端，其延伸至第三深度處的富含有機(jī)物巖層2905，第三深度比第二深度低。第三管狀部件2930c在其下端也具有第三燃燒器2938c。第三管狀通風(fēng)帽2940被置于第三管狀部件2930c的下端并且緊接著第三燃燒器2938c的下方。

一方面，第一燃燒器2938a、第二燃燒器2938b和第三燃燒器2938c各個(gè)間隔大約20至200米?？蛇x地，第一燃燒器、第二燃燒器和第三燃燒器各個(gè)間隔大約40至150米，或者60至120米。

本文還提供利用井下燃燒器的加熱井的又一實(shí)施方式。圖32顯示在另外的可選實(shí)施方式中加熱井3200的橫截面圖。加熱井3200被置于井筒2904中，井筒2904穿過富含有機(jī)物巖層2905完井。優(yōu)選地，富含有機(jī)物巖層2905包括油頁(yè)巖、干酪根或其它可被熱解的固體烴。多個(gè)燃燒器3238a、3238b和3238c也被置于加熱井3200中以便產(chǎn)生熱解所需的熱。

關(guān)于圖32應(yīng)當(dāng)注意，圖29的相同數(shù)字被用于描述圖32中的相同特征。因此，例如井筒2904用套管2910柱下套管，所述套管柱2910向下延伸至井筒2904的下端2912。井筒2904的下端2912也是封閉的以便產(chǎn)生封閉的加熱井系統(tǒng)。封閉可借助板2913提供，如圖32所示?？蛇x地，封閉可通過在完井期間向井筒2904中注入水泥而提供。套管2910再一次限定鉆孔2915，其接收用于加熱周圍富含有機(jī)物巖層2905的硬件。

加熱井3200也包括管道2920柱。管道2920相對(duì)于套管2910作為內(nèi)部管道。因此再一次形成了管套管加熱器布置。管道2920具有下端2922，其基本上延伸至井筒2904的下端2912。下端2912是開放的。管道2920和周圍的套管2910限定其中的環(huán)狀空間2914。

加熱井3200還包括多個(gè)燃燒器3238a、3238b、3238c。在圖32的例證性實(shí)施方式中，三個(gè)燃燒器3238a、3238b、3238c沿著第一或中央管狀部件3230布置。然而，應(yīng)當(dāng)理解，任何數(shù)目的燃燒器可被用于加熱井3200中。

中央管狀部件3230被置于管道2920內(nèi)。一個(gè)或多個(gè)定中心器3237可被用于將中央管狀部件3230固定在管道2920內(nèi)。定中心器3237還將燃燒器3238a、3238b和3238c的位置固定在井筒2904內(nèi)。環(huán)狀空間2924在中央管狀部件3230和周圍的管道2920之間形成。在例證性加熱井3200中，燃燒器3238a、3238b和3238c位于環(huán)狀空間2924中。

圖33提供圖32的加熱井3200的燃燒器3238之一的側(cè)視圖。通風(fēng)帽3240被顯示緊接著置于燃燒器3238下方。如關(guān)于圖31的通風(fēng)帽2940，通風(fēng)帽3240是其中具有壁3242和孔3245的管體。壁3242具有多個(gè)孔或通風(fēng)口3246，其提供內(nèi)部孔3245和周圍的環(huán)狀空間2924之間的流體連通。在圖33的例證性通風(fēng)帽3240中，折邊3244從壁3242向外延伸以產(chǎn)生通風(fēng)口3246。通風(fēng)口3246接收來自環(huán)狀空間2924的以箭頭“A”所示的空氣?？諝狻癆”又與以箭頭“CF”所示的可燃燃料混合以使燃燒器3238能夠產(chǎn)生火焰。

可提供各種方式，用于點(diǎn)燃可燃燃料“CF”。例如，燃料“CF”可用管狀部件3230中的電阻加熱元件點(diǎn)燃。一方面，電阻加熱元件是可拆卸的電加熱元件，其可選擇性地插入到管狀部件3230中。另一方面，燃料“CF”和燃燒器3238可通過向中央管狀部件3230注入引火物質(zhì)而點(diǎn)燃。合適的引火物質(zhì)的實(shí)例是三乙基甲硼烷。

在圖33的燃燒器布置中，燃燒器3238a、3238b、3238c從中央管狀部件3230向外延伸。每個(gè)燃燒器3238a、3238b、3238c包括流動(dòng)支路3243，其在各燃燒器3238a、3238b、3238c和管狀部件3230中的中央孔3235之間提供流體連通。流動(dòng)支路3243的遠(yuǎn)端3247連接到中央管狀部件3230。

板3241被提供在通風(fēng)帽3240的頂部。流動(dòng)支路3243被接收穿過板3241。燃燒器3238被置于板3241下方并且在通風(fēng)帽3240內(nèi)。如上面關(guān)于圖31所提及，通風(fēng)帽3240提供幾種功能，其有助于在地層2905內(nèi)穿過目標(biāo)區(qū)域提供更加均勻的熱分布。通風(fēng)帽3240的細(xì)長(zhǎng)體3242使周圍的管道2920免于與火焰直接接觸。一方面，通風(fēng)帽3240由陶瓷或耐火金屬制成。還有此外，通風(fēng)帽3240中的通風(fēng)口3246沿其長(zhǎng)度接收空氣“A”以便將緊挨通風(fēng)帽3240周圍的區(qū)域冷卻以防止熱點(diǎn)。

可采取另外的方法以從火焰至周圍的管道2920和最終至富含有機(jī)物巖層2905提供更加均勻的熱分布。一方面，注入到環(huán)狀空間2924中的空氣“A”的體積也可以增加。例如，空氣“A”可以大約兩至五倍化學(xué)計(jì)量注入。可選地，或者此外，絕緣層可沿著管道2920被置于最上面燃燒器3238a的水平上和下方。

返回到圖32，可以看出，各井下燃燒器3238a、3238b和3238c被置于不同的深度處。目的是在目標(biāo)地層2905內(nèi)不同的水平或深度處產(chǎn)生一系列分階段的熱源。這進(jìn)一步有助于從井筒2904建立更均勻的熱傳導(dǎo)剖面并進(jìn)入地層2905中。圖32顯示箭頭“FG”表示加熱的煙道氣從各個(gè)燃燒器3238向下流動(dòng)。

在圖32中也看到顯示了各項(xiàng)地表設(shè)備。地表設(shè)備與關(guān)于圖29的加熱井2900所述的那些基本上相同。該設(shè)備包括例如用于壓縮空氣“A”的空氣壓縮機(jī)2954和用于儲(chǔ)存可燃燃料“CF”的燃料罐2964。

在運(yùn)行中，空氣“A”穿過管道2920的孔2925循環(huán)。一方面，空氣“A”以化學(xué)計(jì)量空氣需要量的1.25至2.5倍的質(zhì)量流量過量地注入。一方面，總的注入氣體速率，即空氣“A”和燃料“CF”，為大約10,000至75,000kg/天。更優(yōu)選地，注入氣體速率為約30,000至60,000kg/天。一方面，空氣“A”在大約50至250磅/平方英寸的壓強(qiáng)下注入。這些注入值也可結(jié)合圖29中的加熱井2900應(yīng)用。

在壓強(qiáng)下循環(huán)空氣“A”將加熱的煙道氣“FG”攜帶到套管2910的下端2912。煙道氣“FG”被循環(huán)進(jìn)入管道2920周圍的環(huán)狀空間2914。煙道氣“FG”然后沿著環(huán)狀空間2914向上移動(dòng)，在那里它攜帶熱的煙道氣“FG”以使套管2910和周圍的地層2905升溫。

在井下燃燒加熱井中獲得更加均勻的熱分布的實(shí)驗(yàn)在圖34A、34B、34C和34D中得到驗(yàn)證。這些圖顯示在不同井筒布置中的傳熱模擬。在各個(gè)井筒中，內(nèi)部管道和外部管道被假定為管套管布置。內(nèi)部管道可以是如圖29或圖32中所示的管道2920，而外部管道可以為例如套管2910。

在討論圖34A、34B、34C和34D的曲線圖之前，觀察圖35是有利的。圖35提供在圖34A的模擬中假定的和根據(jù)本發(fā)明的某些方面的井下燃燒器布置3500的橫截面?zhèn)纫晥D。井下燃燒器3500被置于套管3510柱內(nèi)。套管3510優(yōu)選地在下端3514處被封住。蓋3516被顯示在圖35中。

井下燃燒器3500也具有內(nèi)部管道3520。管道3520被置于套管3510內(nèi)中央。定中心器3512任選地被用于將管道3520保持在套管3510內(nèi)。絕緣3518沿著管道3520布置。一方面，絕緣3518提供22W/m2℃的傳熱系數(shù)。

在井筒3500中提供井下燃燒器3538。單個(gè)燃燒器3538被圖解。絕緣3518沿著管道3520的外徑布置在燃燒器3538的附近和下方。燃燒器3538是329kW燃燒器。

燃燒器3538被送入管道3520內(nèi)并且位于管道3520內(nèi)管3530末端處。管3530是細(xì)長(zhǎng)管狀部件并且接收可燃燃料“CF”。通風(fēng)帽3540優(yōu)選地被放置在管3530末端、燃燒器3538附近或下方。管3530任選地利用定中心器3522居中于管道3520內(nèi)。

另外的絕緣層3528被任選地沿著管道3520添加。這種另外的絕緣3528緊挨地沿著燃燒器3538或者其下方放置。優(yōu)選地，另外的絕緣沿著管道3520的內(nèi)徑。一方面，絕緣3528始于燃燒器3538上方大約10米，并且延伸至燃燒器3538下方大約20米?？蛇x地，沿著井筒3500的這個(gè)區(qū)域的管道3520由陶瓷或其它高度耐熱的材料制成。

環(huán)狀空間3515在管道3520和周圍的套管3530之間形成。環(huán)狀空間3515接收空氣“A”?？諝狻癆”和可燃燃料“CF”在燃燒器3538的水平上混合并且點(diǎn)燃，形成火焰3560。

現(xiàn)在返回到模擬曲線圖，圖34A是描繪井筒(如井筒2900)中的深度對(duì)溫度的曲線圖。井筒中的深度相對(duì)于燃燒器井下位置繪制。在該模擬中，假定的是單個(gè)329kW燃燒器。燃燒器位于x-軸的零位置。

井筒被假定在燃燒器3538附近被絕緣，如通過使用絕緣3518。向下的空氣“A”流和向上的煙道氣“FG”流之間的總傳熱系數(shù)在燃燒器3538上方為U＝180W/m2℃。這是沒有絕緣的假定面積。在燃燒器3538下方，傳熱系數(shù)僅為U＝22W/m2℃。這表明在假定的絕緣層周圍區(qū)域中的傳熱低得多。

為了有助于熱從管道3520內(nèi)部移動(dòng)至管道3520外部，在計(jì)算中假定高的空氣“A”流速?？偟臍怏w速率50,000kg/天被模擬，這表示燃燒甲烷燃料需要的空氣化學(xué)計(jì)算量的5.4倍。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，燃燒甲烷(假定為可燃燃料“CF”)所需的氧氣的化學(xué)計(jì)算量為 CH4+2O2→CO2+2H2O。

空氣為僅21mol％氧氣。因此，每摩爾CH4需要9.5摩爾空氣，其相當(dāng)于每1kg CH4為17.3kg空氣。(注空氣為29克/mol而CH4為16克/mol)。因此，例如4倍化學(xué)計(jì)量的50,000kg/天的空氣意味著注入約723kg/天的甲烷燃料。

在圖34A中，比較了在環(huán)狀空間3515中管道3520內(nèi)部和管道3520外部的平均溫度。更具體地，比較了向下的空氣流“A”和向上的煙道氣流“FG”之間的溫度。應(yīng)當(dāng)注意，正是環(huán)狀區(qū)域3515中的溫度(即外部溫度)分配或控制著附近地層中的溫度。

如圖示，管道3520的內(nèi)部溫度在燃燒器3538的深度處達(dá)到大約825℃，但是在燃燒器3538下方150米處逐漸減少到大約450℃。然而，管道3520的外部溫度在燃燒器3538的深度處僅達(dá)到大約450℃，但是然后在燃燒器3538下方的井筒內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定。管道3520的外部溫度在燃燒器3538下方大約150米處返回到大約450℃的大致相同溫度之前僅僅降低了大約75℃。因此，緊挨周圍地層附近的套管3510的溫度保持基本均勻，由此使在井下燃燒器應(yīng)用中通常所見的“熱點(diǎn)”效應(yīng)最小化。

圖34B是描繪井筒中的深度對(duì)溫度的另一曲線圖。井筒中的深度相對(duì)于燃燒器井下位置繪制。在該井筒中，單個(gè)燃燒器被使用，但是沿著內(nèi)部管道3520沒有提供絕緣。因?yàn)闆]有采用絕緣，傳熱系數(shù)在燃燒器3538上方和下方恒定。穿過內(nèi)部管道3520的傳熱被假定為沿著相關(guān)長(zhǎng)度具有大約180W/m2℃的傳熱系數(shù)。

為了有助于熱從內(nèi)部管道3520的內(nèi)部移動(dòng)至內(nèi)部管道3520外部，空氣“A”的流速被增至化學(xué)計(jì)量以上。這種情況又模擬了50,000kg/天的總氣體，其表示燃燒甲烷燃料所需的空氣化學(xué)計(jì)算量的5.4倍。

如圖解，內(nèi)部管道3520的溫度在燃燒器的深度處升至1,000℃以上，并且然后在燃燒器下方150米深度處降到大約100℃。類似地，外部管道3510在燃燒器附近達(dá)到900℃，并且然后在燃燒器下方150米深度處非線性地降到大約100℃。該極端溫度剖面證實(shí)內(nèi)部管道3520周圍絕緣的效用。

圖34C是描繪井筒中的深度對(duì)溫度的另一曲線圖。井筒中的深度也相對(duì)于燃燒器井下位置繪制。在該井筒中，假定的是單個(gè)320kW燃燒器。絕緣3518再一次沿著燃燒器3538下方的內(nèi)部管道3520布置，如圖34A的模擬。在燃燒器3538上方，向下空氣“A”流和向上煙道氣“FG”流之間的總傳熱系數(shù)為U＝180W/m2℃。在燃燒器3538下方，傳熱系數(shù)為U＝22W/m2℃。這表示在假定的絕緣層周圍的區(qū)域中的傳熱低得多。

為了有助于熱從內(nèi)部管道3520內(nèi)部移動(dòng)至內(nèi)部管道3520外部，空氣的流速被增至化學(xué)計(jì)量需要量以上，但不超過圖34A和34B中的模擬量。在圖34C的模擬中，總氣體以20,000kg/天注入。這表示燃燒甲烷燃料所需的空氣化學(xué)計(jì)算量的2.1倍。

如圖解，內(nèi)部管道3520的溫度在燃燒器3538周圍升至1,000℃以上，并且在燃燒器3538下方150米處穩(wěn)定地降到大約250℃。類似地，外部管道3510最靠近燃燒器3538處達(dá)到900℃，并且然后在燃燒器3538下方150米處非線性地降到大約250℃。圖34C中的極端溫度擺幅說明優(yōu)選超額的空氣流以在整個(gè)井筒內(nèi)達(dá)到最佳的溫度保持。

圖34D提供描繪井筒中的深度對(duì)溫度的又一曲線圖。再一次比較了管道3520內(nèi)部和外部的平均溫度。更具體地，比較了向下的空氣流“A”和向上的煙道氣流“FG”之間的溫度。

井筒中的深度也相對(duì)于燃燒器井下位置繪制。在該井筒中，三個(gè)燃燒器隔開大約100米放置。各個(gè)燃燒器是170kW燃燒器。這是比在圖34A、34B和34C的單個(gè)燃燒器模擬中使用的更小的燃燒器。

絕緣3518被假定在最上面的燃燒器下方沿著內(nèi)部管道3520布置。絕緣被假定沿著沿地下地層的管道的整個(gè)長(zhǎng)度，并且提供25W/m2℃的傳熱系數(shù)。在沿著其中沒有絕緣的管道3520的區(qū)域，向下空氣“A”流和向上煙道氣“FG”流之間的總傳熱系數(shù)為180W/m2℃。

為了有助于熱從內(nèi)部管道3520內(nèi)部移動(dòng)至內(nèi)部管道3520外部，空氣的流速被增加?？倸怏w以40,000kg/天注入。這表示燃燒甲烷燃料的空氣化學(xué)計(jì)算量的2.7倍。

如圖34D所示，內(nèi)部管道3520的溫度在第一燃燒器的深度處升至大約650℃，并且在第一燃燒器下方100米深度處迅速降至大約400℃。當(dāng)空氣到達(dá)第二燃燒器時(shí)，內(nèi)部管道2920內(nèi)部的溫度又升至剛好700℃以上。內(nèi)部管道2920內(nèi)的溫度在第二燃燒器下方100米的另外深度處又降至大約400℃。這種模式在第三燃燒器上被重復(fù)，其中內(nèi)部管道2920在第三燃燒器處達(dá)到剛好700℃以上，并且然后在第三燃燒器下方100米的另外深度處降至大約400℃。

關(guān)于外部管道3510，外部管道3510在第一燃燒器深度處達(dá)到大約425℃的溫度，并且然后在第一燃燒器下方50米降至大約350℃。令人感興趣的是，外部管道3510內(nèi)的溫度然后又開始上升直到在第二燃燒器附近達(dá)到大約475℃的溫度。溫度在第三燃燒器深度處在又升至大約475℃之前又下降至大約350℃。

圖34D的曲線圖表明在加熱井內(nèi)使用多個(gè)較小的燃燒器有助于在周圍地層附近的管道2910內(nèi)維持相對(duì)恒定的溫度。較小的燃燒器是指評(píng)定為具有較低功率的燃燒器，即，每單位時(shí)間較低的能量輸出，例如瓦或BTU/小時(shí)。套管3510(管道3520外面)中的溫度在300米深度內(nèi)保持在350℃至約475℃的范圍內(nèi)。該溫度范圍在油頁(yè)巖熱解通常所需的溫度以上。與圖34B一起，圖34D還證實(shí)沿管道3520的絕緣在提供更均勻熱剖面中的功效。

利用加熱井如加熱井3200，本文又提供原位加熱目標(biāo)富含有機(jī)物巖層的方法。一方面，方法包括在井筒2904中提供套管2910的步驟，套管2910延伸至富含有機(jī)物巖層2905的深度。套管具有封閉的下端2912。管道2920被提供在套管2910內(nèi)。管道2920限定管道2920和周圍套管2910之間的環(huán)狀空間2914。方法進(jìn)一步包括將空氣和可燃燃料注入管道2920中，并且在管道2920中提供硬件，從而使空氣和可燃燃料基本上在富含有機(jī)物巖層2905的深度處混合并且以這樣的方式混合以致于沿著富含有機(jī)物巖層2905的選定部分、井筒2904附近的熱傳導(dǎo)剖面基本上是均勻的。優(yōu)選地，沿著富含有機(jī)物巖層2905的選定部分、井筒2904附近的熱傳導(dǎo)剖面均勻地保持在大約300℃和750℃之間。

在一種實(shí)施方式中，如圖32中所示的實(shí)施方式，硬件包括第一管狀部件3230，其位于管道2920內(nèi)并且延伸至富含有機(jī)物巖層2905的選定部分。第一燃燒器3238a位于富含有機(jī)物巖層2905內(nèi)的第一深度，并且第二燃燒器3238b位于富含有機(jī)物巖層2905內(nèi)的第二深度，第二深度低于第一深度。各個(gè)燃燒器3238a、3238b(及任何其它燃燒器)沿著第一管狀部件3230安置。優(yōu)選地，硬件進(jìn)一步包括在第一燃燒器3238a周圍或緊接著其下方放置的第一管狀通風(fēng)帽3240，和在第二燃燒器3238b周圍或緊接著其下方放置的第二管狀通風(fēng)帽3240。硬件優(yōu)選地還包括絕緣層，其沿著管道2920的內(nèi)表面在第一3238a和第二3238b燃燒器附近布置。

如圖32所示，加熱井3200中的硬件還可包括第三燃燒器3238c。管狀通風(fēng)帽3240也被置于該燃燒器3238c周圍。一方面，第一燃燒器3238a、第二燃燒器3238b和第三燃燒器3238c每個(gè)間隔大約20至200米?？蛇x地，第一燃燒器、第二燃燒器和第三燃燒器每個(gè)間隔大約20至200米?？蛇x地，第一燃燒器3238a、第二燃燒器3238b和第三燃燒器3238c每個(gè)間隔大約40至150米，或者60至120米。

各種尺寸燃燒器可被用在加熱井3200中。例如，每米要加熱的地層，燃燒器每個(gè)都可供應(yīng)約0.5至4.0kW熱能，或者可選地1至3kW/m。一方面，燃燒器在孔口下方每個(gè)都具有擴(kuò)管器(未顯示)以在燃燒前降低可燃燃料“CF”的流速。

在一種實(shí)施方式中，第一深度附近的管道2920的一部分由最大工作溫度比管道其余部分高的合金或金屬構(gòu)成。一方面，具有較高最大工作溫度的管道部分位于燃燒器深度上方大約10米，并且向下延伸至管道2920內(nèi)燃燒器下方大約20米。

在一種實(shí)施方式中，方法進(jìn)一步包括引導(dǎo)從第一燃燒器3238a和至少第二燃燒器3238b產(chǎn)生的“FG”向上進(jìn)入環(huán)狀空間2924的步驟。在該實(shí)施方式中，方法還可包括監(jiān)控第一燃燒器3238a深度附近套管2910中一點(diǎn)處的煙道氣“FG”的溫度。

控制傳導(dǎo)進(jìn)入地層2905的熱是期望的。因此，在一種實(shí)施方式中，燃燒器的位置、注入可燃燃料的速率、注入空氣的速率或其組合被規(guī)定，以使向上穿過環(huán)狀空間2924的煙道氣“FG”的溫度沿大部分富含有機(jī)物巖層2905為大約300℃至900℃。更優(yōu)選地，沿著井筒2900或3200進(jìn)入地層2905的溫度剖面在大約300℃和750℃之間保持相當(dāng)均勻。注入可燃燃料的速率可隨時(shí)間降低以便隨著地層升溫控制溫度。

在一種實(shí)施方式中，可燃燃料是燃料氣如天然氣。燃燒器3238的強(qiáng)度然后通過調(diào)節(jié)燃料氣的組成控制。例如，天然氣可用添加的惰性成份進(jìn)行稀釋。添加的惰性成份可包括二氧化碳(CO2)或氮?dú)?N2)中至少一種。降低火焰強(qiáng)度可導(dǎo)致NOx產(chǎn)生降低。

最上面的燃燒器3238a的位置也可進(jìn)行調(diào)整。一方面，第一燃燒器3238a靠近富含有機(jī)物巖層2905目標(biāo)部分的頂部放置。另一方面，第一燃燒器3238a在富含有機(jī)物巖層2905目標(biāo)部分的頂部的50米內(nèi)放置。還有可選地，第一燃燒器3238a在富含有機(jī)物巖層2905目標(biāo)部分的頂部的20米內(nèi)放置。

可采用各種方式將可燃燃料注入第一管狀部件中。一方面，硬件進(jìn)一步包括至少一條燃料管線，用于將注入的燃料傳遞到燃燒器3238。所述至少一條燃料管線可包括主要置于環(huán)狀空間2924內(nèi)的單條燃料管線。

在一種實(shí)施方式中，方法進(jìn)一步包括加熱油頁(yè)巖以便將至少一部分油頁(yè)巖熱解成烴流體——所述烴流體包括氣體，以及將氣體采出。在該實(shí)施方式中，可燃燃料可包括從烴流體采出的氣體。該方法可進(jìn)一步包括在將氣體再注入管狀部件中之前處理烴流體以便從該氣體中基本上去除H2S。

一方面，燃燒器的位置、注入可燃燃料的速率、注入空氣的速率或其組合被規(guī)定，以使向上穿過環(huán)狀空間的煙道氣的溫度沿富含有機(jī)物巖層的選定部分為大約300℃至750℃。

另一方面，絕緣2918沿著管道2920設(shè)置。絕緣2918在燃燒器3238附近布置。任選地，絕緣2918沿富含有機(jī)物巖層2905的整個(gè)深度延伸。

在油和氣資源的開采中，可以期望利用采出的烴作為正在進(jìn)行的操作的能源。這可適用于從油頁(yè)巖中開發(fā)油和氣資源。電源可從使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的渦輪中獲得。通過利用從油田采出的氣體給氣體渦輪機(jī)供以動(dòng)力在經(jīng)濟(jì)上可能是有利的。然而，這種采出的氣體必須進(jìn)行謹(jǐn)慎控制以便不損壞渦輪、不使渦輪點(diǎn)燃不良或者不產(chǎn)生過量的污染物(如NOx)。

氣體渦輪問題的一個(gè)來源是在燃料內(nèi)存在污染物。污染物包括固體、水、作為液體存在的重組分以及硫化氫。此外，燃料的燃燒行為是重要的。要考慮的燃燒參數(shù)包括熱值、比重、絕熱火焰溫度、可燃性限度、自燃溫度、自然延遲時(shí)間和火焰速度。沃泊指數(shù)(Wobbe index、WI)經(jīng)常被用作燃料質(zhì)量的關(guān)鍵量度。WI等于低熱值與氣體比重的平方根的比值。將燃料的沃伯指數(shù)控制到目標(biāo)值并且在例如+10％或±20％的范圍可允許渦輪設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化以及性能優(yōu)化改進(jìn)。

燃料質(zhì)量控制可用于頁(yè)巖油開發(fā)，其中采出氣組成在油田壽命期間可能變化，并且其中氣體除了輕烴外一般還有大量的CO2、CO和H2。商業(yè)規(guī)模的油頁(yè)巖干餾被預(yù)期產(chǎn)生隨時(shí)間變化的氣體組成。

渦輪燃料中的惰性氣體可以通過增加物質(zhì)流動(dòng)同時(shí)保持火焰溫度在期望范圍內(nèi)而增加發(fā)電。此外惰性氣體可以降低火焰溫度并且由此減少NOx污染物產(chǎn)生。從油頁(yè)巖熱化產(chǎn)生的氣體可具有大量的CO2含量。因此，在生產(chǎn)方法的某些實(shí)施方式中，燃料氣的CO2含量通過在地表設(shè)備中分離或加入進(jìn)行調(diào)節(jié)以使渦輪性能優(yōu)化。

對(duì)于低BTU(British Thermal Units，英國(guó)熱單位)燃料來說，達(dá)到一定的氫含量也可以期望實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)娜紵阅?。在本文方法的某些?shí)施方式中，燃料氣的H2含量通過地表設(shè)備中的分離或加入進(jìn)行調(diào)節(jié)以使渦輪性能優(yōu)化。利用低BTU燃料調(diào)節(jié)非頁(yè)巖油地表設(shè)備中的H2含量已經(jīng)在專利文獻(xiàn)(例如美國(guó)專利號(hào)6,684,644和美國(guó)專利號(hào)6,858,049，其全部公開內(nèi)容通過引用并入本文)中進(jìn)行了討論。

例如通過熱解加熱富含有機(jī)物巖層內(nèi)的地層烴的方法可以產(chǎn)生流體。熱生成的流體可包括地層內(nèi)蒸發(fā)的水。此外，加熱干酪根的作用產(chǎn)生加熱后傾向于膨脹的熱解流體。產(chǎn)生的熱解流體不但可包括水，而且可包括例如烴、碳的氧化物、氨、分子氮和分子氫。因此，隨著地層內(nèi)加熱部分內(nèi)的溫度增加，加熱部分內(nèi)的壓力由于流體產(chǎn)生增加、分子膨脹以及水的蒸發(fā)也可能增加。因此，一些必然的結(jié)果存在于油頁(yè)巖地層內(nèi)的地下壓力與熱解期間產(chǎn)生的流體壓力之間。這又表明，地層壓力可以被監(jiān)控以檢測(cè)干酪根轉(zhuǎn)化過程的進(jìn)展。

富含有機(jī)物巖層的加熱部分內(nèi)的壓力取決于其它儲(chǔ)層特征。這些可包括，例如，地層深度、與加熱井的距離、富含有機(jī)物巖層內(nèi)地層烴的豐富度、加熱程度和/或與生產(chǎn)井的距離。

油頁(yè)巖油田的開發(fā)者可以期望開發(fā)期間監(jiān)控地層壓力。地層內(nèi)的壓力可以在多個(gè)不同位置處進(jìn)行測(cè)定。這樣的位置可包括但不限于井口處以及井筒內(nèi)的不同深度處。在一些實(shí)施方式中，壓力可以在生產(chǎn)井處進(jìn)行測(cè)量。在可選實(shí)施方式中，壓力可以在加熱井處進(jìn)行測(cè)量。在仍然是另一實(shí)施方式中，壓力可以在專用監(jiān)控井的井下進(jìn)行測(cè)量。

加熱富含有機(jī)物巖層至熱解溫度范圍的過程不但將增加地層壓力，而且也將增加地層滲透性。熱解溫度范圍應(yīng)當(dāng)在富含有機(jī)物巖層內(nèi)已經(jīng)產(chǎn)生基本的滲透性之前達(dá)到。初始缺乏滲透性可以防止從熱解區(qū)段產(chǎn)生的流體在地層內(nèi)傳輸。照此方式，隨著熱最初從加熱井轉(zhuǎn)移至富含有機(jī)物巖層，富含有機(jī)物巖層內(nèi)的流體壓力可以更加接近于該加熱井。這種流體壓力增加可能是由于例如在地層中至少一些地層烴的熱解期間流體的產(chǎn)生引起的。

可選地，可使由地層內(nèi)產(chǎn)生的熱解流體或其它流體的膨脹產(chǎn)生的壓力增加。這假定生產(chǎn)井的開放通道或其它壓力降還不存在于地層中。一方面，流體壓力可被允許增加到巖石靜應(yīng)力或之上。在這種情況中，當(dāng)流體壓力等于或超過巖石靜應(yīng)力時(shí)，含烴地層中的壓裂可形成。例如，壓裂可以從加熱井形成到生產(chǎn)井。加熱部分內(nèi)壓裂的產(chǎn)生可以減小該部分內(nèi)的壓力，這是由于通過生產(chǎn)井采出液的生產(chǎn)。

一旦熱解在富含有機(jī)物巖層內(nèi)已經(jīng)開始，流體壓力可根據(jù)不同因素而變化。這些包括例如烴的熱膨脹、熱解流體的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)化速率以及從地層中取出產(chǎn)生的流體。例如，隨著流體在地層內(nèi)產(chǎn)生，孔內(nèi)的流體壓力可能增加。從地層中移出產(chǎn)生的流體則可減小地層井筒區(qū)域附近內(nèi)的流壓力。

在某些實(shí)施方式中，至少一部分富含有機(jī)物巖層的質(zhì)量可以被降低，這是由于例如地層烴的熱解以及從地層中生產(chǎn)烴流體。因此，至少一部分地層的滲透性和孔隙度可能增加。任何有效地從油頁(yè)巖產(chǎn)生油和氣的原位方法將在原先非常低滲透性的巖石中產(chǎn)生滲透性。這發(fā)生的程度通過大的膨脹量闡明，如果從干酪根產(chǎn)生的流體不能流動(dòng)，必須具有所述膨脹。該觀點(diǎn)在圖5中被闡明。

圖5提供了一柱狀圖，其比較了在模擬的原位干餾工藝之前50和之后51的一噸Green River油頁(yè)巖。模擬的過程是在2,400psi和750°F下、在總有機(jī)碳含量22wt.％以及Fisher試驗(yàn)42加侖/噸的油頁(yè)巖上進(jìn)行的。轉(zhuǎn)化前，存在總共15.3fr3的巖石基體52。該基體包括嵌入在頁(yè)巖內(nèi)的7.2fr3的礦物53，即白云石、石灰石等以及8.1fr3的干酪根54。由于轉(zhuǎn)化該材料膨脹至26.1fr355。這提供了7.2ft3的礦物56(與轉(zhuǎn)化前相同的數(shù)目)、6.6fr3的烴流體57、9.4fr3的烴蒸汽58以及2.9ft3的焦炭59?？梢钥闯?，基本的體積膨脹發(fā)生在轉(zhuǎn)化過程期間。這又增加了巖石結(jié)構(gòu)的滲透性。

在一種實(shí)施方式中，原位加熱一部分的富含有機(jī)物巖層至熱解溫度可以增加加熱部分的滲透性。例如，滲透性可由于通過施加熱引起的加熱部分內(nèi)熱壓裂的形成而增加。隨著加熱部分的溫度增加，水可由于蒸發(fā)而被去除。汽化的水可以溢出和/或從地層中去除。此外，加熱部分的滲透性也可以增加，這是在宏觀規(guī)模上由于加熱部分內(nèi)至少一些地層烴的熱解而產(chǎn)生烴流體的結(jié)果。

本文描述的某些體系和方法可用于處理至少一部分相對(duì)低滲透性地層中(例如在含有地層烴的“致密”地層中)的地層烴。這樣的地層烴可以被加熱以在地層的選定區(qū)中熱解至少一些地層烴。加熱也可以增加至少一部分選定區(qū)的滲透性。從熱解中產(chǎn)生的烴流體可以從地層中產(chǎn)生，由此進(jìn)一步增加地層滲透性。

富含有機(jī)物巖層的加熱部分內(nèi)選定區(qū)的滲透性也可以在該選定區(qū)由于傳導(dǎo)被加熱時(shí)迅速增加。例如，不可滲透的富含有機(jī)物巖層的滲透性在加熱前可小于約0.1毫達(dá)西。在一些實(shí)施方式中，熱解至少一部分富含有機(jī)物巖層可以將該部分選定區(qū)內(nèi)的滲透性增加至約10毫達(dá)西、100毫達(dá)西、1達(dá)西、10達(dá)西、20達(dá)西或50達(dá)西以上。因此，該部分選定區(qū)的滲透性可以增加大約10、100、1,000、10,000或100,000以上的因數(shù)。在一種實(shí)施方式中，富含有機(jī)物巖層在加熱該富含有機(jī)物巖層之前具有1毫達(dá)西以下的初始總滲透性，可選地0.1或0.01毫達(dá)西以下。在一種實(shí)施方式中，富含有機(jī)物巖層在加熱該富含有機(jī)物巖層之后具有1毫達(dá)西以上的加熱后總滲透性，可選地，10、50或100毫達(dá)西以上。

與加熱富含有機(jī)物巖層相關(guān)，富含有機(jī)物巖層可任選地被壓裂以有助于傳熱或烴流體生產(chǎn)。在一種情況中，壓裂可以通過施加熱在地層內(nèi)產(chǎn)生熱壓裂而自然實(shí)現(xiàn)。熱壓裂形成是通過巖石和流體的熱膨脹以及干酪根轉(zhuǎn)變成油和氣的化學(xué)膨脹引起的。熱壓裂可發(fā)生在經(jīng)受加熱的中間區(qū)域以及更冷的附近區(qū)域。附近區(qū)域中的熱壓裂是由于壓裂的蔓延以及更熱區(qū)域中膨脹所引起的張應(yīng)力。因此，通過加熱富含有機(jī)物巖石以及將干酪根轉(zhuǎn)變成油和氣，滲透性不但通過流體形成和蒸發(fā)而且通過熱壓裂形成而增加。增加的滲透性有助于地層內(nèi)的流體流動(dòng)以及從干酪根產(chǎn)生的烴流體的采出。

此外，可以使用已知為水力壓裂的工藝。水力壓裂是在油和氣回收領(lǐng)域中已知的工藝，其中壓裂液在井筒內(nèi)被加壓超過地層的壓裂壓力，由此在地層內(nèi)產(chǎn)生壓裂面以將井筒內(nèi)產(chǎn)生的壓力釋放。水力壓裂可被用于產(chǎn)生附加的滲透性和/或被用于給加熱井提供延伸的幾何形狀。上面所并入的專利公布WO2005/010320描述了一種這樣的方法。

與從巖石基體尤其是淺深度的那些中生產(chǎn)烴相關(guān)，一個(gè)考慮因素可能與地下沉有關(guān)。這特別在原位加熱富含有機(jī)物巖石中是實(shí)際情況，其中一部分基體本身被熱轉(zhuǎn)化并且移去。最初，該地層可包含固體形式的地層烴，諸如，例如，干酪根。該地層也可最初包含水溶性礦物。最初，該地層也可以對(duì)流體流動(dòng)是基本上不可滲透的。

原位加熱該基體熱解了至少一部分地層烴以產(chǎn)生烴流體。這又在富含有機(jī)物地層中的熟化(熱解的)富含有機(jī)物巖石區(qū)內(nèi)產(chǎn)生滲透性。熱解和滲透性增加相組合允許烴流體從地層中產(chǎn)生。同時(shí)，支撐基體的材料的損耗也產(chǎn)生相對(duì)于地表下沉的可能性。

在一些情況中，為了避免環(huán)境或水文地質(zhì)影響，下沉被尋求最小化。在這方面，改變地表的輪廓和地貌甚至幾英寸都可能改變徑流(runoff)型式、影響植被型式以及影響分水嶺。此外，下沉具有損壞在生產(chǎn)區(qū)域中形成的生產(chǎn)井或加熱井的可能。這種下沉可以對(duì)井筒套管、水泥工件和井下設(shè)備產(chǎn)生破壞性的環(huán)帶以及壓縮性應(yīng)力。

為了避免或最小化下沉，提出留下選定部分的基本上未熱解的地層烴。這有助于保護(hù)一個(gè)或多個(gè)未熟化的富含有機(jī)物巖石區(qū)。在一些實(shí)施方式中，未熟化的富含有機(jī)物巖石區(qū)可以成形為基本垂直的柱，其延伸穿過富含有機(jī)物巖層的厚度的主要部分。

加熱率和地層內(nèi)的熱分布可以被設(shè)計(jì)和執(zhí)行，以便留下足夠的未熟化柱以防止下沉。一方面，熱注入井筒在布井中形成，從而油頁(yè)巖未處理的柱被留在其間以支撐上覆巖層和防止下沉。

優(yōu)選的是，油和氣的熱回收在地層中存在的蘇打石或其它水溶性礦物的任何溶液采礦(solution mining)之前進(jìn)行。溶液采礦可以在巖層中產(chǎn)生大的空穴并且在油頁(yè)巖開發(fā)區(qū)域中使角礫巖塌方。這些空穴和角礫化區(qū)段可給原位回收和采礦回收油頁(yè)巖造成問題，這進(jìn)一步增加了支撐柱的效用。

在一些實(shí)施方式中，通過原位轉(zhuǎn)化過程產(chǎn)生的烴流體的組成和特性可根據(jù)例如富含有機(jī)物巖層內(nèi)的條件變化?？刂茻岷?或富含有機(jī)物巖層中選定部分的加熱速率可以增加或減少選定的采出液的生產(chǎn)。

在一種實(shí)施方式中，操作條件可以通過測(cè)量富含有機(jī)物巖層的至少一種特性進(jìn)行確定。測(cè)量的特性可以被輸入到計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序中。從地層中生產(chǎn)的采出液的所選至少一種特性也可以被輸入到計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序中。該程序可以是可操作的，以從至少一個(gè)或多個(gè)測(cè)量的特性中確定一組操作條件。該程序也可以被配置以從所選擇的采出液的至少一種特性確定該組操作條件。照此，所確定的這組操作條件可以被配置以增加從該地層生產(chǎn)選定采出液。

某些加熱井實(shí)施方式可包括例如通過絕緣導(dǎo)體或其它類型的線路與任何加熱井連通的操作系統(tǒng)。該操作系統(tǒng)可以被配置以與加熱井對(duì)接。操作系統(tǒng)可以接受來自加熱器的信號(hào)(例如電磁信號(hào))，其表示加熱井的溫度分布。此外，操作系統(tǒng)可以被進(jìn)一步配置以本地控制或遙控加熱井。例如，操作系統(tǒng)可通過改變與加熱井連接的設(shè)備的參數(shù)，改變加熱井的溫度。因此，操作系統(tǒng)可以監(jiān)控、改變和/或控制至少一部分地層的加熱。

在一些實(shí)施方式中，在地層中的平均溫度可能已經(jīng)達(dá)到選定溫度后，加熱井可以被調(diào)小和/或關(guān)閉。調(diào)小和/或關(guān)閉加熱井可減少輸入能量成本，基本上抑制了地層的過熱，并且允許熱基本上傳遞到地層更冷的區(qū)域。

加熱的富含有機(jī)物巖層內(nèi)的溫度(和平均溫度)可以變化，這取決于例如與加熱井的接近度、地層的熱傳導(dǎo)性和熱擴(kuò)散性、發(fā)生反應(yīng)的類型、地層烴的類型以及富含有機(jī)物巖層內(nèi)水的存在。在油田中建立監(jiān)控井的位置，溫度測(cè)量可以在井筒內(nèi)直接進(jìn)行。此外，在加熱井處，在地層緊接周圍的溫度被相當(dāng)充分地了解。然而，期望將溫度插入到地層中間溫度傳感器和加熱井中的位置上。

根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)過程的一個(gè)方面，富含有機(jī)物巖層內(nèi)的溫度分布可以采用數(shù)值模擬模型進(jìn)行計(jì)算。數(shù)值模擬模型可通過已知數(shù)據(jù)點(diǎn)的內(nèi)插以及地層傳導(dǎo)率的假定計(jì)算地表溫度分布。此外，數(shù)值模擬模型可被用于測(cè)定處于評(píng)估溫度分布下的地層的其它特性。例如，地層的各種特性可包括但不限于地層的滲透性。

數(shù)值模擬模型也可包括評(píng)估處于評(píng)估溫度分布下的富含有機(jī)物巖層內(nèi)形成的流體的各種特性。例如，所形成流體的各種特性可包括但不限于地層內(nèi)形成的流體的累積體積、流體粘度、流體密度和地層內(nèi)形成的流體的組成。這種模擬可被用于評(píng)估商業(yè)規(guī)模操作或小規(guī)模油田試驗(yàn)的性能。例如，基于，但不限于，可從研究規(guī)模操作中生產(chǎn)的產(chǎn)物總體積，可以評(píng)估商業(yè)規(guī)模開發(fā)的性能。

一些實(shí)施方式包括從富含有機(jī)物巖層生產(chǎn)至少一部分烴流體。烴流體可以通過生產(chǎn)井進(jìn)行生產(chǎn)。生產(chǎn)井可以是下套管井或裸眼井并且通過本領(lǐng)域中已知的方法進(jìn)行鉆井和完井。

一些實(shí)施方式進(jìn)一步包括從富含有機(jī)物巖層生產(chǎn)采出液，其中采出液包含烴流體和含水流體。含水流體可包含水溶性礦物和/或遷移污染物種類。在這樣的情況中，采出液可以在地表設(shè)備中被分離成烴流和含水流。此后水溶性礦物和/或遷移污染物種類可以從含水流中進(jìn)行回收。該實(shí)施方式可以與本文所討論的發(fā)明的其它方面中任何方面進(jìn)行組合。

生產(chǎn)的烴流體可包括熱解油成分(或可冷凝成分)以及熱解氣成分(或非冷凝成分)。從地層中生產(chǎn)的可冷凝烴將一般包括石蠟、環(huán)烷、單環(huán)芳烴和雙環(huán)芳烴作為成分。這種可冷凝烴還可包括其它成分諸如三環(huán)芳香烴和其它烴種類。

在某些實(shí)施方式中，采出液中大部分烴可具有小于約25的碳數(shù)。可選地，流體中按重量計(jì)小于約15％的烴可具有大于約25的碳數(shù)。非冷凝烴可包括但不限于碳數(shù)小于5的烴。

在某些實(shí)施方式中，采出液中可冷凝烴的API比重可為大約20或以上(例如25、30、40、50等)。在某些實(shí)施方式中，采出液中氫與碳原子比可為至少約1.7(例如1.8、1.9等)。

本發(fā)明的一種實(shí)施方式包括從富含有機(jī)物巖層生產(chǎn)具有改進(jìn)特性的烴流體的原位方法。申請(qǐng)人已經(jīng)驚奇地發(fā)現(xiàn)從原位加熱和熱解富含有機(jī)物巖層產(chǎn)生的烴流體的質(zhì)量可以通過選擇具有更高巖層靜應(yīng)力的富含有機(jī)物巖層部分進(jìn)行原位加熱和熱解而得以提高。

該方法可包括原位加熱具有高巖石靜應(yīng)力的富含有機(jī)物巖層的地段，以形成具有改進(jìn)特性的烴流體。該方法可包括通過熱解在富含有機(jī)物巖層中存在的固體烴和/或重?zé)N產(chǎn)生烴流體。實(shí)施方式可包括部分地、主要地、或基本上完全地通過熱解在富含有機(jī)物巖層中存在的固體烴和/或重?zé)N產(chǎn)生的烴流體。該方法可包括通過任何方法加熱該地段的富含有機(jī)物巖層，其包括本文所述的任何方法。例如，該方法可包括通過電阻加熱而加熱該地段的富含有機(jī)物巖層。此外，該方法可包括通過使用加熱的傳熱流體而加熱該地段的富含有機(jī)物巖層。該方法可包括加熱該地段的富含有機(jī)物巖層至270℃以上。可選地，該方法可包括在270℃與500℃之間加熱該地段的富含有機(jī)物巖層。

該方法可包括原位加熱巖石靜應(yīng)力大于200psi的富含有機(jī)物巖層地段并且從該加熱的富含有機(jī)物巖層地段采出烴流體。在可選實(shí)施方式中，該加熱的富含有機(jī)物巖層地段可具有大于400psi的巖石靜應(yīng)力。在可選實(shí)施方式中，該加熱的富含有機(jī)物巖層地段可具有大于800psi、大于1,000psi、大于1,200psi、大于1,500psi或大于2,000psi的巖石靜應(yīng)力。申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)原位加熱和熱解具有增加應(yīng)力量的富含有機(jī)物巖層導(dǎo)致產(chǎn)生具有改進(jìn)特性的烴流體。

富含有機(jī)物地層的地段的巖石靜應(yīng)力通?？赏ㄟ^認(rèn)可它一般將等于覆蓋在地層上的巖石的重量而進(jìn)行估計(jì)。上覆巖石的密度可以以單位psi/ft表示。一般，該值將落在0.8與1.1psi/ft之間并且經(jīng)?？杀唤茷?.9psi/ft。因此，富含有機(jī)物地層地段的巖石靜應(yīng)力可通過用富含有機(jī)物巖層層段的深度乘以0.9psi/ft進(jìn)行估計(jì)。因此，在大約1,000ft出現(xiàn)的富含有機(jī)物地層地段的巖石靜應(yīng)力可以被估計(jì)為約(0.9psi/ft)乘以(1,000ft)或者為約900psi。如果期望更精確估計(jì)巖石靜應(yīng)力，那么上覆巖石的密度可以利用電纜測(cè)井技術(shù)或者通過對(duì)從取心井中回收的樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)量而進(jìn)行測(cè)量。該方法可包括加熱富含有機(jī)物巖層的地段，其位于地球表面之下大于200ft(英尺)的深度處?？蛇x地，該方法可包括加熱富含有機(jī)物巖層地段，其位于地球表面之下大于500ft(英尺)、地球表面之下大于1,000ft(英尺)、地球表面之下大于1,200ft(英尺)、地球表面之下大于1,500ft(英尺)或地球表面之下大于2,000ft(英尺)的深度處。

富含有機(jī)物巖層可以是例如重?zé)N地層或固體烴地層。這樣的地層的具體實(shí)例可包括油頁(yè)巖地層、焦油砂地層或煤地層。在這樣的地層中存在的具體地層烴可包括油頁(yè)巖、干酪根、煤和/或?yàn)r青。

從富含有機(jī)物巖層生產(chǎn)的烴流體可包括可冷凝烴部分(例如液體)和非冷凝烴部分(例如氣體)。烴流體另外可與非烴流體一起被生產(chǎn)。示例性非烴流體包括例如水、二氧化碳、硫化氫、氫、氨和/或一氧化碳。

烴流體的可冷凝烴部分可以是在與富含有機(jī)物巖石開發(fā)項(xiàng)目相關(guān)的不同位置內(nèi)存在的流體。例如，烴流體的可冷凝烴部分可以是在生產(chǎn)井內(nèi)存在的流體，所述生產(chǎn)井與富含有機(jī)物巖層流體連通。生產(chǎn)井可充當(dāng)將采出的烴流體從富含有機(jī)物巖層抽出的裝置?？蛇x地，可冷凝烴部分可以是在處理設(shè)備內(nèi)存在的流體，所述處理設(shè)備適于處理從富含有機(jī)物巖層生產(chǎn)的烴流體。示例性處理設(shè)備在本文中被描述?？蛇x地，可冷凝烴部分可以是在流體儲(chǔ)存容器內(nèi)存在的流體。流體儲(chǔ)存容器可包括例如具有固定或浮動(dòng)頂?shù)牧黧w儲(chǔ)罐、氣液分離容器以及其它中間、臨時(shí)或產(chǎn)物儲(chǔ)存容器。可選地，可冷凝烴部分可以是在流體輸送管道內(nèi)存在的流體。流體輸送管道可包括例如從生產(chǎn)井到處理設(shè)備或流體儲(chǔ)存容器的管道、從處理設(shè)備到流體儲(chǔ)存容器的管道、或者與到達(dá)或來自中間或中央儲(chǔ)存位置的流體的收集或輸送相關(guān)的管道。

下面對(duì)圖7-16的討論涉及在實(shí)施例1-5中獲得的數(shù)據(jù)，其在標(biāo)記為“實(shí)驗(yàn)”的部分中被討論。數(shù)據(jù)通過在實(shí)驗(yàn)部分中討論的實(shí)驗(yàn)程序、氣體和液體樣品收集程序、烴氣體樣品氣相色譜(GC)分析方法、氣體樣品GC峰積分方法、氣體樣品GC峰鑒定方法、全油氣相色譜(WOGC)分析方法、全油氣相色譜(WOGC)峰積分方法、全油氣相色譜(WOGC)峰鑒定方法和假組分分析方法獲得。為清楚起見，當(dāng)談到烴氣體樣品的氣相色譜色譜圖時(shí)，對(duì)于通過實(shí)施例1的一個(gè)無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)、通過實(shí)施例2和3的兩個(gè)400psi受力實(shí)驗(yàn)以及通過實(shí)施例4和5的兩個(gè)1,000psi受力實(shí)驗(yàn)提供了圖解數(shù)據(jù)。當(dāng)談到液態(tài)烴樣品的全油氣相色譜(WOGC)色譜圖時(shí)，對(duì)于通過實(shí)施例1的一個(gè)無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)、通過實(shí)施例3的一個(gè)400psi受力實(shí)驗(yàn)以及通過實(shí)施例4的一個(gè)1,000psi受力實(shí)驗(yàn)提供了圖解數(shù)據(jù)。

圖7是對(duì)于在本文討論的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中測(cè)試和分析的三個(gè)應(yīng)力水平中每一個(gè)而言，從C6至C38出現(xiàn)的每個(gè)碳數(shù)假組分的重量百分?jǐn)?shù)圖。假組分重量百分?jǐn)?shù)通過在實(shí)驗(yàn)部分中討論的實(shí)驗(yàn)程序、液體樣品收集程序、全油氣相色譜(WOGC)分析方法、全油氣相色譜(WOGC)峰鑒定和積分方法、和假組分分析方法獲得。為清楚起見，假組分重量百分?jǐn)?shù)被取為全部C3至假C38全油氣相色譜面積與計(jì)算重量的百分?jǐn)?shù)。因此圖解的C6至C38重量百分?jǐn)?shù)不包括來自任何單獨(dú)處理的實(shí)驗(yàn)的有關(guān)氣相產(chǎn)品的重量份額。此外，圖解的重量百分?jǐn)?shù)不包括比C38假組分更重(即比C38假組分具有更長(zhǎng)的保留時(shí)間)的任何液態(tài)烴化合物的重量份額。y-軸2000表示就液相中每個(gè)C6至C38假組分重量百分?jǐn)?shù)而言的濃度。x-軸2001包含從C6至C38的每個(gè)烴假組分的身份。線2002上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例1的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)C6至C38假組分的重量百分?jǐn)?shù)。線2003上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例3的400psi受力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)C6至C38假組分的重量百分?jǐn)?shù)。而線2004上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例4的1,000psi受力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)C6至C38假組分的重量百分?jǐn)?shù)。從圖7可以看出，相比400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)烴液和1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)烴液，通過線2002上數(shù)據(jù)點(diǎn)所表示的在無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的烴液含有在C8至C17假組分范圍內(nèi)的更低重量百分?jǐn)?shù)的輕烴組分以及含有在C20至C29假組分范圍內(nèi)的更大重量百分?jǐn)?shù)的重?zé)N組分。現(xiàn)在看線2003上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，顯然的是，中間水平400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生C8至C17假組分濃度在線2002所表示的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)與線2004所表示的1,000psi受力實(shí)驗(yàn)之間的烴液。應(yīng)當(dāng)注意，400psi和1,000psi受力實(shí)驗(yàn)的C17假組分?jǐn)?shù)據(jù)大約相等。此外，顯然的是，對(duì)于線2003所表示的中間應(yīng)力水平實(shí)驗(yàn)而言，在C20至C29假組分范圍內(nèi)的重?zé)N組分的重量百分?jǐn)?shù)落在無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)(線2002)烴液和1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)(線2004)烴液之間。最后，顯然的是，高水平1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生C8至C17假組分濃度比線2002所表示的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)與線2003所表示的400psi受力實(shí)驗(yàn)都大的烴液。此外，顯然的是，對(duì)于線2004所表示的高水平應(yīng)力實(shí)驗(yàn)而言，在C20至C29假組分范圍內(nèi)的重?zé)N組分的重量百分?jǐn)?shù)小于無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)(線2002)烴液和400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)(線2003)烴液。因此在增加的巖石靜應(yīng)力水平下熱解油頁(yè)巖呈現(xiàn)出產(chǎn)生具有愈加較輕碳數(shù)分布的烴液。

圖8是對(duì)于在本文討論的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中測(cè)試和分析的三個(gè)應(yīng)力水平中每一個(gè)而言，從C6至C38出現(xiàn)的每個(gè)碳數(shù)假組分相比C20假組分的重量百分?jǐn)?shù)比率圖。假組分重量百分?jǐn)?shù)如圖7所述獲得。y-軸2020表示液相中每個(gè)C6至C38假組分相比C20假組分的重量比。x-軸2021包含從C6/C20至C38/C20每個(gè)烴假組分比的身份。線2022上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例1的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)C6至C38假組分與C20假組分的重量比。線2023上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例3的400psi受力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)C6至C38假組分與C20假組分的重量比。而線2024上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例4的1000psi受力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)C6至C38假組分與C20假組分的重量比。從圖8可以看出，相比400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)烴液和1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)烴液，線2022上數(shù)據(jù)點(diǎn)所表示的在無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的烴液含有在相比C20假組分的C8至C18假組分范圍內(nèi)的更低重量百分?jǐn)?shù)的輕烴組分，以及含有在相比C20假組分的C22至C29假組分范圍內(nèi)的更大重量百分?jǐn)?shù)的重?zé)N組分?，F(xiàn)在看線2023上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，顯然的是，中間水平400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生相比C20假組分的C8至C18假組分濃度在線2022所表示的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)與線2024所表示的1,000psi受力實(shí)驗(yàn)之間的烴液。此外，顯然的是，對(duì)于線2023所表示的中間應(yīng)力水平實(shí)驗(yàn)而言，在相比C20假組分的C22至C29假組分范圍內(nèi)的重?zé)N組分的重量百分?jǐn)?shù)落在無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)(線2022)烴液與1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)(線2024)烴液之間。最后，顯然的是，高水平1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生相比C20假組分的C8至C18假組分濃度比線2022所表示的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)以及線2023所表示的400psi受力實(shí)驗(yàn)都大的烴液。此外，顯然的是，對(duì)于線2024所表示的高水平應(yīng)力實(shí)驗(yàn)而言，在相比C20假組分的C22至C29假組分范圍內(nèi)的重?zé)N組分的重量百分?jǐn)?shù)小于無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)(線2022)烴液和400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)(線2023)烴液。該分析進(jìn)一步支持了下列關(guān)系在增加的巖石靜應(yīng)力水平下熱解油頁(yè)巖產(chǎn)生具有愈加較輕碳數(shù)分布的烴液。

圖9是對(duì)于在本文討論的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中測(cè)試和分析的三個(gè)應(yīng)力水平中每一個(gè)而言，從C6至C38出現(xiàn)的每個(gè)碳數(shù)假組分相比C25假組分的重量百分?jǐn)?shù)比率圖。假組分重量百分?jǐn)?shù)如圖7所述獲得。y-軸2040表示液相中每個(gè)C6至C38假組分相比C25假組分的重量比。x-軸2041包含從C6/C25至C38/C25每個(gè)烴假組分比的身份。線2042上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例1的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)C6至C38假組分與C25假組分的重量比。線2043上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例3的400psi受力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)C6至C38假組分與C25假組分的重量比。而線2044上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例4的1000psi受力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)C6至C38假組分與C25假組分的重量比。從圖9可以看出，相比400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)烴液和1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)烴液，線2042上數(shù)據(jù)點(diǎn)所表示的在無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的烴液含有在相比C25假組分的C7至C24假組分范圍內(nèi)的更低重量百分?jǐn)?shù)的輕烴組分，以及含有在相比C25假組分的C26至C29假組分范圍內(nèi)的更大重量百分?jǐn)?shù)的重?zé)N組分。現(xiàn)在看線2043上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，顯然的是，中間水平400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生相比C25假組分的C7至C24假組分濃度在線2042所表示的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)與線2044所表示的1,000psi受力實(shí)驗(yàn)之間的烴液。此外，顯然的是，對(duì)于線2043所表示的中間應(yīng)力水平實(shí)驗(yàn)而言，在相比C25假組分的C26至C29假組分范圍內(nèi)的重?zé)N組分的重量百分?jǐn)?shù)落在無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)(線2042)烴液和1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)(線2044)烴液之間。最后，顯然的是，高水平1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生相比C25假組分的C7至C24假組分濃度比線2042所表示的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)以及線2043所表示的400psi受力實(shí)驗(yàn)都大的烴液。此外，顯然的是，對(duì)于線2044所表示的高水平應(yīng)力實(shí)驗(yàn)而言，在相比C25假組分的C26至C29假組分范圍內(nèi)的重?zé)N組分的重量百分?jǐn)?shù)小于無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)(線2042)烴液和400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)(線2043)烴液。該分析進(jìn)一步支持了下列關(guān)系在增加的巖石靜應(yīng)力水平下熱解油頁(yè)巖產(chǎn)生具有愈加較輕碳數(shù)分布的烴液。

圖10是對(duì)于在本文討論的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中測(cè)試和分析的三個(gè)應(yīng)力水平中每一個(gè)而言，從C6至C38出現(xiàn)的每個(gè)碳數(shù)假組分相比C29假組分的重量百分?jǐn)?shù)比率圖。假組分重量百分?jǐn)?shù)如圖7所述獲得。y-軸2060表示液相中每個(gè)C6至C38假組分相比C29假組分的重量比。x-軸2061包含從C6/C29至C38/C29每個(gè)烴假組分比的身份。線2062上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例1的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)C6至C38假組分與C29假組分的重量比。線2063上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例3的400psi受力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)C6至C38假組分與C29假組分的重量比。而線2064上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例4的1000psi受力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)C6至C38假組分與C29假組分的重量比。從圖10可以看出，相比400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)烴液和1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)烴液，線2062上數(shù)據(jù)點(diǎn)所表示的在無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的烴液含有在相比C29假組分的C6至C28假組分范圍內(nèi)的更低重量百分?jǐn)?shù)的輕烴組分。現(xiàn)在看線2063上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，顯然的是，中間水平400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生相比C29假組分的C6至C28假組分濃度在線2062所表示的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)與線2064所表示的1,000psi受力實(shí)驗(yàn)之間的烴液。最后，顯然的是，高水平1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生相比C29假組分的C6至C28假組分濃度比線2062所表示的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)以及線2063所表示的400psi受力實(shí)驗(yàn)都大的烴液。該分析進(jìn)一步支持了下列關(guān)系在增加的巖石靜應(yīng)力水平下熱解油頁(yè)巖產(chǎn)生具有愈加較輕碳數(shù)分布的烴液。

圖11是對(duì)于在本文討論的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中測(cè)試和分析的三個(gè)應(yīng)力水平中每一個(gè)而言，從正C6烷烴至正C38烷烴出現(xiàn)的正構(gòu)烷烴化合物的重量百分?jǐn)?shù)圖。正構(gòu)烷烴化合物重量百分?jǐn)?shù)如圖7所述獲得，除了每個(gè)單獨(dú)正構(gòu)烷烴化合物峰面積積分被用于確定每個(gè)各自正構(gòu)烷烴化合物重量百分?jǐn)?shù)之外。為清楚起見，正構(gòu)烷烴重量百分?jǐn)?shù)被取為全部C3至假C38全油氣相色譜面積與計(jì)算重量的百分?jǐn)?shù)，如圖7中所呈現(xiàn)的假化合物數(shù)據(jù)中所使用。y-軸2080表示就液相中發(fā)現(xiàn)的每個(gè)正C6至正C38化合物重量百分?jǐn)?shù)而言的濃度。x-軸2081包含從正C6至正C38的每個(gè)正構(gòu)烷烴化合物的身份。線2082上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例1的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)正C6至正C38烴化合物的重量百分?jǐn)?shù)。線2083上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例3的400psi受力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)正C6至正C38烴化合物的重量百分?jǐn)?shù)。而線2084上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例4的1000psi受力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)正C6至正C38烴化合物的重量百分?jǐn)?shù)。從圖11可以看出，相比400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)烴液和1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)烴液，線2082上數(shù)據(jù)點(diǎn)所表示的在無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的烴液包含在正C12至正C30化合物范圍內(nèi)的更大重量百分?jǐn)?shù)的烴化合物?，F(xiàn)在看線2083上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，顯然的是，中間水平400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生正C12至正C30化合物濃度在線2082所表示的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)與線2084所表示的1,000psi受力實(shí)驗(yàn)之間的烴液。最后，顯然的是，高水平1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生正C12至正C30化合物濃度比線2082所表示的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)與線2083所表示的400psi受力實(shí)驗(yàn)都小的烴液。因此在增加的巖石靜應(yīng)力水平下熱解油頁(yè)巖呈現(xiàn)出產(chǎn)生具有較低濃度的正構(gòu)烷烴的烴液。
[342]圖12是對(duì)于在本文討論的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中測(cè)試和分析的三個(gè)應(yīng)力水平中每一個(gè)而言，從正C6至正C38出現(xiàn)的正構(gòu)烷烴化合物相比正C20烴化合物的重量百分?jǐn)?shù)圖。正構(gòu)化合物重量百分?jǐn)?shù)如圖11所述獲得。y-軸3000表示就液相中發(fā)現(xiàn)的每個(gè)正C6至正C38化合物相比正C20化合物的重量比而言的濃度。x-軸3001包含從正C6/正C20至正C38/正C20的每個(gè)正構(gòu)烷烴化合物比的身份。線3002上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例1的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)正C6至正C38烴化合物相比正C20化合物的重量比。線3003上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例3的400psi受力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)正C6至正C38烴化合物相比正C20化合物的重量比。而線3004上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例4的1000psi受力實(shí)驗(yàn)每個(gè)正C6至正C38烴化合物相比正C20化合物的重量比。從圖12可以看出，相比400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)烴液和1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)烴液，線3002上數(shù)據(jù)點(diǎn)所表示的在無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的烴液包含在相比正C20化合物的正C6至正C17化合物范圍內(nèi)的更低重量百分?jǐn)?shù)的輕正構(gòu)烷烴組分，以及包含在相比正C20化合物的正C22至正C34化合物范圍內(nèi)的更大重量百分?jǐn)?shù)的重?zé)N組分。現(xiàn)在看線3003上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，顯然的是，中間水平400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生相比正C20化合物的正C6至正C17化合物濃度在線3002所表示的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)與線3004所表示的1,000psi受力實(shí)驗(yàn)之間的烴液。此外，顯然的是，對(duì)于線3003所表示的中間應(yīng)力水平實(shí)驗(yàn)而言，在相比正C20化合物的C22至C34化合物范圍內(nèi)的重?zé)N組分的重量百分?jǐn)?shù)落在無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)(線3002)烴液和1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)(線3004)烴液之間。最后，顯然的是，高水平1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生相比正C20化合物的正C6至正C17化合物濃度比線3002所表示的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)與線3003所表示的400psi受力實(shí)驗(yàn)都大的烴液。此外，顯然的是，對(duì)于線3004所表示的高水平應(yīng)力實(shí)驗(yàn)而言，在相比正C20化合物的C22至C34化合物范圍內(nèi)的重?zé)N組分的重量百分?jǐn)?shù)小于無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)(線3002)烴液和400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)(線3003)烴液。該分析進(jìn)一步支持了下列關(guān)系在增加的巖石靜應(yīng)力水平下熱解油頁(yè)巖產(chǎn)生具有較低濃度的正構(gòu)烷烴的烴液。

圖13是對(duì)于在本文討論的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中測(cè)試和分析的三個(gè)應(yīng)力水平中每一個(gè)而言，從正C6至正C38出現(xiàn)的正構(gòu)烷烴化合物相比正C25烴化合物的重量百分?jǐn)?shù)圖。正構(gòu)化合物重量百分?jǐn)?shù)如圖11所述獲得。y-軸3020表示就液相中發(fā)現(xiàn)的每個(gè)正C6至正C38化合物相比正C25化合物的重量比而言的濃度。x-軸3021包含從正C6/正C25至正C38/正C25的每個(gè)正構(gòu)烷烴化合物比的身份。線3022上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例1的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)正C6至正C38烴化合物相比正C25化合物的重量比。線3023上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例3的400psi受力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)正C6至正C38烴化合物相比正C25化合物的重量比。而線3024上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例4的1000psi受力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)正C6至正C38烴化合物相比正C25化合物的重量比。從圖13可以看出，相比400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)烴液和1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)烴液，線3022上數(shù)據(jù)點(diǎn)所表示的在無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的烴液包含在相比正C25化合物的正C6至正C24化合物范圍內(nèi)的更低重量百分?jǐn)?shù)的輕正構(gòu)烷烴組分，以及包含在相比正C25化合物的正C26至正C30化合物范圍內(nèi)的更大重量百分?jǐn)?shù)的重?zé)N組分?，F(xiàn)在看線3023上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，顯然的是，中間水平400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生相比正C25化合物的正C6至正C24化合物濃度在線3022所表示的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)與線3024所表示的1,000psi受力實(shí)驗(yàn)之間的烴液。此外，顯然的是，對(duì)于線3023所表示的中間應(yīng)力水平實(shí)驗(yàn)而言，在相比正C25化合物的正C26至正C30化合物范圍內(nèi)的重?zé)N組分的重量百分?jǐn)?shù)落在無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)(線3022)烴液和1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)(線3024)烴液之間。最后，顯然的是，高水平1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生相比正C25化合物的正C6至正C24化合物濃度比線3022所表示的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)與線3023所表示的400psi受力實(shí)驗(yàn)都大的烴液。此外，顯然的是，對(duì)于線3024所表示的高水平應(yīng)力實(shí)驗(yàn)而言，在相比正C25化合物的正C26至正C30化合物范圍內(nèi)的重?zé)N組分的重量百分?jǐn)?shù)小于無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)(線3022)烴液和400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)(線3023)烴液。該分析進(jìn)一步支持了下列關(guān)系在增加的巖石靜應(yīng)力水平下熱解油頁(yè)巖產(chǎn)生具有較低濃度的正構(gòu)烷烴的烴液。

圖14是對(duì)于在本文討論的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中測(cè)試和分析的三個(gè)應(yīng)力水平中每一個(gè)而言，從正C6至正C38出現(xiàn)的正構(gòu)烷烴化合物相比正C29烴化合物的重量百分?jǐn)?shù)圖。正構(gòu)化合物重量百分?jǐn)?shù)如圖11所述獲得。y-軸3040表示就液相中發(fā)現(xiàn)的每個(gè)正C6至正C38化合物相比正C29化合物的重量比而言的濃度。x-軸3041包含從正C6/正C29至正C38/正C29的每個(gè)正構(gòu)烷烴化合物比的身份。線3042上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例1的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)正C6至正C38烴化合物相比正C29化合物的重量比。線3043上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例3的400psi受力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)正C6至正C38烴化合物相比正C29化合物的重量比。而線3044上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例4的1000psi受力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)正C6至正C38烴化合物相比正C29化合物的重量比。從圖14可以看出，相比400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)烴液和1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)烴液，線3042上數(shù)據(jù)點(diǎn)所表示的在無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的烴液包含更低重量百分?jǐn)?shù)的、在相比正C29化合物的正C6至正C26化合物范圍內(nèi)的輕正構(gòu)烷烴組分。現(xiàn)在看線3043上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，顯然的是，中間水平400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生相比正C29化合物的正C6至正C26化合物濃度在線3042所表示的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)與線3044所表示的1,000psi受力實(shí)驗(yàn)之間的烴液。最后，顯然的是，高水平1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生相比正C29化合物的正C6至正C26化合物濃度比線3042所表示的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)與線3043所表示的400psi受力實(shí)驗(yàn)都大的烴液。該分析進(jìn)一步支持了下列關(guān)系在增加的巖石靜應(yīng)力水平下熱解油頁(yè)巖產(chǎn)生具有較低濃度的正構(gòu)烷烴的烴液。

圖15是對(duì)于在本文討論的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中測(cè)試和分析的三個(gè)應(yīng)力水平中每一個(gè)而言，從C6至C38的每個(gè)碳數(shù)的正構(gòu)烷烴化合物與假組分的重量比圖。正構(gòu)化合物和假組分重量百分?jǐn)?shù)如圖7和11所述獲得。為清楚起見，正構(gòu)烷烴和假組分重量百分?jǐn)?shù)被取為全部C3至假C38全油氣相色譜面積與計(jì)算重量的百分?jǐn)?shù)，如圖7中所呈現(xiàn)的假化合物數(shù)據(jù)中所使用。y-軸3060表示就液相中發(fā)現(xiàn)的每個(gè)正C6/假C6至正C38/假C38化合物重量比而言的濃度。x-軸3061包含從正C6/假C6至正C38/假C38的每個(gè)正構(gòu)烷烴化合物與假組分比的身份。線3062上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例1的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)正C6/假C6至正C38/假C38比的重量比。線3063上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例3的400psi受力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)正C6/假C6至正C38/假C38比的重量比。而線3064上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示對(duì)于實(shí)施例4的1000psi受力實(shí)驗(yàn)而言每個(gè)正C6/假C6至正C38/假C38比的重量比。從圖15可以看出，相比400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)烴液和1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)烴液，線3062上數(shù)據(jù)點(diǎn)所表示的在無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的烴液包含更大的、在C10至C26范圍內(nèi)的正構(gòu)烷烴化合物比假組分的重量百分?jǐn)?shù)。現(xiàn)在看線3063上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，顯然的是，中間水平400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生在C10至C26范圍內(nèi)的正構(gòu)烷烴化合物與假組分比位于線3062所表示的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)與線3064所表示的1,000psi受力實(shí)驗(yàn)之間的烴液。最后，顯然的是，高水平1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生在C10至C26范圍內(nèi)的正構(gòu)烷烴化合物與假組分比小于線3062所表示的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)和線3063所表示的400psi受力實(shí)驗(yàn)的烴液。因此在增加的巖石靜應(yīng)力水平下熱解油頁(yè)巖呈現(xiàn)出產(chǎn)生與在C10與C26之間出現(xiàn)的給定碳數(shù)的總烴相比具有較低濃度的正構(gòu)烷烴的烴液。

從上面描述的數(shù)據(jù)，可以看出在增加的應(yīng)力水平下加熱和熱解油頁(yè)巖產(chǎn)生更輕的可冷凝烴流體產(chǎn)物(即相對(duì)于更高碳數(shù)化合物或組分來說，更大比例的更低碳數(shù)化合物或組分)并且包含更低濃度的正構(gòu)烷烴化合物。這樣的產(chǎn)物可更適合于精煉成汽油和餾出物產(chǎn)品。此外，這樣的產(chǎn)物在進(jìn)一步分餾之前或之后可具有作為某些化學(xué)工藝的原料的效用。

在一些實(shí)施方式中，生產(chǎn)的烴流體包括可冷凝烴部分。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有下列中一個(gè)或多個(gè)總C7與總C20重量比大于0.8，總C8與總C20重量比大于1.7，總C9與總C20重量比大于2.5，總C10與總C20重量比大于2.8，總C11與總C20重量比大于2.3，總C12與總C20重量比大于2.3，總C13與總C20重量比大于2.9，總C14與總C20重量比大于2.2，總C15與總C20重量比大于2.2，和總C16與總C20重量比大于1.6。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有下列中一個(gè)或多個(gè)總C7與總C20重量比大于2.5，總C8與總C20重量比大于3.0，總C9與總C20重量比大于3.5，總C10與總C20重量比大于3.5，總C11與總C20重量比大于3.0，和總C12與總C20重量比大于3.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有下列中一個(gè)或多個(gè)總C7與總C20重量比大于3.5，總C8與總C20重量比大于4.3，總C9與總C20重量比大于4.5，總C10與總C20重量比大于4.2，總C11與總C20重量比大于3.7，和總C12與總C20重量比大于3.5。如在該段落和權(quán)利要求書中所用，短語(yǔ)“一個(gè)或多個(gè)(one or more)”——其緊接著是一系列不同化合物或組分的比率，其中最后一個(gè)比率是通過連接詞“和(and)”引出的——意圖包括這樣的可冷凝烴部分，其具有所列比率中至少一個(gè)或者具有所列比率中兩個(gè)或更多、或者三個(gè)或更多、或者四個(gè)或更多等等或者全部。此外，特定可冷凝烴部分還可具有另外的不同化合物或組分比率，其未包括在特定句子或權(quán)利要求中但仍落在這樣的句子或權(quán)利要求的范圍內(nèi)。該段落中描述的實(shí)施方式可以與本文所討論的其它方面中任何一方面相組合。

在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有大于0.8的總C7與總C20重量比?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有下述總C7與總C20重量比其大于1.0，大于1.5，大于2.0，大于2.5，大于3.5或大于3.7。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有下述總C7與總C20重量比其小于10.0，小于7.0，小于5.0或小于4.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有大于1.7的總C8與總C20重量比。可選地，可冷凝烴部分可具有下述總C8與總C20重量比其大于2.0，大于2.5，大于3.0，大于4.0，大于4.4或大于4.6。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C8與總C20重量比其小于7.0或小于6.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有大于2.5的總C9與總C20重量比?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C9與總C20重量比其大于3.0，大于4.0，大于4.5或大于4.7。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C9與總C20重量比其小于7.0或小于6.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有大于2.8的總C10與總C20重量比?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C10與總C20重量比，其大于3.0，大于3.5，大于4.0或大于4.3。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C10與總C20重量比，其小于7.0或小于6.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有大于2.3的總C11與總C20重量比?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C11與總C20重量比，其大于2.5，大于3.5，大于3.7，大于4.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C11與總C20重量比，其小于7.0或小于6.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有大于2.3的總C12與總C20重量比?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C12與總C20重量比，其大于2.5，大于3.0，大于3.5或大于3.7。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C12與總C20重量比，其小于7.0或小于6.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C13與總C20重量比，其大于2.9?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C13與總C20重量比，其大于3.0，大于3.1或大于3.2。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C13與總C20重量比，其小于6.0或小于5.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C14與總C20重量比，其大于2.2?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C14與總C20重量比，其大于2.5，大于2.6或大于2.7。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C14與總C20重量比，其小于6.0或小于4.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C15與總C20重量比，其大于2.2?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C15與總C20重量比，其大于2.3，大于2.4或大于2.6。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C15與總C20重量比，其小于6.0或小于4.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C16與總C20重量比，其大于1.6。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C16與總C20重量比，其大于1.8，大于2.3或大于2.5。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C16與總C20重量比，其小于5.0或小于4.0。本發(fā)明的某些特征在前面的段落中按照一組數(shù)值上限(例如“小于”)和一組數(shù)值下限(例如“大于”)進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)理解，通過這些界限的任意組合形成的范圍在本發(fā)明的范圍內(nèi)，除非另外指明。該段落中描述的實(shí)施方式可以與本文所討論的本發(fā)明的其它方面中任何一方面進(jìn)行組合。

在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有下列中一個(gè)或多個(gè)總C7與總C25重量比大于2.0，總C8與總C25重量比大于4.5，總C9與總C25重量比大于6.5，總C10與總C25重量比大于7.5，總C11與總C25重量比大于6.5，總C12與總C25重量比大于6.5，總C13與總C25重量比大于8.0，總C14與總C25重量比大于6.0，總C15與總C25重量比大于6.0，總C16與總C25重量比大于4.5，總C17與總C25重量比大于4.8，和總C18與總C25重量比大于4.5。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有下列中一個(gè)或多個(gè)總C7與總C25重量比大于7.0，總C8與總C25重量比大于10.0，總C9與總C25重量比大于10.0，總C10與總C25重量比大于10.0，總C11與總C25重量比大于8.0，和總C12與總C25重量比大于8.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有下列中一個(gè)或多個(gè)總C7與總C25重量比大于13.0，總C8與總C25重量比大于17.0，總C9與總C25重量比大于17.0，總C10與總C25重量比大于15.0，總C11與總C25重量比大于14.0，和總C12與總C25重量比大于13.0。如在該段落和權(quán)利要求書中所用，短語(yǔ)“一個(gè)或多個(gè)”——其緊接著是一系列不同化合物或組分比率，其中最后一個(gè)比率是通過連接詞“和”引出的——意圖包括這樣的可冷凝烴部分，其具有所列比率中至少一個(gè)或者具有所列比率中兩個(gè)或更多、或者三個(gè)或更多、或者四個(gè)或更多等等或者全部。此外，特定可冷凝烴部分還可具有另外的不同化合物或組分比率，其未包括在特定句子或權(quán)利要求中但仍落在這樣的句子或權(quán)利要求的范圍內(nèi)。該段落中描述的實(shí)施方式可以與本文所討論的其它方面中任何一方面相組合。

在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有大于2.0的總C7與總C25重量比?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C7與總C25重量比，其大于3.0，大于5.0，大于10.0，大于13.0或大于15.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C7與總C25重量比，其小于30.0或小于25.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C8與總C25重量比，其大于4.5?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C8與總C25重量比，其大于5.0，大于7.0，大于10.0，大于15.0或大于17.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C8與總C25重量比，其小于35.0或小于30.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C9與總C25重量比，其大于6.5?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C9與總C25重量比，其大于8.0，大于10.0，大于15.0，大于17.0或大于19.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C9與總C25重量比，其小于40.0或小于35.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C10與總C25重量比，其大于7.5?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C10與總C25重量比，其大于10.0，大于14.0或大于17.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C10與總C25重量比，其小于35.0或小于30.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C11與總C25重量比，其大于6.5。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C11與總C25重量比，其大于8.5，大于10.0，大于12.0或大于14.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C11與總C25重量比，其小于35.0或小于30.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C12與總C25重量比，其大于6.5?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有大于8.5的總C12與總C25重量比，大于10.0、大于12.0或大于14.0的總C12與總C25重量比。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C12與總C25重量比，其小于30.0或小于25.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C13與總C25重量比，其大于8.0?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C13與總C25重量比，其大于10.0，大于12.0或大于14.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C13與總C25重量比，其小于25.0或小于20.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C14與總C25重量比，其大于6.0?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C14與總C25重量比，其大于8.0，大于10.0或大于12.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C14與總C25重量比，其小于25.0或小于20.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C15與總C25重量比，其大于6.0?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C15與總C25重量比，其大于8.0或大于10.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C15與總C25重量比，其小于25.0或小于20.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C16與總C25重量比，其大于4.5?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C16與總C25重量比，其大于6.0，大于8.0或大于10.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C16與總C25重量比，其小于20.0或小于15.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C17與總C25重量比，其大于4.8?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C17與總C25重量比，其大于5.5或大于7.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C17與總C25重量比，其小于20.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C18與總C25重量比，其大于4.5。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C18與總C25重量比，其大于5.0或大于5.5。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C18與總C25重量比，其小于15.0。本發(fā)明的某些特征在前面的段落中按照一組數(shù)值上限(例如“小于”)和一組數(shù)值下限(例如“大于”)進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)理解，通過這些界限的任意組合形成的范圍在本發(fā)明的范圍內(nèi)，除非另外指明。該段落中描述的實(shí)施方式可以與本文所討論的本發(fā)明的其它方面中任何一方面進(jìn)行組合。

在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有下列中一個(gè)或多個(gè)總C7與總C29重量比大于3.5，總C8與總C29重量比大于9.0，總C9與總C29重量比大于12.0，總C10與總C29重量比大于15.0，總C11與總C29重量比大于13.0，總C12與總C29重量比大于12.5，總C13與總C29重量比大于16.0，總C14與總C29重量比大于12.0，總C15與總C29重量比大于12.0，總C16與總C29重量比大于9.0，總C17與總C29重量比大于10.0，總C18與總C29重量比大于8.8，總C19與總C29重量比大于7.0，總C20與總C29重量比大于6.0，總C21與總C29重量比大于5.5，和總C22與總C29重量比大于4.2。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有下列中一個(gè)或多個(gè)總C7與總C29重量比大于16.0，總C8與總C29重量比大于19.0，總C9與總C29重量比大于20.0，總C10與總C29重量比大于18.0，總C11與總C29重量比大于16.0，總C12與總C29重量比大于15.0，總C13與總C29重量比大于17.0，總C14與總C29重量比大于13.0，總C15與總C29重量比大于13.0，總C16與總C29重量比大于10.0，總C17與總C29重量比大于11.0，總C18與總C29重量比大于9.0，總C19與總C29重量比大于8.0，總C20與總C29重量比大于6.5，和總C21與總C29重量比大于6.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有下列中一個(gè)或多個(gè)總C7與總C29重量比大于24.0，總C8與總C29重量比大于30.0，總C9與總C29重量比大于32.0，總C10與總C29重量比大于30.0，總C11與總C29重量比大于27.0，總C12與總C29重量比大于25.0，總C13與總C29重量比大于22.0，總C14與總C29重量比大于18.0，總C15與總C29重量比大于18.0，總C16與總C29重量比大于16.0，總C17與總C29重量比大于13.0，總C18與總C29重量比大于10.0，總C19與總C29重量比大于9.0，和總C20與總C29重量比大于7.0。如在該段落和權(quán)利要求書中所用，短語(yǔ)“一個(gè)或多個(gè)”——其緊接著是一系列不同化合物或組分比率，其中最后一個(gè)比率是通過連接詞“和”引出的——意圖包括這樣的可冷凝烴部分，其具有所列比率中至少一個(gè)或者具有所列比率中兩個(gè)或更多、或者三個(gè)或更多、或者四個(gè)或更多等等或者全部。此外，特定可冷凝烴部分還可具有另外的不同化合物或組分比率，其未包括在特定句子或權(quán)利要求中但仍落在這樣的句子或權(quán)利要求的范圍內(nèi)。該段落中描述的實(shí)施方式可以與本文所討論的其它方面中任何一方面相組合。

在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有大于3.5的總C7與總C29重量比?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C7與總C29重量比，其大于5.0，大于10.0，大于18.0，大于20.0或大于24.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C7與總C29重量比，其小于60.0或小于50.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C8與總C29重量比，其大于9.0?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C8與總C29重量比，其大于10.0，大于18.0，大于20.0，大于25.0或大于30.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C8與總C29重量比，其小于85.0或小于75.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C9與總C29重量比，其大于12.0。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C9與總C29重量比，其大于15.0，大于20.0，大于23.0，大于27.0或大于32.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C9與總C29重量比，其小于85.0或小于75.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C10與總C29重量比，其大于15.0?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C10與總C29重量比，其大于18.0，大于22.0或大于28.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C10與總C29重量比，其小于80.0或小于70.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C11與總C29重量比，其大于13.0?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C11與總C29重量比，其大于16.0，大于18.0，大于24.0或大于27.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C11與總C29重量比，其小于75.0或小于65.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C12與總C29重量比，其大于12.5?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C12與總C29重量比，其大于14.5，大于18.0，大于22.0或大于25.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C12與總C29重量比，其小于75.0或小于65.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C13與總C29重量比，其大于16.0?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C13與總C29重量比，其大于18.0，大于20.0或大于22.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C13與總C29重量比，其小于70.0或小于60.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C14與總C29重量比，其大于12.0?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C14與總C29重量比，其大于14.0，大于16.0或大于18.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C14與總C29重量比，其小于60.0或小于50.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C15與總C29重量比，其大于12.0?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C15與總C29重量比，其大于15.0或大于18.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C15與總C29重量比，其小于60.0或小于50.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C16與總C29重量比，其大于9.0。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C16與總C29重量比，其大于10.0，大于13.0或大于16.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C16與總C29重量比，其小于55.0或小于45.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C17與總C29重量比，其大于10.0。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C17與總C29重量比，其大于11.0或大于12.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C17與總C29重量比，其小于45.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C18與總C29重量比，其大于8.8?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C18與總C29重量比，其大于9.0或大于10.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C18與總C29重量比，其小于35.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C19與總C29重量比，其大于7.0?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C19與總C29重量比，其大于8.0或大于9.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的總C19與總C29重量比，其小于30.0。本發(fā)明的某些特征在前面的段落中按照一組數(shù)值上限(例如“小于”)和一組數(shù)值下限(例如“大于”)進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)理解，通過這些界限的任意組合形成的范圍在本發(fā)明的范圍內(nèi)，除非另外指明。該段落中描述的實(shí)施方式可以與本文所討論的本發(fā)明的其它方面中任何一方面進(jìn)行組合。

在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有下列中一個(gè)或多個(gè)總C9與總C20重量比在2.5與6.0之間，總C10與總C20重量比在2.8與7.3之間，總C11與總C20重量比在2.6與6.5之間，總C12與總C20重量比在2.6與6.4之間，和總C13與總C20重量比在3.2與8.0之間。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有下列中一個(gè)或多個(gè)總C9與總C20重量比在3.0與5.5之間，總C10與總C20重量比在3.2與7.0之間，總C11與總C20重量比在3.0與6.0之間，總C12與總C20重量比在3.0與6.0之間，和總C13與總C20重量比在3.3與7.0之間。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有下列中一個(gè)或多個(gè)總C9與總C20重量比在4.6與5.5之間，總C10與總C20重量比在4.2與7.0之間，總C11與總C20重量比在3.7與6.0之間，總C12與總C20重量比在3.6與6.0之間，和總C13與總C20重量比在3.4與7.0之間。如在該段落和權(quán)利要求書中所用，短語(yǔ)“一個(gè)或多個(gè)”——其緊接著是一系列不同化合物或組分比率，其中最后一個(gè)比率是通過連接詞“和”引出的——意圖包括這樣的可冷凝烴部分，其具有所列比率中至少一個(gè)或者具有所列比率中兩個(gè)或更多、或者三個(gè)或更多、或者四個(gè)或更多等等或者全部。此外，特定可冷凝烴部分還可具有另外的不同化合物或組分比率，其未包括在特定句子或權(quán)利要求中但仍落在這樣的句子或權(quán)利要求的范圍內(nèi)。該段落中描述的實(shí)施方式可以與本文所討論的其它方面中任何一方面相組合。

在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C9與總C20重量比，其在2.5與6.0之間?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C9與總C20重量比，其在3.0與5.8之間，在3.5與5.8之間，在4.0與5.8之間，在4.5與5.8之間，在4.6與5.8之間，或在4.7與5.8之間。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C10與總C20重量比，其在2.8與7.3之間?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C10與總C20重量比，其在3.0與7.2之間，在3.5與7.0之間，在4.0與7.0之間，在4.2與7.0之間，在4.3與7.0之間，或在4.4與7.0之間。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C11與總C20重量比，其在2.6與6.5之間?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C11與總C20重量比，其在2.8與6.3之間，在3.5與6.3之間，在3.7與6.3之間，在3.8與6.3之間，在3.9與6.2之間，或在4.0與6.2之間。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C12與總C20重量比，其在2.6與6.4之間?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C12與總C20重量比，其在2.8與6.2之間，在3.2與6.2之間，在3.5與6.2之間，在3.6與6.2之間，在3.7與6.0之間，或在3.8與6.0之間。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C13與總C20重量比，其在3.2與8.0之間?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C13與總C20重量比，其在3.3與7.8之間，在3.3與7.0之間，在3.4與7.0之間，在3.5與6.5之間，或在3.6與6.0之間。該段落中描述的實(shí)施方式可以與本文所討論的本發(fā)明的其它方面中任何一方面進(jìn)行組合。

在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有下列中一個(gè)或多個(gè)總C10與總C25重量比在7.1與24.5之間，總C11與總C25重量比在6.5與22.0之間，總C12與總C25重量比在6.5與22.0之間，和總C13與總C25重量比在8.0與27.0之間。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有下列中一個(gè)或多個(gè)總C10與總C25重量比在10.0與24.0之間，總C11與總C25重量比在10.0與21.5之間，總C12與總C25重量比在10.0與21.5之間，和總C13與總C25重量比在9.0與25.0之間。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有下列中一個(gè)或多個(gè)總C10與總C25重量比在14.0與24.0之間，總C11與總C25重量比在12.5與21.5之間，總C12與總C25重量比在12.0與21.5之間，和總C13與總C25重量比在10.5與25.0之間。如在該段落和權(quán)利要求書中所用，短語(yǔ)“一個(gè)或多個(gè)”——其緊接著是一系列不同化合物或組分比率，其中最后一個(gè)比率是通過連接詞“和”引出的——意圖包括這樣的可冷凝烴部分，其具有所列比率中至少一個(gè)或者具有所列比率中兩個(gè)或更多、或者三個(gè)或更多、或者四個(gè)或更多等等或者全部。此外，特定可冷凝烴部分還可具有另外的不同化合物或組分比兩次，其未包括在特定句子或權(quán)利要求中但仍落在這樣的句子或權(quán)利要求的范圍內(nèi)。該段落中描述的實(shí)施方式可以與本文所討論的其它方面中任何一方面相組合。

在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C10與總C25重量比，其在7.1與24.5之間。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C10與總C25重量比，其在7.5與24.5之間，在12.0與24.5之間，在13.8與24.5之間，在14.0與24.5之間，或在15.0與24.5之間。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C11與總C25重量比，其在6.5與22.0之間?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C11與總C25重量比，其在7.0與21.5之間，在10.0與21.5之間，在12.5與21.5之間，在13.0與21.5之間，在13.7與21.5之間，或在14.5與21.5之間。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C12與總C25重量比，其在10.0與21.5之間?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C12與總C25重量比，其在10.5與21.0之間，在11.0與21.0之間，在12.0與21.0之間，在12.5與21.0之間，在13.0與21.0之間，或在13.5與21.0之間。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C13與總C25重量比，其在8.0與27.0之間?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C13與總C25重量比，其在9.0與26.0之間，在10.0與25.0之間，在10.5與25.0之間，在11.0與25.0之間，或在11.5與25.0之間。該段中描述的實(shí)施方式可以與本文所討論的其它方面中任何一方面相組合。

在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有下列中一個(gè)或多個(gè)總C10與總C29重量比在15.0與60.0之間，總C11與總C29重量比在13.0與54.0之間，總C12與總C29重量比在12.5與53.0之間，和總C13與總C29重量比在16.0與65.0之間。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有下列中一個(gè)或多個(gè)總C10與總C29重量比在17.0與58.0之間，總C11與總C29重量比在15.0與52.0之間，總C12與總C29重量比在14.0與50.0之間，和總C13與總C29重量比在17.0與60.0之間。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有下列中一個(gè)或多個(gè)總C10與總C29重量比在20.0與58.0之間，總C11與總C29重量比在18.0與52.0之間，總C12與總C29重量比在18.0與50.0之間，和總C13與總C29重量比在18.0與50.0之間。如在該段和權(quán)利要求書中所用，短語(yǔ)“一個(gè)或多個(gè)”——其緊接著是一系列不同化合物或組分比率，其中最后一個(gè)比率是通過連接詞“和”引出的——意圖包括這樣的可冷凝烴部分，其具有所列比率中至少一個(gè)或者具有所列比率中兩個(gè)或更多、或者三個(gè)或更多、或者四個(gè)或更多等等或者全部。此外，特定可冷凝烴部分還可具有另外的不同化合物或組分比率，其未包括在特定句子或權(quán)利要求中但仍落在這樣的句子或權(quán)利要求的范圍內(nèi)。該段中描述的實(shí)施方式可以與本文所討論的其它方面中任何一方面相組合。

在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C10與總C29重量比，其在15.0與60.0之間?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C10與總C29重量比，其在18.0與58.0之間，在20.0與58.0之間，在24.0與58.0之間，在27.0與58.0之間，或在30.0與58.0之間。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C11與總C29重量比，其在13.0與54.0之間。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C11與總C29重量比，其在15.0與53.0之間，在18.0與53.0之間，在20.0與53.0之間，在22.0與53.0之間，在25.0與53.0之間，或在27.0與53.0之間。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C12與總C29重量比，其在12.5與53.0之間?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C12與總C29重量比，其在14.5與51.0之間，在16.0與51.0之間，在18.0與51.0之間，在20.0與51.0之間，在23.0與51.0之間，或在25.0與51.0之間。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的總C13與總C29重量比，其在16.0與65.0之間?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的總C13與總C29重量比，其在17.0與60.0之間，在18.0與60.0之間，在20.0與60.0之間，在22.0與60.0之間，或在25.0與60.0之間。該段中描述的實(shí)施方式可以與本文所討論的本發(fā)明的其它方面中任何一方面進(jìn)行組合。

在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有下列中一個(gè)或多個(gè)正C7與正C20重量比大于0.9，正C8與正C20重量比大于2.0，正C9與正C20重量比大于1.9，正C10與正C20重量比大于2.2，正C11與正C20重量比大于1.9，正C12與正C20重量比大于1.9，正C13與正C20重量比大于2.3，正C14與正C20重量比大于1.8，正C15與正C20重量比大于1.8，和正C16與正C20重量比大于1.3。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有下列中一個(gè)或多個(gè)正C7與正C20重量比大于4.4，正C8與正C20重量比大于3.7，正C9與正C20重量比大于3.5，正C10與正C20重量比大于3.4，正C11與正C20重量比大于3.0，和正C12與正C20重量比大于2.7。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有下列中一個(gè)或多個(gè)正C7與正C20重量比大于4.9，正C8與正C20重量比大于4.5，正C9與正C20重量比大于4.4，正C10與正C20重量比大于4.1，正C11與正20重量比大于3.7，和正C12與正C20重量比大于3.0。如在該段和權(quán)利要求書中所用，短語(yǔ)“一個(gè)或多個(gè)”——其緊接著是一系列不同化合物或組分比率，其中最后一個(gè)比率是通過連接詞“和”引出的——意圖包括這樣的可冷凝烴部分，其具有所列比率中至少一個(gè)或者具有所列比率中兩個(gè)或更多、或者三個(gè)或更多、或者四個(gè)或更多等等或者全部。此外，特定可冷凝烴部分還可具有另外的不同化合物或組分比率，其未包括在特定句子或權(quán)利要求中但仍落在這樣的句子或權(quán)利要求的范圍內(nèi)。該段中描述的實(shí)施方式可以與本文所討論的其它方面中任何一方面相組合。

在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C7與正C20重量比，其大于0.9。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C7與正C20重量比，其大于1.0，大于2.0，大于3.0，大于4.0，大于4.5或大于5.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C7與正C20重量比，其小于8.0或小于7.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C8與正C20重量比，其大于1.7?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C8與正C20重量比，其大于2.0，大于2.5，大于3.0，大于3.5，大于4.0或大于4.4。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C8與正C20重量比，其小于8.0或小于7.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C9與正C20重量比，其大于1.9?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C9與正C20重量比，其大于2.0，大于3.0，大于4.0或大于4.5。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C9與正C20重量比，其小于7.0或小于6.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C10與正C20重量比，其大于2.2?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C10與正C20重量比，其大于2.8，大于3.3，大于3.5或大于4.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C10與正C20重量比，其小于7.0或小于6.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C11與正C20重量比，其大于1.9。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C11與正C20重量比，其大于2.5，大于3.0，大于3.5或大于3.7。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C11與正C20重量比，其小于7.0或小于6.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C12與正C20重量比，其大于1.9。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C12與正C20重量比，其大于2.0，大于2.2，大于2.6或大于3.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C12與正C20重量比，其小于7.0或小于6.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C13與正C20重量比，其大于2.3?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C13與正C20重量比，其大于2.5，大于2.7或大于3.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C13與正C20重量比，其小于6.0或小于5.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C14與正C20重量比，其大于1.8?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C14與正C20重量比，其大于2.0，大于2.2或大于2.5。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C14與正C20重量比，其小于6.0或小于4.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C15與正C20重量比，其大于1.8?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C15與正C20重量比，其大于2.0，大于2.2或大于2.4。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C15與正C20重量比，其小于6.0或小于4.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C16與正C20重量比，其大于1.3?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C16與正C20重量比，其大于1.5，大于1.7或大于2.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C16與正C20重量比，其小于5.0或小于4.0。本發(fā)明的某些特征在前面的段落中按照一組數(shù)值上限(例如“小于”)和一組數(shù)值下限(例如“大于”)進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)理解，通過這些界限的任意組合形成的范圍在本發(fā)明的范圍內(nèi)，除非另外指明。該段落中描述的實(shí)施方式可以與本文所討論的本發(fā)明的其它方面中任何一方面進(jìn)行組合。

在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有下列中一個(gè)或多個(gè)正C7與正C25重量比大于1.9，正C8與正C25重量比大于3.9，正C9與正C25重量比大于3.7，正C10與正C25重量比大于4.4，正C11與正C25重量比大于3.8，正C12與正C25重量比大于3.7，正C13與正C25重量比大于4.7，正C14與正C25重量比大于3.7，正C15與正C25重量比大于3.7，正C16與正C25重量比大于2.5，正C17與正C25重量比大于3.0，和正C18與正C25重量比大于3.4。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有下列中一個(gè)或多個(gè)正C7與正C25重量比大于10，正C8與正C25重量比大于8.0，正C9與正C25重量比大于7.0，正C10與正C25重量比大于7.0，正C11與正C25重量比大于7.0，和正C12與正C25重量比大于6.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有下列中一個(gè)或多個(gè)正C7與正C25重量比大于10.0，正C8與正C25重量比大于12.0，正C9與正C25重量比大于11.0，正C10與正C25重量比大于11.0，正C11與正C25重量比大于9.0，和正C12與正C25重量比大于8.0。如在該段和權(quán)利要求書中所用，短語(yǔ)“一個(gè)或多個(gè)”——其緊接著是一系列不同化合物或組分比率，其中最后一個(gè)比率是通過連接詞“和”引出的——意圖包括這樣的可冷凝烴部分，其具有所列比率中至少一個(gè)或者具有所列比率中兩個(gè)或更多、或者三個(gè)或更多、或者四個(gè)或更多等等或者全部。此外，特定可冷凝烴部分還可具有另外的不同化合物或組分比率，其未包括在特定句子或權(quán)利要求中但仍落在這樣的句子或權(quán)利要求的范圍內(nèi)。該段中描述的實(shí)施方式可以與本文所討論的其它方面中任何一方面相組合。

在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C7與正C25重量比，其大于1.9?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C7與正C25重量比，其大于3.0，大于5.0，大于8.0，大于10.0或大于13.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C7與正C25重量比，其小于35.0或小于25.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C8與正C25重量比，其大于3.9。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C8與正C25重量比，其大于4.5，大于6.0，大于8.0，大于10.0或大于13.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C8與正C25重量比，其小于35.0或小于25.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C9與正C25重量比，其大于3.7。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C9與正C25重量比，其大于4.5，大于7.0，大于10.0，大于12.0或大于13.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C9與正C25重量比，其小于35.0或小于25.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C10與正C25重量比，其大于4.4?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C10與正C25重量比，其大于6.0，大于8.0或大于11.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C10與正C25重量比，其小于35.0或小于25.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C11與正C25重量比，其大于3.8。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C11與正C25重量比，其大于4.5，大于7.0，大于8.0或大于10.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C11與正C25重量比，其小于35.0或小于25.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C12與正C25重量比，其大于3.7?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C12與正C25重量比，其大于4.5，大于6.0，大于7.0或大于8.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C12與正C25重量比，其小于30.0或小于20.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C13與正C25重量比，其大于4.7?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C13與正C25重量比，其大于5.0，大于6.0或大于7.5。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C13與正C25重量比，其小于25.0或小于20.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C14與正C25重量比，其大于3.7?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C14與正C25重量比，其大于4.5，大于5.5或大于7.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C14與正C25重量比，其小于25.0或小于20.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C15與正C25重量比，其大于3.7?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C15與正C25重量比，其大于4.2或大于5.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C15與正C25重量比，其小于25.0或小于20.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C16與正C25重量比，其大于2.5?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C16與正C25重量比，其大于3.0，大于4.0或大于5.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C16與正C25重量比，其小于20.0或小于15.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C17與正C25重量比，其大于3.0?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C17與正C25重量比，其大于3.5或大于4.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C17與正C25重量比，其小于20.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C18與正C25重量比，其大于3.4。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C18與正C25重量比，其大于3.6或大于4.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C18與正C25重量比，其小于15.0。本發(fā)明的某些特征在前面的段落中按照一組數(shù)值上限(例如“小于”)和一組數(shù)值下限(例如“大于”)進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)理解，通過這些界限的任意組合形成的范圍在本發(fā)明的范圍內(nèi)，除非另外指明。該段落中描述的實(shí)施方式可以與本文所討論的本發(fā)明的其它方面中任何一方面進(jìn)行組合。

在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有下列中一個(gè)或多個(gè)正C7與正C29重量比大于18.0，正C8與正C29重量比大于16.0，正C9與正C29重量比大于14.0，正C10與正C29重量比大于14.0，正C11與正C29重量比大于13.0，正C12與正C29重量比大于11.0，正C13與正C29重量比大于10.0，正C14與正C29重量比大于9.0，正C15與正C29重量比大于8.0，正C16與正C29重量比大于8.0，正C17與正C29重量比大于6.0，正C18與正C29重量比大于6.0，正C19與正C29重量比大于5.0，正C20與正C29重量比大于4.0，正C21與正C29重量比大于3.6，和正C22與正C29重量比大于2.8。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有下列中一個(gè)或多個(gè)正C7與正C29重量比大于20.0，正C8與正C29重量比大于18.0，正C9與正C29重量比大于17.0，正C10與正C29重量比大于16.0，正C11與正C29重量比大于15.0，正C12與正C29重量比大于12.5，正C13與正C29重量比大于11.0，正C14與正C29重量比大于10.0，正C15與正C29重量比大于8.0，正C16與正C29重量比大于8.0，正C17與正C29重量比大于7.0，正C18與正C29重量比大于6.5，正C19與正C29重量比大于5.5，正C20與正C29重量比大于4.5，和正C21與正C29重量比大于4.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有下列中一個(gè)或多個(gè)正C7與正C29重量比大于23.0，正C8與正C29重量比大于21.0，正C9與正C29重量比大于20.0，正C10與正C29重量比大于19.0，正C11與正C29重量比大于17.0，正C12與正C29重量比大于14.0，正C13與正C29重量比大于12.0，正C14與正C29重量比大于11.0，正C15與正C29重量比大于9.0，正C16與正C29重量比大于9.0，正C17與正C29重量比大于7.5，正C18與正C29重量比大于7.0，正C19與正C29重量比大于6.5，正C20與正C29重量比大于4.8，和正C21與正C29重量比大于4.5。如在該段和權(quán)利要求書中所用，短語(yǔ)“一個(gè)或多個(gè)”——其緊接著是一系列不同化合物或組分比率，其中最后一個(gè)比率是通過連接詞“和”引出的——意圖包括這樣的可冷凝烴部分，其具有所列比率中至少一個(gè)或者具有所列比率中兩個(gè)或更多、或者三個(gè)或更多、或者四個(gè)或更多等等或者全部。此外，特定可冷凝烴部分還可具有另外的不同化合物或組分比率，其未包括在特定句子或權(quán)利要求中但仍落在這樣的句子或權(quán)利要求的范圍內(nèi)。該段中描述的實(shí)施方式可以與本文所討論的其它方面中任何一方面相組合。

在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C7與正C29重量比，其大于18.0。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C7與正C29重量比，其大于20.0，大于22.0，大于25.0，大于30.0或大于35.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C7與正C29重量比，其小于70.0或小于60.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C8與正C29重量比，其大于16.0。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C8與正C29重量比，其大于18.0，大于22.0，大于25.0，大于27.0或大于30.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C8與正C29重量比，其小于85.0或小于75.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C9與正C29重量比，其大于14.0。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C9與正C29重量比，其大于18.0，大于20.0，大于23.0，大于27.0或大于30.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C9與正C29重量比，其小于85.0或小于75.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C10與正C29重量比，其大于14.0?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C10與正C29重量比，其大于20.0，大于25.0或大于30.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C10與正C29重量比，其小于80.0或小于70.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C11與正C29重量比，其大于13.0?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C11與正C29重量比，其大于16.0，大于18.0，大于24.0或大于27.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C11與正C29重量比，其小于75.0或小于65.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C12與正C29重量比，其大于11.0。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C12與正C29重量比，其大于14.5，大于18.0，大于22.0或大于25.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C12與正C29重量比，其小于75.0或小于65.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C13與正C29重量比，其大于10.0?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C13與正C29重量比，其大于18.0，大于20.0或大于22.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C13與正C29重量比，其小于70.0或小于60.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C14與正C29重量比，其大于9.0。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C14與正C29重量比，其大于14.0，大于16.0或大于18.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C14與正C29重量比，其小于60.0或小于50.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C15與正C29重量比，其大于8.0。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C15與正C29重量比，其大于12.0或大于16.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C15與正C29重量比，其小于60.0或小于50.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C16與正C29重量比，其大于8.0?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C16與正C29重量比，其大于10.0，大于13.0或大于15.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C16與正C29重量比，其小于55.0或小于45.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C17與正C29重量比，其大于6.0?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C17與正C29重量比，其大于8.0或大于12.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C17與正C29重量比，其小于45.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C18與正C29重量比，其大于6.0。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C18與正C29重量比，其大于8.0或大于10.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C18與正C29重量比，其小于35.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C19與正C29重量比，其大于5.0?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C19與正C29重量比，其大于7.0或大于9.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C19與正C29重量比，其小于30.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C20與正C29重量比，其大于4.0。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C20與正C29重量比，其大于6.0或大于8.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C20與正C29重量比，其小于30.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C21與正C29重量比，其大于3.6?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C21與正C29重量比，其大于4.0或大于6.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C21與正C29重量比，其小于30.0。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C22與正C29重量比，其大于2.8?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C22與正C29重量比，其大于3.0。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C22與正C29重量比，其小于30.0。本發(fā)明的某些特征在前面的段落中按照一組數(shù)值上限(例如“小于”)和一組數(shù)值下限(例如“大于”)進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)理解，通過這些界限的任意組合形成的范圍在本發(fā)明的范圍內(nèi)，除非另外指明。該段落中描述的實(shí)施方式可以與本文所討論的本發(fā)明的其它方面中任何一方面進(jìn)行組合。

在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有下列中一個(gè)或多個(gè)正C10與總C10重量比小于0.31，正C11與總C11重量比小于0.32，正C12與總C12重量比小于0.29，正C13與總C13重量比小于0.28，正C14與總C14重量比小于0.31，正C15與總C15重量比小于0.27，正C16與總C16重量比小于0.31，正C17與總C17重量比小于0.31，正C18與總C18重量比小于0.37，正C19與總C19重量比小于0.37，正C20與總C20重量比小于0.37，正C21與總C21重量比小于0.37，正C22與總C22重量比小于0.38，正C23與總C23重量比小于0.43，正C24與總C24重量比小于0.48，和正C25與總C25重量比小于0.53。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有下列中一個(gè)或多個(gè)正C11與總C11重量比小于0.30，正C12與總C12重量比小于0.27，正C13與總C13重量比小于0.26，正C14與總C14重量比小于0.29，正C15與總C15重量比小于0.24，正C16與總C16重量比小于0.25，正C17與總C17重量比小于0.29，正C18與總C18重量比小于0.31，正C19與總C19重量比小于0.35，正C20與總C20重量比小于0.33，正C21與總C21重量比小于0.33，正C22與總C22重量比小于0.35，正C23與總C23重量比小于0.40，正C24與總C24重量比小于0.45，和正C25與總C25重量比小于0.49。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有下列中一個(gè)或多個(gè)正C11與總C11重量比小于0.28，正C12與總C12重量比小于0.25，正C13與總C13重量比小于0.24，正C14與總C14重量比小于0.27，正C15與總C15重量比小于0.22，正C16與總C16重量比小于0.23，正C17與總C17重量比小于0.25，正C18與總C18重量比小于0.28，正C19與總C19重量比小于0.31，正C20與總C20重量比小于0.29，正C21與總C21重量比小于0.30，正C22與總C22重量比小于0.28，正C23與總C23重量比小于0.33，正C24與總C24重量比小于0.40，和正C25與總C25重量比小于0.45。如在該段和權(quán)利要求書中所用，短語(yǔ)“一個(gè)或多個(gè)”——其緊接著是一系列不同化合物或組分比率，其中最后一個(gè)比率是通過連接詞“和”引出的——意圖包括這樣的可冷凝烴部分，其具有所列比率中至少一個(gè)或者具有所列比率中兩個(gè)或更多、或者三個(gè)或更多、或者四個(gè)或更多等等或者全部。此外，特定可冷凝烴部分還可具有另外的不同化合物或組分比率，其未包括在特定句子或權(quán)利要求中但仍落在這樣的句子或權(quán)利要求的范圍內(nèi)。該段中描述的實(shí)施方式可以與本文所討論的其它方面中任何一方面相組合。

在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有小于0.31的正C10與總C10重量比?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C10與總C10重量比，其小于0.30或小于0.29。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C10與總C10重量比，其大于0.15或大于0.20。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C11與總C11重量比，其小于0.32?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C11與總C11重量比，其小于0.31，小于0.30或小于0.29。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C11與總C11重量比，其大于0.15或大于0.20。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C12與總C12重量比，其小于0.29?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C12與總C12重量比，其小于0.26或小于0.24。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C12與總C12重量比，其大于0.10或大于0.15。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C13與總C13重量比，其小于0.28?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C13與總C13重量比，其小于0.27，小于0.25或小于0.23。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C13與總C13重量比，其大于0.10或大于0.15。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C14與總C14重量比，其小于0.31?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C14與總C14重量比，其小于0.30，小于0.28或小于0.26。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C14與總C14重量比，其大于0.10或大于0.15。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C15與總C15重量比，其小于0.27?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C15與總C15重量比，其小于0.26，小于0.24或小于0.22。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C15與總C15重量比，其大于0.10或大于0.15。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C16與總C16重量比，其小于0.31?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C16與總C16重量比，其小于0.29，小于0.26或小于0.24。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C16與總C16重量比，其大于0.10或大于0.15。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C17與總C17重量比，其小于0.31?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C17與總C17重量比，其小于0.29，小于0.27或小于0.25。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C17與總C17重量比，其大于0.10或大于0.15。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C18與總C18重量比，其小于0.37?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C18與總C18重量比，其小于0.35，小于0.31或小于0.28。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C18與總C18重量比，其大于0.10或大于0.15。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C19與總C19重量比，其小于0.37?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C19與總C19重量比，其小于0.36，小于0.34或小于0.31。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C19與總C19重量比，其大于0.10或大于0.15。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C20與總C20重量比，其小于0.37?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C20與總C20重量比，其小于0.35，小于0.32或小于0.29。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C20與總C20重量比，其大于0.10或大于0.15。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C21與總C21重量比，其小于0.37。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C21與總C21重量比，其小于0.35，小于0.32或小于0.30。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C21與總C21重量比，其大于0.10或大于0.15。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C22與總C22重量比，其小于0.38?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C22與總C22重量比，其小于0.36，小于0.34或小于0.30。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C22與總C22重量比，其大于0.10或大于0.15。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C23與總C23重量比，其小于0.43?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C23與總C23重量比，其小于0.40，小于0.35或小于0.29。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C23與總C23重量比，其大于0.15或大于0.20。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C24與總C24重量比，其小于0.48?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C24與總C24重量比，其小于0.46，小于0.42或小于0.40。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C24與總C24重量比，其大于0.15或大于0.20。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的正C25與總C25重量比，其小于0.48?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的正C25與總C25重量比，其小于0.46，小于0.42或小于0.40。在可選實(shí)施方式中，可冷凝烴部分可具有這樣的正C25與總C25重量比，其大于0.20或大于0.25。本發(fā)明的某些特征在前面的段落中按照一組數(shù)值上限(例如“小于”)和一組數(shù)值下限(例如“大于”)進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)理解，通過這些界限的任意組合形成的范圍在本發(fā)明的范圍內(nèi)，除非另外指明。該段落中描述的實(shí)施方式可以與本文所討論的本發(fā)明的其它方面中任何一方面進(jìn)行組合。

本文和權(quán)利要求書中使用″總C_″(例如總C10)意指在可冷凝烴流體中發(fā)現(xiàn)的特定假組分的量，該量如本文所述尤其如本文中標(biāo)記“實(shí)驗(yàn)”的部分所述進(jìn)行測(cè)定。也就是說，″總C_″是按照該申請(qǐng)的實(shí)驗(yàn)部分中描述的步驟利用全油氣相色譜(WOGC)分析方法測(cè)定的。此外，″總C_″是從用于鑒定和量化每個(gè)假組分的全油氣相色譜(WOGC)峰積分方法和峰鑒定方法測(cè)定的，如本文實(shí)驗(yàn)部分所述。此外，假組分的″總C_″重量百分?jǐn)?shù)和摩爾百分?jǐn)?shù)值是利用涉及由Katz和Firoozabadi開發(fā)的關(guān)聯(lián)式的假組分分析方法(Katz、D.L.和A.Firoozabadi、1978.Predicting phase behavior of condensate/crude-oil systems using methane interactioncoefficients、J.Petroleum Technology(Nov.1978)、1649-1655)獲得的，其包括示例性摩爾和重量百分?jǐn)?shù)測(cè)定。

本文和權(quán)利要求書中使用″正C_″(例如正C10)意指在可冷凝烴流體中發(fā)現(xiàn)的特定正構(gòu)烷烴化合物的量，該量如本文所述尤其如本文中標(biāo)記“實(shí)驗(yàn)”的部分所述進(jìn)行測(cè)定。也就是說，″正C_″是從按照該申請(qǐng)的實(shí)驗(yàn)部分中描述的步驟利用全油氣相色譜(WOGC)分析方法測(cè)定的GC峰面積測(cè)定的。此外，″總C_″是從用于鑒定和量化單個(gè)化合物峰的全油氣相色譜(WOGC)峰鑒定和積分方法測(cè)定的，如本文實(shí)驗(yàn)部分所述。此外，正構(gòu)烷烴化合物的″正C_″重量百分?jǐn)?shù)和摩爾百分?jǐn)?shù)值是利用類似于在實(shí)驗(yàn)部分中解釋的假組分示例性摩爾和重量百分?jǐn)?shù)測(cè)定的方法獲得的，只是使用感興趣的特定正構(gòu)烷烴化合物的密度和分子量，然后使其與在假組分方法中獲得的總數(shù)比較以獲得重量和摩爾百分?jǐn)?shù)。

下面對(duì)圖16的討論涉及在實(shí)施例1-5中獲得的數(shù)據(jù)，實(shí)施例1-5在標(biāo)記“實(shí)驗(yàn)”的部分中被討論。該數(shù)據(jù)通過在實(shí)驗(yàn)部分中討論的實(shí)驗(yàn)程序、氣體樣品收集程序、烴氣體樣品氣相色譜(GC)分析方法和氣體樣品GC峰鑒定和積分方法獲得。為清楚起見，當(dāng)談到氣體烴樣品的氣相色譜圖時(shí)，對(duì)于通過實(shí)施例1進(jìn)行的一個(gè)無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)、通過實(shí)施例2和3進(jìn)行的兩個(gè)400psi受力實(shí)驗(yàn)以及通過實(shí)施例4和5進(jìn)行的兩個(gè)1,000psi受力實(shí)驗(yàn)提供了圖表數(shù)據(jù)。

圖16是一柱狀圖，其顯示氣體樣品中存在的烴種類的摩爾百分比濃度，所述氣體樣品取自在本文討論的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中測(cè)試和分析的三個(gè)應(yīng)力水平中每一個(gè)。氣體化合物摩爾百分?jǐn)?shù)是通過本文所述的實(shí)驗(yàn)程序、氣體樣品收集程序、烴氣體樣品氣相色譜(GC)分析方法、氣體樣品GC峰積分方法和摩爾濃度測(cè)定程序獲得的。為清楚起見，烴摩爾百分?jǐn)?shù)被取為全部已鑒定的烴氣體GC面積(即甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷、異戊烷、正戊烷、2-甲基戊烷和正己烷)的總數(shù)與計(jì)算摩爾濃度的百分?jǐn)?shù)。因此，對(duì)于所有實(shí)驗(yàn)而言，圖解的甲烷至正C6摩爾百分?jǐn)?shù)不包括下列的摩爾份額任何相關(guān)的非烴氣相產(chǎn)品(例如氫氣、CO2或H2S)、在表2、4、5、7或9中所列的任何未鑒定的烴氣種類(例如在表2中的峰編號(hào)2、6、8-11、13、15-22、24-26和28-78)、或者溶解在液相中、在液相GC中被獨(dú)立處理的任何氣體種類。y-軸3080表示就氣相中每種氣態(tài)化合物摩爾百分?jǐn)?shù)而言的濃度。x-軸3081包含從甲烷至正己烷的每種烴化合物的身份。柱3082A-I表示實(shí)施例1的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)中的每種氣態(tài)化合物的摩爾百分?jǐn)?shù)。也就是說，3082A表示甲烷，3082B表示乙烷，3082C表示丙烷，3082D表示異丁烷，3082E表示正丁烷，3082F表示異戊烷，3082G表示正戊烷，3082H表示2-甲基戊烷以及3082I表示正己烷。柱3083A-I和3084A-I表示來自實(shí)施例2和3的雙份400psi受力實(shí)驗(yàn)的樣品中的每種氣態(tài)化合物的摩爾百分?jǐn)?shù)，其中字母以針對(duì)無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)所描述的方式進(jìn)行分配。而柱3085A-I和3086A-I表示來自實(shí)施例4和5的雙份1,000psi受力實(shí)驗(yàn)的樣品中的每種氣態(tài)化合物的摩爾百分?jǐn)?shù)，其中字母以針對(duì)無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)所描述的方式進(jìn)行分配。從圖16可以看出，在所有實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的烴氣主要是甲烷、乙烷和丙烷，以摩爾計(jì)。此外，顯然的是，相比400psi受力實(shí)驗(yàn)烴氣和1,000psi受力實(shí)驗(yàn)烴氣，柱3082A-I所表示的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)包含最多的甲烷3082A以及最少的丙烷3082C?，F(xiàn)在看柱3083A-I和3084A-I，顯然的是，中間水平400psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生這樣的烴氣，其甲烷3083A和3084A和丙烷3083C和3084C濃度介于柱3082A和3082C表示的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)與柱3085A和3085C以及3086A和3086C表示的1,000psi受力實(shí)驗(yàn)之間。最后，顯然的是，高水平1,000psi應(yīng)力實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生這樣的烴氣，其相比柱3082A和3082C表示的無(wú)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)與柱3083A和3084A以及3083C和3084C表示的400psi受力實(shí)驗(yàn)具有最低的甲烷3085A和3086A濃度和最高的丙烷濃度3085C和3086C。因此在增加的巖石靜應(yīng)力水平下熱解油頁(yè)巖呈現(xiàn)出產(chǎn)生具有減小濃度的甲烷和增加濃度的丙烷的烴氣。

從富含有機(jī)物巖層生產(chǎn)的烴流體可包括可冷凝烴部分(例如液體)和非冷凝烴部分(例如氣體)。在一些實(shí)施方式中，非冷凝烴部分包括甲烷和丙烷。在一些實(shí)施方式中，在非冷凝烴部分中的丙烷與甲烷的摩爾比大于0.32。在可選實(shí)施方式中，在非冷凝烴部分中的丙烷與甲烷的摩爾比大于0.34、0.36或0.38。如本文所用，″丙烷與甲烷的摩爾比″是可如本文所述尤其如本文標(biāo)記“實(shí)驗(yàn)”的部分中所述測(cè)定的摩爾比。也就是說，″丙烷與甲烷的摩爾比″是利用該申請(qǐng)的實(shí)驗(yàn)部分中描述的烴氣體樣品氣相色譜(GC)分析方法、氣體樣品GC峰鑒定和積分方法以及摩爾濃度測(cè)定程序測(cè)定的。

在一些實(shí)施方式中，烴流體的可冷凝烴部分包括苯。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有在0.1與0.8重量百分?jǐn)?shù)之間的苯含量?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有在0.15與0.6重量百分?jǐn)?shù)之間的苯含量、在0.15與0.5之間的苯含量或在0.15與0.5的苯含量。

在一些實(shí)施方式中，烴流體的可冷凝烴部分包括環(huán)己烷。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的環(huán)己烷含量，其小于0.8重量百分?jǐn)?shù)。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的環(huán)己烷含量，其小于0.6重量百分?jǐn)?shù)或小于0.43重量百分?jǐn)?shù)?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的環(huán)己烷含量，其大于0.1重量百分?jǐn)?shù)或大于0.2重量百分?jǐn)?shù)。

在一些實(shí)施方式中，烴流體的可冷凝烴部分包括甲基環(huán)己烷。在一些實(shí)施方式中，可冷凝烴部分具有這樣的甲基環(huán)己烷含量，其大于0.5重量百分?jǐn)?shù)。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的甲基環(huán)己烷含量，其大于0.7重量百分?jǐn)?shù)或大于0.75重量百分?jǐn)?shù)?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的甲基環(huán)己烷含量，其小于1.2或小于1.0重量百分?jǐn)?shù)。

本文和權(quán)利要求書中苯、環(huán)己烷和甲基環(huán)己烷的重量百分?jǐn)?shù)含量的應(yīng)用意指在可冷凝烴流體中發(fā)現(xiàn)的苯、環(huán)己烷和甲基環(huán)己烷的量，該量如本文所述尤其如本文中標(biāo)記“實(shí)驗(yàn)”的部分所述進(jìn)行測(cè)定。也就是說，各化合物重量百分?jǐn)?shù)是從本文實(shí)驗(yàn)部分中討論的全油氣相色譜(WOGC)分析方法以及全油氣相色譜(WOGC)峰鑒定和積分方法測(cè)定的。此外，各化合物重量百分?jǐn)?shù)如圖11所述獲得，除了每個(gè)單獨(dú)的各化合物峰面積積分被用于測(cè)定每個(gè)各自的化合物重量百分?jǐn)?shù)之外。為清楚起見，化合物重量百分?jǐn)?shù)被計(jì)算為全部C3至假C38全油氣相色譜面積與計(jì)算重量的百分?jǐn)?shù)，如圖7中所呈現(xiàn)的假化合物數(shù)據(jù)中所用。

在一些實(shí)施方式中，烴流體的可冷凝烴部分具有大于30的API比重?？蛇x地，可冷凝烴部分可具有這樣的API比重，其大于30、32、34、36、40、42或44。如本文和權(quán)利要求書中所用，API比重可通過任何普遍接受的測(cè)定API比重的方法進(jìn)行測(cè)定。

在一些實(shí)施方式中，烴流體的可冷凝烴部分具有這樣的堿性氮與總氮比，其在0.1與0.50之間。可選地，可冷凝烴部分可具有這樣的堿性氮與總氮比，其在0.15與0.40之間。如本文和權(quán)利要求書中所用，堿性氮與總氮可以通過任何普遍接受的測(cè)定堿性氮與總氮的方法進(jìn)行測(cè)定。在結(jié)果沖突的情況下，遵循普遍接受的更精確的方法。

巖石靜應(yīng)力可影響通過加熱和熱解在富含有機(jī)物的巖石內(nèi)產(chǎn)生的采出液的組成這個(gè)發(fā)現(xiàn)意味著采出的烴流體的組成也可以通過改變富含有機(jī)物巖層的巖石靜應(yīng)力進(jìn)行改變。例如，富含有機(jī)物巖層的巖石靜應(yīng)力可以通過選擇支柱(pillar)幾何形狀和/或位置和/或通過選擇加熱和熱解地層區(qū)域厚度和/或加熱先后順序進(jìn)行改變。

支柱是在給定時(shí)間在富含有機(jī)物巖層內(nèi)留下未熱解以便減輕或緩和地表下沉的區(qū)域。支柱可以是地層內(nèi)的區(qū)域，其被同一地層內(nèi)的熱解區(qū)域包圍?？蛇x地，支柱可以是一般開發(fā)區(qū)域外的未加熱區(qū)域的一部分或與之相連。在生產(chǎn)油田壽命早期充當(dāng)支柱的某些區(qū)域可在該油田壽命晚期被轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)區(qū)域。

一般在其自然狀態(tài)中，地層的上覆巖層的重量十分均勻地分布在地層上。在該狀態(tài)下，地層內(nèi)特定地點(diǎn)存在的巖石靜應(yīng)力很大程度上受上覆巖層的厚度和密度控制。期望的巖石靜應(yīng)力可以通過分析上覆巖層地質(zhì)學(xué)和選擇具有合適深度和位置的位置進(jìn)行選擇。

盡管巖石靜應(yīng)力通常被假定由自然決定并且除了去除所有或部分上覆巖石之外是不可改變的，但是地層內(nèi)具體位置處的巖石靜應(yīng)力可以通過重新分布上覆巖石重量以便其不再被地層均勻地支撐而進(jìn)行調(diào)整。例如，上覆巖石重量的這種重新分布可以通過兩種示例性方法實(shí)現(xiàn)。這些方法之一或兩者可被用在單一地層內(nèi)。在某些情況下，一種方法主要可以在早期使用，而另一種方法主要可以在后期使用。有利地改變地層區(qū)域所經(jīng)歷的巖石靜應(yīng)力可以在地層區(qū)域內(nèi)引起顯著的熱解之前進(jìn)行并且也可以在產(chǎn)生顯著的烴流體之前進(jìn)行?？蛇x地，有利地改變巖石靜應(yīng)力可以與熱解同時(shí)進(jìn)行。

第一種改變巖石靜應(yīng)力的方法涉及制造一個(gè)不如其鄰近區(qū)域硬的地下地層區(qū)域。隨著特定區(qū)域變得較不堅(jiān)硬，鄰近區(qū)域因此逐漸地充當(dāng)支撐上覆巖石的支柱。這些支柱區(qū)域經(jīng)歷增加的巖石靜應(yīng)力，而較不堅(jiān)硬的區(qū)域經(jīng)歷降低的巖石靜應(yīng)力。巖石靜應(yīng)力的變化量取決于許多因素，其包括例如處理區(qū)域硬度的變化、處理區(qū)域的大小、支柱大小、支柱間隔、巖石壓縮性和巖石強(qiáng)度。在富含有機(jī)物巖層中，地層內(nèi)區(qū)域可以通過熱解該區(qū)域并且通過去除采出液在該區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生空的空間而使其經(jīng)歷機(jī)械弱化。以這種方式可以使地層內(nèi)的區(qū)域不如沒有經(jīng)歷熱解或經(jīng)歷更少程度的熱解或生產(chǎn)的鄰近區(qū)域硬。

第二種改變巖石靜應(yīng)力的方法涉及使地下地層區(qū)域膨脹并且用比鄰近區(qū)域更大的力推向上覆巖石。這種膨脹可以從鄰近區(qū)域去除一部分上覆巖石重量，因此增加了加熱區(qū)域經(jīng)歷的巖石靜應(yīng)力并且降低了鄰近區(qū)域經(jīng)歷的巖石靜應(yīng)力。如果膨脹是足夠的，水平壓裂將在鄰近區(qū)域中形成并且這些區(qū)域?qū)χ紊细矌r石的貢獻(xiàn)將減少。巖石靜應(yīng)力的變化量取決于許多因素，其包括例如處理區(qū)域的膨脹量、處理區(qū)域的大小、支柱大小、支柱間隔、巖石壓縮性和巖石強(qiáng)度。通過加熱地層內(nèi)的區(qū)域可使其膨脹以便引起巖石的熱膨脹。如果流體被大量截獲在該區(qū)域內(nèi)，流體膨脹或流體產(chǎn)生也可以有助于膨脹?？偱蛎浟靠膳c加熱區(qū)域的厚度成比例。應(yīng)當(dāng)注意，如果熱解發(fā)生在加熱區(qū)域并且去除了足量的流體，加熱區(qū)域可以機(jī)械地減弱并且因此可改變鄰近區(qū)域所經(jīng)歷的巖石靜應(yīng)力，如第一種示例性方法中所述。

該方法的實(shí)施方式可包括通過借助首先加熱和熱解在富含有機(jī)物巖層中存在的地層烴以及從該富含有機(jī)物巖層內(nèi)的第二鄰近區(qū)域采出流體以便第二區(qū)域的楊氏模量(即硬度)被降低，來增加第一區(qū)域內(nèi)的巖石靜應(yīng)力而控制通過加熱和熱解從富含有機(jī)物巖層內(nèi)的第一區(qū)域產(chǎn)生的采出烴流體的組成。

該方法的實(shí)施方式可包括通過增加第一區(qū)域內(nèi)的巖石靜應(yīng)力而控制通過加熱和熱解從富含有機(jī)物巖層內(nèi)的第一區(qū)域產(chǎn)生的采出烴流體的組成，增加第一區(qū)域內(nèi)的巖石靜應(yīng)力如下進(jìn)行在富含有機(jī)物巖層內(nèi)的鄰近區(qū)域之前加熱第一區(qū)域，或者將該第一區(qū)域加熱到比富含有機(jī)物巖層內(nèi)的鄰近區(qū)域更大的程度，使得在第一區(qū)域內(nèi)的熱膨脹大于富含有機(jī)物巖層的鄰近區(qū)域內(nèi)的熱膨脹。

該方法的實(shí)施方式可包括通過降低第一區(qū)域內(nèi)的巖石靜應(yīng)力而控制通過加熱和熱解從富含有機(jī)物巖層內(nèi)的第一區(qū)域產(chǎn)生的采出烴流體的組成，降低第一區(qū)域內(nèi)的巖石靜應(yīng)力如下進(jìn)行在第一區(qū)域之前加熱富含有機(jī)物巖層的一個(gè)或多個(gè)鄰近區(qū)域，或者使富含有機(jī)物巖層的一個(gè)或多個(gè)鄰近區(qū)域加熱到比該第一區(qū)域更大的程度，使得鄰近區(qū)域內(nèi)的熱膨脹大于第一區(qū)域內(nèi)的熱膨脹。

該方法的實(shí)施方式可包括使富含有機(jī)物巖層內(nèi)加熱區(qū)域的加熱定位、定大小和/或定時(shí)以便改變富含有機(jī)物巖層目前或未來加熱和熱解區(qū)域的原位巖石靜應(yīng)力，從而控制采出烴流體的組成。

一些生產(chǎn)過程包括在從富含有機(jī)物巖層基本上去除地層水溶性礦物之前，原位加熱包含地層烴和地層水溶性礦物的富含有機(jī)物巖層。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，在原位加熱之前不需要部分、基本上或完全去除水溶性礦物。例如，在含有天然發(fā)生的蘇打石的油頁(yè)巖地層中，油頁(yè)巖可以在通過溶液采礦基本上去除蘇打石之前被加熱。基本上去除水溶性礦物可表示水溶性礦物的去除程度，其從本領(lǐng)域中已知的任何商業(yè)溶液采礦操作中發(fā)生?；旧先コ苄缘V物可近似為去除富含有機(jī)物巖層內(nèi)烴流體生產(chǎn)的目標(biāo)區(qū)域中存在的特定水溶性礦物總量的按重量計(jì)5％以上。在可選實(shí)施方式中，富含有機(jī)物巖層的原位加熱以熱解地層烴可以在從富含有機(jī)物巖層去除按重量計(jì)3％以上的地層水溶性礦物之前開始，可選地，按重量計(jì)7％、按重量計(jì)10％或按重量計(jì)13％。

在采出蘇打石之前加熱油頁(yè)巖以生產(chǎn)油和氣的影響是將蘇打石轉(zhuǎn)化成更可回收形式(堿灰)，并且提供滲透性，有助于其隨后的回收。水溶性礦物回收可以在干餾油生產(chǎn)后就發(fā)生，或者它可以被留下幾年的時(shí)期用于后面的回收。如果期望的話，堿灰可在地表上被容易地轉(zhuǎn)化回蘇打石。這種轉(zhuǎn)化可容易地實(shí)行使得兩種礦物可有效地互換。

在一些生產(chǎn)方法中，加熱富含有機(jī)物巖層包括通過蘇打石的分解產(chǎn)生堿灰。該方法可包括在地表設(shè)備中處理含水溶性礦物的含水溶液以去除一部分水溶性礦物。該處理步驟可包括通過由于改變含水溶液的溫度引起的沉淀除去水溶性礦物。

水溶性礦物可包括鈉。水溶性礦物還可包括蘇打石(碳酸氫鈉)、堿灰(碳酸鈉)、片鈉鋁石(NaAl(CO3)(OH)2)或其組合。表面處理可進(jìn)一步包括在地表設(shè)備中通過與CO2反應(yīng)將堿灰轉(zhuǎn)化成碳酸氫鈉(蘇打石)。在部分或完全去除水溶性礦物后，含水溶液可被再注入到地下地層，在那里它可以被隱蔽。該地下地層可以與原始富含有機(jī)物巖層相同或不同。

在一些生產(chǎn)方法中，加熱富含有機(jī)物巖層既熱解至少一部分地層烴以產(chǎn)生烴流體又使得在富含有機(jī)物巖層中在先結(jié)合的遷移污染物種類可以得到。遷移污染物種類可以通過地層烴的熱解形成，可以在加熱后從地層本身中釋放，或者可以在加熱地層后通過產(chǎn)生增加的滲透性而使其可接近。在富含有機(jī)物巖層中存在的或注入其中的水或其它含水流體中，遷移污染物種類可以是可溶的。

從熱解的油頁(yè)巖中產(chǎn)生烴將一般留下一些至少部分水溶的遷移污染物種類。取決于熱解頁(yè)巖油與較淺區(qū)段的水文連通性，這些成分可最后遷移到濃度上環(huán)境不可接受的地下水中。潛在的遷移污染物種類的類型取決于油頁(yè)巖熱解的特性以及正被轉(zhuǎn)化的油頁(yè)巖的組成。如果熱解是在氧或空氣不存在下進(jìn)行的，污染物種類可包括芳烴(例如苯、甲苯、乙苯、二甲苯)、多芳烴(例如蒽、芘、萘、

)、金屬污染物(例如As、Co、Pb、Mo、Ni和Zn)，及其它種類諸如硫酸鹽、氨、Al、K、Mg、氯化物、氟化物和酚。如果應(yīng)用氧或空氣，污染物種類還可包括酮、醇和氰化物。此外，存在的具體的遷移污染物種類可包括上述種類的任何次組或組合。

油田開發(fā)者可以期望評(píng)估富含有機(jī)物巖層與含水層的連通性。這可以進(jìn)行以確定富含有機(jī)物巖層中的地層烴的原位熱解是否可產(chǎn)生傾向于遷移到含水層的遷移種類，或者其程度。如果富含有機(jī)物巖層與含水層是水文相連的，可以采取防范措施以減少或防止在熱解期間產(chǎn)生或釋放的種類進(jìn)入含水層。可選地，富含有機(jī)物巖層可以在如本文所述熱解后用水或含水流體沖洗以去除水溶性礦物和/或遷移污染物種類。在其它實(shí)施方式中，富含有機(jī)物巖層可以與任何地下水源基本上水文不連接。在這樣的情況中，沖洗富含有機(jī)物巖層可能對(duì)于遷移污染物種類的去除來說不是期望的，但是盡管如此對(duì)于水溶性礦物的回收來說可能是期望的。

在從富含有機(jī)物地層生產(chǎn)烴后，一些遷移污染物種類可保持在巖層中。在這樣的情況下，可以期望將含水流體注入到富含有機(jī)物巖層中并且使注入的含水流體溶解至少部分水溶性礦物和/或遷移污染物種類以形成含水溶液。含水溶液然后可通過例如溶液生產(chǎn)井從富含有機(jī)物巖層中采出。含水流體可進(jìn)行調(diào)節(jié)以增加遷移污染物種類和/或水溶性礦物的溶解度。調(diào)節(jié)可包括加入酸或堿以調(diào)節(jié)溶液的pH。所得含水溶液然后可從富含有機(jī)物巖層中采出到地表進(jìn)行加工。

在初始含水流體采出后，可進(jìn)一步期望用含水流體沖洗熟化的富含有機(jī)物巖石區(qū)和未熟化的富含有機(jī)物巖石區(qū)。含水流體可被用于進(jìn)一步溶解水溶性礦物和遷移污染物種類。沖洗可以任選地在大部分的烴流體已經(jīng)從熟化的富含有機(jī)物巖石區(qū)段采出后完成。在一些實(shí)施方式中，沖洗步驟可以被延遲到烴流體生產(chǎn)步驟之后。沖洗可以被延遲以允許從加熱步驟生成的熱向更深處傳遞，進(jìn)入周圍未熟化的富含有機(jī)物巖石區(qū)段，以便將周圍未熟化的富含有機(jī)物巖石區(qū)段內(nèi)的蘇打石轉(zhuǎn)化成堿灰?？蛇x地，沖洗可以被延遲以允許從加熱步驟生成的熱在周圍未熟化的富含有機(jī)物巖石區(qū)段內(nèi)產(chǎn)生滲透性。此外，沖洗可基于碳酸氫鈉、堿灰或兩者的目前和/或預(yù)測(cè)的市場(chǎng)價(jià)而被延遲，如本文進(jìn)一步討論的。該方法可以與本文所討論的本發(fā)明其它方面的任何一個(gè)進(jìn)行組合。

在含水溶液沖洗后，可以期望在地表設(shè)備中處理含水溶液以去除至少一些遷移污染物種類。遷移污染物種類可通過使用例如吸附材料、反滲透、化學(xué)氧化、生物氧化和/或離子交換去除。這些方法的實(shí)例在本領(lǐng)域中部是已知的。示例性吸附材料可包括活性炭、粘土或漂白土。

在油頁(yè)巖源的某些區(qū)域中，另外的油頁(yè)巖源或其它烴源可以存在于較低的深度處。其它烴源可包括在低滲透性地層中的天然氣(所謂的“致密氣”)或夾帶在煤中和吸附到煤上的天然氣(所謂的“煤層甲烷”)。在一些具有多個(gè)油頁(yè)巖源的實(shí)施方式中，首先開發(fā)更深的區(qū)域然后順序地開發(fā)較淺的區(qū)域可能是有利的。以這種方式，井將不需要穿過熱區(qū)域或削弱的巖石區(qū)域。在其它實(shí)施方式中，通過鉆井穿過正被用作較淺深度處頁(yè)巖油開發(fā)的支柱的區(qū)域而開發(fā)較深的區(qū)域可能是有利的。

同一區(qū)域中頁(yè)巖油源和天然氣源的同時(shí)開發(fā)可協(xié)作地利用某些設(shè)備和后勤運(yùn)作。例如，氣體處理可以在單個(gè)工廠進(jìn)行。同樣，職員可以在開發(fā)中共享。

圖6圖解了地表設(shè)備70的一種實(shí)施方式的示意圖，所述地表設(shè)備70可被配置來處理采出液。采出液85可以通過生產(chǎn)井71從地下地層84中生產(chǎn)，如本文所述。采出液可包括通過本文描述的任何方法生產(chǎn)的任何采出液。地下地層84可以是任何地下地層，其包括，例如，包含諸如油頁(yè)巖、煤、或焦油砂中任何一種的富含有機(jī)物巖層。生產(chǎn)方案可以涉及將采出液淬火72至300°F、200°F或者甚至100°F以下的溫度，在油分離器73中分離出可冷凝成分(即油74和水75)，在氣體處理單元77中處理非冷凝成分76(即氣)以去除水78和硫種類79，在天然氣廠81中從氣體(例如丙烷和丁烷)中去除較重的成分以形成要出售的液態(tài)石油氣(LPG)80，并且在電廠88從剩余的氣體83產(chǎn)生電能82。電能82可被用作通過本文描述的任何方法加熱地下地層84的能源。例如，電能82可以在高壓例如132kV下輸入變壓器86，并且在被輸入到位于加熱井87——其位于地下地層84中——中的電阻加熱器元件之前逐步下降至更低的電壓例如6600V。以這種方式，加熱地下地層84所需的全部或部分能量可以從采出液85的非冷疑成分中產(chǎn)生。過量的氣體——如果有的話——可以被輸出銷售。

來自原位油頁(yè)巖生產(chǎn)的采出液包含多種可以在地表設(shè)備中被分離的成分。采出液典型地包含水、非冷凝烴烷烴種類(例如甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷)、非冷凝烴烯烴種類(例如乙烯、丙烯)、由(烷烴、烯烴、芳烴和多芳烴等)組成的可冷凝烴種類、CO2、CO、H2、H2S和NH3。

在地表設(shè)備中，可冷凝成分可以通過降低溫度和/或增加壓力從非冷凝成分中分離出來。溫度降低可以利用被周圍空氣或可利用的水冷卻的熱交換器實(shí)現(xiàn)?？蛇x地，熱的采出液可以通過與先前冷卻的采出烴液熱交換進(jìn)行冷卻。壓力可以通過離心式或往復(fù)式壓縮機(jī)增加?？蛇x地，或者聯(lián)合地，擴(kuò)散器-膨脹器裝置可被用于從氣流冷凝出液體。分離可以涉及冷卻和/或壓力變化的幾個(gè)階段。

當(dāng)降低溫度或增加壓力時(shí)，除了可冷凝烴外，水可以從氣體中滴出。液態(tài)水可以通過重力沉降器或離心分離器與可冷凝烴分開。破乳劑可被用于促進(jìn)水分離。

從生產(chǎn)的烴氣中去除CO2以及其它所謂的酸氣(如H2S)的方法包括使用化學(xué)反應(yīng)方法和物理溶劑方法?；瘜W(xué)反應(yīng)方法一般包括在高壓和/或低溫下使氣流接觸胺的水溶液。這使得酸氣種類與胺發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并且進(jìn)入到溶液中。通過升溫和/或降壓，化學(xué)反應(yīng)可以被逆轉(zhuǎn)并且濃縮的酸氣流可以被回收?？蛇x的化學(xué)反應(yīng)方法涉及熱的碳酸鹽溶液，一般為碳酸鉀。熱的碳酸鹽溶液被再生，并且濃縮的酸氣流通過使該溶液接觸氣流而回收。物理溶劑方法一般涉及在高壓和/或低溫下使氣流接觸二元醇。類似于胺方法，降壓或升溫允許溶劑再生以及酸氣回收。某種胺或二元醇可以在去除的酸氣種類上或多或少地具有選擇性。任何這些方法的規(guī)模大小調(diào)整需要測(cè)定要循環(huán)的化學(xué)品的量、循環(huán)速率、再生所需的能量輸入以及氣體化學(xué)品接觸設(shè)備的尺寸和類型。接觸設(shè)備可包括填料塔或多級(jí)塔板逆流塔。這些方面中每一方面的最優(yōu)尺寸調(diào)整高度取決于氣體從地層中生產(chǎn)的速率以及氣流中酸氣的濃度。

酸氣去除還可以通過使用蒸餾塔而實(shí)現(xiàn)。這種塔可包括中間的冷凍段，其中允許冷凍的CO2和H2S顆粒形成。冷凍的顆粒和液體的混合物向下落下進(jìn)入汽提段，其中更輕的烴氣在塔內(nèi)逸出并且上升。精餾段可以被提供在塔的上端以進(jìn)一步促進(jìn)塔頂氣流的凈化。

氣流的氫含量可以通過去除全部或部分氫或者通過去除全部或部分非氫種類(例如CO2、CH4等)進(jìn)行調(diào)整。分離可以利用低溫冷凝、變壓或變溫吸附、或選擇性擴(kuò)散膜實(shí)現(xiàn)。如果需要另外的氫，氫可以借助通過典型的水轉(zhuǎn)換反應(yīng)重整甲烷而制得。
實(shí)驗(yàn)
加熱實(shí)驗(yàn)是針對(duì)幾個(gè)不同的油頁(yè)巖樣品和從詳細(xì)檢查的加熱的油頁(yè)巖中釋放的液體和氣體進(jìn)行的。收集的是來自科羅拉多州Piceance Basin中的Mahogany地層的油頁(yè)巖樣品。一塊大小大約1立方英尺的固體、連續(xù)油頁(yè)巖地層是從在Parachute Creek東面的Colony礦山位置處的小型試驗(yàn)礦山收集的。該油頁(yè)巖巖塊被稱為CM-1B。取自該巖塊的巖心樣品，如下列實(shí)施例所述，部取自同一地層學(xué)層段。加熱試驗(yàn)是利用帕爾容器(Parr vessel)進(jìn)行的，所述帕爾容器型號(hào)為243HC5，其顯示在圖18中并且可從Parr Instrument Company得到。
實(shí)施例1
油頁(yè)巖巖塊CM-1B被穿過層面取出巖心以產(chǎn)生直徑1.391英寸并且大約2英寸長(zhǎng)的圓柱體。使直徑大約2英寸并且5英寸長(zhǎng)的金管7002卷縮并且插入濾網(wǎng)7000以充當(dāng)巖心樣品7001的支撐物(圖17)。重量82.46克的油頁(yè)巖巖心樣品7001放置在金管7002中的濾網(wǎng)7000上，并且整個(gè)組件被放入帕爾加熱容器中。在圖18中顯示的帕爾容器7010具有565毫升的內(nèi)部容積。用氬沖洗帕爾容器7010幾次，以去除室中存在的空氣，并且該容器用氬加壓至500psi。帕爾容器然后被置于熔爐中，所述熔爐被設(shè)計(jì)成與帕爾容器相配合。熔爐最初在室溫下并且在帕爾容器置于熔爐中后被加熱至400℃。帕爾容器的溫度在大約3小時(shí)后達(dá)到400℃并且在400℃熔爐中保持24小時(shí)。帕爾容器然后從熔爐中取出并且使其在大約16小時(shí)的時(shí)間內(nèi)冷卻至室溫。

室溫帕爾容器被取樣以獲得加熱實(shí)驗(yàn)后在容器中剩余的一部分代表性氣體。容積150毫升的小氣體取樣圓筒被抽空，與帕爾容器相連，并且使壓強(qiáng)平衡。該氣體樣品的氣相色譜(GC)分析測(cè)試和非烴氣體樣品氣相色譜(GC)(GC未被顯示)產(chǎn)生在圖19、表2和表1中顯示的結(jié)果。在圖19中，y-軸4000表示以微微安(pA)計(jì)的檢測(cè)器響應(yīng)，而x-軸4001表示以分鐘(min)計(jì)的保留時(shí)間。在圖19中，峰4002表示甲烷的響應(yīng)，峰4003表示乙烷的響應(yīng)，峰4004表示丙烷的響應(yīng)，峰4005表示丁烷的響應(yīng)，峰4006表示戊烷的響應(yīng)，和峰4007表示己烷的響應(yīng)。從GC結(jié)果和所涉及的已知體積和壓強(qiáng)，獲得該氣體的總烴含量(2.09克)、該氣體的CO2含量(3.35克)以及該氣體的H2S含量(0.06克)。
表2. 圖19-實(shí)施例1-0psi應(yīng)力-氣體GC的峰和面積詳細(xì)資料 表2.(續(xù))
然后使帕爾容器通風(fēng)以達(dá)到大氣壓，將容器打開，并且從金管內(nèi)部和帕爾容器底部收集液體。將水與烴層分離并且稱重。收集的量記錄在表1中。收集的烴液被放在小瓶中、密封并且在光不存在下儲(chǔ)存。在金管的壁上或帕爾容器的壁上沒有觀察到固體。稱重固體巖心樣品并且其經(jīng)測(cè)定由于加熱已經(jīng)損失了19.21克。該液體的全油氣相色譜(WOGC)測(cè)試產(chǎn)生圖20、表3和表1中顯示的結(jié)果。在圖20中，y-軸5000表示以微微安(pA)計(jì)的檢測(cè)器響應(yīng)，而x-軸5001表示以分鐘計(jì)的保留時(shí)間。GC色譜圖一般用標(biāo)記5002顯示，其中單個(gè)鑒別的峰用縮寫進(jìn)行標(biāo)記。
表3. 圖20-實(shí)施例1-0psi應(yīng)力-液體GC的峰和面積詳細(xì)資料 實(shí)施例2
除了產(chǎn)生的是1英寸直徑的巖心外，油頁(yè)巖巖塊CM-1B以類似于實(shí)施例1的方式取出巖心。參考圖21，巖心樣品7050大約2英寸長(zhǎng)，并且重量為42.47克。該巖心樣品7050被置于內(nèi)徑1英寸、外徑1.39英寸的Berea砂巖圓筒7051中。Berea塞7052和7053被置于該組件的每一端，以使巖心樣品被Berea完全包圍。Berea圓筒7051與巖心樣品7050和Berea末端塞7052和7053一起被置于有槽的不銹鋼套管中并且被夾在合適的位置。樣品組件7060被置于如圖22中所示的裝有彈簧的微型負(fù)荷機(jī)架7061中。負(fù)荷通過上緊負(fù)荷機(jī)架7061頂部的螺母7062和7063以壓縮彈簧7064和7065而被施加。彈簧7064和7065是高溫、鉻鎳鐵合金彈簧，當(dāng)壓縮時(shí)，彈簧7064和7065將400psi的有效應(yīng)力傳遞到油頁(yè)巖樣品7060上。在加熱過程期間保持彈簧7064和7065的足夠移動(dòng)以便適應(yīng)巖心樣品7060的任何膨脹。為了確保本實(shí)施例是這種情況，金箔7066被放置在裝置的一個(gè)腿上以測(cè)量移動(dòng)程度。整個(gè)彈簧加載裝置7061被置于帕爾容器中(圖18)并且如實(shí)施例1所述進(jìn)行加熱實(shí)驗(yàn)。

如實(shí)施例1所述，室溫帕爾容器之后被取樣以獲得加熱實(shí)驗(yàn)后在容器中剩余的一部分代表性氣體。氣體取樣、烴氣體樣品氣相色譜(GC)測(cè)試和非烴氣體樣品氣相色潛(GC)如實(shí)施例1進(jìn)行。結(jié)果顯示在圖23、表4和表1中。在圖23中，y-軸4010表示以微微安(pA)計(jì)的檢測(cè)器響應(yīng)，而x-軸4011表示以分鐘計(jì)的保留時(shí)間。在圖23中，峰4012表示甲烷的響應(yīng)，峰4013表示乙烷的響應(yīng)，峰4014表示丙烷的響應(yīng)，峰4015表示丁烷的響應(yīng)，峰4016表示戊烷的響應(yīng)，和峰4017表示己烷的響應(yīng)。從氣相色譜結(jié)果和所涉及的已知體積和壓強(qiáng)，該氣體的總烴含量測(cè)定為1.33克并且該氣體的CO2含量為1.70克。
表4. 圖23-實(shí)施例2-400psi應(yīng)力-氣體GC的峰和面積詳細(xì)資料 表4.(續(xù))
此時(shí)，使帕爾容器通風(fēng)以達(dá)到大氣壓，將容器打開，并且從帕爾容器內(nèi)部收集液體。將水與烴層分離并且稱重。收集的量記錄在表1中。收集的烴液被放在小瓶中、密封并且在光不存在下儲(chǔ)存。任何覆蓋在裝置表面或帕爾容器邊上的另外的液體用紙巾收集，并將這種收集的液體的重量加到收集的總液體上。任何殘留在Berea砂巖中的液體用二氯甲烷進(jìn)行萃取，并且其在總液體中所占的重量報(bào)告在表1中。由于加熱Berea砂巖圓筒和端部塞與有機(jī)物質(zhì)一起明顯變黑。Berea中的有機(jī)物質(zhì)不可用甲苯或二氯甲烷萃取，并且因此其經(jīng)測(cè)定是由烴液的裂解形成的焦炭。加熱實(shí)驗(yàn)后，Berea被碾碎并且測(cè)量其總的有機(jī)碳(TOC)。該測(cè)量被用于估計(jì)在Berea中焦炭的量以及隨后估計(jì)在Berea中有多少液體已經(jīng)裂解。常數(shù)因子2.283被用于將測(cè)量的TOC轉(zhuǎn)化成液體數(shù)量的估計(jì)值，其一定存在以產(chǎn)生在Berea中發(fā)現(xiàn)的碳。這種估計(jì)的液體是在表1中顯示的“推斷油(inferred oil)”值。稱重固體巖心樣品并且其經(jīng)測(cè)定由于加熱已經(jīng)損失了10.29克。
實(shí)施例3
以與實(shí)施例2相似的方式對(duì)來自油頁(yè)巖巖塊CM-1B的巖心樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中施加的有效應(yīng)力為400psi。通過烴氣體樣品氣相色譜(GC)和非烴氣體樣品氣相色譜(GC)(GC未被顯示)收集和分析的氣體樣品的結(jié)果顯示在圖24、表5和表1中。在圖24中，y-軸4020表示以微微安(pA)計(jì)的檢測(cè)器響應(yīng)，而x-軸4021表示以分鐘計(jì)的保留時(shí)間。在圖24中，峰4022表示甲烷的響應(yīng)，峰4023表示乙烷的響應(yīng)，峰4024表示丙烷的響應(yīng)，峰4025表示丁烷的響應(yīng)，峰4026表示戊烷的響應(yīng)，和峰4027表示己烷的響應(yīng)。通過全油氣相色譜(WOGC)分析收集和分析的液體的結(jié)果顯示在圖25、表6和表1中。在圖25中，y-軸5050表示以微微安(pA)計(jì)的檢測(cè)器響應(yīng)，而x-軸5051表示以分鐘計(jì)的保留時(shí)間。GC色譜圖一般由標(biāo)記5052顯示，其中單個(gè)鑒別的峰用縮寫進(jìn)行標(biāo)記。
表5. 圖24-實(shí)施例3-400psi應(yīng)力-氣體GC的峰和面積詳細(xì)資料 表5.(續(xù)) 表6. 圖25-實(shí)施例3-400psi應(yīng)力-液體GC的峰和面積詳細(xì)資料 實(shí)施例4
以與實(shí)施例2相似的方式對(duì)來自油頁(yè)巖巖塊CM-1B的巖心樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然而，在該實(shí)施例中施加的有效應(yīng)力為1,000psi。通過烴氣體樣品氣相色譜(GC)和非烴氣體樣品氣相色譜(GC)(GC未被顯示)收集和分析的氣體的結(jié)果顯示在圖26、表7和表1中。在圖26中，y-軸4030表示以微微安(pA)計(jì)的檢測(cè)器響應(yīng)，而x-軸4031表示以分鐘計(jì)的保留時(shí)間。在圖26中，峰4032表示甲烷的響應(yīng)，峰4033表示乙烷的響應(yīng)，峰4034表示丙烷的響應(yīng)，峰4035表示丁烷的響應(yīng)，峰4036表示戊烷的響應(yīng)，和峰4037表示己烷的響應(yīng)。通過全油氣相色譜(WOGC)收集和分析的液體的結(jié)果顯示在圖27、表8和表1中。在圖27中，y-軸6000表示以微微安(pA)計(jì)的檢測(cè)器響應(yīng)，而x-軸6001表示以分鐘計(jì)的保留時(shí)間。GC色譜圖一般由標(biāo)記6002顯示，其中單個(gè)鑒別的峰用縮寫進(jìn)行標(biāo)記。
表7. 圖26-實(shí)施例4-1000psi應(yīng)力-氣體GC的峰和面積詳細(xì)資料 表7.(續(xù)) 表8. 圖27-實(shí)施例4-1000psi應(yīng)力-液體GC的峰和面積詳細(xì)資料 實(shí)施例5
以與實(shí)施例2相似的方式對(duì)來自油頁(yè)巖巖塊CM-1B的巖心樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；然而，在該實(shí)施例中施加的有效應(yīng)力為1,000psi。通過烴氣體樣品氣相色譜(GC)和非烴氣體樣品氣相色譜(GC)(GC未顯示)收集和分析的氣體的結(jié)果顯示在圖28、表9和表1中。在圖28中，y-軸4040表示以微微安(pA)計(jì)的檢測(cè)器響應(yīng)，而x-軸4041表示以分鐘計(jì)的保留時(shí)間。在圖28中，峰4042表示甲烷的響應(yīng)，峰4043表示乙烷的響應(yīng)，峰4044表示丙烷的響應(yīng)，峰4045表示丁烷的響應(yīng)，峰4046表示戊烷的響應(yīng)，和峰4047表示己烷的響應(yīng)。
表9. 圖28-實(shí)施例5-1000psi應(yīng)力-氣體GC的峰和面積詳細(xì)資料 表9.(續(xù)) 表1. 實(shí)施例1-5的匯總數(shù)據(jù) 分析
通過實(shí)施例1-5描述的實(shí)驗(yàn)程序以及氣體和液體樣品收集程序獲得的氣體和液體樣品是通過下面的烴氣體樣品氣相色譜(GC)分析方法、非烴氣體樣品氣相色譜(GC)分析方法、氣體樣品GC峰鑒別和積分方法、全油氣相色譜(WOGC)分析方法，以及全油氣相色譜(WOGC)峰鑒別和積分方法進(jìn)行分析的。

對(duì)如在實(shí)施例1-5中所述的加熱測(cè)試期間收集的氣體樣品的烴和非烴氣體進(jìn)行分析，利用的是與Agilent Model 5973四極質(zhì)量選擇性檢測(cè)器相連的AgilentModel 6890氣相色譜儀。6890GC被配置有兩個(gè)入口(前和后)和兩個(gè)具有兩個(gè)固定體積樣品環(huán)的檢測(cè)器(前和后)，用于樣品導(dǎo)入。采用與GC儀器一起供應(yīng)的Chemstation軟件(修訂本A.03.01)進(jìn)行峰鑒別和積分。對(duì)于烴氣體，GC配置由下列組成 a)分流/無(wú)分流入口(GC的后面位置) b)FID(火焰離子化檢測(cè)器)，GC的后面位置 c)HP Ultra-2(5％苯基甲基硅氧烷)毛細(xì)管柱(兩個(gè))(25米×200μm ID)，一個(gè)引向FID檢測(cè)器，另一個(gè)引向Agilent 5973質(zhì)量選擇性檢測(cè)器 d)500μl固定體積樣品環(huán) e)六通氣體取樣閥 f)低溫(液氮)恒溫箱，具有冷卻能力 g)恒溫箱程序-80℃持續(xù)2分鐘，20℃/min至0℃，然后4℃/min至20℃，然后10℃/min至100℃，保持1分鐘 h)氦載氣流速2.2ml/min i)入口溫度100℃ j)入口壓強(qiáng)19.35psi k)分流比25∶1 l)FID溫度310℃
對(duì)于非烴氣體(例如氬、二氧化碳和硫化氫)，GC配置由下列組成 a)PTV(可編程溫度汽化)入口(GC的前面位置) b)TCD(熱導(dǎo)檢測(cè)器)GC的前面位置 c)GS-GasPro毛細(xì)管柱(30米×0.32mm ID) d)100μl固定體積樣品環(huán) e)六通氣體取樣閥 f)恒溫箱程序25℃保持2min.，然后10℃/min至200℃，保持1min。
g)氦載氣流速4.1ml/min h)入口溫度200℃ i)入口壓力14.9psi j)無(wú)分流模式 k)TCD溫度250℃
對(duì)于實(shí)施例1-5，包含從帕爾容器收集的氣體的不銹鋼樣品筒(圖18)被安裝有兩階段氣體調(diào)節(jié)器(針對(duì)細(xì)壓縮氣瓶(lecture bottle)應(yīng)用設(shè)計(jì))以使氣體壓強(qiáng)降至每平方英寸大約二十磅。隔板附件定位在調(diào)解器出口，以允許通過Hamilton 1005型氣密注射器，取出氣體。隔板附件和注射器用來自不銹鋼樣品筒的氣體吹掃，以確保收集到代表性氣體樣品。氣體樣品然后被轉(zhuǎn)移到不銹鋼室(隔板室)，所述不銹鋼室(隔板室)被配置有壓力傳感器和隔板附件。隔板室通過不銹鋼毛細(xì)管路與安裝在GC上的固定體積樣品環(huán)相連。隔板室和樣品環(huán)被抽空大約5分鐘。抽空的隔板室然后通過關(guān)閉位于隔板室出口的針形閥而與抽空的樣品環(huán)隔離。氣體樣品從氣密性注射器通過隔板附件導(dǎo)入隔板室中，并且記錄壓強(qiáng)。抽空的樣品環(huán)然后向加壓的隔板室開放，并且使氣體樣品在樣品環(huán)和隔板室之間平衡一分鐘。然后記錄平衡壓強(qiáng)，以允許在注射到GC入口之前計(jì)算在樣品環(huán)中存在的氣體總摩爾數(shù)。樣品環(huán)內(nèi)含物然后通過氦載氣掃進(jìn)入口，并且基于GC恒溫箱溫度程序和載氣流速，通過毛細(xì)管柱中的保留時(shí)間而將成分分開。

利用鑒定的氣體標(biāo)準(zhǔn)，生成將積分的峰面積與濃度相關(guān)聯(lián)的校準(zhǔn)曲線，用于量化氣體組成。對(duì)于烴氣體，含有在氦基質(zhì)中不同濃度(每百萬(wàn)份，基于摩爾)的甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷和己烷混合物的標(biāo)準(zhǔn)在大氣壓下通過固定體積樣品環(huán)注入GC中。對(duì)于非烴氣，包含單個(gè)成分的標(biāo)準(zhǔn)——即氦中的二氧化碳和天然氣中的硫化氫——在樣品環(huán)中在不同壓強(qiáng)下注入GC中以產(chǎn)生校準(zhǔn)曲線。

在圖16中報(bào)告的烴氣體樣品摩爾百分?jǐn)?shù)采用下列方法獲得。至少三種不同濃度的甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷和己烷的氣體標(biāo)準(zhǔn)在氣相色譜上運(yùn)行以獲得針對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)濃度的峰面積響應(yīng)。然后在Chemstation軟件內(nèi)使已知濃度與各自的峰面積響應(yīng)相關(guān)聯(lián)，以產(chǎn)生甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷和己烷的校準(zhǔn)曲線。在Chemstation中繪制校準(zhǔn)曲線，以確保在濃度和峰強(qiáng)度之間良好的線性(R2＞0.98)。對(duì)于每個(gè)校準(zhǔn)的化合物使用線性擬合，使得峰面積和摩爾濃度之間的響應(yīng)因子是Chemstation軟件所測(cè)定的直線斜率的函數(shù)。Chemstation軟件程序然后測(cè)定將GC峰面積強(qiáng)度與每個(gè)校準(zhǔn)化合物的摩爾數(shù)量關(guān)聯(lián)的響應(yīng)因子。該軟件然后從響應(yīng)因子和峰面積測(cè)定每個(gè)校準(zhǔn)化合物的摩爾數(shù)。在實(shí)施例1-5中使用的峰面積被報(bào)告在表2、4、5、7和9中。校準(zhǔn)曲線未測(cè)定的每個(gè)鑒定化合物(即異丁烷、異戊烷和2-甲基戊烷)的摩爾數(shù)然后利用最接近的校準(zhǔn)化合物(即，對(duì)于異丁烷來說是丁烷；對(duì)于異戊烷來說是戊烷；以及對(duì)于2-甲基戊烷來說是己烷)的響應(yīng)因子乘以校準(zhǔn)曲線未測(cè)定的鑒定化合物的峰面積與校準(zhǔn)化合物的峰面積的比值進(jìn)行估計(jì)。圖16中報(bào)告的值然后取為所有已鑒定的烴氣體GC面積(即甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷、異戊烷、正戊烷、2-甲基戊烷和正己烷)總數(shù)與計(jì)算的摩爾濃度的百分?jǐn)?shù)。因此所有實(shí)驗(yàn)的圖解的甲烷至正C6摩爾百分?jǐn)?shù)不包括在表2、4、5、7或9中所列的未鑒定的烴氣體種類的摩爾份額(例如表2中的峰編號(hào)2、6、8-11、13、15-22、24-26和28-78)。

在如實(shí)施例1、3和4描述的加熱測(cè)試期間收集的液體樣品按照下列方法通過全油氣相色譜(WOGC)進(jìn)行分析。樣品、QA/QC標(biāo)準(zhǔn)和空白(二硫化碳)在配置有分流/無(wú)分流注射器、自動(dòng)取樣器和火焰離子檢測(cè)器(FID)的Agilent 6890GC中利用Ultra 1 Methyl Siloxane(甲基硅氧烷)柱(長(zhǎng)25m，直徑0.32μm，膜厚0.52μm)進(jìn)行分析。樣品以分流模式注入到毛細(xì)管柱上，其分流比為80∶1。GC恒溫箱溫度在20℃被恒定保持5min，以5℃·min-1的速度從20℃程序控制升溫至300℃，然后在300℃下保持30min(總運(yùn)行時(shí)間＝90min)。注射器溫度被保持在300℃，并且FID溫度被設(shè)定在310℃。氦以2.1mL·min-1的流速被用作載氣。利用隨Agilent儀器提供的Chemstation軟件修訂本A.10.02[1757](Agilent Tech.1990-2003)進(jìn)行峰鑒別和積分。

烴的標(biāo)準(zhǔn)混合物通過上述WOGC方法以及通過配置有分流/無(wú)分流注射器、自動(dòng)取樣器和質(zhì)量選擇性檢測(cè)器(MS)的Agilent 6890GC在相同條件下進(jìn)行平行分析。通過從GC-MS分析每個(gè)峰的質(zhì)譜進(jìn)行烴化合物的鑒定。因?yàn)閷?duì)于兩種儀器來說條件是相同的，因此在GC-MS上進(jìn)行的峰鑒別可以被轉(zhuǎn)移到在GC-FID上獲得的峰。利用這些數(shù)據(jù)，使保留時(shí)間和峰鑒別關(guān)聯(lián)的化合物表被設(shè)定在GC-FIDChemstation中。該表被用于峰鑒別。

在液體樣品上獲得的氣相色譜圖(圖4、9和11)利用假組分技術(shù)進(jìn)行分析。鑒定每個(gè)假組分所用的慣例是將從正構(gòu)烷烴至下一個(gè)出現(xiàn)的正構(gòu)烷烴的所有份額積分，其中假組分由滯后洗脫的正構(gòu)烷烴進(jìn)行命名。例如，C-10假組分從剛過去的正C9開始并且繼續(xù)剛好經(jīng)過正C10的積分獲得。以這種方式獲得的假組分的碳數(shù)重量百分?jǐn)?shù)和摩爾百分?jǐn)?shù)值利用由Katz和Firoozabadi開發(fā)的關(guān)系式確定(Katz、D.L.、and A.Firoozabadi、1978.Predicting phase behavior of condensate/crude-oilsystems using methane interaction coefficients、J.Petroleum Technology(Nov.1978)、1649-1655)。實(shí)施例1、3和4的假組分分析物的結(jié)果顯示在表10、11和12中。

為了闡明該技術(shù)，實(shí)施例1的C10假組分的示例性假組分重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算參考表10呈現(xiàn)在下面。首先，C-10假組分面積如上所述是從剛過去的正C9開始并且繼續(xù)剛好經(jīng)過正C10的面積的積分獲得的。C10假組分的總積分面積是10551.700皮安秒(pAs)。總C10假組分積分面積(10551.700pAs)然后乘以C10假組分密度(0.7780g/ml)，產(chǎn)生8209.22pAs g/ml的″面積×密度″。類似地，確定每個(gè)假組分和所有較輕的所列化合物(即nC3、iC4、nC4、iC5 & nC5)的峰積分面積，并且將其乘以其各自的密度，以產(chǎn)生每個(gè)各自假組分和所列化合物的“面積×密度”數(shù)。每個(gè)假組分和所列化合物的各自確定的“面積×密度”數(shù)然后相加以確定“總面積×密度”數(shù)。實(shí)施例1的″總面積×密度”數(shù)是96266.96pAs g/ml。C10假組分重量百分?jǐn)?shù)然后通過將C10假組分“面積×密度”數(shù)(8209.22pAs g/ml)除以“總面積×密度”數(shù)(96266.96pAs g/ml)以得到8.53重量百分?jǐn)?shù)的C10假組分重量百分?jǐn)?shù)而獲得。

為了進(jìn)一步闡明該假組分技術(shù)，實(shí)施例1的C10假組分的示例性假組分摩爾百分?jǐn)?shù)計(jì)算參考表10呈現(xiàn)在下面。首先，C-10假組分面積如上所述是從剛過去的正C9開始并且繼續(xù)剛好經(jīng)過正C10的面積的積分獲得的。C10假組分的總積分面積是10551.700皮安秒(pAs)?？侰10假組分積分面積(10551.700pAs)然后乘以C10假組分密度(0.7780g/ml)，產(chǎn)生8209.22pAs g/ml的″面積×密度″。類似地，確定每個(gè)假組分和所有較輕的所列化合物(即nC3、iC4、nC4、iC5 & nC5)的積分面積，并且將其乘以其各自的密度以產(chǎn)生每個(gè)各自假組分和所列化合物的“面積×密度”數(shù)。C10假組分“面積×密度”數(shù)(8209.22pAs g/ml)然后除以C10假組分分子量(134.00g/mol)，產(chǎn)生61.26pAs mol/ml C10假組分″面積×密度/分子量″數(shù)。類似地，每個(gè)假組分和所列化合物的“面積×密度”數(shù)然后除以這些組分或化合物各自的分子量，以產(chǎn)生每個(gè)相應(yīng)假組分和所列化合物的″面積×密度/分子量″數(shù)。每個(gè)假組分和所列化合物各自確定的″面積×密度/分子量″數(shù)然后相加以確定″總面積×密度/分子量″數(shù)。實(shí)施例1的總″總面積×密度/分子量″數(shù)是665.28pAsmol/ml。C10假組分摩爾百分?jǐn)?shù)然后是通過將C10假組分″面積×密度/分子量″數(shù)(61.26pAs mol/ml)除以″總面積×密度/分子量″數(shù)(665.28pAs mol/ml)以得到9.21摩爾百分?jǐn)?shù)的C10假組分摩爾百分?jǐn)?shù)而獲得的。
表10. 實(shí)施例1的假組分-液體的GC-0應(yīng)力 表11. 實(shí)施例3的假組分-液體的GC-400psi應(yīng)力 表12. 實(shí)施例4的假組分-液體的GC-1000psi應(yīng)力
TOC和生油巖評(píng)價(jià)儀(Rock-eval)測(cè)試是在來自油頁(yè)巖巖塊CM-1B的樣品上進(jìn)行的，該樣品在與通過實(shí)施例1-5中所述帕爾加熱方法測(cè)試的樣品相同的地質(zhì)學(xué)區(qū)間獲得。這些測(cè)試產(chǎn)生21％的TOC以及872mg/g-toc的生油巖評(píng)價(jià)儀含氫指數(shù)。

下述TOC和生油巖評(píng)價(jià)儀程序針對(duì)在實(shí)施例1-5中描述的帕爾加熱測(cè)試后剩余的油頁(yè)巖樣品進(jìn)行。結(jié)果顯示在表13中。

上述生油巖評(píng)價(jià)儀熱解分析采用下列步驟進(jìn)行。生油巖評(píng)價(jià)儀熱解分析利用Delsi生油巖評(píng)價(jià)儀II儀器在校準(zhǔn)巖石標(biāo)準(zhǔn)(IFP標(biāo)準(zhǔn)#55000)、空白和樣品上進(jìn)行。巖石樣品在裝載到生油巖評(píng)價(jià)儀坩堝之前被碾碎、微粉化和風(fēng)干。25與100mg之間的粉末狀巖石樣品被裝載到坩堝中，這取決于該樣品總有機(jī)碳(TOC)含量。在每天開始時(shí)運(yùn)行兩個(gè)或三個(gè)空白以凈化該系統(tǒng)并且穩(wěn)定溫度。兩個(gè)或三個(gè)重量為100+/-1mg的IFP校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)#55000的樣品被運(yùn)行以校準(zhǔn)該系統(tǒng)。如果生油巖評(píng)價(jià)儀Tmax參數(shù)在這些標(biāo)準(zhǔn)上是419℃+/-2℃，就對(duì)樣品進(jìn)行分析。該標(biāo)準(zhǔn)也在每10個(gè)樣品之前和之后運(yùn)行以監(jiān)控該儀器的性能。

生油巖評(píng)價(jià)儀熱解技術(shù)涉及在惰性(氦)氣氛中將粉末狀巖石樣品速度程序化加熱至高溫以及表征從化學(xué)鍵的熱斷裂所產(chǎn)生的產(chǎn)物。在將樣品導(dǎo)入后熱解烘箱在300℃下等溫保持三分鐘。在該階段產(chǎn)生的烴通過火焰離子化檢測(cè)器(FID)進(jìn)行檢測(cè)，產(chǎn)生S1峰。熱解烘箱溫度然后以25℃/分鐘的梯度升高至550℃，其中烘箱被等溫保持一分鐘。在該步驟期間產(chǎn)生的烴由FID進(jìn)行檢測(cè)并且產(chǎn)生S2峰。

含氫指數(shù)(HI)是通過將S2峰(表示為mg烴/g巖石)歸一化成重量百分?jǐn)?shù)TOC(獨(dú)立確定的總有機(jī)碳)計(jì)算的，如下 HI＝(S2/TOC)*100 其中HI被表示為mg烴/gTOC。

總有機(jī)碳(TOC)通過適合于地質(zhì)學(xué)樣品的熟知方法進(jìn)行確定，即所存在的任何碳酸鹽巖石通過酸處理接著是剩余物質(zhì)燃燒而被去除，以產(chǎn)生并測(cè)量CO2形式的有機(jī)基碳。
表13. 帕爾加熱測(cè)試后油頁(yè)巖樣品的TOC和生油巖評(píng)價(jià)儀結(jié)果


實(shí)施例1-5的API比重通過估計(jì)所收集的液體的室溫比重(SG)進(jìn)行估計(jì)，并且結(jié)果被報(bào)告在表14中。API比重通過應(yīng)用下式從確定的比重中估計(jì) API比重＝(141.5/SG)-131.5
每種液體樣品的比重利用下列步驟進(jìn)行估計(jì)。空的50μl Hamilton Model1705氣密性注射器在Mettler AE 163數(shù)字天平上稱重以測(cè)定空注射器重量。該注射器然后通過將該注射器填充一定體積的液體而被加載。記錄下注射器中液體的體積。然后稱量加載的注射器。液體樣品重量然后通過將加載的注射器測(cè)量重量減去測(cè)量的空注射器重量進(jìn)行估計(jì)。比重然后通過將液體樣品重量除以液體樣品所占的注射器體積進(jìn)行估計(jì)。
表14. 來自實(shí)施例1-5的液體樣品的估計(jì)API比重
上述的方法對(duì)于在科羅拉多州的Piceance盆地中回收烴方面可具有價(jià)值。一些人已經(jīng)評(píng)估出，在美國(guó)西部的一些油頁(yè)巖沉積物中，每地表英畝可以回收高達(dá)1百萬(wàn)桶油。一項(xiàng)研究已經(jīng)估計(jì)在Piceance盆地的油頁(yè)巖地層中含蘇打石部分內(nèi)的油頁(yè)巖資源在適當(dāng)?shù)奈恢镁哂兴那|桶頁(yè)巖油?？偟膩碚f，僅僅在Piceance盆地可存在高達(dá)1萬(wàn)億桶頁(yè)巖油。

本發(fā)明的某些特征就一組數(shù)值上限和一組數(shù)值下限進(jìn)行了描述。應(yīng)當(dāng)理解，除非另外指明，通過這些極限值的任何組合形成的范圍在本發(fā)明的范圍內(nèi)。盡管按照美國(guó)實(shí)踐，一些從屬權(quán)利要求具有單一從屬關(guān)系，但這些從屬權(quán)利要求中任一項(xiàng)的每個(gè)特征可以與從屬于相同的一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立權(quán)利要求的其它從屬權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)的每一個(gè)特征進(jìn)行組合。

盡管顯然的是對(duì)本文描述的發(fā)明進(jìn)行了充分計(jì)算以實(shí)現(xiàn)上面提到的益處和優(yōu)點(diǎn)，但是應(yīng)當(dāng)理解的是本發(fā)明易于進(jìn)行修改、變化和改變，而不脫離其精神。
權(quán)利要求
1.原位加熱富含有機(jī)物巖層的選定部分的方法，其包括
在至少部分位于所述富含有機(jī)物巖層內(nèi)的井筒中提供套管，所述套管延伸至所述富含有機(jī)物巖層的所述選定部分之內(nèi)或下方的深度；
在所述套管內(nèi)提供管道，所述管道限定在所述管道和周圍的套管之間的第一環(huán)狀空間；
設(shè)定氧化劑或可燃燃料的化學(xué)計(jì)量燃燒過量的量，所述化學(xué)計(jì)量燃燒過量的量目的是在沿著所述富含有機(jī)物巖層的所述選定部分的所述第一環(huán)狀空間中提供更加均勻的溫度剖面；
將所述氧化劑和所述可燃燃料注入所述井筒中，其中所述氧化劑或所述可燃燃料基本上處于化學(xué)計(jì)量燃燒過量的設(shè)定量；
在所述井筒中提供硬件，以使所述氧化劑和所述可燃燃料在基本上位于所述富含有機(jī)物巖層的所述選定部分內(nèi)的第一燃燒深度處混合并燃燒成煙道氣；
使所述煙道氣沿著所述第一環(huán)狀空間向上移動(dòng)；
沿著位于所述第一燃燒深度下方的所述管道的至少一部分提供絕緣，從而降低在所述第一環(huán)狀空間中的所述煙道氣和所述管道內(nèi)的所述煙道氣之間的傳熱系數(shù)。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述富含有機(jī)物巖層包含重質(zhì)烴。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述富含有機(jī)物巖層是油頁(yè)巖地層。
4.權(quán)利要求3所述的方法，其中所述套管從所述富含有機(jī)物巖層的至少一部分分離流體流進(jìn)入所述井筒中。
5.權(quán)利要求3所述的方法，其中所述絕緣具有選定長(zhǎng)度以在沿著所述富含有機(jī)物巖層的所述選定部分的所述第一環(huán)狀空間內(nèi)進(jìn)一步提供更加均勻的溫度剖面。
6.權(quán)利要求5所述的方法，其中沿著所述富含有機(jī)物巖層的所述選定部分的溫度在大約300℃和900℃之間。
7.權(quán)利要求5所述的方法，其中沿著所述富含有機(jī)物巖層的所述選定部分的溫度在大約300℃和750℃之間。
8.權(quán)利要求5所述的方法，其中所述管道上的所述絕緣被置于所述管道的外徑上。
9.權(quán)利要求3所述的方法，其中所述管道上的所述絕緣包括所述管道的外徑上的第一層，其從大約所述第一燃燒深度延伸至所述井筒的底部附近，和所述管道的內(nèi)徑上的第二層，其從大約所述第一燃燒深度延伸至所述第一燃燒深度下方大約20米。
10.權(quán)利要求3所述的方法，其中所述硬件包括
第一管狀部件，其位于所述管道內(nèi)并且延伸至所述富含有機(jī)物巖層的所述選定部分，所述第一管狀部件限定在所述第一管狀部件和所述周圍的管道之間的第二環(huán)狀空間；和
第一燃燒器，其位于大約所述第一燃燒深度處。
11.權(quán)利要求10所述的方法，其中所述可燃燃料被注入所述管道中并且所述氧化劑被注入所述第二環(huán)狀空間中。
12.權(quán)利要求10所述的方法，其中所述氧化劑被注入所述管道中并且所述可燃燃料被注入所述第二環(huán)狀空間中。
13.權(quán)利要求10所述的方法，其中所述硬件進(jìn)一步包括
第一管狀通風(fēng)帽，其緊接所述第一燃燒器下方布置。
14.權(quán)利要求10所述的方法，其中所述硬件進(jìn)一步包括
第二燃燒器，其位于所述富含有機(jī)物巖層的所述選定部分內(nèi)的第二燃燒深度，其中所述第二燃燒深度低于所述第一燃燒深度；和
第二管狀通風(fēng)帽，其緊接所述第二燃燒器下方布置。
15.權(quán)利要求14所述的方法，其中提供絕緣的步驟包括沿著位于所述第一燃燒深度下方和所述第二燃燒器下方的所述管道的至少一部分提供絕緣。
16.權(quán)利要求15所述的方法，其中所述絕緣沿著所述管道的外徑安置。
17.權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第一燃燒器和所述第二燃燒器附近的所述管道由高度耐熱材料制造。
18.權(quán)利要求15所述的方法，其中另外的絕緣沿著所述第一燃燒器和所述第二燃燒器附近的所述管道的內(nèi)徑安置。
19.權(quán)利要求18所述的方法，其中所述另外的絕緣包括陶瓷。
20.權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一燃燒深度附近的所述管道的第一部分由最大工作溫度比所述管道一個(gè)或多個(gè)其它部分高的合金或金屬構(gòu)造。
21.權(quán)利要求20所述的方法，其中所述管道的第一部分包括從所述第一燃燒深度附近開始且向下延伸至管道端附近的所述管道。
22.權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一燃燒器的深度、注入所述可燃燃料的速率、注入所述氧化劑的速率或其組合被規(guī)定，以使向上穿過所述第一環(huán)狀空間的所述煙道氣的溫度在整個(gè)所述富含有機(jī)物巖層的所述選定部分保持在大約300℃至750℃內(nèi)。
23.權(quán)利要求22所述的方法，其中注入所述可燃燃料的速率隨著時(shí)間被降低。
24.權(quán)利要求10所述的方法，其進(jìn)一步包括
在地表從所述第一環(huán)狀空間收集所述煙道氣；
壓縮所收集的煙道氣；并且
將壓縮的煙道氣與包含氧氣的壓縮空氣混合以形成氧化劑混合物。
25.權(quán)利要求24所述的方法，其進(jìn)一步包括
將所述氧化劑混合物注入所述井筒中，所述混合物形成所述氧化劑的至少一部分。
26.權(quán)利要求10所述的方法，其進(jìn)一步包括
在地表從所述第一環(huán)狀空間收集所述煙道氣；
壓縮所收集的煙道氣；
將壓縮的煙道氣與可燃?xì)怏w混合以形成可燃燃料混合物；并且
將所述可燃燃料混合物注入所述井筒中，所述可燃燃料混合物形成所述可燃燃料的至少一部分。
27.權(quán)利要求10所述的方法，其進(jìn)一步包括
在地表從所述第一環(huán)狀空間收集所述煙道氣；并且
監(jiān)控收集的煙道氣中可燃種類的存在以評(píng)測(cè)所述第一燃燒器是否適當(dāng)點(diǎn)燃。
28.權(quán)利要求27所述的方法，其中所述可燃種類包括甲烷、乙烷、氫氣(H2)和一氧化碳中至少一種。
29.權(quán)利要求3所述的方法，其進(jìn)一步包括
在地表處理所述煙道氣以去除NOx成分；并且
將所述煙道氣排到大氣中。
30.權(quán)利要求10所述的方法，其進(jìn)一步包括
監(jiān)控在所述第一燃燒深度附近所述套管中一點(diǎn)處的所述煙道氣的溫度。
31.權(quán)利要求10所述的方法，其中
所述第一管狀部件在所述第一燃燒深度處具有下端；
所述第一燃燒器被置于所述第一管狀部件的所述下端；并且
所述硬件進(jìn)一步包括
第二管狀部件，其位于所述管道內(nèi)并且在比所述第一燃燒深度低的
第二燃燒深度處具有延伸至所述富含有機(jī)物巖層的所述選定部分的下端；
和
第二燃燒器，其被置于所述第二燃燒深度處。
32.權(quán)利要求31所述的方法，其中所述硬件進(jìn)一步包括
第一管狀通風(fēng)帽，其緊接所述第一燃燒器下方布置；和
第二管狀通風(fēng)帽，其緊接所述第二燃燒器下方布置。
33.權(quán)利要求32所述的方法，其中所述硬件進(jìn)一步包括
第三管狀部件，其位于所述管道內(nèi)并且在比所述第二燃燒深度低的第三燃燒深度處具有延伸至所述富含有機(jī)物巖層的所述選定部分的下端；
第三燃燒器，其被置于所述第三燃燒深度處；
第三管狀通風(fēng)帽，其緊接所述第三燃燒器下方布置；和
絕緣層，其沿著所述第三燃燒器附近的所述管道的內(nèi)徑安置。
34.權(quán)利要求32所述的方法，其中
所述第一燃燒器和所述第二燃燒器間隔大約20至150米。
35.權(quán)利要求33所述的方法，其中
所述第一燃燒器、所述第二燃燒器和所述第三燃燒器每個(gè)都間隔大約20至150米。
36.權(quán)利要求10所述的方法，其中
所述第一燃燒器沿著所述第二環(huán)狀空間內(nèi)的所述第一管狀部件放置；并且
所述硬件進(jìn)一步包括
第二燃燒器，其沿著所述第二環(huán)狀空間內(nèi)的所述第一管狀部件放置在所述富含有機(jī)物巖層的所述選定部分內(nèi)的第二燃燒深度處，所述第二燃燒深度在所述第一燃燒深度之下。
37.權(quán)利要求36所述的方法，其中
第一管狀通風(fēng)帽緊接所述第一燃燒器下方布置；和
第二管狀通風(fēng)帽緊接所述第二燃燒器下方布置。
38.權(quán)利要求37所述的方法，其中所述硬件進(jìn)一步包括
第三燃燒器，其沿著所述第二環(huán)狀空間內(nèi)的所述第一管狀部件放置在所述富含有機(jī)物巖層的所述選定部分內(nèi)的第三燃燒深度處，所述第三燃燒深度在所述第二燃燒深度之下；
第三管狀通風(fēng)帽，其緊接所述第三燃燒器下方布置。
39.權(quán)利要求36所述的方法，其中所述第一燃燒器和所述第二燃燒器間隔大約20至100米。
40.權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第一管狀通風(fēng)帽由陶瓷或耐火金屬制成。
41.權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一燃燒深度在所述富含有機(jī)物巖層的所述選定部分的頂部附近。
42.權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一燃燒器用電阻加熱元件點(diǎn)燃。
43.權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一燃燒器利用可拆卸電加熱元件點(diǎn)燃，所述可拆卸電加熱元件可被選擇性地插入到管狀部件中。
44.權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一燃燒器通過向管狀部件注入引火物質(zhì)點(diǎn)燃。
45.權(quán)利要求10所述的方法，其中所述氧化劑以所述化學(xué)計(jì)量燃燒量的大約1.25至6.0倍的質(zhì)量流量注入。
46.權(quán)利要求10所述的方法，其中所述氧化劑以所述化學(xué)計(jì)量燃燒量的大約2.0至5.0倍的質(zhì)量流量注入。
47.權(quán)利要求10所述的方法，其中所述氧化劑以大約5,000至50,000kg/天的速率注入。
48.權(quán)利要求10所述的方法，其中所述氧化劑以大約10,000至25,000kg/天的速率注入。
49.權(quán)利要求3所述的方法，其中所述氧化劑在大約50至250磅/平方英寸的壓強(qiáng)下注入。
50.權(quán)利要求3所述的方法，其中所述可燃燃料在大于約200磅/平方英寸的壓強(qiáng)下注入。
51.權(quán)利要求14所述的方法，其中所述第一燃燒器和所述第二燃燒器每個(gè)都供應(yīng)每米目標(biāo)加熱長(zhǎng)度約0.5至4.0kW的熱能。
52.權(quán)利要求10所述的方法，其進(jìn)一步包括
加熱位于所述油頁(yè)巖地層中的油頁(yè)巖以便將所述油頁(yè)巖的至少一部分熱解成烴流體，所述烴流體包括氣體；并且
采出所述氣體。
53.權(quán)利要求52所述的方法，其中所述可燃燃料的至少一部分由所述氣體組成。
54.權(quán)利要求53所述的方法，其進(jìn)一步包括
處理所述氣體以便從所述氣體中基本上去除H2S。
55.權(quán)利要求14所述的方法，其中
所述可燃燃料是燃料氣；并且
所述第一燃燒器和所述第二燃燒器的強(qiáng)度每個(gè)都通過調(diào)節(jié)所述燃料氣的組成進(jìn)行控制。
56.權(quán)利要求3所述的方法，其中所述可燃燃料是用添加的惰性組分進(jìn)行稀釋的天然氣。
57.權(quán)利要求56所述的方法，其中所述添加的惰性組分包括二氧化碳(CO2)或氮?dú)?N2)。
58.權(quán)利要求3所述的方法，其中所述管道內(nèi)向下流動(dòng)的煙道氣和所述第一環(huán)狀空間中向上流動(dòng)的煙道氣之間的所述傳熱系數(shù)在所述第一燃燒深度下方平均為小于約50W/m2·℃。
59.權(quán)利要求58所述的方法，其中所述管道內(nèi)向下流動(dòng)的煙道氣和所述第一環(huán)狀空間中向上流動(dòng)的煙道氣之間的所述傳熱系數(shù)在所述第一燃燒深度下方平均約為25W/m2·℃。
60.權(quán)利要求14所述的方法，其中所述第一燃燒器和所述第二燃燒器被設(shè)定大小以便每米期望加熱的地層長(zhǎng)度傳遞200至3,000瓦。
61.原位加熱富含有機(jī)物巖層的加熱井，其包括
至少部分位于所述富含有機(jī)物巖層內(nèi)的井筒中的套管，所述套管延伸至所述富含有機(jī)物巖層內(nèi)的深度，所述套管基本上被封接到所述富含有機(jī)物巖層；
所述套管內(nèi)的管道，所述管道限定在所述管道和周圍的套管之間的環(huán)狀空間；
第一管狀部件，其位于所述管道內(nèi)并且延伸至所述富含有機(jī)物巖層內(nèi)的第一深度；
第一燃燒器，其靠近所述第一管狀部件的底端；
第二管狀部件，其位于所述管道內(nèi)并且延伸至所述富含有機(jī)物巖層內(nèi)的第二深度，所述第二深度低于所述第一深度；
第二燃燒器，其靠近所述第二管狀部件的底端；和
絕緣層，其在所述第一深度和所述第二深度每一個(gè)附近的所述管道上；并且
其中所述第一和第二燃燒器的發(fā)熱量、所述第一和第二燃燒器之間的間隔、所述絕緣層的長(zhǎng)度或其組合被規(guī)定，以當(dāng)所述加熱井運(yùn)行時(shí)在沿著所述富含有機(jī)物巖層的選定部分定位的所述套管內(nèi)產(chǎn)生基本均勻的溫度剖面。
62.權(quán)利要求61所述的加熱井，其中所述第一和第二燃燒器被設(shè)定大小以便每米期望加熱的地層長(zhǎng)度傳遞200至3,000瓦。
63.權(quán)利要求61所述的加熱井，其進(jìn)一步包括
第一管狀通風(fēng)帽，其緊接所述第一燃燒器下方布置；和
第二管狀通風(fēng)帽，其緊接所述第二燃燒器下方布置。
64.權(quán)利要求63所述的加熱井，其進(jìn)一步包括
第三管狀部件，其位于所述管道內(nèi)并且延伸至所述富含有機(jī)物巖層內(nèi)的第三深度，所述第三深度低于所述第二深度；
第三燃燒器，其靠近所述第三管狀部件的底端；和
第二絕緣層，其沿著所述第三燃燒器附近的所述管道安置。
65.原位加熱富含有機(jī)物巖層的加熱井，其包括
至少部分位于所述富含有機(jī)物巖層內(nèi)的井筒中的套管，所述套管延伸至所述富含有機(jī)物巖層內(nèi)或下方的深度，所述套管基本上被封接到所述富含有機(jī)物巖層；
所述套管內(nèi)的管道，所述管道限定在所述管道和周圍的套管之間的環(huán)狀空間；
管狀部件，其位于所述管道內(nèi)并且至少延伸至所述富含有機(jī)物巖層，所述管狀部件限定所述管狀部件和所述周圍的套管之間的第二環(huán)狀空間；
第一燃燒器，其在所述第二環(huán)狀空間內(nèi)并且在所述富含有機(jī)物巖層內(nèi)的第一深度處沿著所述管狀部件放置；和
第二燃燒器，其在所述第二環(huán)狀空間內(nèi)并且在所述富含有機(jī)物巖層內(nèi)的第二深度處沿著所述管狀部件放置，所述第二深度低于所述第一深度；和
絕緣層，其在所述第一深度和所述第二深度每一個(gè)附近的所述管道上；并且
其中所述第一和第二燃燒器的發(fā)熱量、所述第一和第二燃燒器之間的間隔、所述絕緣層的長(zhǎng)度或其組合被規(guī)定，以當(dāng)所述加熱井運(yùn)行時(shí)在沿著所述富含有機(jī)物巖層的選定部分定位的所述套管內(nèi)產(chǎn)生基本均勻的溫度剖面。
66.權(quán)利要求65所述的加熱井，其進(jìn)一步包括
第一管狀通風(fēng)帽，其緊接所述第一燃燒器下方布置；和
第二管狀通風(fēng)帽，其緊接所述第二燃燒器下方布置。
67.權(quán)利要求65所述的方法，其進(jìn)一步包括
第三燃燒器，其在所述第二環(huán)狀空間內(nèi)并且在所述富含有機(jī)物巖層內(nèi)的第三深度處沿著所述管狀部件放置，所述第三深度低于所述第二深度；
第三管狀通風(fēng)帽，其緊接所述第三燃燒器下方布置；和
絕緣層，其沿著所述第三燃燒器附近的所述管道的內(nèi)表面安置。
68.權(quán)利要求65所述的方法，其中所述第一燃燒器和第二燃燒器被設(shè)定大小以便每米期望加熱的長(zhǎng)度傳遞200至3,000瓦。
69.產(chǎn)生烴流體的方法，其包括
利用加熱井原位加熱富含有機(jī)物巖層；并且
從所述富含有機(jī)物巖層生產(chǎn)烴流體，所述烴流體至少部分是由于位于所述富含有機(jī)物巖層中的地層烴的熱解而產(chǎn)生，其中所述加熱井包括
至少部分位于所述富含有機(jī)物巖層內(nèi)的井筒中的套管，所述套管延伸至所述富含有機(jī)物巖層內(nèi)的深度，所述套管基本上被封接到所述富含有機(jī)物巖層；
所述套管內(nèi)的管道，所述管道限定在所述管道和周圍的套管之間的環(huán)狀空間；
管狀部件，其位于所述管道內(nèi)并且至少延伸至所述富含有機(jī)物巖層；
第一燃燒器，其在所述富含有機(jī)物巖層內(nèi)的第一深度處沿著所述管狀部件放置；
第二燃燒器，其在所述富含有機(jī)物巖層內(nèi)的第二深度處沿著所述管狀部件放置，所述第二深度低于所述第一深度；和
絕緣層，其沿著所述管道安置在至少所述第一和第二燃燒器附近；并且
其中所述第一和第二燃燒器的發(fā)熱量、所述第一和第二燃燒器之間的間隔、所述絕緣層的長(zhǎng)度或其組合被規(guī)定，以當(dāng)所述加熱井運(yùn)行時(shí)在沿著所述富含有機(jī)物巖層的選定部分定位的所述套管內(nèi)產(chǎn)生基本均勻的溫度剖面。
全文摘要
提供的是原位加熱目標(biāo)富含有機(jī)物巖層如油頁(yè)巖地層的選定部分的方法。方法包括在井筒中提供套管——所述套管延伸至富含有機(jī)物巖層選定部分之內(nèi)或下方的深度——以及還在套管內(nèi)提供管道的步驟。在管道和周圍的套管之間形成了環(huán)狀區(qū)域?？諝饣蚱渌趸瘎┖涂扇既剂媳蛔⑷刖仓小？諝饣蚩扇既剂鲜腔瘜W(xué)計(jì)量燃燒過量的。方法還包括在井筒中提供硬件以便使空氣和可燃燃料基本上在富含有機(jī)物巖層的深度處混合并燃燒。硬件可包括一個(gè)以上的燃燒器?？梢匝刂谝蝗紵鞲浇墓艿腊仓媒^緣，從而降低管道內(nèi)的傳熱系數(shù)并且在環(huán)狀空間內(nèi)提供更均勻的溫度。
文檔編號(hào)E21B36/00GK101680285SQ200880016359
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月15日
發(fā)明者R·D·卡敏斯克, C·C·拉斯穆森 申請(qǐng)人:?？松梨谏嫌窝芯抗?br>