DE1225578B

DE1225578B - Verfahren zum Einbringen der Sole in tiefer gelegene Formationen bei der Herstellungvon Gasspeichern in Salzlagerstaetten

Info

Publication number: DE1225578B
Application number: DED46519A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerhard Kuehne
Original assignee: Deutsche Erdoel AG
Current assignee: Wintershall Dea International AG
Priority date: 1965-02-16
Filing date: 1965-02-16
Publication date: 1966-09-29
Also published as: NL6600569A; GB1072662A

Description

Verfahren zum Einbringen der Sole in tiefer gelegene Formationen bei der Herstellung von Gasspeichern in Salzlagerstätten Zur Speicherung von unter Druck stehenden oder unter Druck verflüssigten Gasen (z. B. Propan und Butan) werden in zunehmendem Maße Hohlräume in Salzlagerstätten ausgespült. Diese Hohlräume kommen zustande, indem man in Salzdome, die in der Regel eine erhebliche vertikale Ausdehnung haben, durch konzentrisch angeordnete Rohre Frischwasser einpumpt und das dabei durch Salzeinlösung entstehende Salzwasser in die Rohranordnung wieder zutage fördert, um es zu beseitigen.
Diese Salzwasserbeseitigung ist zwar, falls die entstehende, meistnichtkonzentriertanfallende Sole einer Weiterverarbeitung-z. B. in einem Salinenbetriebnicht zugänglich gemacht werden kann oder soll, im Küstengebiet nicht mit Schwierigkeiten verbunden, da die Sole hier gewöhnlich unmittelbar in das Meer geleitet werden kann. Anderen Gewässern hingegen kann die Sole in den meisten Fällen aus hydrobiologischen Gründen nicht zugeführt werden. Es bleibt dann nach dem heutigen Stand der Technik nur der Weg übrig, das Salzwasser in den Untergrund zu versenken.
Hierzu bieten sich in vielen Fällen poröse und durchlässige wie auch klüftige Gebirgsformationen an, wobei allerdings die Voraussetzung erforderlich ist, daß diese Gesteine nicht mit Süßwasser gefüllt sind, das zur Wasserversorgung für den öffentlichen Bedarf genutzt wird oder genutzt werden soll. Sie müssen vielmehr von derartigen Frischwasserhorizonten durch das Vorhandensein dicht abschließender Zwischenformationen eindeutig getrennt sein.
Es ist auch schon bisher üblich, zu beseitigende Flüssigkeiten in derartige Formationen abfließen zu lassen oder mittels Pumpendruck einzupressen, wobei der Pumpendruck sowohl von der je Zeiteinheit zu verpumpenden Flüssigkeitsmenge als auch von der Durchlässigkeit des porösen Gesteins, von dem Grad der bereits vorhandenen Durchtränkung mit anderen Medien und von der räumlichen Erstreckung der Formation abhängt. In gleicher Weise lassen sich auch Gesteinsarten verwenden, die praktisch keinen Porenraum und keine Durchlässigkeit besitzen, indem Pumpendrücke aufgewendet werden, die das Gebirge entlang horizontaler Flächen, und zwar bevorzugt an Schichtflächen, aufreißen und so den Raum schaffen, in dem die zu beseitigenden Flüssigkeitsmengen unterzubringen sind.
Bei der Herstellung von unterirdischen Speicherräumen in Salzformationen besteht eine bekannte Methode zur Schaffung des Hohlraums in geringmächtigen Salzflözen in der Herstellung einer langgestreckten Kaverne, etwa in Form eines Tunnels. Zur diesem Zweck werden zwei Bohrlöcher in einem Abstand von etwa 50 bis 150 m bis in das Salzflöz hineingebohrt und mit Rohren ausgekleidet; der Zwischenraum zwischen der Bohrlochwand und der Außenfläche der Rohre wird mit Zement abgedichtet. Durch die im Salz offengebliebenen oder nachträglich (z. B.' durch Schußperforation) geöffneten Rohre wird der flache Salzkörper von einer der beiden Bohrungen ausgehend durch hohen Wasser- oder Salzwasserdruck horizontal aufgebrochen. Erreicht der Bruch in der Salzformation die andere Bohrung, so wird Süßwasser nachgepumpt und der entstandene Schlitz durch Herauslösen des Salzes erweitert. Der anfangs für das Aufreißen der Formation erforderliche hohe Druck fällt dabei allmählich auf geringere Werte ab. Das bei dem nun einsetzenden Spülverfahren aus der zweiten Bohrung austretende Salzwasser kann dann in der oben beschriebenen Weise in den Untergrund hineingepumpt werden, wozu eine weitere, also ,eine dritte Bohrung erforderlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Herstellung eines Salzkavernenspeichers mit nur zwei Bohrungen auszukommen und eine dritte Bohrung zur Beseitigung des Salzwassers einzusparen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine der beiden Bohrungen über das Liegende der Salzlagerstätte hinaus bis in eine poröse oder durch hydraulisches Aufbrechen durchlässig gemachte geologische Schicht geführt wird, däß in diese Bohrung oberhalb dieser geologischen Schicht ein Packer eingebracht wird, daß in diese Bohrung ein von über Tage bis in den Innenraum unterhalb dieses Packers reichendes Rohr eingeführt wird, daß dieser Innenraum gegenüber der geologischen Schicht durch Schußperforation geöffnet wird und daß die Sole durch dieses Rohr in die geologische Schicht gepreßt wird. In der Abbildung ist 1 die Salzlagerstätte, in der der Hohlraum für das zu speichernde Gas ausgewaschen werden soll. Die Bohrungen 2 und 3, die sowohl zur Schaffung des Hohlraumes als auch für das spätere Speichern erforderlich sind, werden bis in die Salzlagerstätte 1 geführt, mit den Rohren 4 und 5 verkleidet und dem Zementmantel 6 und 7 gegen das umliegende Gebirge abgedichtet.
Eine der beiden Bohrungen, in der Abbildung die Bohrung 2, wird über das Liegende der Salzlagerstätte hinaus vertieft, verrohrt und zementiert - und zwar so weit, daß sie einen zur Aufnahme des Salzwassers geeigneten, nach Möglichkeit porösen Horizont 8 durchörtert. Ein Packer 9, der es gestattet, innerhalb der Rohre eine Abdichtung zwischen dem oberen 'feil 10 der Bohrung und ihrem unteren Teil 11 zu 3chaüen, ermöglicht die Einführung eines Rohres 12 bis in den unteren Raum 11, nachdem durch die 3chußperforation 13 der obere Innenraum 10 des Rohres 4 gegenüber der Salzlagerstätte 1 geöffnet worden ist. Dann wird auch der untere Innenraum 11 des Rohres 4 gegenüber dem Horizont 8 durch die Schußperforation 14 geöffnet.
Mit Hilfe einer nicht abgebildeten Hochdruck--Dumpe wird bei 15 in den Ringraum 10 zwischen den Rohren 4 und 12 Süß- oder auch Salzwasser einge--ireßt und die bisher geschlossene Salzlagerstätte 1 in 'hrer Längsrichtung in bekannter Weise aufgerissen. Nach dem Durchtritt des Risses bis in die Bohrung 3 hinein wird die dabei entstandene Sole durch das Rohr 16 zutage geleitet und in dem Behälter 17 ge->ammelt. Die Pumpe 18 führt dann dem Rohr 12 die Sole zu, um sie mit hohem Druck über den Raum 11 -ind durch die Perforation 14 in den zur Aufnahme des anfallenden Salzwassers vorgesehenen Forma-'iönshorizönt 8 zu verpressen. Im Verlaufe des Spülvorganges wird, da das durch die Perforation 13 in den allmählich größer werdenden Raum 19 eintretende Süßwasser spezifisch leichter ist als das hier bereits vorhandene Salzwasser, vor allem eine Salzeinlösung an der Firste 20 eintreten. Um dies zu verhindern und'dem Hohlraum eine günstige - oben enge und unten weitere - Form zu geben, kann in bekannter Weise eine Schutzschicht aus einem vorzugsweise inerten Gas 21 eingebracht werden, indem das Gas bei 22 mit Hilfe eines hier nicht gezeigten Kompressors dem Ringraum zwischen den Rohren 5 und 16 der Bohrung 3 zugeführt wird.

Claims

Patentanspruch: Verfahren zum Einbringen der Sole in tiefergelegene Formationen bei der Herstellung von Gasspeichern in Salzlagerstätten mittels zwei Bohrungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Bohrungen über das Liegende der Salzlagerstätte hinaus bis in eine poröse oder durch hydraulisches Aufbrechen durchlässig gemachte geologische Schicht (8) geführt wird, daß in diese Bohrung oberhalb dieser -geologischen Schicht ein Packer (9) eingebracht wird, daß in diese Bohrung ein von über Tage bis in den Innenraum unterhalb dieses Packers reichendes Rohr (12) eingeführt wird, daß dieser Innenraum gegenüber der geologischen Schicht durch Schußperforation (14) geöffnet wird und daß die Sole durch dieses Rohr in die geologische Schicht gepreßt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Artikel »Solution Extraction of Wells by hydraulic Fracture«, AIME, Vol. 217, 1960, S. 266 bis 277.