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

http://slidepdf.com/reader/full/patent-application-publication 3/16

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 2 0 f 2 US 2 0 0 6 / 0 0 4 8 7 7 0 A 1

2

30 3 1

27

28

8/10/2019 Patent Application Publication

http://slidepdf.com/reader/full/patent-application-publication 4/16

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 .

* * * * *