AT279795B

AT279795B - Verfahren zur unterirdischen Speicherung von Gasen

Info

Publication number: AT279795B
Application number: AT1066066A
Authority: AT
Original assignee: Oemv Ag
Priority date: 1966-11-17
Filing date: 1966-11-17
Publication date: 1970-03-25

Description

Verfahren zur unterirdischen Speicherung von Gasen
Die Verbrauchsstellen für Erdgas liegen oft sehr weit von den Gewinnungsstellen entfernt, und wenn an der Verbrauchsstelle grossräumige Speicher vorgesehen werden können, ist es möglich, die Fernleitung für den Durchschnittsbedarf zu dimensionieren, andernfalls müsste die Fernleitung für den Spitzenbedarf dimensioniert werden, was wesentlich höhere Kosten verursacht. Wenn die Verbrauchsstelle eine Industrie ist, so müsste theoretisch der Speicher einen Wochenausgleich bewirken.

Wenn die Verbrauchsstelle ein Wohnbezirk ist, in welchem die Heizung nur im Winter erforderlich ist, müsste der Speicher theoretisch einen Jahresausgleich bewirken. Solche Speicher müssen daher übermässig gross ausgebildet sein und stellen eine Feuer-und Explosionsgefahr dar.

Es wurde bereits versucht, Erdgas zum Zwecke der Speicherung in erschöpfte Erdöl-oder Erdgaslagerstätten bzw. in früher fündige Formationen einzupressen. Solche erschöpfte Sonden sind aber gerade an der Verbrauchsstelle selten vorhanden. Auch sind die geologischen und tektonischen Verhältnisse gerade in solchen Formationen, die sich für eine Speicherung anbieten, solcherart beschaffen, dass zufolge der Wechsellage von porösem und undurchlässigem Gestein und der Klüftigkeit, ein abgegrenzter Speicher nicht aufgefunden werden kann, vielmehr ein Abströmen von Gas aus dem gewählten Speicher in andere Schichten stattfinden würde.

Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren zur unterirdischen Speicherung von Gasen, u. zw. insbesondere von gasförmigen Kohlenwasserstoffen, in Hohlräumen oder porenhältigen Formationen. Sie besteht im wesentlichen darin, dass in der zur Speicherung gewählten Formation während des Einpressens der zu speichernden Gase und während der Zeitdauer der Speicherung sowie gegebenenfalls auch vor dem Einpressen derselben ein Unterdruck gegenüber dem Druck in zumindest einer benachbarten porösen Schicht erzeugt und aufrechterhalten wird. Damit wird dem gespeicherten Gas das Abwandern in andere Schichten versperrt. Auf diese Weise wird ermöglicht, an der Verbrauchsstelle grossräumige Speicher zu schaffen, welche, da sie unterirdisch sind, explosionssicher sind, und es wird ermöglicht, die Fernleitung in wirtschaftlich tragbarer Weise zu dimensionieren.

In der deutschen Patentschrift Nr. 1000307 wurde bereits vorgeschlagen, Gas unter Druck in einer innerhalb einer gasundurchlässigen geologischen Schicht herausgearbeiteten Kammer zu speichern und hiebei zweckmässig die für die Speicherung von Gas vorgesehene Kammer genügend tief innerhalb der gasundurchlässigen geologischen Schicht herzustellen. Hiefür geeignete gasundurchlässige geologische Schichten liegen jedoch im Bereiche der grössten Verbrauchsstellen nur selten oder in praktisch nicht zugänglicher Tiefe vor.

Ein weiterer bekannter Vorschlag zur unterirdischen Speicherung von Gasen in porösen geologischen Formationen ist in der USA-Patentschrift Nr. 3, 152, 640 beschrieben und besteht im Einpressen und Abfördern einer Sperrflüssigkeit über ringförmig oder in Linie um die gespeicherte Gasblase gesetzte Hilfsbohrungen, um mittels der so erzwungenen Strömung um die gespeicherte Gasblase eine hydrodynamische Barriere innerhalb der Speicherformation zu bilden.

Bei diesem bekannten Vorschlag bleibt jedoch unberücksichtigt, welche Massnahmen zu treffen sind, wenn benachbart der porösen Speicherformation weitere poröse Formationen liegen und mit Zerklüftungen und Verwerfungen innerhalb der geologischen Formation gerechnet werden muss.

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Kontrolle möglich, ob Gas in ungewollter Weise aus der zur Speicherung herangezogenen Formation ausströmt.

Die Zeichnung zeigt ein Beispiel eines solchen Speichers.

Durch an sich bekannte geologische Untersuchungen kann eine poröse Formation
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unmöglich gemacht.

Um diesen Unterschied gegenüber dem Druck der Umgebung sicherzustellen, weist nun die Sonde - auch im Bereich der Formation --4-- Perforierungen --10-- auf, durch welche Wasser eingepresst und dadurch der Druck in der Formation --4-- erhöht wird. Das Gas kann somit nicht nach oben abwandern. Nach unten ist ein Abwandern des Gases nicht zu befürchten.
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Das Abpumpen von Schichtwasser aus der Formation-l-und das Einpressen von Flüssigkeit in die Formation--4 bzw. 12-kann ohne weiteres durch die Hilfsbohrungen --8-- erfolgen, wobei einfach in üblicher Weise Packer und gegebenenfalls Steigleitungen vorgesehen werden.

Die Lokalisierung von Fehlstellen im Speicher kann beispielsweise nach der österr. Patentschrift Nr. 246673 oder gemäss der österr. Patentschrift Nr. 246443 vorgenommen werden. Gemäss ersterer Patentschrift können Wassereinbrüche in die zur Speicherung vorgesehene Formation festgestellt werden und gemäss der zweitgenannten Patentschrift ist es möglich, sonstige störende Flüssigkeitsströmungen zu orten.

Die Durchlässigkeit der zur Speicherung vorgesehenen Formation, vorzugsweise in der Umgebung der Hauptbohrung, kann beispielsweise gemäss der österr. Patentschrift Nr. 201013 erhöht werden, so dass dem Speicher das zu speichernde Gas mit grösserer Geschwindigkeit zugeführt und dem Speicher auch mit grösserer Geschwindigkeit Gas entnommen werden kann.

Eine Verfestigung des sondennahen Bereiches, u. zw. sowohl des Bereiches in der Nähe der Hauptbohrung als auch der Hilfsbohrungen, kann beispielsweise gemäss der österr. Patentschriften Nr. 199147, Nr. 204491 und Nr. 206844 erreicht werden.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur unterirdischen Speicherung von Gasen, insbesondere gasförmigen Kohlenwasserstoffen in Hohlräumen oder porenhältigen Formationen, d a d u r c h g e k e n n zeichnet, dass in der zur Speicherung gewählten Formation während des Einpressens der zu speichernden Gase und während der Zeitdauer der Speicherung sowie gegebenenfalls auch vor dem Einpressen derselben ein Unterdruck gegenüber dem Druck in zumindest einer benachbarten porösen Schicht erzeugt und aufrechterhalten wird.
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Claims

<Desc/Clms Page number 4> gewählte geologische Formation etwa an der Kulminationsstelle durch wenigstens eine zur Zuführung der zu speichernden Gase dienende Hauptbohrung erschlossen und an wenigstens einer Stelle, welche tiefer als die Kulminationsstelle liegt, durch wenigstens eine Hilfsbohrung angeschnitten wird, durch welche Schichtwasser aus der zur Speicherung gewählten Formation abgepumpt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in porösen Formationen, welche oberhalb der hangenden dichten Schicht und zweckmässig auch unterhalb der liegenden dichten Schicht, die die zur Speicherung gewählte Formation begrenzen, liegen, über das Ausmass des Speicherdruckes in der zur Speicherung gewählten Formation, beispielsweise durch Einpressen von Wasser, vorzugsweise durch die Hilfsbohrungen, erhöht wird. EMI4.1 Einpumpen von in der Tiefbohrtechnik bekannten verzögert wirkenden gesteinslösenden Chemikalien, wie Amidosulfonsäure, durch die Hauptbohrung in die zur Speicherung gewählte Formation die Hohlstellen der Formation erweitert werden.

EMI4.2 Einpressen der zu speichernden Gase eine oberflächenaktive Flüssigkeit, zweckmässig Wasser mit einem Zusatz eines Netzmittels, in die Formation, vorzugsweise über die Hauptbohrung, eingepresst wird. EMI4.3 besteht.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der oberflächenaktiven Flüssigkeit ein Desinfektionsmittel zugesetzt wird. EMI4.4 ein nichtionisches und biologisch nicht angreifbares Mittel, wie beispielsweise Alkylphenolpolyglykol- äther verwendet wird. EMI4.5 Umkreis der Hauptbohrung Kontrollbohrungen abgeteuft werden, welche die zur Speicherung der Gase gewählte Formation anschneiden, und dass Markierungsstoffe durch die Hauptbohrung eingepresst werden, wobei durch die Kontrollbohrungen zeitweise Proben aus der zur Speicherung gewählten Formation entnommen werden.