EA009586B1

Temperature limited heaters for heating subsurface formations or wellbores

Abstract

A method described includes applying an alternating electrical current to one or more electrical conductors (112). The electrical conductors may be located in a subsurface or a subsurface wellbore. The electrical conductors may provide an electrically resistive heat output upon application of the alternating electrical current. At least one of the electrical conductors may include an electrically resistive ferromagnetic material. The electrically resistive ferromagnetic material may provide a reduced amount of heat above or near a selected temperature. Heat may be allowed to transfer from the electrically resistive ferromagnetic material to a part of the subsurface or the subsurface wellbore.

EA009586B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 16

Term

No projected expiry on record.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Granted
  4. Today

36 claims: 7 independent, 29 dependent

  1. 1
    CLAIM ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ нагревания подземного пласта или подземной скважины, включающий размещение в подземном пласте или подземной скважине нагревателя, содержащего один или более электрических проводников; one. A method for heating an underground formation or underground well, comprising:placing a heater in the underground formation or underground well containing one or more electrical conductors;supplying an alternating electric current to one or more electrical conductors from a current source to obtain an output of electrical resistive heat;подачу переменного электрического тока в один или более электрических проводников от источника тока для получения выхода электрического резистивного тепла;wherein at least one of the electrical conductors of the heater comprises a resistive ferromagnetic material that generates heat when alternating current passes through the electrically resistive ferromagnetic material;при этом по меньшей мере один из электрических проводников нагревателя содержит резистивный ферромагнитный материал, который создает тепло, когда переменный ток проходит через электрически резистивный ферромагнитный материал;moreover, the ferromagnetic material has a Curie temperature near the temperature selected as the temperature of the heater for heating an underground formation or underground well;причем ферромагнитный материал имеет температуру Кюри вблизи температуры, выбранной в качестве температуры нагревателя для нагрева подземного пласта или подземной скважины;thereby creating a reduced amount of heat above or near the selected temperature of the heater compared to the amount of heat at other temperatures when applying to one or more electrical conductors containing ferromagnetic material an alternating electric current from a current source;тем самым создается уменьшенное количество тепла над или вблизи выбранной температуры нагревателя по сравнению с количеством тепла при других температурах при подаче в один или более электрических проводников, содержащих ферромагнитный материал, переменного электрического тока от источника тока;wherein the ferromagnetic material is used such that the resistance to alternating current from the specified current source for such electrical conductors at a temperature above the Curie temperature is about 80% or less of the resistance to alternating current of these electrical conductors at a temperature of about 50 ° C. below the Curie temperature. при этом ферромагнитный материал используют такой, что сопротивление переменному току от указанного источника тока для таких электрических проводников при температуре выше температуры Кюри составляет около 80% или менее сопротивления переменному току этих электрических проводников при температуре примерно на 50°С ниже температуры Кюри.
  2. 25
    The system according to any one of claims 20-24, wherein for at least one of the electrical conductors containing the electrically resistive ferromagnetic material, the ratio of the maximum resistance to alternating current at a temperature directly below the Curie temperature to the maximum resistance to alternating current at a temperature directly above the Curie temperature is at least about 2:1. 25. Система по любому из пп.20-24, в которой по меньшей мере для одного из электрических проводников, содержащих электрически резистивный ферромагнитный материал, отношение максимального сопротивления переменному току при температуре непосредственно ниже температуры Кюри к максимальному сопротивлению переменному току при температуре непосредственно выше температуры Кюри равно по меньшей мере около 2:1.
  3. 30
    Способ выполнения системы для нагрева подземного пласта или подземной скважины, включающий соединение одного или более электрических проводников с образованием системы по любому из пп.20-29. thirty. A method of performing a system for heating an underground formation or underground well, comprising connecting one or more electrical conductors to form a system according to any one of claims 20-29.
  4. 31
    The method of installing the system according to any one of claims 20-29, including the location of electrical conductors in the well. 31. Способ установки системы по любому из пп.20-29, включающий расположение электрических проводников в скважине.
  5. 32
    The method of installing the system according to any one of claims 20-29, including the formation of a well in an underground formation and the location of electrical conductors in the well in the formation. 32. Способ установки системы по любому из пп.20-29, включающий образование скважины в подземном пласте и расположение электрических проводников в скважине в пласте.
  6. 35
    A method for heating an underground formation or underground well, comprising supplying an alternating electric current with a frequency of between about 100 and 600 Hz or a frequency of about 150, 180 Hz or a frequency exceeding 3 times the frequency of the network of geographic location, into one or more electrical conductors located in the underground the formation or subterranean well forming the heater to provide electrical resistive heat, wherein at least one of the electrical conductors comprises an electrically resistive ferromagnetic material that generates heat when alternating current passes through the electrically resistive ferromagnetic material;35. Способ нагревания подземного пласта или подземной скважины, содержащий подачу переменного электрического тока с частотой приблизительно между 100 и 600 Гц или частотой около 150, 180 Гц или частотой, превышающей в 3 раза частоту сети географического местоположения, в один или более электрических проводников, расположенных в подземном пласте или подземной скважине, образующих нагреватель, для обеспечения выхода электрического резистивного тепла, при этом по меньшей мере один из электрических проводников содержит электрически резистивный ферромагнитный материал, который создает тепло, когда переменный ток проходит через электрически резистивный ферромагнитный материал;moreover, the ferromagnetic material has a Curie temperature near the temperature selected as the temperature of the heater for heating an underground formation or underground well;причем ферромагнитный материал имеет температуру Кюри вблизи температуры, выбранной в качестве температуры нагревателя для нагрева подземного пласта или подземной скважины;thereby creating a reduced amount of heat at temperatures above or near the selected temperature of the heater compared to the amount of heat at lower;тем самым создается уменьшенное количество тепла при температуре над или вблизи выбранной температуры нагревателя по сравнению с количеством тепла при более низких;wherein the ferromagnetic material is used such that the resistance to alternating current from the specified current source for such electrical conductors at a temperature above the Curie temperature is about 80% or less of the resistance to alternating current of these electrical conductors at a temperature of about 50 ° C. below the Curie temperature. при этом ферромагнитный материал используют такой, что сопротивление переменному току от указанного источника тока для таких электрических проводников при температуре выше температуры Кюри составляет около 80% или менее сопротивления переменному току этих электрических проводников при температуре примерно на 50°С ниже температуры Кюри.
  7. 36
    A method of heating an underground formation or an underground well, comprising supplying an alternating electric current with a voltage above 650 V to one or more electrical conductors located in an underground formation or an underground well forming a heater to provide electrical resistive heat, wherein at least one of electrical conductors contains an electrically resistive ferromagnetic material that creates heat, when alternating current passes through an electrically resistive ferromagnetic material;36. Способ нагревания подземного пласта или подземной скважины, содержащий подачу переменного электрического тока с напряжением выше 650 В в один или более электрических проводников, расположенных в подземном пласте или подземной скважине, образующих нагреватель, для обеспечения выхода электрического резистивного тепла, при этом по меньшей мере один из электрических проводников содержит электрически резистивный ферромагнитный материал, который создает тепло, когда переменный ток проходит через электрически резистивный ферромагнитный материал;moreover, the ferromagnetic material has a Curie temperature near the temperature selected as the temperature of the heater for heating an underground formation or underground well;причем ферромагнитный материал имеет температуру Кюри вблизи температуры, выбранной в качестве температуры нагревателя для нагрева подземного пласта или подземной скважины;thereby creating a reduced amount of heat at temperatures above or near the selected temperature of the heater compared to the amount of heat at lower;тем самым создается уменьшенное количество тепла при температуре над или вблизи выбранной температуры нагревателя по сравнению с количеством тепла при более низких;wherein the ferromagnetic material is used such that the resistance to alternating current from the specified current source for such electrical conductors at a temperature above the Curie temperature is about 80% or less of the resistance to alternating current of these electrical conductors at a temperature of about 50 ° C. below the Curie temperature. при этом ферромагнитный материал используют такой, что сопротивление переменному току от указанного источника тока для таких электрических проводников при температуре выше температуры Кюри составляет около 80% или менее сопротивления переменному току этих электрических проводников при температуре примерно на 50°С ниже температуры Кюри.