DE102009057534A1 - Method for discharging sodium chloride brine of natural gas storage cavern, involves introducing gas into injection line for lifting brine, and continuously or discontinuously adding water for dilution of saturated brine to introduced gas - Google Patents

Method for discharging sodium chloride brine of natural gas storage cavern, involves introducing gas into injection line for lifting brine, and continuously or discontinuously adding water for dilution of saturated brine to introduced gas Download PDF

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Sebastian Boor
Rene Scheider
Botho Saalbach
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KBB Underground Technologies GmbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/28—Dissolving minerals other than hydrocarbons, e.g. by an alkaline or acid leaching agent

Abstract

The method involves installing a brine removal line (5) and an injection line (6) in a gas storage cavern (1) i.e. natural gas storage cavern. Gas is introduced into the injection line for lifting brine (8) i.e. sodium chloride brine. Water e.g. fresh water, for dilution of saturated brine to be conveyed, is continuously or discontinuously added to the introduced gas. The gas and/or the water is preheated to temperature of the brine in the cavern. The brine removal line is connected with a degassing tank (16). The injection line is arranged only up to a middle portion of the cavern. An independent claim is also included for a device for discharging brine of a cavern, comprising a cemented tubular line.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Soleentleerung von Gasspeicherkavernen, dabei insbesondere Kavernen mit großem Abstand zwischen dem Rohrschuh der letzten zementierten Rohrtour und dem Kavernenboden, bei dem in den in der Kaverne eingebauten Soleentleerungsstrang ein zusätzlicher Injektionsstrang installiert wird, über den gleichzeitig ein Gas und Wasser in den aufsteigenden Solestrom dosiert werden.The invention relates to a method for brine emptying of gas storage caverns, in particular caverns with a large distance between the pipe shoe of the last cemented pipe tour and the cavern floor, in which installed in the cavern brine drainage line an additional injection strand is installed on the same time a gas and water in be dosed the ascending brine flow.

Nach dem bisherigen Stand der Technik wird in die soltechnisch fertig gestellte und zur Gasspeicherung komplettierte Kaverne zur Gasbefüllung bzw. Soleentleerung ein Soleentleerungsstrang eingebaut. Durch Einlagerung von vorwiegend Erdgas als Speichergas wird die nach dem Solprozeß in der Kaverne befindliche Sole aus der Kaverne gefördert.According to the prior art, a brine discharge line is installed in the soltechnisch completed and completed for gas storage cavern for gas filling or emptying. By storing mainly natural gas as a storage gas, the brine which is located in the cavern after the sol process is conveyed out of the cavern.

Dieses Verfahren wird z. B. in Grote, H-W.; Schmidt, Th.: Gaserstbefüllung einer Gasspeicherkaverne, GWF Gas Erdgas, 130 (1989), Nr. 5 beschrieben.This method is z. In Grote, HW .; Schmidt, Th .: Gas filling of a gas storage cavern, GWF Gas Erdgas, 130 (1989), No. 5 described.

Bei der Soleauslagerung wird vom Kavernenboden warme, gesättigte NaCl-Sole gefördert, die während der Strömung an die Erdoberfläche sowie im Bereich des Kavernenkopfes infolge Abkühlung zur Auskristallisation von Salz führt, so dass dadurch der Strömungsquerschnitt reduziert oder vollständig blockiert werden kann.When removing the brine, warm, saturated NaCl brine is conveyed from the bottom of the cavern, which leads to the crystallization of salt during the flow to the earth's surface as well as in the area of the cavern head due to cooling, so that the flow cross-section can be reduced or completely blocked.

Dieser Effekt ist vor allem bei tiefen Kavernen mit geologisch bedingt entsprechend hohen Temperaturen besonders ausgeprägt.This effect is especially pronounced in deep caverns with geologically conditioned high temperatures.

Um diese Auskristallisationen zu vermeiden bzw. wieder aufzulösen, wird der austretenden Sole am Kavernenkopf Wasser zudosiert und der in der Kaverne befindliche Soleauslagerungsstrang insgesamt bei der Auslagerung regelmäßig durch Gegenzirkulation mit Wasser gespült.In order to avoid or re-dissolve these crystallizations, water is added to the escaping brine at the cavern head, and the brine aging brine strand in the cavern is generally flushed with water by countercirculation during the aging process.

Während dieser Spülphasen zum Beseitigen von Auskristallisationen im Soleauslagerungsstrang wird keine Sole gefördert, so dass dadurch Zeitverluste bei der Gasbefüllung von Kavernen entstehen.During these purge phases to eliminate crystallizations in the brine outfeed strand, no brine is conveyed, thereby causing time losses in the gas filling of caverns.

Neben diesen Aufwendungen und Verzögerungen infolge von Salzauskristallisationen können an Kavernen mit großem Abstand zwischen dem Rohrschuh der letzten zementierten Rohrtour und dem Kavernenboden Einschränkungen durch den maximal zulässigen Gaseinspeicherdruck auftreten.In addition to these expenses and delays as a result of Salzauskristallisationen cavities with a large distance between the tube shoe of the last cemented tube tour and the cavern floor restrictions may occur by the maximum permissible gas injection pressure.

Vor allem in der Endphase der Gasbefüllung einer Kaverne ist ein sehr hoher Gasdruck erforderlich, um die hydrostatische Solesäule bei einer Dichte der gesättigter Sole insbesondere NaCl-Sole von ca. 1,2 g/cm3 einschließlich der hydraulischen Reibungsdruckverluste vom Kavernenboden bis nach Übertage anzuheben und auszufördern.Especially in the final phase of the gas filling of a cavern, a very high gas pressure is required to raise the hydrostatic brine column at a saturated brine density, in particular NaCl brine of about 1.2 g / cm 3 including the hydraulic frictional pressure losses from the cavern floor to above ground and to carry out.

Der maximale zur Soleauslagerung zulässige Gasdruck wird dabei vor allem von der Teufe des Rohrschuhs der letzten zementierten Rohrtour bestimmt. Der Gasdruck an diesem Rohrschuh darf aus Sicherheitsgründen einen bestimmten Maximalwert nicht überschreiten, wodurch der für die Soleentleerung zulässige Gasdruck begrenzt wird. Diese Begrenzung kann mit zunehmendem Abstand zwischen dem Rohrschuh der letzten zementierten Rohrtour und dem Kavernenboden dazu führen, dass der untere Kavernenbereich nur mit sehr geringer Förderrate oder gar nicht von Sole entleert werden kann.The maximum gas pressure permissible for solar expansion is determined primarily by the depth of the pipe shoe of the last cemented pipe run. For safety reasons, the gas pressure at this pipe shoe must not exceed a certain maximum value, which limits the permissible gas pressure for emptying the brine. With increasing distance between the pipe shoe of the last cemented pipe run and the cavern floor, this limitation can lead to the lower cavern area being emptied of brine only at a very low delivery rate or not at all.

Der Abstand zwischen dem zementierten Rohrschuh und dem Kavernenboden ist vorwiegend geologisch und durch das Interesse an der Realisierung eines möglichst großen Kavernenvolumens bedingt.The distance between the cemented pipe shoe and the cavern floor is predominantly geological and due to the interest in the realization of the largest possible cavern volume.

In jüngster Vergangenheit wurde das Problem der vollständigen Soleentleerung an Gasspeicherkavernen mit großem Abstand zwischen zementiertem Rohrschuh und Kavernenboden durch Anwendung des Gasliftverfahrens allerdings nur unzureichend gelöst. Hierbei wird durch einen Injektionsstrang, der zusätzlich in dem Soleentleerungsstrang bis in Kavernenteufe installiert ist, ein Gasstrom in den Solestrom zugemischt. Durch den Gasanteil in der Sole wird die Dichte des 2-Phasengemisches deutlich unter 1,2 g/cm3 reduziert. Dieses Verfahren wird z. B. in Buschbom, K.; Clevan, M.: Dewatering a Salt Cavern Using a Submersible Pump, SMRI Paper Spring Meeting 2008, Porto, Portugal , sowie in der DE 601 04 412 beschrieben.In the recent past, however, the problem of complete brine emptying at gas storage caverns with a large distance between the cemented pipe shoe and the cavern floor by using the gas lift method was only insufficiently solved. In this case, a gas stream is mixed into the brine stream through an injection line, which is additionally installed in the brine discharge line up to cavern level. Due to the gas content in the brine, the density of the 2-phase mixture is significantly reduced below 1.2 g / cm 3 . This method is z. In Buschbom, K .; Clevan, M .: Dewatering a Salt Cavern Using a Submersible Pump, SMRI Paper Spring Meeting 2008, Porto, Portugal , as well as in the DE 601 04 412 described.

Dennoch und unabhängig davon muss beim Einsatz des Gasliftverfahrens weiterhin der Soleentleerungsstrang regelmäßig mit Wasser zur Auflösung von auskristallisiertem Salz rückgespült werden. Dieses Rückspülen wird z. B. in der DE 199 03 508 C1 als „batchweise Injektion von Süßwasser” erwähnt. Dieses Rückspülen bedeutet bei Anwendung des Gaslift-Verfahrens einen nicht unerheblichen und daher nachteiligen Zeitaufwand von mehreren Stunden und führt vor allem zu einer Unterbrechung des laufenden Gaslift-Betriebes, der im Interesse stabiler Betriebsparameter möglichst kontinuierlich verlaufen sollte. Insbesondere bei der zeitlich parallelen Soleentleerung von mehreren Gasspeicherkavernen bei Anwendung des Gaslift-Verfahrens ergibt sich für das Rückspülen ein erheblicher technischer und zeitlicher Aufwand.Nevertheless, and irrespective of this, when using the gas lift method, the brine emptying line must be regularly backwashed with water to dissolve crystallized salt. This backwashing is z. B. in the DE 199 03 508 C1 mentioned as "batchwise injection of fresh water". This backwashing means when using the gas lift method a significant and therefore disadvantageous time expenditure of several hours and above all leads to an interruption of the current gas lift operation, which should run as continuously as possible in the interest of stable operating parameters. In particular, in the temporally parallel brine emptying of several gas storage caverns when using the gas lift method results for the backwashing a considerable technical and time-consuming.

Die Unterbrechungen für das Rückspülen des Soleentleerungsstrangs verursachen insgesamt einen größeren Zeitbedarf für die Soleentleerung und sind damit wirtschaftlich besonders nachteilig, weil dadurch die jeweilige Kaverne erst später für den Gasspeicherbetrieb genutzt werden kann.The interruptions to the backwashing of the brine drainage strand overall cause a greater amount of time for the brine drainage and are therefore particularly economically disadvantageous because thereby the respective cavern can be used later for the gas storage operation.

Die gleichzeitige Injektion eines Gas-Wasser-Gemisches in eine unterirdische Formation wird in der DE 199 03 508 C1 und der US 542 14 08 A beschrieben.The simultaneous injection of a gas-water mixture in a subterranean formation is in the DE 199 03 508 C1 and the US 542 14 08 A described.

Bei der Injektion eines Gas-Wasser-Gemisches in eine unterirdische Formation bleibt der Gasdruck annähernd konstant. Bei der Injektion eines Gas-Sole-Gemisches in eine unterirdische Porenlagerstätte entsteht jedoch gegenüber einer Kaverne keine Druckentlastung und damit keine Abkühlung infolge des JOULE-THOMSON-Effekt.When injecting a gas-water mixture into an underground formation, the gas pressure remains approximately constant. When injecting a gas-brine mixture into an underground pore deposit, however, there is no pressure relief against a cavern and thus no cooling due to the JOULE-THOMSON effect.

Demgegenüber wird bei dem konventionellen Gasliftverfahren an einer Kaverne durch die starke Druckentlastung des aufsteigenden Gases von ca. 150–200 bar bis auf ca. atmosphärischen Druck, d. h. 1 bar, infolge des JOULE-THOMSON-Effektes eine deutliche Abkühlung der aufsteigenden Sole verursacht. Diese Abkühlung der Sole kann wiederum eine zusätzliche bzw. erneute Auskristallisation von Salz in dem Förderringraum hervorrufen. Hierbei können neben Steinsalz (NaCl) vor allem Begleitsalze wie Gips (CaSO4) oder Kieserit (MgSO4) auskristallisieren.In contrast, in the conventional gas lift method at a cavern by the strong pressure relief of the rising gas of about 150-200 bar to about atmospheric pressure, d. H. 1 bar, causing a significant cooling of the rising brine due to the JOULE-THOMSON effect. This cooling of the brine can in turn cause additional or recrystallization of salt in the conveyor annulus. Besides rock salt (NaCl), especially accompanying salts such as gypsum (CaSO4) or kieserite (MgSO4) crystallize out.

Darüber hinaus erfordert der regelmäßige Rückspülprozess zusätzliche Hard- und Software für das Prozessleitsystem der Kavernenanlage.In addition, the regular backwashing process requires additional hardware and software for the process control system of the cavern facility.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Effektivität und Kontinuität der Soleentleerung von Gasspeicherkavernen bei Anwendung des Gaslift-Verfahrens deutlich zu erhöhen. Des Weiteren ist eine Auskristallisation von Salz durch Abkühlung der Sole infolge des JOULE-THOMSON-Effektes zu vermeiden.The invention has the object to significantly increase the effectiveness and continuity of the brine emptying of gas storage caverns when using the gas lift method. Furthermore, a crystallization of salt by cooling the brine due to the JOULE-THOMSON effect is to be avoided.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung gemäß dem Anspruch 7 gelöst. Die Unteransprüche geben bevorzugte vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an. Die Erfindung sieht vor, dass zu dem Gas, das zum Gaslift in den Injektionsstrang eingepumpt wird, gleichzeitig Wasser zudosiert wird. Als Gas wird bevorzugt Stickstoff, Druckluft, Erdgas oder das Kavernenspeichergas eingesetzt. Besonders vorteilhaft ist die Vorwärmung des zu injizierenden Gases und/oder Wassers. Durch die vorteilhafte Vorwärmung des Liftgases und/oder des Verdünnungswassers wird die durch die Druckentspannung des injizierten Liftgases bestehende Gefahr der nachteiligen Salzauskristallisationen zuverlässig vermieden. Das Liftgas und/oder das Verdünnungswasser werden vorzugsweise auf die in-situ-Temperatur der Sole in der Kaverne vorgewärmt.This object is achieved by a method according to claim 1 and an apparatus according to claim 7. The subclaims indicate preferred advantageous embodiments of the invention. The invention provides that water is added to the gas that is pumped into the injection strand for gas lift. The gas used is preferably nitrogen, compressed air, natural gas or the cavern storage gas. Particularly advantageous is the preheating of the gas to be injected and / or water. Due to the advantageous preheating of the lift gas and / or dilution water, the risk of disadvantageous Salzauskristallisationen existing by the pressure release of the injected lift gas is reliably avoided. The lift gas and / or the dilution water are preferably preheated to the in-situ temperature of the brine in the cavern.

Überraschenderweise hat diese Zumischung von insbesondere vorgewärmtem Wasser zu einer Vermeidung bzw. zumindest zu einer deutlichen Reduzierung der Rückspülvorgänge geführt, womit eine erhebliche Zeit- und Kosteneinsparung erzielt wird. Ganz besonders effizient ist die Erfindung bei großen Kavernen mit Speichervolumina von 350.000 m3 bis über 1 Million m3 Speichervolumen sowie Kavernenhöhen von über 400 Meter. Kavernen dieser Größe können mit den bisher bekannten Verfahren drucktechnisch von Sole nicht vollständig entleert werden. Des Weiteren kann die Kavernenentleerung in nur einem Vorgang durchgeführt werden. Der zweite Vorgang – der Rückspülungs- oder die mehrfachen Rückspülungsvorgänge – entfallen.Surprisingly, this admixture of particular preheated water has led to avoidance or at least to a significant reduction in the backwashing processes, whereby a considerable time and cost savings is achieved. The invention is particularly efficient in large caverns with storage volumes of 350,000 m 3 to over 1 million m 3 storage volume and cavern heights of over 400 meters. Caverns of this size can not be completely emptied of brine with the hitherto known methods of printing. Furthermore, the cavern discharge can be carried out in only one operation. The second process - backwashing or multiple backflushing operations - is eliminated.

Durch das Zudosieren von Süß- oder Seewasser wird die Salzkonzentration der geförderten Sole unter die Sättigungsgrenze reduziert, so dass keine Auskristallisation von Salz mehr auftreten kann und das aufwendige regelmäßige Rückspülen des Soleentleerungsstrangs mit Wasser entfällt.Through the addition of fresh or seawater, the salt concentration of the promoted brine is reduced below the saturation limit, so that no crystallization of salt can occur more and the complex regular backwashing of the brine drainage with water is eliminated.

Besonders vorteilhaft für das Verfahren ist das Zudosieren von Wasser bei einer Rate von 1 m3/h–10 m3/h, wobei die zudosierte Wassermenge je nach der geförderten Solemenge eingestellt werden kann.Particularly advantageous for the process is the metered addition of water at a rate of 1 m 3 / h-10 m 3 / h, wherein the metered amount of water can be adjusted depending on the amount of brine conveyed.

Durch die Zudosierung von Wasser zu der Sole wird die Soledichte zusätzlich zu der Gasinjektion reduziert, so dass die hydraulische Effektivität des Gaslift-Verfahrens zusätzlich verbessert wird.By adding water to the brine, the brine density is reduced in addition to the gas injection, so that the hydraulic efficiency of the gas lift method is further improved.

Das zum Gaslift injizierte Gas (vorzugsweise Stickstoff) verursacht durch die starke Druckentlastung des aufsteigenden Gases von ca. 150–200 bar bis auf ca. atmosphärischen Druck infolge des JOULE-THOMSON-Effektes eine deutliche Abkühlung der aufsteigenden Sole. Diese Abkühlung verursacht wiederum eine zusätzliche bzw. erneute Auskristallisation von Salz in dem Förderringraum. Hierbei können neben Steinsalz (NaCl) vor allem Begleitsalze wie Gips (CaSO4) oder Kieserit (MgSO4) auskristallisieren.The gas injected to the gas lift (preferably nitrogen) caused by the strong pressure relief of the rising gas of about 150-200 bar to about atmospheric pressure due to the JOULE-THOMSON effect a significant cooling of the rising brine. This cooling in turn causes additional or recrystallization of salt in the conveyor annulus. Besides rock salt (NaCl), especially accompanying salts such as gypsum (CaSO4) or kieserite (MgSO4) crystallize out.

Um diese nachteiligen Salzauskristallisationen zu vermeiden, wird eine Vorwärmung des Liftgases und/oder das Verdünnungswassers vorgenommen. Das Liftgas und/oder das Verdünnungswasser sollte vorzugsweise auf die in-situ-Temperatur der Sole in der Kaverne vorgewärmt werden.In order to avoid these disadvantageous Salzauskristallisationen, a preheating of the lift gas and / or the dilution water is made. The lift gas and / or the dilution water should preferably be preheated to the in-situ temperature of the brine in the cavern.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention will be described below with reference to the 1 illustrated embodiment illustrated.

Die zur Gasspeicherung vorgesehene Kaverne 1 ist mit einer 13 3/8'' letzten zementierten Rohrtour 2 bis nach übertage ausgerüstet. Der Rohrschuh dieser Rohrtour befindet sich in einer Teufe von 1.000 m, der Kavernenboden liegt bei 1.600 m. The cavern intended for gas storage 1 is with a 13 3/8 '' last cemented tube tour 2 equipped to overground. The pipe shoe of this pipe tour is located at a depth of 1,000 m, the cavern floor is at 1,600 m.

In der Bohrung befinden sich als gastechnische Komplettierung sowie zur Soleentleerung folgende weitere Installationen:
9 5/8'' Gasförderrohrtour 3
Permanentpacker 4 zur Abdichtung zwischen letzter zementierter Rohrtour 2 und Gasförderrohrtour 3
5½''-Soleauslagerungsstrang 5
1¾'' Coiled Tubing als Injektionsstrang für Gas und Wasser 6 The following additional installations are located in the well as gas-technical completion as well as for emptying the brine:
9 5/8 '' Gas conveying tube tour 3
permanent packer 4 for sealing between the last cemented pipe trip 2 and gas production tube tour 3
5½ '' - Sole outsourcing strand 5
1¾ '' coiled tubing as injection line for gas and water 6

Die Kaverne 1 ist teilweise mit Erdgas 7 und mit Sole 8 gefüllt.The cavern 1 is partly with natural gas 7 and with brine 8th filled.

Der Kavernenkopf 9 weist folgende Anschlüsse auf:
Anschluss zur Einlagerung des Erdgases 10
Anschluss zur Auslagerung der Sole 11
Anschluss zur Injektion von Stickstoff in den Injektionsstrang für das Gaslift-Verfahren 12 und einem Stickstoff-Vorwärmer 15
Anschluss zur Injektion von Wasser in den Injektionsstrang zur Soleverdünnung 13 und einem Wasser-Vorwärmer 14 The cavern head 9 has the following connections:
Connection to the storage of natural gas 10
Connection for removal of the brine 11
Connection for injecting nitrogen into the injection string for the gaslift process 12 and a nitrogen preheater 15
Connection for injection of water into the injection line for brine dilution 13 and a water preheater 14

Das über den Anschluss 11 aus der Kaverne austretende Stickstoff-Sole-Gemisch wird in einen Entgasungstank 16 geleitet. Der für das Gaslift-Verfahren zudosierte Stickstoff wird über den Kamin 17 in die Atmosphäre abgeleitet.That over the connection 11 from the cavern leaking nitrogen-brine mixture is in a degassing tank 16 directed. The nitrogen metered in for the gaslift process is passed through the chimney 17 derived into the atmosphere.

Der 1¾'' Coiled Tubing als Injektionsstrang 6 ist bis ca. zur Kavernenmitte in den Soleauslagerungsstrang 5 eingebaut.The 1¾ '' coiled tubing as injection line 6 is up to about the cavern center in the brine outstretch line 5 built-in.

Durch Injektion von Stickstoff mit einer Rate von ca. 150 m3(Vn)/h in den 1¾'' Coiled Tubingstrang wird nach dem Gaslift-Verfahren eine Soleauslagerungsrate von ca. 80 m3/h erzeugt. Der Druck des in der Kaverne gespeicherten Erdgases 7 beträgt entsprechend einem zulässigen Druckgradienten von 0,175 bar/m am 13 3/8''-zementierten Rohrschuh 175 bar. Zusätzlich zu der Injektion von Stickstoff wird gleichzeitig Süßwasser in den 1¾'' Coiled Tubingstrang 6 mit einer Rate von 5 m3/h eingepumpt.By injection of nitrogen at a rate of about 150 m 3 (Vn) / h in the 1¾ '' Coiled Tubingstrang is generated by the gas lift method, a Soleauslagerungsrate of about 80 m 3 / h. The pressure of natural gas stored in the cavern 7 is 175 bar according to a permissible pressure gradient of 0.175 bar / m at the 13 3/8 "cemented pipe shoe. In addition to the injection of nitrogen, fresh water is simultaneously pumped into the 1¾ "coiled tubing string 6 at a rate of 5 m 3 / h.

Durch das Mischen von Sole mit einer Dichte von 1,2 g/cm3 bei einer Rate von 80 m3/h und Süßwasser mit einer Dichte von 1,0 g/cm3 bei einer Rate von 5 m3/h entsteht eine gesamte Flüssigkeitsströmung von 85 m3/h bei einer Dichte von 1,19 g/cm3. Diese Soledichte liegt unter der Sättigung von NaCl-Sole bei 20°C.By mixing brine with a density of 1.2 g / cm 3 at a rate of 80 m 3 / h and fresh water with a density of 1.0 g / cm 3 at a rate of 5 m 3 / h, an entire Liquid flow of 85 m 3 / h at a density of 1.19 g / cm 3 . This brine density is below the saturation of NaCl brine at 20 ° C.

Bei einer deutlichen Abkühlung dieser Mischsole bis unter 10°C durch die starke Druckentlastung des aufsteigenden Liftgases von ca. 200 bar bis auf atmosphärischen Druck infolge des JOULE-THOMSON-Effektes kann es jedoch auch bei einer Soledichte von 1,19 g/cm3 zu Auskristallisationen kommen.With a significant cooling of these brine to below 10 ° C by the strong pressure relief of the rising lift gas from about 200 bar to atmospheric pressure due to the JOULE-THOMSON effect, but it can also at a brine density of 1.19 g / cm 3 Crystallization come.

Die in der Kaverne 1 befindliche Sole 8 hat eine Temperatur von in etwa 30°C. Daher werden das Liftgas und/oder das Verdünnungswasser mittels eines Wasservorwärmers 14 und/oder eines Gasvorwärmers 15, vorzugsweise als Wärmetauscher ausgebildet, jeweils auf ca. 35°C vorgewärmt, so dass eine Abkühlung und Auskristallisation der in der Kavernenbohrung aufsteigenden Mischsole sicher verhindert werden.The in the cavern 1 located brine 8th has a temperature of about 30 ° C. Therefore, the lift gas and / or the dilution water by means of a water pre-heater 14 and / or a gas preheater 15 , Preferably designed as a heat exchanger, each preheated to about 35 ° C, so that a cooling and crystallization of rising in the cavern bore mixed brines are reliably prevented.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kavernecavern
22
zementierte Rohrtourcemented tube tour
33
GasförderrohrtourGas production casing string
44
Permanentpackerpermanent packer
55
SoleauslagerungsstrangSole outsourcing strand
66
Injektionsstrang für Gas und WasserInjection strand for gas and water
77
Erdgasnatural gas
88th
Solebrine
99
Kavernenkopfcaverns head
1010
Anschluss zur Einlagerung des ErdgasesConnection to the storage of natural gas
1111
Anschluss zur Auslagerung der SoleConnection for removal of the brine
1212
Anschluss zur Injektion von Stickstoff in den Injektionsstrang (6) für das Gaslift-VerfahrenConnection for the injection of nitrogen into the injection line ( 6 ) for the gas lift method
1313
Anschluss zur Injektion von Wasser in den Injektionsstrang (6) zur SoleverdünnungConnection for injection of water into the injection line ( 6 ) for brine dilution
1414
Wasser-VorwärmerWater-heater
1515
Stickstoff-VorwärmerNitrogen preheater
1616
Entgasungstankdegassing tank
1717
Kaminfireplace

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 60104412 [0012] DE 60104412 [0012]
  • DE 19903508 C1 [0013, 0015] DE 19903508 C1 [0013, 0015]
  • US 5421408 A [0015] US 5421408 A [0015]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Grote, H-W.; Schmidt, Th.: Gaserstbefüllung einer Gasspeicherkaverne, GWF Gas Erdgas, 130 (1989), Nr. 5 [0003] Grote, HW .; Schmidt, Th .: Gas filling of a gas storage cavern, GWF Gas Erdgas, 130 (1989), No. 5 [0003]
  • Buschbom, K.; Clevan, M.: Dewatering a Salt Cavern Using a Submersible Pump, SMRI Paper Spring Meeting 2008, Porto, Portugal [0012] Buschbom, K .; Clevan, M .: Dewatering a Salt Cavern Using a Submersible Pump, SMRI Paper Spring Meeting 2008, Porto, Portugal. [0012]

Claims (10)

Verfahren zur Soleentleerung einer Kaverne, in der ein Soleentleerungsstrang (5) sowie ein Injektionsstrang (6) in dem Soleentleerungsstrang (5) eingebaut wird, wobei ein Gas in den Injektionsstrang (6) für das Liften der Sole eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem eingeleiteten Gas gleichzeitig Wasser zur Verdünnung der zu fördernden gesättigten Sole zudosiert wird.Method for emptying the brine of a cavern in which a brine emptying line ( 5 ) as well as an injection strand ( 6 ) in the brine discharge line ( 5 ), with a gas in the injection string ( 6 ) is introduced for the lifting of the brine, characterized in that the introduced gas is added at the same time water for diluting the saturated brine to be pumped. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gas Süßwasser zur Verdünnung der geförderten gesättigten Sole, vorzugsweise NaCl-Sole zudosiert wird.A method according to claim 1, characterized in that the gas fresh water for diluting the subsidized saturated brine, preferably NaCl brine is added. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gas Seewasser zur Verdünnung der geförderten gesättigten NaCl-Sole zudosiert wird.A method according to claim 1, characterized in that the gas is added seawater for dilution of the promoted saturated NaCl brine. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gas Wasser mit einer Rate von 0,5 m3/h bis 50 m3/h, vorzugsweise von 1 m3/h bis 10 m3/h zudosiert wird.A method according to claim 1, characterized in that the gas is added to the gas at a rate of 0.5 m 3 / h to 50 m 3 / h, preferably from 1 m 3 / h to 10 m 3 / h. Verfahren nach Anspruch 1–4 dadurch gekennzeichnet, dass dem Gas das Wasser kontinuierlich oder diskontinuierlich zudosiert wird.A method according to claim 1-4, characterized in that the gas is metered into the water continuously or discontinuously. Verfahren nach Anspruch 1–5 dadurch gekennzeichnet, dass das Gas und/oder das Wasser mindestens auf die Temperatur der Sole in der Kaverne vorgewärmt wird.A method according to claim 1-5, characterized in that the gas and / or the water is preheated at least to the temperature of the brine in the cavern. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Soleentleerung einer Kaverne (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einer Rohrtour (2), einer Förderrohrtour (3) und einem Soleauslagerungsstrang (5) sowie einem Injektionsstrang (6), dadurch gekennzeichnet, dass der Injektionsstrang (6) mindestens zwei Anschlüsse (12; 13) aufweist, wobei mindestens einer der Anschlüsse mit einer Wasserquelle verbunden ist und mindestens ein anderer mit einer Gasquelle verbunden ist.Device for carrying out the method for emptying the brine of a cavern ( 1 ) according to one of claims 1 to 6 with a tube tour ( 2 ), a conveyor tube tour ( 3 ) and a brine outstretch line ( 5 ) and an injection strand ( 6 ), characterized in that the injection strand ( 6 ) at least two ports ( 12 ; 13 ), wherein at least one of the terminals is connected to a water source and at least one other is connected to a gas source. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Soleauslagerungsstrang (5) mit einer Entgasungseinrichtung, vorzugsweise einem Entgasungstank (16) verbunden ist.Apparatus according to claim 7, characterized in that the brine outstretching strand ( 5 ) with a degassing device, preferably a degassing tank ( 16 ) connected is. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektionsstrang (6) in dem Soleauslagerungsstrang (5) angeordnet ist und dass vor mindestens einem der Anschlüsse (12, 13) ein Vorwärmer angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the injection strand ( 6 ) in the brine outfeed strand ( 5 ) and that in front of at least one of the terminals ( 12 . 13 ) is arranged a preheater. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektionsstrang (6) nur bis in etwa der Mitte der Kaverne (1) angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the injection strand ( 6 ) only to about the middle of the cavern ( 1 ) is arranged.
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