CN101438027A - 利用能量和临界流体在开采烃燃料或污染物过程中或之后从大陆块捕获并隔离二氧化碳和能量提取物的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于在开采储层中燃料或污染物过程中和之后增加产量、降低后处理污染、降低消耗的能量并用于隔离来自各种来源的二氧化碳CO2的闭环系统被转换为用作冲洗和冷却介质的临界流体。电能量加热富含烃的储层产生热流体的开采，该热流体被供应到热交换器、气/液分离器和蒸汽轮机，在这里产生油、电动力、二氧化碳和甲烷以在系统内重新使用或用于外部用途。此外，一种用于在油藏中隔离二氧化碳的方法，包括下述步骤：向油藏中注入CO2，利用冷的、加压CO2冲洗所述油藏以移走残余热，利用CO2中的干的氢氧化钠催化剂的特细、低密度悬浮颗粒渗透，把水湿润的CO2泵入油藏以激活催化剂，把CO2与反应材料结合和封盖所述油藏。
Description
技术领域
本发明通常涉及减少空气和陆地污染，该污染包括从在例如油页岩之类的地下储层中的固定的矿物燃料主体中开采烃燃料而产生的热污染，本发明尤其涉及从油页岩就地开采油气过程中和之后利用其任何开采工艺减少温室气体或就地残留热的方法和装置。该发明也适用于重油、老化井、煤、褐煤、泥煤和沥青砂并且也以批次或连续类型的工艺被应用到地面上。它也可以利用电能和临界流体(CF)在从固定土地主体或容器开采污染物或残留物过程中和之后使用。
背景技术
油页岩，也被熟知为有机丰富的泥灰石，包含主要由称作干酪根的不溶性固体材料组成的有机物质。干酪根在高温分解中分解成干酪根油和烃气体(或油和气)，这可以被用作发电机燃料或被进一步提炼成运输燃料、石油化工产品或产品。页岩油和烃气体(典型地甲烷CH4)可以通过高温分解过程由干酪根产生，高温分解过程也就是典型地包括加热油页岩到提高的温度，典型地为300°到500℃的处理。在高温分解之前，在室温下的干酪根产品具有高粘度非变形材料的主要部分以致于它们在岩石/砂岩基质内不能被接近。在高温分解和移走后，页岩油被提炼成可使用的适于销售的产品。通过例如使用RF能量、注入过热蒸汽、热流体或其它材料或火烧油页岩储层来加热油页岩中的干酪根以就地处理油页岩主体的早期尝试即使基本可行(有些不可行)在经济上也不可行。例如通过采矿、压碎和在一炉或连续甑式炉中加热页岩来处理地上的油页岩主体以获得油页岩内的油和气的早期和目前的尝试既环境上不可行又经济上不可行。
就地处理典型地在地下留下大量残余能量和残余烃，这对地貌和生态具有未知的影响并被当作“废弃”能量。这些处理典型地也需要大量电能，而这通常由或者本地或者远处的电厂提供。电厂由例如煤或油之类的矿物燃料供给燃料，这产生温室气体。本发明目的在于在使得热、空气(包括“温室气体”)和地面污染最小的同时优化能量使用。预见一种闭环或半封闭类型的处理。
使用二氧化碳用于提高或三次采油是众所周知的，这是通过把二氧化碳注入现存的油藏以便给它们加压并使油气产量最大化而实现的。这个工艺取得有限的成功并且不致力于捕集或隔离大量的油藏中的CO2。
临界流体是处于接近或超过组合物的热力学临界点的温度和压力下的组合物。这些流体的特性在于其性质处于气体和液体之间，例如扩散率大大高于液体，但是不像气体的那么大，并且粘度低于典型液体的粘度。临界流体的密度是压力的强变化函数。密度从气体到液体之间变化，同时临界流体的相应溶解性质也随温度和压力变化，这可以在特定环境和特定方法中加以利用。
已经尝试或建议了许多技术以利用电阻、气体燃烧炉加热、注蒸汽和电磁能就地加热大体积的地下储层(煤、褐煤、页岩、沥青砂)以获得油气。例如，电阻类型的电元件已经通过电缆布置在井筒内以通过传导加热页岩。
1979年2月20日出版的Raymond Kasevich等的指定给Waltham，MA的Raytheon公司的美国专利4,140,179公开了用于生成储层的地下加热的系统和方法，其包括向下沿着井眼延伸到油页岩的多组间隔开的RF能量辐射器(偶极天线)。天线元件必须与周围储层的电条件相匹配。
于1985年4月2日出版的Vernon L.Heeren的指定给Raytheon公司的美国专利4,508,168通过参见包含在这里，该专利描述了沿着井筒布置的RF高频发热电极，该电极通过轴向运输线路输送电磁能量，该线路的外部导体终结于包括沿着外部导体向回延伸的扩大的同轴短截线的阻塞结构。但是，这种方法本身需要更长的应用RF能量以及能量等级上随着时间更多的变化。临界流体(CF)的注入将减少加热的依赖性，仅仅依赖RF能量，简化RF的产生并监测设备并减少消耗的电能。如果使用更简单的电阻加热器替代RF，CF的同样优势也是真实的。同样，不论加热温度或应用方法，由于其稀释和运载性质，临界流体(CF)的注入增加了系统的总产量。
指定给本申请人的公开号为(TBD) 公开日为____的美国专利申请(11/314,880)和公开号为(TBD) 公开日为____的美国专利申请(11/314,857)描述了利用RF能量和临界流体用于开采烃燃料或污染物的装置和方法，它们通过参见包含在这里。虽然其它就地方法通过传导、裂解和气化设计数年的加热以从页岩获得油，但是利用RF能量来加热页岩和临界流体以迫使对流和开采减少生产时间到数周或数月。时间的减少也减少了在初步加热后传递到周围储层的热的总量，改善了释放的烃的移动的障碍。RF/CF处理导致干酪根在大约300℃(该温度比许多其它方法低)裂解，CO2的部分易混合优势的接下来的使用降低了裂解温度和粘度并增加了扩散率和在低的温度下把石油组合物弄到地面的能力。
因此，电磁能量通过天线或微波高频发热电极输送，该天线或电极与于1980年4月1日出版的Howard J.Rowland等的指定给Raytheon公司的美国专利4,196,329类似。天线通过把其连接到地面上的高频能量源的同轴电缆或波导管沿着井筒定位。页岩加热通过天线或电极辐射的电磁(EM)波中容纳的能量辐射和介电吸收实现。这优于单独依赖传导以传递热量的更普通的电阻加热。这优于需要大量水和能量出现在现场并且也依赖传导的蒸汽加热。
在处理完成后所有这些加热方法在储层中留下残余热和残余烃。该热可以被用于部分地给正在进行的操作供给能量，减少了总的能量消耗，同时去除储层中部分或全部热量以及任何相关的热污染。所有这些方法也在储层内留下大量(50—70％)残余烃。在大多数例子中，这些烃现在被释放并且可移动并能够朝向例如蓄水层之类的导致污染的非期望区域移动。移动周期与许多位置特有和工艺特有的因素有关，包括基本残余热和残余油的数量和类型。残余热保留的时间越长，它到达的地方越远，残余油和气移入其它非期望和未知的区域的可能性越大。同样，残余油越多，并且其越轻(稀并且越提纯的)，移入其它非期望和未知的区域的可能性越大。
美国专利4,140,179和美国专利4,508,168描述的工艺和其它方法，使用例如电阻加热器，需要在地面产生显著数量的电能以给工艺供给能量，并且不提供积极的输送方法以当有价值的烃产品生成时把它们移走并输送到地面设备。二氧化碳(CO2)或其它临界流体，它们用作积极输送机构，对于产品和热在开采完成后能够被潜在地捕集在页岩中，从而减少了释放到大气中的温室气体。临界流体工艺使用的CO2可以在生产工艺、气井中产生，或者从包括电厂在内的各种工业工厂的排出物中捕集。可以想象供给实际开采工艺能量的就地的电厂变成该工艺需要的CO2的主要来源。
CO2隔离很久以来被认为是从地球大气中防止和移走温室气体的理想方法。致力于防止或减少全球变暖的目标，CO2隔离致力于减少在例如来自电厂和其它大的CO2产出地的CO2流出物之类的源头向大气的CO2释放。更大规模地，从地球大气去除过量的CO2理论上也将显著地贡献于温室气体的减少。
有许多围绕这个主题的研究和计划，但是大多数由于CO2的流动性而被阻碍。CO2是气体，这样，流动性很强。跟其它处于压力下的任何气体一样，它流向最低压力的点，注意逃逸回到大气，或者储层内压力最低的其它地方。这是气体尤其是处于压力下的气体的基本物理性质。单独在美国的数千的潜在油藏中，主要由于逃逸的能力，仅有2％到30％认为潜在地适于CO2隔离。本领域的专家不同意隔离的潜在可能，正如适合的油藏的大的不一致所证实的，但是大多数同意相同的基本原理。合适的油藏必须具有充足的孔隙度以接纳CO2和充足的强度和稳定性以一旦注入时来容纳它。典型的油藏包括废弃的煤矿、老化或废弃的油井、页岩矿藏、盐矿、湖床、煤矿、深海等。大多数被认为不充足，因为一方面使其具有吸引力的孔隙度最终另一方面导致CO2释放。
即使具有合理的孔隙度(也就是它们具有充足的吸收能力)的那些潜在油藏经过时间周期将释放CO2的主要部分，由于其孔隙度该时间周期取决于CO2的就地条件和压力。一些方法包括通过废弃油井把CO2注入油藏，接着依赖于众所周知的捕集方法，例如水泥胶结和机械密封。同样，一些对于强度和防泄漏可以接受的储层缺少容纳相当数量CO2的孔隙度，除非其被加压到几个大气压，而这增加了其将最终逃逸的可能性。为了这些和其它适于隔离的地方，CO2必须被化学和/或物理约束到储层。
2005年5月10日出版的Gregory H.Rau等的指定给美国能源部的美国专利6,890,497公开了一种用于从气流中开采和隔离CO2的方法和装置，其中与水溶液水合气流中的CO2形成碳酸，导致CO2在气流中耗尽，并且把碳酸与碳酸盐反应形成金属离子的废弃流溶液和重碳酸盐。废弃的流被释放到包括大水体的处理场。这个工艺具有几个缺点，因为它具有低的CO2存储密度并需要大的水体以进行应用。它也产生了大量的碳酸，从而改变了水体的PH和矿物组分，影响了依赖水体的水生植物的寿命。
2004年11月7日出版的Daniel Dziedzic等的指定给General Motor公司的美国专利7,132,090公开了一种用于从气流中去除二氧化碳的工艺，该工艺是这样实现的：通过使气态的二氧化碳通过多微孔的气体扩散膜和例如含碳的脱水剂之类的专门用于二氧化碳的催化剂以促进二氧化碳转换成由基质支撑的碳酸，从而把气态的二氧化碳分散到水中。矿物质被添加到该反应中以便形成可以在地面上延长保存周期的碳酸盐的沉淀物。但是，这个工艺需要几个步骤，和非常大的多微孔气体分散膜以处理一定体积的显著到足以实际的减少和隔离温室气体。
沥青砂和油砂是砂(主要为硅土)、水、烃和其它化学物质、金属和矿物的组合。它们存在于全世界，其中北美洲为主。烃是以沥青的形式存在，其按沉淀重量计占大约5到20％，并且经常附加到围绕砂/岩石/金属颗粒的水层上。沥青可以以各种方式采收，其通常按照下面两种方法之一分类：或者采矿和地面处理或者就地处理。
典型地，就地沥青砂采收方案包括或者火烧或者注蒸汽以加热沥青直到其粘度被降低以便其从砂基质流出。最流行的是蒸汽方法，其中高压蒸汽提供了有助于把沥青(油)从水/砂基质分离出来的热量，然后一系列泵、管道和井把沥青带到地面以进行进一步处理。高压蒸汽典型地通过射孔水平金属管输送，形成“蒸汽主干”或者一个区域内的蒸汽气球。用于采收过量的水和油产品的第二射孔水平管子位于蒸汽输送管下面，通常大约9到50英尺，包括以SAGD或蒸汽辅助的重力排水装置而为大家所知的系统。虽然这个工艺是有效的并一般使用，但是它有一些严重的缺陷，例如由于产出的油和消耗油的比例而带来的基本很少的经济性，和水污染及使用。加热蒸汽所需的能量仅仅临界地少于以油产品的形式采收的能量。大量热水和现在后处理的流动油留在了地层内，其具有把盐、包括重金属在内的金属和其它本地的化学物质从它们原先自然生成的位置溶解、移动或运输到包括水层和其它非理想区域在内的其它地质位置的可能。按照能量消耗(也就是每单位能量的产油率，例如每百万BTU产出的桶数)产出改进分类的该工艺效率的任何改进，或者产品质量改进应当提高从这些储层获得油的机会。同样，把油从水和砂基质分离需要的蒸汽或能量的任何减少将是对该工艺的受欢迎的增加，因为它将增加能量效率，降低产生的温室气体的总数量并降低产生蒸汽所需要的淡水的数量，因此，降低了在采收后必须处理的从该工艺流出的水的数量。同样，提供用于从储层和从采收的热水移走残余油的方法也是对该工艺的受欢迎的增加。
已经设想了几个工艺以改善烃从砂基质的分离。Fyleman(美国专利1,615,121)使用了被从60℃加热到80℃的碱金属的碳酸盐、氢氧化物或硅酸盐的稀释的水溶液以帮助从砂基质去除油。Clark(美国专利1,791,797)使用具有碱性试剂的多价盐以改善分离性。前苏联专利2,924,772使用柴油碱性废弃物和水以帮助形成用于最终分离的层。Willard，Sr(美国专利3,951,778)使用被弄热的(40℃—90℃)的包含钙和镁的硅酸盐溶液、表面活性剂和水以帮助分离。Fischer(美国专利2,903,407)也使用基于溶剂的烃等等。这些工艺都依赖地面间歇类型的混合并包含最终由于环境的考虑而不想要的组合物。
发明内容
因此，本发明因此的目的是提供用于从页岩和其它底层以低的能量消耗和最小的污染开采油的有效率的方法和装置，同时在开采完成后隔离二氧化碳(CO2)。
本发明的另一个目的是提供用于捕集、使用、重新利用和驱散在从固定的矿物燃料的主体开采烃燃料的过程中来自地球或物质的热量的方法和装置。
本发明的另一个目的是提供用于在从油页岩或沥青砂的沥青中开采干酪根油和气的过程中尽可能多的使用原始输入能量的封闭循环或接近封闭循环系统的方法和装置。
本发明的又一个目的是提供用于在就地加热油页岩或沥青砂过程中有效地降低总的能量消耗的方法和装置，这是这样实现的：使用临界流体以降低达到混相或可移动的烃以便他们可以被通过井筒向上或向外输送需要的全部温度。
本发明的再一目的是通过使用最小数量的目标和可命中目标的RF能量作为热源而降低在储层就地开采中后处理残留的释放烃的运移，允许在储层内更专门加热期望的组合物并产生热屏障和机械屏障。
本发明的另一个目的是通过提供重新循环的临界流体(CF)而减少就地采收中释放烃的运移，该临界流体把那些烃的主要部分冲洗到地面以处理，就地留下较少总数量的释放烃。
本发明的又一个目的是使用重新循环的CF冷却预先加热的标出位置并降低释放烃的粘度到它们不再流动的点，从而减少就地采收中释放烃的运移。
本发明的再一目的是提供用于在从沥青砂开采烃之前、过程中和之后从沥青砂移走边界水和残余水的方法和装置。
本发明的再一目的是提供一在加热油页岩或沥青砂的过程中通过在移走烃的过程中使用临界流体以回收和使用热量输入而有效地降低消耗的总能量的方法和装置。
本发明的目的是显著地增加用于CO2隔离的可接受油藏地址的总数量，同时通过在大多数油藏的两个主要弱点操作和同时隔离项目而增加在任何储层的隔离的效果和使用期限。
本发明的另一目的是降低对油藏强壮而且没有泄漏的需要同时也通过使用加压CO2以降低对高度孔隙度的需要并提供用于加压注入CO2的结合剂，其中加压增加了注入的CO2的密度(和数量)，而且结合剂为CO2和储层之间接下来的反应作了准备，以碳酸盐的形式把CO2化学地结合到储层，而且CO2可以是超临界的、临界的或次临界的。
本发明的再一目的是在烃或污染回收过程中和之后减少大陆块的热污染。
本发明的又一目的是提供在任何类型的处理过程中和之后用于减少大陆块热污染的装置。
本发明的再一目的是在烃或污染回收过程中和之后减少大陆块的油、重金属和化学污染。
这些和其它目的进一步通过下述方式实现：提供一种用于从大陆块捕集和隔离二氧化碳和潜在热的方法，其包括在开采烃的过程中和之后降低能量和临界流体的需要，这其中包括从内部源和外部源之一产生二氧化碳(CO2)，提供CO2作为临界流体以预先确定的温度和压力参数进入井内以实现期望的结果，向井提供催化剂，向井提供热能，处理热流体，包括从井获得的CO2、CH4、油、蒸汽/水和水蒸汽，并把热流体转换成可以重新使用的CO2、CH4、电能和水。该方法包括提供具有输入井孔和开采井孔的井的步骤。提供催化剂的步骤包括提供氢氧化钠(NaOH)的步骤。该方法包括提供用于把二氧化碳和催化剂结合并引入井内的混合器的步骤。向井提供热能的步骤包括使用电能为加热工艺提供能量的步骤。向井提供热能的步骤包括提供RF能量的步骤。
该目的进一步通过提供用于在油藏隔离二氧化碳(CO2)的方法而实现，该方法包括下述步骤：向油藏注入CO2，利用冷的、加压CO2冲洗油藏以移走残余热，向油藏提供催化剂，利用CO2中的催化剂的特细、低密度悬浮颗粒渗透油藏，把潮湿的CO2泵入油藏以激活催化剂，把所述CO2与反应材料结合以及封盖油藏。提供催化剂的步骤包括提供氢氧化钠(NaOH)的步骤或提供氢氧化钾(KOH)的步骤。利用CO2中的催化剂的特细、低密度悬浮颗粒渗透油藏的步骤包括降低压力以加速催化剂在油藏中的沉积的可选择的步骤。把潮湿的CO2泵入油藏以激活催化剂的步骤包括提供RF热量和另一能量之一以加速CO2结合的可选择的步骤。
该目的进一步通过提供用于在开采烃的过程中和之后降低能量和临界流体需要的系统，其包括用于从甲烷内部源或外部源之一产生二氧化碳(CO2)的装置，提供CO2作为临界流体进入井内的装置，向井提供催化剂的装置，向井提供热能的装置，处理热流体的装置，热流体包括从井获得的CO2、甲烷(CH4)、油、蒸汽/水和水蒸汽，和把热流体转换成可以重新使用的CO2、CH4、电能和水的装置。该井包括注入井孔和开采井孔。该系统包括用于地面上间歇或连续流动工厂工艺的注入罐开口和开采罐开口。该催化剂包括氢氧化钠(NaOH)。该系统包括用于把二氧化碳和催化剂结合并引入井内的混合器。用于向井提供热能的装置包括用于产生电能的装置。用于向井提供热能的装置包括用于提供RF能量的装置。用于处理来自井的热流体的装置包括连接到气体/液体分离器的热交换器和蒸汽轮机。蒸汽轮机驱动发电机以向管网提供电能或提供电能以在系统中使用。气体/液体分离器向二次热交换器提供液体油以通过二次热回收产生热量。气体/液体分离器向分裂蒸馏塔提供气体、蒸汽/水、CO2的混合物。分裂蒸馏塔提供二氧化碳(CO2)和甲烷以在系统内重新使用。该系统包括用于从包括沥青砂的土地移走潜在并且残留的水的装置。该系统包括用于从沥青砂的间歇和连续的工艺移走水的装置。
该目的进一步通过提供用于在油藏隔离二氧化碳(CO2)的系统而实现，该系统包括下述部件：用于向油藏注入CO2的装置，用于利用冷的、加压临界或次临界CO2冲洗油藏以移走残余热并增加容积效率的装置，用于向油藏提供催化剂的装置，用于利用CO2中的催化剂的特细、低密度悬浮颗粒渗透油藏的装置，用于把潮湿的CO2泵入油藏以激活催化剂的装置，用于把所述CO2与反应材料结合的装置和用于封盖油藏的装置。催化剂包括氢氧化钠(NaOH)和氢氧化钾(KOH)。用于利用CO2中的催化剂的特细、低密度悬浮颗粒渗透油藏的装置包括用于降低储层压力以加速催化剂在油藏中的沉积的装置。用于把潮湿的CO2泵入油藏以激活催化剂的装置包括用于提供热量以加速CO2与矿物储层的催化反应的装置。
附图说明
所附的权利要求具体指出并清楚地要求了本发明的主题的权利。本发明的各种目的、优势和新的特征将通过阅读与附图结合的下面详细的说明而变得更加显然，其中类似的附图标记表示类似的部件，并且其中：
附图1是根据本发明的用于从油页岩利用能量和临界流体开采干酪根油和烃并在这样的开采过程中和之后降低就地的温室气体和残余热的有效系统的结构图。
附图2是根据本发明用于在油藏中隔离CO2的方法的流程图。
附图3是根据本发明的用于通过调整并瞄准油藏中RF信号而限制储层的不加选择的加热的方法的流程图。
附图4是根据本发明的用于通过调整并瞄准油藏中RF信号而限制储层的不加选择的加热的系统的示意图，该系统提供了热屏障和机械屏障。
附图5是根据本发明的用于从储层冲洗包括烃在内的释放元素并利用临界流体冷却储层的方法的示意图。
具体实施方式
参见附图1，系统10的结构图根据本发明被显示用于利用能量和诸如二氧化碳(CO2)之类的临界流体从油页岩开采干酪根油和烃气体并在开采过程中和之后降低就地温室气体和残余热，其中所述能量例如为来自RF发生器的电—磁能量。
燃气轮机发电机12接受来自外部主要源的例如甲烷(CH4)之类的天然气以启动工艺或从系统10内部地接受例如甲烷(CH4)之类的天然气以操作燃气轮机发电机12，该发电机12连接到电的发电机14以产生用于内部系统10使用或外部使用的电。任何其它类型的电动力的发生器可以被替换，包括油、煤和水供给动力的产生。燃气轮机发电机12提供引导到分裂蒸馏塔16的废气，在蒸馏塔氮气(N2)和低压二氧化碳(CO2)被分离。低温热交换器18被连接到分裂蒸馏塔16以产生用于N2和CO2分离的低温热量。
二氧化碳被发送到冷凝器和混合器20，其也接收来自第二分裂蒸馏塔50的采收的CO2。来自冷凝器和混合器20的CO2通过泵或压缩机22供应到CO2存储罐26。氢氧化钠(NaOH)(或其它已知的催化剂或结合剂)存储罐24也被提供。两个存储罐24、26的输出被供应到混合器28，而混合器28的输出与来自能量选择单元32的能量源一起供应到井筒或注入井34。选择的能量可以来自RF发生器30或来自电发生器14或来自例如蒸汽工厂的其它来源。注入井34在地面58下面延伸进入储层60。
称作开采井36的另一井筒被提供以从油页岩60开采例如甲烷和二氧化碳之类的干酪根油和烃气体并把它们带到地面58。来自开采井36的在温度Th下的热流体37包括油、高压气体、超热蒸汽、水蒸气和其它组合物。来自开采井36的干酪根油和气体首先在温度Th下被发送到热交换器38，其除去预先确定数量的热量39并把这个热量39输送到蒸汽轮机44以采收能量。
热交换器38为开采热能量作了准备并通过蒸汽或热水发送热量以驱动蒸汽轮机44。蒸汽轮机44包括用于驱动电发生器48的机械驱动轴47，该电发生器48向管网或能量选择单元32提供电动力。蒸汽轮机44也向冷凝器45提供低质量的蒸汽，冷凝器向抽气泵46提供低压液体。泵46利用普通的现货供应技术和产品向热交换器38产生高压水。从热交换器38的干酪根油、水蒸汽和气体输出处于较低的温度TC1，并且它们进入油/气体分离器40，在这里液体油41被分离出来并选择性地输送到第二热交换器42，在第二热交换器42多余的热能被从油中去除，并且油然后可被送到炼油厂。处于降低的温度TC3的来自第二热交换器的热量被提供以用于第二次热回收以便加热泵或斯特林引擎或者为分裂蒸馏塔热交换器提供动力。油/气体分离器40也向分裂蒸馏塔50提供处于温度TC2的二氧化碳、气体、蒸汽/水、油浆的输出。以度C表示的温度的相对数量是Th＝350，TC1＝200，TC2＝175，和TC3＝100，其中Th>TC1>TC2>TC3。
尽管附图1中显示了两个井孔，注入井34和开采井36，其它实施例可以包括多个开采井或间歇或连续类型的地面处理厂。此外，正如公开号为(TBD)的美国专利(11/314,880)描述的，注入井和输出井可以结合起来。
仍然参见附图1，分裂蒸馏塔50接收来自油/气体分离器40处于温度TC2的气体、蒸汽、水、CO2、浆并产生用于在系统10内使用的二氧化碳(CO2)、用于驱动气轮机12的甲烷(CH4)和水(H2O)。甲烷的临界温度(Tc)为—116℉而临界压力(Pc)为673.3psiA。二氧化碳的临界温度(Tc)为88℉而临界压力(Pc)为1073psiA。分裂蒸馏塔50被连接到低温热交换器52以进行分裂蒸馏塔反应和甲烷(CH4)气体的分离。
该系统10提供了用于有效地降低在就地加热油页岩或沥青砂过程中消耗的总能量的方法和装置，这是通过使用临界流体以降低达到可混溶或可移动烃以便它们可以被通过井向上或向外输送所需的总温度实现的。在升高的200—350℃温度范围内并在500—5000psi压力范围内把CO2注入储层降低了粘度并增加了油的扩散率并且也服务于把油从储层冲洗到生产井内。这个方法基本上低于用于其它从页岩获得油的方法的350—500℃温度范围。
例如，小块页岩，大约20英亩，具有500英尺厚矿层的富含干酪根的页岩，在500英尺的厚度支撑注入和接收井的网格。这块需要10到20MW的电厂12，在该电厂中可以具体为由乔治亚洲亚特兰大的GE气轮机制造的Model PGT 16，以为大约20—30个50KW的RF发热电极的每一个供给动力，其中RF信号由一系列TX，Dallas的Continental Electronics公司制造的Model 420C 500 KW HF发射机30产生。大约每小时360吨流量的临界流体被泵22压缩流体而注入到储层，该泵为CO，Arvada的Sundyne公司制造的Model Pinnacle LF—2000，开口环浮动头热交换器38可以具体为NY，NY的Doyle和Roth制造的Model LS—428U4。热交换器38供应由Saint—Hubert QC的Blanchard—Ness制造的油—气分离器40并供应由Hampton VA的Riggins Incorporated制造的定制的分裂蒸馏塔16，50。NaOH、水和CO2的储存被提供在由PA，Erie的Zeyon公司制造的存储罐24、25、26中。整个工艺可以按比例扩大或缩小，这取决于项目的需要。例如，General Electric和其它电厂供应商可以提供共生类型的电厂，例如LM—6000，这远远大于并且效率远远高于PGT—16。
再参见附图1，用于从大陆块再开采烃的过程中和之后捕集和隔离CO2并移走潜在热的装置和方法包括下述步骤：使用来自电厂的排放物作为临界流体，在完成开采油之后去除来自储层的热量和残余烃和其它组合物，重新使用系统热量以运行发电机并增加效率，并在烃除去工艺的最后在地下隔离CO2。
参见附图1和附图2，装置和方法被显示用于在页岩油藏和其它储层隔离二氧化碳(CO2)并同时从该储层采收残余能量。
如果CO2以大气压注入到任何油藏，其逃逸的趋势将很低。如果井口和其它通气口和所有逃逸路径被水泥密封，CO2可以保持在那里很长时间，基本上无限期地。不幸地，注入这种场地的CO2的数量是可忽略的，数量级为每立方英尺孔隙度为0.11b。如果同样的油藏以普通泵、压缩机和管道设备很容易达到的1000psi的压力注入CO2，密度将升到大气压例子中的密度的100到500倍。隔离的CO2的数量现在是显著并理想的。主要的挑战是把它保持在油藏中。
因为大多数页岩和油藏储层由硅、铝、铁、钙和其它金属的碳酸盐、氧化物和氢氧化物组成，使用那些物质以与CO2结合的反应是期望的。虽然CO2不期望与碳酸盐结合，它可以与其它矿物结合以形成碳酸盐。不幸地，这些反应实际上趋向于极端地慢。通过把CO2与天然出现的氧化物或氢氧化物结合，CO2被稳定在储层内。CO2的这种结合将减少用于逃逸(压力)的驱动力，而这是以充足的密度注入CO2以使得项目经济上和环境上可行并理想所原先需要的。
参见附图2，用于在油藏中隔离GO2的方法的流程图被根据本发明而显示。在步骤98中，CO2被从储存区域提供，而且步骤100提供把CO2注入油藏以隔离。接下来，在可选择的步骤102中，利用冷的加压CO2冲洗发生以移走热量，如果油藏包含残余热量，并且在步骤104中，CO2被冷却并返回以重新注入油藏。当CO2和油藏被充分冷却时，接下来的步骤106和108提供利用CO2中干的氢氧化钠(NaOH)的超细、低密度、悬浮催化剂颗粒渗透油藏以便确保反应速度以便CO2可以在其被释放之前被稳定下来。同样，氢氧化钾可以被用作催化剂。这后面紧随的是步骤109和110中的把潮湿的(H2O)CO2泵入油藏以激活NaOH催化剂。氢氧化物的物理形式必须这样以便其容易地被悬浮在CO2中并运载到由开采矿物燃料而留下的多孔储层中。在步骤112中降低储层或油藏的压力以更加深入并更加迅速地在油藏内沉积NaOH催化剂是可以选择的。在步骤114中提供RF热能或其它能量作为催化剂以加速步骤115中CO2与氧化物和氢氧化物的结合是可以选择的。在步骤116中，封盖油藏导致CO2的隔离。在这个方法中，氢氧化钠或钾和湿度催化了CO2和与储层中矿物的快速反应，这是通过与氢氧化物和/或氧化物反应以取决于就地情况形成碳酸盐、重碳酸盐和其它组合物而实现的，从而实现了以更大容量和稳定性隔离CO2。
把CO2注入选定的储层以具有有利的化学基础也是可能的，例如天然出现的包括氧化钙、氢氧化钙和碳酸钙的氧化物。接着，RF热能可以被用作催化剂以加速结合过程和CO2的隔离。
把矿物和CO2就地转化为碳酸盐的化学成分和反应过程如下：
其中，Δ—热量
s—固体
g—气体
1—液体
NaOH—氢氧化钠
CH3COOH—乙酸
CO2—二氧化碳
CaO—氧化钙
Ca(OH)2—氢氧化钙
Ca2SiO4—硅酸钙
CaCO3—碳酸钙
SiO2—二氧化硅
在对可注入的氢氧化物工作时，理想地是选择普通、便宜并可获得的元素。在例如Sodasorb(W.R.Grace & Co.的注册商标)商业上再呼吸装置产品(用在采矿和潜水中)中，NaOH被用作用于从氧吸收二氧化碳到氢氧化钙的催化剂。本方法在类似的原则上运行以便以十亿分之一尺寸的气凝胶形式添加的NaOH可以容易地悬浮并携带进入储层。用于这个方法的典型地层是在移走干酪根、矿物燃料、重油等的过程中或之后的任何油、气、沥青砂、盐或页岩矿或井。
这种方法中的NaOH被以允许其实现流体性、注入性和流动性以细小结构的组合物的方式生成。典型地十亿分之一尺寸的颗粒具有这些性质。NaOH被制成亚微型尺寸的气凝胶。典型地，气凝胶具有10倍的十亿分之一尺寸的基础颗粒。聚集的颗粒尺寸将是1—10微米的数量级，形成能够被悬浮在流体、气体和临界流体中的松软的无定形的固体。
参见附图2和附图5，附图5是显示根据本发明的用于波及包括来自储层的烃的释放元素和用于利用临界流体冷却储层的方法的元素的示意图。例如二氧化碳之类的临界流体(CF)74通过井口35沿着井筒或井34被注入并通过CF输送管67经由波及面积72朝向第二井筒或井36分配到包含有利的区域或无分别加热区域的富含烃矿藏60。临界流体进入加热的页岩矿藏60并且RF热量贡献了页岩的破碎和微破裂，而这增加了页岩的渗透率，允许临界流体进一步渗透并进入阻力最小的方向和区域。上覆岩层和下覆岩层是渗透性不高的区域，因为与目标区域相比，它们孔隙度更低、微压裂程度更小并且更冷，为该工艺提供了相对热屏障和机械屏障。第二井36为临界流体、烃、水和其它期望材料76提供开采和在接收泵65的帮助下输送到地面58。矿藏60位于与地面58相邻的上覆岩层下面和下覆岩层61的上面，其被保护免于不加选择的加热。储层的更硬、更密集、更冷的上覆岩层59和下覆岩层61提供了临界流体和释放烃迁移的屏障。
临界流体改善了从储层就地采收油的几个方面。它们溶解了通常与“沥青砂”或“油砂”相关联的重油，产生了比天然产生的油粘度低的多的溶液；这个低粘度允许其更加自由地从砂那里流动。临界流体在相对集中的前沿波及了大量的油，而且继续从砂中“清除”更多的油，导致比其它工艺更高的产出。水稍微溶于临界的二氧化碳，因此如果水是物质输送的障碍，它可以被CO2去除。大多数矿物和金属不溶于CO2，因此它们不被CO2移动或开采。临界流体具有非常低的粘度和表面张力以致于它们迅速并容易地渗透各种储层。通过调节临界流体的温度和压力，它们的溶解性质可以被改变以便更想要的油的轻端部和中等重量的油被开采，而且能够阻碍油的管道输送的沥青和其它重组分被大量留下。临界流体可以被用作其它材料的载体以改善性能；这包括反应物以提供另外的就地热量或改善产品性质；这包括表面活性剂以改善油、水、或矿物的开采；和这包括催化剂以改善反应。最终，一旦开采完成，CO2可以被隔离在恰当的地方。
例如，如果沥青砂是20％的油和1％的水，那么主要是CO2的临界流体将能够吸收从3到10％的烃和大约1/10th到1/2的1％的水。如果获得通常获得的临界CO2中溶解的5％油和2/10ths的1％水的比例，并且使用通常的溶剂—与—供应(S：F)的1：6的比例，那么对于每体积的开采的沥青砂，大多数的水(1.2％)和大多数的油/烃可以或者就地或者在地上间歇或连续工艺从该体积的沥青砂中去除。各种表面活性剂、吸收剂和催化剂可以被加入以为了各种期望的结果而优化CO2的性质。
再参见附图3和附图4，无线电频率加热以几种方式改善了这些油的就地采收。RF能量33迅速地穿透储层大的距离，这降低了直到产出油为止需要的钻进的数量和时间。RF能量，不像蒸汽，避免了使用水并给水束缚的区域施加少的应力并通过把矿物溶于水而降低了矿物的流动性，并大体上减少了水污染和消耗。RF加热消除了与处理油水混合物和乳状液相关的问题，并用热量对准油和沥青以提高能量效率。RF能量是可以区别的并仅对准具有高的电介质常数的组合物。与加热所有物质的传导加热方法相比，烃和水的区别加热都是有损耗的，降低了所需要的总能量。用于开采矿物或生产油的感兴趣的储层可以被分析并分成区域。一些区域将具有理想数量的未处理的非释放的烃，例如页岩中的干酪根，而一些区域将由于经济、法律或环境参数超出了用于处理的界限。储层拥有者或处理人员可以分析所有相关和技术和法律和商业参数和数据并确定期望加热的区域并进一步处理。通过调节RF天线和信号发生器的各种输入参数，期望加热的区域可以被瞄准。
参见附图3和附图4，附图3是根据本发明通过调节并瞄准油藏中的RF而限制储层的无区别加热的方法130的流程图。步骤132包括获得项目商业参数、项目环境保护参数、目标区域烃分析数据，和其它确定用于油和气生产的RF加热的区别目标区域所需要的信息。步骤134包括获得项目商业参数、项目环境保护参数、目标区域烃分析数据，和其它确定储层中热量、释放烃和临界流体保持在外区域需要的数据。计算RF参数以满足区别目标出现在步骤136中，并且步骤138包括在储层内定位RF天线。步骤140包括以预先确定的倾角、预先确定的频率和能量等级输送RF能量以实现烃目标区域的区别加热。步骤142包括储层中的烃的加热，并且在步骤144监测储层并调节RF参数以实现烃的目标区域的区别加热并且在步骤146中输送自由的烃。
参见附图3和附图4，附图4是用于根据附图3所示的方法130通过调节并瞄准矿藏60中的环形RF能量模式68而限制储层的加热的系统的示意图，其中矿藏60包括储层或油藏的期望区别加热的富含烃值得的区域。储层或油藏包括上覆岩层59、矿藏60和下覆岩层61。
RF能量33经由注入井口35沿着井筒或井34向布置在矿藏60中的RF施加器或天线66施加，并且每计算参数产生RF能量模式68。另一井筒或井36在接收泵65的帮助下提供自由烃与油、气和CO237到地面58的开采和输送。矿藏60位于与地面58相邻的上覆岩层59下并在下覆岩层61上，其是被保护免于无区别加热的区域。
计算RF参数以满足区别目标出现在附图3中的步骤136，并且步骤138包括把RF天线布置在储层内。步骤140包括以预先确定的倾角、预先确定的频率和能量等级输送RF能量以实现烃目标区域的区别加热。步骤142包括储层中的烃的加热，并且在步骤144监测储层并调节RF参数以实现烃的目标区域的区别加热并且在步骤146中输送自由的烃。
因此，RF的有瞄准目标的热能量可以被选择性地施加到富含干酪根页岩的高度、或富含烃的沥青砂的高度，从而避免大的周围大陆块和周围材料的不加区别的加热，留下那些区域相对冷，从而在没有人为的机械屏障或冻结的墙的帮助下提供释放的油和气和水的工艺的机械和热围堵。当把用于油砂和沥青砂的临界流体和无线电频率加热结合起来，比单独使用其中之一都实现甚至更大的效率和经济性。
这个RF瞄准改进的原理如下：页岩和沥青砂都为大家所知为“有损耗”的物质，更具体地页岩中烃/干酪根富集区域是“有损耗的”。也就是说，电介质常数是复杂的并具有如下形式：ε＝ε’-jε”。损失的正切为tan_δ＝ε”/ε’
。按照通常的条件，烃具有“高的介电常数”并且很容易被RF能量加热，与周围的没有损耗并具有低介电常数并相对RF惰性的硅和其它组合物形成对比。即使在大多数区域都是有损耗的均匀储层中，恰当调节的RF信号和天线是这样的：EM波可以以已知的形状和距离辐射。
油页岩的测量典型地得出这样的结果：干燥的页岩样品中的损失正切从1到10MHz大于0.25(损耗)。这与来自Arthur Von Hippel博士的书“介电材料和应用”中的经典数据比得上。干酪根是非常有损耗的介质，与用于RF设备中终端的干的载荷类似。从1到10MHz的RF能量以大约环形(圆环形状)模式传播，从垂直天线水平地发射进入储层，其具有大约50到80％天线长度的明显的上下边界。
波数k，其中对于有损耗的电介质介质为k＝k′-jk＂，限定了Z方向(垂直于辐射单极)的瞬时E电场并按照e-k＂z或e-αx变化，其中α是衰减常数。这个计算允许用户来确定横向电磁(TEM)波的效果。因为对RF施加器的频率和动力输入很容易改变，整个装置的倾角或方位很容易改变，RF能量的水平和垂直坐标，以及从而加热的储层可以如附图4所看到的按照期望的控制。
因此，正如被现在的受让人Raytheon公司在就地和实验室测试中证实的，随着RF天线辐射横向电磁(TEM)波进入页岩，如美国专利4,508,168描述的RF天线将在页岩介质中具有高的并且可以瞄准目标的衰减。如果出现水分，水将也被加热并最终汽化并贡献加热。
本发明已经根据特定的实施例被公开。显然对于公开的方法和装置可以进行许多改变而不脱离本发明。因此，所附的权利要求意欲覆盖所有这些落入本发明的真正精神和范围的改变和变化。
Claims (56)
1、一种在开采烃的过程中和之后降低能量和临界流体的需要的方法，包括：
从内部源和外部源之一产生二氧化碳(CO2)；
提供所述CO2作为所述临界流体以预先确定的温度和压力参数进入井内；
向所述井提供催化剂；
向所述井提供热能；
处理热流体，该热流体包括从所述井获得的CO2、CH4、油、蒸汽/水和水蒸汽；和
把所述热流体转换成可以重新使用的CO2、CH4、电能量和水。
2、一种如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括提供具有注入井孔和开采井孔的所述井的步骤。
3、一种如权利要求1所述的方法，其中所述提供催化剂的步骤包括提供氢氧化钠(NaOH)的步骤。
4、一种如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括提供用于把所述二氧化碳和所述催化剂结合并引入所述井内的混合器的步骤。
5、一种如权利要求1所述的方法，其中所述向所述井提供热能的步骤包括使用电能量为加热工艺提供能量的步骤。
6、一种如权利要求1所述的方法，其中所述向所述井提供热能的步骤包括提供RF能量的步骤。
7、一种如权利要求6所述的方法，其中所述提供RF能量的步骤包括通过使用最小数量的瞄准的RF能量作为热量源而减少从储层就地采收中残留的释放烃的移动的步骤。
8、一种如权利要求1所述的方法，其中所述处理来自所述井的热流体的步骤包括提供热交换器以接收所述热流体的步骤，其中所述热交换器被连接到气体/液体分离器和蒸汽轮机上。
9、一种如权利要求8所述的方法，其中所述提供所述蒸汽轮机的步骤包括所述蒸汽轮机驱动发电机以向管网提供电能或用在所述系统中。
10、一种如权利要求8所述的方法，其中所述提供所述气体/液体分离器的步骤包括向第二热交换器提供液体油用于另外的热采收的步骤。
11、一种如权利要求1所述的方法，其中所述提供所述气体/液体分离器的步骤包括向分裂蒸馏塔提供气体、蒸汽/水、CO2混合物的步骤。
12、一种如权利要求11所述的方法，其中所述方法包括所述分裂蒸馏塔提供二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)以在所述系统内重新使用的步骤。
13、一种如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括从包括沥青砂在内的储层移走水的步骤。
14、一种如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括重新循环所述CO2临界流体以使主要的烃波及到地面以处理并留下更小总量的释放烃在原地的步骤。
15、一种如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括使用包括所述CO2的重新循环临界流体来冷却以前加热的储层或标识位置从而把释放烃的粘度增加到流动性较小的值的步骤。
16、一种如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括使用包括重新循环临界流体来冷却以前加热的储层或标识位置的步骤。
17、一种用于在油藏中隔离二氧化碳(CO2)的方法，包括下述步骤：
向所述油藏中注入CO2；
利用冷的、加压CO2冲洗所述油藏以移走残余热；
向所述油藏提供催化剂；
利用所述CO2中的所述催化剂的特细、低密度悬浮颗粒渗透所述油藏；
把潮湿的CO2泵入所述油藏以激活所述催化剂；
把所述CO2与反应材料结合；和
封盖所述油藏。
18、一种如权利要求17所述的方法，其中所述提供催化剂的步骤包括提供氢氧化钠(NaOH)的步骤。
19、一种如权利要求17所述的方法，其中所述提供催化剂的步骤包括提供氢氧化钾(KOH)的步骤。
20、一种如权利要求17所述的方法，其中所述利用CO2中的催化剂的特细、低密度悬浮颗粒渗透油藏的步骤包括降低压力以加速所述催化剂在所述油藏中的沉积的步骤。
21、一种如权利要求17所述的方法，其中所述把潮湿的CO2泵入所述油藏以激活所述催化剂的步骤包括提供RF热量和另一能量之一以加速CO2结合的步骤。
22、一种在开采烃的过程中和之后从大陆块捕集和隔离CO2并移走潜在热量的方法，包括下述步骤：
使用来自电厂的排出物作为CO2源以生产临界CO2；
通过利用重新循环临界流体冲洗而在完成油开采后从储层移走热量；
重新使用来自所述储层的所述热量以运行发电机并增加效率；和
当烃的所述开采完成时在所述储层隔离二氧化碳。
23、一种如权利要求22所述的方法，其中所述在所述储层隔离二氧化碳的步骤包括下面步骤：
向所述油藏中注入CO2；
利用冷的、加压CO2冲洗并重新循环所述油藏以移走残余热；
向所述油藏提供催化剂；
利用所述CO2中的所述催化剂的特细、低密度悬浮颗粒渗透所述油藏；
把潮湿的CO2泵入所述油藏以激活所述催化剂；
把所述CO2与反应材料结合；和
封盖所述油藏。
24、一种在处理沥青砂用于油和气生产之前吸收和移走附在砂/水/油基质上的水的方法，包括利用临界流体CO2和临界流体CO2和表面活性剂之一冲洗所述沥青砂的步骤。
25、一种扩大包括蒸汽辅助重力泄油的传统蒸汽处理的方法，包括使用临界流体以从沥青砂，后处理中移走残余水的步骤。
26、一种用于限制对储层无区别加热的方法，包括下述步骤：
获得信息以确定用于油和气生产的RF加热的区别目标区域；
获得信息以确定在所述储层内把热量、释放烃和临界流体保持在外的区域；
计算RF参数以满足所述区别目标区域；
在所述储层内定位RF天线以产生所述区别目标区域；
在所述区别目标区域内加热烃；
监测所述储层以调节所述RF参数以保持所述区别目标区域；和
输送所述释放的烃、气体和液体以进行处理。
27、一种如权利要求26所述的方法，其中所述获得信息以确定RF加热的区别目标区域的步骤包括获得项目商业参数、项目环境保护参数、目标区域烃分析数据的步骤。
28、一种如权利要求26所述的方法，其中所述获得信息以确定把热量、释放烃和临界流体保持在外的区域的步骤包括获得项目商业参数、项目环境保护参数、目标区域烃分析数据的步骤。
29、一种用于在开采烃的过程中和之后降低能量和临界流体需要的系统，包括：
用于从甲烷内部源或外部源之一产生二氧化碳(CO2)的装置；
用于提供所述CO2作为所述临界流体进入井内的装置；
用于向所述井提供催化剂的装置；
用于向所述井提供热能的装置；
用于处理热流体的装置，热流体包括从所述井获得的CO2、甲烷(CH4)、油、蒸汽/水和水蒸汽；和
用于把所述热流体转换成可以重新使用的CO2、CH4、电能量和水的装置。
30、一种如权利要求29所述的系统，其中所述井包括注入井孔和开采井孔。
31、一种如权利要求29所述的系统，其中所述系统包括用于地面上间歇或连续流动工厂工艺的输入罐开口和开采罐开口。
32、一种如权利要求29所述的系统，其中所述催化剂包括氢氧化钠(NaOH)。
33、一种如权利要求29所述的系统，其中所述系统包括用于把所述二氧化碳和所述催化剂结合并引入井内的混合器。
34、一种如权利要求29所述的系统，其中所述用于向所述井提供热能的装置包括用于产生电能量的装置。
35、一种如权利要求29所述的系统，其中所述用于向所述井提供热能的装置包括用于提供RF能量的装置。
36、一种如权利要求29所述的系统，其中所述用于处理来自所述井的热流体的装置包括连接到气体/液体分离器的热交换器和蒸汽轮机。
37、一种如权利要求36所述的系统，其中所述蒸汽轮机驱动发电机以向管网提供电能或提供电能以在所述系统中使用。
38、一种如权利要求36所述的系统，其中所述气体/液体分离器向第二热交换器提供液体油以通过第二次热回收产生热量。
39、一种如权利要求31所述的系统，其中所述气体/液体分离器向分裂蒸馏塔提供气体、蒸汽/水、CO2的混合物。
40、一种如权利要求39所述的系统，其中所述分裂蒸馏塔提供二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)以在系统内重新使用。
41、一种如权利要求29所述的系统，其中所述系统包括用于从包括沥青砂的土地移走潜在并且残留的水的装置。
42、一种如权利要求29所述的系统，其中所述系统包括用于从沥青砂的间歇和连续的工艺移走水的装置。
43、一种用于在油藏隔离二氧化碳(CO2)的系统，包括：
用于向所述油藏注入CO2的装置；
用于利用冷的、加压CO2冲洗所述油藏以移走残余热并增加容积效率的装置；
用于向所述油藏提供催化剂的装置；
用于利用所述CO2中的所述催化剂的特细、低密度悬浮颗粒渗透所述油藏的装置；
用于把潮湿的CO2泵入所述油藏以激活所述催化剂的装置；
用于把所述CO2与反应材料结合的装置；和
用于封盖油藏的装置。
44、一种如权利要求43所述的系统，其中所述催化剂包括氢氧化钠(NaOH)。
45、一种如权利要求43所述的系统，其中所述催化剂包括氢氧化钾(KOH)。
46、一种如权利要求43所述的系统，其中所述用于利用CO2中的催化剂的特细、低密度悬浮颗粒渗透所述油藏的装置包括用于降低储层压力以加速所述催化剂在所述油藏中的沉积的装置。
47、一种如权利要求43所述的系统，其中所述用于把潮湿的CO2泵入所述油藏以激活催化剂的装置包括用于提供热量以加速CO2与矿物储层的催化反应的装置。
48、一种在开采烃的过程中和之后从大陆块捕集和隔离CO2并移走潜在热量的系统，包括：
用于使用来自电厂的排出物作为CO2源以生产临界CO2的装置；
用于在完成油开采后从储层移走热量的装置；
用于重新使用来自所述储层的所述热量以运行发电机并增加效率的装置；和
用于当烃的所述开采完成时在所述储层隔离二氧化碳的装置。
49、一种如权利要求48所述的系统，还包括用于在烃(油和气)的主要开采后使用临界流体从储层移走残余烃的装置。
50、一种如权利要求48所述的系统，还包括用于利用临界流体冷却储层以降低所述烃、油、气和污染物的粘度并以降低来自所述储层的开采工艺前后的未提炼和提炼的烃和污染物的流动性的装置。
51、一种如权利要求48所述的系统，还包括用于提供RF能量的装置，该RF能量仅仅瞄准并激励所述储层的有限物质，从而降低来自储层的未提炼和提炼的烃和污染物的流动性，降低非瞄准烃、油和气和污染物的相对粘度，降低它们在储层中的相对流动性，并降低非瞄准储层元素的温度，为加热元素的迁移提供热屏障。
52、一种如权利要求48所述的系统，其中所述用于使用来自电厂的排出物作为CO2源以生产临界CO2的装置包括连接到冷凝器的分裂蒸馏塔。
53、一种如权利要求48所述的系统，其中所述用于在完成油开采后从储层移走热量的装置包括用于向所述储层提供加压CO2的装置和用于从所述储层接收所述CO2的热交换器。
54、一种如权利要求53所述的系统，其中所述用于重新使用来自所述储层的所述热量的所述装置包括连接到所述热交换器输出的蒸汽轮机，所述蒸汽轮机连接到发电机。
55、一种如权利要求53所述的系统，其中所述用于重新使用来自所述储层的所述热量的所述装置包括连接到所述热交换器输出的热泵，所述热泵连接到发电机。
56、一种如权利要求45所述的系统，其中所述用于在所述油藏隔离二氧化碳(CO2)的所述装置包括：
用于向所述油藏注入CO2的装置；
用于利用加压CO2冲洗和重新循环所述油藏以移走残余热，直到达到预先确定的用于完成隔离工艺、放弃或三次采油的最优温度；
用于向所述油藏提供催化剂的装置；
用于利用所述CO2中的所述催化剂的特细、低密度悬浮颗粒渗透所述油藏的装置；
用于把潮湿的CO2泵入所述油藏以激活所述催化剂的装置；
用于把所述CO2与反应材料结合的装置；和
用于封盖油藏的装置。
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