專利名稱：用磁跟蹤在含烴地層形成孔洞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用來從不同含烴地層產(chǎn)出烴、氫和/或其他產(chǎn)物的方法和系統(tǒng)。某些實(shí)施例涉及用磁跟蹤在含烴地層形成孔洞或井筒的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由地下(例如，沉積)地層獲得的烴常用作能源、原料和消費(fèi)品。對(duì)耗盡可資利用的烴資源和對(duì)產(chǎn)出的烴總體質(zhì)量不斷下降的憂慮已導(dǎo)致開發(fā)各種工藝用來更有效地采收、處理和/或使用可資利用的烴資源。原地處理可被用來從地層中提取烴料。地層中烴料的化學(xué)和/或物理性質(zhì)可能需加以改變以使烴料更易于從地層中提取。這些化學(xué)和物理變化可包括產(chǎn)出可提取流體的原地反應(yīng)、地層中烴料的成分變化、溶解度變化、密度變化、相的變化和/或粘度變化。流體可以是，但不限于，氣體、液體、乳狀液、稀漿和/或具有類似液流的流動(dòng)特性的固粒流。
授予Kuckes的美國專利No.5,485,089和授予Kuckes的美國專利No.RE36,569描述了一種用來確定一井眼到一大體平行的附近目標(biāo)井的距離的方法，目標(biāo)井則是用來引導(dǎo)鉆井眼的。該法包括將一磁場傳感器配置在井眼中一已知深度處并在目標(biāo)井中設(shè)置一磁場源。
授予Kuckes的美國專利No.5,515,931和授予Kuckes的No.5,657,826描述了一種用于連續(xù)定向鉆井眼的單導(dǎo)線系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一大致平行于井眼的理想路線延伸的導(dǎo)線。
授予Kuckes等人的美國專利No.5,725,059描述了一種為用來產(chǎn)生一地下阻擋層的井眼導(dǎo)向用的方法和裝置。該法包括鉆第一參考井眼，縮回鉆桿同時(shí)將一種密封材料注入井眼周圍的土地，再同時(shí)將一導(dǎo)線拉入井眼。導(dǎo)線被用來在參考井眼周圍產(chǎn)生一相應(yīng)磁場。磁場的矢量分量被用來確定正在被鉆的井眼到參考井眼的距離和方向以便為鉆井眼導(dǎo)向。授予Kuckes的美國專利No.5,512,830；授予Hartmann等人的No.5,541,517；授予Kuckes的No.5,589,775；授予Hartmann的No.5,787,997和授予Kuckes的No.5,923,170 to Kuckes描述了用磁或電磁場測量井眼間距離和方向的方法。
對(duì)某些井眼而言，相鄰井眼間距可能需保持為一選定距離并保持在一定允差之內(nèi)。若所選的井眼間距未被保持在允差之內(nèi)，這些井眼就可能是無用的或許需重鉆或改鉆，這可費(fèi)用不小。因此，需要用來在要求的允差內(nèi)形成以選定距離隔開的井眼的技術(shù)。這些技術(shù)也必須可靠，可用來形成可以不同角度在地層中形成的各種井眼。
如以上所概述，一直存在著大量的努力，為的是開發(fā)出經(jīng)濟(jì)地從含烴地層生產(chǎn)烴、氫和/或其他產(chǎn)品的方法和系統(tǒng)。但現(xiàn)在仍存在著許多含烴地層，烴、氫和/或其他產(chǎn)品不能經(jīng)濟(jì)地從中產(chǎn)出。因此，仍然需要有更好的方法和系統(tǒng)，用來從各種含烴地層生產(chǎn)烴、氫和/或其他產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
在一實(shí)施例中，可在一含烴地層形成一個(gè)或一個(gè)以上孔洞(或井筒)?？稍谠搶有纬梢粋€(gè)第一孔洞?？蓪⒍鄠€(gè)磁鐵置入第一孔洞。可將多個(gè)磁鐵沿第一孔洞的一部分配置。多個(gè)磁體可沿第一孔洞這部分產(chǎn)生一系列磁場。
可用在第一孔洞由多個(gè)磁鐵產(chǎn)生的這系列磁場的磁跟蹤在該層形成第二孔洞。磁跟蹤可被用來形成與第一孔洞相隔一預(yù)定距離的第二孔洞。在某些實(shí)施例中，第一孔洞和第二孔洞間隔的偏差可不超過每500m長度的孔洞允差±1m左右。
在一些實(shí)施例中，多個(gè)磁鐵可形成一磁串。磁串可包括一個(gè)或一個(gè)以上磁段。在某些實(shí)施例中，每個(gè)磁段可包括多個(gè)磁鐵。磁段可包括一有效北極和有效南極。在一個(gè)實(shí)施例中，將二相鄰磁段及相斥磁極加以配置以形成相斥磁極接頭。
可在一含烴地層形成多孔洞。在一個(gè)實(shí)施例中，多孔洞可形成孔洞網(wǎng)?？稍诘貙有纬梢粋€(gè)第一孔洞?？蓪⒁淮糯糜诘谝豢锥粗幸员阍诘貙拥囊徊糠之a(chǎn)生磁場?？捎梦挥诘谝唤M孔洞中的第一孔洞中的磁串的磁跟蹤形成第二組孔洞。在一個(gè)實(shí)施例中，可用磁串的磁跟蹤形成第三組孔洞，該處磁串位于第二組孔洞中的一孔洞中。在另一實(shí)施例中，可用磁串的磁跟蹤形成第三組孔洞，該處磁串位于第一組孔洞中的另一孔洞中。
用來在一含烴地層形成孔洞的系統(tǒng)可包括一鉆井裝置，一磁串和一傳感器。磁串可包括兩個(gè)或兩個(gè)以上置于一導(dǎo)管內(nèi)的磁段。每個(gè)磁段可包括多個(gè)磁鐵。傳感器可用來檢測由磁串產(chǎn)生的地層內(nèi)磁場?？蓪⒋糯糜诘谝豢锥粗卸鴮@井裝置和傳感器置于第二孔洞中。


利用下面最佳實(shí)施例的詳細(xì)描述并參考下列附圖，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員可變得顯而易見，在附圖中圖1畫的是加熱一含烴地層的各階段的圖。
圖2示出一用來處理含烴地層的原地轉(zhuǎn)化系統(tǒng)一部分的實(shí)施例的示意圖。
圖3畫的是一加熱器井的實(shí)施例。
圖4畫的是一加熱器井的實(shí)施例。
圖5畫的是一加熱器井的實(shí)施例。
圖6明示一在含烴地層中從一單井分支的多加熱器的筒圖。
圖7為一在含烴地層中從一單井分支的多加熱器的俯視示意圖。
圖8畫的是位于含烴地層中的加熱器井的實(shí)施例。
圖9畫的是在一含烴地層中的加熱器井網(wǎng)的實(shí)施例。
圖10、11和12示出隨鄰近監(jiān)測井中的孔深而變的磁場分量。
圖13示出井筒的增斜(build-up)部分的磁場分量。
圖14畫的是井筒的增斜部分的磁場分量的比率。
圖15畫的是井筒的增斜部分的磁場分量的比率。
圖16、17、18和19畫的是實(shí)算磁場分量與模擬磁場分量的比較。
圖20畫的是一靜磁鉆井操作的實(shí)施例的示意圖。
圖21畫的是包括兩個(gè)磁段的一段導(dǎo)管的實(shí)施例。
圖22畫的是磁串一部分的示意圖。
雖然本發(fā)明對(duì)各種更改和可供選擇的形式頗為敏感，還是借助圖例示出了其具體的實(shí)施例，這樣就可在此對(duì)它們?cè)敿用枋?。附圖不一定按比例。然而應(yīng)得到充分理解的是，附圖和對(duì)圖所作詳細(xì)描述不想用來將本發(fā)明限于所揭示的特定形式，相反，目的是包括落在由所附權(quán)利要求書界定的本發(fā)明的基本原理和范圍內(nèi)的所有更改的、等效的和可供選擇的形式。
具體實(shí)施例方式
下面的描述一般涉及用來處理一含烴地層(例如，一含煤(包括褐煤，腐泥煤等)，油頁巖，碳質(zhì)頁巖，次石墨，油母巖，瀝青，油，低滲透性基巖中的油母巖和石油，重?zé)N類，地瀝青石，天然石蠟的地層，其中的油母巖正阻礙產(chǎn)出其他烴類的地層，等)的系統(tǒng)和方法?？蓪?duì)這些地層進(jìn)行處理以便獲得質(zhì)量相當(dāng)高的烴品、氫和其他產(chǎn)品。
“烴”被大致定義為主要由碳和氫原子形成的分子。烴也可包括其他元素，例如，但不限于，氯、金屬元素、氮、氧和/或硫。烴可以是，但不限于，油母巖、瀝青、焦瀝青、石油、天然石蠟和地瀝青石。烴可位于地中礦質(zhì)基巖之中或與之相鄰。基巖可包括，但不限于，沉積巖、沙、石英石(silicilytes)、碳酸鹽、硅藻土和其他多孔質(zhì)?！盁N流體”為含烴流體。烴流體可包括、夾帶或被夾帶在非烴流體(如氫(“H2”)、氮(“N2”)、一氧化碳、二氧化碳、硫化氫、水和氨)中。
一“地層”包括一個(gè)或一個(gè)以上含烴層、一個(gè)或一個(gè)以上非烴層、一上覆巖層和/或一下伏巖層。一“上覆巖層”和/或一“下伏巖層”大致包括一種或一種以上不同類型的不滲透材料。例如，上覆巖層和/或下伏巖層可包括巖石、頁巖、泥石或濕/密碳酸鹽(即一種無烴不滲透碳酸鹽)在原地轉(zhuǎn)化過程的一些實(shí)施例中，一上覆巖層和/或一下伏巖層可包括在原地轉(zhuǎn)化處理過程中不受溫度支配且相對(duì)來說不滲透的多個(gè)含烴層或一個(gè)含烴層，該處理可導(dǎo)致上覆巖層和/或下伏巖層的含烴層的特有的重要變化。例如，一下伏巖層可能含頁巖或泥石。在一些情況下，上覆巖層和/或下伏巖層可能略可滲透。
術(shù)語“地層流體”和“產(chǎn)出流體”指從一含烴地層提取的流體，可包括熱解流體、合成氣、流動(dòng)烴和水(蒸汽)。術(shù)語“流動(dòng)流體”指地層中可因地層的熱處理而可流動(dòng)的流體。地層流體可包括烴流體以及非烴流體。
“熱源”為大致上通過傳導(dǎo)式和/或輻射式熱傳導(dǎo)將熱供給一地層的至少一部分的任何系統(tǒng)。例如，一熱源可包括電加熱器例如一絕緣導(dǎo)體、一細(xì)長件和/或一導(dǎo)管內(nèi)配置的導(dǎo)體。熱源也可包括通過燃燒一地層外部或內(nèi)部的燃料產(chǎn)生熱量的熱源，如表面燃燒器、井底氣體燃燒器、無焰分布式燃燒器和自然分布式燃燒器。此外，可以設(shè)想，在某些實(shí)施例中，供給一個(gè)或一個(gè)以上熱源或在其中產(chǎn)生的熱可由其他能源供應(yīng)。其他能源可直接加熱一地層，也可將熱源供給直接或間接加熱該地層的傳導(dǎo)介質(zhì)。要知道，正將熱供給一地層的一個(gè)或一個(gè)以上熱源可使用不同的能源。例如，對(duì)一給定的地層，有些熱源可由電阻加熱器供熱，有些熱源可由燃燒供熱，有些熱源則可由一個(gè)或一個(gè)以上其他能源(如化學(xué)反應(yīng)、太陽能、風(fēng)能、生物燃料或其他可再生能源)供熱?；瘜W(xué)反應(yīng)可包括放熱式反應(yīng)(如氧化反應(yīng))。熱源可包括供熱給貼近和/或環(huán)繞一加熱位置如一加熱器井的區(qū)域的加熱器。
“加熱器”為用來在一井中或在一鄰近井筒區(qū)域產(chǎn)生熱的任何系統(tǒng)。加熱器可以是，但不限于，電加熱器、燃燒器、與一地層中的材料或從一地層中產(chǎn)出的材料反應(yīng)的燃燒器如自然分布式燃燒器和/或它們的組合?！盁嵩磫卧敝冈S多熱源，它們形成一個(gè)被重復(fù)以在一地層中產(chǎn)生一熱源圖形的樣板。
術(shù)語“井筒”指地層中通過鉆孔或?qū)⒁粚?dǎo)管插入地層制成的孔。井眼橫截面可大體為圓形也可為其他形狀(如圓、橢圓、方形、矩形、三角形、縫形或其他規(guī)則或不規(guī)則形狀)。如此處所使用的那樣，術(shù)語“井”和“孔洞”當(dāng)指地層中的孔洞時(shí)可與術(shù)語“井筒”互相交換使用。
“熱解流體”或“熱解產(chǎn)物”指大致地在烴熱解過程中產(chǎn)生的流體。通過熱解反應(yīng)產(chǎn)生的流體可與地層中其他流體混合?？砂汛嘶旌衔锟醋鳠峤饬黧w或熱解產(chǎn)物。如此處所使用的那樣，“熱解區(qū)”指主被動(dòng)地反應(yīng)形成熱解流體的一團(tuán)地層(例如，較為可滲透的地層如瀝青砂地層)。
“可凝烴”為在一個(gè)大氣壓的絕對(duì)壓力下在25℃冷凝的烴?？赡裏N可包括碳數(shù)大于4的烴的混合物?！胺悄裏N”為一個(gè)大氣壓絕對(duì)壓力下在25℃不冷凝的烴。非凝烴可包括碳數(shù)小于5的烴。
地層中的烴可以各種方式加以處理形成許多不同的產(chǎn)物。在某些實(shí)施例中，這些地層可分階段加以處理。圖1表明加熱一含烴地層的幾個(gè)階段。圖1也畫出了產(chǎn)自含烴地層的地層流體的收率(每噸油當(dāng)量桶數(shù))(y軸)與地層溫度(℃)(X軸)的關(guān)系曲線(此時(shí)地層系以較低速度加熱)。
在第1階段加熱過程中存在著甲醇的解吸和水的汽化。可以盡可能快地完成第1階段對(duì)地層的加熱。例如，開始加熱含烴地層時(shí)，地層中的烴可使所吸甲醇解吸。解吸出的甲醇可由地層產(chǎn)出。如將含烴地層進(jìn)一步加熱，含烴地層內(nèi)的水可被氣化。在一些含烴地層中，水可約占地層中孔隙體積的10～50％。在其他地層中，水可占據(jù)孔隙體積的更大或更小部分。在處于約160～約285℃的地層中，水一般對(duì)于約6～70巴絕對(duì)壓力而氣化。在一些實(shí)施例中，氣化的水可產(chǎn)生地層中濕潤性變化并/或可增高地層壓力。濕潤性變化和/或增高的壓力可影響地層中的熱解反應(yīng)或其他反應(yīng)。在某些實(shí)施例中，可使氣化的水從地層產(chǎn)出。在其他實(shí)施例中，氣化的水可用于地層內(nèi)外的抽汽和/或蒸餾。從地層中孔隙體積中除去水和增大孔隙體積可增大烴在孔隙內(nèi)的貯存空間。
第1階段加熱之后，可將地層進(jìn)一步加熱，使得地層內(nèi)溫度達(dá)到(至少)起始熱解溫度(如第2階段所示溫度范圍的下限溫度)。地層內(nèi)的烴可在整個(gè)第2階段熱解。熱解溫度范圍可隨地層中烴的種類而變。熱解溫度范圍可包括約250℃到約900℃之間的溫度。用來產(chǎn)生預(yù)定產(chǎn)物的熱解溫度范圍可僅貫穿熱解溫度總范圍的一部分。在一些實(shí)施例中，用來產(chǎn)生預(yù)定產(chǎn)物的熱解溫度范圍可包括約250℃到約400℃之間的溫度。如果地層中烴的溫度從250℃左右緩慢地升到400℃左右，熱解產(chǎn)物的產(chǎn)出可在溫度達(dá)到400℃時(shí)大體完成。用多個(gè)熱源加熱含烴地層，就可在將地層中烴的溫度在熱解溫度范圍內(nèi)自低至高緩慢升高的熱源周圍形成溫度梯度。
在一些原地轉(zhuǎn)化的實(shí)施例中，不將要受熱解的烴的溫度從250℃左右緩慢升到400℃左右?？蓪⒌貙又械臒N加熱到一預(yù)定溫度(如325℃左右)?？蓪⑵渌麥囟冗x作預(yù)定溫度。來自熱源的熱的疊加可使得預(yù)定溫度較為迅速有效地在地層定下來。可調(diào)整從熱源輸入地層的能量以保持地層中的溫度大致為預(yù)定溫度。可將烴大致保持在預(yù)定溫度直到熱解減弱使想要的地層流體從地層中產(chǎn)生變得不經(jīng)濟(jì)為止。
包括熱解流體的地層流體可由地層產(chǎn)生。熱解流體可包括，但不限于，烴、氫、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫、氨、氮、水及其混合物。當(dāng)?shù)貙訙囟忍岣邥r(shí)，產(chǎn)出的地層流體中可凝烴量趨于減少。在較高溫度，地層可主要地產(chǎn)生甲醇和/或氫。如將含烴地層在整個(gè)熱解范圍內(nèi)由低高進(jìn)行加熱，在達(dá)到熱解范圍上限之前地層可能只產(chǎn)生少量氫。耗盡所有可資利用的氫后，一般會(huì)有極少量流體從地層產(chǎn)生。
烴熱解后，大量碳和一些氫仍可存在在地層中。很大一部分地層中剩余的碳可以合成氣的形式從地層產(chǎn)生。合成氣可在圖1畫出的第3階段加熱過程中產(chǎn)生。第三階段可包括將含烴地層加熱到足以使合成氣發(fā)生的溫度。當(dāng)將合成氣產(chǎn)生流體引到地層時(shí)地層的溫度可確定地層內(nèi)產(chǎn)生的合成氣的成分。如果將合成氣產(chǎn)生流體在足以使合成氣發(fā)生的溫度引入地層，合成氣就可在地層內(nèi)發(fā)生?？赏ㄟ^一個(gè)生產(chǎn)井或若干生產(chǎn)井將所發(fā)生的合成氣從地層中提取。在合成氣發(fā)生過程中可產(chǎn)生大量合成氣。
圖2示出用來處理含烴地層的原地轉(zhuǎn)化系統(tǒng)一部分的實(shí)施例的示意圖。可將熱源100布置在含烴地層的至少一部分之內(nèi)。熱源100可包括，例如，電加熱器如絕緣導(dǎo)體、導(dǎo)管內(nèi)置導(dǎo)體加熱器、表面燃燒器、無焰分布式燃燒器和/或自然分布式燃燒器。熱源也可包括其他種類的加熱器。熱源100或供熱給含烴地層的至少一部分。可通過供應(yīng)管線102將能量供給熱源100。供應(yīng)管線在結(jié)構(gòu)上可隨正被用來加熱地層的熱源類型不同而不同。熱源的供應(yīng)管線可將電力傳給電加熱器，可將燃料輸出燃燒器，也可輸送在地層內(nèi)循環(huán)的熱交換流體。
生產(chǎn)井104可被用來從地層提取地層流體。從生產(chǎn)井104產(chǎn)生的地層流體可通過集管106輸送到處理設(shè)施108。地層液體也可從熱源100產(chǎn)生。例如，流體可從熱源100產(chǎn)生以便控制與熱源相鄰的地層內(nèi)的壓力。從熱源100產(chǎn)生的流體可通過管道輸送到集管106，所產(chǎn)生的流體也可通過管道直接輸送到處理設(shè)施108。處理設(shè)施可包括分離設(shè)備、反應(yīng)設(shè)備、改質(zhì)設(shè)備、燃料電池、透平、貯罐和用來處理所產(chǎn)生地層流體的其他系統(tǒng)和設(shè)備。
處理烴的原地轉(zhuǎn)化系統(tǒng)可包括阻擋層井(barrier well)110。在某些實(shí)施例中，阻擋層井110可包括凍井(freeze well)。在一些實(shí)施例中，阻擋層可被用來防止流體(如所產(chǎn)生的流體和/或地下水)移入和/或移出承受原地轉(zhuǎn)化處理的地層的一部分。阻擋層可包括，但不限于自生部分(如上覆巖層和/或下伏巖層)、凍井、凍結(jié)阻擋層區(qū)(frozenbarrier zones)、低溫阻擋層區(qū)、灌漿井、硫井、排水井、注入井、由地層中產(chǎn)生的凝膠形成的阻擋層、由地層中鹽的沉積產(chǎn)生的阻擋層，由地層中聚合反應(yīng)形成的阻擋層、被驅(qū)入地層的薄板(sheet)或它們的組合。
要經(jīng)受原地轉(zhuǎn)化的烴類可能會(huì)處于一大塊區(qū)域的下方?？蓪⒃剞D(zhuǎn)化系統(tǒng)用來處理地層的較小部分，而可對(duì)地層的其他部分超限時(shí)間(overtime)處理。在用來處理一地層(如一油頁巖層)的系統(tǒng)的實(shí)施例中，可將一井田24年開發(fā)規(guī)劃分成代表各鉆井年份的24個(gè)獨(dú)自的圖。每圖可包括120個(gè)“瓦片(tile)”(重復(fù)性矩陣結(jié)構(gòu))，其中每圖由6行×20列瓦片組成。每個(gè)瓦片包括1個(gè)生產(chǎn)井和12或18個(gè)加熱器井。加熱井可以等邊三角形式樣加以配置，井間距約12m?？蓪⑸a(chǎn)井置于加熱井等邊三角形的中心，也可將生產(chǎn)井大致置于二相鄰加熱器井間的中點(diǎn)。
在某些實(shí)施例中，可將熱源置于含烴地層內(nèi)形成的加熱器井內(nèi)。加熱器井可包括穿過地層的上覆巖層的孔洞。加熱器井可伸入或貫穿至少一個(gè)地層含烴部分(或含烴層)。如圖3所示，加熱器井130的一個(gè)實(shí)施例可包括一螺旋形烴層124中孔洞。與立置加熱器相反，螺旋形加熱器井可增大與地層的接觸。螺旋形加熱器井可在加熱或冷卻加熱器井時(shí)提供防止皺彎(buckling)或其他形式失效的擴(kuò)張空間。在一些實(shí)施例中，加熱器井可包括貫穿上覆巖層126的大致直的部分。用加熱器井的直部貫穿上覆巖層可減小傳給上覆巖層的熱損失并降低加熱器井的成本。
如圖4所示，可將一熱源實(shí)施例置入加熱器井130。加熱器井130可大致為U形。U字的雙腿可視具體的加熱井和地層特點(diǎn)而寬些或窄些。在一些實(shí)施例中可將加熱器井130的第一部分132和第三部分134配置得大致垂直于烴層124的上表面。此外，加熱器井的第一和第三部分可大致垂直地貫穿上覆巖層126。加熱器井130的第二部分136可大致平行于烴層的上表面。
在一些實(shí)施例中，多個(gè)熱源(如2、3、4、5或10個(gè)或10個(gè)以上熱源)可從一加熱器井延伸。如圖5所示，熱源100從加熱器井130貫穿上覆巖層126貫入烴層124。當(dāng)表面情況的考慮(如美觀上的考慮、表面土地使用上的考慮和/或近表的不利的土壤狀況)使得最好是將井口平臺(tái)集中在一小塊區(qū)域上時(shí)，可采用多個(gè)從一單井筒延伸的井。例如，在土壤被凍結(jié)和/或?yàn)闈竦氐膮^(qū)域，使得最小數(shù)量的井口平臺(tái)位于選址可能在成本上更有效。
圖6明示從含烴地層中一單井分支的多側(cè)或岔開的側(cè)置加熱器的示意圖。在含烴地層中(如在一煤層、油頁巖層或?yàn)r青砂層中)較薄和較深的層，在較薄的烴層內(nèi)大致水平地配置一個(gè)以上加熱器可能是有利的?？蓪乃骄补┙o熱導(dǎo)率低的薄層的熱量更有效地保存在薄層內(nèi)，減小該層的熱損失?？蓪⒋笾麓怪钡目锥?46設(shè)置在烴層124中。大致垂直的孔洞146可為烴層124中形成的孔洞的伸長部分。烴層124可在上覆巖層126之下。
也可將一個(gè)或一個(gè)以上大致水平的開口138配置在烴層124中。在一些實(shí)施例中，水平孔洞138可含帶眼襯管?？蓪⑺娇锥?38連接到垂直孔洞146上。水平孔洞138可為從垂直孔洞146的伸長部分分出的伸長部分。可在垂直孔洞146形成后形成水平孔洞138。在某些實(shí)施例中，可使孔洞138向上傾斜以利于地層流體流向生產(chǎn)導(dǎo)管。
每個(gè)水平孔洞138可處在相鄰水平孔洞上方或下方。在一個(gè)實(shí)施例中，可在烴層124形成六個(gè)水平孔洞138。三個(gè)水平孔洞138與另外三個(gè)水平孔洞138朝向可成180°或大致反向。兩個(gè)朝向大致相反的孔洞可處在地層中大致同一垂直平面內(nèi)?？梢?，但不限于，烴層124的厚度、地層種類、烴層中預(yù)定加熱速度和預(yù)定生產(chǎn)速度將任何數(shù)量的孔洞連接到一個(gè)垂直單孔洞146上。
可將生產(chǎn)導(dǎo)管142大致垂直地設(shè)置在垂直孔洞146內(nèi)?？蓪⑸a(chǎn)導(dǎo)管142在垂直孔146內(nèi)大致居中?？蓪⒈?44連接到生產(chǎn)導(dǎo)管142上。在一些實(shí)施例中，可將這種泵用來從井底抽地層流體。泵144可為桿式泵、漸進(jìn)腔式泵(PCP)(螺桿泵)、離心泵、噴射泵、氣舉泵、潛水泵、旋轉(zhuǎn)式泵等。
可將一個(gè)或一個(gè)以上加熱器140設(shè)置在每個(gè)水平孔138內(nèi)。可通過垂直孔146將加熱器140設(shè)置在烴層124中并置入孔138。
在一些實(shí)施例中，加熱器140可用來循垂直孔146和水平孔138內(nèi)加熱器的長度發(fā)熱。在其他實(shí)施例中，加熱器140可被用來僅在水平孔138內(nèi)發(fā)熱。在某些實(shí)施例中，加熱器140發(fā)出的熱循其長度可有變化，且/或在垂直孔146和水平孔138間可有變化。例如，垂直孔146內(nèi)加熱器140可發(fā)熱較少而水平孔138內(nèi)加熱器可發(fā)熱較多。使垂直孔146內(nèi)至少有一些加熱可能是有利的。這可使由地層產(chǎn)生的流體以氣相形式保持在生產(chǎn)導(dǎo)管142中且/或可使生產(chǎn)井內(nèi)產(chǎn)生的流體升級(jí)。使得生產(chǎn)導(dǎo)管142和加熱器140通過一地層內(nèi)單井安裝到地層中去可降低與在地層中形成孔洞和在地層內(nèi)安裝生產(chǎn)設(shè)備和加熱器有關(guān)的成本。
圖7畫的是圖6實(shí)施例的示意性俯視圖。在烴層124中可形成一個(gè)或一個(gè)以上垂直孔146。垂直孔146中的每個(gè)可循烴層124中單一平面存在。水平孔138可在大致垂直于垂直孔146的平面的平面內(nèi)延伸。更多的水平孔138可如圖6示意圖所示在一平面內(nèi)處在該水平孔的下方。一定數(shù)量的垂直孔146和/或垂直孔146的間隔可由，例如，預(yù)定加熱速度或預(yù)定生產(chǎn)速度確定。在一些實(shí)施例中，垂直孔的間隔可為4米左右至30米左右。為滿足特定地層的需要，可采用更長或更短的間隔。水平孔138可長達(dá)1600米左右。但是，水平孔138的長度可隨，例如，最大安裝成本、烴地層124的面積或可產(chǎn)加熱器的最大長度而變。
在一原地轉(zhuǎn)化處理的實(shí)施例中，可對(duì)一含有一個(gè)或一個(gè)以上薄烴層的地層進(jìn)行處理。烴層可為，但不限于，貧富煤層、貧富油頁巖或?yàn)r青砂層中的較貧烴層。在一些原地轉(zhuǎn)化過程實(shí)施例中，可用大致水平位于一個(gè)或多個(gè)烴層內(nèi)和/或附近的熱源來處理地層。較貧烴層在地表之下可以很深。例如，一地層可有一深達(dá)650米左右的上覆巖層。在一地層內(nèi)將大量大致垂直的井鉆得很深可能很費(fèi)錢。將加熱器水平設(shè)置在這些地層中加熱地層長達(dá)1600米左右的較大部分可能是有利的。采用水平加熱器可減少在地層內(nèi)設(shè)置足夠數(shù)量的加熱器所需垂直井的數(shù)量。
圖8闡明了可與上部地表148成一接近水平角度的含烴層124的實(shí)施例。但含烴層124的角度可有變化。例如，含烴層可以傾斜或陡峭地傾斜。陡峭地傾斜的含烴層采用目前可資利用的采礦方法在經(jīng)濟(jì)上可行地進(jìn)行生產(chǎn)可能不行。
可采用裝有可調(diào)電機(jī)和加速度計(jì)的鉆機(jī)形成井筒。可調(diào)電機(jī)和加速度計(jì)可使井筒沿含烴地層中一層而行。可調(diào)電機(jī)可在鉆孔過程中自始至終保持加熱器井130和含烴地層124邊界間距離大致不變。
在一些原地轉(zhuǎn)化的實(shí)施例中，可采用地質(zhì)導(dǎo)向鉆法在含烴地層鉆井筒。地質(zhì)導(dǎo)向鉆井可包括采用傳感器確定或估計(jì)含烴地層124邊界到井筒的距離。傳感器可監(jiān)測地層中特性或信號(hào)的變化。特性或信號(hào)變化可供確定理想鉆孔路線用。傳感器可監(jiān)測阻抗、聲信號(hào)、磁信號(hào)、伽馬射線和/或地層內(nèi)的其他信號(hào)。地質(zhì)導(dǎo)向鉆法用鉆孔裝置可包括一可調(diào)電機(jī)?？苫趥鞲衅鞑杉臄?shù)據(jù)控制可調(diào)電機(jī)以便保持至含烴地層邊界的距離為預(yù)先確定的值。
在一些原地轉(zhuǎn)化的實(shí)施例中，可采用其他技術(shù)形成地層中的井筒?？捎脹_擊技術(shù)和/或聲波鉆井技術(shù)形成井筒?？苫谝恍┮蛩卮_定用以形成井筒的方法。這些因素可包括，但不限于，現(xiàn)場的可達(dá)性、井筒的深度、上覆巖層的特性、該或這些含烴層的特性。
圖9闡明了在烴層124形成的多個(gè)加熱器井130的實(shí)施例。烴層124可為一陡峭地傾斜的地層。可在地層中這樣形成一個(gè)或多個(gè)加熱器井130使得兩個(gè)或兩個(gè)以上加熱器井大致互相平行，且/或使得至少有一個(gè)加熱器井大致平行于烴層124的邊界。例如，可用磁導(dǎo)向法形成一個(gè)或一個(gè)以上加熱器井130。在授予Kuckes的美國專利No.RE36,569、Kuckes的No.5,923,170、Kuckes的No.5,725,059、Kuckes的No.5,512,830和Kuckes的No.5,485,089中闡明了磁導(dǎo)向法的一些例子。磁導(dǎo)向法可包括鉆平行于相鄰加熱井的加熱井130?？上茹@好相鄰井。磁導(dǎo)向可包括通過檢測和/或確定在相鄰加熱井中產(chǎn)生的磁場來引導(dǎo)鉆井。例如，可通過使電流流過相鄰加熱器井中設(shè)置的絕緣載流電纜在相鄰加熱井中產(chǎn)生磁場。
磁導(dǎo)向的另一例子是采用旋轉(zhuǎn)磁鐵測距以監(jiān)測井筒間距離。VectorMagnetics LLC(Ithaca，NY)用了一例旋轉(zhuǎn)磁鐵測距系統(tǒng)。采用旋轉(zhuǎn)磁場測距時(shí)，磁鐵隨一井筒中的鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)以產(chǎn)生磁場。另一井筒中一臺(tái)磁力儀被用來檢測旋轉(zhuǎn)磁鐵產(chǎn)生的磁場。從磁力儀得到的數(shù)據(jù)可用來測量鉆頭相對(duì)于磁力儀的坐標(biāo)(x、y和z)。
在一些實(shí)施例中，可用靜磁導(dǎo)向形成與第一孔相鄰的孔。授予Hartmann等人的美國專利No.5,541,517描述了一種用來以具有磁化套筒部分的第二井筒為基準(zhǔn)鉆一井筒的方法。
鉆井筒(孔洞)時(shí)，可將一個(gè)或多個(gè)磁鐵插入第一孔以便提供一個(gè)用來引導(dǎo)形成一個(gè)或多個(gè)相鄰孔洞的鉆井機(jī)構(gòu)的磁場?？捎梦挥谠阢@孔洞中的3軸磁通脈沖磁力儀檢測磁場?？刂葡到y(tǒng)可用磁力儀測出的信息來確定和落實(shí)形成與第一孔(在所要求的允差內(nèi))相隔一選定距離(例如與之平行)的孔洞所需的操作參數(shù)。
可用磁跟蹤形成各種類型的井筒。例如，通過磁跟蹤形成的井筒可被用于原地轉(zhuǎn)化過程(即熱源井、生產(chǎn)井、注入井等)，用于蒸汽輔助重力泄油過程，周圍阻擋層(perimeter barriers)或凍結(jié)阻擋層(frozenbarriers)(即阻擋層井或凍結(jié)井)的形成，和/或用于土壤補(bǔ)救過程。典型地，磁跟蹤可被用來為相鄰井筒間距離要求較小允許偏差的過程形成井筒。例如，凍結(jié)井可能需要被設(shè)置得以較小的偏差或無偏差平行準(zhǔn)直地相互平行以便在處理地域一帶形成連續(xù)的凍結(jié)阻擋層。此外，垂直和/或水平設(shè)置的加熱器井和/或生產(chǎn)井可能需要被設(shè)置得以較小的偏差或無偏差平行準(zhǔn)直地相互平行為大致均勻的加熱和/或從一地層中的處理地域產(chǎn)出創(chuàng)造條件。在另一實(shí)施例中，可將磁串設(shè)置在垂直井(如垂直的監(jiān)測井)中?？捎么怪本械拇糯龑?dǎo)水平井的鉆孔使得水平井以選定的相對(duì)垂直井的距離和/或以選定的地層中深度通過垂直井。
在一個(gè)實(shí)施例中，貝塞耳(Bessel)方程可被用來用測量磁場強(qiáng)度來確定相鄰井筒的間距。源自第一井筒的磁場可用第二井筒中的磁力儀加以測量。用Bessel方程的偏差分析磁場強(qiáng)度可確定第二井筒相對(duì)第一井筒的坐標(biāo)。
可將北極和南極沿Z軸設(shè)置，將一北極置于原點(diǎn)，并將北極和南極以不變的間隔L/2交替設(shè)置直至Z＝±∞，此處Z為沿Z軸而定的位置，L為連貫的北極和連貫的南極間的距離。設(shè)所有磁極強(qiáng)度相等均為P。位置(r，z)處的磁勢由下式給出(1)---Φ(r,z)=P4πΣn=-∞∞(-1)n{r2+(z-nL/2)2}-1/2.]]>磁場強(qiáng)度的徑向和軸向分量由下式給出(2)---B4=-∂Φ∂r]]>和(3)---Bz=-∂Φ∂z.]]>方程1可以下列形式寫出(4)---Φ(r,z)=P2πLf(2r/L,2z/L)]]>而(5)---f(α,β)=Σn=-∞∞(-1)n{α2+(β-n)2}-1/2]]>對(duì)處在范圍□ε
，□ε[-∞，∞]的□和□的值，在方程式5中用-n取代n即得結(jié)果(6) f(α，-β)＝f(α，β)因此只有正的□可被用來準(zhǔn)確評(píng)價(jià)f。另外(7) f(α，m+β)＝(-1)mf(α，β)，m＝0，±1，...
和(8) f(α，1-β)＝-f(α，β)方程7和8提出了□ε
的限制。方程5右邊的求和對(duì)除了當(dāng)□＝0和□為整數(shù)時(shí)以外的所有□和□收斂于一有限解。但是，除非□很小，它對(duì)實(shí)際用來評(píng)價(jià)f(□，□)來說收斂得太慢。因此，將□變換以得到一個(gè)收斂得快許多的表達(dá)式。變換(9)---{α2+(β-n)2}-1/2=2π∫0∞dk(k2+α2+(β-n)2}-1,]]>可用。
將方程9代入方程8并交換求和與積分就得到(10)---f(α,β)=∫0∞dkg(k,α,β).]]>而(11)---g(k,α,β)=Σn=-∞∞(-1)n{k2+α2+(β-n)2}-1]]>另外，可以表明，g可以雙曲函數(shù)和三角函數(shù)的形式表示。一簡單的特例為(12)---g(k,α,0)=Σn=-∞∞(-1)n{k2+α2+n2}-1=πk2+α2sinh(π/k2+α2).]]>將方程12代入方程10，替換變量k＝□u，展開sinh函數(shù)并利用以下事實(shí)(13)---K0.(z)=∫0∞dtexp(-zcosht)=∫0∞du(1+u2)-1/2exp{-z(1+u2)1/2},]]>得到(14)---f(α,0)=4Σm=0∞K0{(2m+1)πα}.]]>為了對(duì)一般情況進(jìn)行處理，設(shè)(15) r2＝k2+α2并利用等式
(16)---Σn=-∞∞(-1)n{γ2+(β-n)2}-1=12γΣn=-∞∞(-1)n{γ+iβn2+(γ+iβ)2+γ-iβn2+(γ-iβ)2}.]]>因此可將方程12一般化為(17)---g(k,α,β)=π2γ{1sinh{π(γ+iβ)+1sinh{π(γ-iβ)},]]>并展開雙曲正弦如前就得到(18)---f(α,β)=4Σm=0∞K0{(2m+1)πα}cos{(2m+1)πβ}.]]>將方程18回代入方程4就得到(19)---Φ(r,z)=2PπLΣm=0∞K0{(2m+1)2πr/L}cos{(2m+1)2πz/L}.]]>然后對(duì)方程2和3求導(dǎo)得到下列磁場分量的表達(dá)式(20)---Br=4PL2Σm=0∞(2m+1)K1{(2m+1)2πr/L}cos{(2m+1)2πz/L}]]>和(21)---Bz=4PL2Σm=0∞(2m+1)K0{(2m+1)2πr/L}sin{(2m+1)2πz/L}.]]>對(duì)大的自變量，Bessel函數(shù)有下列漸近式(22)---K0(z),K1(z)~π2zexp(-z).]]>這樣，對(duì)充分大的r，方程20和21可表為(23)---Br~2PL2Lrexp(-2πr/L)cos(2πz/L)]]>和(24)---Bz~2PL2Lrexp(-2πr/L)cos(2πz/L).]]>這樣，通過解方程23和24求r和z磁場強(qiáng)度Br和Bz就可用來估計(jì)第二井筒相對(duì)第一井筒的位置。
磁強(qiáng)計(jì)傳感器不動(dòng)，也可移動(dòng)磁鐵例如，通過移動(dòng)磁串，且可采用多重測量以消除固定磁場(如地磁場、其他井、其他設(shè)備等)對(duì)測量井筒相對(duì)位置的影響。在一個(gè)實(shí)施例中，可用三重測量消除固定磁場的影響?？稍诘谝晃恢眠M(jìn)行第一測量?？稍诰嗟谝晃恢肔/4的第二位置進(jìn)行第二測量?？稍诰嗟谝晃恢肔/2的第三位置進(jìn)行第三測量?？蓪?duì)至少兩個(gè)測量結(jié)果(如第一和第三測量結(jié)果)求平均數(shù)以消除固定磁場的影響。三個(gè)測量全部用上就可確定井筒間的方位角、井筒間的徑向距離和第一測量位置沿Z軸的初始距離。
可采用模擬來示出間距L對(duì)由設(shè)置有磁鐵的井筒產(chǎn)生并在相鄰井筒中測出的磁場分量的影響。圖10、11和12示出作為相近監(jiān)測井孔深的函數(shù)的磁場強(qiáng)度。Bz為平行于井筒長度的磁場分量，Br為井筒垂直方向上的磁場分量，BHsr則為井筒間的角磁場分量。在圖10、11和12中，BHsr為零因?yàn)槎坶g不存在角偏(angular offset)。圖10示出當(dāng)水平井筒深度為100米而相鄰監(jiān)測井筒深度為90m(即井筒間距10米)時(shí)的磁場強(qiáng)度分量。磁極間距L為10米，磁極具有磁場強(qiáng)度1500高斯。將正極設(shè)置在80米處，諸極系沿井筒方向從0米處到250米處加以設(shè)置。圖11示出當(dāng)水平井筒深度為100米而相鄰監(jiān)測井筒深度為95米(即井筒間距5米)時(shí)的磁場強(qiáng)度分量。Bz分量隨著井筒間距的減小而開始?jí)罕?。圖12示出當(dāng)水平井筒深度為100米而相鄰監(jiān)測井筒深度為97.5米(即井筒間距2.5米)時(shí)的磁場強(qiáng)度分量。隨著井筒間距進(jìn)一步減小，Bz分量偏離Br分量更甚。圖10、11和12表明，為能用為一遠(yuǎn)場近似法的改進(jìn)的Bessel函數(shù)解來監(jiān)測磁場分量，極間距L一般應(yīng)小于或約等于井筒間距。
進(jìn)一步的模擬確定了增斜(build-up)對(duì)磁場分量的影響(井筒的最大變向?yàn)槊?0米約10°)。二井筒距離不變互相隨動(dòng)。有磁鐵的井始于一固定深度和磁鐵位置，并隨著形成井筒而演生角度(不轉(zhuǎn)向)。監(jiān)測井始于有磁鐵的井筒下10米深處并偏離磁鐵位置2米，也演生角度但速度略快以保持隔開大致相等的距離。
圖13示出有磁鐵的井筒每30米演生4°而監(jiān)測井則每30米演生4.095°以保持井距時(shí)的磁場強(qiáng)度分量。分量最大值不再與磁極位置相對(duì)(如圖10所示)因?yàn)榫脖宦约悠貌⒈槐３志嚯x不變。
圖14描繪了源自圖13的Br/BHsr這一比率。在理想情況下，比率應(yīng)為5，因?yàn)楸O(jiān)測井筒與有磁鐵的井筒之間隔開垂直距離10米并有一2米的偏移(Hsr方向)。格外的點(diǎn)歸因于以下事實(shí)，即相應(yīng)于格外點(diǎn)的數(shù)據(jù)系取自Br和BHsr均為零處磁極間的中點(diǎn)。
圖15描繪了每30米增斜10°時(shí)的比率Br/BHsr。井筒間距離與圖14中的相同。圖15表明增斜速度較高時(shí)精確度仍較好。圖13～15表明，磁定向的精確度對(duì)井眼的增斜部分仍較良好。
圖16描繪了實(shí)際計(jì)算出的磁場強(qiáng)度分量與將改進(jìn)的Bessel方程在磁極間相距L＝20米時(shí)用于兩個(gè)平行井筒而模擬出的磁場強(qiáng)度分量的比較。圖16描繪了作為井筒間距的函數(shù)的B2分量，其間通過調(diào)整磁極強(qiáng)度P，一最好的吻合(即模擬距離和實(shí)際距離之間的差被調(diào)在零)被調(diào)在7米處。圖17描繪了圖16中兩條曲線間的差。如圖16和17所示，模擬的和實(shí)際的距離之間的差別相當(dāng)小且可以是可預(yù)測的。圖18描繪了當(dāng)擬合被用來使理想的吻合位于7米處時(shí)作為井筒間距離的函數(shù)的Br分量。圖19描繪了圖18中兩條曲線之間的差。圖16～19表明，采用Bz或Br確定距離時(shí)存在著同樣的精確度。
圖20描繪了形成一孔洞的靜磁鉆井作業(yè)的實(shí)施例，該孔洞與一已鉆孔洞相隔一選定的距離(例如，大致平行于已鉆孔洞)?？稍跓N層124中形成孔洞170。例如，可大致平行于烴層124的邊界(如表面)形成井筒170?？筛鶕?jù)，例如，井筒的預(yù)定用途、地層深度、地層類型等在烴層124內(nèi)以其他取向形成井筒170。井筒170可保括套管152。在某些實(shí)施例中，井筒170可為裸眼(未下套管的)井筒。在一些實(shí)施例中，可將磁串154插入孔170?？蓪⒋糯?54從卷筒展開送入孔170。在一實(shí)施例中，磁串154包括一個(gè)或一個(gè)以上磁段156。
在一些實(shí)施例中，套管152可為一導(dǎo)管。可用不大受磁場影響的材料(如無磁性合金例如無磁性不銹鋼(如304、310、316不銹鋼)、增強(qiáng)聚合物管或黃銅管)制造套管152。導(dǎo)管可為導(dǎo)體內(nèi)置于導(dǎo)管中的加熱器的導(dǎo)管，也可為帶孔襯管或套管。若套管不大受磁場影響，磁通就不會(huì)受屏蔽。在其他實(shí)施例中，套管可用受磁場影響的材料(如碳鋼)制成。采用受磁場影響的材料可能減弱要由相鄰井眼166中的鉆孔裝置164檢測的磁場強(qiáng)度。例如，碳鋼可減弱套管外的磁場強(qiáng)度(例如，視套管的直徑、壁厚和/或?qū)Т怕识鴾p小2/3)?？捎锰间撎坠?或其他磁屏蔽套管)內(nèi)的磁串在表面進(jìn)行測量以確定受到碳鋼套管屏蔽時(shí)磁串的有效磁極強(qiáng)度。在某些實(shí)施例中不用套管152(例如，用于裸眼井筒時(shí))。測量相鄰孔166中的磁串154產(chǎn)生的磁場可被用來確定相鄰孔166相對(duì)于孔170的坐標(biāo)。
在一些實(shí)施例中，鉆井裝置164可包括磁導(dǎo)探頭。磁導(dǎo)探頭可含一3軸磁門通磁力儀和一3軸井斜儀。井斜儀一般用來確定探頭相對(duì)地球重力場的旋轉(zhuǎn)(即“工具面方位角”)。普通的磁導(dǎo)探頭Tensor Energy(RoundRock，TX)有購。
在某些實(shí)施例中，可將磁導(dǎo)探頭設(shè)置在河流穿越鉆機(jī)的鉆柱內(nèi)。河流穿越鉆機(jī)可用來鉆穿過烴層的水平井筒或大致水平的井筒。在某些實(shí)施例中，河流穿越鉆機(jī)用來鉆包括烴層內(nèi)大致水平的井筒在內(nèi)的斜穿地層上覆巖層的井筒。河流穿越鉆機(jī)可形成這樣一個(gè)井筒，它具有一處在表面上第一位置的第一井口和在井筒的另一端處在表面上第二位置的第二井口。河流穿越鉆機(jī)可包括位于為第一和第二井口選擇的地點(diǎn)的機(jī)械。機(jī)械(如在第一井口地點(diǎn))可用來鉆井筒，而相同的機(jī)械或其他機(jī)械(如在第二井口地點(diǎn))可用來將設(shè)備(如熱源、生產(chǎn)導(dǎo)管等)拉入井筒。用河流穿越鉆機(jī)形成井筒時(shí)，河流穿越鉆機(jī)的鉆柱可隨著鉆柱鉆入地層上覆巖層而斜鉆井筒。河流穿越鉆機(jī)的鉆入角度可小至5°左右大至20°左右，一般為10°左右或20°左右。以入口角鉆井筒直到達(dá)到給定深度(通常位于地層的烴層內(nèi)的某一位置)為止，在該深度轉(zhuǎn)動(dòng)鉆柱以便在大致水平的方向上鉆透地層。鉆井筒大致水平的部分直到井筒的水平長度達(dá)到預(yù)定值。水平長度達(dá)到預(yù)定值后，將鉆柱轉(zhuǎn)成出口角，出口角一般，但不一定非得是，和入口角相同，以便與處于井筒第二端的機(jī)械會(huì)合。
形成井筒后，井筒的第一端和/或第二端的機(jī)械可用來將設(shè)備拉入井筒。在一些實(shí)施例中，隨著鉆柱被拉自井筒，鉆柱可用來擴(kuò)井筒和/或加大井筒的直徑。將設(shè)備(如加熱器或熱源)拉入水平長井筒可能比將設(shè)備推入井筒更有效。河流穿越鉆機(jī)通常為在烴層中形成水平井筒提供一種經(jīng)濟(jì)有效的方法。水平井筒可在表面上第一位置有一第一井口并在表面上第二位置有一第二井口。河流穿越鉆機(jī)由The Crossing CompanyInc.(Nisku，Alberta)等公司經(jīng)營。
可將磁段156設(shè)置在導(dǎo)管158內(nèi)。導(dǎo)管158可為成卷車絲或無縫管。導(dǎo)管158可通過連接一個(gè)或一個(gè)以上管段162形成。管段162可包括非磁性材料如，但不限于，不銹鋼。在某些實(shí)施例中，導(dǎo)管158通過連接若干車絲管段形成。管段162可具有任何預(yù)定長度(例如，管段可具有車絲管用標(biāo)準(zhǔn)長度)。管段162具有選出以便以選擇的磁串154相斥磁極接頭間距離產(chǎn)生磁場的長度。相斥磁極接頭間距離可決定磁導(dǎo)向方法的靈敏度(即在確定相鄰井筒間距時(shí)的精度)。一般，相斥磁極接頭間距離被選擇得與相鄰井筒間距規(guī)模相同(例如，接頭間距離可在1米左右至500米左右的范圍內(nèi)或，在一些場合，在1米左右至200米左右的范圍內(nèi))。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)管158為不銹鋼車絲管(例如，由約6米(20英尺)長管段162形成的外徑約為7.3厘米(2.875英寸)的壁厚40號(hào)的304不銹鋼)。管段162長約6米時(shí)，相斥極間距將為約6米。在一些實(shí)施例中，可隨著導(dǎo)管被形成和/或被插入孔170而將管段162連接。導(dǎo)管158可具有一個(gè)125米左右和175米左右之間的長度?？筛鶕?jù)磁串的預(yù)定用場采用其他長度的導(dǎo)管158(如小于125米左右或大于175米左右)。
在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)管158的管段162可包括兩段磁鐵156。管段中也可采用多于或少于兩段磁鐵?？蓪⒋哦?56在管段162中設(shè)置得使相鄰磁段具有相斥的磁極(即磁段接頭處的相斥磁極(如N-N)使磁段互斥)，如圖20所示。在一個(gè)實(shí)施例中，管段162包括兩個(gè)磁極相斥的磁段156。可將相鄰管段162間的極性設(shè)置得使管段具有相引磁極(例如，管段接頭處相引磁極(如S-N)使管段相互吸引)，如圖20所示。將每個(gè)管段的相斥磁極設(shè)置得大致居中使每個(gè)管段內(nèi)磁段的裝配變得較為容易。在一個(gè)實(shí)施例中，相鄰管段162的近中部具有相反的磁極。例如，一個(gè)管段的近中部可具有北極而相鄰管段(或一管段的兩端的管段)可具有南極如圖20所示。
可將緊固件160設(shè)置在管段162的端部以便將磁段156保持在管段內(nèi)。緊固件可包括，但不限于，銷、螺栓或螺絲。緊固件可用非磁性材料制成。在一些實(shí)施例中，可將管段162的端部封堵(如設(shè)置在端部的端蓋)以便將磁段156封在管段內(nèi)。在某些實(shí)施例中，也可將緊固件160設(shè)置在相鄰磁段156的相斥磁極接頭處以防止相鄰磁段移開。
圖21描繪了包括磁極相斥的兩個(gè)磁段156在內(nèi)的管段162的實(shí)施例。磁段156可包括一個(gè)或一個(gè)以上連接起來形成單一磁段的磁鐵168。磁鐵168可為阿爾尼科鋁鎳鈷合金磁鐵(Alnico magnet)或具有足夠的磁場強(qiáng)度以便產(chǎn)生可在附近井筒中檢測出來的磁場的其他類型的磁鐵。阿爾尼科鋁鎳鈷磁鐵主要由鋁、鎳和鈷的合金構(gòu)成且，例如，Adams MagneticProducts，Co.(Elmhurst，IL)有購。在一個(gè)實(shí)施例中，磁鐵168為阿爾尼科鋁鎳鈷磁鐵，直徑約為6厘米，長度約為15厘米。由若干單塊磁鐵來裝配磁段增大了磁段產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度。在某些實(shí)施例中，磁段的極強(qiáng)可在1000高斯左右到2000高斯左右之間(例如，約1500高斯?？蓪⑾嘁艠O連接而將多塊磁鐵168連接起來使得磁段156的形成方式為一端為南極二端為北極。在一個(gè)實(shí)施例中，將40塊長約15厘米的磁鐵168連接以形成長約6米的磁段156。可將磁段156的相斥磁極大致設(shè)置在管段162的中間如圖20和21所示?？蓪⒋哦卧O(shè)置在管段162內(nèi)并用緊固件160將它保持在管段內(nèi)?？蓪⒁粋€(gè)或一個(gè)以上的管段162如圖20所示那樣連接起來形成一磁串。
圖22描繪了磁串154一部分的實(shí)施例的示意圖?？蓪⒋哦?56設(shè)置得使相鄰磁段具有相斥的磁極。在一些實(shí)施例中，可加力以減小磁段156間的距離172?？闪砑哟哦我栽黾哟糯?54的長度。在某些實(shí)施例中，可將磁段156設(shè)置在管段162內(nèi)，如圖20所示。磁串可在裝配后卷起。磁串的安裝可包括將磁串卷展開。卷起和展開磁串也可用來改變磁串相對(duì)于附近井筒中傳感器(例如如圖20所示井眼166中的鉆孔裝置164)的位置。
磁串可包括多個(gè)南-南和北-北相斥磁極接頭。如圖22所示，多個(gè)相斥磁極接頭可感生一系列磁場174。交變磁串內(nèi)各部分的極性可提供若干磁場差(magnetic field differential)。磁場差可用來控制被鉆井筒間的給定間隔。加大磁串內(nèi)相斥磁極接頭間距可加大下述徑向距離，隔開這段距離一磁力計(jì)可檢測一磁場。在一些實(shí)施例中，相斥磁極接頭間的距離可有變化。例如，在貼近地表部分與在地層中位置較深的部分相比，前者可用更多的磁鐵。
在某些實(shí)施例中，當(dāng)兩個(gè)井筒間矩加大或減小時(shí)，磁串的相斥磁極接頭間的距離可分別得到加大或減小。相斥磁極接頭間的距離加大磁場變化的頻率，從而可為井筒間距較小的鉆井作業(yè)提供更多的引導(dǎo)。相斥磁極接頭之間的較長距離可用于增加井筒間距較大時(shí)的總磁場強(qiáng)度。例如，相斥磁極接頭間距約為6米可感生足以鉆間距小于16米左右的相鄰井筒的磁場。在某些實(shí)施例中，相斥磁極接頭間距可在3米左右和24米左右之間變動(dòng)。在一些實(shí)施例中，相斥磁極接頭間距可在0.6米左右和60米左右之間變動(dòng)。相斥磁極接頭間距可以改變以便調(diào)節(jié)鉆井系統(tǒng)的靈敏度(如相鄰井筒間距上的允差)。
在一些實(shí)施例中，所用磁鐵的強(qiáng)度可影響所感生磁場的強(qiáng)度。在某些實(shí)施例中，相斥磁極接頭間距6米可感生足以鉆間距小于6米左右的井筒的磁場。在其他實(shí)施例中。相斥磁極接頭間距6米左右可感生足以鉆間距小于10米左右的相鄰井筒的磁場。
磁串的長度可基于磁串的成本和鉆井時(shí)需重新設(shè)置磁串引起的成本間經(jīng)濟(jì)上的折衷考慮。磁串長度可從30米左右到500米左右不等。在一個(gè)實(shí)施例中，磁串可有一150米左右的長度。如此，在一些實(shí)施例中，如果在鉆井眼長于磁串的長度，磁串可能需重新加以設(shè)置。
當(dāng)需在一中央井筒周圍鉆多個(gè)井筒時(shí)，可鉆中央井筒并將磁串設(shè)置在中央井筒中以引導(dǎo)大致圍繞著中央井筒的其他井筒的鉆進(jìn)。鉆井時(shí)的累積誤差可通過鉆由磁串引導(dǎo)的相鄰井筒來加以限制。此外，只有采用磁串的井筒可包括可比一般襯套貴的非磁性襯套。
作為一個(gè)例子，可以七點(diǎn)井網(wǎng)方式在井網(wǎng)中心形成第一井筒。磁串可設(shè)置在第一井筒中?？捎玫谝痪仓械拇糯龑?dǎo)形成相鄰(或周圍)六個(gè)井筒。形成七點(diǎn)井網(wǎng)后，通過將磁串設(shè)置在六個(gè)周圍井筒中的一個(gè)之中并形成最鄰近設(shè)置有磁串的井筒的井筒，可另外形成其他井筒。可重復(fù)形成最近的相鄰井筒并移動(dòng)磁串以形成相鄰井筒的過程直到為含烴地層形成井網(wǎng)。鉆盡可能多的最靠近單一井筒的相鄰井筒可減少與將磁串在井筒間移動(dòng)和/或安裝多個(gè)磁串相關(guān)的成本和時(shí)間。
在一個(gè)實(shí)施例中，將磁串設(shè)置在先形成的井筒中，利用磁導(dǎo)向形成最靠近先形成井筒的相鄰井筒。先形成井筒可用任何標(biāo)準(zhǔn)鉆井方法(如陀螺儀、井斜儀、地場磁力儀等)或通過來自另一先形成井筒的磁導(dǎo)向來形成。采用磁導(dǎo)向形成最近相鄰井筒可減小為含烴地層形成的井網(wǎng)中井筒間的總偏斜。例如，每鉆500米可將井筒間偏斜大致保持在±1米以下。在形成的加熱器井筒的一些實(shí)施例中，沿井筒的長度熱量可以有所不同以便補(bǔ)償加熱器井筒間距上的任何變化。
如圖2所示，除熱源100外，一個(gè)或一個(gè)以上生產(chǎn)井104可一般地設(shè)置在含烴地層的一部分之內(nèi)。地層流體可通過生產(chǎn)井104產(chǎn)生。在一些實(shí)施例中，生產(chǎn)井104可包括一熱源。熱源可加熱處于或靠近生產(chǎn)井的部分地層便于地層流體的氣相分離?？蓽p少或消除對(duì)從生產(chǎn)井高溫抽液的需要。避免或限制高溫抽液可大大降低生產(chǎn)成本。供熱于或透過生產(chǎn)井可(1)在那樣的生產(chǎn)流體正在接近上覆巖層的生產(chǎn)井中運(yùn)動(dòng)時(shí)防止生產(chǎn)流體凝結(jié)或回流，(2)增加傳入地層的熱量和/或(3)增大地層在或近生產(chǎn)井處的導(dǎo)磁率。在一些原地轉(zhuǎn)化過程的實(shí)施例中，供給生產(chǎn)井的熱量大大少于供給加熱地層的熱源的熱量。
含烴地層中的地下壓力可相當(dāng)于地層內(nèi)產(chǎn)生的流體壓力。加熱含烴地層內(nèi)的烴可由熱解產(chǎn)生流體。所產(chǎn)生的流體可在地層內(nèi)氣化。氣化和熱解反應(yīng)可增大地層內(nèi)的壓力。有助于壓力上增大的流體可包括，但不限于，熱解過程中產(chǎn)生的流體和加熱過程中氣化的水。隨著地層被加熱部分的選出部分內(nèi)溫度升高，選出部分內(nèi)的壓力可因增多的流體產(chǎn)生和水的氣化而增大?？刂屏黧w從地層脫離的速度可供地層中壓力控制用。
在一些實(shí)施例中，在含烴地層被加熱的區(qū)段的選出部分內(nèi)的壓力可隨一些因素如深度、與加熱源的距離、含烴地層內(nèi)烴的豐度和/或與一生產(chǎn)井的距離而變。地層內(nèi)的壓力可在若干不同位置加以確定(例如，生產(chǎn)井附近或生產(chǎn)井處、熱源附近或熱源處或監(jiān)測井處)。
可在相當(dāng)大的導(dǎo)磁率在含烴地層內(nèi)產(chǎn)生之前將含烴地層加熱到熱解溫度范圍。起初缺乏導(dǎo)磁率可防止產(chǎn)生的流體從地層內(nèi)的熱解區(qū)遷移到生產(chǎn)井。隨著熱量開始從熱源傳到含烴地層，含烴地層內(nèi)的流體壓力可挨著熱源增大。這一流體壓力上的增大可能是通過流體在地層中至少一些烴的熱解過程中產(chǎn)生引起的。增大的流體壓力可通過熱源加以釋放、監(jiān)測、改變和/或控制。例如，熱源可包括供一些流體從地層脫離用的閥。在一些熱源的實(shí)施例中，熱源可包括防止壓力損傷熱源的裸眼井筒配置。
在一個(gè)原地轉(zhuǎn)化過程的實(shí)施例中，可將壓力在含烴地層一個(gè)區(qū)段的選出部分內(nèi)增大到一個(gè)在熱解過程中選出的壓力。選出壓力可從約2巴絕對(duì)壓力到約72巴絕對(duì)壓力不等，或，在一些實(shí)施例中，從2巴絕對(duì)壓力到36巴絕對(duì)壓力不等。要不，選出壓力也可以從約2巴絕對(duì)壓力到約18巴絕對(duì)壓力不等。在一些原地轉(zhuǎn)化過程的實(shí)施例中，多數(shù)烴流體可從具有從約2巴絕對(duì)壓力到18巴絕對(duì)壓力范圍內(nèi)的壓力的地層中產(chǎn)生。熱解過程中的壓力可變也可加以改變。壓力可以加以改變以便改變和/或控制產(chǎn)生的地層流體的成分，控制與非可凝流體相比可凝流體的百分比，和/或控制正在產(chǎn)生的流體的API重度。例如，減小壓力可導(dǎo)致較大可凝流體組分的產(chǎn)生?？赡黧w組分可含較大百分比的烯烴。
在一些原地轉(zhuǎn)化過程的實(shí)施例中，可將因流體產(chǎn)生而增大的壓力保持在地層被加熱的區(qū)段內(nèi)。在地層內(nèi)保持增大的壓力可防止在原地轉(zhuǎn)化過程中地層沉陷。增大的壓力可有助于在熱解中產(chǎn)生高質(zhì)量的產(chǎn)物。增大的壓力可有利于源于地層的流體的產(chǎn)氣。氣相的產(chǎn)生可便于減小用來輸送由地層產(chǎn)生的流體的集管的尺寸。增大的地層壓力可減少或消除對(duì)在表面壓地層流體以便將集管中的流體輸送到表面設(shè)施的要求。在地層內(nèi)保持增大的壓力也可有利于從產(chǎn)生的非可凝性流體產(chǎn)生電力。例如，可使所產(chǎn)生的非可凝流體通過透平發(fā)電。
在地層中增大的壓力也可加以保持以便產(chǎn)生更多和/或更好的流體。在某些原地轉(zhuǎn)化過程的實(shí)施例中，由地層產(chǎn)生的大量(例如，系數(shù))烴流體可為非可凝烴?？稍诘貙觾?nèi)有選擇地增大和/或保持壓力以便促進(jìn)地層中較小鏈烴的形成。在地層中產(chǎn)生小鏈烴可使更多的非可凝烴得以從地層產(chǎn)生。高壓下從地層產(chǎn)生的可凝烴可具有比低壓下從地層產(chǎn)生的可凝烴更高的質(zhì)量(例如，較高的API重度)。
可將高壓保持在含烴地層被加熱的區(qū)段內(nèi)以便防止具有大于，例如，25左右的碳數(shù)的地層流體的產(chǎn)生。一些碳數(shù)較高的化合物可被夾帶在地層中的蒸汽內(nèi)并可由蒸汽使其從地層中脫離。地層中較高壓力可防止蒸汽中多環(huán)烴化合物和/或高碳數(shù)化合物的夾帶。增大含烴地層內(nèi)壓力可增高區(qū)段內(nèi)流體的沸點(diǎn)。高碳數(shù)的化合物和/或多環(huán)烴化合物可長時(shí)間在地層中以液相形式保存。這段相當(dāng)長的時(shí)間可為化合物熱解形成低碳數(shù)的化合物提供充足的時(shí)間。
在地層被加熱的區(qū)段內(nèi)保持增大的壓力可驚人地便于生產(chǎn)大量高質(zhì)量的烴。保持增大的壓力可促進(jìn)地層內(nèi)熱解流體的氣相遷移。增大壓力常可使生產(chǎn)分子量較小的烴成為可能，因?yàn)檫@些分子量較小的烴更易于以氣相形式在地層中遷移。
分子量較小的烴的產(chǎn)生(和相應(yīng)加劇的氣相遷移)相信是，部分地，由于含烴地層部分區(qū)段內(nèi)氫的自生和反應(yīng)造成的。例如，保持增大的壓力可迫使熱解過程中產(chǎn)生的氫成為液態(tài)(例如，通過溶解)。將該區(qū)段加熱到處于熱解溫度范圍內(nèi)的一個(gè)溫度可使地層內(nèi)的烴熱解產(chǎn)生液相的熱解流體。產(chǎn)生的組分可含雙鍵和/或基。液態(tài)H2可還原產(chǎn)生的熱解流體的雙鍵，由此減小長鏈化合物從產(chǎn)生的熱解流體熱解或形成的能力。此外，氫還可中和所產(chǎn)生的熱解流體的基。因此，液相H2可防止所產(chǎn)生的熱解流體互相反應(yīng)和/或與地層中的其他化合物反應(yīng)。鏈較短的烴可入氣相并可由地層產(chǎn)生。
在增大的壓力下運(yùn)作一個(gè)原地轉(zhuǎn)化過程可為源自地層的地層流體的氣相生產(chǎn)創(chuàng)造條件。氣相生產(chǎn)可使較輕(和質(zhì)量較高的)熱解流體增加采收成為可能。氣相生產(chǎn)可導(dǎo)致較少的地層流體在流體由熱解產(chǎn)生后被留在地層。氣相生產(chǎn)可使得地層中生產(chǎn)井比采用液相或液/氣相生產(chǎn)時(shí)為少。減少生產(chǎn)井可大大減少與原地轉(zhuǎn)化過程有關(guān)的設(shè)備成本。
在一個(gè)實(shí)施例中，可將含烴地層一部分區(qū)段加熱以增大H2的分壓。在一些實(shí)施例中，增大的H2分壓可包括從0.5巴左右到7巴左右不等的H2分壓。要不，增大的H2分壓范圍也可包括從5巴左右到7巴左右不等的H2分壓。例如，可產(chǎn)生系數(shù)烴流體，其中H2分壓系處于5巴左右到7巴左右的范圍內(nèi)。處于熱解H2分壓范圍內(nèi)的一個(gè)范圍內(nèi)的H2分壓可隨，例如，地層被加熱區(qū)段的溫度和壓力而變。
將地層內(nèi)的H2分壓保持為大于大氣壓可增大產(chǎn)生的可凝烴流體的API值。保持增大的H2分壓可將產(chǎn)生的可凝烴流體的API值增加到大于25°左右或，在某些場合，大于30°左右。在含烴地層被加熱的區(qū)段內(nèi)保持增大的H2分壓可增大被加熱區(qū)段內(nèi)H2的濃度。H2可能可以用來與烴的熱解組分起反應(yīng)。H2與烴的熱解組分的反應(yīng)可將烯烴的聚合化為焦油和其他交聯(lián)的、難以升級(jí)的產(chǎn)物。因此，可防止產(chǎn)生具有低的API重度值的烴流體。
在含烴地層內(nèi)控制壓力和溫度可使產(chǎn)生的地層流體的性質(zhì)得到控制。例如，從地層產(chǎn)生的地層流體的成分和質(zhì)量可通過改變地層被加熱區(qū)段的選出部分的平均壓力和/或平均溫度來改變。產(chǎn)生的流體的質(zhì)量可基于流體的特性加以評(píng)價(jià)，這些特性舉例來說有，但不限于，API重度、烯烴在產(chǎn)生的地層流體中的百分比、乙烯與乙烷之比、原子氫和碳之比、具有大于25的碳數(shù)的所產(chǎn)生的地層流體內(nèi)烴的百分比、總當(dāng)量生產(chǎn)(氣和液)、總液體生產(chǎn)和/或作為費(fèi)歇爾分析(Fischer Assay)一部分的液體收率。
鑒于本描述，本發(fā)明的各方面的更多的變更和其他實(shí)施例對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員可以是顯而易見的。相應(yīng)地，本描述要被認(rèn)作僅為說明性的，目的是為本領(lǐng)域技術(shù)人員講授實(shí)施本發(fā)明的一般方式。要被充分理解的是，這里所示出和描述的本發(fā)明的形式要被看作現(xiàn)今最佳的實(shí)施例?？捎枚喾N要素和材料取代這里所說明和描述的要素和材料，部分和過程可有所顛倒，本發(fā)明的某些特性可獨(dú)立地加以利用，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員在由本發(fā)明的描述中獲益后全都是很明顯的。不脫離如下列權(quán)利要求書所述的基本原理和范圍對(duì)這里所述的要素均可作出改變。此外，要得到充分理解的是，這里獨(dú)立地描述的特點(diǎn)可以，在某些實(shí)施例中，被合并。
權(quán)利要求
1.一種用來在一含烴地層形成一個(gè)或一個(gè)以上孔的方法，包括在地層中形成或設(shè)置一第一孔；將多塊磁鐵置入第一孔，其中多個(gè)磁鐵系沿第一孔的至少一部分設(shè)置，且其中多個(gè)磁鐵沿第一孔的至少該部分產(chǎn)生一系列磁場；又用該系列磁場的磁跟蹤在地層中形成第二孔，使得第二孔與第一孔相隔一預(yù)定的距離。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中多個(gè)磁鐵組成一磁串。
3.如權(quán)利要求1或2中的任何一個(gè)所述的方法，其中多個(gè)磁鐵包括至少兩個(gè)相隔一選定距離的極性相反的相斥磁極接頭，其中所選擇的距離大于1米左右小于500米左右，或小于200米左右，或者，其中所選擇的距離大致類似或大于第一孔洞和第二孔沿間的預(yù)定距離。
4.如權(quán)利要求1-3中的任何一個(gè)所述的方法，其中多個(gè)磁鐵包括至少兩個(gè)磁段，磁段的設(shè)置方式使得取自每個(gè)磁段的相斥磁極相互大致鄰接由此形成一相斥磁極接頭。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中至少一個(gè)磁段有一有效北極和一有效南極。
6.如權(quán)利要求4或5中任何一個(gè)所述的方法，其中至少兩個(gè)包括一相斥磁極接頭的磁段被設(shè)置在一段導(dǎo)管內(nèi)，其中該段導(dǎo)管被連接到至少一段的他段導(dǎo)管上，其中至少一段的他段導(dǎo)管包括至少兩個(gè)包括相斥磁極以便產(chǎn)生一相斥磁極接頭的磁段，又其中至少一段的他段導(dǎo)管的相斥磁極接頭包括一個(gè)上述該段導(dǎo)管的相斥磁極接頭的極性的相反極性。
7.如權(quán)利要求4-6中任何一個(gè)所述的方法，其中至少一個(gè)磁段的磁極強(qiáng)度是在1000高斯左右到2000高斯左右之間，1200高斯左右到1800高斯左右之間，或?yàn)?500高斯左右。
8.如權(quán)利要求1-7中任何一個(gè)所述的方法，另包括移動(dòng)第一孔內(nèi)的多個(gè)磁鐵以便隨時(shí)間改變至少一個(gè)磁場和/或使第二孔的長度得以增加。
9.如權(quán)利要求1-8中任何一個(gè)所述的方法，另包括形成多個(gè)與第一孔相鄰的孔，其中這些孔中至少兩個(gè)系采用第一孔洞中系列磁場的磁跟蹤得以形成。
10.如權(quán)利要求1-9中任何一個(gè)所述的方法，其中第一孔為大致垂直的孔，又其中第二孔為大致水平的孔，該第二孔與第一孔相隔一選定的距離并在一選定的地層中深度處經(jīng)過第一孔。
11.如權(quán)利要求1-10中任何一個(gè)所述的方法，其中第一孔包括一非磁性套管。
12.如權(quán)利要求1-11中任何一個(gè)所述的方法，其中系列磁場包括一第一磁場和一第二磁場，且其中第一磁場的強(qiáng)度與第二磁場的強(qiáng)度不同，或，其中第一磁場的強(qiáng)度大致與第二磁場的強(qiáng)度相同。
13.如權(quán)利要求1-12中任何一個(gè)所述的方法，其中第一孔由一處于一孔網(wǎng)中的中央孔構(gòu)成，該方法另包括形成多個(gè)與第一孔相鄰的孔網(wǎng)中的孔。
14.如權(quán)利要求1-13中任何一個(gè)所述的方法，其中第一孔由一處于一孔網(wǎng)中的中央孔構(gòu)成，該方法另包括形成與第一孔相鄰的孔網(wǎng)中的多個(gè)孔，并且其中所述多個(gè)孔中的每個(gè)都與第一孔相隔預(yù)定距離。
15.如權(quán)利要求1-14中任何一個(gè)所述的方法，另包括設(shè)置至少一個(gè)位于第一孔內(nèi)的加熱機(jī)構(gòu)和至少一個(gè)位于第二孔內(nèi)的加熱機(jī)構(gòu)使得這些加熱機(jī)構(gòu)可用來供熱給地層的至少一部分。
16.如權(quán)利要求1-15中任何一個(gè)所述的方法，其中第二孔和第一孔間距的偏差每500米孔長度不超過±1米左右。
17.如權(quán)利要求1-16中任何一個(gè)所述的方法，其中對(duì)系列磁場的測量系在第一孔內(nèi)多個(gè)磁鐵的兩個(gè)或兩個(gè)以上位置進(jìn)行，以便減小固定磁場對(duì)確定第一孔和第二孔間距離的影響。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中至少兩個(gè)位置由相隔L/4倍數(shù)的位置構(gòu)成，且其中L為多個(gè)磁鐵中兩個(gè)相斥磁極接頭間的距離。
19.如權(quán)利要求1-18中任何一個(gè)所述的方法，其中多個(gè)磁鐵中至少一個(gè)磁鐵由鋁、鎳和/或鈷合金的組合物構(gòu)成。
20.如權(quán)利要求1-19中任何一個(gè)所述的方法，其中多個(gè)磁鐵被設(shè)置在一套管、一加熱器套管和/或一射孔套管內(nèi)。
21.如權(quán)利要求1-20中任何一個(gè)所述的方法，其中將多個(gè)磁鐵的至少一部分設(shè)置在一導(dǎo)管內(nèi)，其中還有然后將導(dǎo)管設(shè)置在地層中的第一孔中。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中導(dǎo)管由非磁性材料構(gòu)成。
23.如權(quán)利要求1-22中任何一個(gè)所述的方法，另包括用一種方法在含烴地層內(nèi)形成兩個(gè)以上孔，另包括將一磁串設(shè)置在第一孔中，其中磁串在地層的一部分內(nèi)產(chǎn)生磁場；采用磁串產(chǎn)生的磁場的磁跟蹤形成由一個(gè)或一個(gè)以上鄰近第一孔的孔構(gòu)成的第一組孔；將磁串從第一孔移至由一個(gè)或一個(gè)以上孔構(gòu)成的第一組孔中的一個(gè)孔；并形成鄰近內(nèi)有磁串的孔的第二組一個(gè)或一個(gè)以上的孔。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，另包括采用磁串的磁跟蹤形成鄰近第二組一個(gè)或一個(gè)以上孔中一孔的第三組一個(gè)或一個(gè)以上的孔，其中磁串已被移至第二組一個(gè)或一個(gè)以上孔中的那孔。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，另包括采用磁串的磁跟蹤形成鄰近第一組一個(gè)或一個(gè)以上孔中一孔的第三組一個(gè)或一個(gè)以上的孔，其中磁串已被移至第一組一個(gè)或一個(gè)以上孔中的該孔中，又其中該孔為不同于用來形成第二組一個(gè)或一個(gè)以上孔的那孔。
26.如權(quán)利要求23-25中任何一個(gè)所述的方法，另包括在含烴地層中形成一孔網(wǎng)。
27.如權(quán)利要求1-26中任何一個(gè)所述的方法，其中至少一個(gè)加熱器被設(shè)置在地層中的至少一個(gè)孔內(nèi)，其中加熱器可被用在一方法中，該方法包括從至少一個(gè)加熱器供熱給地層的某一部分；在地層內(nèi)熱解至少一些烴類；并從地層產(chǎn)出一混合物，其中此混合物包含至少一些被熱解的烴類。
28.一用來實(shí)施權(quán)利要求1-27中任何一個(gè)中的方法的系統(tǒng)，包括一鉆井裝置；一包括兩個(gè)或兩個(gè)以上可位于一導(dǎo)管中的磁段，其中每個(gè)磁段包括多個(gè)磁鐵；以及一可構(gòu)造配置成以便檢測在地層內(nèi)一磁場的傳感器。
29.如權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中傳感器被連接到鉆井裝置上。
30.如權(quán)利要求28或29中任何一個(gè)所述的系統(tǒng)，其中磁串另包括一個(gè)或一個(gè)以上可構(gòu)造配置成以防止磁段相對(duì)導(dǎo)管運(yùn)動(dòng)的緊固件。
31.如權(quán)利要求28-30中任何一個(gè)所述的系統(tǒng)，其中磁串被設(shè)置在地層中的第一孔中而鉆井裝置被設(shè)置在地層中第二孔中。
32.如權(quán)利要求28-31中任何一個(gè)所述的系統(tǒng)，其中導(dǎo)管包括一個(gè)或一個(gè)以上管段，其中每個(gè)管段包括兩個(gè)磁段。
33.如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)管段包括兩個(gè)磁段，兩個(gè)磁段被設(shè)置使得這兩個(gè)磁段形成一個(gè)大致位于每個(gè)管段中心的相斥磁極接頭。
34.一采用權(quán)利要求1-27中任何一個(gè)所述的方法或權(quán)利要求28-33中任何一個(gè)所述的系統(tǒng)在含烴地層中形成的孔。
35.一從采用權(quán)利要求1-27中任何一個(gè)所述的方法或權(quán)利要求28-33中任何一個(gè)所述的系統(tǒng)在一含烴地層中形成的孔產(chǎn)出的烴的混合物。
36.一如權(quán)利要求34所述的孔，其中孔被用在一原地轉(zhuǎn)化過程中，用在一蒸汽輔助的重力驅(qū)油過程中，用在一土壤補(bǔ)救過程中，用作一阻擋層井，用作一生產(chǎn)井，用作一加熱器井和/或用作一凍結(jié)井。
全文摘要
描述了一種用來在一含烴地層中形成孔的方法。沿第一孔的一部分設(shè)置多個(gè)磁鐵。采用系列磁場的磁跟蹤形成地層中的第二孔。第二孔可與第一孔相隔一預(yù)定的距離。
文檔編號(hào)E21B47/10GK1575377SQ02821105
公開日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2002年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月24日
發(fā)明者哈羅德·J·維內(nèi)加, 羅賓·A·哈特曼, 克里斯托弗·A·普拉特, 克里斯托弗·K·哈里斯, 戈登·B·萊珀 申請(qǐng)人:國際殼牌研究有限公司