patent application publication
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8/10/2019 Patent Application Publication
http://slidepdf.com/reader/full/patent-application-publication 1/16
1 9 )
United
S t a t e s
Meksvanh e t a l .
U S 20060048770A1
1 2 )
Patent
Application Publication 1 0 ) P u b . N 0 . :
US
2 0 0 6 / 0 0 4 8 7 7 0
A 1
4 3 )
P u b .
D a t e : Mar.
9 , 2006
( 5 4 ) SOLARAUGMENTED GEOTHERMAL
ENERGY
( 7 6 )
I n v e n t o r s :
S o v a n i
M e k s v a n h ,
S i l v e r
S p r i n g ,
MD
( U S ) ;
R o n a l d P . W h e l a n , P o t o m a c ,
MD U S ) ; D o u g l a s B . S w i f t , M i d l a n d ,
C o r r e s p o n d e n c e
A d d r e s s :
PILLSBURY WINTHROP SHAW
PITTMAN,
LLP
TX ( U S )
P . O . BOX 10500
MCLEAN,
VA
2 2 1 0 2
( U S )
( 2 1 ) A p p l . N o . :
( 2 2 )
F i l e d :
( 6 0 ) P r o v i s i o n a l a p p l i c a t i o n N o . 6 0 / 6 0 7 , 9 7 0 ,
? l e d
o n
S e p .
8 ,
2 0 0 4 .
l
1 1 / 2 2 0 , 3 9 1
S e p . 7 , 2 0 0 5
/
@
4 1/
g
R e l a t e d US. A p p l i c a t i o n
Data
P u b l i c a t i o n C l a s s i ? c a t io n
( 5 1 ) I n t . C l .
F 2 4 ]
2 / 3 4
( 2 0 0 6 . 0 1 )
( 52) Us.
01.
. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .
.
1 2 6/6 2 0
( 5 7 ) ABSTRACT
An
p p a r a t u s
and a method i s d i s c l o s e d f o r s t o r a g e
o f
s o l a r
e n e r g y i n a
s u b s u r f a c e g e o l o g i c
r e s e r v o i r .
The
method
i n c l u d e s t r a n s f e r r i n g
c o n c e n t r a t e d s o l a r
t h e r m a l
e n e r g y t o a
? u i d ,
t h e r e b y g e n e r a t i n g
a s u p e r c r i t i c a l
? u i d .
T h e s u p e r c r i t i
c a l ? u i d
i s
t h e n
i n j e c t e d
i n t o t h e s u b s u r f a c e g e o l o g i c r e s e r
v o i r
t h r o u g h a t
l e a s t
o n e
i n j e c t i o n W e l l .
The s u b s u r f a c e
g e o l o g i c r e s e r v o i r may
b e a h i g h l y p e r r n e a b l e
a n d
p o r o u s
s e d i m e n t a r y
s t r a t a , a d e p l e t e d h y d r o c a r b o n ? e l d , a d e p l e t i n g
h y d r o c a r b o n ? e l d , a d e p l e t e d o i l ? e l d , a d e p l e t i n g o i l ? e l d ,
a
d e p l e t e d g a s
? e l d , o r
a
d e p l e t i n g g a s
? e l d .
Once
c h a r g e d
W i t h t h e s u p e r c r i t i c a l
? u i d ,
t h e s u b s u r f a c e g e o l o g i c
f o r m a
t i o n f o r m s a s y n t h e t i c g e o t h e r r n a l
r e s e r v o i r .
02 o 03
7
I
?n
1 8
19%?
2
'
/
l/
1 3 2°
5 0 0 0
06
Q9 5 000’
1 0 , 0 0 0
2 15,000
2 0 , 0 0 0 ’
2 5 , 0 0 0 ‘
o6 — M
20000
0
2 5 , 0 0 0
8/10/2019 Patent Application Publication
http://slidepdf.com/reader/full/patent-application-publication 2/16
P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n Mar.
9 , 2 0 0 6
S h e e t 1 0 f 2 US 2 0 0 6 / 0 0 4 8 7 7 0 A 1
11
0 s
0 4
I
v 11
1 2
,s.0001__ ° 8 '_ f 09
5 0 0 0 ’
0s
04 0s 04
1 0 , 0 0 0 ’ 10,000
05
1 5 , 0 0 0 ’
1 1 _
2
15,000
‘ I ’
10
2 0 , 0 0 0 ’
° 6 — °4 2 0 . 0 0 0
01
2 5 , 0 0 0 ’
2 5 , 0 0 0
8/10/2019 Patent Application Publication
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P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n Mar.
9 , 2 0 0 6
S h e e t 2 0 f 2 US 2 0 0 6 / 0 0 4 8 7 7 0 A 1
2
30 3 1
27
28
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US 2006/0048770
A 1
SOLAR
AUGMENTED GEOTHERMAL
ENERGY
CROSS-REFERENCE TO RELATED
APPLICATIONS
[ 0 0 0 1 ]
T h i s N o n - P r o v i s i o n a l US.
p a t e n t
a p p l i c a t i o n
r e l i e s
f o r p r i o r i t y on US.
P r o v i s i o n a l P a t e n t
A p p l i c a t i o n
S e r . N o .
6 0 / 6 0 7 , 9 7 0 , Which Was ? l e d
on
S e p . 8 , 2 0 0 4 ,
t h e
c o n t e n t s o f
W h i c h
a r e i n c o r p o r a t e d
h e r e i n b y r e f e r e n c e
i n i t s
e n t i r e t y .
BACKGROUND OF THE INVENTION
[ 0 0 0 2 ] 1 . F i e l d o f
t he I n v e n t i o n
[ 0 0 0 3 ]
The p r e s e n t i n v e n t i o n r e l a t e s t o
a
method
and
a p p a r a t u s f o r s t o r a g e o f
s o l a r
e n e r g y W i t h i n a n
a r t i ? c i a l
o r
s y n t h e t i c g e o t h e r m a l e n v i r o n m e n t . T h e p r e s e n t
i n v e n t i o n
a l s o r e l a t e s t o t h e c r e a t i o n and
u t i l i z a t i o n
o f t h e r m a l r e s e r
v o i r s
f o r
t he s y n t h e t i c g e o t h e r m a l s t o r a g e o f s o l a r e n e r g y , t o
s e c o n d a r y a n d
t e r t i a r y
o i l r e c o v e r y ,
a n d
to t h e u s e o f t h o s e
t h e r m a l
r e s e r v o i r s
f o r
W a t e r
d i s t i l l a t i o n
and
c o n t i n u a l , o r
s u s t a i n e d , e n e r g y p r o d u c t i o n .
[ 0 0 0 4 ] 2 . D e s c r i p t i o n o f t h e R e l a t e d
A r t
[ 0 0 0 5 ] V a r i o u s
m e t h o d s o f
t he p r o d u c t i o n o f e n e r g y f r o m
s o l a r e n e r g y a r e knoWn. I n c o n n e c t i o n W i t h t h e p r o d u c t i o n
o f
e n e r g y
from t h e s u n , methods h a v e been d e v e l o p e d
t o
c o n c e n t r a t e s o l a r h e a t . These methods i n c l u d e s o l a r
?ux
f u r n a c e s ( 1 , 0 00 ° C . t o
5 , 5 0 0 °
C . ) , s o l a r
t o w e r s ( 4 0 0 0
C . t o
1 , 1 0 0 ° C . ) , a n d s o l a r t r o u g h t e c h n o l o g i e s
( 1 0 0 °
C .
t o n e a r l y
5 5 0 °
C . ) ,
a l l o f
Which a r e
knoWn
i n t h e p r i o r
a r t .
[ 0 0 0 6 ] One d i f ? c u l t y a s s o c i a t e d W i t h
r e l i a n c e
on s o l a r
e n e r g y
i s t h e v a r i a b i l i t y a s s o c i a t e d
W i t h
t h i s
t y p e o f e n e r g y
p r o d u c t i o n . A s t h o s e s k i l l e d i n t h e a r t W i l l r e a d i l y a p p r e c i a t e ,
s o l a r e n e r g y i s d e p e n d e n t
u p o n
d a y l i g h t
t i m e , v a r i a b l e c l o u d
c o n d i t i o n s
and s e a s o n a l
s o l a r
i n c i d e n c e .
For
t h i s
r e a s o n ,
s o l a r energy
cannot be
r e l i e d upon
t o
d e l i v e r
base
l o a d o r
p e a k l o a d e l e c t r i c a l p o W e r .
[ 0 0 0 7 ]
With
r e s p e c t
t o t h e
r e c o v e r y
o f o i l a n d g a s from i l
a n d g a s ? e l d s , t h e s e ? e l d s t y p i c a l l y a r e f o u n d i n p o r o u s
a n d
p e r m e a b l e r e s e r v o i r b e d s .
I n i t i a l
r e c o v e r y r a t e s o f o n l y
30%
of
o i l
from
o i l
?elds a r e
c o m m o n. I n order
t o
recover
t h e
r e m a i n i n g 7 0%
o f
t he o i l f u e l s f r o m t h e s e r e s e r v o i r s ,
i t
i s
o f t e n n e c e s s a r y t o
r e l y
on
s e c o n d a r y
o r
t e r t i a r y r e c o v e r y
e f f o r t s .
[ 0 0 0 8 ]
One
t y p e o f
s e c o n d a r y o r t e r t i a r y
r e c o v e r y m e t h o d
t h a t h a s b e e n d e v e l o p e d i n v o l v e s s t e a m i n j e c t i o n m e t h o d s
f o r e n h a n c e d r e c o v e r y
o f hy d r o c a r b o n s .
I n t h i s m e t h o d o l
o g y , s t e a m i s i n t r o d u c e d ( c a l l e d “ s t e a m ? o o d i n g ” ) i n t o , f o r
e x a m p l e , a n
o i l
r e s e r v o i r
t o
draW
o r f o r c e ) t h e
o i l
r e s i d u a l s
from t h e r e s e r v o i r
i n
Which t h e y
a r e
l o c a t e d . Steam ? o o d i n g
i s c o n s i d e r e d t o be one o f t h e
most e f ? c i e n t methods
o f
s e c o n d a r y
o r t e r t i a r y
o i l
r e c o v e r y .
[ 0 0 0 9 ] One p r o b l e m a s s o c i a t e d W i t h s t e a m ? o o d i n g i s
t h e
c r e a t i o n
o f t h e
s t e a m
r e q u i r e d
f o r
t h e
p r o c e s s . As
Would
b e
a p p r e c i a t e d
by
t h o s e
s k i l l e d i n
t h e a r t ,
t h e c o s t
o f
s t e a m
g e n e r a t i o n i s q u i t e h i g h . I n a d d i t i o n , t h e s t e a m f r o n t i n t r o
d u c e d i n t o a r e s e r v o i r i n i t i a l l y e x p e r i e n c e s s i g n i ? c a n t c o o l
i n g d u e t o h e a t a b s o r b e d b y t he h o s t r o c k i . e . , t he r o c k
f o r m i n g t h e h y d r o c a r b o n r e s e r v o i r ) . A c c o r d i n g l y , s t e a m
? o o d i n g i s
u s u a l l y l i m i t e d t o l o W v i s c o s i t y i . e . ,
1 8
g r a v i t y
a n d b e l o W )
o i l
d e p o s i t s i n s m a l l
( i . e . ,
1 0
a c r e s
o r l e s s p e r
W e l l ) p r o - r a t i o n u n i t ? e l d s .
M a r . 9 , 2 0 0 6
[ 0 0 1 0 ] S i n c e
s t e a m
g e n e r a t i o n i s v e r y c o s t i n t e n s i v e ,
r e q u i r i n g
s i g n i ? c a n t
a m o u n t s
o f
n a t u r a l
g a s
o r l i q u i d
h y d r o
c a r b o n c o m b u s t i o n t o g e n e r a t e t h e s t e a m , s t e a m ? o o d i n g o f
l a r g e
p r o - r a t i o n
? e l d s i . e . ,
g r e a t e r
t h a n
2 0 a c r e s
p e r W e l l )
h a s n o t
b e e n
r e l i e d
upon
W i d e l y . S i m p l y ,
t h e
h e a t
l o s t t o
t h e
r e s e r v o i r
s t r a t a
and r e s u l t a n t i n e f f e c t i v e t h e r m a l
d r i v e
h a s
b e e n
p r o h i b i t i v e
t o t he
a p p l i c a t i o n
o f s t e a m ? o o d i n g u n d e r
t h e s e c i r c u m s t a n c e s .
[ 0 0 1 1 ] One
b e n e ? t o f l o n g - t e r m s t e a m
? o o d i n g
i n a
l a r g e
p r o - r a t i o n
u n i t ? e l d
i s
t h e e n h a n c e d u l t i m a t e
r e c o v e r y
o f
h y d r o c a r b o n s f r o m t h e ? e l d . H o W e v e r , a s n o t e d
a b o v e ,
t he
c o s t
a s s o c i a t e d W i t h l o n g t e r m
s t e a m
?ooding d o e s
n o t
s u p p o r t
t h e
u s e o f
t h i s method f o r a p p l i c a t i o n t o l a r g e
p r o - r a t i o n u n i t ? e l d s .
[ 0 0 1 2 ] I t
i s a l s o
knoWn
o
u s e
h y p e r - s a l i n e
W a t e r
( b r i n e ) t o
e x t r a c t r e s i d u a l h y d r o c a r b o n s f r o m
r e s e r v o i r s .
T h i s
i s
knoWn a s
“ W a t e r ?ooding”
t o d i s t i n g u i s h
i t from
s t e a m
? o o d i n g .
P r o d u c e d
h y p e r - s a l i n e W a t e r ( “ W a t e r c u t ” ) i s a
common y - p r o d u c t o f o i l p r o d u c t i o n . The W a t e r
c u t , Which
may
be c o n s i d e r e d a s “Waste W a t e r ” depending
on
i t s
c h e m i c a l
c o m p o s i t i o n ,
r o u t i n e l y i s r e - i n j e c t e d i n t o p o r o u s
a n d p e r m e a b l e s t r a t a o f
n o n - p r o d u c i n g
W e l l s ( W a t e r d i s p o s a l
W e l l s ) o r
i s u t i l i Z e d
a s
a
d r i v i n g
a g e n t
i n
s e c o n d a r y a n d
t e r t i a r y o i l
? e l d r e c o v e r y p r o j e c t s . A
i g n i ? c a n t p r o b l e m
With
t h e
use
of
Waste Water
s t h a t Waste
Water i s
considered
a n e n v i r o n m e n t a l h a Z a r d .
A s a
h a Z a r d , i t s d i s p o s a l
i s
r e g u
l a t e d .
M o r e o v e r , s p i l l s o f
b r i n e
W a s t e
W a t e r
r e q u i r e reme
d i a t i o n .
S t a t e
a n d F e d e r a l
e n v i r o n m e n t a l c o d e s
mandate
a p p r o v e d
d i s p o s a l
m e t h o d s a n d
t e c h n i q u e s .
[ 0 0 1 3 ] V a r i o u s m e t h o d s a r e knoWn f o r e x t r a c t i n g h e a t
f r o m n a t u r a l l y - o c c u r r i n g g e o t h e r m a l r e s e r v o i r s . T h e s e
m e t h o d s
r e l y u p o n n a t u r a l t h e r m a l l y c h a r g e d i g n e o u s
s o u r c e s o f
g e o t h e r m a l
e n e r g y . I n o t h e r
W o r d s , t h e s e
s o u r c e s
e x t r a c t
g e o t h e r m a l h e a t
from
g e o t h e r m a l
s o u r c e s , o r o t h e r
t h e r m a l u s e s kno W n t o t h o s e s k i l l e d i n t h e
a r t ,
and c o n v e r t
i t
i n t o e l e c t r i c a l e n e r g y .
[ 0 0 1 4 ] T h e c o n c e p t o f e x t r a c t i n g h e a t f r o m d e e p p e r m e
a b l e
s t r a t a i n
e x i s t i n g ,
b u t
d e p l e t e d , g a s r e s e r v o i r s
a l s o h a s
b e e n p r o p o s e d . ( S W i f t a n d E r d l a c , 1 9 9 9 . ) I n
p a r t i c u l a r ,
i t
h a s
b e e n
p r o p o s e d t o i n t r o d u c e W a t e r
i n t o
d e e p p e r m e a b l e s t r a t a
t o h e a t t h e
Water
i n t o
s t e a m , Which can
be
used f o r
e l e c t r i c a l
p o W e r
g e n e r a t i o n .
[ 0 0 1 5 ]
As
W o u l d
b e a p p r e c i a t e d b y t h o s e s k i l l e d i n t h e
a r t ,
g e o t h e r m a l
p r o d u c t i o n o f e l e c t r i c i t y
h a s
b e e n l i m i t e d t o
i g n e o u s t e r r a i n s . P e r m e a b i l i t y o f t he i g n e o u s t e r r a i n s
a n d
a
l a c k o f W a t e r r e s o u r c e s h a v e p r e s e n t e d s i g n i ? c a n t
o b s t a c l e s
t o t h i s
t y p e
o f
e n e r g y p r o d u c t i o n .
I n s u f ? c i e n t
p e r m e a b i l i t y
h a s
p r o v e d
a
p a r t i c u l a r
d i f ? c u l t y i n h o t d r y r o c k t e c h n o l o g y
Where
r o c k W i t h a
loW
t h e r m a l c o n d u c t i v i t y
i m m e d i a t e l y
a d j a c e n t t o
i n d u c e d f r a c t u r e
s u r f a c e s
i s
r a p i d l y d e p l e t e d
o f
i t s t h e r m a l
c h a r g e .
[ 0 0 1 6 ] H e a t
b u d g e t
management h a s a l s o p r o v e n a
p r o b
l e m
i n g e o t h e r m a l p r o j e c t s . The
c a p a c i t y
t o e x t r a c t
h e a t f r o m
a geothermal s o u r c e o f t e n exceeds t h e n a t u r a l h e a t
?oW
W i t h i n
t h e
r o c k s ,
r e s u l t i n g i n
d e c r e a s e d
p l a n t
e f ? c i e n c y
a n d
e x t i n c t i o n
o f
a s s o c i a t e d h y d r o t h e r m a l phenomenon, s u c h a s
g e y s e r s a n d h o t s p r i n g s . Once
a
n a t u r a l g e o t h e r m a l r e s e r v o i r
h a s
been
i d e n t i ? e d , p r o d u c t i o n W e l ls a r e
d r i l l e d t o e x t r a c t
t h e g e o t h e r m a l / h y d r o t h e r m a l
e n e r g y .
[ 0 0 1 7 ] Water i s u s e d t o c a r r y t h e r m a l e n e r g y o u t
o f
t h e
r e s e r v o i r ,
e i t h e r t h r o u g h ?oW o f n a t u r a l h y d r o t h e r m a l
8/10/2019 Patent Application Publication
http://slidepdf.com/reader/full/patent-application-publication 5/16
US 2006/0048770
A 1
r e s e r v e s o r by pumping
W a t e r i n t o
t h e r e s e r v o i r
t h r o u g h
i n j e c t i o n W e l l s , c i r c u l a t i n g t h e ? u i d t h r o u g h t h e r e s e r v o i r t o
e x t r a c t i o n b o r e
h o l e s . The
W a t e r ?oWs
t h r o u g h
t h e perme
a b l e s t r a t a , i s h e a t e d by c o n t a c t W i t h t h e h o t r o c k , a n d
t h e n
i s
u s e d
t o
t r a n s f e r t h e
g e o t h e r m a l
h e a t
t o
t h e s u r f a c e ,
?oWing
upWard t h r o u g h one o r more p r o d u c t i o n
W e l l s
i n a p r e s s u r
i Z e d ,
c l o s e d - l o o p
c i r c u l a t i n g
o p e r a t i o n , r e f e r r e d t o
a s h e a t
m i n i n g .
[ 0 0 1 8 ]
A t
t h e s u r f a c e , t h e h e a t c o n t a i n e d
i n
t h e c i r c u l a t i n g
g e o t h e r m a l
? u i d
i s
e i t h e r
? a s h e d t o s t e a m ,
d i r e c t l y
d r i v i n g
t u r b i n e s ,
o r
i s t r a n s f e r r e d
t o a second ?uid
( r e f e r r e d
t o
a s
a
b i n a r y W o r k i n g ? u i d ) i n
a
h i g h - p r e s s u r e
h e a t e x c h a n g e r o f
c o n v e n t i o n a l d e s i g n . T h e n , t h e
c o o l e d
g e o t h e r m a l ? u i d i s
r e - i n j e c t e d
i n t o
t he
g e o t h e r m a l r e s e r v o i r
t o
b e
r e h e a t e d .
The
s e c o n d ? u i d i s commonly
ammonia, o r a m i x t u r e o f loW
m o l e c u l a r W e i g h t
h y d r o c a r b o n s ,
s u c h a s i s o b u t a n e ( C 4 H 1 O )
o r
i s o p e n t a n e
( C 5 H 1 2 ) .
[ 0 0 1 9 ]
E v e n t h o u g h t h e h o t p r e s s u r i Z e d
g e o t h e r m a l ? u i d i s
r e l a t i v e l y
b e n i g n
f r o m
a
c h e m i c a l
p e r s p e c t i v e ,
? a s h i n g
geothermal ?uid
i n t o
steam
a t
t h e
s u r f a c e
can
r e s u l t i n a
r e l e a s e t o t h e environment
o f s m a l l
amounts
o f
environmen
t a l l y
u n d e s i r a b l e d i s s o l v e d
m a t e r i a l s
s u c h
a s
h y d r o g e n
s u l
? d e , b o r o n ,
a r s e n i c ,
s e l e n i u m ,
m e r c u r y , l e a d ,
a n d o t h e r
t r a c e
elements
and compounds, Which a r e
common
o and occur
n a t u r a l l y
i n t h e
i g n e o u s
o r m e t a m o r p h i c
h o s t r o c k .
[ 0 0 2 0 ]
E q u a l l y
s i g n i ? c a n t , q u a n t i t i e s o f s i l i c a , c h l o r i d e s ,
a n d c a r b o n a t e s a r e a l s o t y p i c a l l y
d i s s o l v e d
i n t h e a q u e o u s
g e o t h e r m a l
? u i d ,
p o t e n t i a l l y
c a u s i n g
c o r r o s i o n
a n d
u n d e s i r
a b l e d e p o s i t s
i . e . , s c a l e )
o n t u r b i n e b l a d e s
a n d o t h e r
m e t a l l i c
s u r f a c e s i n poWer p l a n t s a n d i n h e a t e x c h a n g e r s .
[ 0 0 2 1 ] W a t e r - b a s e d g e o t h e r m a l s y s t e m s g e n e r a l l y
h a v e
a
g e o - c h e m i c a l l y
d e t e r m i n e d , t e m p e r a t u r e l i m i t
c o n t r o l l e d b y
t h e
c r i t i c a l
p o i n t
o f
W a t e r
( 3 7 4 °
C .
a n d 2 2 M P a ) .
[ 0 0 2 2 ] As
t he c r i t i c a l
p o i n t f o r W a t e r i s r e a c h e d a n d t h e n
s u r p a s s e d , t h e
e n h a n c e d d i s s o l u t i o n
o f
s i l i c a ,
f o l l o W e d b y
r e t r o g r a d e
p r e c i p i t a t i o n
b e l o W
3 7 4 ° C . a n d 2 2
MPa, r e s e n t s
a
s u b s t a n t i a l o b s t a c l e t o o p e r a t i n g
a n i g n e o u s
g e o t h e r m a l
r e s e r v o i r a t
h i g h e r t h a n
t he
c r i t i c a l t e m p e r a t u r e .
M o r e o v e r ,
t h e s e r e s e r v o i r s
o c c u r
most
commonly i n i g n e o u s
a n d meta
morphic r o c k s , Where s i l i c a i s
p r e s e n t
a s e i t h e r a
p r i m a r y
o r
s e c o n d a r y
i . e . ,
f r a c t u r e ? l l i n g )
m i n e r a l . T h e s i l i c a
d i s s o l u
t i o n
a n d
r e - p r e c i p i t a t i o n
problem
o c c u r s a s t h e c r i t i c a l
t e m p e r a t u r e f o r W a t e r
i s
p a s s e d .
[ 0 0 2 3 ] A l t h o u g h d r i l l i n g s y s t e m s a r e
c a p a b l e o f r e a c h i n g
r o c k t e m p e r a t u r e s
i n
e x c e s s o f
400° C . ,
c o n c e r n s a b o u t
e n h a n c e d g e o t h e r m a l i n t e r a c t i o n s
a r i s e i n
W a t e r
b a s e d i g n e
o u s g e o t h e r m a l e n e r g y s y s t e m s a t t h e s e
t e m p e r a t u r e s .
S p e
c i ? c a l l y , s c a l i n g
becomes
a c o n s i d e r a b l e
c o n c e r n
f o r t h e s e
e n v i r o n m e n t s .
[ 0 0 2 4 ]
S c a l i n g p r o b l e m s
a r e much
r e d u c e d i n t h e s e d i
m e n t a r y s t r a t a e n c o u n t e r e d i n o i l p r o v i n c e s .
T h e
o i l
i n d u s t r y
h a s d e v e l o p e d
m e t h o d s
a n d
t e c h n o l o g i e s t o m i n i m i Z e a n d / o r
c o n t r o l s c a l i n g p r o b l e m s .
[ 0 0 2 5 ] I n
s u m m a r y ,
t h e
p r i o r
a r t a s s o c i a t e d W i t h t h e p r o
d u c t i o n o f e l e c t r i c i t y f r o m s o l a r
e n e r g y ,
g e o t h e r m a l
e n e r g y ,
a n d h y d r o c a r b o n c o m b u s t i o n
p r e s e n t
s p e c i ? c
p r o b l e m s
t h a t
a r e ,
a s
y e t ,
unaddressed.
[ 0 0 2 6 ] T h e r e i s s t i l l a
g r e a t
n e e d f o r
i m p r o v e d m e t h o d s
o f
d e l i v e r i n g
loW
c o s t
l i v e
( s u p e r c r i t i c a l ) s t e a m
f o r
e f ? c i e n t
M a r . 9 , 2 0 0 6
s e c o n d a r y a n d t e r t i a r y
h y d r o c a r b o n
r e c o v e r y p r o g r a m s , f o r
p r o d u c i n g a n d s t o r i n g s o l a r e n e r g y , a n d f o r p r o d u c i n g a n d
s t o r i n g g e o t h e r m a l
e n e r g y .
SUMMARY
OF
THE
INVENTION
[ 0 0 2 7 ] I t i s , t h e r e f o r e , o n e
a s p e c t
o f
t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n
t o p r o v i d e
s o l u t i o n s t o
one o r
more o f t h e problems
f a c e d
i n
c o n n e c t i o n W i t h s o l a r e n e r g y p r o d u c t i o n , g e o t h e r m a l e n e r g y
p r o d u c t i o n ,
a n d t h e p r o d u c t i o n o f l o W c o s t
s u p e r c r i t i c a l
( a . k . a . ,
“ l i v e ” )
s t e a m f o r e f f i c i e n t s e c o n d a r y a n d t e r t i a r y
h y d r o c a r b o n r e c o v er y p r o g r a m s .
[ 0 0 2 8 ]
I t
i s
s t i l l a n o t h e r
a s p e c t o f t he
p r e s e n t i n v e n t i o n
t o
p r o v i d e a n
economic
u s e
f o r
s u p e r - s a t u r a t e d W a s t e b r i n e s
p r o d u c e d
a n c i l l a r y
t o t h e
p r o d u c t i o n a n d / o r r e c o v e r y
o f
h y d r o c a r b o n s .
[ 0 0 2 9 ] One
a d d i t i o n a l
a s p e c t o f
t he
p r e s e n t i n v e n t i o n i s t o
p r o v i d e a method f o r
t he
p r o d u c t i o n ,
s t o r a g e ,
a n d s u b s e
q u e n t
m i n i n g
o f
s o l a r
e n e r g y .
[ 0 0 3 0 ]
A u r t h e r
a s p e c t o f
t he
p r e s e n t i n v e n t i o n
i s t o
p r o v i d e a method f o r t he
p r o d u c t i o n ,
s t o r a g e , a n d s u b s e
q u e n t m i n i n g o f
a u g m e n t e d
g e o t h e r m a l e n e r g y .
[ 0 0 3 1 ] S t i l l a n o t h e r a s p e c t o f
t he
p r e s e n t i n v e n t i o n i s t o
p r o v i d e a
m e t h o d
o f e x p a n d i n g
th e t e r r a i n
t r a d i t i o n a l l y
t a r g e t e d f o r g e o t h e r m a l e l e c t r i c a l e n e r g y d e v e l o p m e n t t o
i n c l u d e
s e d i m e n t a r y
r o c k f o r m a t i o n s ,
i n W h i c h s u p e r c r i t i c a l
? u i d s may
b e s t o r e d .
[ 0 0 3 2 ] A u r t h e r a s p e c t
o f
t he
p r e s e n t i n v e n t i o n
c o n t e m
p l a t e s t h e
c o n v e r s i o n o f d e p l e t i n g
a n d d e p l e t e d
o i l a n d g a s
? e l d s , W i t h
t h e i r
b o r e
h o l e s
a n d
i n f r a s t r u c t u r e
i n t a c t , i n t o
s o l a r
e n e r g y
s t o r a g e f a c i l i t i e s .
[ 0 0 3 3 ]
To
a c h i e v e one
o r
more
o f
t h e
f o r e g o i n g
a s p e c t s ,
t he
p r e s e n t i n v e n t i o n
p r o v i d e s f o r t h e s t o r a g e o f s o l a r e n e r g y
a s s y n t h e t i c g e o t h e r m a l e n e r g y i n p o r o u s
a n d
p e r m e a b l e
s u b s u r f a c e
r e s e r v o i r s .
[ 0 0 3 4 ] T h e p r e s e n t i n v e n t i o n
a l s o p r o v i d e s f o r
th e s t i m u
l a t i o n o f e x i s t i n g o i l r e s e r v o i r s
t o
m a x i m i Z e o i l
p r o d u c t i o n .
[ 0 0 3 5 ] T h e p r e s e n t i n v e n t i o n
a l s o p r o v i d e s
f o r
t h e
i n s i t u
f r a c t u r i n g o f h y d r o c a r b o n m o l e c u l e s t o i n c r e a s e t he v a l u e o f
t h o s e
h y d r o c a r b o n s
a n d t h e i r ?oW
a t e s .
[ 0 0 3 6 ] T h e p r e s e n t i n v e n t i o n p r o v i d e s
f o r
t h e p r o d u c t i o n
o f e n e r g y u s i n g
e x i s t i n g o i l a n d
g a s
? e l d s , W h e t h e r
d e p l e t e d
o r n o t , a c c e s se d t h r o u g h
e x i s t i n g
b o r e
h o l e s .
[ 0 0 3 7 ] The p r e s e n t i n v e n t i o n
a l s o
p r o v i d e s f o r
t he
u s e a n d
d i s p o s a l
o f
o i l
? e l d
b r i n e ,
p o t e n t i a l l y
u t i l i Z i n g t h a t
b r i n e
a s
a
source
of
fresh Water.
[ 0 0 3 8 ] A n a d d i t i o n a l a s p e c t o f
t he
p r e s e n t i n v e n t i o n i s t o
p r o v i d e a
m e t h o d o f p r o d u c i n g ,
f o r l o n g
p e r i o d s o f t i m e ,
a
r e l i a b l e
W a t e r
s o u r c e f o r l a r g e r e g i o n s i n t h e U n i t e d S t a t e s
a n d a b r o a d .
[ 0 0 3 9 ] F u r t h e r
a s p e c t s
o f
t h e p r e s e n t i n v e n t i o n
a r e
s e t
f o r t h i n t h e d r a W i n g s a n d d e s c r i p t i o n t h a t
f o l l o W
o r W i l l
become a p p a r e n t
t o
t h o s e
s k i l l e d i n t h e a r t upon e x a m i n a t i o n
o f
t h e
d i s c u s s i o n o f
t h e
p r e s e n t
i n v e n t i o n . The a s p e c t s
o f
t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n
may b e
r e a l i Z e d
a n d
a t t a i n e d by means
o f
t h e i n s t r u m e n t a l i t i e s and c o m b i n a t i o n s s e t f o r t h i n t h e c l a i m s
a p p e n d e d
h e r e t o
a n d
e q u i v a l e n t s
t h e r e o f .
8/10/2019 Patent Application Publication
http://slidepdf.com/reader/full/patent-application-publication 6/16
US 2006/0048770
A 1
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[ 0 0 4 0 ] The
p r e s e n t
i n v e n t i o n
i s
d e s c r i b e d i n c o n n e c t i o n
W i t h
t h e d r a w i n g s
a p p e n d e d
h e r e t o .
[ 0 0 4 1 ]
F I G .
1
i s
a
s c h e m a t i c
d i a g r a m
o f
e m b o d i m e n t ( s )
o f
t h e
a p p a r a t u s o f
t h e
p r e s e n t
i n v e n t i o n , i n d i c a t i n g v a r i o u s
s u b s u r f a c e d e p t h s
a s s o c i a t e d
W i t h d i f f e r e n t e n e r g y e x t r a c
t i o n
m e t h o d o l o g i e s ;
a n d
[ 0 0 4 2 ]
FIG. 2 i s a s c h e m a t i c ?o W d i a g r a m i l l u s t r a t i n g o n e
embodiment o f t h e p r e s e n t
i n v e n t i o n .
DESCRIPTION OF
EMBODIMENT(S)
O F THE
INVENTION
[ 0 0 4 3 ]
D e t a i l s
o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n W i l l noW b e
d e s c r i b e d i n c o n n e c t i o n W i t h
t h e d r a W i n g s
a p p e n d e d h e r e t o
a n d t h e embodiments
d e s c r i b e d
h e r e i n . As
Would
b e
a p p r e
c i a t e d
by
t h o s e s k i l l e d
i n
t he
a r t ,
t he
d e t a i l s o f
t he
p r e s e n t
invention t h a t a r e discussed
h e r e i n
a r e not meant t o be
l i m i t i n g
o f
th e
p r e s e n t
i n v e n t i o n .
T o
t h e c o n t r a r y , t h e
examples a r e meant t o be i l l u s t r a t i v e
o f
t h e
b r e a d t h
and
s c o p e o f
t he p r e s e n t
i n v e n t i o n .
M o r e o v e r , e q u i v a l e n t s
o f
t he
embodiments d e s c r i b e d h e r e i n
a r e
e x p r e s s l y i n t e n d e d t o
be
e n c o m p a s s e d
b y
t h e c l a i m s a p p e n d e d h e r e t o .
[ 0 0 4 4 ]
From a h i g h - l e v e l p e r s p e c t i v e ,
t h e p r e s e n t i n v e n
t i o n
c o n c e r n s a n
i n t e r d i s c i p l i n a r y a p p r o a c h t o t h e
p r o d u c t i o n
o f
e n e r g y f r o m
s o l a r , g e o t h e r m a l ,
a n d h y d r o c a r b o n - b a s e d
s o u r c e s . The p r e s e n t i n v e n t i o n c o n t e m p l a t e s
a
synergy
b e t w e e n
v a r i o u s a s p e c t s
o f
t h e t e c h n o l o g i e s a s s o c i a t e d
W i t h
t h e p r o d u c t i o n
o f
e n e r g y
from
t h e s e t h r e e s o u r c e s . The
p r e s e n t i n v e n t i o n s e e k s t o c a p i t a l i Z e on t h o s e
a s p e c t s
o f
energy
p r o d u c t i o n from one
s o u r c e
t h a t may
be used
i n
c o n j u n c t i o n
W i t h a n o t h e r s o u r c e , a s more f u l l y
d i s c u s s e d
h e r e i n .
[ 0 0 4 5 ]
I n
o n e
e x a m p l e ,
i t
i s
c o n t e m p l a t e d
t h a t
th e c a p t u r e
o f s o l a r
e n e r g y may
b e u s e d i n
c o m b i n a t i o n W i t h t h e
r e c o v e r y o f
h y d r o c a r b o n s f r o m t r a d i t i o n a l o i l
a n d g a s
W e l l s
u s i n g t h e
e x i s t i n g
i n f r a s t r u c t u r e a s s o c i a t e d W i t h t h o s e W e l l s .
[ 0 0 4 6 ] As d i s c u s s e d a b o v e , s t e a m
? o o d i n g
o f
o i l
r e s e r
v o i r s
may b e h i g h l y
e f ? c i e n t
a n d
e f f e c t i v e
i n
r e c o v e r i n g
o t h er W i s e n o n - p r o d u c i b l e h y d r o c a r b o n s f r o m t h o s e r e s e r
v o i r s .
H o W e v e r , a s n o t e d ,
t h e h i g h
c o s t o f s t e a m
p r o d u c t i o n
h a s h i n d e r e d
e x t e n s i v e
u s e o f
t h i s t e c h n o l o g y e s p e c i a l l y i n
c o n n e c t i o n W i t h
l a r g e r - s i Z e d
r e s e r v o i r s
i . e . ,
t h o s e
g r e a t e r
t h a n 20 a c r e s i n
s i Z e ) .
[ 0 0 4 7 ] I n o n e
e m b o d i m e n t , t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n r e l i e s
u p o n s o l a r e n e r g y
u t i l i Z i n g C o n c e n t r a t i n g S o l a r
PoWer
( “ C S P ” ) t e c h n o l o g y t o g e n e r a t e a s u p e r c r i t i c a l ? u i d . A
s u p e r c r i t i c a l
? u i d
i s
o n e
W h e r e ,
among
o t h e r p r o p e r t i e s , t h e
? u i d r e m a i n s i n a l i q u i d s t a t e d e s p i t e
t h e
f a c t t h a t
t h e
t e m p e r a t u r e
o f t he ? u i d e x c e e d s
t h a t o f
t he
b o i l i n g
p o i n t
o f
t h e
? u i d .
F o r p u r p o s e s
o f
t h e p r e s e n t i n v e n t i o n , t h e s u p e r
c r i t i c a l
? u i d
p r e f e r a b l y
i s
a b r i n e s o l u t i o n b u t o t h e r
compo
s i t i o n s o f t h e s u p e r c r i t i c a l ? u i d a r e a l s o c o n t e m p l a t e d t o f a l l
W i t h i n t h e s c o p e o f t h e
i n v e n t i o n .
[ 0 0 4 8 ]
The p r e s e n t i n v e n t i o n p r e f e r a b l y r e l i e s o n t he t y p e
o f b r i n e s o l u t i o n u s e d f o r t h e r e c o v e r y o f o i l
from
o i l
? e l d s .
The b r i n e
s o l u t i o n
may b e o f t h e t y p e t r a d i t i o n a l l y i n j e c t e d
i n s e c o n d a r y a n d
t e r t i a r y h y d r o c a r b o n
r e c o v e r y p r o j e c t s . As
d i s c u s s e d
h e r e i n ,
t h e same
s o l u t i o n employed f o r
s u c h
p r o j e c t s p r o v i d e s a s o u r c e o f b o t h e l e c t r i c a l poWer f o r t h e o i l
?eld and
a source
of
f r e s h W a t e r .
M a r . 9 , 2 0 0 6
[ 0 0 4 9 ]
One a s p e c t o f t h e p r e s e n t i n v e n ti o n r e c o g n i Z e s
t h a t
t h e r m a l
r e s e r v o i r s may
b e c r e a t e d b y
p u m p i n g s u p e r c r i t i c a l
b r i n e s i n t o
e x i s t i n g p o r o u s a n d p e r m e a b l e r e s e r v o i r s
t h r o u g h
e x i s t i n g
a n d / o r neW W e l l
b o r e s .
Once c h a r g e d W i t h s u p e r
c r i t i c a l
b r i n e ,
t h e r e s e r v o i r s
become
a
t h e r m a l s t o r a g e
f a c i l
i t y t h a t may b e
c o n t i n u a l l y
i . e . ,
2 4
h o u r s a
d a y )
t a p p e d
t o
remove t h e
energy s t o r e d t h e r e i n .
[ 0 0 5 0 ]
I n
o n e
c o n t e m p l a t e d e m b o d i m e n t , s o l a r e n e r g y
may b e c a p t u r e d a n d s t o r e d
i n
t he
b r i n e s o l u t i o n , Which i s
t h e n s t o r e d i n
t h e r e s e r v o i r .
T h i s
embodiment i s r e f e r r e d t o
h e r e i n a s
a h y b r i d
s o l a r / g e o t h e r m a l
v e c t o r .
A f t e r
b e i n g
s t o r e d ,
t he s u p e r c r i t i c a l
? u i d s may b e
pumped
o u t
o f t h e
r e s e r v o i r ,
a s
n e e d e d ,
f o r e l e c t r i c a l poWer g e n e r a t i o n a n d / o r
f r e s h
W a t e r
d i s t i l l a t i o n . The s u p e r c r i t i c a l
? u i d s
may
b e
c i r c u l a t e d from t h e r e s e r v o i r
a n d
b a c k ,
a s n e e d e d .
[ 0 0 5 1 ] I t i s c o n t e m p l a t e d t h a t t h i s embodiment o f t h e
i n v e n t i o n W i l l
Work e l l i n ? e l d s t h a t a r e
n o t
y e t
d e p l e t e d
o f
h y d r o c a r b o n s
a n d i n
? e l d s t h a t
h a v e b e e n d e p l e t e d
o f
h y d r o c a r b o n s .
I t
i s
a l s o
c o n t e m p l a t e d
t h a t
t he
u s e o f
e x i s t i n g
W e l l
i n f r a s t r u c t u r e ,
s u c h
a s e x i s t i n g
W e l l
b o r e s , W i l l s i g n i ?
c a n t l y r e d u c e t h e
c o s t
o f c o n v er t i n g
d e p l e t e d
? e l d s i n t o
p o W e r
g e n e r a t i o n s i t e s .
[ 0 0 5 2 ]
I t
i s
c o n t e m p l a t e d t h a t
s o l a r
e n e r g y
W i l l b e u s e d t o
s u p e r h e a t
t h e b r i n e
s o l u t i o n , p o s s i b l y v i a a
CSP a c i l i t y ,
u n t i l
t he
t e m p e r a t u r e o f
t he
b r i n e i s a b o v e
t he c r i t i c a l
p o i n t o f
W a t e r , Which
i s
a t 374° C .
Of
c o u r s e ,
o t h e r
t e m p e r a t u r e s a r e
a l s o
c o n t e m p l a t e d t o f a l l W i t h i n
t h e
s c o p e
o f t h e
i n v e n t i o n .
[ 0 0 5 3 ] To
m i n i m i Z e
h e a t l o s s t o
t h e
b e d r o c k , a
t h e r m a l l y
i n s u l a t e d c a s i n g may b e e m p l o y e d .
[ 0 0 5 4 ] S i n c e s u p e r c r i t i c a l
b r i n e
W i l l b e
i n t r o d u c e d
i n t o t h e
r e s e r v o i r ,
t h e s u p e r c r i t i c a l
b r i n e p r o v i d e s a v e h i c l e
f o r t h e
r e m o v a l o f r e s i d u a l h y d r o c a r b o n s . I f
t h e t e m p e r a t u r e
i s h i g h
e n o u g h ,
t h e s u p e r c r i t i c a l
b r i n e
may
n o t
o n l y
a s s i s t
i n t h e
e x t r a c t i o n
o f r e s i d u a l h y d r o c a r b o n s ,
b u t
t h e
s u p e r c r i t i c a l
b r i n e
may
a l s o f r a c t u r e
h y d r o c a r b o n s W i t h
a
h i g h m o l e c u l a r
W e i g h t .
T h i s , o f c o u r s e ,
d e p e n d s o n
t h e t e m p e r a t u r e o f t h e
s u p e r h e a t e d b r i n e
a n d
s p e c i ? c o i l s
f o u n d
i n t h e o i l ? e l d .
[ 0 0 5 5 ]
I t i s c o n t e m p l a t e d t h a t a
p a t t e r n
o f
m u l t i p l e
i n j e c t o r
W e l l s W i l l
be n e c e s s a r y
f o r most
o i l ? e l d s t o e x t r a c t
most
o f
t h e h y d r o c a r b o n s f r o m t h e ? e l d . W i t h
m u l t i p l e W e l l s ( o r
b o r e s ) , t h e s t e a m may b e
i n t r o d u c e d i n
o n e b o r e ,
p e r m i t t i n g
e x t r a c t i o n o f
h y d r o c a r b o n s
from
a
d i f f e r e n t W e l l s
s i t u a t e d
ahead o f t h e steam f r o n t .
[ 0 0 5 6 ] With
e x t e n d e d e x p o s u r e t o
a
s t e a m f r o n t , t h e
r e s i d u a l h y d r o c a r b o n s
i n t h e o i l
? e l d a r e e x p e c t e d t o become
i n c r e a s i n g l y d e p l e t e d . O n c e a l l
o f
t h e r e s i d u a l h y d r o c a r b o n s
a r e
r e m o v e d ,
t h e
u s a g e
o f
t h e r e s e r v o i r W i l l
b e
c o m p l e t e l y
c o n v e r t e d t o s y n t h e t i c g e o t h e r m a l p o W e r g e n e r a t i o n a n d / o r
W a t e r
d i s t i l l a t i o n , i n c l u d i n g b r i n e d e sa l i n at i o n a n d
d i s t i l l a
t i o n .
[ 0 0 5 7 ]
As may b e
a p p r e c i a t e d b y t h o s e s k i l l e d
i n t h e a r t ,
t h e s t e a m f r o n t
W i l l
expand a s t h e t e m p e r a t u r e i n
t h e
r e s e r v o i r r e a c h e s a n e q u i l i b r i u m .
A s
t h e
steam
f r o n t
p r o g r e s s e s t h r o u g h t h e
r e s e r v o i r ,
t h e manner i n Which t h e
r e s e r v o i r i s u s e d may b e
a l t e r e d .
I t i s c o n t e m p l a t e d ,
f o r
e x a m p l e , t h a t
a d d i t i o n a l
t h e r m a l
e x t r a c t i o n f a c i l i t i e s may b e
added
t o e x t r a c t
thermal energy
from
more t h a n one p o i n t
o v e r
t h e r e s e r v o i r . A l s o , b i n a r y
c y c l e
e l e c t r i c
g e n e r a t i o n
f a c i l i t i e s
may b e a d d e d ,
W h i c h
may
i n c l u d e
b i n a r y
c y c l e
g e o t h e r m a l
p o W e r
p l a n t s , t o
g e n e r a t e
e l e c t r i c i t y .
I n
a d d i t i o n ,
8/10/2019 Patent Application Publication
http://slidepdf.com/reader/full/patent-application-publication 7/16
US 2006/0048770
A 1
d i s t i l l a t i o n
f a c i l i t i e s ,
s u c h a s b r i n e d e s a l i n a t i o n and i s t i l l a
t i o n
f a c i l i t i e s ,
a l s o
may b e a d d e d
t o t h e
s y s t e m
t o
p r o d u c e
a c o n t i n u o u s s u p p l y o f
f r e s h ,
p o t a b l e W a t e r . The s t o r e d
t h e r m a l e n e r g y i n t he r e s e r v o i r may b e u s e d
t o
augment t h e
s y n t h e t i c
g e o t h er m a l e n e r g y a n d W a t e r
d i s t i l l a t i o n
compo
n e n t s o f
t h e
s y s t e m ,
among
o t h e r s .
[ 0 0 5 8 ]
D e p l e t e d
g a s r e s e r v o i r s may b e p l a c e d i n t o p r o
d u c t i o n f o r poWer p r o d u c t i o n a n d f r e s h
W a t e r
d i s t i l l a t i o n
i m m e d i a t e l y
o r
a t l e a s t W i t h minimal
m o d i ? c a t i o n .
Small
abandoned
g a s ? e l d s
a r e e x p e c t e d t o o f f e r t h e b e s t oppor
t u n i t i e s f o r p r e s s u r e
m a i n t e n a n c e ,
m i n i m i Z i n g c o s t s .
[ 0 0 5 9 ]
F o r t h e
i n v e n t i o n , i t i s p r e f e r r e d t h a t i n j e c t i o n
Z o n e s b e p o s i t i o n e d i n r o c k W i t h e s t a b l i s h e d p e r m e a b i l i t y
a n d p o r o s i t y ,
t h r o u g h
e x i s t i n g W e l l b o r e s t h a t h a v e b e e n
p r o p e r l y l i n e d ,
a s
p r e v i o u s l y
d i s c u s s e d .
As
s u c h ,
i t
i s
c o n
t e m p l a t e d
t h a t
t he s u p e r c r i t i c a l ? u i d may b e
i n t r o d u c e d
i n t o
t h e r e s e r v o i r
t h r o u g h
t h e e x i s t i n g
W e l l
b o r e s . S u r r o u n d i n g
r o c k
b e d s ,
d u e
t o t h e p o o r c o n d u c t i v i ty o f most r o c k , a r e
e x p e c t e d t o s e r v e a s
i n s u l a t i o n ,
r e s t r i c t i n g a n d / o r
c o n ? n i n g
t h e
t h e r m a l
a s s e t s t o t h e t a r g e t e d g e o l o g i c a l s t r a t a .
[ 0 0 6 0 ]
As
W o u l d
b e
a p p r e c i a t e d b y t h o s e
s k i l l e d i n
t h e
a r t ,
b i n a r y c y c l e e l e c t r i c g e n e r a t i o n f a c i l i t i e s ,
s u c h a s
g e o t h e r
mal
poWer p l a n t s , Work m o s t
e f ? c i e n t l y i n t h e
1 2 0 °
C . t o
1 6 0 °
C . t e m p e r a t u r e r a n g e . T h e i n v e n t i o n
c o n t e m p l a t e s
s e v e r a l
s c e n a r i o s
f o r
t h e
s t o r a g e
o f t h e r m a l
e n e r g y . I n one
p o s s i b l e c o n ? g u r a t i o n ,
l a r g e t h e r m a l h i g h t e m p e r a t u r e
r e s e r v e s
may b e
c r e a t e d . A l t e r n a t i v e l y , t h e
t e m p e r a t u r e o f
t h e
t h e r m a l
r e s e r v e
may e
s p e c i ? c a l l y
t u n e d
t o
a l l o W
f o r t h e
most e f ? c i e n t b r i n e
t e m p e r a t u r e s
a t t h e
e x t r a c t i o n
p o i n t .
[ 0 0 6 1 ] Of o u r s e ,
a s
Would b e a p p r e c i a t e d
b y
t h o s e s k i l l e d
i n
t h e
a r t , d e e p
g a s
? e l d s W i l l
h a v e t h e i r oWn
g e o t h e r m a l
c o m p o n e n t .
Many e l d s W i t h a r e s e r v o i r
d e p t h
b e l o W
1 5 , 0 0 0
f e e t h a v e b o t t o m h o l e t e m p e r a t u r e s i n t h e 1 2 0 - 1 8 0 °
C .
r a n g e .
T h e r e f o r e ,
d e e p
r e s e r v o i r s
may
t a k e
a d v a n t a g e o f
t h e
h e a t
from
t h e
e a r t h t o
m a i n t a i n t h e t h e r m a l
r e s e r v o i r a t
t h e
d e s i g n
t e m p e r a t u r e . P r e f e r a b l y ,
d e e p
r e s e r v o i r s
W i l l h a v e a
d e p t h o f g r e a t e r t h a n 1 4 , 0 0 0 f e e t b e l o W t h e
g r o u n d
s u r f a c e .
R e s e r v o i r s
t h a t
a r e
more t h a n a b o u t 1 4 , 0 0 0 f e e t
deep bene?t
f r o m t h e n a t u r a l
h e a t
f r o m t h e e a r t h
a n d ,
t h e r e f o r e ,
f a c i l i t a t e
r a i s i n g t h e
t e m p e r a t u r e
o f
t he
b r i n e t o
t he
p o i n t W h e r e i s i t
p o s s i b l e t o
c r a c k h y d r o c a r b o n s i n s i t u .
F o r
r e s e r v o i r s g r e a t e r
t h a n 2 3 , 0 0 0
f e e t ,
t e m p e r a t u r e s may b e r e a c h e d
t h a t p r o v i d e
a d d i t i o n a l a d v a n t a g e s . HoWever, i n r e s e r v o i r s t h a t
a r e
much
d e e p e r t h a n 2 3 , 0 0 0 f e e t , t h e e a r t h ’ s
h e a t
W i l l t u r n t he
h y d r o c a r b o n
d e p o s i t s
i n t o c a r b o n ( g r a p h i t e ) .
[ 0 0 6 2 ]
I t
i s
n o t e d t h a t ,
W h i l e d e e p
? e l d s
o f f e r
t h e a d d i
t i o n a l a d v a n t a g e o f n a t u r a l g e o t h e r m a l
e n e r g y ,
s h a l l o W ? e l d s
( i . e . , u p t o
1 , 0 0 0
f e e t d e e p ) a l s o may b e
u s e d .
T h e s e ? e l d s
may
p r e s e n t
t h e a d d i t i o n a l
a d v a n t a g e
o f
u n i f o r m
e x t r a c t i o n
t o meet
b a s e
l o a d a n d / o r peak l o a d d e m a n d s .
[ 0 0 6 3 ] The h i g h
c o s t o f
d r i l l i n g
W e l l s
t h a t
a r e a s s o c i a t e d
W i t h s t a n d a r d g e o t h e r m a l d e v e l o p m e n t a r e a v o i d e d b y t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n , s i n c e i t
c o n t e m p l a t e s t h e u t i l i Z a t i o n
o f
t h e
e x i s t i n g
W e l l s
i n
t h e
o i l a n d g a s ? e l d s o f
t h e
W o r l d . Due
t o
r o c k p r o p e r t y
d i f f e r e n c e s a n d
d i f f e r e n t h a Z a r d s
a s s o c i a t e d
W i t h
g e o t h e r m a l
d e v e l o p m e n t o v e r h y d r o c a r b o n d e v e l o p
m e n t , o i l
i n d u s t r y
W e l l s t y p i c a l l y c o s t
o n e
q u a r t e r
( 1 ) t h e
c o s t o f
a
c o m p a r a b l e - d e p t h g e o t he r m a l
W e l l .
[ 0 0 6 4 ]
I t i s a l s o c o n t e m p l a t e d t h a t
r e l i a n c e u p o n e x i s t i n g
W e l l b o r e s W i l l
f u r t h e r s i g n i ? c a n t l y
r e d u c e t h e c o s t
a s s o c i
a t e d
With t h e conversion
of a
r e s e r v o i r t o
use
With
t h e
M a r . 9 , 2 0 0 6
i n v e n t i o n .
At p r e s e n t , a s
W e l l s
a r e d e p l e t e d ,
t h e y
must
b e
p l u g g e d a n d a r e deemed o f l i t t l e
f u t u r e
v a l u e .
I n
o t h e r
W o r d s , a d e p l e t e d W e l l i s a ? n a n c i a l l i a b i l i t y .
The
i n v e n t i o n
c o n t e m p l a t e s
c o n v e r t i n g
t h i s ? n a n c i a l
l i a b i l i t y
i n t o
a n
a s s e t
t h a t
may
a s s i s t
W i t h
t h e
s t o r a g e
o f
a
reneWable e n e r g y
a s s e t .
[ 0 0 6 5 ]
As
i n d i c a t e d a b o v e , h i g h e r
r e s e r v o i r
t e m p e r a t u r e s
e n c o u n t e r e d i n d e e p d e p l e t e d
g a s ? e l d s
W i l l
a s s i s t
t h e
f a c i l i t i e s
o f t h e p r e s e n t
i n v e n t i o n . H o W e v e r ,
d e e p e r r e s e r
v o i r s a r e n o t n e e d e d
t o
p r a c t i c e
t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n ,
b e c a u s e t h e p r e f e r r e d embodiment o f t h e
s y s t e m
r e l i e s on
s o l a r energy
t o c r e a t e t h e
t h e r m a l s t o r e .
Of
c o u r s e ,
i t
i s
r e c o g n i Z e d t h a t
t h e d a i l y s o l a r
b u d g e t f o r a
p a r t i c u l a r
a r e a
W i l l c o n s t r a i n
t he
t h e r m a l p r o d u c t i o n o f
a p a r t i c u l a r
p l a n t
l o c a t i o n .
D e s p i t e
t h i s ,
o i l
r e s e r v o i r s , e v e n a t h i g h e r l a t i t u d e s
W h e r e s o l a r
a v a i l a b i l i t y i s
r e d u c e d
b y
c o m p a r i s o n
W i t h
t h e i r
l o W e r l a t i t u d e
c o u n t e r p a r t s , may
b e c o n v e r t e d e f f e c t i v e l y
t o
t h e r m a l
energy s t o r e s .
[ 0 0 6 6 ] T o pump t he
h y p e r - s a l i n e
b r i n e f r o m t h e s o l a r
f a c i l i t y
( i . e . ,
a
CSP f a c i l i t y ) t o
t he
r e s e r v o i r ,
i t
i s
c o n t e m
p l a t e d
t h a t p o s i t i v e d i s p l a c e m e n t
o r
c i r c u l a t i o n
pumps
W i l l
be
u s e d .
HoWever, t h e s e pumps
a r e
meant t o be exemplary
o n l y .
As
W o u l d
b e
a p p r e c i a t e d b y t h o s e
s k i l l e d i n t h e a r t ,
o t h e r
t y p e s
o f pumps may b e e m p l o y e d . M o r e o v e r ,
i t
i s a l s o
c o n t e m p l a t e d t h a t
t h e
t e r r a i n o f
a p a r t i c u l a r l o c a t i o n
may b e
u s e d t o c i r c u l a t e t h e h y p e r - s a l i n e b r i n e
t o
and from t h e
r e s e r v o i r i . e . , b y u s i n g t h e f o r c e
o f
g r a v i t y ) .
[ 0 0 6 7 ]
T o
m i n i m i Z e
h e a t
l o s s e s
d u r i n g
t h e t r a n s p o r t a t i o n
o f t h e
s u p e r c r i t i c a l b r i n e f r o m
t h e s o l a r
f a c i l i t y t o
t h e
r e s e r v o i r a n d b a c k , t h e p i p i n g p r e f e r a b l y
i s i n s u l a t e d .
T h e
W e l l b o r e
a l s o p r e f e r a b l y i s i n s u l a t e d , a s
n e e d e d ,
t o m i n i
miZe
h e a t
l o s s e s and maximiZe
t h e
t h e r m a l r e t e n t i o n o f t h e
s t o r e .
[ 0 0 6 8 ]
As
s h o u l d b e a p p r e c i a t e d b y t h o s e
s k i l l e d i n t h e
a r t ,
t h e i n j e c t i o n p e r i o d W i l l l a s t t h e p r o d u c t i v e
l i f e
o f t h e
t h e r m a l ? e l d . To c o n t r o l t h e t e m p e r a t u r e o f t h e s u b s u r f a c e
t h e r m a l
r e s e r v e , t h e i n j e c t i o n r a t e
i n t o
t h e r e s e r v e
may be
v a r i e d . As s h o u l d
b e a p p a r e n t
t o
t h o s e
s k i l l e d i n t h e a r t ,
d u r i n g
s u n n y
d a y s ,
t h e i n j e c t i o n How i l l a d d t o t he t h e r m a l
r e s e r v e . O n i n c l e m e n t W e a t h e r d a y s , t h e b r i n e may b e
e x t r a c t e d
from
t h e t h e r m a l r e s e r v e t o be used i n t h e p r o
d u c t i o n o f l e c t r i c i t y .
D o W n a y s d u e t o f a c i l i t y m a i n t e n a n c e
o r
i n c l e m e n t W e a t h e r W i l l
b e
b a l a n c e d by i n t e r v a l s o f h i g h
s u n l i g h t ,
r e s u l t i n g i n a c o n t i n u e d a n d
u n i n t e r r u p t e d s t r e a m
o f s u p e r c r i t i c a l ? u i d
t o
t h e
e x t r a c t i o n
W e l l s a n d
t h e n c e , t o
t h e
poWer
a n d d i s t i l l a t i o n f a c i l i t i e s .
[ 0 0 6 9 ]
I t
i s
p r e f e r r e d t h a t pumping a t e s i n
t he
r a n g e f r o m
a b o u t 1 6 , 0 0 0 t o 3 , 1 8 0 , 0 0 0 l i t e r s
p e r
d a y ( o r
1 0 0 - 2 0 , 0 0 0
b a r r e l s
o f
W a t e r
p e r
d a y
(“BWPD”)),
b a s e d
o n
a v e r a g e s i Z e d
b i n a r y c y c l e poWer p l a n t , W i l l
c a r r y s u f f i c i e n t
h e a t
to r u n a
c o m m e r c i a l
m u l t i - m e g a W a t t s b i n a r y c y c l e e l e c t r i c a l
p o W e r
f a c i l i t y . Those r a t e s a r e W e l l e s t a b l i s h e d
i n t h e g e o t h e r m a l
i n d u s t r y , W i t h
r e a d i l y a v a i l a b l e
c o m m e r c i a l
e q u i p m e n t .
S u r
f a c e
pumping
p r e s s u r e s i n t h e
r a n g e
f r o m
a b o u t 500 p s i t o
a b o u t 8 , 5 0 0 p s i
c o n f o r m t o
knoWn o t t o m h o l e p r e s s u r e s f o r
m o s t
f o r m a t i o n s W i t hi n
t a r g e t e d
d e p t h
r a n g e s , a n d
W i l l n o t
s e r i o u s l y f r a c t u r e t he r o c k o r d r i v e t h e
t h e r m a l
f r o n t beyond
t h e l i m i t s o f t h e e x i s t i n g o i l o r g a s
r e s e r v o i r .
B r i n e s h e a t e d
by
t he
CSP a c i l i t y
W i l l
h a v e a n a s s o c i at e d p r e s s u r e
i n c r e a s e ,
s i g n i ? c a n t l y s u p p l e m e n t i n g
p u m p i n g
r e q u i r e m e n t s .
[ 0 0 7 0 ]
I n d u s t r y
s t u d i e s
i n
t he t a r ? e l d s
o f
C a l i f o r n i a h a v e
d e m o n s t r a t e d
t h a t a r e l a t i v e l y loW t e m p e r a t u r e l i v e s t e a m
8/10/2019 Patent Application Publication
http://slidepdf.com/reader/full/patent-application-publication 8/16
US 2006/0048770
A 1
f r o n t W i l l e f f e c t i v e l y s t e a m
c l e a n
t h e r e s e r v o i r ,
l e a v i n g
behind l i t t l e o r no r e s i d u a l o i l .
[ 0 0 7 1 ]
F l a s h
f a c i l i t i e s
a t
t h e
g e o t h e r m a l ? e l d a t t h e S a l t o n
S e a , u t i l i z i n g b r i n e s
W i t h a s a l t
c o n t e n t
i n
t h e 1 7 0 , 0 0 0
t o
1 8 0 , 0 0 0 p a r t s
p e r
m i l l i o n ( p p m ) r a n g e , W e r e a b l e t o p r o d u c e ,
a f t e r ? a s h i n g , r e s i d u a l W a t e r W i t h a s a l t c o n t e n t i n
t h e
80
p a r t s
p e r
m i l l i o n
( p p m ) r a n g e .
T h i s i s
s u f ? c i e n t l y f r e s h
f o r
human c o n s u m p t i o n . F r e s h W a te r
g e n e r a t e d
b y t he m e t h o d s
o f t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n
a r e
p r e d i c t e d t o
b e o f a
q u a l i t y
s u f f i c i e n t
f o r i n d u s t r i a l u s e
o r
a g r i c u l t u r a l u s e . Depending
upon t h e
r e s e r v o i r ,
t h e W a t e r
may b e
o f
s u f ? c i e n t p u r i t y
a n d
q u a l i t y
f o r human c o n s u m p t i o n .
[ 0 0 7 2 ] S i n c e
t he
p r e s e n t
i n v e n t i o n
c o n t e m p l a t e s
t he
u s e o f
o i l ? e l d b r i n e s
t h a t
may
b e
c o n v e r t e d
i n t o a t
l e a s t i n d u s t r i a l
g r a d e
W a t e r ,
t he
p r e s e n t i n v e n t i o n o f f e r s
t he
a d d i t i o n a l
a d v a n t a g e o f c o n v er t i n g a n e n v i r o n m e n t a l l y h a Z a r d o u s
Waste i n t o a u s e a b l e commodity.
[ 0 0 7 3 ] I t i s c o n t e m p l a t e d t h a t t h e p r e s e n t i n v e n t i o n i s
W e l l - s u i t e d f o r u s e i n t h e SouthWestern United
S t a t e s .
That
r e g i o n b e n e ? t s f r o m a n a b u n d a n t s o l a r b u d g e t , v i r t u a l l y
i n e x h a u s t i b l e s u p p l i e s o f b r i n e W a t e r ,
a n d
l a r g e o i l
a n d
g a s
? e l d s .
S i n c e
f r e s h W a t e r i s
s c a r c e
i n t h i s
r e g i o n o f t h e
U n i t e d
S t a t e s ,
i t
i s
c o n t e m p l a t e d t h a t t h e
c o n v e r s i o n
o f
e x i s t i n g o i l s
and
gas
r e s e r v o i r s t o
use
a s
thermal
r e s e r v o i r s f o r use With
t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n
may
p r o v i d e a r e a d y s o u r c e o f f r e s h
W a t e r . I n o t h e r W o r d s , t he a p p l i c a t i o n o f t he
p r e s e n t
i n v e n
t i o n , Which
r e l i e s upon
e x i s t i n g
r e s o u r c e s i n t h e
S o u t h W e s t
e r n US.
can be used
t o supply a c r i t i c a l l y needed
resource—
f r e s h W a t e r .
[ 0 0 7 4 ] F o r
t h e
p r e s e n t
i n v e n t i o n , b r i n e s
a r e
th e
p r e f e r r e d
s u b s u r f a c e
c i r c u l a t i o n
? u i d b e c a u s e o f t h e i r h i g h c a p a c i t y t o
a b s o r b
and
c a r r y
h e a t . S i n c e most
o f
t h e o i l and g a s
p r o d u c i n g f o r m a t i o n s
i n t h e
U n i t e d
S t a t e s
W e r e d e p o s i t e d
i n
m a r i n e e n v i r o n m e n t s ,
t he
W a t e r t r a p p e d i n t h o s e f o r m a t i o n s
g e n e r a l l y
c o n t a i n
s a l t
W i t h
a
c o n c e n t r a t i o n
i n a
r a n g e
from
3 0 , 0 0 0 t o 2 4 0 , 0 0 0 p a r t s p e r m i l l i o n
( p p m ) .
T h e
p r e s e n t
i n v e n t i o n may e u s e d
t o
d i s p o s e
o f t h a t b r i n e by c o n v e r t i n g
i t t o f r e s h W a t e r . A l t e r n a t i v e l y , t h e p r e s e n t i n v e n t i o n
may
s e
t h e e x i s t i n g b r i n e
a s
a s o u r c e o f t h e b r i n e s o l u t i o n
r e q u i r e d
f o r
t he
c a p t u r e
a n d
s t o r a g e o f
s o l a r
h e a t .
I t i s e x p e c t e d t h a t
t h e
c o s t o f pumping e x i s t i n g
b r i n e W a t e r from
a r e s e r v o i r
i n t o
t he
s t o r a g e f a c i l i t y o f
t he
p r e s e n t i n v e n t i o n W i l l b e o f f s e t
by
t he
e l e c t r i c a l poWer g e n e r a t e d a t
t he
s i t e .
[ 0 0 7 5 ] As
d i s c u s s e d
a b o v e ,
s c a l e
i s a
p r o b l e m
W i t h g e o
t h e r m a l
e n e r g y p r o d u c t i o n .
A c c o r d i n g l y ,
t h e p r e s e n t
i n v e n
t i o n c o n t e m p l a t e s t h a t
s c a l e - c o n t r o l a d d i t i v e s may b e i n c o r
p o r a t e d i n t o
t h e
s u p e r c r i t i c a l
? u i d
b e f o r e t h e i r i n t r o d u c t i o n
i n t o
t h e i n j e c t i o n
b o r e
h o l e . A l t e r n a t i v e l y ,
s c a l e - c o n t r o l
a d d i t i v e s may b e
a d d e d
t o t h e c i r c u l a t i n g ? u i d i n
a n y
c o n v e n i e n t
l o c a t i o n
i n
t he c l o s e d - l o o p s y s t e m . O t h e r
a d d i
t i v e s may e
e m p l o y e d
t o i n h i b i t
c o r r o s i o n ,
d e g r a d a t i o n , a n d
W e a r o f c a s i n g ,
p i p i n g , p u m p i n g e q u i p m e n t ,
a n d
p o W e r
g e n e r a t i o n
p l a n t e q u i p m e n t , s u c h a s h e a t
e x c h a n g e r s .
[ 0 0 7 6 ] I t
i s c o n t e m p l a t e d
t h a t
t h e p r i m a r y
c a t e g o r y o f
p r e c i p i t a t e s t h a t
W i l l b e e n c o u n t e r e d
a r e c a r b o n a t e s . P r o b
l e m s W i t h c a l c i u m c a r b o n a t e s c a l e a n d c a l c i u m s u l f a t e s c a l e
h a v e
b e e n
s u c c e s s f u l l y o v e r c o m e by
o i l
a n d
g a s
i n d u s t r y
u s i n g
s t a n d a r d
t e c h n o l o g i e s , W h i c h
may b e
e m p l o y e d
h e r e .
I n a d d i t i o n ,
r e l i a n c e o n b i n a r y poWer s y s t e m s W i l l
m i n i m i Z e
e n v i r o n m e n t a l
i m p a c t .
B e c a u s e t he
p r e s e n t
i n v e n t i o n
u t i
l i Z e s s e d i m e n t a r y
r e s e r v o i r s
s u c h a s o i l
a n d g a s ? e l d s f o r
M a r . 9 , 2 0 0 6
t h e r m a l
s t o r a g e , v i r t u a l l y none o f t h e t o x i c m e t a l s a s s o c i a t e d
W i t h i g n e o u s g e o t h e r m a l d e v e l o p m e n t ( l e a d , m e r c u r y ,
a r s e n i c , s e l e n i u m ) W i l l b e p r o d u c e d .
[ 0 0 7 7 ] D u r i n g s e c o n d a r y a n d t e r t i a r y
h y d r o c a r b o n
r e c o v
e r y , h y d r o c a r b o n s may b e c a p t u r e d a t
t he
e x t r a c t i o n W e l l
p o i n t
t h r o u g h
s t a n d a r d i n d u s t r y
t e c h n o l o g y
p r e s e n t l y i n
u s e
i n c o n v e n t i o n a l W a t e r o r CO2
? o o d i n g
p r o j e c t s .
C a t a l y t i c
a d d i t i v e s W i l l
e n h a n c e
t h e h y d r o c a r b o n
f r a c t u r i n g p o t e n t i a l
o f t he s t e a m
f r o n t ,
r e s u l t i n g
i n a
? r s t p h a s e
i n
s i t u
r e ? n i n g
o f
t h e p r o d u c e d
o i l ,
t h e r e b y e n h a n c i n g t h e v a l u e
o f
t h e
p r o d u c e d
p e t r o l e u m .
[ 0 0 7 8 ]
O n c e
t h e
h y d r o c a r b o n ? e l d h a s
b e e n
d e p l e t e d a n d
c o n v e r t e d
t o e l e c t r i c a l
p r o d u c t i o n
i n a c c o r d a n c e W i t h t h e
p r e s e n t
i n v e n t i o n ,
f u r t h e r p r o c e s s i n g t e c h n i q u e s
may
b e
e m p l o y e d
t o
s t r i p r e s i d u a l m e t h a n e a n d o t h e r
h y d r o c a r b o n s
f r o m
t h e
s u p e r c r i t i c a l
? u i d s t r e a m . S e p a r a t i o n o f t h e h y d r o
c a r b o n s f r o m t h e s u p e r c r i t i c a l
? u i d c a n
b e a c c o m p l i s h ed
u s i n g
a n y
c o n v e n t i o n a l
method
s u c h
a s s e p a r a t i o n W i t h
p r o p y l e n e c a r b o n a t e m e m b r a n e s , s t a n d a r d g u n b a r r e l
s e p a
r a t o r s , o r by c h i l l i n g t h e m i x t u r e t o d i s t i l l o u t t h e h y d r o c a r
b o n s .
[ 0 0 7 9 ]
F o r
p r o d u c t i o n o f t h er m a l e n e r g y f r o m th e t h e r m a l
r e s e r v o i r c o n s t r u c t e d i n a c c o r d a n c e W i t h t h e p r e s e n t
i n v e n
t i o n ,
i t
i s
p r e f e r r e d
t h a t one
o r more
? e l d W e l l s be
c o n v e r t e d
t o
i n j e c t i o n W e l l s .
T h i s p r e f e r a b l y i n c l u d e s t h e i n s t a l l a t i o n o f
t h e r m a l
c a s i n g , a s ap p r o p r i a t e . C o u p l e d
W i t h c o n v e r s i o n o f
a
s u f ? c i e n t
number o f e x t r a c t i o n W e l l s t o s u p p l y
t h e
b i n a r y
p l a n t
(M W
d e p e n d e n t ) W i t h i t s r e q u i r e d b r i n e s t r e a m ,
t h e
t h e r m a l c a s i n g may b e
u s e d
t o i n c r e a s e
s y s t e m
e f ? c i e n c y .
[ 0 0 8 0 ] As i n d i c a t e d a b o v e , i t i s a n a s p e c t o f
t he
p r e s e n t
i n v e n t i o n
t o
u s e
t h e
e x i s t i n g
o i l i n d u s t r y i n f r a s t r u c t u r e t o
i n c r e a s e
e n e r g y
p r o d u c t i o n a n d
a l s o
t o p r o v i d e f o r
t h e
p r o d u c t i o n o f f r e s h W a t e r , W h e r e a p p r o p r i a t e . S p e c i ? c a l l y , a s
i n d i c a t e d ,
i t
i s
o n e
a s p e c t o f
t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n
t o
p r o v i d e
a method a n d
a p p a r a t u s t h a t p e r m i t s
t h e o i l i n d u s t r y t o
c o n v e r t a Wasted a s s e t ( i . e . , a
d e p l e t e d
hydrocarbon r e s e r
v o i r ) i n t o a n
e n e r g y - p r o d u c i n g
a s s e t .
[ 0 0 8 1 ]
T h e p r e s e n t i n v e n t i o n a l s o c o n t e m p l a t e s
f a c i l i t i e s
t h a t e l e c t r o l y Z e W a t e r t o
p r o d u c e h y d r o g e n a n d
o x y g e n .
S i n c e i t i s a n a s p e c t o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n t o
u t i l i Z e t h e
e x i s t i n g
i n f r a s t r u c t u r e a s s o c i a t e d W i t h h y dr o c a r b o n p r o d u c
t i o n , i n o n e p r e f e r r e d e m b o d i m e n t , t h e p i p e l i n e i n f r a s t r u c
t u r e
a s s o c i a t e d W i t h t h e r e s e r v o i r may
be used
t o t r a n s p o r t
t h e hydrogen and oxygen t o a market l o c a t i o n
o r
t o s t o r a g e .
[ 0 0 8 2 ]
The a p p a r a t u s o f
t h e p r e s e n t i n v e n t i o n
W i l l
noW
b e
d i s c u s s e d i n c o n n e c t i o n W i t h
FIG.
1 .
I n
t h e s c h e m a t i c o f
FIG.
1 ,
t h e
s u n
1
e m i t s r a d i a n t e n e r g y 2 Which i s c a p t u r e d
b y
s o l a r
e n e r g y t e c h n o l o g y
3 .
T h e
s o l a r
e n e r g y t e c h n o l o g y
3 p r e f e r a b l y i s CSP t e c h n o l o g y . As l l u s t r a t e d , t h e
p r e f e r r e d
CSP t e c h n o l o g y i s a s e r i e s o f
s o l a r
p a r a b o l i c t r o u g h s 3 . As
W o u l d b e a p p r e c i a t e d b y t h o s e
s k i l l e d i n t h e a r t , h o W e v e r ,
a n y
s o l a r
t e c h n o l o g y p e r m i t t i n g
t h e c r e a t i o n
o f
a
h e a t e d
? u i d , p r e f e r a b l y a s u p e r c r i t i c a l ? u i d , may b e e m p l o y e d ,
W i t h o u t d e p a r t i n g f r o m
t he
s c o p e
o f
t he
p r e s e n t i n v e n t i o n .
[ 0 0 8 3 ]
As shoWn i n F I G . 1 , t h e s o l a r
p a r a b o l i c
t r o u g h s 3
g e n e r a t e
h e a t b y f o c u s i n g t h e
s u n ’ s e n e r g y
o n t o p i p e s
t h r o u g h
Which a
? u i d i s
c i r c u l a t e d .
The s o l a r p a r a b o l i c
t r o u g h s
3 p r e f e r a b l y h e a t t h e
? u i d t o
a p p r o x i m a t e l y 3 9 0 °
C .
Of
c o u r s e , a s Would
b e
a p p r e c i a t e d by t h o s e
s k i l l e d i n
t h e
a r t , t h e t e m p e r a t u r e
n e e d
n o t b e 3 9 0 ° C . , b u t may b e v a r i e d
a c c o r d i n g
t o
t h e p a r t i c u l a r s
o f
t h e
s y s t e m
b e i n g e m p l o y e d .
8/10/2019 Patent Application Publication
http://slidepdf.com/reader/full/patent-application-publication 9/16
US 2006/0048770
A 1
[ 0 0 8 4 ]
T h e
s y s t e m
p r e f e r a b l y
p r o v i d e s f o r
g r e a t ? e x i b i l i t y
t o
c o n t r o l
t h e
i n j e c t i o n t e m p e r a t u r e
W i t h i n
narroW t h e r m a l
W i n d o W s .
As
d i s c u s s e d
a b o v e ,
b y
v a r y i n g t h e CSP t e c h n o l
o g y , temperature ranges from a s
loW a s 100° C .
t o over
3 , 5 0 0 ° C .
a r e
a c h i e v a b l e .
The
t h e r m a l
e n e r g y
c a p t u r e d
f r o m
t h e
s u n
h e a t s b r i n e t o s u p e r c r i t i c a l
t e m p e r a t u r e s . The
b r i n e
i s
t h e n p u m p e d i n t o one
o r more
i n j e c t o r
W e l l s
4 .
The
i n j e c t i o n W e l l s 4 c a n e i t h e r b e e x i s t i n g h y d r o c a r b o n
W e l l s
Worked
over f o r i n j e c t i o n purposes o r
n e W
W e l l s d r i l l e d
s p e c i ? c a l l y f o r
p u r p o s e s o f t he
p r e s e n t
i n v e n t i o n .
[ 0 0 8 5 ]
The
s u p e r c r i t i c a l
b r i n e t h e n e n t e r s
t he
p o r o u s
a n d
p e r m e a b l e r e s e r v o i r 5
i n a c c o r d a n c e W i t h
t he
p r e s e n t i n v e n
t i o n ,
e i t h e r t h r o u g h e x i s t i n g o r e n h a n c e d
c a s i n g
p e r f o r a t i o n s
o r t h r o u g h an
open
h o l e , beloW
a
t h e r m a l p a c k e r . I n
a
t y p i c a l
s e c o n d a r y o r t e r t i a r y
h y d r o c a r b o n r e c o v e r y
p r o c e s s , l i v e
s t e a m i s pumped i n t o
t h e r e s e r v o i r
5
t h r o u g h t h e i n j e c t i o n
s i t e s 4 ,
a n d p r o c e e d s t h r o u g h t he o i l r e s e r v o i r
5 t o
t he l o W e r
p r e s s u r e sump
a r o u n d
t h e e x t r a c t i o n
W e l l s
6 . I n t h e p r o c e s s ,
t he
l i v e s t e a m
W i l l p u s h ? u i d
h y d r o c a r b o n s , a n d
e n t r a i n
p r e v i o u s l y
u n r e c o v e r a b l e
h y d r o c a r b o n s
t o
t h e
e x t r a c t i o n
W e l l s
6 .
[ 0 0 8 6 ]
When
t he p r e s e n t i n v e n t i o n i s a p p l i e d
t o
poWer
g e n e r a t i o n
o r W a t e r d i s t i l l a t i o n ,
i n c l u d i n g
b r i n e d e s a l i n a t i o n
a n d
d i s t i l l a t i o n ,
t h e
p r e s e n t
i n v e n t i o n c a n
r e l y on most
e x i s t i n g p o r o u s
a n d p e r m e a b l e
t r a p r e s e r v o i r s ,
W h e t h e r o i l
p r o d u c i n g
o r
n o t . D e p l e t e d
g a s ? e l d s 7 o r n o n - h y d r o c a r b o n
r e s e r v o i r s 8 c a n u t i l i Z e t h e s y n t h e t i c g e o t h e r m a l s t o r a g e
banks
o f
t h e
p r e s e n t
i n v e n t i o n . Where s u f f i c i e n t W a t e r
s u p p l i e s a r e a v a i l a b l e , t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n
c a n a l s o b e u s e d
t o t h e r m a l l y r e c h a r g e e x i s t i n g n o n - h y d r o c a r b o n r e s e r v o i r s 8 .
T h e s e c o n ? g u r a t i o n s make
u s e
o f
e x i s t i n g
o r s p e c i ? c a l l y
d r i l l e d
i n j e c t i o n W e l l s
4 a n d e x t r a c t i o n W e l l s
6 , a s i n t h e
t e r t i a r y o i l
r e c o v e r y c o n ? g u r a t i o n o f t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n .
[ 0 0 8 7 ]
S u f ? c i e n t
s u p e r c r i t i c a l
? u i d
i s
i n j e c t e d i n t o t h e
W e l l
4 t o r e - p r e s s u r i Z e t h e r e s e r v o i r
5 , t o
e s t a b l i s h c i r c u l a t i o n
f r o m i n j e c t o r
t o
e x t r a c t i o n
W e l l s
6 , a n d t o c o m p e n s a t e f o r
s u p e r c r i t i c a l ? u i d d i f f u s i n g
i n t o
t h e
r o c k
m a s s s u r r o u n d i n g
t h e r e s er v o i r r e g i o n .
As s h o u l d b e a p p a r e n t ,
t he
volume o f
? u i d
n e e d e d d e p e n d s u p o n s p e c i ? c ? e l d
p a r a m e t e r s
i n c l u d
i n g ,
b u t
n o t l i m i t e d
t o , t r a p a e r i a l e x t e n t ,
p a y
t h i c k n e s s ,
p o r o s i t y , a n d p e r m e a b i l i t y .
T h e
s u p e r c r i t i c a l ? u i d
p r e f e r a b l y
c o n s i s t s o f a n
o i l
? e l d d i s p o s a l b r i n e a n d / o r
a
f o r m a t i o n
b r i n e e x t r a c t e d f r o m W a t e r
b e a r i n g Z o n e s
i n a d j a c e n t
a b a n
doned W e l l s , Which a r e s p e c i ? c a l l y mined f o r t h e i r b r i n e
s u p p l y .
[ 0 0 8 8 ]
I n F I G .
1 ,
b r i n e
s u p p l y
r e s e r v o i r s
9 , 1 0 a r e
shoWn
i n
s t r a t a
b o t h
above and
beloW t h e r e s e r v o i r
5 .
B r i n e
e x t r a c t i o n
W e l l s 1 1 s u p p l y t h e s y s t e m
W i t h
o p e r a t i n g ? u i d .
While
i t
i s
p r e f e r r e d
t o
e x t r a c t
b r i n e
from
W e l l s
9 ,
1 0
a d j a c e n t t o
t h e r e s e r v o i r
5 , t h i s i s n o t r e q u i r e d t o
p r a c t i c e t h e
p r e s e n t
i n v e n t i o n .
The o p e r a t i n g
? u i d
may b e
s u r p l u s
W a t e r
o r , a l t e r n a t i v e l y ,
may b e
r e s i d u a l W a t e r r e q u i r i n g
d i s p o s a l .
E x c e s s
o p e r a t i n g ? u i d
o r W a s t e
from t h e o p e r a t i n g ? u i d
may
b e r e - i n j e c t e d t h r o u g h t h e b r i n e i n j e c t i o n W e l l s 1 2
i n t o
t h e
b r i n e
s u p p l y
r e s e r v o i r s 9 , 1 0 .
[ 0 0 8 9 ] I n t h e p r e f e r r e d e m b o d i m e n t o f t h e p r e s e n t i n v e n
t i o n , i n c o n n e c t i o n W i t h
t he
g e n e r a t i o n o f e l e c t r i c a l e n e r g y
f r o m t he
b r i n e
c i r c u l a t i n g i n t he s y s t e m o f t he p r e s e n t
i n v e n t i o n ,
i t
i s p r e f e r r e d
t h a t
t he b r i n e
b e
c i r c u l a t e d f r o m t he
r e s e r v o i r 5 t o t he poWer g e n e r a t i n g f a c i l i t y 1 7 ( i . e . , t he h e a t
e x c h a n g e
c o m p l e x )
a n d b a c k
t o
t h e r e s e r v o i r 5 .
Where
t he
p r e s e n t i n v e n t i o n i n c l u d e s a
d i s t i l l a t i o n module
2 4 , such a s
M a r . 9 , 2 0 0 6
a b r i n e d e s a l i n a t i o n a n d d i s t i l l a t i o n m o d u l e , t o p r o d u c e f r e s h
W a t e r
from t h e
b r i n e ,
i t i s p r e f e r r e d t h a t t h e
W a s t e W a t e r
from
t h e d i s t i l l a t i o n p r o c e s s
n o t
b e
r e t u r n e d
t o t h e r e s e r v o i r 5
b e c a u s e
t h e b u i l d u p
o f
s o l i d s
W i t h i n
t h a t r e s e r v o i r c o u l d
s i g n i ? c a n t l y
d e g r a d e
i t s
e f ? c i e n c y .
[ 0 0 9 0 ] I n
o n e
c o n t e m p l a t e d embodiment
o f t he
i n v e n t i o n ,
t h e c i r c u l a t i n g
b r i n e W i l l b e
m a i n t a i n e d
W i t h a s t a b l e d i s
s o l v e d s o l i d s c o n t e n t . O f
c o u r s e , a v a r i a b l e
d i s s o l v e d s o l i d s
c o n t e n t
i s
a l s o
c o n t e m p l a t e d .
Where t h e
s y s t e m m a i n t a i n s
t h e c i r c u l a t i n g
b r i n e W i t h a s t a b l e
d i s s o l v e d s o l i d s c o n t e n t ,
i f n e W b r i n e i s added t o
t h e s y s t e m ,
Which i s needed Where
a b r i n e d e s a l i n a t i o n
o r
d i s t i l l a t i o n
f a c i l i t y i s
i n c o r p o r a t e d
i n t o t h e s y s t e m ,
i t
may b e n e c e s s a r y t o
s u p p l e m e n t
t h e
d i s s o l v e d s o l i d s c o n t e n t o f t h e neWly-added
b r i n e s o
t h a t t h e
o v e r a l l d i s s o l v e d
s o l i d s
c o n t e n t o f
t h e c i r c u l a t i n g
? u i d
remains
s u b s t a n t i a l l y c o n s t a n t .
I n such
a
c a s e ,
t h e
Waste
b r i n e may be used t o i n c r e a s e
t h e d i s s o l v e d s o l i d s c o n t e n t o f
t h e
n e W l y
a d d e d
b r i n e , t h e r e b y
r e d u c i n g
t h e
a m o u n t o f
W a s t e
b r i n e .
[ 0 0 9 1 ]
I t i s e x p e c t e d t h a t c e r t a i n c o n c e n t r a ti o n s o f d i s
s o l v e d s o l i d s may h a v e
h e a t c a r r y i n g a d v a n t a g e s
s u p e r i o r t o
o t h e r c o n c e n t r a t i o n s . I n
a d d i t i o n ,
i t i s
e x p e c t e d
t h a t
c e r t a i n
c o n c e n t r a t i o n s
o f
d i s s o l v e d s o l i d s
W i l l p r o v i d e a d d i t i o n a l
b e n e ? t s d e p e n d i n g
u p o n
t h e t y p e
o f
u t i l i Z a t i o n f a c i l i t y
c o n n e c t e d t o t h e s y s t e m . F o r e x a m p l e , o n e t y p e o f e l e c t r i c
g e n e r a t i o n
f a c i l i t y may
o p e r a t e more
e f ? c i e n t l y
t h a n
a
d i f f e r e n t
t y p e o f e l e c t r i c g e n e r a t i o n
f a c i l i t y d e p e n d i n g
o n
t h e
c o n c e n t r a t io n o f t he
d i s s o l v e d s o l i d s .
Where
i f f e r e n t
t y p e s
o f u t i l i Z a t i o n
f a c i l i t i e s ( e . g . , a n
e l e c t r i c
g e n e r a t i o n f a c i l i t y
a n d a b r i n e d e s a l i n a t i o n
f a c i l i t y )
a r e combined t o g e t h e r ,
t h e
c o n c e n t r a t io n o f t h e d i s s o l v e d s o l i d s
may b e
a d j u s t e d
t o
accommodate t h e
n e e d s o f
t h e
d i f f e r e n t
t y p e s
o f u t i l i Z a t i o n
f a c i l i t i e s a n d maximiZe
t h e
p e r f o r m a n c e o f
t h e
o v e r a l l
s y s t e m .
[ 0 0 9 2 ] One
i n t e n d e d
a s p e c t o f
t he
p r e s e n t i n v e n t i o n i s
t o
c o n v e r t a
haZardous W a s t e , such
a s
o i l ?eld
b r i n e s , i n t o a
v a l u a b l e
commodity
s u c h a s
p o t a b l e
d r i n k i n g W a t e r .
Of
c o u r s e , a s d i s c u s s e d a b o v e , a p r i m a r y
a s p e c t
o f t h e p r e s e n t
i n v e n t i o n i s t o r e l y
on
t h e
use o f o i l ?eld b r i n e s a s a thermal
a b s o r p t i o n
medium
f o r
t h e p r o d u c t i o n
o f
e l e c t r i c i t y . I t i s
e x p e c t e d
t h a t ,
i n i t i a l l y ,
t he
s y s t e m
W i l l
b e a b l e t o accom
m o d a t e a s i g n i ? c a n t amount o f d i s p o s a l b r i n e . H o W e v e r ,
o n c e
t h e
r e s e r v o i r 5
i s
c h a r g e d , i t
i s
n o t
e x p e c t e d t h a t t h e
s y s t e m
W i l l r e q u i r e
s i g n i ? c a n t
a m o u n t s
o f
a d d i t i o n a l
d i s
p o s a l b r i n e . I n s t e a d , i t i s c o n t e m p l a t e d t h a t t h e
a d d i t i o n a l
d i s p o s a l o f b r i n e W i l l o n l y b e n e e d e d t o m a i n t a i n
t h e l e v e l
o f b r i n e b e i n g c i r c u l a t e d t h r o u g h t he s y s t e m o r t o r e p l a c e
b r i n e c o n v e r t e d t o f r e s h W a t e r .
[ 0 0 9 3 ] C o n c e r n i n g
t h e
c o n s t r u c t i o n o f
t h e r e s e r v o i r
5 ,
t h e
r e s e r v o i r
5 may h a v e any s u i t a b l e i n t e r n a l g e o m e t r y . More
o v e r , t h e r e s e r v o i r 5 may
be
l o c a t e d
i n any
s u i t a b l e r o c k
f o r m a t i o n .
As m e n t i o n e d ,
h o W e v e r ,
t h e
r e s e r v o i r 5
p r e f e r
a b l y
i s
o f s e d i m e n t a r y r o c k i n c l u d i n g , b u t n o t l i m i t e d
t o ,
a
r o c k f o r m a t i o n a s s o c i a t e d W i t h t h e p r o d u c t i o n o f o i l o r g a s ,
W h e t h e r
d e p l e t e d o r n o t . The
t h e r m a l l y - c h a r g e d
b r i n e p a s s e s
t h r o u g h t h e
p e r m e a b l e s t r a t a , c h a r g i n g
t h e
r o c k s t r a t a
f o r
m a t i o n
W i t h
h e a t
u n t i l
a n e q u i l i b r i u m
i s
r e a c h e d betWeen t h e
t e m p e r a t u r e
o f t h e i n j e c t e d b r i n e a n d
t h a t o f
t h e s t r a t a .
I n i t i a l l y , h e a t l o s s
i n t o
t h e
s u r r o u n d i n g
r e s e r v o i r
r o c k
d u r i n g
t h e i n j e c t i o n
p h a s e
W i l l i n c r e m e n t a l ly r e d u c e t h e t e m p e r a
t u r e . T y p i c a l l y ,
a
l o s s
o f s e v e r a l
hundred d e g r e e s
C .
i s
t o b e
e x p e c t e d i n i t i a l l y , e s p e c i a l l y s e v e r a l t h o u s a n d f e e t
a W a y
8/10/2019 Patent Application Publication
http://slidepdf.com/reader/full/patent-application-publication 10/16
US 2006/0048770
A 1
from t h e i n j e c t i o n
W e l l b o r e
4 . As t h e l i v e steam
f r o n t moves
t h r o u g h t he r e s e r v o i r 5 , a t e m p e r a t u r e e q u i l ib r i u m i s e s t a b
l i s h e d , r e s u l t i n g
i n a s t a b l e t h e r m a l g e o m e t r y t h r o u g h o u t
t h e
r e s e r v o i r
5 .
[ 0 0 9 4 ] I n a d d i t i o n , a s t h e s t e a m f r o n t moves t h r o u g h t h e
r e s e r v o i r 5 , t h e
s t e a m f r o n t p r e f e r a b l y e f f e c t i v e l y c l e a n s
t h e
r e s e r v o i r 5 o f r e m a i n i n g h y d r o c a r b o n s . S i n c e
h y d r o c a r b o n s
a r e
removed from t h e r o c k
s t r a t a , e x t r a c t i o n s i t e s may be
established a t
o n e
or more locations t o
establish
one or
more
s e c o n d a r y o r t e r t i a r y h y d r o c a r b o n r e c o v e r y s i t e s .
Of
o u r s e ,
t h e
same e x t r a c t i o n
s i t e s
a l s o may
be used t o e x t r a c t t h e
t h e r m a l
e n e r g y
from t h e s t e a m
f r o n t
f o r poWer g e n e r a t i o n .
A l t e r n a t i v e l y , t h e
e x t r a c t i o n s i t e s may b e u s e d f o r W a t e r
d i s t i l l a t i o n ,
such a s b r i n e d e s a l i n a t i o n o r
d i s t i l l a t i o n ,
a s
i n d i c a t e d . Over t i m e , a s
t h e h e a t
r e s e r v o i r 5 i s m a i n t a i n e d ,
t h e t e m p e r a t u r e
d i f f e r e n t i a l
a c r o s s t h e
r e s e r v o i r
5 W i l l
d e c l i n e ,
a s
s o l a r e n e r g y
i s t h e r m a l l y s t o r e d a n d
t he
s y n t h e t i c
g e o t h e r m a l r e s e r v o i r b e d ’ s
t e m p e r a t u r e
e q u a l i Z e s . E v e n t u
a l l y ,
a s
t h e r e s e r v o i r 5 becomes h e a t e d ,
a
r e l a t i v e l y
homo
g e n e o u s
t e m p e r a t u r e
i s
m a i n t a i n e d
t h r o u g h o u t
t he
r e s e r v o i r .
[ 0 0 9 5 ] T h e u l t i m a t e t e m p e r a tu r e o f h e
p r i m a r y
c i r c u l a t i n g
? u i d i s
c o n t r o l l e d
b o t h b y v a r y i n g th e p r o d u c t i o n o f t h e CSP
a n d by c o n t r o l l i n g t h e c i r c u l a t i o n r a t e o f t h e ? u i d . I n t h e c a s e
o f
a n o i l ? e l d , a s
t h e
s u p e r c r i t i c a l steam
moves
t h r o u g h
t h e
r e s e r v o i r
5 ,
i t
d e c r e a s e s
t h e v i s c o s i t y o f
t he
r e s i d u a l
o i l
a n d
r e d u c e s
c a p i l l a r y
p r e s s u r e s h o l d i n g
t he o i l
W i t h i n p o r e s i n
t h e
r o c k s t r a t a . By r e d u c i n g
t h e
v i s c o s i t y o f
t h e o i l , t h e
o i l
may b e more
e a s i l y r e c o v e r e d . The
steam
f r o n t d r i v e s
o t he r W i s e n o n - p r o d u c i b l e h y d r o c a r b o n s t h r o u g h t he r e s e r
v o i r 5 t o t h e
e x t r a c t i o n
W e l l b o r e
6 .
[ 0 0 9 6 ]
As n o t e d a b o v e , t h e p r e s e n t i n v e n t i o n
may b e
t h e r m a l l y
t u n e d t o t e m p e r a t u r e s Which
W i l l
b r e a k
b o n d s
W i t h i n t h e h y d r o c a r b o n s , r e d u c i n g c o m p l e x c h a i n a n d r i n g
m o l e c u l e s
t o
s m a l l e r
a n d
more
m o b i l e
c h a i n s ,
e f f e c t i v e l y
r e ? n i n g t he p e t r o l e u m
i n
t h e r e s e r v o i r 5 b e f o r e
e x t r a c t i o n .
I n
t h e
p r o c e s s , u l t i m a t e h y d r o c a r b o n
r e c o v e r y W i l l
b e
e n h a n c e d
b y
h e a t - i n d u c e d d e c r e a s e i n
o i l
v i s c o s i t y , h e a t - i n d u c e d
r e d u c t i o n o f
c a p i l l a r y
f o r c e s
h o l d i n g
o t h e r W i s e
n o n - p r o d u c
i b l e o i l W i t h i n s m a l l d i a m e t e r
p o r e s , a n d t h e r m a l f r a c t u r i n g
o f l o n g c h a i n
a n d
r i n g
h y d r o c a r b o n
m o l e c u l e s i n t o s m a l l e r ,
more mobile c h a i n m o l e c u l e s . I n
t h e
c a s e o f i n s i t u hydro
c a r b o n
f r a c t u r i n g ,
i t i s
e x p e c t e d t h a t
t he o c t a n e
r a t i o
o f t he
p r o d u c e d l i q u i d s W i l l
b e
i n c r e a s e d . As a
r e s u l t
o f
i n c r e a s e d
o c t a n e c o n t e n t , t h e
p e r
b a r r e l
v a l u e o f
t he
p r o d u c e d
l i q u i d
h y d r o c a r b o n s
i s p r o p o r t i o n a t e l y
i n c r e a s e d .
[ 0 0 9 7 ] As d i s c u s s e d
a b o v e , t h e h y d r o c a r b o n s
a r e
p u s h e d
by t h e steam f r o n t t o a n e x t r a c t i o n W e l l o r
W e l l s
6 . The b r i n e
a n d h y dr o c a r b o n m i x t u r e
e x i t s
t h r o u g h t he
e x t r a c t i o n W e l l 6
a t
Which
p o i n t
t h e
? u i d
i s
pumped
o r
f o r c e d
to
t h e su r f a c e .
P u m p i n g r e q u i r e m e n t s
d e p e n d u p o n t h e p r e s s u r e m a i n t a i n e d
i n
t h e
r e s e r v o i r 5 . A t
t h e
e x t r a c t i o n W e l l h e a d ( s ) 6 ,
h y d r o
c a r b o n s
a r e
removed
from
t h e b r i n e s t r e a m t h r o u g h
s t a n d a r d
s e p a r a t o r t e c h n o l o g y 1 3 . E x t r a c t e d h y d r o c a r b o n l i q u i d s a r e
d i v e r t e d
t o
one
o r more
o i l s t o r a g e
t a n k ( s ) 14 and e i t h e r
t r u c k e d o r t r a n s p o r t e d , v i a a p i p e l i n e 1 5 ,
to
m a r k e t . Once t h e
r e s e r v o i r
5
h a s b e e n d e p l e t e d
o f h y d r o c a r b o n s ,
t he
b r i n e
W i l l
c i r c u l a t e e s s e n t i a l l y f r e e o f s u c h
h y d r o c a r b o n s a n d
h y d r o
carbon
e x t r a c t o r s 13 no
l o n g e r
W i l l be needed t o be con
n e c t e d t o t h e
h y d r o c a r b o n - d e p l e t e d
r e s e r v o i r 5 .
[ 0 0 9 8 ] F o r a
r e s e r v o i r
5 n o t y e t
d e p l e t e d
o f h y d r o c a r b o n s ,
t h e ?oW
o f
t h e b r i n e
p r o c e e d s
a s f o l l o W s .
The s e p a r a t e d
b r i n e
i s
p i p e d t h r o u g h t h e i n s u l a t e d b r i n e f e e d p i p e 1 6 ,
M a r . 9 , 2 0 0 6
Which
r u n s from
t h e h y d r o c a r b o n s e p a r a t o r 1 3
t o
h e a t
e x c h a n g e c o m p l e x 1 7 a n d b a c k t o t h e
p a r a b o l i c t r o u g h 3 .
T h e r e , i t i s t h e r m a l l y r e c h a r g e d
a n d
r e - i n j e c t e d i n t o
t h e
r e s e r v o i r 5 .
At n i g h t ,
t he
p a r a b o l ic t r o u g h s 3
o r
o t h e r CSP
s o u r c e s
a r e
bypassed
a n d
t h e
b r i n e s
a r e d i r e c t l y i n j e c t e d
b a c k i n t o
t he
r e s e r v o i r 5 .
As
Would b e a p p r e c i a t e d by t h o s e
s k i l l e d
i n t h e
a r t ,
t h i s
?o W p a t t e r n i s
e x e m p l a r y
o f
o n e
c o n t e m p l a t e d
p r o c e s s
? o W . O t h e r
p r o c e s s
? o W s ,
W h i c h
W i l l
b e a p p r e c i a t e d by t h o s e s k i l l e d i n t h e a r t , a r e i n t e n d e d t o f a l l
W i t h i n
t h e
s c o p e o f t h e
p r e s e n t
i n v e n t i o n .
[ 0 0 9 9 ] FIG.
2
p r o v i d e s
a s c h e m a t i c ?oW d i a g r a m
o f
o n e
embodiment
o f
t h e p r e s e n t i n v e n t i o n . A s l l u s t r a t e d i n FIG.
2 , t h e r e s e r v o i r 5 i n c l u d e s a n i n j e c t i o n W e l l 4 a n d a n
e x t r a c t i o n W e l l
6 . The
e x t r a c t i o n W e l l 6
i s c o n n e c t e d t o i n l e t
p i p i n g 27 W hich e x t e n d s from t h e e x t r a c t i o n W e l l 6 t o a
u t i l i Z a t i o n f a c i l i t y 2 9 , Which
may b e
a
h y d r o c a r b o n
e x t r a c
t i o n u n i t 1 3 .
P i p i n g
30 c o n n e c t s t h e u t i l i Z a t i o n u n i t 29 t o a
s o l a r e n e r g y
c o l l e c t o r
3 , Which
c o n c e n t r a t e s
t h e e n e r g y
2
from
t h e
s u n 1 .
P i p i n g 31 c o n n e c t s t h e s o l a r e n e r g y c o l l e c t o r
3
t o
a
second
u t i l i Z a t i o n
u n i t 2 9 ,
Which
may
e
a
poWer
l a n t
1 9 . O u t le t p i p i n g
28
e x t e n d s
f r o m t h e s e c o n d u t i l i Z a t i o n
u n i t
29 o t h e i n j e c t i o n
W e l l
4 , Which s c o n n e c t e d t o t h e r e s e r v o i r
5 .
[ 0 1 0 0 ]
FIG. 2 a l s o shoWs a s i m p l i ? e d ?oW o f t h e
? u i d
f r o m t h e r e s er v o i r
5 t h r o u g h
t h e ? r s t
u t i l i Z a t i o n
u n i t
2 9 ,
t h e
s o l a r c o l l e c t o r
3 ,
a n d t he s e c o n d u t i l i Z a t i o n u n i t 2 9 ,
b e f o r e
i t
i s r e t u r n e d
t o
t he r e s e r v o i r
5 ,
c o m p l e t i n g t he
o p e r a t i o n a l
c i r c u i t .
The t e r m
“ u t i l i z a t i o n u n i t ”
i s
i n t e n d e d t o
r e f e r
t o any
o n e
o f t h e
d i f f e r e n t
u n i t s t h a t may
b e
added t o t h e i n l e t
p i p i n g o r t h e
o u t l e t
p i p i n g 2 8 , a s d e s i r e d . The ? u i d from t h e
r e s e r v o i r
5
i s h e a t e d , p r e f e r a b l y f o r m i n g a s u p e r c r i t i c a l ? u i d ,
b e f o r e i t
i s
r e t u r n e d t o t h e r e s e r v o i r
5 .
[ 0 1 0 1 ]
D u r i n g
t h e
e a r l y p h a s e s o f
t h e
o p e r a t i o n o f t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n ,
e l e c t r i c a l
p o W e r i s
g e n e r a t e d d u r i n g
d a y
l i g h t
h o u r s
b y
r u n n i n g
b r i n e
t h r o u g h
t h e s o l a r
t r o u g h s 3 a n d
f r o m t h e r e , t h r o u g h t he i n s u l a t e d p i p e s 1 8
t o
t he
h e a t
e x c h a n g e r 1 7
o f
a
b i n a r y c y c l e e l e c t r i c g e n e r a t i o n f a c i l i t y
i . e . , a g e o t h e r m a l p l a n t ) o r o t h e r s u i t a b l e poWer g e n e r a t i o n
d e v i c e . A t
t h e
h e a t e x c h a n g e r
1 7 ,
b i n a r y
W o r k i n g ? u i d
( a m m o n i a ,
i s o p e n t a n e
o r i s o b u t a n e )
i s
r a i s e d
a b o v e
? a s h
p o i n t t o a gaseous s t a t e
e q u i v a l e n t
t o
s t e a m .
F ro m t h e h e a t
e x c h a n g e r 1 7 , t h e b i n a r y o p e r a t i n g g a s d r i v e s
o n e
o r more
t u r b i n e ( s ) o f a c o n v e n t i o n a l b i n a r y
c y c l e g e o t h e r m a l
p l a n t
1 9 ,
Which i n t u r n d r i v e s
a n a l t e r n a t i n g
c u r r e n t
g e n e r a t o r ( s ) .
F l a s h o r d o u b l e ?ash
g e o t h e r m a l
t e c h n o l o g y
c a n
a l s o b e
u t i l i Z e d .
T h i s
p r o d u c e s e l e c t r i c a l poWer
o r t h e
f a c i l i t y n e e d s
o f
t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n
a n d ,
When
t h e
poWer p r o d u c t i o n
e x c e e d s
t h e
n e e d s o f t h e
p a r t i c u l a r f a c i l i t y ,
t h e e x c e s s may
be s o l d
t o
t h e poWer g r i d f o r consumer u s e . The excess
poWer
s
s e n t
f r o m
t he
f a c i l i t y
by
Way
o f
h i g h
t e n s i o n
poWer
l i n e s 2 0 .
From t h e t u r b i n e ( s ) , t h e b i n a r y
W o r k i n g
? u i d
i s
p i p e d
t o
c o n d e n s a t i o n / c o o l i n g t o W e r s
W h e r e i t
i s r e - l i q u e
? e d . I t i s t h e n p i p e d
t o
h o l d i n g t a n k s f o r r e c y c l i n g .
[ 0 1 0 2 ]
T h e o p e r a t i n g
b r i n e a l s o may b e c y c l e d
f r o m t h e
h e a t
e x c h a n g e r
1 7
t o
a b r i n e s t o r a g e
a n d
pump
f a c i l i t y
2 1 .
From h e r e , i t
i s
r e c y c l e d b a c k
t o
t h e s o l a r t r o u g h s
3 ,
W h e r e
i t i s a g a i n h e a t e d a n d
r e - i n j e c t e d
i n t o a n
i n j e c t i o n
W e l l
s i t e
4 . I n t h e
p r o c e s s o f
t h e p r e s e n t i n v e n t i o n , t h e b r i n e ?oW s
e s s e n t i a l l y
c o n t a i n e d i n a c l o s e d l o o p .
FIG. 1
i l l u s t r a t e s tWo
i n j e c t i o n W e l l s 4 a n d tWo
e x t r a c t i o n
W e l l s
6 i n t h e t e r t i a r y
o i l
r e c o v e r y mode. I n most i n s t a n c e s , t h e r e W i l l
be a
? e l d
d e p e n d e n t p a t t e r n o f m u l t i p l e i n j e c t i o n
s i t e s 4 t o m u l t i p l e
e x t r a c t i o n W e l l s
6 .
8/10/2019 Patent Application Publication
http://slidepdf.com/reader/full/patent-application-publication 11/16
US 2006/0048770
A 1
[ 0 1 0 3 ] P o w e r g e n e r a t e d b y t h e f a c i l i t y o f t h e
p r e s e n t
i n v e n t i o n may b e
u t i l i z e d i n t h e e l e c t r o l y s i s
o f
a p o r t i o n
o f
t h e b r i n e ( h i g h e l e c t r o l y t e
v a l u e )
i n t o
e l e m e n t a l
h y d r o g e n
a n d oxygen t
a n
e l e c t r o l y s i s f a c i l i t y 2 2 .
The c a p t u r e d g a s e s
a r e
p i p e d
o f f t o
s e p a r a t e
h y d r o g e n
s t o r a g e
a n d
oxygen
s t o r a g e t a n k s .
T h o s e
g a s e s
a r e
s u b s e q u e n t l y p i p e d ,
t h r o u g h
a
p i p e l i n e
2 3 , p o s s i b l y a l o n g
e x i s t i n g n a t u r a l
g a s
o r
o t h e r
r i g h t s o f W a y . Where
a v a i l a b l e ,
t h e e x i s t i n g n a t u r a l g a s
r i g h t s
o f
Way
o f f e r
a
r e a d y
i n f r a s t r u c t u r e t o
t r a n s p o r t
t h i s
r e n e W a b l e f u e l t o
e x i s t i n g
m a r k e t s
o r t o
hydrogen and
oxygen recombinant chambers. I n t h e c a s e Where recombi
n a n t
chambers
a r e u s e d ,
t h e
combustion o f
t h e
tWo g a s e s
d r i v e s c o n v e n t i o n a l t u r b i n e s ,
p r o d u c i n g no n i t r o u s o r n i t r i c
o x i d e s . The o n l y
W a s t e b y p r o d u c t
i s e l e m e n t a l l y - p u r e W a t e r .
[ 0 1 0 4 ] One
a d d i t i o n al a s p e c t o f
t he p r e s e n t i n v e n t i o n
t h a t
r e s u l t s f r o m
t h e c r e a t i o n
o f h y d r o g e n
a n d oxygen
i s t h a t
t h e s e g a s e s may
b e
t r a n s p o r t e d t o
r e m o t e
l o c a t i o n s Where
t h e y
a r e r e c o m b i n e d .
As
a
r e s u l t , t h e
e n e r g y
“ s t o r e d ”
i n
t h e
g a s e s
may b e
r e t a i n e d
by t h o s e
g a s e s
u n t i l
t h e y a r e
com
b u s t e d
a t
t h e
r e m o t e
l o c a t i o n .
I n
s t i l l
a n o t h e r c o n t e m p l a t e d
embodiment Where t h e g a s e s
a r e
s u p p l i e d
f o r
consumer u s e ,
i t
i s contemplated
t h a t
t h e g a s e s
may
be used a s a
v e h i c l e
f u e l s o u r c e , f o r
t h o s e v e h i c l e
e q u i p p e d t o b u r n t h e s e
g a s e s .
[ 0 1 0 5 ]
D u r i n g
t h e
n i g h t
o r d u r i n g
l o W
p e r i o d s o f s u n l i g h t
( o v e r c a s t o r
l o W
s u n d a y s i n h i g h e r l a t i t u d e s ) t h e p a r a b o l i c
t r o u g h s a r e b y p a s s e d , a n d
t he
s y s t e m o f
t he
p r e s e n t
i n v e n
t i o n r e l i e s on t h e s t o r e d
energy
W i t h i n t h e
r e s e r v o i r
5 .
U t i l i z i n g e i t h e r
t h e
s o l a r
t r o u g h s 3 d i r e c t l y , o r s y n t h e t i c
g e o t h e r m a l e n e r g y o f
t he p r e s e n t
i n v e n t i o n ,
a
p o r t i o n o f
t he
b r i n e
stream may be r o u t e d t o
a d e s a l i n a t i o n / d i s t i l l a t i o n
? a s h
t a n k ( s ) 24
a n d
from t h e r e t o f r e s h
W a t e r c o n d e n s a t i o n
a n d s t o r a g e
t a n k ( s )
f a c i l i t y 2 5 , W h e r e
W a t e r i n t he
8 0
t o 1 2 0
p a r t s p e r
m i l l i o n
( p p m )
r a n g e i s
c a p t u r e d
f o r s a l e . The
W a t e r
i s
t h e n p i p e d
t o
commercial m a r k e t s v i a
a p i p e l i n e
2 6 . The
p o t e n t i a l
f o r
s u p p l y i n g a
s i g n i ? c a n t amount
o f neW f r e s h
Water r e s e r v e s
t o a r i d
o r Water
supply
s t r e s s e d a r e a s of t h e
U n i t e d
S a t e s i s c o n s i d e r e d a s i g n i ? c a n t
a s p e c t
o f t h e p r o c e s s
o f t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n . W h i l e b r i n e
d i s p o s a l p o t e n t i a l i s
r e d u c e d W i t h i n
a
s e c o n d a r y
o r t e r t i a r y o i l
r e c o v e r y
con?gu
r a t i o n
a s t h e r e s e r v o i r
5 becomes
c h a r g e d ,
t h i s i s n o t t h e
c a s e
i n a d e s a l i n a t i o n c o n ? g u r a t i o n , a s d i s p o s a l o r s p e c i ? c a l l y
t r a p p e d
f o r m a t i o n b r i n e s
W i l l
b e n e e d e d t o r e p l a c e
t h e f r e s h
Water e x t r a c t i o n volumes.
[ 0 1 0 6 ]
Aproblem
W i t h
p r e s e n t
g e o t h e r m a l s i t e s
i s
t h e o v e r
p r o d u c t i o n o f t h e r m a l e n e r g y . I f t h e h e a t removed
e x c e e d s
t he
h e a t
?oW t h r o u g h t he i g n e o u s o r
m e t a m o r p h i c
r o c k , t o
t he
e x t r a c t i o n s i t e ,
t he
e f ? c i e n c y o f
t he s i t e
d e c r e a s e s . T h i s
i s
p a r t i c u l a r l y p r o b l e m a t i c i n h o t d r y r o c k t e c h n o l o g y W h e r e
h e a t
i s
e x t r a c t e d
a l o n g
l i m i t e d
i n d u c e d
f r a c t u r e
s u r f a c e s ,
r e a d i l y
d e p l e t e d
i n
t h e
h e a t b a l a n c e e q u a t i o n .
[ 0 1 0 7 ]
T h e
p r e s e n t i n v e n t i o n may
e
e m p l o y e d W i t h e x i s t
i n g
g e o t h e r m a l f a c i l i t i e s
t o
a u g m e n t t h e
p r o d u c t i o n o f
e n e r g y f r o m
t h o s e
g e o t h e r m a l f a c i l i t i e s b y c a p t u r i n g s o l a r
e n e r g y and s t o r i n g o r “ b a n k i n g ” t h a t e n e r g y f o r l a t e r r e c o v
e r y . The
a d d i t i o n
o f s o l a r h e a t t o t h e g e o t h e r m a l r e s e r v o i r
r e d u c e s t h e p o t e n t i a l f o r t h e r m a l
e x h a u s t i o n o f
t he g e o t h e r
mal
s o u r c e a n d ,
f o r t h i s
r e a s o n , o f f e r s
a d v a n t a g e s to g e o
t h e r m a l poWer
g e n e r a t i n g
s t a t i o n s .
As
n o t e d ,
t he
t h e r m a l
r e s e r v e s i n t h e s u b s u r f a c e geothermal
r e s e r v o i r
a r e
con
t r o l l e d
t h r o u g h
s u r f a c e
m o n i t o r i n g
a n d management o f t h e
s u b s u r f a c e t h e r m a l b u d g e t .
A c c o r d i n g l y ,
t h e p r o c e s s
o f
t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n may b e u s e d i n
t h e
f o l l o W i n g m a n n e r s :
M a r . 9 , 2 0 0 6
E n h a n c e d
O i l R e c o v e r y ( o n l y ) ,
B r i n e
D e s a l i n a t i o n / D i s t i l l a
t i o n ( o n l y ) , G e o t h e r m a l
P o W e r
G e n e r a t i o n
( o n l y )
o r m u l t i p l e
m o d u l e s
a c h i e v i n g
a n y d e s i r e d
c o m b i n a t i o n ( s )
o f
t he s e
modes o f o p e r a t i o n ,
among o t h e r s . O t h e r
u s e s
f o r t h e
SAGE
s u p e r c r i t i c a l
b r i n e h e a t
s o u r c e
h a v e been
i d e n t i ? e d
a b o v e
a n d c a n b e
i n c o r p o r a t e d
W i t h i n
t h e
p r o d u c t i o n
s t r e a m .
[ 0 1 0 8 ] I n e a c h o f t he d i f f e r e n t c o n ? g u r a t i o n s c o n t e m
p l a t e d f o r u s e W i t
t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n ,
t h e s y s t e m
p r o v i d e s
a means
o f
c o n t r o l l i n g
and d i s p o s i n g o f
o i l
? e l d
W a s t e
b r i n e s . An
amount
o f
s u p e r c r i t i c a l ? u i d
s u f ? c i e n t
t o
a c h i e v e
a n a p p r o p r i a t e l e v e l
o f
r e s e r v o i r
p r e s s u r i Z a t i o n a n d t h e n
s u f ? c i e n t
t o e s t a b l i s h and m a i n t a i n r e s e r v o i r c i r c u l a t i o n
t h r o u g h a c l o s e d - l o o p
s y s t e m i s pumped
doWn a t l e a s t
o n e
i n j e c t i o n
W e l l 4 i n t o
t h e r e s e r v o i r
5
( o i l
o r g a s p r o d u c t i v e
s t r a t a
W i t h
e s t a b l i s h e d p e r m e a b i l i t y and
p o r o s i t y ,
a s
W e l l
a s
s t r a t i g r a p h i c / s t r u c t u r a l
d e ? n e d c o n ? n e m e n t
g e o m e t r y ) .
[ 0 1 0 9 ] Depending upon What demands a r e
made on t h e
? u i d c i r c u l a t i o n s y s t e m
a t
t h e s u r f a c e ,
a h y d r o s t a t i c
h e a d
b u i l t
u p
W i t h i n
t he
r e s e r v o i r 5 , t h e i n j e c t i o n W e l l
s i t e
4 , t h e
e x t r a c t i o n
W e l l
s i t e 6 ,
k e e p s
t h e
? u i d
c i r c u l a t i n g ,
p r e f e r a b l y
W i t h m i n i m a l pumping
a s s i s t a n c e .
[ 0 1 1 0 ]
F o r
e x a m p l e ,
W h e r e t h e
s u p e r c r i t i c a l ? u i d i s
c i r c u
l a t e d
i n a
c l o s e d
l o o p
t o and from t h e r e s e r v o i r 5 , a s
i s
d e s c r i b e d
f o r a
b i n a r y poWer g e n e r a t i n g s y s t e m , t h e
s u p e r
c r i t i c a l ? u i d i s
c i r c u l a t e d
W i t h minimal n e e d
f o r a d d i t i o n a l
p u m p i n g . W i t h
t he
e x c e p t i o n o f v e r y m i n o r l o s s e s o f
p r e s
s u r e t h r o u g h s u r f a c e h e a t e x c h a n g e r s
u s e d t o
t r a n s f e r h e a t
t o
b i n a r y
c y c l e
W o r k i n g ? u i d s , t h e p r e s s u r e o f t h e s u p e r c r i t i c a l
? u i d removed from t h e r e s e r v o i r
s h o u l d b e
e q u a l t o t h e
i n j e c t i o n
p r e s s u r e
f o r t h e s u p e r c r i t i c a l i n j e c t i o n b r i n e s .
[ 0 1 1 1 ]
I n t h e s e c o n d a r y o r
t e r t i a r y r e c o v e r y mode
o f t h e
p r o p o s e d
i n v e n t i o n ,
e n t r a i n m e n t
o f
h y d r o c a r b o n s
W i l l
r e d u c e c o m p o s i t e ? u i d d e n s i t y
a t t h e
e x t r a c t i o n p o i n t 6 ,
f u r t h e r
r e d u c i n g
pump
l o a d .
I n
t h i s
e m b o d i m e n t ,
p u m p i n g
a s s i s t a n c e W i l l b e
r e q u i r e d f o r
r e - i n j e c t i o n a t t h e s u r f a c e ,
t o
m a i n t a i n
i n j e c t i o n r a t e s .
I n a t y p i c a l
s e c o n d a r y
o r
t e r t i a r y
r e c o v e r y
c o n ? g u r a t i o n , i n a c c o r d a n c e W i t h t he i n v e n t i o n ,
a d d i t i o n a l d i s p o s a l o f n a t u r a l l y p r o d u c e d
b r i n e s
W i l l a u g
ment t h e s y s t e m , c o m p e n s a t i n g f o r ? u i d l o s t t o t h e r e s e r v o i r
5 f o r m a t i o n s t r a t a o r t h r o u g h o t h e r l o s s e s .
Once t h e
s y s t e m
h a s b e e n p r e s s u r i Z e d , l i t t l e l o s s i s
a n t i c i p a t e d .
[ 0 1 1 2 ]
Of
c o u r s e , a s
a l r e a d y
n o t e d , i f
f r e s h W a t e r
d i s t i l l a
t i o n i s
i n c o r p o r a t e d i n t o
t he
p r o c e s s
o f t he p r e s e n t
i n v e n t i o n ,
a d d i t i o n al b r i n e W i l l n e e d t o b e s u p p l i e d
t o
t h e s y s t e m t o
c o m p e n s a t e f o r t h e r e m o v a l o f
W a t e r
f r o m t h e
s y s t e m .
The
r e s i d u a l b r i n e r e s i d u e
from t h e
d i s t i l l a t i o n p r o c e s s may b e
c i r c u l a t e d
i n t o p o r o u s
a n d p e r m e a b l e s t r a t a n o t t a r g e t e d f o r
t h e r m a l s t o r a g e . A l t e r n a t i v e l y , t h e b r i n e
W a s t e
may e mixed
W i t h
d i s p o s a l b r i n e o r
n a t u r a l l y
p r o d u c e d
b r i n e s , p r i o r
t o
r e - i n j e c t i o n
i n t o
t h e r e s e r v o i r 5 .
[ 0 1 1 3 ] Where W a s t e
b r i n e
i s mixed W i t h o t h e r b r i n e b e f o r e
i n j e c t i o n
i n t o
t h e r e s e r v o i r 5 , i t
i s
e x p e c t e d
t h a t
t h e
r i s k s
a s s o c i a t e d W i t h t h e
b u i l d- u p o f
s o l i d s i n t h e b r i n e W i l l b e
r e d u c e d , t h e r e b y
r e d u c i n g
t h e r i s k o f a
s y s t e m
f a i l u r e .
T h i s
i s e x p e c t e d t o i n c r e a s e
t he
u s e a b l e
l i f e t i m e o f
t he
f a c i l i t y , i n
some c a s e s s i g n i ? c a n t l y .
I f
t h e Waste b r i n e i s n o t d i l u t e d
b e f o r e b e i n g i n j e c t e d i n t o t he
r e s e r v o i r 5 , t h e r e s e r v o i r 5
W i l l
e v e n t u a l l y b e c o m e s u p e r s a t u r a t e d
a n d s o l i d s W i l l
p l u g o f f
t h e p o r o s i t y ,
r e d u c e
p e r m e a b i l i t y ,
a n d
e v e n t u a l l y r e n d e r
t h e
s i t e i n o p e r a b l e W i t h o u t
r e m e d i a l
m a i n t e n a n c e .
[ 0 1 1 4 ] S u r f a c e
c o n d u i t s u t i l i Z i n g i n s u l a t e d p i p e
o r
c a s i n g
o f
a
kind and con?guration
k n o W i n t h e a r t a r e
used t o
8/10/2019 Patent Application Publication
http://slidepdf.com/reader/full/patent-application-publication 12/16
US 2006/0048770
A 1
c o n v e y
t h e h e a t e d s u p e r c r i t i c a l ? u i d t o t h e i n j e c t i o n
W e l l ( s )
4 a n d f r o m t h e e x t r a c t i o n
W e l l h e a d ( s ) 6 .
[ 0 1 1 5 ]
I n a d d i t i o n t o
t he
d i f f e r e n t s u r f a c e p r o c e s s i n g
f a c i l i t i e s p r e v i o u s l y
m e n t i o n e d ,
i t
i s
a l s o
c o n t e m p l a t e d t h a t
t h e
b r i n e
c i r c u l a t e d from t h e r e s e r v o i r 5 may be used
a s a
h e a t s o u r c e f o r o t h e r a p p l i c a t i o n s . C o n t e m p l a t e d a p p l i c a
t i o n s i n c l u d e , b u t a r e n o t l i m i t e d t o , s p a c e h e a t i n g , p r e h e a t
i n g
m a t e r i a l s f o r c h e m i c a l
p r o c e s s e s , d r y i n g
p u m i c e a n d
m i n e r a l s mined n a Way h a t
p r o d u c e s
Wet r o d u c t s , h e a t i n g
g r e e n h o u s e s , d r y i n g o f c r o p s
a n d Wood
u l p , h e a t i n g W a t e r ,
a n d
f o r
a n y
o t h e r
d i r e c t h e a t
a p p l i c a t i o n
Which c a n
p r a c t i
c a l l y u t i l i Z e h o t ? u i d . The p e r m u t a t i o n s on t h e u s e o f t h e
s t o r e d s o l a r
energy
i n t h e r e s e r v o i r 5 a r e u n l i m i t e d , a s Would
b e
a p p r e c i a t e d
b y t h o s e s k i l l e d i n t he a r t .
[ 0 1 1 6 ]
P r e s e n t l y , t h e r e a r e a t l e a s t tWo d i f f e r e n t o p e r a
t i o n a l
g e o t h e r m a l
p o W e r
p l a n t
t y p e s
W h i c h
a r e
c o n t e m p l a t e d
f o r
u s e
a s
e l e c t r i c a l poWer g e n e r a t o r s i n c o n n e c t i o n
With
t h e
p r e s e n t
i n v e n t i o n .
F i r s t , c o n v e n t i o n a l b i n a r y
c y c l e
t u r b i n e
p o W e r
g e n e r a t o r s ,
s u c h
a s
b i n a r y c y c l e
g e o t h e r m a l
p o W e r
p l a n t s , may b e e m p l o y e d ,
a s
d i s c u s s e d a b o v e . S e c o n d , t he
b r i n e
may b e
?ashed t o
s t e a m
from t h e s u p e r c r i t i c a l ? u i d t o
d r i v e a
t u r b i n e
d i r e c t l y .
I n t h e ? r s t i n s t a n c e ,
a b i n a r y
h e a t
t r a n s f e r s y s t e m m e t h o d may a c h i e v e
s u p e r i o r
t h e r m o d y
n a m i c e f ? c i e n c y ( a p p r o x i m a t e l y a f a c t o r o f
3 )
b y
c o m p a r i
s o n W i t h t h e d i r e c t e x p a n s i o n
t u r b i n e
m e t h o d .
I n
t h e b i n a r y
s y s t e m ,
i s o b u t a n e ,
i s o p e n t a n e , a
h a l o g e n a t e d
h y d r o c a r b o n
r e f r i g e r a n t ,
l i q u i d a m m o n i a , o r a n o t h e r s u i t a b l e
b i n a r y - c y c l e
W o r k i n g
? u i d i s c i r c u l a t e d t h r o u g h a h e a t e x c h a n g e s y s t e m
W h e r e i t
i s
h e a t e d
by
t h e s u p e r c r i t i c a l b r i n e f r o m t he
r e s e r v o i r 5 . T h e h e a t e d
b i n a r y
c y c l e W o r k i n g
? u i d i s
? a s h e d
t o p r o v i d e g a s e x p a n s i o n t o d r i v e t he
t u r b i n e . The
b i n a r y
W o r k i n g ? u i d i s
s u b s e q u e n t l y
c i r c u l a t e d t h r o u g h a c o o l i n g
t o W e r , W h e r e i s c o n d e n s e s t o a
l i q u i d . The
l i q u i d
p h a s e
b i n a r y
c y c l e W o r k i n g ? u i d i s
pumped
b a c k i n t o t h e h e a t
e x c h a n g e r
W h e r e
i t
i s
o n c e a g a i n h e a t e d a n d v a p o r i Z e d b y
t h e c i r c u l a t i n g
b r i n e s .
B o t h
t h e b i n a r y W o r k i n g ? u i d
c y c l e
a n d
t h e c i r c u l a t i n g t h e r m a l b r i n e c y c l e a r e c l o s e d l o o p
s y s t e m s , r e s u l t i n g i n
n o
p o l l u t i o n , r e d u c e d
s c a l e
p r o b l e m s ,
a n d h i g h p l a n t
e f f i c i e n c y .
[ 0 1 1 7 ] I n a
s e c o n d
a p p r o a c h , t he h o t c i r c u l a t i n g b r i n e ? u i d
f r o m
t h e
p r o d u c t i o n W e l l b o r e
6 i s e x p a n d e d i n a ? a s h
chamber. The
steam d r i v e s
a n
e l e c t r i c a l
g e n e r a t i o n
steam
t u r b i n e ,
such
a s a
geothermal
steam t u r b i n e . I n t h e
poWer
g e n e r a t i n g t u r b i n e ,
t h e
l i v e
s t e a m e x p a n d s i s e n t r o p i c a l l y t o
a loWer t e m p e r a t u r e and
p r e s s u r e .
The ?ashed steam i s
s u b s e q u e n t l y
c o n d e n s e d
a s
e x t r e m e l y
p u r e
f r e s h W a t e r
( 8 0
1 2 0 p a r t s
p e r
m i l l i o n ( p p m ) ) , Which may b e u s e d f o r
a g r i c u l t u r a l ,
i n d u s t r i a l , o r
human
c o n s u m p t i o n p u r p o s e s .
[ 0 1 1 8 ]
A
m a l l ( 8 0
a c r e ) t h r e e
W e l l c o n ? g u r a t i o n
c o n s i s t
i n g o f o n e i n j e c t i o n W e l l 4 a n d tWo e x t r a c t i o n W e l l s
6
i s
c a l c u l a t e d
a s
b e i n g a b l e t o p r o d u c e
more t h a n
5 0 0 , 0 0 0
g a l l o n s
o f p o t a b l e W a t e r
p e r
d a y .
Asmall 3 s q u a r e m i l e ? e l d
p o t e n t i a l l y c o u l d g e n e r a t e a b o u t
1 2
m i l l i o n g a l l o n s o f
p o t a b l e W a t e r e a c h
d a y .
[ 0 1 1 9 ] B e c a u s e
o f
t h e d i s s o l v e d s o l i d s
i n
t h e b r i n e s t r e a m ,
t h e
r e s i d u a l b r i n e must
b e
c y c l e d o u t o f
t h e ? a s h chamber
a n d ,
f o r maximum ? e l d
l i f e ,
r e t u r n e d
t o o t h e r
p e r m e a b l e a n d
p o r o u s
s u b s u r f a c e s t r a t a above
a n d / o r
beloW t h e t h e r m a l
r e s e r v o i r
5 .
[ 0 1 2 0 ]
I n
? a s h e l e c t r i c a l poWer g e n e r a t i o n a n d i n
W a t e r
d e s a l i n a t i o n / d i s t i l l a t i o n
c o n ? g u r a t i o n s
o f t h e
p r e s e n t
i n v e n
M a r . 9 , 2 0 0 6
t i o n ,
s c a l e / r e s i d u a l d i s s o l v e d s o l i d s p r o b l e m s
s i m i l a r t o
t h o s e e n c o u n t e r e d and
overcome t
t h e
g e o t h e r m a l
f a c i l i t i e s
a t
t h e
S a l t o n S e a g e o t h e r m a l ? e l d i n C a l i f o r n i a ,
W i l l
b e
e n c o u n t e r e d . The S a l t o n
S e a e x t r a c t i o n
W e l l s
p r o d u c e
h o t
b r i n e c o n t a i n i n g
u p
t o
1 6 0 , 0 0 0
p a r t s
p e r
m i l l i o n
( p p m )
o f
d i s s o l v e d s o l i d s , c h i e ? y C l , N a , K , C a a n d
F e .
T h e
g e o t h e r
m a l
i n d u s t r y h a s d e v e l o p e d t e c h n o l o g i e s
t o
h a n d l e t he s e
p r o b l e m s
a n d t h e
o i l i n d u s t r y h a s l o n g
h a n d l e d
s c a l e
p r o b
l e m s W i t h t h e s e
a n d
o t h e r compound s c a l e s ( n o t a b l y gypsum
( C a S O 4 - 2 H 2 O ) a n d c a l c i u m c a r b o n a t e ( C a C O 3 ) ) f o r many
y e a r s . I t s h o u l d b e n o t e d
t h a t
t h e S a l t o n
Sea
b r i n e s a l s o
c o n t a i n t r a c e a m o u n t s
o f
c o p p e r , b e r y l l iu m , a r s e n i c , l e a d
cadmium, m e r c u r y ,
and
o t h e r t r a c e
elements
common
t o
i g n e o u s
a n d
m e t a m o r p h i c
t e r r a i n s .
T h e s e
h e a v y
m e t a l s
a r e
n o t e n c o u n t e r e d i n most
o f
t h e o i l a n d g a s ? e l d s o f t h e W o r l d ,
a s t h e t r a p
r o c k i s
s e d i m e n t a r y , n o t i g n e o u s o r metamorphic
s t r a t a .
[ 0 1 2 1 ] I t
W i l l b e n e c e s s a r y
i n e i t h e r
o f t h e tWo poWer
g e n e r a t i o n s c e n a r i o s u s i n g t h e p r e s e n t i n v e n t i o n t o r e c y c l e
t h e s u p e r c r i t i c a l
? u i d f r o m
t h e
p o W e r
g e n e r a t i o n
p l a n t ,
b a c k
doWn
t h e i n j e c t i o n
W e l l o r W e l l s 4 i n a c l o s e d- l o o p s y s t em .
T h i s c o n s e r v e s t h e
p r i m a r y
b r i n e ( a n d
i t s
p r e s s u r e
i n
t h e
b i n a r y c y c l e m o d e ) a n d
c o m p l i e s W i t h
F e d e r a l a n d
S t a t e
l e g a l e n v i r o n m e n t a l
r e q u i r e m e n t s
f o r t h e d i s p o s a l o f i l
? e l d
b r i n e s .
[ 0 1 2 2 ] The e n g i n e e r e d
t h e r m a l
r e s e r v o i r s
5 o f
t h i s i n v e n
t i o n
h a v e
o t h e r
a d v a n t ag e s o v e r
s t a n d a r d
g e o t h e r m a l
r e s e r
v o i r s . The
? e l d s
r e l i e d upon t o c r e a t e
t h e
r e s e r v o i r s
5 o f
t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n
h a v e
p r o v e n
a n d n u m e r i c a l l y e s t a b l i s h e d
p e r m e a b i l i t y a n d p o r o s i t y .
T h e
r e s e r v o i r g e o m e t r i e s a r e a l s o
W e l l e s t a b l i s h e d .
T h i s
a l l o W s f o r
a c c u r a t e
m o d e l i n g a n d
management o f t h e r e s e r v o i r s 5 o f t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n .
I n
c o n t r a s t , l i m i t e d p e r m e a b i l i t y , p a r t i c u l a r l y a s f o u n d
i n
t h e
r e s t r i c t e d
f r a c t u r e s d e v e l o p e d i n h o t d r y
r o c k (HDR)
g e o
t h e r m a l energy
s t a t i o n s ,
p l a c e s s e v e r e r e s t r i c t i o n s on
t h e r a t e
o f economic t h e r m a l e x t r a c t i o n .
[ 0 1 2 3 ] I t
i s n o t e d
t h a t t h e
l a r g e s t
g e o t h e r m a l ? e l d i n
e x i s t e n c e , t he
G e y s e r s
i n C a l i f o r n i a , i s 1 5
m i l e s
s q u a r e .
I n
c o n t r a s t ,
many
o f
t h e p o t e n t i a l
? e l d s i n
t he o i l
p r o v i n c e s o f
t h e United S t a t e s and t h e World t h a t a r e c o n t e m p l a t e d f o r
u s e
a s r e s e r v o i r s 5 a c c o r d i n g
t o
t h e t e a c hi n g s o f t h e p r e s e n t
i n v e n t i o n
a r e
i n a n o r d e r o f magnitude g r e a t e r i n s i Z e .
A c c o r d i n g l y , t h e i r
p o W e r
g e n e r a t i n g c a p a c i t y
i s p r o p o r t i o n
a t e l y
g r e a t e r . I t
i s
c a l c u l a t e d t h a t b y r e l y i n g o n e x i s t i n g
h y d r o c a r b o n
? e l d s ,
t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n
may e x p a n d t h e
a p p l i c a t i o n o f s o l a r a n d g e o t h e r m a l p o W e r p r o d u c t i o n b y
a
f a c t o r
o f
4
i n
t h e U n i t e d
S t a t e s
a l o n e .
[ 0 1 2 4 ] The p r e s e n t i n v e n t i o n
o f f e r s t h e
o i l i n d u s t r y a
c o s t
e f f e c t i v e
a n d
r e a d i l y a v a i l a b l e
s o u r c e o f h i g h t e m p e r a t u r e
s t e a m , s i g n i ? c a n t l y i m p r o v i n g s e c o n d a r y
a n d
t e r t i a r y
r e c o v e r o f
h y d r o c a r b o n s , W h i l e c o n v e r t i n g d e p l e t ed
W e l l s ,
n o W
a
c o s t l y p l u g g i n g
l i a b i l i t y , t o a commercial a s s e t . At t h e
same t i m e , t h e p r e s e n t i n v e n t i o n o f f e r s a
n e W market
f o r
o i l
? e l d
b r i n e s , noW
c o n s i d e r e d
a d i s p o s a l
p r o b l e m .
[ 0 1 2 5 ]
T h e
m o d u l a r ? e x i b i l i t y
o f
t h e s y s t e m
o f
t h e p r e s e n t
i n v e n t i o n p o t e n t i a l l y p r o v i d e s
f r e s h W a t e r ,
n o W
a
t h r e s h o l d
p a r a m e t e r
t o
t he d e v e l o p m e n t a n d g r o W t h
o f
t he s o u t h W e s t
U n i t e d S t a t e s
and
o t h e r
a r i d a r e a s
o f
t h e
n a t i o n
and
t h e
W o r l d .
[ 0 1 2 6 ]
E l e c t r o l y s i s o f b r i n e s W i l l
p r o v i d e
a
c l e an s o u r c e o f
h y d r o g e n
a n d
o x y g e n
f o r t r a n s p o r t a b l e e n e r g y .
8/10/2019 Patent Application Publication
http://slidepdf.com/reader/full/patent-application-publication 13/16
US 2006/0048770
A 1
[ 0 1 2 7 ] S o l a r e n e r g y s u f f e r s
f r o m
l i m i t a t i o n s o f
s u n l i g h t
a v a i l a b i l i t y . T h e p r e s e n t i n v e n t i o n
e f f e c t i v e l y s t o r e s
t h a t
e n e r g y i n a r t i ? c i a l ( s y n t h e t i c ) g e o t h e r m a l r e s e r v o i r s f o r
s u b s e q u e n t a n d
u n i n t e r r u p t e d
u s e
a t
n i g h t , d u r i n g i n t e r v a l s
o f c l o u d
c o v e r ,
a n d
a t
h i g h e r
l a t i t u d e s ,
d u r i n g
t he
W i n t e r
months When d a y l i g h t i s d i m i n i s h e d a n d l i m i t e d .
[ 0 1 2 8 ] The p r e s e n t i n v e n t i o n
o f f e r s
a n e n v i r o n m e n t a l l y
f r i e n d l y s o u r c e o f r e n e W a b l e e n e r g y a n d
e n e r g y
s t o r a g e ,
Which may s i g n i ? c a n t l y r e d u c e o i l d e m a n d . D o m e s t i c o i l
p r o d u c t i o n
r e a c h e d
i t s Z e n i t h
i n 1 9 7 0
a n d h a s
b e e n s t e a d i l y
d e c l i n i n g
s i n c e .
T e x a s , t h e l e a d e r i n d o m e s t i c
h y d r o c a r b o n s ,
i s
noW producing o i l a t t h e same
r a t e a s i n
t h e
e a r l y 1 9 3 0 s .
World
Wide peak p r o d u c t i o n
i s no more
t h a n
a
decade a W a y .
When
t h a t
p e a k
i n
p r o d u c t i o n i s r e a c h e d , i t
W i l l n o t mean
t h a t
o i l h a s r u n o u t b u t r a t h e r
t h a t e a c h
day t h e r e W i l l
b e l e s s
o i l
on
t h e
m a r k e t ,
a t
a
t i m e o f c o n t i n u e d World
i n d u s t r i a l
g r o W t h . At
a
5 % d e c l i n e ( c o n s e r v a t i v e ) , e a c h d a y
t h e r e W i l l
b e 1 0 , 0 0 0 b a r r e l s p e r d a y
l e s s p r o d u c t i o n
t h a n t h e
p r e v i o u s
d a y .
[ 0 1 2 9 ]
The r e s e n t i n v e n t io n p r o v i d e s
a
method o h a r n e s s
a continuous source of s o l a r and geothermal
energy a t
a
c r u c i a l
t i m e ,
s u b s t a n t i a l l y e n h a n c i n g
o u r
n a t i o n ’ s
s e c u r i t y
a n d e c o n o m i c W e l l - b e i n g .
[ 0 1 3 0 ]
T h e
f o l l o W i n g
e x a m p l e s W i l l d e m o n s t r a t e t h e
o p e r
a b i l i t y o f
t h e
i n v e n t i o n .
EXAMPLE
[ 0 1 3 1 ] I n a c o n s t r u c t i v e
r e d u c t i o n t o
p r a c t i c e u s i n g d a t a
f r o m
a n
a n a l o g o u s s o l a r
e n e r g y p r o d u c t i o n
s y s t e m , t he
p r e s e n t i n v e n t i o n u t i l i Z e s s u b s u r f a c e s t o r a g e o f s o l a r e n e r g y
i n p o r o u s
a n d p e r m e a b l e s t r a t a .
The p r e s e n t i n v e n t i o n
u t i
l i Z e s
e s t a b l i s h e d
p e r m e a b i l i t y
a n d
p o r o s i t y i n
e x i s t i n g a n d
d e p l e t e d
o i l
a n d
g a s ? e l d s , a l o n g W i t h t h e i r
h y d r o c a r b o n
t r a p p i n g
g e o m e t r i e s a n d
i n
p l a c e
W e l l
b o r e s .
[ 0 1 3 2 ] I n
t he h y d r o c a r b o n r e s e r v o i r
s t r a t a o f
t he P e r m i a n
B a s i n o f
West T e x a s , p e r m e a b i l i t y r a n g e s from
2 t o
o v e r 600
m i l l i d a r c i e s . A v e r a g e p o r o s i t y r a n g e s f r o m 5 t o
21%.
W a t e r
s a t u r a t i o n s , Which i s a n
i n d i c a t i o n o f
a v a i l a b l e o i l ? e l d
b r i n e s , r a n g e
from
2 5
t o 61%. I t
s h o u l d b e n o t e d
t h a t
many
o f
t h e hydrocarbon e s e r v o i r s
o f
t h e Permian B a s i n a r e W a t e r
d r i v e n
W i t h
? a n k W e l l s b e i ng p l u g g e d ( o r c a p p e d , i . e . , t a k e n
o u t o f p r o d u c t i on )
When
t h e
W a t e r
f r a c t i o n
i n
t h e
e f f l u e n t
f r o m
t he
W e l l s
e x c e e d
95%.
Many
d r y
h o l e s
h a v e
b e e n
plugged
a f t e r 1 0 0% W a t e r
e f f l u e n t
was o b t a i n e d from t h e s e
p e r m e a b l e
a n d p o r o u s
s t r a t a .
[ 0 1 3 3 ] I n t h e
s e c o n d a r y
o r
t e r t i a r y c o n ? g u r a t i o n o f
t h e
p r e s e n t
i n v e n t i o n ,
t h e r e W i l l
b e ? r s t a
s e l e c t i o n
o f a n i n j e c t o r
W e l l
p a t t e r n
and
a n
e x t r a c t o r
W e l l
p a t t e r n .
W e l l s
W i l l
be
s e l e c t e d
b a s e d
o n
l o c a t i o n ,
c a s i n g c o n d i t i o n ,
a n d
c a s i n g s i Z e .
The s e l e c t e d W e l l s W i l l t h e n b e l i n e d
W i t h a n
i n s u l a t e d c a s i n g
a n d / o r l i n e r .
A
a s i n g
s h o e s e a l s t h e t h e r m a l l i n e r a b o v e t h e
p a y
s e c t i o n
f o r t h e W e l l . The e x i s t i n g p e r f o r a t i o n s o r s l o t s i n
t h e
o r i g i n a l c a s i n g c a n b e e i t h e r u t i l i Z e d o r r e - p e r f o r a t e d t o
maximize ?oW a t e s . I n
t h e
c a s e o f a n o r i g i n a l
open
h o l e
c o m p l e t i o n , a p a c k e r
W i l l
b e p l a c e d a b o v e
t he o p e n
h o l e
a n d
t h e r e s e r v o i r t h e r m a l l y
c h a r g e d
d i r e c t l y
t h r o u g h
t h e o p e n
W e l l
b o r e . P r i o r
to t h e r m a l
i n j e c t i o n ,
t h e W e l l b o r e s
c a n b e
a c i d
s t i m u l a t e d a n d / o r
f r a c t u r e d , d e p e n d i n g on
t h e
i n d i
v i d u a l W e l l ’ s p r i o r p r o d u c t i o n
h i s t o r y
a n d p e r f o r m a n c e .
[ 0 1 3 4 ]
A
o n c e n t r a t i n g S o l a r
P o W e r ( C S P )
? e l d
may b e
b u i l t
d e p e n d i n g
on t h e c o n ? g u r a t i o n
d e s i r e d
f o r
u s e o f
t h e
M a r . 9 , 2 0 0 6
p r e s e n t
i n v e n t i o n .
The i n j e c t i o n W e l l s
4
o f t h e
s y s t e m
a r e
t h e n c h a r g e d W i t h s o l a r
h e a t e d
s u p e r c r i t i c a l b r i n e s ,
h e a t e d
t o
t h e d e s i r e d
t e m p e r a t u r e ,
d e p e n d i n g
u p o n
h y d r o c a r b o n
f r a c
t u r i n g o r
o t h e r
r e q u i r e m e n t s .
[ 0 1 3 5 ]
T h e
s u p e r h e a t e d
? u i d i s t h e n
pumped i n t o
t h e
r e s e r v o i r
5 t h r o u g h t h e i n j e c t o r W e l l s 4 , e f f e c t i v e l y s t e a m
c l e a n i n g t h e r e s e r v o i r 5 a n d p u s h i n g
a r e s u l t a n t
o i l
b r i n e
m i x t u r e t o
t h e e x t r a c t i o n
W e l l s i t e s 6 . I n i t i a l l y ,
s e c o n d a r y
r e c o v e r y e x t r a c t i o n W e l l
r a t e s W i l l
be on
t h e
o r d e r o f s e v e r a l
hundred t o
a
feW
thousand
b a r r e l s o f Water and r e s i d u a l
o i l
p e r d a y . Once
c o n v e r t e d
t o b i n a r y
poWer
g e n e r a t i o n , e x t r a c
t i o n r a t e s
W i l l
b e on
t h e o r d e r
o f 1 0 , 0 0 0
b a r r e l s
( 4 2 0 , 0 0 0
g a l l o n s )
p e r
d a y
p e r
MW f
g e n e r a t i n g c a p a c i t y , f o r a
s y s t e m
d e l i v e r i n g 1 6 0 ° C . ? u i d . H i g h e r t e m p e r a t u r e
r e s e r v o i r s
5
W i l l r e q u i r e a
l o W e r
volume o f ?oW.
[ 0 1 3 6 ]
The i l
i s
s e p a r a t e d
W i t h c o n v e n t i o n a l
m e t h o d s
a n d
t h e b r i n e i s r e t u r n e d
t o
t h e
C S P .
At
a p r e d e t e r m i n e d
p o i n t
i n
t h e s e c o n d a r y o r
t e r t i a r y
p r o g r a m ,
o r s e p a r a t e
f r o m i t ,
t h e
r e s e r v o i r 5 i s c o n v e r t e d t o
a
s o u r c e
o f a r t i ? c i a l l y enhanced
g e o t h e r m a l h e a t
f o r
poWer
g e n e r a t i o n ,
W a t e r
d i s t i l l a t i o n , o r
o t h e r g e o t h e r m a l e n e r g y u t i l i Z a t i o n . O t h e r
v a r i a t i o n s
a r e
d e s c r i b e d
h e r e i n a n d
W i l l b e
a p p r e c i a t e d by t h o s e
s k i l l e d i n
t h e a r t .
[ 0 1 3 7 ] I n j e c t i o n r a t e s , l e n g t h o f t i m e n e c e s s a r y t o c h a r g e
t h e r e s e r v o i r 5 , e x t r a c t i o n r a t e s
a n d
o t h e r p a r a m e t e r s
o f
t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n a r e ? e l d
s p e c i ? c .
Each
p r o j e c t W i l l
r e q u i r e d p r e - p l a n n i n g t o m a x i m i Z e e f ? c i e n c y .
EXAMPLE I
[ 0 1 3 8 ] I n a c o n s t r u c t i v e r e d u c t i o n t o p r a c t i c e , t h e p r e s e n t
i n v e n t i o n i s
a p p l i e d t o
a d e p l e t e d g a s ? e l d f o r i m m e d i a t e
d e v e l o p m e n t o f
e l e c t r i c a l p o W e r , W a t e r d i s t i l l a t i o n ,
a n d / o r
o t h e r
t r a d i t i o n a l
g e o t h e r m a l e n e r g y u s e s .
[ 0 1 3 9 ]
On p r o j e c t
b y
p r o j e c t
b a s i s ,
i n d i v i d u a l
W e l l s may
b e
s e l e c t e d f o r
i n j e c t i o n ,
e x t r a c t i o n , o r a b a n d o n m e n t ( p l u g
g i n g
o f W e l l s
deemed u n ? t f o r
c o n v e r s i o n ,
i n
o r d e r
t o
m a i n t a i n r e s e r v o i r p r e s s u r e a n d
How
n t e g r i t y ) .
T h o s e
W e l l s
deemed n ? t f o r c o n v e r s i o n may e p l u g g e d a t l o W e r d e p t h s
and
c o n v e r t e d
t o
b r i n e
s o u r c e
W e l l s
from b r i n e
b e a r i n g
s t r a t a
W e l l a b o v e
t h e
t a r g e t e d t h e r m a l r e s e r v o i r
5 .
[ 0 1 4 0 ]
T h e s y s t e m i s t h e n c h a r g e d W i t h o i l
? e l d d i s p o s a l
b r i n e s a n d / o r n a t u r a l
s u b s u r f a c e
b r i n e s
p r o d u c e d from Z o n e s
a b o v e
a n d / o r
beloW
t h e r e s e r v o i r
5 .
I t
s h o u l d b e n o t e d
h e r e
t h a t
many
d e e p
d e p l e t e d
g a s ? e l d s i n
t he
U n i t e d S t a t e s
a l r e a d y h a v e a s i g n i ? c a n t g e o t h e r m a l
r e s e r v e , b o t t o m
h o l d
t e m p e r a t u r e s o f t e n e x c e e d i n g
1 5 0 °
C . T h i s W i l l a s s i s t t h e
e f ? c i e n c y
o f
t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n ,
a l t h o u g h
i t i s n o t
p a r a
mount.
[ 0 1 4 1 ] A o n c e n t r a t i n g S o l a r P o W e r ( C S P ) f a c i l i t y may e
b u i l t
n e a r
t h e i n j e c t o r
W e l l s 4 a n d
t h e d e s i r e d e n e r g y
u t i l i Z a t i o n modules
c o n s t r u c t e d .
The r e s e r v o i r
5 i s
t h e n
c h a r g e d a n d
t he
s y s t e m p l a c e d o n
l i n e .
A h r e e W e l l p a t t e r n
of tWo i n j e c t o r s i t e s 4 and one
e x t r a c t o r
Well
6
can run a 5
MW i n a r y
f a c i l i t y , p r o d u c e m o r e t h a n 5 0 0 , 0 0 0 g a l l o n s
o f
p o t a b l e W a t e r p e r d a y ,
o r a
combination
o f t h e
t W o . O t h e r
g e o t h e r m a l e n e r g y
u s e s
may a l s o be i n c o r p o r a t e d , a s
n e e d e d .
EXAMPLE
I I
[ 0 1 4 2 ] The p r e s e n t i n v e n t i o n c a n b e a p p l i e d t o n o n - p r o
d u c i n g
r e g i o n s o r
s t r u c t u r a l t r a p s Which h a v e p r o v e n non
8/10/2019 Patent Application Publication
http://slidepdf.com/reader/full/patent-application-publication 14/16
US 2006/0048770
A 1
p r o d u c t i v e . T h e s e p r o j e c t s W i l l
c a r r y a
r i s k
a s s o c i a t e d
W i t h
l i m i t e d d a t a a n d
t he
c o s t s o f
d r i l l i n g
W e l l s s p e c i ? c a l l y f o r
i n j e c t i o n
a n d
e x t r a c t i o n , r a t h e r
t h a n c o n v e r t i n g e x i s t i n g
W e l l s . T h e s e s i t e s
p r o v i d e
t h e
a d v a n t a g e
o f h a v i n g t h e
p o t e n t i a l
t o
e m p l o y
t h e
t e a c hi n g s o f
t h e
p r e s e n t
i n v e n t i o n ,
i n c l u d i n g b o t h e s t a b l i s h m e n t o f r i l l i n g p a t t e r n a n d b o r e h o le
d e s i g n t a i l o r e d t o s y n t h e t i c g e o t h e r m a l
i n j e c t i o n a n d e x t r a c
t i o n .
[ 0 1 4 3 ] I t s h o u l d b e
n o t e d
h e r e
t h a t d r i l l i n g
o f
W e l l s i n
s e d i m e n t a r y
b a s i n s
i s
s i g n i ? c a n t l y l e s s c o s t l y , b y a f a c t o r o f
4 , t h a n t he d r i l l i n g o f
c o m p a r a b l e d e p t h
W e l l s i n a
t r a d i t i o n a l
i g n e o u s
o r m e t a m o r p h i c g e o t h e r m a l
t e r r a i n .
[ 0 1 4 4 ]
I t i s a n t i c i p a t e d
t h a t
i n i t i a l
i m p l e m e n t a t i o n o f t h e
p r e s e n t
i n v e n t i o n
W i l l b e
u n d e r t a k e n
u t i l i Z i n g e x i s t i n g o i l
a n d g a s
? e l d s ,
d e p l e t i n g o r d e p l e t e d .
T h a t
d e v e l o p m e n t W i l l
e s t a b l i s h t h e economic p a r a m e t e r s
n e c e s s a r y
t o c o m m e r
c i a l l y o r
e c o n o m i c a l l y
expand p r o j e c t s i n t o a r e a s o r s t r u c
t u r e s n o t e x p l o i t e d f o r o i l and g a s .
[ 0 1 4 5 ] I n
t h e
a b o v e
e x a m p l e s ,
a
number
o f c o n d i t i o n s
W i l l
n e e d t o
b e d e t e r m i n e d , p r i o r t o p r o j e c t c o n s tr u c t i o n .
Most
o f
t h e s e a r e a l r e a d y knoWn f o r
p r o d u c i n g
o r
abandoned
o i l
a n d / o r g a s ? e l d s ( E x a m p l e s I a n d
I I ) .
T h e y
i n c l u d e :
[ 0 1 4 6 ]
( a )
T h e
l o c a l
s o l a r
b u d g e t n e c e s s a r y
t o
c o n s t r u c t
t h e a p p r o p r i a t e
C o n c e n t r a t i n g
S o l a r P o W e r ( C S P ) ? e l d ;
[ 0 1 4 7 ] ( b ) T h e t a r g e t
r e s e r v o i r
d e p t h — W h i l e i t
i s p o s
s i b l e
t o
u t i l i Z e r e s e r v o i r
r o c k
a b o v e 1 , 0 0 0 f e e t beloW
g r o u n d s u r f a c e , r e s e r v o i r
p r e s s u r e s a r e
b e s t m a i n t a i n e d
b y n a t u r a l l y o c c u r r i n g r o c k o v e r b u r d e n ( p r o d u c t i o n
r e s e r v o i r
d e p t h b e i n g a
m a t t e r
o f r e c o r d ) ;
[ 0 1 4 8 ]
( c ) T h e p o r o s i t y ( p o r e v o l u m e )
o f
t h e
r e s e r
voir—this i s kno W n f o r most ? e l d s and can be
d e t e r
m i n e d f r o m s o n i c
l o g s ,
c o m p e n s a t e d
n e u t r o n - f o r m a
t i o n
d e n s i t y
l o g s , c o r e s ,
o r
a
number
o f
o t h e r s o u r c e s
a l r e a d y
i n
p l a c e ;
[ 0 1 4 9 ] ( d )
T h e p e r m e a b i l i t y ( t h e a b i l i t y
o f
a ? u i d t o How
t h r o u g h
t h e p o r e s ) o f t h e s t r a t a — a g a i n , t h i s
i s
a k n o W n ,
t h r o u g h
p r o d u c t i o n
h i s t o r i e s a n d c o r e a n a l y s i s a v a i l
a b l e f o r most r e s e r v o i r s ;
[ 0 1 5 0 ]
( e ) The W a t e r s a t u r a t i o n
( t h e
a m o u n t
o f
W a t e r
c o n t a i n e d
W i t h i n t h e p o r e s ; t h e r e m a i n d e r b e i n g
h y d r o
c a r b o n s ) o f t h e s t r a t a — l o g a n a l y s i s a n d c o r e
i n f o r m a
t i o n h a s e s t a b l i s h e d
t h i s
f o r most
? e l d s ;
[ 0 1 5 1 ]
The
r e s e r v o i r l i t h o l o g y — t h i s i s a knoWn
e s t a b l i s h e d f r o m
W e l l
c u t t i n g s , c o r e a n d e l e c t r i c l o g
a n a l y s i s
I t
W i l l b e i m p o r t a n t t o a n a l y Z e c u t t i n g s f o r
p o t e n t i a l
s c a l i n g
p r o b l e m s
o r o t h e r c o n s t r a i n t s
on
t h e r
m a l
i n j e c t i o n l e v e l s . ) ;
[ 0 1 5 2 ] ( g )
T h e
o i l
t y p e — i n
t h e s e c o n d a r y o r t e r t i a r y
c o n ? g u r a t i o n o f h e s y s t e m o f h e
p r e s e n t
i n v e n t i o n , t h e
c r a c k i n g p o t e n t i a l o f t h e
s u p e r c r i t i c a l
s t e a m may b e
t a i l o r e d t o
t h e
s p e c i ? c o i l t y p e a n d t h e r m a l WindoWs
m o s t
c o n d u c i v e t o optimum e n d p r o d u c t g e n er a t i on
must be s e t ; and
[ 0 1 5 3 ]
( h )
T h e
? e l d g e o m e t r y — a g a i n , t h i s i s g e n e r a l l y
a k n o W n , e s t a b l i s h e d by
e x i s t i n g
s e i s m i c d a t a a n d W e l l
c o n t r o l
a n d
W i l l
a i d
p r o j e c t m o d e l i n g f o r maximum
r e c o v e r y e f ? c i e n c y , e s t a b l i s h b r i n e c h a r g i n g
v o l u m e s ,
a n d
e s t a b l i s h optimum
?oW a t e s .
M a r . 9 , 2 0 0 6
[ 0 1 5 4 ]
Based on
t h e W e a l t h o f ? e l d
p r o d u c t i o n
a n d
d e v e l
o p m e n t d a t a a l r e a d y
a v a i l a b l e , s y s t e m s d e v e l o p e d i n a c c o r
dance W i t h t h e p r e s e n t i n v e n t i o n may be
modeled
W i t h a
h i g h
d e g r e e o f
a c c u r a c y , p r i o r
t o p r o j e c t i m p l e m e n t a t i o n .
INDUSTRIAL APPLICABILITY
[ 0 1 5 5 ]
The m e t h o d
a n d
a p p a r a t u s
o f
t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n
may b e u s e d
f o r s t o r i n g s o l a r e n e r g y i n
a r t i ? c i a l
( s y n t h e t i c )
g e o t h e r m a l r e s e r v o i r s . T h e s y s t e m W i l l a s s i s t t h e
o i l
i n d u s t r y
i n
e x p l o i t i n g noW
n o n - p r o d u c i n g
r e s e r v e s
o f
h y d r o c a r b o n s
a n d
i n
c o n v e r t i n g
d e p l e t e d
a s s e t s a n d f u t u r e ? n a n c i a l l i a b i l i
t i e s
t o
e c o n o m i c a l l y p r o d u c t i v e r e n e W a b l e a s s e t s .
[ 0 1 5 6 ]
P r a c t i c e o f
t h e
i n v e n t i o n
a l s o p r o v i d e s a
means
f o r
s e q u e s t r a t i o n o f p r o d u c e d
o i l
? e l d
b r i n e s .
T h e p r e s e n t i n v e n
t i o n W i l l
i n c r e a s e t h e
t a r g e t
a r e a s
o f
g e o t h e r m a l i n d u s t r y
b y
a
f a c t o r
o f 4 , opening up s i g n i ? c a n t neW a r e a s
t o
t h a t
i n d u s t r y .
[ 0 1 5 7 ] The p r e s e n t i n v e n t i o n
W i l l
p r o v i d e a m a j o r neW
s o u r c e
o f
f r e s h
W a t e r
f o r a r i d
and W a t e r
s t r e s s e d
r e g i o n s
o f
t h e u n i t e d s t a t e s a n d t h e W o r l d ,
d e v e l o p i n g
a ne W i n d u s t r y
i n
W a t e r s u p p l y .
[ 0 1 5 8 ] T h e
e l e c t r o l y s i s
m o d u l e o f t h e s y s t e m o f t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n W i l l
c r e a t e
a n e W s o u r c e
o f
hydrogen
( a s
W e l l a s oxygen) and c r e a t e a v e c t o r
t o
t r a n s p o r t energy
t o
m a r k e t s b e y o n d t h e s o l a r
a u g m e n t e d
g e o t h e r m a l e n e r g y
( s a g e )
e l e c t r i c a l
t r a n s m i s s i o n g r i d
l i m i t ( W h i c h i s e x p e c t e d
t o b e a b o u t 700 m i l e s ) .
What i s c l a i m e d
i s :
1 .
A
ethod
f o r
s t o r a g e
o f
s o l a r e n e r g y
i n a
s u b s u r f a c e
g e o l o g i c
r e s e r v o i r ,
c o m p r i s i n g :
t r a n s f e r r i n g c o n c e n t r a t e d
s o l a r t h e r m a l e n e r g y
t o a
? u i d ,
t h e r e b y g e n e r a t i n g
a s u p e r c r i t i c a l
? u i d ;
i n j e c t i n g t h e s u p e r c r i t i c a l ? u i d i n t o t h e s u b s u r f a c e
g e o
l o g i c r e s e r v o i r t h r o u g h a t l e a s t o n e i n j e c t i o n W e l l , t h e
s u b s u r f a c e g e o l o g i c r e s e r v o i r c o m p r i s i n g a t l e a s t o n e
g e o l o g i c a l f o r m a t i o n s e l e c t e d
f r o m
a g r o u p c o m p r i s i n g
h i g h l y p e r m e a b l e a n d p o r o u s
s e d i m e n t a r y
s t r a t a ,
a
d e p l e t e d
h y d r o c a r b o n
? e l d ,
a
d e p l e t i n g
h y d r o c a r b o n
? e l d ,
a
d e p l e t e d o i l ? e l d ,
a d e p l e t i n g o i l ? e l d , a
d e p l e t e d g a s
? e l d a n d
a d e p l e t i n g g a s
? e l d ,
t h e r e b y
f o r m i n g a s y n t h e t i c g e o t h e r m a l
r e s e r v o i r .
2 . The method o f
c l a i m
1 , W h e r e i n t h e ? u i d i s s e l e c t e d
from
a
group comprising
a
Waste
b r i n e produced from a n
o i l
? e l d , a Waste b r i n e produced from a g a s ? e l d , and a
n a t u r a l l y - o c c u r r i n g b r i n e .
3 . The method o f c l a i m 2 , W h e r e i n
t he
b r i n e c o m p r i s e s
d i s s o l v e d
s o l i d s
W i t h
a
c o n c e n t r a ti o n o f
betWeen a b o u t
1 0 , 0 0 0 a n d 2 4 0 , 0 0 0
p a r t s
p e r
m i l l i o n .
4 . The
m e t h o d
o f c l a i m 1 , W h e r e i n ,
W h e r e
t h e g e o t h e r m a l
r e s e r v o i r i s a
d e p l e t e d
o i l ? e l d o r a d e p l e t i n g o i l ? e l d , t h e
g e o t h e r m a l r e s e r v o i r i s
l o c a t e d
a t a d e p t h betWeen a b o u t
1 , 0 0 0 f e e t t o 1 6 , 0 0 0 f e e t .
5 . The
m e t h o d
o f c l a i m 1 , W h e r e i n ,
W h e r e
t he g e o t h e r m a l
r e s e r v o i r
i s a d e p l e t e d
g a s ? e l d o r
a
d e p l e t i n g g a s
? e l d , t h e
g e o t h e r m a l
r e s e r v o i r
i s
l o c a t e d
a t a d e p t h o f a t
l e a s t
a b o u t
1 4 , 0 0 0
f e e t .
6 .
The method o f
c l a i m
2 , W h e r e i n a t e m p e r a t u r e o f
t h e
s u p e r c r i t i c a l b r i n e i s l e s s t h a n a b o u t 1 0 0 0 ° C .
7 . The method
o f
c l a i m 6 , W h e r e i n t h e
t e m p e r a t u r e o f
t h e
s u p e r c r i t i c a l b r i n e
i s b e t W e e n
a b o u t 1 2 0 °
C . a n d
1 0 0 0 °
C .
8/10/2019 Patent Application Publication
http://slidepdf.com/reader/full/patent-application-publication 15/16
US 2006/0048770
A 1
8 . The method o f c l a i m
7 ,
w h e r e i n t h e t e m p e r a t u r e o f t h e
s u p e r c r i t i c a l
b r i n e i s a b o u t 4 0 0 ° C .
9 . The method o f c l a i m
1 , Wherein
t h e
a t l e a s t one
i n j e c t i o n W e l l i s
a
W e l l b o r e p r e v i o u s l y d r i l l e d
i n t o
t h e
s u b s u r f a c e g e o l o g i c
f o r m a t i o n .
1 0 . The
m e t h o d o f c l a i m
1 , f u r t h e r
c o m p r i s i n g :
e x t r a c t i n g t h e s u p e r c r i t i c a l ? u i d f r o m
s u b s u r f a c e g e o l o g i c
r e s e r v o i r
t h r o u g h
a t l e a s t o n e e x i s t i n g
e x t r a c t i o n W e l l
b o r e .
1 1 . The m ethod
o f
c l a i m
1 ,
W h e r e i n
t h e s u p e r c r i t i c a l ? u i d
i s i n j e c t e d a t a
p r e s s u r e
i n a
r a n g e
from
a p p r o x i m a t e l y 500
p o u n d s p e r s q u a r e i n c h ( p s i )
t o a b o u t
8 , 5 0 0 p s i .
1 2 . The method o f c l a i m 1 , W h e r e i n
t he
s u p e r c r i t i c a l ? u i d
i s i n j e c t e d
a t
a
r a t e i n
a
r a n g e
betWeen
a b o u t
16,000
i t e r s
p e r
d a y
a n d 3 , 1 8 0 , 0 0 0 l i t e r s
p e r
d a y , p e r i n j e c t i o n W e l l .
1 3 . The method o f c l a i m 1 0 , W h e r e i n
t h e s u p e r c r i t i c a l
?uid
i s e x t r a c t e d
a t
a r a t e betWeen a b o u t
1 6 , 0 0 0
l i t e r s p e r
d a y a n d 3 , 1 8 0 , 0 0 0 l i t e r s p e r d ay, p e r e x t r a c t i o n W e l l
1 4 .
A
ethod f o r
s t o r a g e o f
s o l a r e n e r g y i n a
s u b s u r f a c e
g e o l o g i c
r e s e r v o i r
f o r u t i l i Z a t i o n
a t
a u t i l i Z a t i o n
f a c i l i t y ,
c o m p r i s i n g :
t r a n s f e r r i n g
c o n c e n t r a t e d
s o l a r t h e r m a l e n e r g y
t o
a b r i n e ,
t h e r e b y g e n e r a t i n g a s u p e r c r i t i c a l b r i n e ;
i n j e c t i n g t h e s u p e r c r i t i c a l b r i n e i n t o t h e s u b s u r f a c e
g e o
l o g i c r e s e r v o i r t h r o u g h a t l e a s t o n e i n j e c t i o n W e l l ,
t h e r e b y f o r m i n g a s y n t h e t i c g e o t h e r m a l r e s e r v o i r ;
e x t r a c t i n g t h e
s u p e r c r i t i c a l
b r i n e
f r o m
t h e s u b s u r f a c e
g e o l o g i c r e s e r v o i r
t h r o u g h
a t
l e a s t o n e
e x t r a c t i o n W e l l ;
a n d
p i p i n g
t he
e x t r a c t e d
s u p e r c r i t i c a l
b r i n e t o t h e u t i l i Z a t i o n
f a c i l i t y .
1 5 . The method
o f c l a i m
1 4 , W h e r e i n t h e
u t i l i Z a t i o n
f a c i l i t y
? a s h e s
t he
s u p e r c r i t i c a l
b r i n e
i n t o
s t e a m
t o
p r o d u c e
f r e s h Water With a d i s s o l v e d
s o l i d s
c o n t e n t o f betWeen about
6 0 p a r t s
p e r m i l l i o n ( p p m ) a n d 200
p a r t s
p e r m i l l i o n
1 6 . The method
o f c l a i m
1 4 , W h e r e i n t h e
u t i l i Z a t i o n
f a c i l i t y g e n e r a t e s
e l e c t r i c i t y .
1 7 .
The
method o f c l a i m 1 6 , W h e r e i n e l e c t r i c i t y i s g e n
e r a t e d
by
t r a n s f e r r i n g
h e a t
f r o m t he
s u p e r c r i t i c a l
b r i n e t o a
s e c o n d ? u i d t h a t i s expanded
t o t u r n
a
poWer g e n e r a t i n g
t u r b i n e .
1 8 . The method o f c l a i m 1 6 , W h e r e i n
t h e s u p e r c r i t i c a l
?uid s
?ashed i n t o
steam
t o
t u r n a
poWer
g e n e r a t i n g t u r b i n e .
1 9 . The method
o f c l a i m
1 4 , W h e r e i n t h e u t i l i Z a t i o n
f a c i l i t y e l e c t r o l y Z e s t h e s u p e r c r i t i c a l
b r i n e
i n t o
e l e m e n t a l
o x y g e n a n d
h y d r o g e n .
2 0 . The
m e t h o d o f c l a i m 1 5 , W h e r e i n , a f t e r t h e s u p e r c r i t i
c a l
b r i n e
i s
? a s h
d i s t i l l e d ,
r e s i d u a l h y p e r - s a l i n e
? u i d
i s
c i r c u l a t e d back i n t o
a n underground
r e s e r v o i r
o t h e r
t h a n
t h e
s u b s u r f a c e
g e o l o g i c t h e r m a l s t o r a g e r e s e r v o i r .
2 1 .
The method o f
c l a i m 1 4 , W h e r e i n t he
s u p e r c r i t i c a l
? u i d i s c o n d u c t e d t o a n d f r o m t h e s u b s u r f a c e g e o l o g i c
r e s e r v o i r
by t l e a s t
o n e
o f p r e s s u r e
? o W ,
t h e r m a l e x p a n s i o n ,
p u m p i n g , o r t h e r m a l s i p h o n i n g .
2 2 . A ethod
f o r
u t i l i Z i n g s o l a r e n e r g y
t o
e x t r a c t h y d r o
c a r b o n s
f r o m a
s u b s u r f a c e g e o l o g i c
r e s e r v o i r
a n d
f o r s t o r i n g
s o l a r e n e r g y i n t h e s u b s u r f a c e g e o l o g i c r e s e r v o i r , c o m p r i s
mg:
t r a n s f e r r i n g
c o n c e n t r a t e d s o l a r t h e r m a l
e n e r g y
t o a b r i n e ,
t h e r e b y g e n e r a t i n g a s u p e r c r i t i c a l b r i n e W i t h a p r e d e
t e r m i n e d t e m p e r a t u r e ;
M a r . 9 , 2 0 0 6
i n j e c t i n g t h e s u p e r c r i t i c a l b r i n e i n t o t h e s u b s u r f a c e
g e o
l o g i c r e s e r v o i r t h r o u g h a t l e a s t
o n e i n j e c t i o n
W e l l ,
t h e r e b y f o r m i n g a s y n t h e t i c g e o t h e r m a l r e s e r v o i r ;
r a i s i n g t h e t e m p e r a t u r e o f h y d r o c a r b o n s W i t h i n t h e
s u b
s u r f a c e g e o l o g i c
r e s e r v o i r
t o
t h e
p r e d e t e r m i n e d t e m
p e r a t u r e t o d e c r e a s e
v i s c o s i t y
o f th e h y d r o c a r b o n s ,
r e d u c e
c a p i l l a r y
a t t a c h m e n t o f
t h e
h y d r o c a r b o n s t o a n
i n t e r i o r
o f t h e
s u b s u r f a c e g e o l o g i c
r e s e r v o i r , a n d
e x t r a c t t h e
h y d r o c a r b o n s from
t h e
i n t e r i o r o f
t h e
s u b
s u r f a c e
g e o l o g i c r e s e r v o i r ;
e x t r a c t i n g t h e s u p e r c r i t i c a l b r i n e
c o n t a i n i n g
t h e
e x t r a c t e d
h y d r o c a r b o n s f r o m t h e s u b s u r f a c e g e o l o g i c r e s e r v o i r
t h r o u g h a t
l e a s t
o n e e x t r a c t i o n
W e l l ;
p i p i n g t h e e x t r a c t e d
s u p e r c r i t i c a l
b r i n e t o
t he
u t i l i Z a t i o n
f a c i l i t y .
2 3 . The method o f c l a i m
2 2 ,
W h e r e i n t h e
t e m p e r a t u r e o f
t h e
h y d r o c a r b o n s i s
r a i s e d
s u c h t h a t
t h e
h y d r o c a r b o n s
a r e
f r a c t i o n e d
i n t o
h y d r o c a r b o n s o f
s m a l l e r
m o l e c u l a r
W e i g h t .
2 4 .
A n
a p p a r a t u s
f o r
s t o r a g e
o f
s o l a r e n e r g y ,
c o m p r i s i n g :
a
s o l a r c o l l e c t o r a d a p t e d t o
t r a n s f e r
c o n c e n t r a t e d
s o l a r
t h e r m a l energy t o
a
? u i d ;
a s u b s u r f a c e
g e o l o g i c
r e s e r v o i r c o m p r i s i n g
a t l e a s t one
g e o l o g i c a l f o r m a t i o n s e l e c t e d f r o m a g r o u p c o m p r i s i n g
h i g h l y p e r m e a b l e a n d p o r o u s s e di m e n t a r y
s t r a t a , a
d e p l e t e d h y d r o c a r b o n ? e l d , a
d e p l e t i n g
h y d r o c a r b o n
? e l d ,
a
d e p l e t e d o i l ? e l d ,
a d e p l e t i n g o i l ? e l d , a
d e p l e t e d
g a s
? e l d , a n d a
d e p l e t i n g g a s
? e l d ;
a n i n j e c t i o n
W e l l e x t e n d i n g t o
t he
s u b s u r f a c e g e o l o g i c
r e s e r v o i r , e s t a b l i s h i n g a n i n l e t t o t h e s u b s u r f a c e g e o
l o g i c r e s e r v o i r ;
a n
e x t r a c t i o n W e l l e x t e n d i n g
t o t h e s u b s u r f a c e
g e o l o g i c
r e s e r v o i r ,
e s t a b l i s h i n g
a n
o u t l e t
f r o m
t h e
s u b s u r f a c e
g e o l o g i c
r e s e r v o i r ;
? r s t
p i p i n g e x t e n d i n g
f r o m t h e e x t r a c t i o n
W e l l
t o
a n
i n l e t
o f
t h e
s o l a r
c o l l e c t o r ;
s e c o n d
p i p i n g e x t e n d i n g f r o m a n
o u t l e t
o f t h e s o l a r
c o l l e c t o r
t o
t h e i n j e c t i o n
W e l l ,
W h e r e i n ? u i d i s draWn t h r o u g h
t he
? r s t
p i p i n g
t o
t h e s o l a r
c o l l e c t o r
W h e r e
t h e ? u i d i s
h e a t e d ,
t h e r e b y
c r e a t i n g a
s u p e r c r i t i c a l
? u i d , W h i c h
i s
i n j e c t e d
b a c k i n t o
t h e
s u b s u r f a c e
g e o l o g i c r e s e r v o i r t h r o u g h
t h e
s e c o n d p i p
mg.
2 5 . The
a p p a r a t u s o f
c l a i m 2 4 , W h e r e i n t h e
? u i d i s
s e l e c t e d
from
a
g r o u p c o m p r i s i n g
a
W a s t e
b r i n e produced
from
a n o i l ? e l d , a Waste b r i n e produced
from
a g a s ? e l d ,
a n d
a
n a t u r a l l y - o c c u r r i n g
b r i n e .
2 6 .
The a p p a r a t u s
o f c l a i m
2 5 ,
W h e r e i n
t h e
b r i n e
com
p r i s e s
d i s s o l v e d
s o l i d s W i t h
a c o n c e n t r a t i o n o f betWeen
a b o u t 1 0 , 0 0 0
a n d
2 4 0 , 0 0 0 p a r t s p e r m i l l i o n .
2 7 . The a p p a r a t u s o f c l a i m 2 4 , W h e r e i n , W h e r e
t he s u b
s u r f a c e g e o l o g i c r e s e r v o i r i s a d e p l e t e d o i l ? e l d o r a d e p l e t
i n g
o i l ? e l d ,
t he
s u b s u r f a c e g e o l o g i c r e s e r v o i r
i s l o c a t e d a t
a
d e p t h betWeen a b o u t 1 , 0 0 0 f e e t
t o 1 6 , 0 0 0 f e e t .
2 8 . The a p p a r a t u s o f c l a i m 2 4 , W h e r e i n , W h e r e
t he s u b
s u r f a c e g e o l o g i c r e s e r v o i r i s a d e p l e t e d g a s
? e l d
o r a
d e p l e t i n g
g a s
? e l d , t h e s u b s u r f a c e g e o l o g i c r e s e r v o i r i s
l o c a t e d
a t
a d e p t h o f
a t
l e a s t a b o u t 1 4 , 0 0 0 f e e t .
2 9 .
The a p p a r a t u s o f
c l a i m
2 5 ,
W h e r e i n
a t e m p e r a t u r e o f
t h e s u p e r c r i t i c a l ? u i d
i s
l e s s t h a n a b o u t
1 0 0 0 ° C .
8/10/2019 Patent Application Publication
http://slidepdf.com/reader/full/patent-application-publication 16/16
US 2006/0048770
A 1
3 0 .
The a p p a r a t u s
o f c l a i m 2 9 , w h e r e i n
t he
t e m p e r a t u r e o f
t h e s u p e r c r i t i c a l
? u i d i s b e t W e e n
a b o u t 1 2 0 ° C . a n d 1 0 0 0 ° C .
3 1 .
The a p p a r a t u s o f c l a i m
3 0 ,
W h e r e i n
t he
t e m p e r a t u r e o f
t he
s u p e r c r i t i c a l ? u i d i s a b o u t 4 0 0 ° C .
3 2 .
The
a p p a r a t u s
o f c l a i m
2 4 ,
W h e r e i n
t h e s u p e r c r i t i c a l
? u i d i s
i n j e c t e d
i n t o
t h e
s u b s u r f a c e g e o l o g i c r e s e r v o i r a t a
p r e s s u r e
i n a r a n g e f r o m a p p r o x i m a t e l y
500
pounds p e r
s q u a r e i n c h ( p s i ) t o a b o u t 8 , 5 0 0 p s i .
3 3 . The a p p a r a t u s
o f c l a i m
2 4 ,
W h e r e i n
t h e
s u p e r c r i t i c a l
? u i d
i s
i n j e c t e d
i n t o
t h e s u b s u r f a c e
g e o l o g i c
r e s e r v o i r a t
a
r a t e
i n a r a n g e
betWeen
a b o u t
1 6 , 0 0 0 l i t e r s
p e r day and
3 , 1 8 0 , 0 0 0
l i t e r s p e r d a y , p e r i n j e c t i o n W e l l .
3 4 . The a p p a r a t u s
o f
c l a i m 2 4 , W h e r e i n t h e
? u i d i s
e x t r a c t e d
from
t h e
s u b s u r f a c e g e o l o g i c r e s e r v o i r a t
a r a t e
b e t W e e n a b o u t
1 6 , 0 0 0 l i t e r s
p e r d a y a n d
3 , 1 8 0 , 0 0 0 l i t e r s
p e r
d a y ,
p e r
e x t r a c t i o n W e l l
3 5 . T h e a p p a r a t u s o f
c l a i m
2 4 ,
f u r t h e r c o m p r i s i n g :
a
u t i l i Z a t i o n f a c i l i t y
d i s p o s e d a l o n g a t
l e a s t
o n e
o f t h e ? r s t
p i p i n g
a n d
t h e
s e c o n d
p i p i n g .
3 6 .
The
a p p a r a t u s
o f c l a i m
3 5 ,
W h e r e i n
t he
u t i l i Z a t i o n
f a c i l i t y
? a s h e s t he s u p e r c r i t i c a l ? u i d i n t o s t e a m
t o
p r o d u c e
M a r . 9 , 2 0 0 6
f r e s h Water With
a
d i s s o l v e d s o l i d s c o n t e n t o f betWeen about
6 0 p a r t s p e r m i l l i o n
( p p m )
a n d 2 0 0 p a r t s p e r m i l l i o n ( p p m ) .
3 7 . The a p p a r a t u s o f c l a i m
3 5 ,
W h e r e i n
t he
u t i l i Z a t i o n
f a c i l i t y g e n e r a t e s
e l e c t r i c i t y .
3 8 .
The
a p p a r a t u s
o f c l a i m
3 7 ,
W h e r e i n
e l e c t r i c i t y
i s
g e n e r a t e d b y
t r a n s f e r r i n g
h e a t
f r o m t h e s u p e r c r i t i c a l ? u i d
t o
a second ?uid t h a t i s
expanded
to t u r n a poWer g e n e r a t i n g
t u r b i n e .
3 9 . The a p p a r a t u s
o f
c l a i m 3 7 ,
W h e r e i n
t h e s u p e r c r i t i c a l
?uid s
?ashed i n t o
steam
t o
t u r n a
poWer
g e n e r a t i n g t u r b i n e .
4 0 . The a p p a r a t u s
o f c l a i m
3 5 ,
W h e r e i n t h e s u p e r c r i t i c a l
? u i d
i s
a b r i n e a n d t h e u t i l i Z a t i o n f a c i l i t y e l e c t r o l y Z e s t h e
s u p e r c r i t i c a l
b r i n e i n t o e l e m e n t a l o x y g e n a n d h y d r o g e n .
4 1 .
The
a p p a r a t u s o f c l a i m 3 6 , W h e r e i n , a f t e r
t he
s u p e r
c r i t i c a l ? u i d i s ? a s h d i s t i l l e d , r e s i d u a l
h y p e r - s a l i n e
? u i d i s
c i r c u l a t e d back i n t o a n u n d e r g r o u n d r e s e r v o i r o t h e r
t h a n
t h e
s u b s u r f a c e g e o l o g i c r e s e r v o i r .
4 2 .
The a p p a r a t u s o f c l a i m
3 5 ,
W h e r e i n
t he
u t i l i Z a t i o n
f a c i l i t y
e x t r a c t s h y d r o c a r b o n s
f r o m
t h e
? u i d .
* * * * *