RS60727B1 - Postupak i kompozitne sirovine za rekuperaciju ugljovodonika iz ugljovodoničnog materijala - Google Patents

Description

Opis

POVEZANE PRIJAVE

[0001] Predmetna prijava zahteva prioritet SAD provizorne prijave br. 61/859,679, koja je podneta 29. jula 2013.

STANJE TEHNIKE

[0002] Prerada ugljovodoničnih materijala često može uključivati zagrevanje sirovina za proizvodnju i uklanjanje ugljovodonika. Može se koristiti širok izbor različitih procesa, međutim većina procesa ima svojevrsne izazove koji ograničavaju produktivnost i upotrebu u širokim razmerama. Ugljovodonični materijali, poput katranskog peska i uljnih škriljaca, obrađuju se upotrebom kako nadzemne tako i in situ obrade. Ostali ugljovodonični materijali, poput uglja, obrađuju se korišćenjem širokog spektra tehnologija kao što su gasifikacija uglja i rastapanje uglja. Najnovija dostignuća u tehnologiji prerade katranskog peska i uljnih škriljaca nastavljaju da poboljšavaju efikasnost proizvodnje i smanjuju uticaj na životnu sredinu. Međutim, ostaju različiti izazovi u pogledu stabilnosti procesa, uticaja na životnu sredinu i prinosa, između ostalih.

[0003] US 2010/0200468 obelodanjuje izgrađenu infrastrukturu za kontrolu propustljivosti koja može obuhvatiti spremnik za kontrolu propustljivosti, koji definiše značajno enkapsuliranu zapreminu.

[0004] US2011/0138649 obelodanjuje postupak za uklanjanje i kondenzaciju isparenja iz zatvorenog prostora.

[0005] WO 2008/028255 obelodanjuje postupak i sistem za rekuperaciju ugljovodonika u tečnom obliku iz uljnih škriljaca.

[0006] US 2173842 obelodanjuje postupak ekstrakcije.

[0007] US5228804 obelodanjuje postupak i uređaj za ex situ sanaciju tla zagađenog ugljovodonikom, gde postupak obuhvata iskopavanje tla iz njegovog položaja in situ i formiranje pokrivene gomile rastresitog tla, na čijoj osnovi se nalazi niz više cevi za dovod vrućeg vazduha.

[0008] US 2003/0147697 opisuje uređaj za obradu i postupak termičke desorpcije ugljovodoničnih zagađivača iz iskopanog tla, što omogućava efikasno uklanjanje zagađivača obradom zemlje u termički provodnoj posudi za obradu koja se uklapa u izolovanu komoru za obradu. Tlo se u ovoj komori tretira svežim vazduhom koji se suši i električno zagreva pre dodira sa posudom za obradu. Iskopavanje tla direktno u posudu za obradu omogućava da se obrađeno tlo vrati na konačno mesto odlaganja u istoj posudi, minimizujući rukovanje tlom.

[0009] US4387016 obelodanjuje postupak za odvajanje i rekuperaciju bituminoznog materijala iz katranskog peska i drugih viskoznih naftnih ležišta, bilo in situ ili nakon iskopavanja ležišta.

[0010] Sleganjem ugljovodoničnih materijala tokom prerade može se umanjiti poroznost koja negativno utiče na konvektivni protok toplote kroz materijale. Sleganje može biti posebno izraženo za materijale koji imaju relativno visok organski sadržaj. Kao takav, postupak smanjenja sleganja zaostalog usitnjenog ugljovodoničnog materijala tokom prerade može da sadrži formiranje izgrađene infrastrukture za kontrolu propustljivosti koja definiše značajno enkapsuliranu zapreminu. Kontrolna infrastruktura može biti formirana tako da stvara granični omotač preko kog se može kontrolisati maseni prenos, a u nekim slučajevima i značajno eliminisati. Kompozitni usitnjeni ugljovodonični materijal može se uvesti u kontrolnu infrastrukturu kako bi se formiralo propusno telo. Konkretno, kompozitni ugljovodonični materijal može da sadrži usitnjeni ugljovodonični materijal i strukturalni materijal. Propusno telo se zatim zagreva dovoljno da se iz njega uklone ugljovodonici. Iako to nije potrebno uvek, ugljovodonični materijal obično može biti značajno nepomičan tokom grejanja, isključujući taloženje i sleganje. Strukturalni materijal pruža strukturalni integritet propusnom telu dovoljan da održava konvektivni protok tečnosti kroz celo propusno telo za vreme grejanja.

[0011] Pored toga, odgovarajuća izgrađena infrastruktura za kontrolu propustljivosti može sadržati spremnik za kontrolu propustljivosti koji definiše značajno enkapsuliranu zapreminu i kompozitni usitnjeni ugljovodonični materijal u enkapsuliranoj zapremini koja stvara propusno telo ugljovodoničnog materijala. Kompozitni usitnjeni ugljovodonični materijal može na sličan način da sadrži usitnjeni ugljovodonični materijal i strukturalni materijal koji ima početnu poroznost. Tokom zagrevanja propusnog tela, poroznost se generalno može sa vremenom smanjivati. Međutim, strukturalni materijal je odabran i prilagođen za održavanje poroznosti propusnog tela tokom zagrevanja propusnog tela u okviru ciljanog raspona poroznosti.

[0012] Zbog toga su, u širem smislu, izložene važnije karakteristike predmetnog pronalaska, tako da se njihov detaljni opis koji sledi, može bolje razumeti, i kako bi se ovaj doprinos stanju tehnike mogao bolje razumeti. Ostale karakteristike predmetnog pronalaska postaće jasnije iz narednog detaljnog opisa pronalaska, uzetog zajedno sa priloženim crtežima i patentnim zahtevima, ili se mogu naučiti praksom pronalaska.

SUŠTINA PRONALASKA

[0013] Predmetni pronalazak pruža postupak za smanjivanje sleganja zaostalog usitnjenog ugljovodoničnog materijala tokom prerade prema patentnom zahtevu 1. Predmetni pronalazak takođe pruža povezanu konstruisanu strukturu za kontrolu propustljivosti prema patentnom zahtevu 8. Bilo koji predmet obelodanjen ovde koji ne spada pod patentne zahteve dat je samo u informativne svrhe. KRATAK OPIS SLIKA

[0014]

Slika 1 je dijagram toka postupka prema jednom otelotvorenju predmetnog pronalaska.

Slika 2 je bočni poprečni presek izgrađene infrastrukture za kontrolu propustljivosti koja ima zone unutar propusnog tela koje ima različitu zapreminu praznina prema jednom otelotvorenju predmetnog pronalaska.

Slika 3 je šema bočnog delimičnog preseka izgrađene infrastrukture za kontrolu propustljivosti prema jednom otelotvorenju predmetnog pronalaska.

Slika 4 je pogled odozgo na više spremnika za kontrolu propustljivosti koji formiraju niz spremnika prema jednom otelotvorenju predmetnog pronalaska.

Slika 5 je poprečni presek spremnika za kontrolu propustljivosti prema jednom otelotvorenju predmetnog pronalaska.

[0015] Treba napomenuti da su slike samo primeri nekoliko otelotvorenja predmetnog pronalaska i time nisu predviđene da budu ograničenja obima predmetnog pronalaska. Dalje, slike uglavnom nisu date u razmeri, već su napravljene radi praktičnosti i jasnoće u ilustraciji različitih aspekata predmetnog pronalaska.

DETALJAN OPIS

[0016] Iako su ova primerna otelotvorenja opisana dovoljno detaljno da omoguće stručnjacima da primene predmetni pronalazak, trebalo bi razumeti da se mogu izvesti i druga otelotvorenja i da se mogu izvršiti različite promene u pronalasku bez odstupanja od duha i obima predmetnog pronalaska. Prema tome, naredni detaljni opis otelotvorenja predmetnog pronalaska nije namenjen ograničavanju obima pronalaska, koji je ograničen patentnim zahtevima, već je predstavljen samo u svrhu ilustracije ali ne i ograničavanja, kako bi se opisale karakteristike i svojstva predmetnog pronalaska, kako bi se predstavio najbolji način rada pronalaska i da dovoljno omogućilo stručnjaku da primeni pronalazak. Prema tome, obim predmetnog pronalaska treba da bude definisan isključivo priloženim patentnim zahtevima.

Definicije

[0017] Prilikom opisivanja predmetnog pronalaska i u patentnim zahtevima, koristiće se naredna terminologija. Oblici jednine uključuju i oblike množine osim ako kontekst jasno ne diktira drugačije. Tako, na primer, pozivanje na „zid“ uključuje pozivanje na jednu ili više takvih konstrukcija, „propusno telo“ uključuje pozivanje na jedan ili više takvih materijala, i „korak grejanja“ odnosi se na jedan ili više takvih koraka.

[0018] Kako se ovde koristi, „izgrađena infrastruktura“ i „izgrađena infrastruktura za kontrolu propustljivosti“ odnosi se na enkapsulirajuću strukturu koja je u potpunosti u potpunosti napravljena od strane ljudi, za razliku od smrznutih zidova, sumpornih zidova ili drugih barijera koje nastaju modifikacijom ili popunjavanjem pora postojećih geoloških formacija. Izgrađena infrastruktura za kontrolu propustljivosti može obično biti bez nenarušenih geoloških formacija, mada infrastruktura može biti formirana u susedstvu ili u direktnom dodiru sa nenarušenom formacijom. Infrastruktura se obično može formirati korišćenjem sabijenog zemljanog materijala ili sabijenih čestica. Kao takvi, zidovi infrastrukture često nemaju nezavisni strukturalni integritet, osim osnovnih zemljanih temelja.

[0019] Kako se ovde koristi, „zemljani materijal“ se odnosi na prirodne materijale koji se iz zemlje izvlače samo mehaničkim modifikacijama, kao što su, ali ne ograničavajući se na njih, glina (npr. bentonitna glina, montmorilonit, kaolinit, ilit, hlorit, vermikulit i druge gline koje bubre), šljunak, stena, sabijeno punjenje, tlo i slično. Šljunak se, na primer, može kombinovati sa cementom kako bi se dobio beton. Često se zemlja sa izmenjenom glinom može kombinovati sa vodom kako bi se stvorio hidratizovani sloj gline koji deluje kao fluidna barijera. Međutim, istrošeni uljni škriljac takođe se može koristiti za formiranje barem dela zemljanog materijala koji se koristi u zidovima infrastrukture.

[0020] Kako se ovde koristi, „ugljovodonični materijal“ se odnosi na materijal koji sadrži ugljovodonike iz kog se mogu ekstrahovati ili dobijati ugljovodonici. Na primer, ugljovodonici se mogu ekstrahovati direktno kao tečnost, ukloniti ekstrakcijom rastvarača, direktno isparavati ili na neki drugi način ukloniti iz materijala. Međutim, mnogi ugljovodonični materijali sadrže kerogen, bitumen ili druge složene ugljovodonike koji se grejanjem i pirolizom pretvaraju u ugljovodonik. Ugljovodonični materijali mogu da uključuju, ali nisu ograničeni na, uljni škriljac, katranski pesak, ugalj, lignit, bitumen, treset, biomasu i druge organski bogate stene.

[0021] Kako se ovde koristi, „strukturalni materijal“ odnosi se na materijal koji ne prinosi ugljovodonike, koji pruža strukturalni integritet propusnom telu dovoljan za održavanje konvektivnog protoka tečnosti kroz propusno telo tokom ekstrakcije ugljovodonika. Na primer, tokom zagrevanja uklanja se deo propusnog tela kako se oslobađaju ugljovodonici. Preostali materijali (npr. silicijum dioksid i drugi minerali) ugljovodoničnog dela propusnog tela mogu se bar delimično urušiti. Stepen urušavanja obično odgovara proporcijama minerala u odnosu na konvertibilne ugljovodonične materijale (tj. kerogen, bitumen itd.). Strukturalni materijal pruža mehaničku podršku propusnom telu pošto se okolni ugljovodonici uklanjaju kao ugljovodonici.

[0022] Kako se ovde koristi, „spremnik“ se odnosi na strukturu dizajniranu da spreči ili zadrži nagomilavanje tečnih i/ili čvrstih pokretnih materijala. Spremnik uglavnom dobija u najmanju ruku značajan deo temelja i strukturalne potpore od zemljanih materijala. Prema tome, kontrolni zidovi predmetnog pronalaska nemaju uvek nezavisnu čvrstoću ili strukturalni integritet, osim tla i/ili matične formacije na kojoj su formirani. Dalje, spremnik obično koristi zemljane materijale i barem deo zidova koji su formirani kao berme od sabijenog zemljanog materijala.

[0023] Kako se ovde koristi, „kompozitni usitnjeni ugljovodonični materijal“ odnosi se na mešavinu usitnjenog ugljovodoničnog materijala i strukturalnog materijala. Strukturalni materijal ima drugačiji sastav od usitnjenog ugljovodoničnog materijala i daje povećanu strukturalnu celovitost propusnom telu preko propusnog tela koristeći isključivo usitnjen ugljovodonični materijal.

[0024] Kako se ovde koristi, „propusno telo“ odnosi se na masu kompozitnih mešanih ugljovodoničnih materijala koji imaju relativno visoku propustljivost koja prelazi propustljivost čvrstih i nenarušenih formacija istog sastava. Propusna tela pogodna za upotrebu u predmetnom pronalasku mogu imati više od oko 10% praznog prostora i obično imaju prazan prostor od oko 20% do 50%, mada mogu biti pogodni i drugi rasponi. Omogućavanje velike propustljivosti olakšava zagrevanje tela konvekcijom kao primarnim mehanizmom prenosa toplote, i istovremeno značajno smanjuje troškove povezane sa usitnjavanjem na vrlo male veličine, npr. ispod oko 2,5 do oko 1 cm. Specifični ciljani prazni prostor može varirati u zavisnosti od određenog ugljovodoničnog materijala i željenog vremena ili uslova procesa.

[0025] Kako se ovde koristi, „iskopan“ se odnosi na materijal koji je uklonjen ili pomeren sa prvobitne stratografske ili geološke lokacije na drugu i različitu lokaciju. Obično se iskopan materijal može proizvesti trljanjem, usitnjavanjem, eksplozivnom detonacijom ili na drugi način uklanjanjem materijala iz geološke formacije.

[0026] Kako se ovde koristi, „značajno nepomični“ odnosi se na gotovo nepomično pozicioniranje materijala sa stepenom dozvoljenog taloženja i/ili sleganja, pošto se ugljovodonici uklanjaju iz ugljovodoničnog materijala. Suprotno tome, svaka cirkulacija i/ili protok ugljovodoničnog materijala kao što je onaj koji se nalazi u fluidizovanim slojevima ili rotirajućim retortama uključuje veoma značajno kretanje i rukovanje ugljovodoničnim materijalom.

[0027] Kako se ovde koristi, „otprilike“ se odnosi na stepen devijacije zasnovan na eksperimentalnoj grešci tipičnoj za određeno identifikovano svojstvo. Obim koji pruža izraz „otprilike“ zavisi od specifičnog konteksta i određenog svojstva, i stručnjaci će ga lako uočiti. Izraz „otprilike“ nije namenjen ni proširenju ni ograničenju stepena ekvivalenata koji inače mogu da dobiju određenu vrednost. Dalje, ako nije drugačije navedeno, izraz „otprilike“ izričito uključuje „tačno“, u skladu sa razmatranjem u daljem tekstu o rasponima i numeričkim podacima.

[0028] Kako se ovde koristi, „susedni“ se odnosi na blizinu dve strukture ili elementa. Posebno, elementi koji su identifikovani kao „susedni“ mogu biti ili naslonjeni ili povezani. Takvi elementi mogu takođe biti blizu ili neposredno jedni do drugih, bez nužnog međusobnog dodirivanja. Tačan stepen blizine u nekim slučajevima može zavisiti od specifičnog konteksta.

[0029] Koncentracije, dimenzije, količine i drugi numerički podaci mogu se ovde predstaviti u formatu raspona. Treba shvatiti da se takav format raspona koristi samo radi praktičnosti i sažetosti i treba ga fleksibilno tumačiti tako da uključuje ne samo numeričke vrednosti izričito navedene kao granice raspona, već i da uključuje sve pojedinačne numeričke vrednosti ili pod-raspone obuhvaćene unutar tog raspona kao da su izričito navedeni svaka numerička vrednost i pod-raspon. Na primer, raspon od oko 1 do oko 200 treba tumačiti tako da obuhvata ne samo izričito navedene granice od 1 do oko 200, već i da uključuje pojedinačne veličine kao što su 2, 3, 4, i pod-raspone kao što su 10 do 50, 20 do 100, itd.

[0030] Kako se ovde koristi, mnoštvo predmeta, strukturalnih elemenata, kompozicionih elemenata i/ili materijala može biti predstavljeno u zajedničkoj listi radi lakšeg snalaženja. Međutim, ove liste treba tumačiti kao da je svaki član liste pojedinačno identifikovan kao poseban i jedinstven član. Stoga nijedan pojedinačni član sa ove liste ne treba tumačiti kao faktički ekvivalent bilo kog drugog člana iste liste isključivo na osnovu njegovog predstavljanja u zajedničkoj grupi, ukoliko nije naznačeno suprotno.

[0031] Bilo koji koraci navedeni u bilo kom postupku ili procesu patentnog zahteva mogu se izvesti bilo kojim redosledom i nisu ograničeni na redosled predstavljen u patentnim zahtevima. Ograničenja sredstvo-plus-funkcija ili korak-plus-funkcija će se koristiti samo ako su za određeno ograničenje patentnog zahteva svi naredni uslovi prisutni: a) „sredstvo za“ ili „korak za“ se izričito navodi; i b) odgovarajuća funkcija se izričito navodi. Struktura, materijal ili akti koji podržavaju sredstvo-plus funkciju izričito su navedeni u ovom opisu. Shodno tome, obim pronalaska treba da bude određen isključivo priloženim patentnim zahtevima i njihovim pravnim ekvivalentima, a ne opisima i primerima koji su ovde navedeni.

Smanjivanje sleganja rezidualnog materijala

[0032] Pozivajući se na Sliku 1, postupak 10 smanjenja sleganja rezidualnog usitnjenog hidrokarbonastog materijala tokom prerade može uključivati formiranje 12 infrastrukture za kontrolu propustljivosti koja definiše značajno enkapsuliranu zapreminu. Postupak dalje uključuje uvođenje 14 kompozitnog usitnjenog ugljovodoničnog materijala u kontrolnu infrastrukturu kako bi se formiralo propusno telo. Preciznije, kompozitni ugljovodonični materijal može da sadrži usitnjeni ugljovodonični materijal i strukturalni materijal. Koraci formiranja enkapsulirane zapremine i uvođenja kompozitnog materijala u enkapsuliranu zapreminu mogu se, i najčešće će se odvijati istovremeno. Postupak može dalje uključivati grejanje 16 propusnog tela dovoljno za uklanjanje ugljovodonika iz njega. U zavisnosti od specifičnog sastava i strukture propusnog tela, uslovi mogu da variraju u cilju proizvodnje i/ili oslobađanja ugljovodonika iz propusnog tela. Tipično, ugljovodonični materijal je tokom zagrevanja suštinski nepomičan, osim sleganja i taloženja usled uklanjanja materijala sa propusnog tela. Strukturalni materijal može da pruži strukturalni integritet propusnom telu dovoljan da održava konvektivni protok tečnosti kroz propusno telo tokom grejanja. U jednom aspektu, koraci formiranja i uvođenja mogu se uglavnom istovremeno odvijati. Pored toga, postupak može dalje obuhvatati prikupljanje i uklanjanje 18 ugljovodonika.

[0033] Generalno, ovaj postupak može pružiti efikasan način za rekuperaciju ugljovodonika iz organskih materijala bogatih ugljovodonicima bez značajnog taloženja unutar izgrađene infrastrukture za kontrolu propustljivosti. Upotreba strukturalnih materijala unutar propusnog tela može održavati željenu poroznost, tako da se tokom prerade održava konvektivni protok tečnosti. Ovakav postupak može biti posebno efikasan za usitnjene ugljovodonične materijale koji uglavnom ne održavaju poroznost u tipičnim uslovima prerade. Izgrađena infrastruktura može da definiše značajno enkapsuliranu zapreminu gde se kompozitni usitnjeni ugljovodonični materijal, uključujući iskopan ili prikupljen ugljovodonični materijal i strukturalni materijal, može uvesti u kontrolnu infrastrukturu kako bi se formiralo propusno telo kompozitnog materijala. Kontrolna infrastruktura može generalno da se formira barem delimično od zemljanog materijala kako bi se stvorila barijera za nekontrolisano ispuštanje tečnosti iz spremnika. Propusno telo može da se zagreva dovoljno da se sa njega uklone ugljovodonici. Za vreme zagrevanja, kompozitni usitnjeni ugljovodonični materijal je u osnovi nepomičan, jer je izgrađena infrastruktura fiksna konstrukcija i kao strukturalni materijal unutar kompozita pruža strukturalni integritet tokom prerade. Uklonjeni ugljovodonici se mogu sakupljati za dalju obradu, upotrebu u procesu i/ili koristiti kao rekuperisani.

[0034] Kao takva, izgrađena infrastruktura za kontrolu propustljivosti može sadržati spremnik za kontrolu propustljivosti koji definiše značajno enkapsuliranu zapreminu i kompozitni usitnjeni ugljovodonični materijal u enkapsuliranoj zapremini koji stvara propusno telo ugljovodoničnog materijala. Kompozitni usitnjeni ugljovodonični materijal može da sadrži usitnjeni ugljovodonični materijal i strukturalni materijal koji ima poroznost, gde strukturalni materijal može da održi poroznost propusnog tela tokom zagrevanja propusnog tela u okviru ciljanog raspona poroznosti.

[0035] Svaki od ovih aspekata predmetnog pronalaska je detaljnije opisan u daljem tekstu. Izgrađena infrastruktura za kontrolu propustljivosti može se formirati koristeći se postojećim slojem kao podna potpora i/ili kao potpora bočnim zidovima izgrađene infrastrukture. Na primer, kontrolna infrastruktura može biti formirana kao slobodno stojeća konstrukcija, tj. koristeći samo postojeći sloj kao pod sa bočnim zidovima i plafonom koji je napravljen od strane čoveka. Alternativno, kontrolna infrastruktura može biti formirana unutar iskopane jame. Bez obzira na to, kontrolne infrastrukture predmetnog pronalaska uvek su formirane iznad sloja.

[0036] Izgrađena infrastruktura za kontrolu propustljivosti može da sadrži spremnik za kontrolu propustljivosti koji definiše značajno enkapsuliranu zapreminu. Spremnik za kontrolu propustljivosti može biti u suštini bez nenarušenih geoloških formacija. Konkretno, aspekt kontrole propustljivosti spremnika može se u potpunosti konstruisati i načiniti kao poseban izolacioni mehanizam za sprečavanje nekontrolisane migracije materijala u ili iz enkapsulirane zapremine. U jednom aspektu, izgrađena infrastruktura za kontrolu propustljivosti može da obuhvata propusno telo od kompozitnog usitnjenog ugljovodoničnog materijala, sloj finog šljunka, sloj barijere za tečnosti od bentonitnog modifikovanog tla (BAS sloj) i susednu prirodnu formaciju. U drugom otelotvorenju, kontrolna infrastruktura bar delimično sadrži sabijeni zemljani materijal. U jednom aspektu, zemljani materijal može da sadrži glinu (npr. glina sa visokim bubrenjem, bentonitna glina i slično), sabijeno punjenje, vatrostalni cement, cement, tlo sa izmenjenom glinom, sabijenu zemlju, nisko-kvalitetni škriljac ili njihove kombinacije. U jednom aspektu, kontrolna infrastruktura može sadržati tlo sa izmenjenom glinom.

[0037] Kontrolna infrastruktura često se može formirati kao samo-stojeće berme koje imaju podlogu kao strukturni temelj i potporu za podove infrastrukture. U jednom aspektu, spremnik za kontrolu propustljivosti, ili kontrolna infrastruktura, mogu biti formirani duž zidova iskopanog ležišta ugljovodoničnog materijala. U jednom alternativnom aspektu, najmanje jedno dodatno iskopano ležište ugljovodoničnog materijala može biti formirano tako da funkcioniše mnoštvo spremnika. Dalje, takva konfiguracija može olakšati smanjenje prenošenja iskopanog materijala. Konkretno, iskopan ugljovodonični materijal za bilo koju određenu enkapsuliranu zapreminu može se vaditi iz susednog iskopanog ležišta ugljovodoničnog materijala. Na ovaj način može se izgraditi mreža izgrađenih konstrukcija tako da se iskopan materijal može odmah i direktno popuniti u susednu spremnik.

[0038] Spremnik se može formirati od pogodnog materijala koji pruža izolaciju prenosa materijala preko zidova spremnika. Na ovaj način se zadržava integritet zidova tokom rada kontrolne infrastrukture dovoljan da se značajno spreči nekontrolisana migracija fluida izvan kontrolne infrastrukture. Neograničavajući primeri pogodnog materijala za upotrebu u formiranju spremnika izgrađene infrastrukture za kontrolu propustljivosti mogu uključivati gline, bentonitnu glinu (npr. glina koja sadrži najmanje deo bentonita koji uključuje montmorilonit), sabijeno punjenje, vatrostalni cement, cement, sintetičke geomreže, fiberglas, armaturu, aditive nanokarbonskog fulerena, napunjene vreće geotekstila, polimerne smole, PVC obloge otporne na ulje ili njihove kombinacije. Za operacije velike razmere, formiranje spremnika barem delimično od zemljanog materijala može pružiti efikasnu barijeru. Konstruisani cementni kompozitni materijali (ECC), kompoziti ojačani vlaknima i slično mogu biti posebno jaki i mogu se lako konstruisati da ispune zahteve propustljivosti i temperaturne tolerancije date instalacije.

[0039] Kao opšte smernice, za spremnik se mogu koristiti materijali niske propustljivosti i visokog mehaničkog integriteta pri radnim temperaturama infrastrukture. Na primer, materijali koji imaju tačku topljenja iznad maksimalne radne temperature infrastrukture mogu biti korisni za održavanje zadržavanja za vreme i posle zagrevanja i rekuperacije. Međutim, materijali sa nižom temperaturom mogu se koristiti i ako se između zidova i grejnih delova propusnog tela održava zaštitna zona koja se ne zagreva. Takve zaštitne zone mogu biti u rasponu od 15 cm do 16 metara, zavisno od određenog materijala koji se koristi za spremnik i sastava propusnog tela.

[0040] Zidovi spremnika mogu biti u suštini neprekidni tako da spremnik definiše enkapsuliranu zapreminu dovoljno da spreči značajno kretanje tečnosti u ili iz spremnika, osim definisanih ulaza i otvora, npr. preko cevovoda ili slično kao što je ovde razmatrano. Na ovaj način, spremnici mogu lako ispuniti regulatorne propise o migraciji fluida. Alternativno, ili u kombinaciji sa proizvedenom barijerom, delovi zidova spremnika mogu biti nenarušena geološka formacija i/ili sabijena zemljom. U takvim slučajevima, izgrađena infrastruktura za kontrolu propustljivosti je kombinacija propustljivih i nepropusnih zidova kako je detaljnije opisano u nastavku.

[0041] U jednom detaljnom aspektu, deo ugljovodoničnog materijala, bilo prethodno ili naknadno obrađen, može se koristiti kao fortifikacija cementa i/ili cementna baza koja se zatim sipa na mesto kako bi formirala delove ili celinu zidova kontrolne infrastrukture. Ovi materijali se mogu formirati na mestu ili se mogu unapred formirati i zatim sastaviti na mestu kako bi se formirala integralna struktura spremnika. Na primer, spremnik se može konstruisati livenjem na mestu kao monolitno telo, ekstrudiranjem, slaganjem predoblikovanih ili prefabrikovanih komada, betonskim pločama spojenim malterom (cement, ECC ili drugi pogodni materijal), naduvanim oblikom ili slično. Oblici se mogu graditi naspram formacije ili mogu biti samostalne strukture. Oblici mogu biti izrađeni od pogodnog materijala kao što su, ali bez ograničavajanja na, čelik, drvo, fiberglas, polimer ili slično.

Opciona veziva se mogu dodati kako bi se poboljšalo sabijanje zidova kontrole propustljivosti. Kontrolna infrastruktura može po izboru da sadrži ili se uglavnom sastoji od spremnika, maltera, armature, sintetičke gline, bentonitne gline, glinenih obloga, vatrostalnog cementa, visokotemperaturnih geomembrana, odvodnih cevi, limova od legure ili njihovih kombinacija.

[0042] U jednom otelotvorenja, izgradnja zidova i podova spremnika može uključivati više kompaktnih slojeva autohtonih ili manipulisanih škriljaca niskog stepena sa bilo kojom kombinacijom peska, cementa, vlakana, biljnih vlakana, nano-ugljenika, usitnjenog stakla, armiranog čelika, izrađene ugljenične rešetke za ojačavanje, kalcijuma, i slično. Pored takvih kompozitnih zidova mogu se koristiti projekti koji inhibiraju dugoročnu migraciju fluida i gasa dodatnim doradama za nepropustljivost, uključujući, ali ne ograničavajući se na, obloge, geo-membrane, sabijena tla, uvezeni pesak, šljunak ili kamenje i konture gravitacione drenaže kako bi se tečnosti i gasovi udaljili dalje od nepropusnih slojeva kako bi pronašli izlaz. Podna i zidna konstrukcija spremnika može, ali ne mora da sadrži, uzlazni ili silazni nagib ili klupu, kao što slučaj rudarskog toka može da diktira naredno optimalno kopanje rude. U bilo kojim takvim postupcima nagore ili nadole, izravnavanje nivoa poda i konstrukcija potpornog zida obično mogu imati drenažu ili nagib na jednu stranu ili na određeno centralno mesto/mesta za prikupljanje radi uklanjanja tečnosti pomoću gravitacione drenaže.

[0043] Opciono, zidna i podna konstrukcija kapsule mogu da sadrže izolaciju koja sprečava prenošenje toplote izvan izgrađene infrastrukture ili izvan unutrašnjih kapsula ili cevovoda unutar okvira primarne izgrađene kapsule. Izolacija može da sadrži proizvedene materijale, cement ili razne materijale, druge materijale koji su manje toplotno provodni od okolnih masa, tj. propusno telo, formaciju, susednu infrastrukturu, itd. Toplotno izolacione barijere se takođe mogu formirati unutar propusnog tela, duž zidova, plafona i/ili podova spremnika. Spremnik se može formirati kao sistem za jednokratnu upotrebu tako da izolacije, cevi i/ili druge komponente mogu imati relativno nizak korisni vek, npr. manje od 1-2 godine. Na taj način, vodovi, pregrade i izolacioni materijali mogu se ostaviti na mestu zajedno sa potrošenim sirovinama po završetku rekuperacije i gašenja sistema. Ovo može smanjiti troškove opreme kao i dugoročni uticaj na životnu sredinu.

[0044] Ovde prikazane strukture i postupci mogu se primeniti u gotovo bilo kom obimu. Veće enkapsulirane količine i povećani broj spremnika mogu lako proizvesti ugljovodonične proizvode i performanse koje su uporedive sa ili premašuju manje izgrađene infrastrukture. Kao ilustracija, pojedini spremnici mogu biti u veličini od desetina metara do desetina hektara po gornjoj površini. Slično tome, dubine uranjanja mogu varirati od nekoliko metara do 100 metara, gde oko 50 metara pruža jednu primernu dubinu. Optimalne veličine spremnika mogu varirati u zavisnosti od ugljovodoničnog materijala i radnih parametara, međutim, očekuje se da pogodne površine po ćeliji spremnika mogu da se kreću od oko pola do petnaest hektara po gornjoj površini. Niz ćelija spremnika može biti smešten tako da su ćelije jedna uz drugu kako bi se formiralo više pojedinačno kontrolisanih jedinica koje mogu da deluju barem delimično nezavisno od susednih ćelija. Prepoznavanje i prilagođavanje radnih parametara takođe može uzeti u obzir prenos toplote iz susednih ćelija.

[0045] Postupci i infrastrukture mogu se koristiti za rekuperaciju ugljovodonika iz raznih ugljovodoničnih materijala. Jedna posebna prednost je širok stepen širine u kontroli veličine čestica, uslova i sastava propusnog tela unesenog u enkapsuliranu zapreminu. Neograničavajući primeri iskopanog ugljovodoničnog materijala koji se može tretirati uključuju uljne škriljce, katranski pesak, ugalj, lignit, bitumen, treset ili njihove kombinacije. Pored toga, materijal visokog organskog sadržaja koji se može tretirati može da sadrži treset, ugalj, biomasu, katranski pesak ili njihove kombinacije. U nekim slučajevima može biti poželjno pružiti jednu vrstu ugljovodoničnog materijala u kombinaciji sa strukturalnim materijalom tako da se propusno telo značajno sastoji od strukturalnog materijala i jednog od gore navedenih ugljovodoničnih materijala. Međutim, propusno telo može da uključuje mešavine ovih materijala tako da se klasa, sadržaj ulja, sadržaj vodonika, propustljivost i slično mogu se podesiti kako bi se postigao željeni rezultat.

[0046] Strukturalni materijali koji se koriste uključuju stene, uljne škriljce ili njihove kombinacije.

Uopšteno, pogodni strukturalni materijali mogu biti izrađeni od prirodnog ili umetnog materijala koji ima dovoljnu mehaničku čvrstoću na pritisak da sačuva prazninu u ciljanom rasponu tokom obrade. Dalje, više ugljovodoničnih materijala može biti smešteno u odvojenim slojevima ili na mešovit način, poput kombinacije uglja, uljnih škriljaca, katranskog peska, biomase i/ili treseta.

[0047] Kao što je ovde razmatrano, kompozitni usitnjeni ugljovodonični materijal generalno je pomešan tako da se poroznost propusnog tela održava unutar ciljanog raspona poroznosti tokom faza rekuperacije ugljovodonika. U jednom aspektu, propusno telo može imati poroznost od oko 10% do oko 80% ukupne zapremine propusnog tela pre i tokom grejanja. U jednom aspektu, propusno telo može da održava poroznost od oko 40% do oko 70% ukupne zapremine propusnog tela pre i tokom grejanja. Kao takav, u jednom aspektu, kompozitni usitnjeni ugljovodonični materijal može da sadrži 10% težine do 60% težine strukturalnog materijala i 40% težine do 90% težine usitnjenog ugljovodoničnog materijala. U jednom aspektu, kompozitni usitnjeni ugljovodonični materijal može da sadrži 20% težine do 40% težine strukturalnog materijala i 60% težine do 80% težine usitnjenog ugljovodoničnog materijala. U drugom aspektu, kompozitni usitnjeni ugljovodonični materijal može da pruži 50% do 60% poroznosti. U jednom aspektu, propusno telo može imati prvu poroznost pre zagrevanja, i drugu nižu poroznost tokom i posle zagrevanja, koja se održava iznad 10%.

[0048] U jednom aspektu, materijal koji sadrži ugljovodonike može se, iz razloga optimizacije, podeliti na razrede unutar različitih unutrašnjih kapsula ili ćelija unutar primarne izgrađene infrastrukture. Na primer, slojevi i dubine iskopanih uljanih škriljaca mogu biti bogatiji u određenim zonama dubine kako napreduje rudarenje. Jednom kada su eksplodirane, iskopane, prebačene i izvučene unutar kapsule za smeštanje, bogatije rude koje nose naftu mogu se klasifikovati ili mešati po razredima radi optimalnog prinosa, brže rekuperacije ili optimalnog pravljenja proseka u okviru svakog otpada. Sposobnost selektivne kontrole karakteristika i sastava propusnog tela dodaje značajnu slobodu u optimizaciji prinosa i kvaliteta nafte. Dalje, oslobođeni gasoviti i tečni proizvodi mogu delovati kao in situ proizveden rastvarač koji dopunjuje uklanjanje kerogena i/ili dodatno uklanjanje ugljovodonika iz ugljovodoničnog materijala.

[0049] Opciono, propusno telo može dalje da sadrži aditiv ili biomasu. Aditivi mogu da sadrže sastave koje deluju na povećanje kvaliteta uklonjenih ugljovodonika, npr. povećani API, smanjena viskoznost, poboljšana svojstva protoka, smanjeno vlaženje zaostalih škriljaca, smanjenje sumpornog sadržaja, agensi za hidrogenaciju itd. Neograničavajući primeri pogodnih aditiva mogu uključivati bitumen, kerogen, propan, prirodni gas, kondenzat prirodnog gasa, sirovu naftu, rafinirajuće podloge, asfaltene, uobičajene rastvarače, druge razređivače i njihove kombinacije materijala. U jednom specifičnom otelotvorenju, aditiv može da obuhvata agens za poboljšanje protoka i/ili agens za uvođenje vodonika. Dalje, veštački materijali se takođe mogu koristiti kao aditivi, kao što su, ali ne ograničavajući se na, gume, polimerni otpad ili druge materijali koji sadrže ugljovodonike.

[0050] Veličine čestica po propusnom telu mogu se znatno razlikovati, u zavisnosti od vrste materijala, željenih brzina zagrevanja i drugih faktora. Kao opšta smernica, propusno telo može uključivati usitnjene čestice ugljovodonika prosečno od oko 0,3 cm do oko 2 metra, i u nekim slučajevima manje od 30 cm, a u drugim slučajevima manje od oko 16 cm. Međutim, kao praktično pitanje, veličine u proseku od oko 5 cm do oko 60 cm, ili u jednom aspektu u proseku oko 16 cm do oko 60 cm, mogu da daju dobre rezultate, gde je prosečan prečnik od oko 30 cm posebno koristan za uljane škriljce. Pored toga, propusno telo može da sadrži strukturalne materijale prosečne veličine od oko 16 cm do oko 1,5 metra. U jednom aspektu, strukturalni materijali mogu imati prosečnu veličinu od oko 30 cm do oko 1 metar. U jednom aspektu, propusno telo može da sadrži bimodalnu raspodelu veličine usitnjenog hidrokarbona i strukturalnog materijala. Strukturalni materijali mogu biti čestični, i često imaju prosečnu veličinu od oko 0,3 cm do oko 2 metra. Iako prosečna veličina može biti proporcionalna rasponu veličine čestica ugljovodoničnog materijala, u nekim slučajevima strukturalni materijal može imati prosečni prečnik koji je veći od prosečnog prečnika ugljovodoničnog materijala. Shodno tome, može biti poželjno pružiti strukturalni materijal prosečne veličine koja je od oko 10% do oko 500% veća od prosečne veličine ugljovodoničnog materijala. U jednom aspektu, bimodalna raspodela veličine može uključivati većinu strukturalnog materijala prosečnog prečnika koji je najmanje dvostruki prosečni prečnik usitnjenog ugljovodoničnog materijala. U drugom aspektu, bimodalna raspodela veličine može pružiti poroznost između 10% i 80% za propusno telo pre i tokom grejanja. U jednom specifičnom aspektu, bimodalna raspodela veličine može pružiti poroznost između 40% i 70% za propusno telo pre i za vreme grejanja.

[0051] Prazni prostor može biti faktor u određivanju optimalnih prečnika čestica. Međutim, oko 15% do oko 40%, i u nekim slučajevima oko 30% obično daje odgovarajuće rezultate. Zapremine praznina mogu se donekle varirati usled variranja drugih parametara kao što su postavljanje grejni cevovod, raspodela veličine čestica (tj. multimodalne raspodele), aditiva i slično. Mehaničko razdvajanje iskopanih ugljovodoničnih materijala može omogućiti stvaranje sitnih mreža, visoko propustljivih čestica koje kada su jednom smeštene u kapsulama unutar spremnika povećavaju stope termičke disperzije, i koje se mogu dodatno poboljšati od strane prisutnih strukturalnih materijala. Dodata propustljivost omogućava razumnije, niže temperature koje takođe pomažu u izbegavanju viših temperatura koje rezultuju većom proizvodnjom CO2tokom razgradnje karbonata i povezanim oslobađanjem tragova teških metala, isparljivih organskih sastojaka i drugih jedinjenja koja mogu stvoriti toksične otpadne vode i/ili nepoželjne materijale koji se mogu nadgledati i kontrolisati.

[0052] Kompozitni usitnjeni ugljovodonični materijal može da se napuni u kontrolnu infrastrukturu kako bi se na pogodan način formiralo propusno telo. Tipično se usitnjeni ugljovodoničnog materijal može preneti u kontrolnu infrastrukturu odlaganjem, transporterima ili drugim pogodnim pristupima. Kao što je prethodno spomenuto, propusno telo može imati pažljivo skrojenu prazninu velike zapremine. Neselektivno odlaganje može rezultovati prekomernim sabijanjem i smanjenjem zapremine praznine. Stoga se propusno telo može formirati niskim sabijanjem, prenoseći kompozitni ugljovodonični materijal u infrastrukturu. Na primer, retraktorni transporteri mogu se koristiti za isporuku materijala u blizini gornje površine propusnog tela, onako kako se materijal formira. Na ovaj način, kompozitni ugljovodonični materijal može zadržati značajnu zapreminu praznine između čestica bez značajnog daljeg usitnjavanja ili sabijanja uprkos malom stepenu sabijanja koji često nastaje kao posledica litostatičkog pritiska kada se formira propusno telo. U jednoj alternativi ilustrovanoj uopšteno na Slici 2, mogu se formirati zone ugljovodoničnog materijala sa različitim zapreminama praznina. Zidovi spremnika 20 izoluju propusno telo 22 iz okolne formacije 24. Niže količine praznina mogu rezultovati nižim konvektivnim toplotnim strujama. Shodno tome, konvektivne toplotne struje se mogu kontrolisati pružanjem varijacija u količinama praznina duž propusnog tela. Na primer, slojevi ugljovodoničnog materijala mogu imati naizmenično veće i niže zapremine praznina (tj. slojevi velikih zapremina praznina 26, 28 i 30, sa uz slojeve malih zapremina 32, 34 i 36). Shodno tome, konvektivna toplotna struja može slobodnije da teče duž zona sa većom zapreminom praznina u odnosu na zone sa relativno manjom zapreminom praznina. Slojevi male zapremine mogu da deluju kao slojevi za usporavanje konvektivnog protoka. Alternativno, ili u kombinaciji sa vertikalnim varijacijama, zapremina praznina može se menjati horizontalno kako bi se razvili konvektivni tokovi koji distribuiraju toplotu u željenom obrascu. Na primer, zone malih zapremina praznina 38, 40 i 42 mogu se distribuirati da prekine i/ili preusmere konvektivnu toplotnu struju. Ravnomernost raspodele toplote može se povećati, lokalizovane vruće tačke mogu se smanjiti i/ili se mogu smanjiti stope konvektivnog protoka.

[0053] Jednom kada se formira željeno propusno telo unutar kontrolne infrastrukture, može se uneti toplota dovoljna za početak uklanjanja ugljovodonika, npr. putem pirolize. Pogodan izvor toplote može se termički povezati sa propusnim telom. Optimalne radne temperature unutar propusnog tela mogu varirati u zavisnosti od sastava i željenih proizvoda. Međutim, kao opšte smernice, radne temperature mogu da se kreću od oko 93 °C do oko 430 °C. Varijacije temperature u enkapsuliranoj zapremini mogu varirati i u nekim područjima mogu dostići čak 900 °F ili više. U jednom aspektu, radna temperatura može biti relativno niža temperatura koja olakšava proizvodnju tečnog proizvoda, kao što je od oko 93 °C do oko 340 °C. Ovaj korak grejanja može biti operacija pečenja koja rezultuje poboljšanjem kvaliteta usitnjene rude propusnog tela. Generalno, proizvodi mogu da sadrže i tečne i gasovite proizvode, dok tečni proizvodi mogu da zahtevaju manje korake prerade, kao što su pilingeri i sl.

1

[0054] Toplota se može preneti u i kroz propusno telo prvenstveno konvekcijom. Zagrejani gasovi se mogu ubrizgati u kontrolnu infrastrukturu tako da zagrejani gasovi prolaze duž celog propusnog tela. Zagrejani gasovi se mogu proizvesti sagorevanjem prirodnog gasa, ugljovodoničnog proizvoda ili drugog pogodnog izvora. Zagrejani gasovi se mogu uvesti iz spoljnih izvora ili povratiti iz postupka predmetnog pronalaska. Zagrejani gasovi mogu se usmeriti kroz propusno telo preko ugrađenog grejnog cevovoda. Na ovaj način se gasovi za grejanje mogu pružiti u zatvorenom sistemu kako bi se sprečilo mešanje zagrejanih gasova sa propusnim telom.

[0055] Mnoštvo cevi može biti lako orijentisano u različitim konfiguracijama, bilo da su u osnovi horizontalne, vertikalne, nagnute, razgranate ili slično. Barem deo cevovoda može da se usmeri duž unapred određenih puteva pre ugrađivanja cevovoda u propusno telo. Unapred određeni putevi mogu biti dizajnirani tako da poboljšaju prenos toplote, gas-tečnost-čvrsta supstanca dodirivanje, maksimizuju isporuku ili uklanjanje tečnosti iz određenih područja unutar enkapsulirane zapremine ili slično. Dalje, barem deo cevovoda može biti namenjen grejanju propusnog tela. Ovaj grejni cevovod može biti selektivno perforiran kako bi se omogućilo zagrejanim gasovima ili drugim tečnostima da se konvektivno zagreju i mešaju duž celog propusnog tela. Alternativno, grejni cevovod može da formira zatvorenu petlju tako da se gasovi ili tečnost za grejanje odvajaju od propusnog tela. Dakle, „zatvorena petlja“ ne zahteva recirkulaciju, već izolaciju grejne tečnosti od propusnog tela. Na ovaj način se zagrevanje može izvršiti prvenstveno ili pretežno samo provođenjem toplote od grejnih tečnosti do propusnog tela duž zidova cevi. Prenos toplote unutar propusnog tela zatim se odvija prvenstveno konvektivnim grejanjem.

[0056] Za vreme zagrevanja ili pečenja propusnog tela, lokalizovana područja toplote koja prelaze matične temperature raspadanja stena, često iznad oko 480 °C, mogu da smanje kvalitet proizvoda i formiraju ugalj-dioksid i oslobode neželjene kontaminirajuće komponente, što može dovesti do iscedaka koji sadrže teške metale, rastvorljivu organsku materiju i slično. Grejni cevovod može omogućiti značajno uklanjanje takvih lokalizovanih vrućih tačaka uz održavanje ogromne većine propusnog tela u željenom temperaturnom rasponu. Stepen ujednačenosti temperature može biti balans troškova (npr. za dodatne grejni cevovod) u odnosu na prinose. Međutim, najmanje oko 85% propusnog tela može se lako zagrejati do ciljanog temperaturnog raspona bez značajnih vrućih tačaka, tj. prekoračenja temperature raspadanja ugljovodoničnih materijala, kao što je oko 900 °F. Stoga, kada se njima upravlja kako je opisano ovde, sistemi mogu da omoguće rekuperaciju ugljovodonika istovremeno eliminišući ili u značajnoj meri izbegavajući proizvodnju neželjenih ispiranja.

[0057] Iako proizvodi mogu značajno da variraju u zavisnosti od polaznih materijalima, mogući su visoko-kvalitetni tečni i gasoviti proizvodi. Na primer, bez dodatnog tretmana, usitnjeni materijal iz uljnih škriljaca može direktno da proizvede tečni proizvod koji ima API od oko 30 do oko 45, gde je trenutno tipično oko 33 do oko 38. Zanimljivo je da je otkriveno da pritisak ima znatno manji uticaj na kvalitet rekuperisanih ugljovodonika nego temperatura i vremena zagrevanja. Iako se vremena zagrevanja mogu značajno razlikovati, zavisno od praznog prostora, sastava propusnog tela, kvaliteta itd., uopštena vremena mogu da se kreću od jednog sata do oko jedne godine. U jednom konkretnom primeru, vreme zagrevanja može da se kreće od oko 2 nedelje do oko 4 meseca. Nedovoljno zagrevanje uljnih škriljaca u kratkom vremenskom periodu, tj. u minutima, može dovesti do stvaranja propusnih i/ili donekle volatilnih ugljovodonika. Prema tome, produženo vreme boravka na umerenim temperaturama može se koristiti tako da se organski materijali prisutni u uljnim škriljcima mogu ispariti i/ili karbonizovati, ostavljajući beznačajnu propusnu organsku materiju. Pored toga, osnovni škriljac se uglavnom ne razlaže ili menja, što smanjuje oslobađanje komponenti vezanih za minerale.

[0058] Dalje, zidovi izgrađene infrastrukture mogu se konfigurisati tako da minimizuju gubitak toplote. U jednom aspektu, zidovi mogu biti konstruisani sa uglavnom jednoličnom debljinom koja je optimizovana da obezbedi dovoljnu mehaničku čvrstoću, i istovremeno minimizuje zapreminu zidnog materijala kroz koji prolaze cevovodi. Konkretno, prekomerno debeli zidovi mogu smanjiti količinu toplote koja se prenosi u propusno telo tako što apsorbuje istu putem kondukcije. Suprotno tome, zidovi takođe mogu da deluju kao toplotna barijera, da donekle izoluju propusno telo i zadrže toplotu u njemu tokom rada.

[0059] Pored toga, u jednom otelotvorenju, predmetno izgrađena infrastruktura za kontrolu propustljivosti može se zagrevati i/ili hladiti pod određenim temperaturnim profilima kako bi se značajno eliminisalo ili svelo na minimum stvaranje neželjenih akumuliranih ugljovodoničnih materijala. Generalno, predmetne infrastrukture mogu se koristiti za zagrevanje barem dela propusnog tela na velikoj temperaturi iznad proizvodne temperature, što je dovoljno za uklanjanje ugljovodonika odatle, dok se uslovi u neproizvodnim zonama održavaju ispod proizvodne temperature. U jednom aspektu, infrastruktura može imati proizvodnu temperaturu u rasponu od najmanje 93 °C do 480 °C. U drugom aspektu, infrastruktura može imati visoku temperaturu u rasponu od preko 93 °C do 480 °C. U jednom detaljnom aspektu, visoka temperatura može biti između 200 °C i 480 °C.

[0060] Kako bi se smanjila ili eliminisala količina tečnosti zadržane u neproizvodnoj zoni, može se održati nekoliko uslova. Kao što je gore navedeno, tokom rada sistema, temperature ispod sistema za sakupljanje tečnosti mogu se održavati ispod proizvodne temperature za odgovarajuće ugljovodonične materijale. Kao rezultat, materijali u neproizvodnoj zoni ne proizvode ugljovodonike. Dalje, mogu se zadržati svojstva barijere tečnosti u zaštitnom sloju. Na primer, kada se koristi bentonitno modifikovano tlo (BAS), zadržavaju se svojstva barijere tečnosti sve dok je BAS sloj hidriran. Za vreme rada, hidratacija se može održavati održavanjem temperature u BAS sloju ispod oko 100 °C, ili tipično ispod 93 °C, kako bi se izbegle vruće tačke i lokalizovana dehidratacija BAS.

[0061] Imajući u vidu gore navedeni opis, Slika 3 prikazuje bočni pogled na zadržavanje konstruisane kapsule i spremnik za ekstrakciju 100 gde se postojeći razred 108 koristi prvenstveno kao podloga za nepropusni podni sloj 112. Bočni zidovi spoljne kapsule spremnika 102 pružaju zadržavanje i mogu, ali ne moraju biti podeljeni unutrašnjim zidovima. Podele mogu da stvore odvojene kapsule ili ćelije za zadržavanje unutar većih kapsula zadržavanja spremnika 100, gde podela može biti bilo koje geometrije, veličine ili podele. Dalje podele mogu se horizontalno ili vertikalno slagati. Stvaranjem odvojenih kapsula ili komora za zadržavanje, lako se smeštaju materijali nižeg razreda, raznovrsni gasovi, raznovrsne tečnosti, različiti stadijumi procesa ili drugi željeni i pripremljeni postupci. Takve segmentirane kapsule mogu pružiti dodatno nadgledanje okruženja i mogu biti izrađene od obloženih i izrađenih bermi sličnih primarnim spoljnim zidovima. Materijal sa nižim sadržajem ugljovodonika može biti koristan kao materijal za sagorevanje, kao dopuna ili kao strukturalni materijal za zidove.

[0062] Zidovi 102 kao i poklopac 116 i pod 112 mogu se izraditi i ojačati gabionima i/ili geomrežom slojevito prilikom sabijanja dopuna. Alternativno, ovi zidovi 102, 112 i 116 koji obuhvataju kontrolu propustljivosti, i zajedno definišu enkapsuliranu zapreminu mogu se formirati od bilo kog drugog pogodnog materijala kao što je prethodno opisano. U ovom aspektu, spremnik 100 uključuje bočne zidove 102 koji su samostojeći. U jednom otelotvorenju, berme, zidovi i podovi mogu se zbijati i projektovati kako za strukturu, tako i za propustljivost. Kao takvi, zidovi i podovi mogu biti često izrađeni od sabijenih čestica zemljanog materijala (npr. sabijeno tlo, bentonitno modifikovano tlo, potrošeni škriljci, šljunak, njihove kombinacije i slično). Upotreba kompresovanih geo-rešetki i drugih struktura za podupiranje šipki i nasipa može se uključiti pre ili uklopiti sa slojevima za kontrolu propustljivosti koji mogu uključivati pesak, glinu, bentonitnu glinu, šljunak, cement, malter, ojačani cement, vatrostalne cemente, izolacije, geo-membrane, odvodne cevi, izolacije otporne na temperaturu grejnih cevi, itd. U jednom aspektu, kontrolna infrastruktura može biti slobodno stojeća, sa bermama kao bočnim zidovima. U jednom aspektu, berme mogu sadržati sabijeni zemljani materijal.

[0063] U jednom alternativnom otelotvorenju, spremnik za kontrolu propustljivosti može uključivati bočne zidove koji su sabijeni zemljani i/ili nenarušeni geološki slojevi, dok su poklopac i podovi nepropusni. Konkretno, u takvim otelotvorenjima može se upotrebiti nepropusni poklopac koji sprečava nekontrolisano ispuštanje gasova iz spremnika, tako da se mogu koristiti odgovarajući otvori za sakupljanje gasa. Slično tome, nepropusni pod 112 može se koristiti za zadržavanje i usmeravanje sakupljenih tečnosti na odgovarajući otvor poput sistema za odvod 133 za uklanjanje tečnih proizvoda iz nižih područja zabrane 100. U jednom aspektu, zemlja može pružiti potporu značajno nepropusnom podu. Iako nepropusni bočni zidovi mogu biti poželjni u nekim otelotvorenjima, nisu uvek potrebni. U nekim slučajevima, bočni zidovi mogu biti izloženi nenarušenoj zemlji ili sabijenom punjenju ili zemlji ili drugom propusnom materijalu. Postojanje propusnih bočnih zidova može dozvoliti mali izlazak gasova i/ili tečnosti iz spremnika. Nepropusni zidovi su formirani tako da spreče značajno izlivanje proizvedenih tečnosti iz spremnika kroz nepropusni zid tokom rada sistema.

[0064] Jednom kada su zidne strukture 102 izgrađene iznad izgrađenog i nepropusnog poda 112, iskopani krš 120 (koji se može drobiti ili klasifikovati prema veličini ili bogatstvu ugljovodonikom), mogu se postaviti u slojeve na (ili pored) grejnog cevovoda 118, cevi za drenažu tečnosti 124, i, cevi za skupljanje ili ubrizgavanje gasa 126. Ove cevi mogu biti orijentisane i dizajnirane u različitim optimalnim obrascima protoka, ugla, dužine, veličine, zapremine, preseka, mreže, dimenzioniranja zida, konstrukcije legure, dizajna perforacije, brzine ubrizgavanja i brzine ekstrahovanja. U nekim slučajevima cevi koje se koriste za prenos toplote mogu se povezati, reciklirati ili dobiti toplotu od izvora toplote 134. Alternativno, ili u kombinaciji sa, rekuperisani gasovi može se kondenzovati sa kondenzatorom 140. Toplota koju sakuplja kondenzator može se opciono koristiti za dopunjavanje grejanja propusnog tela ili za druge potrebe procesa.

[0065] Izvor toplote 134 može da izvlači, povećava, prikuplja, stvara, kombinuje, razdvaja, prenosi ili uključuje toplotu dobijenu iz pogodnog izvora toplote, uključujući, ali ne ograničavajući se na, ćelije za gorivo, ćelije sa čvrstim oksidom, solarne izvore, izvore energije vetra, grejače sa sagorevanjem ugljovodoničnih tečnosti ili gasova, geotermalne izvori toplote, nuklearne elektrane, termoelektrane na ugalj, radiofrekventnu toplotu, energiju talasa, sagorevače bez plamena, prirodno raspoređene sagorevače, geotermalnu toplotauili njihove kombinacije. U drugom otelotvorenju, električno provodni materijal može da se distribuira kroz propusno telo i električna struja može da se provede kroz provodni materijal u dovoljnoj količini da stvara toplotu. U jednom aspektu, zagrevanje propusnog tela može se izvršiti konvektivnim zagrevanjem od sagorevanja ugljovodonika. Posebno je zanimljivo sagorevanje ugljovodonika u stehiometrijskim uslovima goriva do kiseonika. Stehiometrijski uslovi mogu omogućiti znatno povišene temperature toplotnog gasa. Sagorevanje iz gasova može se zatim izdvojiti bez potrebe za daljim odvajanjem, tj. zato što odlazni gas pretežno čine ugljendioksid i voda.

[0066] Alternativno, sagorevanje u kapsuli se može započeti unutar izolovanih kapsula unutar primarne izgrađene strukture za zadržavanje kapsule. Ovaj postupak delimično sagoreva ugljovodonični materijal kako bi se obezbedila toplota i intrinzična piroliza. Neželjene emisije u vazduhu se mogu uhvatiti i izdvojiti u formaciji 108 jednom kada se izvedu iz kapsule ili iz izvora toplote 134 i isporuče iz bušotine. Izvor toplote 134 takođe može da stvara električnu energiju i prenosi energiju putem električnih dalekovoda. Tečnosti ili gasovi izvađeni iz prostora za tretiranje kapsule mogu se skladištiti u obližnjem rezervoaru 136 ili unutar kapsule, kao što je spremnik 100. Na primer, nepropusni podni sloj 112 može opciono da sadrži područje pod nagibom koje tečnosti usmerava prema odvodnom sistemu 133 gde se tečnost usmerava na rezervoar za zadržavanje 136.

[0067] Kako se materijal krša 120 postavlja se cevima 118 i 126, različiti merni uređaji ili senzori 130 mogu se koristiti za nadgledanje temperature, pritiska, tečnosti, gasova, sastava, brzina zagrevanja, gustine i drugih svojstava procesa tokom ekstraktivnog procesa unutar, oko ili ispod projektovane kapsule za zadržavanje. 100. Takvi uređaji za praćenje i senzori 130 mogu se distribuirati bilo gde unutar, okolo, kao deo, povezani ili na vrhu postavljenog cevovoda 118 i 126 ili, na vrhu, prekriveni ili zatrpan unutar krša 120 ili nepropusnog pregradnog poda 112.

[0068] Kako se postavlja materijal krša 120 on popunjava područje za obradu kapsule, i materijal krša postaje potpora tavanice za konstruisan nepropusni poklopac 116, i konstrukcija zidne barijere, koja može uključivati bilo koju kombinaciju nepropustljivosti i konstruisanu barijeru tečnosti i gasnu barijeru ili konstruisanu konstrukciju kapsule koja sadrži materijal koji može činiti zidove 102 i 112 uključujući, ali ne ograničavajući se na gline, sabijeno punjenje ili uvedeni materijal, cement ili vatrostalni cement koji sadrži materijal, geo-sintetičku membranu, oblogu ili izolaciju. Iznad se

1

postavlja materijal za punjenje kako bi se stvorio litostatski pritisak na materijal krša 120 unutar područja za tretiranje u kapsuli. Obično slojevi finog materijala i/ili izolacije 114 takođe mogu biti uključeni, i oni enkapsuliraju materijal krša. Ovaj izolacioni sloj može da sadrži, na primer, hidratizovane gline koje bubre, fin materijal ili slično. Prekrivanje propusnog tela sa sabijenim punjenjem dovoljnim za stvaranje povećanog litostatskog pritiska unutar propusnog tela može biti korisno za dalji porast kvaliteta proizvoda od ugljovodonika. Sabijeno punjenje može u značajnoj meri prekriti propusno telo, dok propusno telo zauzvrat može u značajnoj meri pružiti potporu sabijenom punjenju. Sabijeno punjenje može dalje biti dovoljno nepropusno za oslobođene ugljovodonike ili se dodatni sloj materijala za kontrolu propustljivosti može dodati na sličan način kao bočni i/ili podne zidovi.

[0069] Dodatni pritisak se može uvesti u područje za tretiranje u kapsula povećanjem gasa ili tečnosti jednom nakon ekstrakcije, obrade ili recikliranja, kroz bilo koji pogodan cevovod. Relativna merenja, stope optimizacije, stope ubrizgavanja, stope ekstrakcije, temperature, stope zagrevanja, stope protoka, stope pritiska, indikatori kapaciteta, hemijski sastavi ili drugi podaci u vezi sa procesom grejanja, ekstrakcije, stabilizacije, izdvajanja, ograničavanja, nadogradnje, rafinisanja ili analize strukture unutar kapsule spremnika 100 mogu se dobiti povezivanjem sa računarskim uređajem 132 koji na sebi ima instaliran računarski softverom za upravljanje, proračun i optimizaciju celog procesa, i koji je operativno povezan sa izvorom toplote 134, senzorom 130, i bilo kojom drugom povezanom komponentom kao što je rezervoar za zadržavanje 136 ili kondenzator 140.

[0070] Slika 4 prikazuje zbirku spremnika uključujući nepokriveni ili neograničeni sistem kapsula 142, koji sadrži pojedinačne kapsule spremnika 100. U nekim otelotvorenjima, predviđeno je da se rudarski krš mogu preneti niz šahte ili preko transportera u kapije spremnika u kamenolomu. 100.

Bez obzira na to, više spremnika može biti orijentisano jedan do druge kako bi formirali niz. Kako bi se olakšao rad sistema, mogu se uvesti pristupne staze za transport, održavanje, kanalizaciju ili druge karakteristike.

[0071] Vraćajući se nazad na Sliku 3, računar 130 može se koristiti za kontrolu raznih ulaza i izlaza cevovoda priključenih na izvor toplote 134 tokom procesa i može da koordiniše protoke između podeljenim spremnika unutar kolektivnog sistema spremnika 142 kao što je ilustrovano na Slici 4 za kontrolu grejanja propusnog tela. Slično tome, tečnost i para prikupljeni iz spremnika mogu se nadgledati i skupljati u rezervoaru 136 i kondenzatoru 140, respektivno. Kao što je prethodno opisano, tečni i ispareni proizvodi mogu se kombinovati ili češće ostavljati kao odvojeni proizvodi u zavisnosti od kondenzacije, ciljanog proizvoda i slično. Deo isparenih proizvoda može se kondenzovati i kombinovati sa tečnim proizvodima u rezervoaru 136. Međutim, najveći deo isparenih proizvoda često će biti C4 i lakši gasovi koji se mogu sagorevati, prodati ili koristiti tokom postupka. Na primer, gas vodonika može da se dobije obradom konvencionalnog razdvajanja gasa i koristi se za hidrotretiranje tečnih proizvoda prema uobičajenim postupcima unapređenja, npr. katalitički itd. ili ne-kondenzujući gasoviti proizvod mogu se sagoreti kako bi se proizvela toplota za zagrevanje propusnog tela, grejanje susednih ili obližnjih spremnika, zagrevanje servisnih ili područja za osoblje ili zadovoljenje drugih potreba za procesnom toplotom. Izgrađena infrastruktura može da uključuje termospojnice, merače pritiska, merače protoka, senzore disperzije tečnosti, senzore obogaćenosti i druge uobičajene uređaje za kontrolu procesa koji se distribuiraju kroz izgrađenu infrastrukturu. Ovi uređaji mogu biti operativno povezani sa računarom, tako da se stope zagrevanja, protok proizvoda i pritisci mogu nadgledati ili menjati tokom zagrevanja propusnog tela.

[0072] Pozivajući se na Sliku 5, sloj barijere tečnosti 502 od bentonitnog modifikovanog tla (BAS) se formira susedno izvornoj formaciji 504 ili nekoj drugoj strukturi (npr. susedni spremnik). Sloj finog šljunka 506 takođe je pružen pored BAS sloja kako bi se formirao izolacioni sloj. Unutar sloja finog šljunka enkapsulirano je propusno telo 508 (čiji deo je zaokružen) usitnjenih uljnih škriljaca 510 i strukturalnog materijala 512 koji formiranju proizvodnu zapreminu koja ima prosečnu veličinu čestica pogodnih za proizvodnju ugljovodonika. Obično, sloj finog šljunka može sadržati usitnjene uljne škriljce čija je prosečna veličina čestica znatno manja od prosečne veličine čestica unutar proizvodne zapremine.

[0073] Opcioni sistem primarnog sakupljanja tečnosti 514 može se orijentisati unutar donjeg dela zdrobljenog uljnog škriljca unutar sloja finog šljunka. Iako je primarni sistem za sakupljanje tečnosti prikazan u sloju šljunka na sredini između propusnog tela i BAS sloja, takvo mesto je ilustrativno i nije predviđeno da bude ograničavajuće. Kao takav, sistem primarnog sakupljanja tečnosti može se nalaziti približno na sredini, u gornjem delu sloja šljunka ili u donjem delu sloja šljunka. Sistem sakupljanja tečnosti može biti konfigurisan za sakupljanje tečnosti kroz ceo poprečni presek propusnog tela. Sistem sakupljanja može biti jedan kontinuirani sloj ili može biti formiran od više diskretnih podloga za sakupljanje. U jednom primeru sistem za sakupljanje tečnosti može biti odvodni sloj koji se proteže kroz sloj finog šljunka do okolnog BAS sloja. Posuda za odvod može opciono da sadrži jedan ili više odvodnih kanala koji usmeravaju tečnost ka zajedničkom mestu za sakupljanje radi uklanjanja preko odgovarajućeg otvora. Iako se uklanjanje može izvršiti pumpanjem, obično gravitaciona drenaža može da pruži dovoljnu brzine protoka uklanjanja. U jednom aspektu, odvodna posuda može pokriti ceo sprat infrastrukture. Mnoštvo grejnih cevi 516 može da se ugradi u propusno telo tako da se uljani škriljci zagreju dovoljno za pokretanje pirolize i proizvodnju ugljovodonika.

[0074] U toku rada, propusno telo ugljovodoničnog materijala se zagreva na unapred određenu temperaturu proizvodnje koja odgovara oslobađanju i/ili proizvodnji ugljovodonika iz odgovarajućeg ugljovodoničnog materijala. Međutim, ceo sistem obično pokazuje temperaturne gradijente koji variraju u celini. Na primer, za preradu uljnih škriljaca, propusno telo može imati vršnu temperaturu oko 400 °C, sa padajućim gradijentom temperature koji se približava okolnoj formaciji koja je često oko 15 °C. Kako bi se smanjila ili eliminisala količina tečnosti zadržana u neproizvodnoj zoni, može se stvoriti i održavati nekoliko uslova. Tokom rada sistema, temperature ispod sistema za sakupljanje tečnosti mogu se održavati ispod proizvodne temperature za odgovarajuće ugljovodonične materijale. Kao rezultat, materijali u neproizvodnoj zoni ne proizvode ugljovodonike.

[0075] Dalje, svojstva barijere za tečnost BAS sloja mogu se održavati sve dok je BAS sloj hidriran. Nakon dehidratacije, BAS sloj se vraća u čestično stanje što dozvoljava prolazak tečnosti. Tokom rada, hidratacija se može održavati održavanjem temperature duž BAS sloja ispod 93 °C. Pored toga, infrastruktura može opciono dalje uključivati mehanizme hidratacije za snabdevanje vodom u BAS sloju. Takvi mehanizmi hidratacije mogu biti smešteni duž BAS sloja tako da se postiže adekvatna hidratacija BAS sloja, kako bi se očuvala značajna nepropustljivost tečnosti tokom rada.

[0076] Temperatura u primarnom sistemu za sakupljanje tečnosti i BAS sloju može se regulisati podešavanjem stepena grejanja iz velikog grejnog cevovoda, promenom praznog prostora unutar propusnog tela, promenom debljine sloja finog šljunka i podešavanjem stopa odvajanja tečnosti kroz drenažni sistem. Opcione dodatne petlje za hlađenje mogu se pružiti za uklanjanje toplote iz blizine primarnog sistema za sakupljanje tečnosti i/ili BAS sloja.

[0077] Proizvodi ugljovodonika dobijeni iz propusnog tela mogu se dalje obrađivati (npr. rafinisati) ili koristiti kako su proizvedeni. Kondenzativni gasoviti proizvodi mogu se kondenzovati hlađenjem i sakupljanjem, dok se ne-kondenzativni gasovi mogu sakupljati, spaljivati kao gorivo, ponovo ubrizgati ili na drugi način iskoristiti ili odložiti. Opciono, mobilna oprema može se koristiti za skupljanje gasova. Ove jedinice mogu biti lako orijentisane blizu kontrolne infrastrukture i gasovitog proizvoda usmerenog na nju odgovarajućim provodnicima iz gornjeg područja kontrolne infrastrukture.

[0078] U još jednom alternativnom otelotvorenju, toplota unutar propusnog tela može se rekuperisati nakon primarne rekuperacije ugljovodoničnih materijala iz njega. Na primer, velika količina toplote zadržava se u propusnom telu. U jednom opcionom otelotvorenju, propusno telo može biti preplavljeno tečnošću za prenos toplote, poput vode, kako bi se formirala grejna tečnost, npr. grejna voda i/ili para. Istovremeno, ovaj postupak može olakšati uklanjanje nekih zaostalih ugljovodoničnih proizvoda fizičkim ispiranjem istrošenih čvrstih škriljaca. U nekim slučajevima, unošenje vode i prisustvo pare mogu rezultovati reakcijama pomeranja vode i stvaranjem sintetičkog gasa. Para koja se rekuperiše iz ovog procesa može se koristiti za pokretanje generatora, usmeriti ka drugoj obližnjoj infrastrukturi, ili koristiti na drugi način. Ugljovodonici i/ili gas za sintezu mogu se odvojiti od pare

1

ili grejne tečnosti konvencionalnim postupcima.

[0079] Gas za sintezu se takođe može dobiti iz propusnog tela tokom koraka zagrevanja. Različite faze proizvodnje gasa mogu se manipulisati kroz procese koji podižu ili snižavaju radne temperature u enkapsuliranoj zapremini i prilagođavaju druge ulaze u spremnik za proizvodnju sintetičkih gasova koji mogu uključivati, ali nisu ograničeni na, ugalj monoksid, vodonik, vodonik sulfid, ugljovodonike, amonijak, vodu, azot ili razne njihove kombinacije.

[0080] Proizvod ugljovodonika rekuperisan iz izgrađene infrastrukture najčešće se može dalje obraditi, npr. unapređenjem, rafinisanjem itd. Slično tome, potrošeni ugljovodonični materijal koji ostaje u izgrađenoj infrastrukturi može se ostaviti na mestu ili koristiti u proizvodnji cementa i agregatnih proizvoda za upotrebu u izgradnji ili stabilizaciji same infrastrukture ili za formiranje izgrađene infrastrukture van tog mesta. Takvi proizvodi od cementa izrađeni od istrošenih škriljaca mogu uključivati, ali nisu ograničeni na, smeše sa Portland cementom, kalcijumom, vulkanskim pepelom, perlitom, sintetičkim nanokarbonima, peskom, staklenim vlaknima, usitnjenim staklom, asfaltom, katranom, vezivnim smolama, celuloznim biljnim vlaknima i slično.

[0081] Prethodni detaljni opis opisuje pronalazak pozivajući se na specifične primere izvođenja. Međutim, biće poznato da se različite modifikacije i promene mogu izvršiti bez odstupanja od obima predmetnog pronalaska kao što je navedeno u priloženim patentnim zahtevima. Detaljan opis i prateći crteži trebaju se smatrati samo ilustrativnim, ne kao restriktivnim, i sve takve modifikacije ili promene, ako ih ima, treba da budu obuhvaćene obimom predmetnog pronalaska kao što je ovde opisano i izloženo.

1

Claims (14)

Patentni zahtevi

1. Postupak smanjenja sleganja zaostalog usitnjenog ugljovodoničnog materijala tokom prerade, koji obuhvata:

a) formiranje izgrađene infrastrukture za kontrolu propustljivosti koja definiše značajno enkapsuliranu zapreminu;

b) uvođenje kompozitnog usitnjenog ugljovodoničnog materijala u kontrolnu infrastrukturu kako bi se formiralo propusno telo, gde navedeni kompozitni ugljovodonični materijal sadrži čestice usitnjenog ugljovodoničnog materijala pomešane sa česticama strukturalnog materijala koji ne daje kao prinos ugljovodonične čestice, gde čestice strukturalnog materijala, koji ne daje kao prinos ugljovodonične čestice, uključuju kamen, škriljce ili njihove kombinacije, i gde čestice strukturalnog materijala pružaju strukturalni integritet propusnom telu dovoljan za održavanje konvektivnog protoka tečnosti kroz propusno telo tokom grejanja;

c) zagrevanje propusnog tela dovoljno za uklanjanje ugljovodonika sa njega, gde je kompozitni usitnjeni ugljovodonični materijal značajno nepomičan tokom zagrevanja, izuzev sleganja i taloženja.

2. Postupak prema patentnom zahtevu 1, gde se formiranje i uvođenje u osnovi odvijaju istovremeno.

3. Postupak prema patentnom zahtevu 1, koji dalje obuhvata sakupljanje i uklanjanje ugljovodonika iz propusnog tela.

4. Postupak prema patentnom zahtevu 1, gde

a) kontrolna infrastruktura barem delimično sadrži sabijeni čestični zemljani materijal; ili

b) kontrolna infrastruktura barem delimično sadrži sabijeni čestični zemljani materijal, i gde zemljani materijal uključuje glinu, bentonitnu glinu, sabijeno punjenje, vatrostalni cement, cement, bentonitno modifikovano tlo, sabijenu zemlju, nisko-kvalitetni škriljac ili njihove kombinacije; ili

c) kontrolna infrastruktura je slobodno stojeća, i ima berme kao bočne zidove; ili d) kontrolna infrastruktura je u suštini bez nenarušenih geoloških formacija.

5. Postupak prema patentnom zahtevu 1, gde infrastruktura ima pod koji je strukturalno poduprt zemljanim temeljom.

6. Postupak prema patentnom zahtevu 1, gde usitnjeni ugljovodonični materijal sadrži uljane škriljce, katranski pesak, ugalj, lignit, bitumen, treset, biomasu ili njihove kombinacije.

7. Postupak prema patentnom zahtevu 1, gde:

a) propusno telo sadrži bimodalnu raspodelu veličine usitnjenog ugljovodoničnog materijala i strukturalnog materijala;

b) propusno telo sadrži bimodalnu raspodelu veličine usitnjenog ugljovodoničnog materijala i strukturalnog materijala, i gde bimodalna raspodela veličine uključuje većinu strukturalnog materijala prosečnog prečnika koji je najmanje dvostruko veći od prosečnog prečnika usitnjenog ugljovodoničnog materijala;

c) propusno telo održava poroznost od 40% do 70% ukupne zapremine propusnog tela pre i tokom grejanja; ili

d) propusno telo ima prvu poroznost pre zagrevanja i drugu nižu poroznost tokom zagrevanja, gde se druga poroznost održava iznad 10%; ili

e) gde propusno telo dalje sadrži mnoštvo grejnih cevovoda ugrađenih u propusno telo, gde je navedeno mnoštvo grejnih cevovoda prilagođeno za grejanje propusnog tela.

8. Konstruisana infrastruktura za kontrolu propustljivosti koja sadrži značajno enkapsuliranu zapreminu koja sadrži propusno telo i termički povezan toplotni izvor; gde je propusno telo kompozitni usitnjeni ugljovodonični materijal koji sadrži mešavinu usitnjenih čestica ugljovodoničnog materijala i čestica strukturalnog materijala, koji ne daje kao prinos ugljovodonične čestice, od kamena, škriljaca ili njihove porozne kombinacije; gde je navedeni strukturalni materijal sposoban da održi poroznost propusnog tela tokom zagrevanja propusnog tela u okviru ciljanog raspona poroznosti.

9. Infrastruktura prema patentnom zahtevu 8, gde je izgrađena infrastruktura za kontrolu propustljivosti u suštini bez nenarušenih geoloških formacija.

10. Infrastruktura prema patentnom zahtevu 8, gde

a) kontrolna infrastruktura bar delimično sadrži zemljani materijal; ili

b) kontrolna infrastruktura bar delimično sadrži zemljani materijal, i gde zemljani materijal uključuje glinu, bentonitnu glinu, sabijeno punjenje, vatrostalni cement, cement, bentonitno modifikovano tlo, sabijenu zemlju, nisko-kvalitetni škriljac ili njihove kombinacije; ili

c) gde je kontrolna infrastruktura slobodno stojeća, i ima berme kao bočne zidove

11. Infrastruktura prema patentnom zahtevu 8, gde infrastruktura ima pod koji je strukturno poduprt zemljanim temeljom.

12. Infrastruktura prema patentnom zahtevu 8, gde usitnjeni ugljovodonični materijal sadrži uljane škriljce, katranski pesak, ugalj, lignit, bitumen, treset, biomasu ili njihove kombinacije.

13. Infrastruktura prema patentnom zahtevu 8, gde

a) propusno telo sadrži bimodalnu raspodelu veličine sitno usitnjenog ugljovodoničnog materijala i strukturalnog materijala; ili

b) propusno telo sadrži bimodalnu raspodelu veličine usitnjenog ugljovodoničnog materijala i strukturalnog materijala, i gde bimodalna raspodela veličine uključuje većinu strukturalnog materijala prosečnog prečnika koji je najmanje dvostruko veći od prosečnog prečnika usitnjenog ugljovodoničnog materijala; ili

c) propusno telo sadrži bimodalnu raspodelu veličine usitnjenog ugljovodoničnog materijala i strukturalnog materijala, i gde bimodalna raspodela veličine daje poroznost između oko 40% i oko 70% za propusno telo pre i tokom zagrevanja.

14. Infrastruktura prema patentnom zahtevu 8, gde je raspon ciljane poroznosti između oko 10% do oko 50% od poroznosti propusnog tela pre zagrevanja.

1