Способ обработки углеводородсодержащих пластов с использованием неравномерно расположенных источников тепла

Способ обработки углеводородсодержащих пластов с использованием неравномерно расположенных источников тепла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение в общем касается способов и систем, предназначенных для добычи углеводородов, водорода и/или других продуктов из различных подземных пластов, таких как углеводородсодержащие пласты. Определенные варианты осуществления изобретения касаются обработки пластов с нерегулярными группами источников тепла и/или источников тепла, расположенных неравномерно.

Уровень техники

Углеводороды, добываемые из подземных пластов, часто используются в качестве энергетических ресурсов, сырья и потребительских товаров. Озабоченность по поводу истощения углеводородных ресурсов и ухудшения общего качества добываемых углеводородов привела к разработке способов более эффективной добычи, обработки и/или использования доступных углеводородных ресурсов. Для извлечения углеводородных материалов из подземных пластов могут быть использованы процессы in situ. Для того чтобы легче извлекать углеводородный материал из подземного пласта, может потребоваться изменить химические и/или физические свойства углеводородного материала. Изменения химических и физических свойств могут включать в себя реакции in situ, в результате которых получаются извлекаемые флюиды, происходят изменения состава, изменения растворяющей способности, изменения плотности, фазовые превращения и/или изменения вязкости углеводородного материала пласта. Флюид может представлять собой, помимо прочего, газ, жидкость, эмульсию, суспензию и/или поток твердых частиц, характеристики которого аналогичны характеристикам потока жидкости.

Нагреватели, предназначенные для нагревания пласта при осуществлении процесса in situ, могут быть размещены в стволах скважин. Примеры процессов in situ, использующих нагреватели, которые размещены в стволе скважины, показаны в патентных документах US 2634961 (Ljungstrom), US 2732195 (Ljungstrom), US 2780450 (Ljungstrom), US 2789805 (Ljungstrom), US 2923535 (Ljungstrom) и US 4886118 (Van Meurs et al.). Тем не менее, для нагревания пласта нагревателям могут требоваться значительные количества энергии. Кроме того, значительные количества энергии, перемещающейся от нагревателей в пласт, могут быть оставлены в пласте после добычи углеводородов из пласта.

Таким образом, существует необходимость в улучшенных способах и системах добычи углеводородов, водорода и/или других продуктов из различных пластов, содержащих углеводороды, в которых уменьшен подвод энергии в пласт и которые обрабатывают эти пласты более эффективно с целью добычи углеводородов и при этом меньше энергии остается в пласте.

Раскрытие изобретения

Описанные варианты осуществления изобретения в общем относятся к системам, способам и нагревателям, предназначенным для обработки подземного пласта.

В определенных вариантах осуществления изобретения предложена одна или более систем, способов и/или нагревателей. В некоторых вариантах осуществления изобретения системы, способы и/или нагреватели используются для обработки подземного пласта.

В определенных вариантах осуществления изобретения предложен способ обработки пласта, содержащего углеводороды, в котором от одного или более источников тепла расположены в первом участке, от них тепло подводят к первому участку пласта; и добывают флюиды из первого участка через добывающую скважину, расположенную в центре первого участка или рядом с указанным центром, при этом источники тепла расположены таким образом, что средний подвод тепла на единицу объема пласта в первом участке увеличивается с увеличением расстояния от добывающей скважины.

В определенных вариантах осуществления изобретения предложен способ обработки пласта, содержащего углеводороды, в котором от одного или более источников тепла, расположенных в первом участке, подводят тепло к первому участку пласта; источники тепла подводят тепло в пласт так, что подвод тепла в пласт на единицу объема пласта для первого объема первого участка меньше, чем подвод тепла в пласт на единицу объема пласта для второго объема первого участка, и подвод тепла в пласт на единицу объема пласта для второго объема первого участка меньше, чем подвод тепла в пласт на единицу объема пласта для третьего объема первого участка, при этом первый объем по существу окружает добывающую скважину, расположенную в центре участка или рядом с указанным центром, второй объем по существу окружает первый объем, а третий объем по существу окружает второй объем; и добывают флюиды из первого участка через добывающую скважину.

В других вариантах осуществления изобретения признаки конкретных вариантов осуществления изобретения могут быть объединены с признаками других вариантов осуществления изобретения. Например, признаки одного варианта осуществления изобретения могут быть объединены с признаками любого другого варианта осуществления изобретения.

В других вариантах осуществления изобретения обработка подземного пласта осуществляется с использованием любых описанных здесь способов, систем или нагревателей.

В других вариантах осуществления изобретения к описанным конкретным вариантам осуществления изобретения могут быть добавлены дополнительные признаки.

Краткое описание чертежей

Достоинства настоящего изобретения будут ясны специалистам в рассматриваемой области после прочтения подробного описания, содержащего ссылки на приложенные чертежи, на которых:

фиг.1 - схематический вид варианта осуществления части системы тепловой обработки in situ, предназначенной для обработки пласта, содержащего углеводороды;

фиг.2 - вид, показывающий вариант осуществления неравномерно расположенных источников тепла, причем плотность расположения нагревателей увеличивается с увеличением расстояния от добывающей скважины;

фиг.3 - вид, показывающий вариант осуществления неравномерно расположенной треугольной схемы;

фиг.4 - вид, показывающий вариант осуществления неравномерно расположенной квадратной схемы;

фиг.5 - вид, показывающий вариант осуществления равномерной схемы расположения, в которой ряды нагревателей расположены на одинаковом расстоянии;

фиг.6 - вид, показывающий вариант осуществления неравномерно расположенных источников нагревания, которые определяют объемы вокруг добывающей скважины;

фиг.7 - вид, показывающий вариант осуществления повторяющейся схемы неравномерно расположенных источников тепла, причем для каждой схемы плотность расположения нагревателей увеличивается с увеличением расстояния от добывающей скважины.

Хотя изобретение не исключает различные модификации и альтернативные формы, далее для примера на чертежах показаны и подробно описаны конкретные варианты осуществления изобретения. Чертежи могут быть выполнены не в масштабе. Тем не менее, необходимо понимать, что чертежи и подробное описание не ограничивают изобретение конкретной описанной формой, а, наоборот, изобретение подразумевает все модификации, эквиваленты и альтернативы, не выходящие за рамки объема настоящего изобретения, который определен в прилагаемой формуле изобретения.

Подробное описание изобретения

Последующее описание, в общем, относится к системам и способам обработки углеводородов в пластах. Такие пласты обрабатывают с целью добычи углеводородных продуктов, водорода и других продуктов.

«Давление флюида» - это давление, порождаемое флюидом в пласте. «Литостатическое давление» (иногда называемое «литостатическим напряжением») представляет собой давление в пласте, равное весу на единицу площади вышележащей горной породы. «Гидростатическое давление» представляет собой давление в пласте, причиной которого является столб воды.

«Пласт» включает в себя один или несколько слоев, содержащих углеводороды, один или несколько неуглеводородных слоев, покрывающий слой и/или подстилающий слой. «Углеводородными слоями» называются слои пласта, которые содержат углеводороды. Углеводородные слои могут содержать неуглеводородные материалы и углеводородные материалы. «Покрывающий слой» и/или «подстилающий слой» содержат один или несколько различных типов непроницаемых материалов. Например, покрывающий и/или подстилающий слои могут представлять собой скалу, сланцевую глину, алевритоглинистую породу или плотную карбонатную горную породу, не пропускающую влагу. В некоторых вариантах осуществления процессов тепловой обработки in situ, покрывающий и/или подстилающий слои могут включать в себя содержащий углеводороды слой или содержащие углеводороды слои, которые сравнительно непроницаемы и не подвергаются воздействию температур в процессе тепловой обработки in situ, в результате которой характеристики содержащих углеводороды слоев покрывающего и/или подстилающего слоев значительно изменяются. Например, подстилающий слой может содержать сланцевую глину или алевритоглинистую породу, но при осуществлении процесса тепловой обработки in situ подстилающий слой не нагревают до температуры пиролиза. В некоторых случаях покрывающий слой и/или подстилающий слои могут быть до некоторой степени проницаемыми.

«Пластовыми флюидами» называются флюиды, присутствующие в пласте, и они могут содержать флюид, полученный в результате пиролиза, синтез-газ, подвижные углеводороды и воду (пар). Пластовые флюиды могут содержать углеводородные флюиды, а также неуглеводородные флюиды. Под «подвижными флюидами» понимают флюиды пласта, содержащего углеводороды, которые способны течь в результате тепловой обработки пласта. «Добытыми флюидами» называются флюиды, извлеченные из пласта.

«Источник тепла» представляет собой любую систему, подводящую теплоту, по меньшей мере, к части пласта, теплота передается в основном в результате кондуктивного и/или радиационного теплообмена. Например, источник тепла может содержать электрические нагреватели, такие как изолированный проводник, удлиненный элемент и/или проводник, расположенный в трубе. Также источник тепла может содержать системы, вырабатывающие теплоту в результате горения топлива вне пласта или в нем. Эти системы могут быть горелками, расположенными на поверхности, забойными газовыми горелками, беспламенными распределенными камерами сгорания и природными распределенными камерами сгорания. В некоторых вариантах осуществления изобретения теплота, подведенная к одному или нескольким источникам тепла или выработанная в них, может подводиться от других источников энергии. Другие источники энергии могут непосредственно нагревать пласт или энергия может сообщаться передающей среде, которая непосредственно или косвенно нагревает пласт. Ясно, что один или несколько источников тепла, которые передают теплоту пласту, могут использовать различные источники энергии. Таким образом, например, для заданного пласта некоторые источники тепла могут подводить теплоту от резистивных нагревателей, некоторые источники тепла могут обеспечивать нагревание благодаря камере сгорания, а другие источники тепла могут подводить теплоту из одного или нескольких источников энергии (например, энергия от химических реакций, солнечная энергия, энергия ветра, биомасса или другие источники возобновляемой энергии). Химическая реакция может включать в себя экзотермические реакции (например, реакцию окисления). Также источник тепла может включать в себя нагреватель, который подводит теплоту в зону, расположенную рядом с нагреваемым местом, таким как нагревательная скважина, или окружающую это место.

«Нагреватель» - это любая система или источник тепла, предназначенная для выработки теплоты в скважине или рядом со стволом скважины. К нагревателям относят, помимо прочего, электрические нагреватели, горелки, камеры сгорания, в которых в реакцию вступает материал пласта или материал, добываемый в пласте, и/или их комбинации.

«Тяжелые углеводороды» представляют собой вязкие углеводородные флюиды. К тяжелым углеводородам могут относиться вязкие углеводородные флюиды, такие как тяжелая нефть, битум и/или асфальтовый битум. Тяжелые углеводороды могут содержать углерод и водород, а также еще более маленькие концентрации серы, кислорода и азота. Также в тяжелых углеводородах может присутствовать незначительное количество дополнительных элементов. Тяжелые углеводороды можно классифицировать по плотности в градусах АНИ. В общем, плотность тяжелых углеводородов в градусах АНИ составляет менее примерно 20°. Например, плотность тяжелой нефти в градусах АНИ составляет примерно 10-20°, а плотность битума в градусах АНИ в целом составляет менее примерно 10°. Вязкость тяжелых углеводородов в целом составляет более примерно 0,1 Па·с при 15°С. Тяжелые углеводороды могут содержать ароматические и другие сложные циклические углеводороды.

Под «углеводородами» обычно понимают молекулы, образованные в основном атомами углерода и водорода. Углеводороды также могут содержать другие элементы, такие как, например, галогены, металлические элементы, азот, кислород и/или серу. Углеводородами являются, например, кероген, битум, пиробитум, масла, природные минеральные воски и асфальтиты. Углеводороды могут располагаться в природных вмещающих породах в земле или рядом с ними. Вмещающими породами, помимо прочего, являются осадочные горные породы, пески, салицилиты, карбонатные горные породы, диатомиты и другие пористые среды. «Углеводородные флюиды» - это флюиды, содержащие углеводороды. Углеводородные флюиды могут содержать, увлекать с собой или быть увлеченными неуглеводородными флюидами, такими как водород, азот, угарный газ, диоксид углерода, сероводород, вода и аммиак.

Под «процессом переработки in situ» понимается процесс нагревания пласта, содержащего углеводород, от источников тепла, при этом указанный процесс направлен на повышение температуры, по меньшей мере, части пласта, выше температуры пиролиза, с целью получения в пласте флюида, являющегося результатом пиролиза.

Под «процессом тепловой обработки in situ» понимается процесс нагревания пласта, содержащего углеводороды, с помощью источников тепла, направленный на повышение температуры, по меньшей мере, части пласта выше температуры, в результате которой получается подвижный флюид, происходит легкий крекинг и/или пиролиз материала, содержащего углеводороды, так что в пласте вырабатываются подвижные флюиды, флюиды, являющиеся результатом легкого крекинга, и/или флюиды, являющиеся результатом пиролиза.

«Пиролизом» называется разрушение химических связей, происходящее из-за применения теплоты. Например, пиролиз может включать в себя превращение соединения в одно или несколько других веществ с помощью только тепла. Чтобы вызвать пиролиз, участку пласта может передаваться теплота.

«Флюидами, являющимися результатом пиролиза» или «продуктами пиролиза», называются флюиды, полученные по существу во время процесса пиролиза углеводородов. Флюид, полученный в результате реакций пиролиза, может смешиваться в пласте с другими флюидами. Эта смесь будет считаться флюидом, являющимся результатом пиролиза или продуктом пиролиза. Здесь под «зоной пиролиза» понимается объем пласта (например, сравнительно проницаемого пласта, такого как пласт битуминозных песков), в котором происходит или происходила реакция, направленная на образование флюида, являющегося результатом пиролиза.

«Наложением теплоты» называется подвод теплоты из двух или нескольких источников тепла в выбранный участок пласта, так что источники тепла влияют на температуру пласта по меньшей мере в одном месте между источниками тепла.

«Толщиной» слоя называется толщина поперечного разреза слоя, при этом плоскость сечения перпендикулярна поверхности слоя.

Под «обогащением» понимается улучшение качества углеводородов. Например, обогащение тяжелых углеводородов может приводить к увеличению плотности тяжелых углеводородов в градусах АНИ.

Под термином «ствол скважины» понимается отверстие в пласте, изготовленное бурением или введением трубы в пласт. Поперечное сечение ствола скважины может быть, по существу, круглым или каким-либо другим. Здесь термины «скважина» и «отверстие», когда говорится об отверстии в пласте, могут быть заменены термином «ствол скважины».

С целью добычи многих различных продуктов, углеводороды в пласте могут быть обработаны разными способами. Для обработки пласта в ходе процесса тепловой обработки in situ могут быть использованы различные этапы или процессы. В некоторых вариантах осуществления изобретения один или несколько участков пласта добываются растворением с целью извлечения из участков растворимых минеральных веществ. В некоторых вариантах осуществления изобретения один или несколько участков пласта нагревают с целью извлечения из участков воды и/или метана и других летучих углеводородов. В некоторых вариантах осуществления изобретения среднюю температуру пласта поднимают выше температур придания подвижности углеводородам в участках. В некоторых вариантах осуществления изобретения среднюю температуру одного или нескольких участков пласта поднимают выше температур пиролиза углеводородов в участках. Продукты, полученные в результате придания подвижности и/или пиролиза, могут быть добыты из пласта через добывающие скважины. В некоторых вариантах осуществления изобретения средняя температура одного или нескольких участков пласта может быть поднята выше температур, достаточных для получения синтез-газа. Флюид для получения синтез-газа (например, пар и/или вода) может быть введен в участки с целью получения синтез-газа. Синтез-газ может быть добыт через добывающие скважины. В ходе выполнения процесса тепловой обработки in situ может быть осуществлена добыча растворением, извлечение летучих углеводородов и воды, придание углеводородам подвижности, пиролиз углеводородов, получение синтез-газа и/или другие процессы.

На фиг.1 показан схематический вид варианта осуществления части системы тепловой обработки in situ, предназначенной для обработки содержащего углеводороды пласта. Система тепловой обработки in situ может содержать барьерные скважины 200. Барьерные скважины используют для образования барьера вокруг области обработки. Барьер препятствует течению флюида в область обработки и/или из нее. Барьерные скважины включают в себя, помимо прочего, водопонижающие скважины, скважины создания разрежения, коллекторные скважины, нагнетательные скважины, скважины для заливки раствора, замораживающие скважины или их комбинации. В некоторых вариантах осуществления изобретения барьерные скважины 200 представляют собой водопонижающие скважины. Водопонижающие скважины могут удалять жидкую воду и/или препятствовать проникновению жидкой воды в часть пласта, которую будут нагревать, или в нагреваемый пласт. В варианте осуществления изобретения с фиг.1 показаны барьерные скважины 200, расположенные только вдоль одной стороны источников 202 тепла, но барьерные скважины могут окружать все источники 202 тепла, используемые или планируемые к использованию для нагревания области обработки пласта.

Источники 202 тепла расположены, по меньшей мере, в части пласта. Источники 202 тепла могут представлять собой нагреватели, такие как изолированные проводники, нагревательные устройства с проводником в трубе, горелки, расположенные на поверхности, беспламенные распределенные камеры сгорания и/или природные распределенные камеры сгорания. Источники 202 тепла могут также представлять собой нагреватели других типов. Источники 202 тепла подводят теплоту, по меньшей мере, в часть пласта с целью нагревания углеводородов в пласте. Энергия может подаваться к источнику 202 тепла по линиям 204 питания. Линии 204 питания могут конструктивно различаться в зависимости от типа источника тепла или источников тепла, используемых для нагревания пласта. Линии 204 питания для источников тепла могут передавать электричество для электрических нагревателей, могут транспортировать топливо для камер сгорания или могут перемещать жидкий теплоноситель, циркулирующий в пласте. В некоторых вариантах осуществления изобретения электричество для процесса тепловой обработки in situ может поставляться атомной электростанцией или атомными электростанциями. Использование атомной энергии может позволить уменьшить или полностью исключить выбросы диоксида углерода в ходе процесса тепловой обработки in situ.

Добывающие скважины 206 используются для извлечения пластового флюида из пласта. В некоторых вариантах осуществления изобретения добывающая скважина 206 может содержать источник тепла. Источник тепла, расположенный в добывающей скважине, может нагревать одну или несколько частей пласта у добывающей скважины или рядом с ней. В некоторых вариантах осуществления процесса тепловой обработки in situ количество теплоты, подводимое в пласт от добывающей скважины, на метр добывающей скважины меньше количества теплоты, подводимого в пласт от источника тепла, который нагревает пласт, на метр источника тепла.

В некоторых вариантах осуществления изобретения источник тепла в добывающей скважине 206 позволяет извлекать из пласта паровую фазу пластовых флюидов. Подвод теплоты к добывающей скважине или через добывающую скважину может; (1) препятствовать конденсации и/или обратному потоку добываемого флюида, когда такой добываемый флюид перемещается по направлению к добывающей скважине близко к покрывающему слою, (2) увеличить подвод теплоты в пласт, (3) увеличить темп добычи для добывающей скважины по сравнению с добывающей скважиной без источника тепла, (4) препятствовать конденсации соединений с большим количеством атомов углерода (С6 и больше) в добывающей скважине и/или (5) увеличить проницаемость пласта у добывающей скважины или рядом с ней.

Подземное давление в пласте может соответствовать давлению флюида в пласте. Когда температура в нагретой части пласта увеличивается, то давление в нагретой части может увеличиваться в результате теплового расширения флюидов, увеличенного получения флюидов и испарения воды. Управление скоростью извлечения флюидов из пласта может позволить управлять давлением в пласте. Давление в пласте может быть определено в нескольких различных местах, например, рядом с добывающими скважинами или у них, рядом с источниками тепла или у них или у контрольных скважин.

В некоторых содержащих углеводороды пластах добыча углеводородов из пласта сдерживается до тех пор, пока, по меньшей мере, некоторое количество углеводородов пласта не стало подвижным и/или не подверглось пиролизу. Пластовый флюид можно добывать из пласта тогда, когда качество пластового флюида соответствует выбранному уровню. В некоторых вариантах осуществления изобретения выбранный уровень качества представляет собой плотность в градусах АНИ, которая составляет, по меньшей мере, примерно 15°, 20°, 25°, 30° или 40°. Запрет на добычу до тех пор, пока, по меньшей мере, часть углеводородов не стала подвижной и/или подверглась пиролизу, может увеличить переработку тяжелых углеводородов в легкие углеводороды. Запрет на добычу в начале может минимизировать добычу тяжелых углеводородов из пласта. Добыча значительных объемов тяжелых углеводородов может потребовать дорогого оборудования и/или уменьшения срока эксплуатации производственного оборудования.

После достижения температур придания подвижности или пиролиза и разрешения добычи из пласта, давление в пласте можно изменять с целью изменения и/или управления составом добываемых пластовых флюидов с целью регулирования процента конденсирующегося флюида относительно неконденсирующегося флюида в пластовом флюиде и/или с целью регулирования плотности в градусах АНИ добываемого пластового флюида. Например, уменьшение давления может привести к добыче большей доли конденсирующегося компонента флюидов. Конденсирующийся компонент флюидов может содержать больший процент олефинов.

В некоторых вариантах осуществления процесса тепловой обработки in situ давление в пласте может поддерживаться достаточно высоким для содействия добыче пластового флюида с плотностью более 20° в градусах АНИ. Поддержание повышенного давления в пласте может препятствовать оседанию пласта во время тепловой обработки in situ. Поддержание повышенного давления может уменьшить или исключить необходимость сжатия пластовых флюидов на поверхности с целью транспортировки флюидов по трубам до установок обработки.

Как ни удивительно, но поддержание повышенного давления в нагретой части пласта может позволить добывать большие количества углеводородов улучшенного качества и со сравнительно малой молекулярной массой. Давление может поддерживаться таким, что добытый пластовый флюид содержит минимальное количество соединений, в которых углеродное число превышает выбранное углеродное число. Выбранное углеродное число может составлять самое большее 25, самое большее 20, самое большее 12, самое большее 8 или самое большее 6. Некоторые соединения с большим углеродным числом могут быть в пласте захвачены паром и могут быть извлечены из пласта с паром. Поддержание повышенного давления в пласте может препятствовать захвату паром соединений с большим углеродным числом и/или полициклических углеводородных соединений. Соединения с большим углеродным числом и/или полициклические углеводородные соединения могут оставаться в пласте в жидкой фазе в течение значительных периодов времени. Эти значительные периоды времени могут предоставлять достаточное количество времени для пиролиза соединений и/или их легкого крекинга с целью получения соединений с меньшим углеродным числом.

Пластовый флюид, извлекаемый из добывающих скважин 206, может быть перекачен по коллекторному трубопроводу 208 до обрабатывающих установок 210. Также пластовые флюиды могут быть добыты из источников 202 тепла. Например, флюид может быть добыт из источников 202 тепла с целью регулирования давления в пласте рядом с источниками тепла. Флюид, добытый из источников 202 тепла, может быть перекачен по трубе или трубопроводу до коллекторного трубопровода 208, или добытый флюид может быть перекачен по трубе или трубопроводу непосредственно к обрабатывающим установкам 210. Обрабатывающие установки 210 могут содержать блоки сепарации, блоки проведения реакций, блоки обогащения, топливные ячейки, турбины, контейнеры для хранения и/или другие системы и блоки, предназначенные для обработки добытых пластовых флюидов. В обрабатывающих установках, по меньшей мере, из части углеводородов, добытых из пласта, можно получать транспортное топливо. В некоторых вариантах осуществления изобретения транспортное топливо может представлять собой реактивное топливо.

В определенных вариантах осуществления изобретения источники тепла (например, нагреватели) в шаблоне расположения нагревателей расположены на неодинаковом или неравномерном расстоянии друг от друга. Например, расстояние между источниками тепла в шаблоне расположения нагревателей изменяется, или источники тепла неравномерно распределены в шаблоне расположения нагревателей. В определенных вариантах осуществления изобретения пространство между источниками тепла в шаблоне расположения нагревателей уменьшается при увеличении расстояния от добывающей скважины, находящейся в центре шаблона. Таким образом, плотность источников тепла (количество источников тепла на единицу площади) увеличивается при отдалении источников тепла от добывающей скважины.

В некоторых вариантах осуществления изобретения источники тепла расположены на одном расстоянии друг от друга (равномерно распределены) в шаблоне расположения нагревателей, но они отличаются изменяющимися теплоотдачами, так что источники тепла обеспечивают неравномерное или изменяющееся распределение тепла в шаблоне расположения нагревателей. Изменение теплоотдачи источников тепла может быть использовано, например, для эффективной имитации ситуации, когда источники тепла расположены на разном расстоянии в шаблоне расположения нагревателей. Например, источники тепла, расположенные ближе к добывающей скважине, находящейся в центре шаблона расположения нагревателей, могут обеспечивать меньшую теплоотдачу по сравнению с источниками тепла, расположенными на больших расстояниях от добывающей скважины. Теплоотдачи могут изменяться так, что они постепенно увеличиваются при увеличении расстояния от источников тепла до добывающей скважины.

В определенных вариантах осуществления изобретения неодинаковое или неравномерное расположение источников тепла основано на регулярных геометрических шаблонах. Например, неравномерное расположение источников тепла может быть основано на шестиугольных, треугольных, квадратных, восьмиугольных, других геометрических шаблонах и/или их комбинациях. В некоторых вариантах осуществления изобретения источники тепла расположены на разных расстояниях вдоль одного или нескольких геометрических шаблонов, в результате чего получается неравномерное расположение. В некоторых вариантах осуществления изобретения источники тепла расположены согласно неравномерному геометрическому шаблону. В некоторых вариантах осуществления изобретения в геометрическом шаблоне расстояния между рядами неравномерны, что сделано с целью неравномерного расположения источников тепла.

На фиг.2 показан вариант осуществления неравномерного расположения источников 202 тепла, в котором плотность расположения нагревателей увеличивается с увеличением расстояния от добывающей скважины 206. В определенных вариантах осуществления изобретения добывающая скважина 206 расположена у центра шаблона источников 202 тепла или рядом с этим центром. В определенных вариантах осуществления изобретения источники 202 тепла являются нагревателями (например, электрическими нагревателями). На фиг.2 показан вариант осуществления неравномерного расположения источников тепла в соответствии с шестиугольным шаблоном. На фиг.3 показан вариант осуществления неравномерного расположения в соответствии с треугольным шаблоном. На фиг.4 показан вариант осуществления неравномерного расположения в соответствии с квадратным шаблоном. Источники тепла могут быть расположены на необходимых расстояниях вдоль рядов, показанных на фиг.3 и 4. Ясно, что источники тепла могут быть расположены в пласте в соответствии с любым регулярным или нерегулярным геометрическим шаблоном. Источники тепла могут быть расположены в соответствии с любым регулярным или нерегулярным геометрическим шаблоном (например, правильным или неправильным треугольником, правильным или неправильным шестиугольником, правильным или неправильным прямоугольником, кругом, овалом, эллипсом или их комбинацией) при условии, что плотность расположения источников тепла увеличивается с увеличением расстояния от добывающей скважины. В некоторых вариантах осуществления изобретения источники тепла расположены симметрично вокруг добывающей скважины, при этом плотность расположения источников тепла увеличивается при увеличении расстояния до добывающей скважины. Нерегулярные шаблоны расположения источников тепла могут представлять собой шаблоны вертикально (или, по существу, вертикально) расположенных в пласте источников тепла или шаблоны горизонтально (или, по существу, горизонтально) расположенных в пласте источников тепла.

Как показано на фиг.2, источники 202 тепла представлены в виде сплошных квадратов в рядах А, В, С и D. Ряды А, В, С и D могут быть рядами источников тепла, расположенными по треугольнику и/или шестиугольнику (или рядами, расположенными согласно другим формам), при этом расстояние между рядами уменьшается при увеличении расстояния от ряда до добывающей скважины 206. Источники 202 тепла могут быть распределены регулярно или нерегулярно в рядах А, В, С и D (например, нагреватели в рядах могут быть расположены на одинаковых или неодинаковых расстояниях друг от друга). В определенных вариантах осуществления изобретения источники тепла расположены рядами так, что плотность расположения источников тепла увеличивается при увеличении расстояния от источников тепла до добывающей скважины 206. Таким образом, теплоотдача источников тепла на единицу объема пласта увеличивается с увеличением расстояния от добывающей скважины.

В определенных вариантах осуществления изобретения нерегулярный шаблон расположения источников тепла содержит то же количество источников тепла на одну добывающую скважину, что и регулярный шаблон источников тепла, но при этом расстояние между источниками тепла уменьшается при увеличении расстояния от добывающей скважины. Уменьшение расстояния между источниками тепла увеличивает подвод тепла в пласт на единицу объема пласта при увеличении расстояния от добывающей скважины. На фиг.5 показан вариант осуществления регулярного шаблона с рядами источников тепла, расположенными на одном расстоянии друг от друга. В каждом из вариантов осуществления изобретения, показанных на фиг.2 и 5, на одну добывающую скважину 206 приходится 16 источников 202 тепла (например, 12 (от рядов А, В и С) + 1 (от трех источников тепла в вершинах ряда D, так как каждый из этих источников тепла подводит тепло к трем шаблонам) + 3 (от 6 источников тепла, расположенных в ряду D между вершинами, так как каждый из этих источников тепла подводит тепло к двум шаблонам)). Отношение нагреватель/устройство добычи для обоих вариантов осуществления изобретения равно 16:1, и общий подвод тепла в пласт на единицу объема пласта для шаблона по существу одинаков (в предположении равных и постоянных величин теплоотдачи источников тепла). Тем не менее, расстояние между источниками тепла в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.2, отличается от расстояния между источниками тепла в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.5. Таким образом, средний подвод тепла на единицу объема пласта увеличивается с увеличением расстояния от добывающей скважины в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.2, при этом средний подвод тепла на единицу объема пласта по существу равномерен для шаблона, показанного на фиг.5. В некоторых вариантах осуществления изобретения показанный на фиг.5 вариант осуществления изобретения с равномерным расположением может обеспечить увеличение подвода тепла на единицу объема при увеличении расстояния от добывающей скважины путем увеличения теплоотдачи источников тепла при увеличении расстояния от добывающей скважины.

На фиг.6 показан вариант осуществления неравномерно расположенных источников 202 тепла, которые определяют некоторые объемы вокруг добывающей скважины 206, при этом плотность подвода тепла увеличивается. На фиг.6 показан тот же шаблон расположения нагревателей, что и на фиг.2, при этом затемнены определяющиеся области, представляющие объемы 212, 214, 216 и 218. Увеличение затемнения на фиг.6 представляет собой увеличение плотности подвода тепла в пласт (подвод тепла на единицу объема пласта). Первый объем 212 по существу окружает добывающую скважину 206, второй объем 214 по существу окружает первый объем 212, третий объем 216 по существу окружает второй объем 214, и четвертый объем 218 по существу окружает третий объем 216. В определенных вариантах осуществления изобретения первый объем 212 не содержит добывающую скважину 206. В некоторых вариантах осуществления изобретения первый объем 212 содержит добывающую скважину 206.

В определенных вариантах осуществления изобретения, по меньшей мере, один источник 202 тепла расположен в первом объеме 212, во втором объеме 214, в третьем объеме 216 и/или четвертом объеме 218. В некоторых вариантах осуществления изобретения, по меньшей мере, два источника 202 тепла расположены в первом объеме 212, во втором объеме 214, в третьем объеме 216 и/или четвертом объеме 218. В некоторых вариантах осуществления изобретения, по меньшей мере, три источника 202 тепла расположены в первом объеме 212, во втором объеме 214, в третьем объеме 216 и/или четвертом объеме 218.

В определенных вариантах осуществления изобретения все источники 202 тепла, расположенные в первом объеме 212, находятся ближе к добывающей скважине 206 по сравнению с любым из нагревателей, расположенных во втором объеме 214. В нек