DE1216824B - Verfahren zur Vorentgasung von Kohlenfloezen - Google Patents
Verfahren zur Vorentgasung von KohlenfloezenInfo
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Description
- Verfahren zur Vorentgasung von Kohlenflözen Die hydraulische Rißbildung, auch Fracverfahren oder Fracturing genannt, ist eine Methode zum hydraulischen Aufbrechen der Speichergesteine von Erdöl- und Erdgaslagerstätten, um durch ein- oder mehrstufige Rißbildung die Fließbedingungen im Öl- oder Gasträger zu verbessern. Viskose Flüssigkeiten (Brechflüssigkeit) - wie gelierte Rohöle, Wasser oder Säuren - werden unter hohen Drücken (Brechdruck) in die Lagerstätte gepreßt. Die entstehenden Risse werden durch mitgeführtes Stützmaterial (z. B. Spezialsand, Aluminiumkugeln, granulierte Walnußschalen oder Glaskugeln) offengehalten.
- Im Untertagesteinkohlenbergbau ist in den letzten Jahren durch die Mechanisierung der Kohlengewinnung der Abbaufortschritt je Tag erheblich gesteigert worden und soll auch weiter forciert werden. Mit schneller fortschreitender Abbaufront (Strebbau) wächst die Methanentgasung aus der anstehenden Kohle und dem Nebengestein infolge Gebirgsentlastung und damit verbundener Rißbildung stetig an. Daher müssen Abbaubetriebe aus sicherheitlichen Gründen zeitweise stillgelegt werden, da es nicht möglich ist, durch Bewetterung die anfallenden Grubengase zu entfernen bzw. unter dem bergbehördlich vorgeschriebenen Prozentsatz zu halten. Daraus resultiert der Gedanke, durch Bohrungen von über Tage und auch unter Tage die entsprechenden unverritzten Gebirgspartien durch Anwendung der hydraulischen Rißbildung möglichst weitgehend vorzuentgasen, d. h. ehe die Kohlenflöze in den Abbaubereich rücken.
- Das Problem beim Fraccen des Steinkohlengebirges in diesem Sinne liegt unter anderem darin, daß die Brechflüssigkeit nach der Rißbildung infolge der niedrigen Druckenergie der Grubengase (im Gegensatz zu Erdöl- und Erdgaslagerstätten) nicht selbsttätig (eruptiv) wieder entfernt wird. Ein Herauspumpen der Flüssigkeit mit Tiefpumpen ist sehr aufwendig und in Fällen, in denen die Fracrichtung dem Einfallen der Schichten nach unten folgt, technisch nicht möglich. Deshalb empfiehlt es sich, solche Medien anzuwenden, die beim Verpumpen und bei der Rißbildung flüssig sind und die nach abgeschlossener Rißbildung in den gasförmigen Zustand übergehen und mit dem Grubengas gemeinsam aus dem Bohrloch abgesaugt werden können.
- Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Rißbildung in Kohlenflözen mit Hilfe von Stoffen mit niedrigem Siedepunkt zu bewirken.
- Diese Stoffe, die beim Eindringen flüssig sind, nehmen nach der Rißbildung im Gebirge die dort herrschende höhere Temperatur an, gehen dabei in den Gaszustand über und können daher leicht abgepumpt und wiedergewonnen werden.
- Geeignete Stoffe sind vorzugsweise die als Kältemittel bekannten Stoffe, wie die halogensubstituierten Kohlenwasserstoffe, z. B. Monofluordichlormethan, Monofluortrichlormethan usw., ferner Ammoniak, Kohlendioxyd, Schwefeldioxyd, Flüssiggas usw. Von diesen werden die Stoffe mit Vorzug angewendet, die nicht brennbar sind, weil ihre Handhabung ungefährlich ist und sie gegebenenfalls die Explosionsgefahr im Gebirge vermindern. Die Stoffe kommen einzeln für sich oder im Gemisch miteinander zur Anwendung.
- Zur Durchführung des Verfahrens wird zunächst eine Bohrung bis in den zu fraccenden Gebirgsbereich niedergebracht, verrohrt und zementiert. Anschließend werden die Rohre in Teufe der Frac-Horizonte perforiert oder durch Sandstrahlen geöffnet. Dann wird die Brechflüssigkeit gegebenenfalls bei gleichzeitiger Zugabe von Stützmaterial durch Hochdruckpumpen unter Brechdruck in das Bohrloch und die geöffneten Gebirgspartien gepreßt. Nach Beendigung des Einpressens (bis zu mehreren 100 cbm) wird das Bohrloch entlastet, so daß infolge der Einwirkung der Gebirgstemperatur eine nunmehr gasförmige Brechflüssigkeit gemeinsam mit dem Grubengas wieder entweichen bzw. abgesaugt werden kann.
Claims (2)
- Patentansprüche: 1. Verfahren zum Vorentgasen von Kohlenflözen, dadurch gekennzeichnet, daß leichtsiedende Flüssigkeiten mit dem Brechdruck in das Gebirge eingedrückt und nach erfolgter Rißbildung zusammen mit dem Grubengas im gasförmigen Zustand wieder abgesaugt werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als leichtsiedende Flüssigkeit halogensubstituierte Kohlenwasserstoffe verwendet werden.
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