DD253983A1

DD253983A1 - PROCESS FOR THE END STORAGE OF SALT SOLUTIONS

Info

Publication number: DD253983A1
Application number: DD29681686A
Authority: DD
Inventors: Klaus Poschke; Arnold Schwandt; Horst Osswald; Wilhelm Gilch; Helga Griesbach; Rainer Rohleder
Original assignee: Gasanlagen Mittenwalde Veb K
Priority date: 1986-11-28
Filing date: 1986-11-28
Publication date: 1988-02-10

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Endlagerung von Salzloesungen in geeigneten geologischen Formationen. Das Ziel der Erfindung ist die Endlagerung von industriell anfallenden Salzloesungen in klueftig-poroesen geologischen Formationen, vorzugsweise mit muldenfoermiger Ausbildung. Erfindungsgemaess soll die Endlagerung industriell anfallender, nicht nutzbarer Salzloesungen in geeigneten geologischen Formationen so erfolgen, dass eine statische Druckerhoehung im Reservoir ausgeschlossen oder minimiert wird. Hierzu werden die Salzloesungen ueber Verpressbohrungen in klueftig-poroese, vorzugsweise muldenfoermig ausgebildete und im Hangenden/Liegenden hinreichend abgedichtete geologische Formationen injiziert, gleichzeitig werden die verdraengten geringmineralisierten Schichtwassermengen ueber foerdertechnisch installierte Bohrungen entnommen und in die Vorflut abgeleitet oder genutzt. Der Verpress-/Foerderprozess ist mit einer raeumlichen, druckmaessigen und stofflichen Kontrolle der in die geologische Formation injizierten Salzloesungen verbunden.The invention relates to the disposal of saline solutions in suitable geological formations. The object of the invention is the final disposal of industrial saline solutions in highly porous geological formations, preferably with trough-shaped training. According to the invention, the final storage of industrially produced, unusable saline solutions in suitable geological formations should be such that a static pressure increase in the reservoir is excluded or minimized. For this purpose, the saline solutions are injected via injection bores in well-porous, preferably trough-shaped and sufficiently sealed geological formations in the hanging / lying areas. At the same time, the extruded low-mineralized layered water quantities are removed via well-drilled boreholes and discharged or used in the receiving waters. The grouting process is associated with a spatial, pressure and material control of saline solutions injected into the geological formation.

Description

field of use

Es wird ein Verfahren beschrieben, das die Endlagerung von Salzlösungen in geologischen Formationen klüftig/poröser Ausbildung ermöglicht.A process is described which enables the disposal of salt solutions in geological formations of cleft / porous formation.

Characteristic of the known technical solutions

In verschiedenen Industriezweigen anfallende, nicht nutzbare Salzlösungen sind zu beseitigen. Die Beseitigung erfolgt durch Ableitung in die Vorflut, durch Verpressung in geeignete geologische Formationen oder, in begrenztem Umfang, durch Fluten bergmännisch aufgefahrener Hohlräume zum Zweck iher Endverwahrung.In various industries arising, unusable salt solutions are eliminated. The disposal is carried out by discharging into the receiving waters, by pressing into suitable geological formations or, to a limited extent, by mining-excavated cavities for the purpose of final disposal.

Die Einleitung von Salzlösungen in die Vorflut stellt eine hohe Umweltbelastung dar und ist, obwohl international bereits langjährig in Anwendung, keine Dauerlösung.The introduction of saline solutions into the floodwater is a high environmental impact and, although used internationally for many years, is not a permanent solution.

Der durch bergmännische Auffahrungen gewonnene Hohlraum sthet nur in geringem Maße für die Endlagerung von Salzlösungen zur Verfügung.The obtained by mining collisions cavity is available only to a small extent for the disposal of salt solutions available.

Deshalb wird dem Verpressen von Salzlösungen in geologische Formationen der Vorrang gegeben.Therefore, the pressing of salt solutions in geological formations is given priority.

Bei den bisher angewandten Verfahren der Verpressung in geologische Formationen kam es, in Abhängigkeit von Reservoirtyp und seinen Strömungsparametern, von der Art des Verpreßmediums und vom technologischen Regime der Injektion zu bleibenden oder lanandauernden Druckerhöhung.Depending on the type of reservoir and its flow parameters, the type of injection medium and the technological regime of injection have led to permanent or permanent pressure increases in the previously used methods of injection into geological formations.

Beim „offenen Reservoirtyp" entstehen durch den Verdrängungsprozeß Salzlösung-Schichtwasser dynamische Druckbelastungen, die sich langfristig wieder abbauen.In the "open reservoir type", the displacement process of saline layered water creates dynamic pressure loads, which degrade over the long term.

Beim „geschlossenen Reservoir" verbleibt durch den Verdrängungsprozeß eine Druckerhöhung, die insgesamt verpreßbare Menge an Salzlösung wird durch die Elastizitätskapazität der SpeicherschichtIn the "closed reservoir" remains by the displacement process an increase in pressure, the total amount of salt solution that can be pressed is determined by the elasticity capacity of the storage layer

VeI = C* · V_G · Δρ KVeI = C * V _G · Δρ K

bestimmt (siehe Liste der Bezugszeichen).determined (see list of reference numerals).

Auch schließt ein bekanntes Verfahren der Zwischenspeicherung von Salzlösungen in geologischen (Mulden-)Strukturen die genannten Nachteile nicht völlig aus: es kommtzu zeitlich begrenzten Druckbelastungen im Reservoir; in günstigen Zeiten wird die rückgeförderte Salzlösung in die Vorflut abgeleitet.Also, a known method of intermediate storage of salt solutions in geological (well) structures does not completely exclude the disadvantages mentioned: there are temporary pressure loads in the reservoir; In favorable times, the recirculated saline solution is discharged into the receiving waters.

Alle bisher bekannten Verfahren der Verpressung von Salzlösungen in geologische Formationen führen zu wechselnden und flächenhaft unterschiedlich wirkenden Druckänderungen im Reservoir. Daraus resultieren in Gebieten mit intensiver Bergbautätigkeit zusätzliche Belastungen im Hangenden bzw. Liegenden der Grubenbaue, was eine Beeinträchtigung der Bergbausicherheit darstellen kann.All previously known methods of pressing saline solutions into geological formations lead to changing and areally differently acting pressure changes in the reservoir. As a result, in areas with intensive mining activities, additional burdens in the hanging or lying areas of the mines, which may affect the safety of mining.

Zur Abwendung dieses Nachteils ist es erforderlich, das Injektionsregime so zu steuern, daß vorgegebene DruckbelastungenTo avert this disadvantage, it is necessary to control the injection regime so that predetermined pressure loads

nicht überschritten werden. ' «not be exceeded. ''

Beim „offen Reservoirtyp" ergeben sich dadurch Einschränkungen für die Injektionsraten, biem „geschlossenen Reservoirtyp" wird der effektive Speicherraum unter Beachtung solcher Forderungen von vornherein erheblich eingeschränkt.With the "open reservoir type", this results in restrictions for the injection rates; in the case of the "closed reservoir type", the effective storage space is considerably limited from the outset, taking into account such requirements.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren, das die Endlagerung von Salzlösungen in geologischen Formationen ohne weitreichende, bleibende oder langandauernde Druckerhöhung im Reservoir gewährleistet.The aim of the invention is a method which ensures the disposal of salt solutions in geological formations without far-reaching, lasting or long-lasting pressure increase in the reservoir.

Explanation of the essence of the invention

Zur Abwendung der Nachteile der bekannten Verfahren zur Beseitigung industriell anfallender, nicht nutzbarer Salzlösungen wird, erfindungsgemäß, deren Endlagerung in aufnahmefähigen klüfigporösen geologischen Formationen, insbesondere in solchen mit muldenförmiger Ausbildung, ohne daß dabei eine weitreichende, bleibende oder langandauernde Druckerhöhung eintritt, vorgeschlagen.In order to avert the disadvantages of the known methods for the removal of industrially accruing, unusable saline solutions, according to the invention, their final disposal in receptive geophysical geological formations, especially in such trough-shaped training, without causing a far-reaching, lasting or long-lasting pressure increase, proposed.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird die zur Endlagerung vorgesehene Salzlösung über einS Rohrleitung herangeführt und mittels Verpreßpumpen über eine ödere mehrere Sonden in die ausgewählte geologische Formation verpreßt.In the proposed method, the saline solution intended for final disposal is introduced via a pipeline and compressed by means of injection pumps via a plurality of probes into the selected geological formation.

Bei derVerpressung der Salzlösungen wird das im Speicherhorizont vorhandene Schichtwasser geringerer Mineralisation verdrängt und über mehrere, für die Förderung entsprechend installierte Sonden entnommen und über eine Rohrleitung in die Vorflut abgeleitet oder einer Nutzung zugeführt.During the squeezing of the salt solutions, the stratum water of lower mineralization present in the storage horizon is displaced and removed via a plurality of probes correspondingly installed for the extraction and discharged into the receiving waters via a pipeline or fed to a utilization.

Der für die Endlagerung der Salzlösungen benötigte effektive Speicherraum wird mittels Austausch des geringer mineralisierten Schichtwasser durch die Salzlösung geschaffen, es kommt somit zu keiner bleibenden und keiner weitreichenden Druckerhöhung im Reservoir, die beim VerpreßWerdrängungsprozeß auftretenden Druckerhöhungen sind räumlich begrenzt, bei Unterbrechung oder Beendigung des Verpreßvorganges fallen die (dynamischen) Drücke schnell bis auf die initialen Werte ab.The required for the disposal of the salt solutions effective storage space is created by replacing the lower mineralized layer water by the saline solution, there is thus no permanent and no far-reaching pressure increase in the reservoir, the pressure increases occurring during VerpreßWerdrängungsprozeß are spatially limited, fall in the event of interruption or termination of the pressing the (dynamic) pressures quickly down to the initial values.

Mit den Fördersonden sowie weiteren Beobachtungssonden im Speicherhorizont und oberhalb der Speicherabdeckung werden Energie- und Massetransport kontrolliert.With the conveyor probes and other observation probes in the storage horizon and above the storage cover energy and mass transport are controlled.

Die Förderung der gering mineralisierten Schichtwässer erfolgt bevorzugt artesisch, ist aber auch abhängig von den geologischen und standortmäßigen Bedingungen mittels Tiefpumpen, Gas- oder Kompressorlift möglich. Das beschriebene Verfahren kann auch entsprechend den geologischen und standortmäßigen Bedingungen durch Nutzung der Randbohrungen für die Verpressung der Salzlösungen und der zentralen Bohrungen für die Schichtwasserförderung angewendet werden.The promotion of the low mineralized stratum water is preferably artesian, but is also possible depending on the geological and site conditions by means of deep pumps, gas or compressor lift. The method described can also be applied in accordance with the geological and site conditions by using the edge holes for the salt solution injection and the central boreholes for the layered water production.

Auch andere räumliche Anordnungen der Verpreß-/Entnahmebohrungen für den beschriebenen Austauschprozeß Salzlösung-Schichtwasser sind möglich.Other spatial arrangements of the injection / removal holes for the described exchange process salt solution-layer water are possible.

Das Regime des Verpreß-, Verdrängungs- und Förderprozesses ist übereinstimmend mit den geologischen Bedingungen, den Bedarfsanforderungen des Anwenders und abhängig von den Möglichkeiten zur Ableitung oder Nutzung der geförderten geringmineralisierten Schichtwässer regelbar.The regime of the injection, displacement and production process is consistent with the geological conditions, the user's requirements and depending on the possibilities for the discharge or use of the extracted low-mineralized stratum water.

Ausführungsbeispiel (Fig. 1)Embodiment (FIG. 1)

Eine Endlagerung der aus einem Betrieb anfallenden Salzlösung ist vorgesehen. Es fallen jährlich 4 · 10⁶m³bei max.Final disposal of the saline solution resulting from operation is planned. There are 4 x 10 ⁶ m ³ per year at max.

Stundenleistungen von 600m³ an.Hourly services of 600m ³ .

Die Salzlösung wird über eine entspr. dimensionierte Rohrleitung zum Standort einer Verpreßstation geführt.The saline solution is routed via an appropriately dimensioned pipeline to the location of an injection station.

Mittels Ver-preßpumpe erfolgt über die Sondenleistungen und die Sonden 1 die Verpressung in die muldenförmige Struktur 2, die flächenhaft begrenzt ist (= geschlossener Reservoirtyp).By means of Ver-preßpumpe via the probe performance and the probes 1, the compression in the trough-shaped structure 2, which is areal limited (= closed Reservoirtyp).

Im Ergebnis entspr. hydrodynamischer Berechnungen wird der Zeitpunkt festgelegt, wann die Schichtwasserförderung über die Entnahmebohrung beginnt.As a result, according to hydrodynamic calculations, the time is determined when the stratum water production begins via the sampling bore.

Das mit bekannten Fördertechnologien gewonnene Schichtwasser wird einer Nutzung zugeführt, oder in die Vorflut abgeleitet.The layered water obtained with known conveyor technologies is fed to a use, or discharged into the receiving waters.

Nach dem beschriebenen Verfahren ergibt sich für eine Fläche F = 25 · 10^em², mit einer effektiven Mächtigkeit von h_eff = 20m und einer mittleren effektiven Porosität von 15% ein Speichervolumen von ca. 75 10^em³, d.h. die Endlagerung der anfallenden Salzlösungen ist für einen Zeitraum von 19 Jahren gegeben. Demgegenüber können nach den herkömmlichen Verfahren für die genannten Bedingungen unter Ausnutzung der Elastizitätskapazität der Speicherschicht V_e, = C* · V_G · Δ_ρ· Κ (siehe Liste derAccording to the method described results for a surface F = 25 · 10 ^e m ² , with an effective thickness of h _eff = 20m and a mean effective porosity of 15%, a storage volume of about 75 10 ^e m ³ , ie the disposal of the accumulating saline solutions is given for a period of 19 years. In contrast, can be prepared by the conventional methods for the above conditions using the elasticity capacity of the storage layer V _e = C * V · _G · _Δ ρ · Κ (see List of

Bezugszeichen) lediglich 4 10⁶m³ mit einer Druckerhöhung von 5MPa gespeichert werden!Numeral) only 4 10 ⁶ m ³ are stored with a pressure increase of 5MPa!

Claims

Process for the disposal of saline solutions in hollow structures or other deep geological formations of cleft-porous formation and with adequate sealing in the hanging and lying areas, in which introduced via a pipeline, the salt solution and pressed by means of pumps via appropriately installed probes in the selected geological formation. is characterized by the fact that at the same time displaced with the compression equivalent low mineralizedeh layer water quantities taken over conveyor technically installed probes and derived or used by a pumping station in the receiving waters.

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