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BRPI0807006B1

Methods of recovering hydrocarbons from hydrocarbonaceous material using a constructed infrastructure and associated systems

Abstract

METHODS OF RECOVERING HYDROCARBONS FROM HYDROCARBIDE MATERIAL USING CONSTRUCTED INFRASTRUCTURE AND ASSOCIATED SYSTEMS. Method of recovering hydrocarbons from hydrocarbon materials which may include the formation of a built-in permeability control infrastructure (100). This built infrastructure defines a substantially encapsulated volume. A pulverized hydrocarbon material may be introduced into the control infrastructure to form a permeable body (120) of the hydrocarbon material. The permeable body (120) can be heated sufficiently to remove hydrocarbons therefrom as by using heating pipes (118,126). During heating the hydrocarbon material is either substantially stationary or the built-in infrastructure (100) is a fixed structure. The removed hydrocarbons can be collected as liquid products (136) and gaseous products (140) for further processing, use in the process, and/or use as recovered.

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37 claims: 2 independent, 35 dependent

  1. 1
    REIVINDICAÇÕES 1. Método de recuperação de hidrocarbonetos a partir de materiais hidrocarbonosos, caracterizado pelo fato de que compreende:a) formar uma infraestrutura compreendendo paredes de represa construídas impermeáveis formando um volume encapsulado, tal que a referida infraestrutura é livre de formações geológicas existentes, em que tais paredes de represa construídas impermeáveis são configuradas para prevenir movimento de fluidos dentro ou fora da infraestrutura com exceção em entradas e saídas definidas;b) introduzir um material hidrocarbonoso pulverizado na infraestrutura para formar um corpo permeável de material hidrocarbonoso;c) aquecer o corpo permeável para remover do mesmo os hidrocarbonetos, tal que o material hidrocarbonoso é estacionário durante aquecimento;e d) coletar os hidrocarbonetos removidos da infraestrutura.
  2. 2
    Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a infraestrutura é formada de argila, argila de bentonita, preenchimento compactado, cimento refratário, cimento, geogrades sintéticas, fibra de vidro, vergalhão, nanocarbono, sacos geotêxteis enchidos, resinas poliméricas, ou combinações dos mesmos.
  3. 3
    Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a infraestrutura tem paredes laterais impermeáveis, um piso impermeável, e uma cobertura impermeável.
  4. 4
    Método, de acordo com a reivindicação 1, Petição 870170080990, de 23/10/2017, pág. 65/84 2/8 caracterizado pelo fato de que a infraestrutura é formada em contato direto com as paredes de um depósito de material hidrocarbonoso escavado.
  5. 5
    Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a infraestrutura fica livremente ereta.
  6. 6
    Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material hidrocarbonoso pulverizado compreende xisto de óleo, areias de alcatrão, carvão, lignita, betume, turfa, ou combinações dos mesmos.
  7. 7
    Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo permeável adicionalmente compreende um aditivo ou biomassa.
  8. 8
    Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende cobrir o corpo permeável com sobrecarga suficiente para criar uma pressão litostática aumentada dentro do corpo permeável.
  9. 9
    Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo permeável tem um espaço vazio de 10% a 40% de um volume total do corpo permeável.
  10. 10
    Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de aquecimento inclui injetar gases aquecidos na infraestrutura tal que o corpo permeável é primeiramente aquecido através de convecção enquanto os gases aquecidos passam através do corpo permeável.
  11. 11
    Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo permeável Petição 870170080990, de 23/10/2017, pág. 66/84 3/8 adicionalmente compreende uma pluralidade de condutos inseridos dentro do corpo permeável, pelo menos algums dos referidos condutos sendo configurados como tubulações de aquecimento.
  12. 12
    Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a etapa de formação da infraestrutura inclui a orientação de pelo menos uma porção dos condutos ao longo dos caminhos predeterminados antes de incorporar os condutos dentro do corpo permeável.
  13. 13
    Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que as tubulações de aquecimento são acopladas fluidamente a uma fonte de calor e ainda compreendem circular um líquido de aquecimento em um circuito fechado através das tubulações de aquecimento suficiente para prevenir transferência de massa entre o líquido de aquecimento e o corpo permeável.
  14. 14
    Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de aquecimento aquece o corpo permeável suficientemente uniformemente dentro de uma faixa de temperatura suficiente para evitar a formação de dióxido de carbono ou lixívias de não hidrocarbonetos.
  15. 15
    Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende introduzir um agente doador de hidrogênio no corpo permeável durante a etapa de aquecimento, o referido agente doador de hidrogênio sendo capaz de hidrogenar os hidrocarbonetos.
  16. 16
    Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma porção dos Petição 870170080990, de 23/10/2017, pág. 67/84 4/8 hidrocarbonetos removidos é um óleo de querogênio e o método adicionalmente compreende a mistura de óleo de querogênio com um betume não transportável para formar um óleo misturado transportável que está livre de diluentes adicionais ou modificadores de viscosidade.
  17. 17
    Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende injetar um solvente seletivo no corpo permeável subsequente à coleta de hidrocarbonetos, o referido solvente seletivo sendo um solvente para um ou mais materiais alvo.
  18. 18
    Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende circular um fluido de transferência de calor através do corpo permeável após o aquecimento para pelo menos recuperar parcialmente o calor do corpo permeável.
  19. 19
    Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aquecimento é realizado pela combustão sob condições estequiométricas de combustível para oxigênio.
  20. 20
    Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a infraestrutura é formada em terrenos não perturbados e a formação do controle de permeabilidade construído está em contato direto com paredes do depósito de um material hidrocarbonoso escavado ou a estrutura de controle de permeabilidade construída é auto apoiada e em que a infraestrutura tem paredes laterais impermeáveis, um piso impermeável, e uma tampa impermeável, e em que a dita infraestrutura é a inteiramente feita pelo homem em oposição a barreiras que são formadas por modificação ou poros de enchimento de uma formação Petição 870170080990, de 23/10/2017, pág. 68/84 5/8 geológica existente, e em que a infraestrutura é formada de argila, argila de bentonita, enchimento compactado, cimento refratário, cimento, geogrades sintéticas, fibra de vidro, nanocarbono, sacos geotêxteis cheios, resinas poliméricas ou suas combinações;e em que o corpo permeável adicionalmente compreende uma pluralidade de condutos embebidos dentro do corpo permeável, pelo menos alguns dos referidos condutos dendo configurados como tubulações de aquecimento.
  21. 21
    Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende cobrir a infraestrutura e plantar plantas de modo a recuperar uma nova superfície terrestre na localização da infraestrutura.
  22. 22
    Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a infraestrutura tem uma área de superfície de topo plano variando de 0,5 acres a 5 acres.
  23. 23
    Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aquecimento do corpo permeável compreende passar fluido aquecido em padrões de fluxo convectivo em massa através de um corpo permeável de modo a remover hidrocarbonetos do corpo permeável, em que os padrões de fluxo convectivo em massa são gerados por pelo menos um conduto de direção convectiva orientado em uma porção inferior do corpo permeável.
  24. 24
    Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a infraestrutura compreende argila de bentonita.
  25. 25
    Método, de acordo com a reivindicação 1, Petição 870170080990, de 23/10/2017, pág. 69/84 6/8 caracterizado pelo fato de que a infraestrutura tem paredes laterais formadas de um material compactado.
  26. 26
    Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a infraestrutura deriva pelo menos uma porção de fundação e suporte estrutural a partir de materiais de terra.
  27. 27
    Infraestrutura configurada para realizar um método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 26, caracterizada pelo fato de que compreende:a) uma represa compreendendo paredes de represa construídas impermeáveis definindo um volume encapsulado, tal que a represa é livre de formações geológicas existentes e em que as referidas paredes de represa construídas impermeáveis incluem paredes laterais impermeáveis, uma cobertura impermeável, e um piso impermeável, e em que tais paredes de represa construídas impermeáveis são configuradas para prevenir movimento de fluidos dentro ou fora da represa com exceção em entradas e saídas definidas;b) um material hidrocarbonoso pulverizado dentro do volume encapsulado formando um corpo permeável de material hidrocarbonoso;e c) uma fonte de calor associado termicamente com o corpo permeável.
  28. 28
    Infraestrutura, de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que a represa é formada de argila, argila de bentonita, preenchimento compactado, cimento refratário, cimento, geogrades sintéticas, fibra de vidro, vergalhão, nanocarbono, sacos geotêxteis enchidos, resinas poliméricas, ou combinações dos mesmos. Petição 870170080990, de 23/10/2017, pág. 70/84 7/8
  29. 29
    Infraestrutura, de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que a infraestrutura é formada em contato direto com as paredes de um depósito de material hidrocarbonoso escavado.
  30. 30
    Infraestrutura, de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que o material hidrocarbonoso pulverizado compreende xisto de óleo, areias de alcatrão, carvão, lignita, betume, turfa, ou combinações dos mesmos.
  31. 31
    Infraestrutura, de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que adicionalmente compreende uma pluralidade de condutos inseridos dentro do corpo permeável, pelo menos alguns da pluralidade de condutos sendo condutos de aquecimento.
  32. 32
    Infraestrutura, de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que adicionalmente compreende uma fonte de calor termicamente associada com o corpo permeável.
  33. 33
    Infraestrutura, de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que os condutos de aquecimento são termicamente acoplados à fonte de calor e inseridos no corpo permeável para formar um sistema de aquecimento fechado não tendo nenhuma transferência de massa entre o corpo permeável e os fluidos de aquecimento dentro dos condutos de aquecimento.
  34. 34
    Infraestrutura, de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que o material de hidrocarbonoso pulverizado é estacionário, exceto para sedimentação ou subsidência.
  35. 35
    Infraestrutura, de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que a infraestrutura tem uma Petição 870170080990, de 23/10/2017, pág. 71/84 8/8 área de superfície de topo plano variando de 0,5 acres a 5 acres.
  36. 36
    Infraestrutura, de acordo com a reivindicação 31, caracterizada pelo fato de que pelo menos um dos condutos de aquecimento é orientado horizontalmente.
  37. 37
    Infraestrutura, de acordo com a reivindicação 31, caracterizada pelo fato de que os condutos de aquecimento fornecem calor suficiente para aumentar a zona de aquecimento primária para uma temperatura maior do que 93,3 °C, que é pelo menos 80 % do volume encapsulado total.
Independent claims37