DE102009038445A1

DE102009038445A1 - Process for petroleum firing

Info

Publication number: DE102009038445A1
Application number: DE102009038445A
Authority: DE
Inventors: Michael Dr. Heisel; Werner Prof. Dr. Ernst
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 2008-10-21
Filing date: 2009-08-21
Publication date: 2010-04-22
Also published as: US20100096146A1; US20100206556A1; MX2009011336A; EP2180138A2; DE102009038444A1; EA200901269A1; EP2180138A3; BRPI0904210A2

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Injektion eines Fluides in eine erdölhaltige Gesteins- oder Erdschicht mittels einer geeigneten Leitung, wobei die Leitung in die Gesteins- oder Erdschicht eingebracht wird, und das Fluid zum Zweck einer erhöhten Förderung von Erdöl aus der erdölhaltigen Gesteins- oder Erdschicht injiziert wird. Das Fluid wird über die beiden Leitungen 1 und 2 in die erdölhaltige Gesteins- oder Erdschicht injiziert. Beide Leitungen 1 und 2 sind ungefähr gleich weit von der Förderleitung 3 entfernt. Aus der Leitung 1 wird der Gasstrom G1 gepulst in die erdölhaltige Gesteins- oder Erdschicht injiziert. Aus der Leitung 2 wird der Gasstrom G2 ebenfalls gepulst in die erdölhaltige Gesteins- oder Erdschicht induziert. Dabei werden Pulslängen von ca. 20 Min. verwendet. Der zeitliche Abstand zwischen zwei Pulsen einer Injektionsleitung beträgt ca. 1 Std. Die injizierten Gasmengen G1 und G2 sind dabei jeweils in der gleichen Größenordnung. Durch die Überlagerung der gerichteten und gepulsten Gasströme G1 und G2 bildet sich ein resultierender Gasstrom G3, der sich in Richtung der Förderleitung 3 bewegt. Somit wird durch die gerichteten und gepulsten Gasströme das Erdöl in Richtung der Förderleitung 3 getrieben. In dieser Ausgestaltung der Erfindung werden abwechselnd Stickstoff und Kohlendioxid injiziert, so dass die unterschiedlichen Eigenschaften beider Gase für die Erdölförderung genutzt werden können.The invention describes a method for injecting a fluid into a petroleum-containing rock or earth layer by means of a suitable conduit, the conduit being introduced into the rock or soil layer, and the fluid for the purpose of increased production of petroleum from the petroleum-containing rock or earth layer is injected. The fluid is injected via the two lines 1 and 2 in the petroleum-containing rock or earth layer. Both lines 1 and 2 are approximately equidistant from the delivery line 3. From line 1, the gas stream G1 is pulsed injected into the petroleum-containing rock or earth layer. From the line 2, the gas stream G2 is also pulsed induced in the petroleum-containing rock or earth layer. Pulse lengths of approx. 20 min. Are used. The time interval between two pulses of an injection line is about 1 hour. The injected gas quantities G1 and G2 are in each case of the same order of magnitude. Due to the superimposition of the directed and pulsed gas flows G1 and G2, a resulting gas flow G3, which moves in the direction of the delivery line 3, is formed. Thus, the oil is driven in the direction of the delivery line 3 by the directional and pulsed gas streams. In this embodiment of the invention, nitrogen and carbon dioxide are alternately injected, so that the different properties of both gases can be used for crude oil production.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Injektion eines Fluides in eine Erdöl-haltige Gesteins- oder Erdschicht mittels einer geeigneten Leitung, wobei die Leitung in die Gesteins- oder Erdschicht eingebracht wird, und das Fluid zum Zweck einer erhöhten Förderung von Erdöl aus der Erdöl-haltigen Gesteins- oder Erdschicht injiziert wird.The The invention relates to a method for injecting a fluid into a petroleum-containing rock or earth layer by means of a suitable line, with the line in the rock or earth layer is introduced, and the fluid for the purpose of increased promotion of petroleum from the petroleum-containing rock or Earth layer is injected.

Erdöl befindet sich typischerweise in Erdöllagerstätten nahe und unterhalb der Erdoberfläche. Aus diesen Lagerstätten wird das Erdöl je nach Tiefe der Lagerstätte im Tagebau, wie in den kanadischen Ölsandfeldern, meist jedoch im Tiefbau oder mittels Bohrinseln, die ein Fördern mitten im Meer ermöglichen, gewonnen. Hauptsächlich wird Erdöl im Tiefbau gewonnen. Zu diesem Zweck werden mittels Bohrungen Förderleitungen bis zur Tiefe der Erdöllagerstätte unter die Erdoberfläche eingebracht. Über diese Förderleitung wird das Erdöl aus der Erdöllagerstätte gewonnen.oil is typically found in oil deposits near and below the surface of the earth. From these deposits depending on the depth of the deposit in the oil Open pit mining, as in the Canadian oil sands fields, but mostly in civil engineering or by means of oil rigs, which are aiding in the middle enable in the sea, won. Mainly becomes Oil extracted in civil engineering. For this purpose, by drilling Delivery lines to the depth of the oil reservoir placed under the earth's surface. About these Production line is the oil from the oil reservoir won.

Die Förderung erfolgt dabei im Wesentlichen in drei Phasen. In größerer Tiefe steht das Erdöl unter dem Druck der auflastenden Erdschichten und des gegebenenfalls assoziierten Erdölbegleitgases. In der ersten Phase lässt sich das Erdöl oft ohne weitere Maßnahmen durch den Eigendruck in der Lagerstätte fördern. Bei Nachlassen des Eigendrucks kann das Öl mit technischen Hilfsmitteln wie Tiefpumpen zutage gefördert werden.The Promotion essentially takes place in three phases. At a greater depth, the oil is below the Pressure of the buried earth layers and the possibly associated Associated gas. In the first phase can be the petroleum often without further action by the Promote self-pressure in the deposit. When easing of the autogenous pressure, the oil can with technical aids how deep pumps are revealed.

Der Eigendruck der Erdöllagerstätte alleine reicht in der Regel nach einer Förderung von 10% bis 15% der in der Lagerstätte vorhandenen Menge nicht mehr aus, um das Erdöl an die Erdoberfläche zu transportieren. Dieser Phase der primären Erdölförderung schließt sich daher die Phase der Sekundärförderung an. In dieser zweiten Phase wird der Lagerstättendruck durch das Einpressen von Wasser, Dampf oder Gas über, mittels Bohrungen ins Erdreich eingebrachte, Leitungen erhöht. Nach dem Stand der Technik wird in dieser Phase in der Regel Wasser nachgepumpt, wodurch zwischen 30% und 40% des ursprünglich in der Lagerstätte vorhandenen Öls (Original Oil In Place oder OOIP) an die Erdoberfläche gefördert werden können. Das restliche, in der Lagerstätte verbleibende, zunehmend zähe und dichte Öl erschwert eine weitere konstante Förderung. Weiteres Öl kann hier nur über spezielle Verfahren zur tertiären Erdölförderung aus der Lagerstätte gefördert werden.Of the Self-pressure of the oil reservoir alone is sufficient usually after a promotion of 10% to 15% of in the deposit is no longer available to the deposit Transport oil to the earth's surface. This phase of primary oil production Therefore, the phase of secondary funding closes at. In this second phase, the reservoir pressure by the injection of water, steam or gas over, by means Holes introduced into the ground, increased lines. According to the state of the art, water is usually pumped in at this stage, resulting in between 30% and 40% of the original in the deposit existing oil in place (OOIP) to the Earth surface can be promoted. The rest, remaining in the deposit, increasingly Tough and dense oil complicates another constant Advancement. More oil can only over here special processes for tertiary mineral oil production be extracted from the deposit.

In dieser Phase der Erdölförderung werden nach dem Stand der Technik verschiedene Fluide unter Druck mit geeigneten Leitungen in die Nähe bzw. direkt in die Lagerstätte eingepresst. Bekannt sind hierbei u. a. Wärmeverfahren wie das Einpressen von Heißwasser oder Heißdampf oder das Einpressen von Gasen wie Stickstoff und Kohlenstoffdioxid. Kohlenstoffdioxid erhöht zum einen den Druck in der Lagerstätte, löst sich aber zum anderen auch unter geeigneten Bedingungen im Erdöl. Durch das im Erdöl gelöste Kohlendioxid wird die Viskosität des Erdöls deutlich verringert und somit die Förderung verbessert.In This phase of oil production will be after the Prior art various fluids under pressure with suitable Lines in the vicinity or directly in the deposit pressed. Known here are u. a. heat method such as the injection of hot water or hot steam or the injection of gases such as nitrogen and carbon dioxide. carbon dioxide on the one hand increases the pressure in the deposit, on the other hand it dissolves under suitable conditions in petroleum. By dissolved in petroleum Carbon dioxide is the viscosity of petroleum clearly reduced and thus the promotion improved.

Ein derartiges Verfahren zur tertiären Erdölförderung wird in der Patentveröffentlichung GB 2 379 685 beschrieben. Bei dem in GB 2 379 685 beschriebenen Stand der Technik wird parallel zur Förderleitung des Erdöls eine zweite Leitung zur Zuführung eines Fluides in die Erdöllagerstätte eingebracht. Über diese zweite Leitung wird ein Fluid bestehend aus Wasser, Dampf, Dampfschaum oder Schaum, Stickstoff und/oder Kohlendioxid in die Erdöllagerstätte eingepresst. Bevorzugt wird hierbei Wasser oder eine wässrige Lösung bzw. Schaum verwendet. Die Leitung zur Injektion des Fluides, besteht nach dem in GB 2 379 685 offenbarten Stand der Technik aus zwei verschiedenen Abschnitten. Beide Abschnitte sind durch Stopfen, in der Erdölindustrie üblicherweise ”Packer” genannt, getrennt und können separat mit dem Fluid beaufschlagt werden. Über die beiden verschiedenen Abschnitte wird das Fluid in die verschiedenen Bereiche der Erdöllagerstätte derart eingepresst, dass die zugeführte Menge des Fluides zyklisch und asynchron variiert. Das Verfahren wird als besonders geeignet für Erdöllagerstätten beschrieben, die in geologischen Formationen vorkommen, welche Brüche oder Spalte aufweisen. Mit Hilfe des in GB 2 379 685 beschriebenen Verfahrens soll der Wasseranteil in dem, über die Förderleitung geförderten, Wasser-Erdöl-Gemisch unterhalb eines bestimmten Grenzwertes gehalten werden. Durch die zyklische Beaufschlagung und die in der Erdöllagerstätte vorhandenen Brüche und Spalten wird verhindert, dass eine zu große Wassermenge in die Förderleitung gelangt. Bei geeigneter Variation der Zuführraten funktionieren die Brüche und Spalten wie Drainagen, die das Wasser aus den umliegenden Schichten ableiten. Die Injektion des Fluides in die Erdöllagerstätte erfolgt dabei einfach über horizontale Löcher in der Zufuhrleitung, welche über den gesamten Umfang der Leitung verteilt sind. Das Fluid wird somit sphärisch gleichmäßig in alle Raumrichtungen verteilt aus der Zufuhrleitung gepresst.Such a process for tertiary mineral oil production is disclosed in the patent publication GB 2 379 685 described. At the in GB 2 379 685 described prior art, a second conduit for supplying a fluid is introduced into the crude oil deposit parallel to the delivery line of the petroleum. About this second line, a fluid consisting of water, steam, foam or foam, nitrogen and / or carbon dioxide is pressed into the oil reservoir. In this case, water or an aqueous solution or foam is preferably used. The line for the injection of the fluid, consists after the in GB 2 379 685 The prior art disclosed two different sections. Both sections are separated by plugs, commonly called "packers" in the petroleum industry, and can be separately charged with the fluid. The fluid is injected into the different regions of the oil reservoir via the two different sections in such a way that the supplied quantity of the fluid varies cyclically and asynchronously. The process is described as being particularly suitable for petroleum deposits that occur in geological formations that have fractures or gaps. With the help of in GB 2 379 685 described method, the proportion of water in the conveyed via the delivery line, water-petroleum mixture should be kept below a certain limit. The cyclical loading and the fractures and gaps present in the oil reservoir prevent an excessively large amount of water from entering the delivery line. With a suitable variation of the feed rates, the fractures and cracks work like drains, which drain the water from the surrounding layers. The injection of the fluid into the oil reservoir is done simply through horizontal holes in the supply line, which are distributed over the entire circumference of the line. The fluid is thus pressed spherically evenly distributed in all spatial directions from the supply line.

Nachteilig an dem bisher am Stand der Technik beschriebenen Verfahren ist jedoch der hohe Verbrauch an Fluiden. Wird beispielsweise Gas bei einem Verfahren zur tertiären Erdölförderung eingesetzt, muss es in den meisten Fällen aufwändig zur Ölquelle transportiert werden. Ein extremes Beispiel bilden hier Plattformen zur Ölförderung im Meer. Soll bei derartigen Erdölfeldern Kohlendioxid zur tertiären Erdölförderung genützt werden, muss dieses erst per Schiff oder per Pipeline zur Ölplattform gebracht werden. Bei einer alternativen Verwendung von Stickstoff zur tertiären Erdölförderung auf derartigen Plattformen müsste der Stickstoff vor Ort erzeugt werden, d. h. eine kleine Anlage zur Luftzerlegung installiert werden.A disadvantage of the method described so far in the prior art, however, is the high consumption of fluids. For example, if gas is used in a process for tertiary mineral oil production, it usually has to be transported to the source of oil in a complex manner. An extreme example here are platforms for oil production in the sea. Should be used in such oil fields carbon dioxide for tertiary oil production, this must first brought by ship or by pipeline to the oil platform who the. In an alternative use of nitrogen for tertiary oil production on such platforms, the nitrogen would have to be generated on site, ie a small installation for air separation will be installed.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verfahren der Eingangs erwähnten Art derart auszugestalten, dass der Verbrauch an Fluid minimiert wird.Of the The present invention is therefore based on the object, a method The type mentioned at the beginning to design such that the consumption of fluid is minimized.

Die vorliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Fluid diskontinuierlich in die Erdöl-haltige Gesteins- oder Erdschicht injiziert wird.The This object is achieved in that the fluid discontinuous into the petroleum-containing rock or soil layer is injected.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Fluid diskontinuierlich in die Erdöl-haltige Gesteins- oder Erdschicht injiziert. D. h., erfindungsgemäß wird das Fluid nicht über die gesamte Dauer des Verfahrens zur tertiären Erdölförderung injiziert, sondern diskontinuierlich nur in bestimmten Phasen oder Zyklen in die Erdöl-haltige Gesteins- oder Erdschicht injiziert.According to the present invention, the fluid is discontinuous in the petroleum-containing Injected rock or earth layer. D. h., According to the invention, the Fluid does not remain throughout the duration of the process to tertiary Injected crude oil production, but discontinuously only in certain phases or cycles in the petroleum-containing Injected rock or earth layer.

Im Rahmen dieser Anmeldung wird unter einer diskontinuierlichen Injektion verstanden, dass das Fluid über einen bestimmten vorgegebenen Zeitraum injiziert wird und sich diesem Zeitraum eine Phase anschließt, in der kein Fluid injiziert wird, welche wiederum von einer Phase der Fluidinjektion gefolgt wird. Eine diskontinuierliche Injektion eines Gases erfolgt somit in mehreren regelmäßigen oder unregelmäßigen Pulsen bzw. Zeiträumen. Unter der Injektion oder dem Injizieren eines Fluides wird im Rahmen dieser Anmeldung das Einpressen oder Einbringen des Fluides in die Erdöl-haltige Gesteins- oder Erdschicht verstanden.in the This application is under a discontinuous injection understood that the fluid over a given predetermined Period and this period is followed by a phase, in which no fluid is injected, which in turn is of one phase the fluid injection is followed. A discontinuous injection a gas is thus in several regular or irregular pulses or periods. Under the injection or the injection of a fluid is in the frame this application the injection or introduction of the fluid in the Petroleum-containing rock or earth layer understood.

Durch das erfindungsgemäße diskontinuierliche Injizieren des Fluides kann auf mehrere Weise Fluid gespart werden.By the discontinuous injection according to the invention The fluid can be saved in several ways fluid.

Zum einen wird Fluid gespart, weil sich in der Zeit, in der kein Fluid injiziert wird, das bereits injizierte Fluid in der Erdöl-haltigen Gesteins- oder Erdschicht ausdehnt. Das sich ausdehnende Fluid bildet somit ein Fluidkissen, welches Öl in Richtung der Förderleitung treibt, wo es gefördert werden kann. Zum anderen steigt nach dem Injizieren des Fluides die Fließgeschwindigkeit des Fluides in der Erdöl-haltigen Gesteins- oder Erdschicht an. Das Erdöl löst sich vom Gestein oder von der Erde und wird mit deutlich weniger Druck weiter gefördert. In Vergleichsversuchen hat sich überraschenderweise gezeigt, dass bei einer diskontinuierlichen erfindungsgemäßen Injektion des Fluides das Erdöl deutlich weniger an der Erdöl-haltigen Gestein- oder Erdschicht haften bleibt, als bei einer kontinuierlichen Injektion nach einem Verfahren nach dem Stand der Technik. Durch die Phasen der Nicht-Injektion gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Fluid überraschenderweise auch Öl aus der Erdöl-haltigen Gesteins- oder Erdschicht herauslösen, welches an Wasserhäutchen oder Mineralen mit großer Oberfläche in der Erdöl-haltigen Gesteins- oder Erdschicht haftet. Dieses Fluidgemisch, welches das derart herausgelöste Öl enthält, kann durch die nächste Injektion bewegt werden.To the A fluid is saved because in the time in which no fluid injected, the already injected fluid in the petroleum-containing Rock or earth stratum expands. The expanding fluid thus forms a fluid cushion, which oil in the direction of the delivery line drives where it can be promoted. On the other hand rises after injecting the fluid, the flow rate of the fluid in the petroleum-containing rock or earth layer at. The oil dissolves from the rock or from the Earth and is further promoted with significantly less pressure. In comparative experiments it has surprisingly been found that in a discontinuous inventive Injection of the fluid the petroleum significantly less at the Oil-containing rock or earth layer sticks, as in a continuous injection by a method according to the state of the art. Through the phases of non-injection according to the According to the invention, the fluid can surprisingly Also oil from the petroleum-containing rock or Dissolve the earth layer, which is on water cuticle or minerals with high surface area in the petroleum-containing Rock or earth layer adheres. This fluid mixture containing the contains such dissolved oil can be moved through the next injection.

Bevorzugt wird das Fluid gerichtet in die Erdöl-haltige Gesteins- oder Erdschicht injiziert. In dieser bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann bei gleich bleibendem Fördereffekt eine deutlich höhere Einsparung an notwendigem Fluid erreicht werden. Durch die gerichtete Injektion des Fluides, d. h. gezielte Injektion des Fluides in Richtung der Förderleitung, wird die Menge des injizierten Fluides während der Injektionsphase zusätzlich minimiert. Durch das gerichtete Injizieren erfolgt der Fluideintrag nicht mehr in den kompletten Raumwinkel, sondern nur in einen Teilbereich. Dadurch wird die Menge des injizierten Fluides minimiert. Durch die Kombination der erfindungsgemäßen diskontinuierlichen Injektion mit einer gerichteten Injektion lässt sich in dieser Ausgestaltung der Erfindung somit eine Minimierung der injizierten Fluidmenge erreichen. Durch die erfindungsgemäße diskontinuierliche Injektion bildet sich ein Fluidkissen, welches bei gerichtetem Eintrag das Erdöl in Richtung zur Förderleitung treibt, wo es über Tage gefördert werden kann. Durch die Fluidinjektion bildet sich ein Fluidkissen. Dies wird bei der erfindungsgemäßen diskontinuierlichen Injektion durch folgende Injektionen in Bewegung gesetzt. Bei einer gerichteten Injektion in dieser Ausgestaltung der Erfindung, kann dieses Fluidkissen in der Richtung von der Leitung zu einer zweiten Leitung bewegt werden, wobei die zweite Leitung als Förderleitung dient.Prefers the fluid is directed into the petroleum-containing rock or soil layer injected. In this preferred embodiment of Invention can with a constant delivery effect a achieved significantly higher savings of necessary fluid become. By the directed injection of the fluid, d. H. targeted Injection of the fluid in the direction of the delivery line, will the amount of injected fluid during the injection phase additionally minimized. By the directed injection takes place the fluid entry no longer in the entire solid angle, but only in one subarea. This will increase the amount of injected Fluids minimized. By the combination of the invention discontinuous injection with a directional injection In this embodiment of the invention thus a minimization reach the injected fluid amount. By the invention discontinuous injection forms a fluid cushion, which at directed entry the petroleum in the direction of the delivery line drives where it can be promoted for days. The fluid injection forms a fluid cushion. this will in the inventive discontinuous Injection set in motion by subsequent injections. In a directed Injection in this embodiment of the invention, this fluid pad moved in the direction from the line to a second line be, with the second line serves as a delivery line.

Bevorzugt wird das Fluid im gasförmigen Zustand injiziert. Besonders bevorzugt besteht das Fluid aus Stickstoff, Kohlendioxid und/oder gasförmigen Kohlenwasserstoffen, besonders bevorzugt Methan. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens kommen besonders bei der diskontinuierlichen Injektion von gasförmigen Fluiden zum Tragen. Gasförmige Fluide wie Stickstoff oder Kohlendioxid sind zumeist nicht in der Nähe der Erdöl-haltigen Gesteins- oder Erdschichten in ausreichenden Mengen vorhanden. Daher müssen diese gasförmigen Fluide zumeist über längere Strecken herantransportiert werden. Eine deutliche Verringerung der benötigten Fluidmengen, wie sie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eintritt, verbessert die Wirtschaftlichkeit eines Verfahrens zur Förderung von Erdöl aus einer Erdöl-haltigen Gesteins- oder Erdschicht deutlich. Dabei wird das jeweils verwendete gasförmige Fluid zweckmäßigerweise nach den Beschaffenheiten und Gegebenheiten der Erdöl-haltigen Gesteins- oder Erdschicht ausgewählt. Gasförmige Kohlenwasserstoffe vermischen sich mit dem Erdöl in der Gesteins- oder Erdschicht, verringern dadurch die Kapillarkräfte, welche das Erdöl in der Gesteins- oder Erdschicht festhalten und erleichtern so den Transport zur Förderleitung. Ein ähnlicher Effekt tritt bei der Verwendung von gasförmigem Kohlendioxid auf. Gasförmiges Kohlendioxid vermischt sich mit dem Erdöl und verringert die Viskosität. So wird bei der Verwendung von gasförmigem Kohlendioxid ebenfalls ein leichterer Transport des Erdöls in der Erdöl-haltigen Gesteins- oder Erdschicht erreicht.Preferably, the fluid is injected in the gaseous state. Particularly preferably, the fluid consists of nitrogen, carbon dioxide and / or gaseous hydrocarbons, more preferably methane. The advantages of the method according to the invention are particularly useful in the discontinuous injection of gaseous fluids. Gaseous fluids such as nitrogen or carbon dioxide are usually not present in the vicinity of the petroleum-containing rock or earth layers in sufficient quantities. Therefore, these gaseous fluids usually have to be transported over longer distances. A significant reduction in the amount of fluid required, as occurs in the process of the invention, significantly improves the economics of a process for extracting petroleum from a petroleum-containing rock or soil layer. The gaseous fluid used in each case is expediently selected according to the properties and conditions of the petroleum-containing rock or earth layer. Gaseous hydrocarbons mix with the petroleum in the rock or soil layer, thereby reducing the capillary forces that hold the petroleum in the rock or earth layer and thus facilitate the transport to the delivery line. A similar effect occurs with the use of gaseous carbon dioxide. Gaseous carbon dioxide mixes with the petroleum and reduces the viscosity. Thus, with the use of gaseous carbon dioxide also easier transport of petroleum is achieved in the petroleum-containing rock or soil layer.

Der wirtschaftlich billigere Stickstoff dagegen vermischt sich praktisch nicht mit dem Erdöl. Bei mehrfacher Injektion von gasförmigem Stickstoff bildet sich eine Gasfront, in die die im Erdöl enthaltenen leichten Kohlenwasserstoffe aus der Erdöl-haltigen Gesteins- oder Erdschicht hinein diffundieren. Dadurch erhöht sich die Viskosität des verbleibenden Restöls, das folglich schwerer aus der Gesteins- oder Erdschicht herausgelöst wird. Dieser Nachteil lässt sich dadurch beheben, dass auf die Injektionsphase eine Ruhephase folgt, in der die verbliebenen Ölpartikel Zeit haben, sich mit dem Lagerwasser zu vermischen. Dieses Gemisch kann dann bei der nächsten Injektionsphase zur Förderleitung getrieben werden. Vorteilhaft für Stickstoff ist auch, dass er auf Metalle und die Gesteins- oder Erdschicht nicht aggressiv wirkt und wegen der geringeren Dichte im Vergleich zu Kohlendioxid besonders für weniger durchlässige Gesteins- oder Erdschichten geeignet ist. Stickstoff wird dabei bevorzugt mit überstatischem Druck injiziert. Stickstoff tritt in die Lagerstätte ein und verbreitet sich in der vorgesehenen Injektionsrichtung, solange der Gasdruck bestehen bleibt. Dabei kann das im Porengefüge befindliche Restöl desorbiert und zusammen mit dem Gas durch das Porengefüge bewegt werden. Wird die Injektion unterbrochen kann sich in der Phase der Nichtinjektion sich das Stickstoffgas auch seitlich ausdehnen und damit in Porenräume eindringen, in denen Öl noch an Wasserhäutchen oder an Mineralen mit großer innerer Oberfläche haftet oder Öltröpfchen in Kleinporen vorhanden sind. Das so gebildete Öl-Wasser-Gemisch kann durch die nächste Injektion in Richtung der Förderleitung bewegt werden.Of the economically cheaper nitrogen, on the other hand, practically mixes not with the oil. With multiple injection of gaseous Nitrogen forms a gas front into which the oil contained light hydrocarbons from the petroleum-containing rock or soil layer diffuse into it. This increases the viscosity of the remaining oil, the thus more difficult to extract from the rock or soil layer becomes. This disadvantage can be remedied by that following the injection phase a resting phase in which the remaining oil particles Have time to mix with the storage water. This mixture can then at the next injection phase to the delivery line to be driven. Also beneficial for nitrogen is that it does not have an aggressive effect on metals and the rock or earth layer and especially because of the lower density compared to carbon dioxide for less permeable rock or soil layers suitable is. Nitrogen is preferred with supernatant Injected pressure. Nitrogen enters the deposit and spreads in the intended injection direction, as long as the gas pressure remains. This can be done in the pore structure Residual oil desorbed and together with the gas be moved through the pore structure. Will the injection In the noninjection phase, this can be interrupted Nitrogen gas also extend laterally and thus in pore spaces penetrate, where oil is still on water skin or on minerals with a large internal surface liable or oil droplets are present in small pores. The oil-water mixture thus formed can through the next Injection are moved in the direction of the delivery line.

Je nach Beschaffenheit der Erdöl-haltigen Gesteins- oder Erdschicht kann eine Kombination von einem oder mehreren der genannten gasförmigen Fluid zweckmäßig sein. Besonders vorteilhaft ist hierbei die Kombination von gasförmigem Kohlendioxid und gasförmigem Stickstoff. Durch die Kombination der beiden Fluide können auch die oben genannten Vorteile beider Fluide kombiniert werden.ever according to the nature of the petroleum-containing rock or earth layer may be a combination of one or more of the said gaseous Fluid be appropriate. Particularly advantageous here the combination of gaseous carbon dioxide and gaseous Nitrogen. By combining the two fluids can Also, the above advantages of both fluids are combined.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung werden gasförmige Fluide wie Kohlendioxid und flüssige Fluide wie Wasser kombiniert. In dieser Ausgestaltung der Erfindung werden Kohlendioxid und Wasser wechselseitig injiziert, das heißt auf die Injektion von Kohlendioxid, folgt eine Phase ohne Fluidinjektion, auf welche wiederum die Injektion von Wasser folgt. Dabei verursacht das injizierte Gas eine bessere Fließfähigkeit des Öls und das anschließend injizierte Wasser die Bildung von Ölbänken in den Grenzen der Gasströme, die sich mehr oder weniger mit geraden Begrenzungslinien bewegen.In Another embodiment of the invention are gaseous Fluids such as carbon dioxide and liquid fluids such as water combined. In this embodiment of the invention, carbon dioxide and Water is injected alternately, that is, on the injection of carbon dioxide, followed by a phase without fluid injection, to which again followed by the injection of water. This causes the injected Gas a better fluidity of the oil and the water then injected forms the formation of oil banks in the limits of the gas flows, which are more or less move with straight boundary lines.

Vorteilhafterweise wird das Fluid in Pulsen injiziert. In dieser Ausgestaltung der Erfindung wird das Fluid zweckmäßigerweise in regelmäßigen Pulsen vorgegebener Länge injiziert. Unter einem Puls wird dabei die Zeitspanne verstanden, von dem Beginn bis zum Stopp der Injektion des Fluides. Dabei werden zweckmäßigerweise mehrere Pulse vorgegebener Länge nacheinander injiziert. Als ebenso vorteilhaft hat sich die Injektion verschiedener Fluide bei aufeinander folgenden Pulsen erwiesen. Durch die Injektion verschiedener Fluide in aufeinander folgenden Pulsen können vorteilhafterweise die verschiedenen Wirkmechanismen und Vorteile der jeweiligen Fluide einfach miteinander kombiniert werden. So kann beispielsweise in einem ersten Puls gasförmiges Kohlendioxid injiziert und somit die Viskosität des Öls in der Erdöl-haltigen Gesteins- oder Erdschicht herabgesetzt werden. Durch die Injektion von gasförmigem Stickstoff im darauf folgenden Puls kann das Erdöl mit nunmehr geringerer Viskosität in Richtung der Förderleitung getrieben werden.advantageously, the fluid is injected in pulses. In this embodiment of the Invention, the fluid is conveniently in regular pulses of predetermined length injected. A pulse is understood as meaning the time span from the beginning to the stop of the injection of the fluid. It will be expediently several pulses of predetermined length injected in succession. As well as the injection has different fluids in successive pulses proved. By injecting different fluids in consecutive Pulses can advantageously the different mechanisms of action and advantages of the respective fluids simply combined become. For example, in a first pulse gaseous Carbon dioxide injected and thus the viscosity of the oil reduced in the petroleum-containing rock or earth layer become. By injecting gaseous nitrogen in the following pulse, the oil can now with lesser Viscosity driven in the direction of the delivery line become.

Vorteilhafterweise ist der zeitliche Abstand zwischen zwei Injektionspulsen nicht kürzer als die Pulslänge, und beträgt bevorzugt das Einfache bis Zehnfache der Pulslänge. Durch die gepulste Injektion wird erreicht, dass sich das Fluidkissen durch Erhöhung des Drucks während des Injektionsvorgangs verkleinert und anschließend wieder vergrößert. Dieser Effekt wird mit kürzer werdenden Impulslängen kleiner. Messungen haben gezeigt, dass bei zu kurzen Pulsmengen sogar ein negativer Effekt eintreten kann. In diesen Fällen tritt das injizierte Fluid im Wesentlichen wieder durch die Leitung aus, durch die das Fluid injiziert wurde, ohne dass Öl in der Erdöl-haltigen Gesteins- oder Erdschicht in Richtung der Förderleitung vorangetrieben zu haben. Daher muss auf eine hinreichende Pulsdauer geachtet werden.advantageously, the time interval between two injection pulses is not shorter as the pulse length, and is preferably the simple one to ten times the pulse length. By the pulsed injection It is achieved that the fluid cushion by increasing the pressure during the injection process and reduced then enlarged again. This Effect becomes smaller with shorter pulse lengths. Measurements have shown that too short pulse rates even a negative effect can occur. In these cases occurs the injected fluid is again substantially through the conduit, through which the fluid was injected without causing oil in the Petroleum-containing rock or earth layer in the direction of the delivery line to have driven forward. Therefore, must be on a sufficient pulse duration be respected.

Der zeitliche Abstand zwischen zwei Injektionspulsen, d. h. die Zeit in der kein Fluid injiziert wird, muss ebenfalls hinreichend lang sein. Vorteilhafterweise ist daher der zeitliche Abstand zwischen zwei Injektionspulsen nicht kürzer als die Pulslänge. Messungen haben gezeigt, dass mitunter bei kürzeren Zeiten ein negativer Effekt eintritt, d. h. das Fluid wird durch den Puls nicht in Richtung zur Förderleitung gedrückt. Längere Zeiten sind dagegen möglich. Für einen wirtschaftlich sinnvollen Betrieb wird bevorzugt ein zeitlicher Abstand zwischen zwei Injektionspulsen verwendet, der das Einfache bis Zehnfache der Pulslänge beträgt.Of the time interval between two injection pulses, d. H. the time in which no fluid is injected, must also be sufficiently long be. Advantageously, therefore, the time interval between two injection pulses not shorter than the pulse length. Measurements have shown that sometimes at shorter times a negative effect occurs, d. H. the fluid gets through the pulse not pressed in the direction of the delivery line. Longer times are possible. For one economically meaningful operation is preferred a temporal Distance between two injection pulses used, which is the simple to ten times the pulse length is.

Besonders bevorzugt wird als minimale Pulslänge die Zeit gewählt, die das Gas benötigt, um die halbe Strecke zwischen der Leitung, durch die das Fluid injiziert wird, und der Förderleitung zurückzulegen. So wird in dieser Ausgestaltung der Erfindung sichergestellt, dass das Erdöl in Richtung der Förderleitung durch das injizierte Fluid vorangetrieben wird. Wenn keine Messungen zur Fluidgeschwindigkeit in der jeweiligen Erdöl-haltigen Gesteins- oder Erdschicht vorliegen, wird eine Geschwindigkeit im Bereich von 0,5 m/min. bis 5 m/min. angenommen. Die Geschwindigkeit hängt dabei von der Porosität der jeweiligen Erdöl-haltigen Gesteins- oder Erdschicht ab. Bei Erdöl-haltigen Gesteins- oder Erdschichten mit hoher Porosität kann eine hohe Fluidgeschwindigkeit angenommen werden.Especially Preferably, the time is chosen as the minimum pulse length, which requires the gas to be halfway between the Line through which the fluid is injected, and the delivery line to cover. Thus, in this embodiment of the invention, that the oil in the direction of the delivery line through the injected fluid is propelled. If no measurements for Fluid velocity in the respective petroleum-containing rock or earth layer, will have a speed in the range of 0.5 m / min. up to 5 m / min. accepted. The speed hangs thereby of the porosity of the respective petroleum-containing Rock or earth layer. For petroleum-containing rock or high porosity earth layers, high fluid velocity may be assumed become.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird das Fluid aus mehr als einer Leitung gerichtet injiziert, wobei Pulslänge, Pulsabstand und/oder Start der Injektion bei mindestens einer Leitung verschieden von Pulslänge, Pulsabstand und/oder Start der Injektion von mindestens einer anderen Leitung ist/sind. Werden mehr als eine Leitung zur gerichteten und gepulsten Injektion von Fluidströmen in Richtung einer Förderleitung verwendet, ist es zweckmäßig, beide Fluidströme zeitlich versetzt zu injizieren. Sinnvollerweise wird dabei gewartet, dass der zuerst injizierte Fluidstrom auch tatsächlich in die Reichweite des zweiten Fluidstroms gekommen ist. Dadurch wird ein Verschieben des ersten Fluidstroms in Richtung der Förderleitung möglich. Bei zu früher oder zu später Injektion des zweiten Fluidstromes wird der kombinierte Fluidstrom an der Förderleitung vorbeigeleitet. Pulslänge, Pulsabstand und/oder Zeitpunkt der Injektionen müssen dabei so gewählt werden, dass das gesamte Fluid in Richtung der Förderleitung injiziert wird.In According to one embodiment of the invention, the fluid becomes more than one Directionally injected line, with pulse length, pulse spacing and / or start the injection at least one line different of pulse length, pulse interval and / or start of the injection from at least one other line is / are. Become more than one Line for directional and pulsed injection of fluid streams used in the direction of a pipeline, it is appropriate inject both fluid streams with a time offset. Logically, it is expected that the first injected fluid stream also actually come into the range of the second fluid stream is. This will shift the first fluid flow in the direction the promotion line possible. At too early or for later injection of the second fluid stream the combined fluid stream bypasses the delivery line. Pulse length, pulse interval and / or time of injections must be chosen so that the entire Fluid is injected in the direction of the delivery line.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung, bei der das Fluid aus zwei Leitungen injiziert wird, die beide gleich weit von der Förderleitung entfernt sind, ist es zweckmäßig die Pulse gleichzeitig und mit gleicher Pulslänge aber verschiedener Injektionsrichtung zu starten.In another embodiment of the invention, wherein the fluid from two lines are injected, both equidistant from the delivery line are removed, it is expedient the pulses simultaneously and with the same pulse length but different injection direction to start.

Zweckmäßigerweise werden die Mengen an injizierten Fluiden aus mindestens zwei Leitungen derart eingestellt, dass das injizierte Fluid aus einer ersten Leitung durch die Menge des injizierten Fluides aus mindestens einer zweiten Leitung die Richtung der Förderleitung abgelenkt wird. Die Menge an injiziertem Fluid aus der zweiten Leitung wird dabei so eingestellt, dass sie das injizierte Fluid aus der ersten Leitung in Richtung der Förderleitung umlenken kann. Die Menge des in der zweiten Leitung injizierten Fluides ist zweckmäßigerweise ähnlich der Größenordnung der Menge des injizierten Fluides aus der ersten Leitung. Bevorzugt liegt das Verhältnis der Mengen der injizierten Fluide zwischen 10:1 und 1:1. Ebenfalls wird zweckmäßigerweise die Richtung der induzierten Fluide aus mindestens zwei Leitungen derart eingestellt, dass der kombinierte Fluidstrom aus den Leitungen in Richtung der Förderleitung gerichtet ist.Conveniently, For example, the amounts of injected fluids from at least two conduits will be such adjusted that the injected fluid from a first conduit by the amount of injected fluid from at least a second one Line is deflected the direction of the delivery line. The amount of injected fluid from the second conduit becomes so adjusted that they are the injected fluid from the first conduit can deflect in the direction of the delivery line. The amount of the fluid injected in the second conduit is suitably similar the order of magnitude of the injected fluid the first line. Preferably, the ratio of Amounts of injected fluids between 10: 1 and 1: 1. Also will expediently the direction of the induced Fluids from at least two lines set such that the combined fluid flow from the lines in the direction of the delivery line is directed.

Die vorliegende Erfindung weist eine Reihe von Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik auf. Insbesondere kann die Menge induzierten Fluides für eine gleiche Förderleistung gegenüber dem Stand der Technik deutlich reduziert werden. Es wird Fluid gespart, da sich das bereits induzierte Fluid während der Phase, in der kein Fluid induziert wird, in der Erdöl-haltigen Gesteins- oder Erdschicht ausbreitet. Ferner erhöht sich phasenweise die Geschwindigkeit des induzierten Fluides in der Erdöl-haltigen Gesteins- oder Erdschicht, wodurch das Erdöl deutlich besser aus der Gesteins- oder Erdschicht herausgelöst wird als bei einem kontinuierlich mit gleicher Geschwindigkeit fließenden Fluidstrom.The The present invention faces a number of advantages the prior art. In particular, the amount can be induced Fluids for the same flow rate be significantly reduced in the prior art. It saves fluid, since the already induced fluid during the phase, in which no fluid is induced in the petroleum-containing Rock or soil layer spreads. Further increases phased the rate of induced fluid in the petroleum-containing Rock or earth layer, which makes the oil much better is dissolved out of the rock or earth layer as at a continuously flowing at the same speed Fluid flow.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigenin the The invention is based on the illustrated in the figures Embodiments explained in more detail become. Show it

1: ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Injektion eines Fluides aus zwei Leitungen, die ungefähr gleich weit von der Förderleitung entfernt sind. 1 An embodiment of the invention for injecting a fluid from two lines which are approximately equidistant from the delivery line.

2: Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Injektion eines Fluides aus zwei Leitungen, die unterschiedlich weit von der Förderleitung entfernt sind. 2 : An embodiment of the invention for the injection of a fluid from two lines that are different distances from the delivery line.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei das Fluid über die beiden Leitungen 1 und 2 in die Erdöl-haltige Gesteins- oder Erdschicht injiziert wird. Beide Leitungen 1 und 2 sind ungefähr gleich weit von der Förderleitung 3 entfernt. Aus der Leitung 1 wird der Gasstrom G1 gepulst in die Erdöl-haltige Gesteins- oder Erdschicht injiziert. Aus der Leitung 2 wird der Gasstrom G2 ebenfalls gepulst in die Erdöl-haltige Gesteins- oder Erdschicht induziert. Dabei werden Pulslängen von ca. 20 min. verwendet. Der zeitliche Abstand zwischen zwei Pulsen einer Injektionsleitung beträgt ca. 1 Std. Die injizierten Gasmengen G1 und G2 sind dabei jeweils in der gleichen Größenordnung. Durch die Überlagerung der gerichteten und gepulsten Gasströme G1 und G2 bildet sich ein resultierender Gasstrom G3, der sich in Richtung der Förderleitung 3 bewegt. Somit wird durch die gerichteten und gepulsten Gasströme das Erdöl in Richtung der Förderleitung 3 getrieben. In dieser Ausgestaltung der Erfindung werden abwechselnd Stickstoff und Kohlendioxid injiziert, so dass die unterschiedlichen Eigenschaften beider Gase für die Erdölförderung genutzt werden können. 1 shows an embodiment of the method according to the invention, wherein the fluid via the two lines 1 and 2 is injected into the petroleum-containing rock or soil layer. Both lines 1 and 2 are about the same distance from the pipeline 3 away. From the line 1 the gas stream G1 is pulsed injected into the petroleum-containing rock or soil layer. From the line 2 The gas stream G2 is also pulsed induced in the petroleum-containing rock or earth layer. Here are pulse lengths of about 20 min. used. The time interval between two pulses of an injection line is about 1 hour. The injected gas quantities G1 and G2 are each of the same order of magnitude. Due to the superimposition of the directed and pulsed gas flows G1 and G2, a resulting gas flow G3 is formed, which is directed in the direction of the delivery line 3 emotional. Thus, by the directional and pulsed gas flows, the petroleum in the direction of the delivery line 3 driven. In this embodiment of the invention, nitrogen and carbon dioxide are alternately injected, so that the different properties of both gases can be used for crude oil production.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei das Fluid über zwei Leitungen 1 und 2 in die Erdöl-haltige Gesteins- oder Erdschicht injiziert wird. In diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die beiden Leitungen 1 und 2 unterschiedlich weit von der Förderleitung 3 beabstandet. In diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung beginnt die gepulste Injektion des Fluides aus Leitung 1 vor der gepulsten Injektion des Fluides aus Leitung 2. Das heißt, die beiden Pulse aus Leitung 1 und Leitung 2 sind zeitlich versetzt. Der zeitliche Abstand zwischen einem Injektionspuls in Leitung 1 und einem Injektionspuls in Leitung 2 entspricht dabei der Zeit, die das aus Leitung 1 induzierte Fluid benötigt, um in dem Injektionsbereich des Fluides aus Leitung 2 zu gelangen. In diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Fluid über die Leitung 1 mit einer Pulslänge von drei Stunden injiziert. Nach einer Verzögerung von ca. einer Stunde wird das Fluid aus Leitung 2 mit einer Pulslänge von drei Stunden injiziert. Anschließend werden aus beiden Leitungen Pulse mit einer Pulslänge von einer Stunde injiziert. Hier werden kürzere Pulslängen verwendet, da ab dem 2. Puls das Fluidkissen im Gestein nur noch in Bewegung gebracht bzw. in Bewegung gehalten werden muss. 2 shows an embodiment of the invention, wherein the fluid via two lines 1 and 2 is injected into the petroleum-containing rock or soil layer. In this embodiment of the invention, the two lines 1 and 2 different distances from the delivery line 3 spaced. In this embodiment of the invention, pulsed injection of the fluid from conduit begins 1 before the pulsed injection of the fluid from the line 2 , That is, the two pulses from line 1 and direction 2 are offset in time. The time interval between an injection pulse in line 1 and an injection pulse in line 2 corresponds to the time, the out of line 1 induced fluid needed to be in the injection area of the fluid from conduit 2 to get. In this embodiment of the invention, the fluid is transferred via the conduit 1 injected with a pulse duration of three hours. After a delay of about one hour, the fluid is out of line 2 injected with a pulse duration of three hours. Subsequently, pulses are injected from both lines with a pulse length of one hour. Here, shorter pulse lengths are used, since from the second pulse the fluid cushion in the rock only has to be brought into motion or kept in motion.

Abhängig von der Charakteristik der jeweiligen erdölhaltigen Gesteins- oder Erdschicht ist auch eine Pulslänge von einer Stunde für die Injektion aus Leitung 1 und eine Pulslänge von 2 Stunden für die Injektion aus Leitung 2 möglich. Wenn die erdölhaltige Gesteins- oder Erdschicht in der unmittelbaren Umgebung von Leitung 1 sehr porös ist, kann sich dort sehr schnell ein Fluidkissen aufbauen. Ist die erdölhaltige Gesteins- oder Erdschicht in der Umgebung von Leitung 2 weniger porös, werden hier längere Pulslängen verwendet, da hier der Aufbau eines Fluidkissen auch länger dauert.Depending on the characteristics of the respective petroleum-containing rock or earth layer is also a pulse length of one hour for the injection from line 1 and a pulse duration of 2 hours for the injection from lead 2 possible. If the petroleum-rich rock or soil layer in the immediate vicinity of pipe 1 is very porous, can build up very quickly there a fluid pillow. Is the petroleum-rich rock or earth layer in the vicinity of pipe 2 less porous, longer pulse lengths are used here, since the construction of a fluid cushion also takes longer.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- GB 2379685 [0006, 0006, 0006, 0006]

Claims

A method of injecting a fluid into a petroleum-containing rock or soil layer by means of a suitable conduit, wherein the conduit is introduced into the rock or soil layer, and the fluid for the purpose of increased production of petroleum from the petroleum-containing rock or soil layer is injected, characterized in that the fluid is injected discontinuously into the petroleum-containing rock or soil layer.

Method according to claim 1, characterized in that that the fluid is directed into the petroleum-containing rock or soil layer is injected.

Method according to claim 1 or 2, characterized that the fluid is injected in the gaseous state.

Method according to claim 3, characterized that the fluid consists of nitrogen, carbon dioxide and / or gaseous Hydrocarbons, preferably methane, consists.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the fluid is injected in pulses.

Method according to claim 5, characterized in that that in successive pulses injected different fluids become.

Method according to claim 5 or 6, characterized that the time interval between two injection pulses is not shorter than the pulse length, preferably the simple is up to ten times the pulse length.

Method according to one of claims 5 to 7, characterized in that as minimum pulse length, the time is chosen that the gas needs halfway through Distance between the line through which the fluid is injected and the support line.

Method according to one of claims 5 to 8, characterized in that the fluid from more than one conduit directionally injected, with pulse length, pulse spacing and / or start the injection at least one line different of pulse length, pulse interval and / or start of the injection from at least one other line is / is.

Method according to claim 9, characterized in that that the amounts of induced fluids from at least two lines be adjusted so that the induced fluid from a first conduit by the amount of injected fluid from at least a second one Line is deflected in the direction of the delivery line.

Method according to claim 9 or 10, characterized that the direction of the induced fluids from at least two lines is adjusted so that the combined fluid flow from the lines directed in the direction of the delivery line.