DE1227408B

DE1227408B - Process for the dismantling of underground potassium chloride deposits by extraction

Info

Publication number: DE1227408B
Application number: DEP31193A
Authority: DE
Inventors: James Bowen Dahms; Byron Priestly Edmonds
Original assignee: Pittsburgh Plate Glass Co
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1962-02-28
Filing date: 1963-02-22
Publication date: 1966-10-27

Description

Verfahren zum Abbau von unterirdischen Kaliumchloridlagem durch Extraktion Kaliumchloridvorkommen treten gewöhnlich in enger Verbindung mit Natriumchlorid auf. Das Kaliumehlorid ist z. B. oft in einer oder mehreren an Kaliumchlorid reichen Schichten vorhanden, die unmittelbar über oder unter anderen Schichten liegen, die schwach kaliumchloridhaltig sind oder nur unwesentliche Mengen davon enthalten und vorwiegend aus Natriumchlorid bestehen. Diese Mineralien enthalten häufig andere Stoffe, wie Tone, Kalziumsulfat, Magnesiumsulfat u. ä., in Mengen von etwa 2 bis 15 Gewichtsprozent. Unterirdische Kaliumchlorid- und Natriumchloridlager dieser Art liegen häufig sehr tief.Methods of extracting underground potassium chloride deposits Potassium chloride deposits usually occur in close association with sodium chloride. The potassium chloride is z. B. often present in one or more layers rich in potassium chloride that are immediately above or below other layers that contain little or only insignificant amounts of potassium chloride and consist predominantly of sodium chloride. These minerals often contain other substances such as clays, calcium sulfate, magnesium sulfate and the like, in amounts of about 2 to 15 percent by weight. Underground potassium chloride and sodium chloride stores of this type are often very deep.

Eine Reihe von Vorschlägen ist gemacht worden, die die Gewinnung des Kaliumchlorids durch Extraktion mit Wasser betreffen (siehe z. B. die USA.-Patentschrift 2 331890 oder die USA.-Patentschrift 2101800). A number of proposals have been made relating to the recovery of potassium chloride by extraction with water (see, for example, US Pat. No. 2,331,890 or US Pat. No. 2101800).

Soweit festgestellt werden konnte, ist keinem von diesen Verfahren ein wirtschaftlicher Erfolg beschieden gewesen. Auf ernsthafte Schwierigkeiten stieß die Schaffung eines geeigneten Hohlraums, da die Extraktionsgeschwindigkeit des KCI vom Lager gering ist und ebenfalls, da sich auf den Wänden des Hohlraums, durch den die Flüssigkeit zirkuliert, leicht Natriumchloridkristalle bilden, die die Extraktion schwierig gestalten.As far as it could be ascertained, none of these procedures are used an economic success. I ran into serious trouble the creation of a suitable cavity, since the extraction speed of the KCI from the bearing is low and also because it is on the walls of the cavity As the liquid circulates, sodium chloride crystals easily form which facilitate the extraction difficult to make.

Nach einem bekannten Verfahren werden diese Schwierigkeiten auf einfache Weise gelöst. Hierbei wird ein Bohrloch durch eine an Kaliumchlorid reiche Schicht gebohrt, das weiter abwärts bis in eine Zone reicht, in der der Kaliumehloridgehalt gering ist, d. h. weniger als 15 oh, bezogen auf das Gewicht von KCI und NaC1, beträgt, oder in der im wesentlichen kein Kaliumchlorid enthalten ist, der Natriumchloridgehalt jedoch relativ hoch ist. Jetzt wird Wasser oder eine wäßrige Lösung, die bezüglich Natriumchlorid ungesättigt ist, durch das Bohrloch hinuntergeleitet, und zwar entweder durch ein in diesem angeordnetes Rohr oder durch den Ringraum, und von der an Kaliumchlorid armen, an Natriumchlorid reichen Schicht wird Natriumchlorid extrahiert, so daß ein Hohlraum entsteht, wie er bei Techniken zur Extraktion von Natriumchlorid aus unterirdischen Lagern wohlbekannt ist. Von dorther erfolgt die Extraktion der KCI-reichen Schicht, indem der Hohlraum in die KCI-reiche Schicht hinein erhöht wird.According to a known method, these difficulties are solved in a simple manner. In this case, a borehole is drilled through a layer rich in potassium chloride, further down to a zone in ranges in which the Kaliumehloridgehalt is low d. H. is less than 15 ohm, based on the weight of KCl and NaCl, or in which essentially no potassium chloride is contained, but the sodium chloride content is relatively high. Now water or an aqueous solution which is unsaturated with respect to sodium chloride is passed down through the borehole, either through a pipe arranged in this or through the annulus, and sodium chloride is extracted from the potassium chloride-poor, sodium chloride-rich layer, so that a cavity is created, as is well known in techniques for extracting sodium chloride from underground stores. From there, the KCI-rich layer is extracted by increasing the cavity into the KCI-rich layer.

In der Regel ist es vom wirtschaftlichen Standpunkt aus nicht erwünscht, ein Lager einzeln abzubauen, dessen KCI-Gehalt weniger als 15Gewichtsprozent, bezogen auf den Gehalt an KCI und NaC1 im Lager, beträgt oder dessen KCI-Gehalt zwar über 15 Gewichtsprozent liegt, dessen Mächtigkeit jedoch zu gering für ein wirtschaftliches Verfahren ist. In vielen Fällen kommen solche Lager oberhalb eines KCI-reichen Lagers"dessen KCI-Gehalt über 15 Gewichtsprozent liegt, vor. Es ist typisch, daß diese beiden Lager durch ein NaCI-reiches Lager von etwa 3,50 bis 35 in Mächtigkeit oder mehr getrennt sind, dessen KCI-Gehalt unter 15 Gewichtsprozent liegt oder durch andere Minerallager, wie Ton, von ähnlicher Mächtigkeit und geringem KCI-Gehalt.As a rule, from an economic point of view, it is not desirable to dismantle a warehouse individually whose KCI content is less than 15 percent by weight, based on the KCI and NaC1 content in the warehouse, or whose KCI content is above 15 percent by weight and its thickness however, it is too low for an economical process. In many cases, such bearings occur above a KCI-rich bearing "whose KCl content is above 15 percent by weight. It is typical that these two bearings are separated by a NaCl-rich bearing of about 3.50 to 35 in thickness or more whose KCI content is less than 15 percent by weight or other mineral deposits, such as clay, of similar thickness and low KCI content.

Nach der vorliegenden Erfindung wird nun beim Abbau von unterirdischen Kaliumchloridlagern, bei denen zwei KCI-reiche Schichten durch eine dazwischenliegende KCI-arme Schicht voneinander getrennt sind, so gearbeitet, daß die untere KC1-reiche Schicht mittels Rohren ausgelaugt und ein Hohlraum hergestellt wird, worauf nach Fertigstellung des Hohlraums in der unteren KO-reichen Schicht die Verrohrung im Bereich der oberen KC1-reichen Schicht perforiert wird und durch diese Perforierung das Lösungsmittel in die genannte Schicht geführt wird, gegebenenfalls durch Setzen eines Bohrlochpackers in mittlerer Höhe der perforierten Zone, um KO aus der oberen KO-reichen Schicht zu extrahieren, worauf teilweise gesättigte Lösung in die untere KCI-reiche Ablagerung geleitet wird, in der sie durch zusätzliche Extraktion von KCI weiter angereichert wird. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ermöglicht die gleichzeitige Entfernung von Kaliumchlorid aus einer Vielzahl von unterirdischen Lagern, die reich an KCI sind und diejeweils durch ein natriumchloridreiches Lager getrennt sind, das arm an Kaliumchlorid ist, d. h. weniger als 15 Gewichtsprozent Kaliumchlorid, typischerweise weniger als 5 Gewichtsprozent KCI, oder durch andere Minerallager, die gleichfalls einen geringen KO-Gehalt aufweisen.According to the present invention, in the dismantling of underground potassium chloride deposits, in which two KCI-rich layers are separated from one another by an intermediate KCI-poor layer, work is carried out in such a way that the lower KC1-rich layer is leached out by means of pipes and a cavity is created, whereupon After completion of the cavity in the lower KO-rich layer, the casing in the area of the upper KC1-rich layer is perforated and the solvent is guided through this perforation into the said layer, if necessary by placing a well packer in the middle of the perforated zone to KO to extract from the upper KO-rich layer, whereupon partially saturated solution is passed into the lower KCI-rich deposit, in which it is further enriched by additional extraction of KCI. The method of the present invention allows the simultaneous removal of potassium chloride from a variety of underground repositories, which are rich in KCI and diejeweils separated by a sodium chloride-rich stock, which is low in potassium chloride, d. H. less than 15 percent by weight potassium chloride, typically less than 5 percent by weight KCI, or by other mineral deposits that also have a low KO content.

Die, wäßrige Lösung, die in das verrohrte Bohrloch eingeführt wird, sollte bei Einleitung in das obere Lager an Kaliumchlorid ungesättigt sein. Die Geschwindigkeit, mit der die Lösung in das Bohrloch eingeleitet wird, sollte ausreichen, um eine vollständige Sättigung der Lösung mit Kaliumchlorid bis zu ihrer Entfernung aus dem oberen Lager zu verhindern. Auf diese Weise strömt die Lösung, die reich an Salzen, jedoch nicht gesättigt mit Kaliumchlorid ist, vom oberen zum unteren Lager, wo weiteres Kaliumehlorid extrahiert wird. Aus dem unteren Lager wird die Lösung entweder durch das gleiche Bohrloch oder durch ein angrenzendes, mit diesem in Verbindung stehendes verrohrtes Bohrloch entfernt. Die Entfernung erfolgt vorzugsweise durch ein getrenntes, angrenzendes Bohrloch.The aqueous solution that is introduced into the cased borehole, should be unsaturated in potassium chloride when discharged into the upper store. the The speed at which the solution is introduced into the borehole should be sufficient to ensure complete saturation of the solution with potassium chloride until its removal to prevent from the upper camp. In this way the solution flows that rich of salts, but not saturated with potassium chloride, from the top to the bottom Storage facility where more potassium chloride is extracted. The lower camp becomes the Solution either through the same borehole or through an adjacent one with this one communicating cased borehole removed. Removal is preferably done through a separate, adjacent borehole.

Beim Abbau von KCI durch Lösung aus emier Vielzahl von Kaliumchloridlagern, die jeweils durch ein NaCI-reiches und KCI-armes Lager voneinander getrennt sind, wird gerne zuerst im unteren KCI-reichen Lager ein Hohlraum geschaffen. Dies erfolgt vorzugsweise nach einem Verfahren, nach dem eine wäßrige Lösung in eine unterhalb des unteren an Kaliumehlorid reichen Lagers liegende Zone geleitet und dort ein Hohlraum geschaffen wird. Wenn dieser Hohlraum die richtige Größe erreicht hat, wird sein Hangendes angehoben, um den Kontakt mit dem unteren, an KCI-reichen Lager herzustellen. Nach diesem Verfahren ist es möglich, einen großen Hohlraum zu bilden, der sich bei Verwendung von in Wasser nicht löslichen Flüssigkeiten, deren Dichte bei der Verfahrenstemperatur unter der des Wassers liegt, seitlich erweitert, wenn weitere wäßrige Lösung in das Bohrloch eingeleitet wird.When KCI is broken down by dissolving a large number of potassium chloride deposits, which are separated from each other by a NaCI-rich and a KCI-poor warehouse, A cavity is often created in the lower KCI-rich warehouse first. this happens preferably by a method according to which an aqueous solution in a below of the lower zone rich in potassium chloride and entered there Cavity is created. When this cavity is the right size, its hanging wall is raised to make contact with the lower, KCI-rich warehouse to manufacture. After this procedure it is possible to form a large cavity, when using liquids that are insoluble in water, their density is below that of the water at the process temperature, laterally expanded if further aqueous solution is introduced into the borehole.

Ist auf diese Weise der untere Hohlraum entstanden, so wird das verrohrte Bohrloch an einer Stelle, die dem oberen KCI-haltigen Lager naheliegt, perforiert. Auch andere bekannte Verfahren zur Perforierung eines Rohres können angewandt werden. Wasser oder eine an KCI ungesättigte Lösung wird in das C el Bohrloch eingeleitet, wovon ein Teil oder alles dem oberen KO-haltigen Lager zugeleitet wird und anschließend in das untere KCI-reiche Lager fließt. Die zum oberen KCI-haltigen Lager fließende wäßrige Lösung löst, Teile des Lagers und läßt so einen Hohlraum entstehen. Die entstandene Salzlösung wird in die Verrohrung zurück und in dieser abwärts in das untere an KCI reiche Lager geleitet.Once the lower cavity has been created in this way, the cased borehole is perforated at a point close to the upper KCI bearing. Other known methods of perforating a pipe can also be used. Water or a KCI-unsaturated solution is introduced into the C el borehole, some or all of which is fed to the upper KO-containing store and then flows into the lower KCI-rich store. The aqueous solution flowing to the upper KCI-containing bearing dissolves parts of the bearing and thus creates a cavity. The resulting saline solution is fed back into the tubing and down into the lower KCI-rich store.

Auf diese Weise ist es möglich, ein einziges Bohrloch zu betreiben und Kaliumehlorid aus zwei oder mehreren verschiedenen Lagern zu gewinnen oder auch eine Vielzahl von Bohrlöchern, wobei z. B. eines zur Einführung der wäßrigen Lösung in beide Lager und das zweite zur Entfernung der Solelösung aus dem unteren Lager zwecks Gewinnung des KCI dient.In this way it is possible to operate a single borehole and to obtain potassium chloride from two or more different stores or else a plurality of boreholes, e.g. B. one for introducing the aqueous solution in both camps and the second to remove the brine solution from the lower camp for the purpose of obtaining the KCI.

Dieses Verfahren wird schematisch in F i g. 1 der Zeichnung veranschaulicht. Nach F i g. 1 wird ein in e (Yeeigneter Weise mit einem Rohr 1 versehenes Bohrloch durch festes Gestein in das unterirdische Lager, durch die obere Kaliumchlorid enthaltende Schicht, in die kaliumchloridarme, natriumchloridreiche Schicht und dann in die untere kaliumehloridreiche Schicht gebohrt. Die an Kaliumchlorid reichen Schichten können etwa die folgende Zusammensetzung aufweisen: Gewichtsprozent KCI .............................. 15 bis 40 In Wasser nicht löslicher Ton . . etwa 1 bis 5 Kalziumsulfat ...................... 1 bis 5 Wasserlösliche Kalzium- und Magne- siumsalze, wie MgCI" M9S04 und Ca (HCO.)2 ................ etwa 2 NaC1 ............................. Rest Das an Kaliumchlorid arme oder an Natriumchlorid reiche Lager kann die folgende Zusammensetzung aufweisen: Gewichtsprozent KO .............................. 0 bis 15 In Wasser nicht löslicher Ton ....... 1 bis 25 Kalziumsulfat ..................... 1 bis 5 Wasserlösliche Kalzium- und Magnesiumsalze ............ etwa 1 NaC1 ............................. Rest Das obere Kaliumchlorid enthaltene Lager kann die folgende Zusammensetzung aufweisen: Gewichtsprozent KCI .............................. 15 bis 40 In Wasser nicht lösbarer Ton ....... 1 bis 25 Kalziumsulfat ..................... 1 bis 5 Wasserlösliche Kalzium- und Magnesiumsalze ............ etwa 2 NaC1 ............................. Rest Innerhalb der Verrohrungl des Bohrloches wird ein Rohr 2 konzentrisch angeordnet. Darauf leitet man Wasser in das Bohrloch, das das Kaliumchlorid des unteren Lagers extrahiert.This process is shown schematically in FIG. 1 of the drawing illustrates. According to FIG. 1 , a well suitably tubular 1 is drilled through solid rock into the subterranean store, through the upper potassium chloride-containing layer, into the potassium chloride-poor, sodium chloride-rich layer and then into the lower potassium chloride-rich layer. The potassium chloride-rich layers can approximately have the following composition: Weight percent KCI .............................. 15 to 40 Clay insoluble in water . . about 1 to 5 Calcium sulfate ...................... 1 to 5 Water-soluble calcium and magnesium sium salts such as MgCI " M9S04 and Ca (HCO.) 2 ................ about 2 NaC1 ............................. remainder The camp low in potassium chloride or high in sodium chloride can have the following composition: Weight percent KO .............................. 0 to 15 Clay insoluble in water ....... 1 to 25 Calcium sulphate ..................... 1 to 5 Water soluble calcium and Magnesium salts ............ about 1 NaC1 ............................. remainder The upper bearing containing potassium chloride can have the following composition: Weight percent KCI .............................. 15 to 40 Clay insoluble in water ....... 1 to 25 Calcium sulphate ..................... 1 to 5 Water soluble calcium and Magnesium salts ............ about 2 NaC1 ............................. remainder A pipe 2 is arranged concentrically within the casing of the borehole. Water is then fed into the borehole, which extracts the potassium chloride from the lower store.

In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsforni fließt das Wasser in dem Ringraum zwischen dem Rohr 2 und der Verrohrung 1 abwärts, während eine im wesentlichen gesättigte Kaliumchlorid-Natriumchlorid-Lösung durch Rohr 2 aus dem untersten Teil des Hohlraumes entfernt wird. Wie die Zeichnung zeigt, ist die Verrohrung so angebracht, daß sie bis auf den Boden des KCI-reichen Lagers reicht. Nachdem ein Hohlraum entstanden ist, wird zusammen mit dem Wasser eine nicht mischbare Flüssigkeit, deren Dichte unter der des Wassers liegt und die sich im Wasser nicht löst oder mit diesem nicht mischbar ist (vorzugsweise Kohlenwasserstofföl) in geringen Mengen (gewöhnlich in Mengen von bis zu etwa 160 kg je Kubikmeter entfernter Salze) in das Bohrloch eingeleitet. Hierdurch bildet sich am oberen Ende des entstandenen Hohlraums 8 eine Schutzschicht 6. In the embodiment shown in Fig. 1 , the water flows downward in the annulus between the pipe 2 and the casing 1 , while a substantially saturated potassium chloride-sodium chloride solution is removed through pipe 2 from the lowest part of the cavity. As the drawing shows, the piping is installed so that it extends to the bottom of the KCI-rich warehouse. After a cavity has been created, an immiscible liquid whose density is below that of water and does not dissolve in water or non-miscible with this is (preferably hydrocarbon oil) together with the water in small amounts (usually in amounts up to about 160 kg per cubic meter of removed salts) is introduced into the borehole. As a result, a protective layer 6 is formed at the upper end of the cavity 8 that has been created.

Die Menge dieser eingeführten Flüssigkeit sollte ausreichen, um eine 1,0 bis 20,0 cm starke Schicht zum Schutz des Hangenden entstehen zu lassen. Diese Menge läßt sich grob überschlagen, indem man das annähernde Volumen des Hohlraums aus der Anzahl der aus der Bohrung extrahierten Tonnen Natriumehlorid und Kaliumchlorid bestimmt. Gewöhnlich werden 1,6 bis 32,4 kg Kohlenwasserstofföl je Kubikmeter abgebauter Salze eingeleitet. Hat der untere Hohlraum eine Größe von 142 m3 überschritten, so wird der Teil der Verrohrung, der oberhalb der Grenzschicht zwischen dem oberen KO enthaltenden Lager und dem dazwischenliegenden natriumchloridreichen Lager liegt, perforiert, indem die Verrohrung an der Stelle 9 durchbrochen wird, so daß das Wasser an dieser Stelle in das Lager strömen kann.The amount of liquid introduced should be sufficient to create a 1.0 to 20.0 cm layer to protect the hanging wall. This amount can be roughly estimated by determining the approximate volume of the cavity from the number of tons of sodium chloride and potassium chloride extracted from the well. Usually 1.6 to 32.4 kg of hydrocarbon oil are introduced per cubic meter of degraded salts. If the lower cavity has exceeded a size of 142 m3, the part of the piping that lies above the boundary layer between the upper KO-containing bearing and the intermediate bearing that is rich in sodium chloride is perforated by breaking through the piping at point 9 , so that the Water can flow into the camp at this point.

Die Geschwindigkeit, mit der das Wasser zum oberen Lager fließt, kann gering sein im Vergleich zu der, mit der es zum unteren Lager fließt; das gesamte Wasser kann aber auch zuerst zum oberen Hohlraum geleitet werden. Normalerweise löst sich das Salz in dem oberen Lager nicht so schnell, daß das Wasser mit KCI gesättigt ist, in den meisten Fällen wird die Lösung auch mit NaC1 ungesättigt sein. Das Ergebnis ist die Entstehung des Hohlraums 10. The speed at which the water flows to the upper camp may be slow compared to that at which it flows to the lower camp; however, all of the water can be directed to the upper cavity first. Normally the salt in the upper store does not dissolve so quickly that the water is saturated with KCl, in most cases the solution will also be unsaturated with NaCl. The result is the creation of the cavity 10.

Die Perforation der Verrohrung an der oberen KC1-reichen Schicht kann nach bekannten Perforationsverfahren erfolgen, z. B. durch Schußperforation oder mittels ' Hohlladungen oder durch mechanisches Durchtrennen.Perforation of the tubing on the upper KC1-rich layer can be done by known perforation methods, e.g. B. by shot perforation or by means of ' shaped charges or by mechanical severing.

Bei fortschreitender Entwicklung dieses oberen Hohlraums 10 wird auch diesem öl zugefügt. Hierdurch erweitert sich der obere Hohlraum in horizontaler Richtung und normalerweise gleichzeitig mit der horizontal erfolgenden Ausdehnung des unteren Hohlraums, wenn diesem ebenfalls öl zugeführt wird. Wenn in dem oberen Hohlraum eine vertikale Ausdehnung erzielt werden soll, so wird die mit Wasser nicht mischbare Flüssigkeit nicht zugefügt, oder ihre Menge wird verringert.As the development of this upper cavity 10 progresses, oil is also added to it. As a result, the upper cavity expands in the horizontal direction and normally simultaneously with the horizontal expansion of the lower cavity when oil is also supplied to it. If vertical expansion is to be achieved in the upper cavity, the water-immiscible liquid is not added or its amount is reduced.

Bei der Ausdehnung des oberen Hohlraums durch Extraktion der Salze mit Wasser lösen sich unter den im Hohlraum herrschenden Temperaturbedingungen das KCI und NaC1 in der Lösung gewöhnlich zu 10 bis 95 Gewichtsprozent des Sättigungspunktes dieser Salze in Wasser.When the upper cavity is expanded by extraction of the salts with water, the KCl and NaCl in the solution usually dissolve to the extent of 10 to 95 percent by weight of the saturation point of these salts in water under the temperature conditions prevailing in the cavity.

Die Extraktion wird so durchgeführt, daß man das Wasser oder eine teilweise ungesättigte wäßrige Lösung durch ein Bohrloch zuleitet und die entstandene KCI-NaCI-Sole durch ein weiteres Bohrloch entfernt. Dies erfolgt in der Weise, wie es die F i g. 2 schematisch darstellt. Nach dieser Figur sind die, beiden Bohrlöcher 11 und 21 nach den beschriebenen Verfahren gebohrt und ausgebaut und stehen mit dem Hohlraum in dem unteren an Kaliumchlorid reichen Lager in Verbindung. In bekannter Weise wird die Anlage des verbindenden Hohlraums, durchgeführt, der in dem NaC1-reichen und unterhalb des unteren KC1-reichen Lagers zwischen den Bohrlöchern 11 und 21 liegt. Die Extraktion der Natriumchloridlösung aus diesem natriumchloridreichen Lager wird durch einen oder durch beide Schächte so lange fortgesetzt, bis die Verbindung zwischen beiden Bohrlöchern durch seitliche Ausweitung des Hohlraums 8 zustande gekommen ist. * Dann wird das Niveau des Hohlraums durch die natriumchloridreiche, kaliumchloridarme Schicht heraufgesetzt, bis das kaliumchloridreiche Lager erreicht ist. Auf diese Weise entsteht dort ein Hohlraum 8, wie er schematisch in F i g. 2 dargestellt ist. Dieser Hohlraum weist eine dünne Schicht aus einer inerten, nicht mischbaren Flüssigkeit 6 auf, die in ihren Eigenschaften mit der in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Schicht übereinstimmt.The extraction is carried out in such a way that the water or a partially unsaturated aqueous solution is fed through a borehole and the resulting KCl-NaCl brine is removed through another borehole. This is done in the manner shown in FIG. 2 shows schematically. According to this figure, the two boreholes 11 and 21 are drilled and removed according to the method described and are connected to the cavity in the lower bearing rich in potassium chloride. In a known manner, the installation of the connecting cavity is carried out, which is in the NaC1-rich and below the lower KC1-rich bearing between the boreholes 11 and 21. The extraction of the sodium chloride solution from this sodium chloride-rich store is continued through one or both shafts until the connection between the two boreholes has been established by widening the cavity 8 to the side. * Then the level of the cavity is raised by the sodium chloride-rich, potassium chloride-poor layer until the potassium chloride-rich bearing is reached. In this way, a cavity 8 is created there, as shown schematically in FIG. 2 is shown. This cavity has a thin layer of an inert, immiscible liquid 6 , which has the same properties as the layer described in connection with FIG. 1.

Mit einsetzender Extraktion des KCI-reichen Lagers erfolgt auch die Perforation der Verrohrung des Bohrloches 11, wiederum bei Punkt 9 im oberen KC1-enthaltenden Lager. Auf mechanische Weise wird Wasser eingepumpt, so daß sowohl das obere als auch das untere KCI-Lager extrahiert wird, die Solelösung wird durch das Bohrloch 21 herausgeholt. Die Solelösung, d. h. die Kaliumehlorid-Natriumchlorid-Lösung, wird durch das Bohrloch 21 gewöhnlich von einem Niveau abgezogen, das unter dem liegt, an dem das Wasser durch das Bohrloch 11 dem unteren KCI-reichen Lager zugeleitet wird, oft auch vom oder aus der Nähe des Grundes des Hohlraums 8, jedoch nicht so tief, daß Kristalle oder unlösliche Verunreinigungen, die sich dort in beträchtlicher Menge angesammelt haben, erfaßt werden. Wahlweise kann auch eine Lösung aus Natrium-und Kaliumchlorid, die sowohl an Natriumchlorid als auch an Kaliumchlorid ungesättigt ist, in das Bohrloch eingeleitet werden. Unabhängig davon, ob Wasser oder eine Natriumehlorid-Kaliumchlorid-Lösung in das Bohrloch 11 eingeleitet und mit beiden KCI-Lagern in Berührung gebracht wird, ist in jedem Fall darauf zu achten, daß sowohl Natriumchlorid als auch Kaliumchlorid im wesentlichen in dem Verhältnis extrahiert werden, in dem sie in beiden Lagern vorkommen.With the onset of extraction of the KCI-rich store, the perforation of the casing of the borehole 11 also takes place, again at point 9 in the upper KC1-containing store. Water is pumped in mechanically so that both the upper and lower KCI beds are extracted, and the brine solution is drawn out through the borehole 21. The brine solution, d. H. the potassium chloride-sodium chloride solution, is usually withdrawn through the borehole 21 from a level below that at which the water is fed through the borehole 11 to the lower KCI-rich reservoir, often also from or near the bottom of the Cavity 8, but not so deep that crystals or insoluble impurities which have accumulated there in a considerable amount are captured. Optionally, a solution of sodium and potassium chloride, which is unsaturated in both sodium chloride and potassium chloride, can also be introduced into the borehole. Regardless of whether water or a sodium chloride-potassium chloride solution is introduced into the borehole 11 and brought into contact with both KCI bearings, it must be ensured in each case that both sodium chloride and potassium chloride are extracted in essentially the same ratio as in which they occur in both camps.

Eine zusätzliche Ausführungsform zum Ausbau und zur Erweiterung des oberen Hohlraums sieht vor, daß der Wasserfluß in dem zuleitenden verrohrten Bohrloch nahe der oberen kaliumchloridreichen Schicht unterbrochen wird. Dies kann erreicht werden durch Perforieren der Verrohrung in der Höhe der oberen kaliumchloridreichen Schicht und durch Einleiten von Wasser, so daß die Extraktion in diesem oberen Lager wie bereits beschrieben erfolgt. Nachdem die Extraktion des oberen Lagers zur Bildung eines Hohlraums geführt hat, der gewöhnlich vom verrohrten Bohrloch her gerechnet größer als 5 cm ist, kann unterhalb der obersten Perforationen und oberhalb der untersten Perforationen ein Packer in der Verrohrung gesetzt werden, vorzugsweise in den mittleren Teil des perforierten Abschnittes der Verrohrung. Auf diese Weise kann das Wasser nicht das Bohrloch hinab und am Hohlraum im oberen kaliumehloridreichen Lager vorbeifließen. Der Pakker dient dazu, im wesentlichen das gesamte zugeführte Wasser durch die oberhalb desselben gelegenen Perforationen zu leiten, so daß es im oberen Hohlraum zirkulieren muß. In Form einer Sole wird das Wasser durch die unterhalb des umleitenden Packers liegenden Perforationen aus dem Hohlraum entfernt. Damit wird das Wasser an einer Stelle, die unterhalb des Packers liegt, wieder in das Bohrloch eingeleitet und dient dann der Extraktion im unteren Hohlraum.An additional embodiment for expanding and expanding the upper cavity provides that the flow of water in the incoming cased borehole near the upper potassium chloride-rich layer is interrupted. This can be achieved by perforating the tubing at the level of the upper potassium chloride-rich layer and introducing water so that the extraction in this upper store takes place as already described. After the extraction of the upper bearing has resulted in the formation of a cavity which is usually larger than 5 cm from the cased borehole, a packer can be placed in the casing below the uppermost perforations and above the lowermost perforations, preferably in the middle part of the perforated section of the casing. This prevents the water from flowing down the borehole and past the cavity in the upper potassium chloride-rich bearing. The purpose of the packer is to guide substantially all of the water supplied through the perforations above it, so that it must circulate in the upper cavity. The water is removed from the cavity in the form of a brine through the perforations below the diverting packer. The water is thus fed back into the borehole at a point below the packer and is then used for extraction in the lower cavity.

Dem ganz in den oberen Hohlraum geleiteten Wasser kann auch öl zugefügt werden. Wegen seiner im Vergleich zum Wasser geringeren Dichte wird es im wesentlichen innerhalb des Hohlraums verbleiben, der sich in der oberen kaliumchloridreichen Schicht gebildet hat. In die untere Schicht kann öl geleitet werden, indem man ein Rohr durch das zuleitende Bohrloch und den Packer einführt, so daß es unterhalb der im Bohrloch befindlichen Perforationen offen endet. Durch dieses Rohr kann Öl oder ein Öl-Wasser-Gemisch eingeleitet werden, das auf diese Weise in die untere kaliumchloridreiche Schicht gelangt. Wahlweise kann das Öl auch durch das ableitende Bohrloch eingeführt werden ' indem man die Flüssigkeiten so lange umgekehrt vom ableitenden zum zuleitenden Bohrloch fließen läßt, bis das Öl den unteren Hohlraum erreicht hat. Oil can also be added to the water that has been completely led into the upper cavity. Because of its lower density compared to water, it will essentially remain within the cavity that has formed in the upper potassium chloride-rich layer. Oil can be directed into the lower layer by inserting a pipe through the feeding well and the packer so that it ends openly below the perforations in the well. Oil or an oil-water mixture can be introduced through this pipe, which in this way reaches the lower potassium chloride-rich layer. Optionally, the oil can also be introduced by the dissipative wellbore 'by flowing so long inverted by dissipating the afferent borehole fluids until the oil has reached the lower cavity.

Aus mehreren Gründen sind normalerweise flüssige Kohlenwasserstoffe am geeignetsten zur Bildung der Schutzsicht 6. Sie widersetzen sich wirksamer einer Extraktion des Hangenden. Außerdem läßt sich die Höhe der Decke des Hohlraums mit einer Flüssigkeit leichter regeln als mit einem Gas, wie Luft.For several reasons, liquid hydrocarbons are usually the most suitable for forming the protective layer 6. They are more effective in resisting extraction of the hanging wall. In addition, the height of the ceiling of the cavity can be regulated more easily with a liquid than with a gas, such as air.

Fortschreitender Abbau in dem Hohlraum der oberen KCI-enthaltenden Schicht kann eine Verbindung -mit dem Bohrloch 21 herstellen. Dann kann auch das Bohrloch 21 perforiert werden, um auch an dieser Stelle eine Extraktion durchzuführen. Wenn andererseits der Hohlraum in der oberen KCI-enthaltenden Schicht zu groß für eine gleichzeitige Extraktion beider Hohlräume wird, so ist es ratsam, ein weiteres Bohrloch in die obere KCI-reiche Schicht einzubringen und die in dieser Schicht ent--standene SÖlelösung durch dieses neue Bohrloch zu entfernen.Progressive reduction in the cavity of the upper KCI-containing layer contains a compound can - with the well 21 produced. The borehole 21 can then also be perforated in order to carry out an extraction at this point as well. If, on the other hand, the cavity in the upper KCI-containing layer becomes too large for a simultaneous extraction of both cavities, it is advisable to drill another borehole into the upper KCI-rich layer and transfer the brine solution formed in this layer through this new one Remove borehole.

In dieser Situation erweist es sich oft als besser, die gleichzeitige Extraktion beider Hohlräume mit einem Zuführungsbohrloch aufzugeben und jeden Hohlraum getrennt zu extrahieren, indem man jedem ein Zuführungsbohrloch zuordnet. Wahlweise kön--.neu auch die beiden Hohlräume vereinigt werden, so daß nur ein Hohlraum extrahiert wird. Diese Technik kann verwirklicht werden, indem man den Wasserdruck im unteren Hohlraum verringert. Dadurch wird die in der Mitte liegende NaCI-reiche, KC1-arme Schicht so weit geschwächt, daß sie einstürzt. Nach dem Einstürzen des Natriumchlorids in den unteren Hohlraum werden die zuleitenden und ableitenden Bohrlöcher 11 bzw. 21 höher gelegt, so daß der Abbau oberhalb des am Boden des Hohlraums 8 lagernden Natriumchlorids erfolgt. Schon eine Verringerung des Wasserdrucks im unteren Hohlraum auf weniger als 50% des während der Extraktion herrschenden Drucks reicht aus, um das Hangende des unteren Hohlraums zum Einstürzen zu bringen.In this situation, it often proves better to abandon the simultaneous extraction of both cavities with one delivery well and extract each cavity separately by assigning a delivery well to each. Optionally, the two cavities can now also be combined so that only one cavity is extracted. This technique can be accomplished by reducing the water pressure in the lower cavity. As a result, the NaCl-rich, KC1-poor layer in the middle is weakened to such an extent that it collapses. After the sodium chloride has collapsed into the lower cavity, the inlet and outlet boreholes 11 and 21 are placed higher so that the breakdown takes place above the sodium chloride stored at the bottom of the cavity 8. A reduction in the water pressure in the lower cavity to less than 50% of the pressure prevailing during the extraction is sufficient to cause the hanging wall of the lower cavity to collapse.

Das Hangende in beiden Hohlräumen wird in dem KCI-reichen Lager allmählich mit bestimmter Geschwindigkeit heraufgesetzt, indem man das Niveau der Wasserzuführung in den Hohlraum und die Mengen des Mineralöls oder ähnlicher flüssiger Kohlenwasserstoffe, die hineingeleitet werden, regelt. Die Höhe des Hangenden sollte um nicht mehr als etwa 0,30 m je 90 bis 4536 t aus beiden Hohlräumen entferntes KCI heraufgesetzt werden; diese Heraufsetzung sollte jedoch schnell genug erfolgen, daß die Produktion wirtschaftlicher Mengen KCI sichergestellt ist.The hanging wall in both cavities is gradually increased at a certain rate in the KCI-rich camp by regulating the level of water supply into the cavity and the amounts of mineral oil or similar liquid hydrocarbons that are introduced into it. The height of the hanging wall should not be increased by more than about 0.30 m for every 90 to 4536 tons of KCI removed from both cavities; however, this increase should be done quickly enough to ensure the production of economical quantities of KCI.

Bei gleichzeitiger Extraktion eines oberen KCI-reichen Lagers und eines unteren, durch ein NaC1-reiches Lager abgetrennten Lagers können höhere KCI-Konzentrationen in dem zum Extrahieren verwendeten Wasser erzielt werden.With simultaneous extraction of an upper KCI-rich camp and a lower store separated by a NaC1-rich store can have higher KCl concentrations in the water used for extraction.

Die Oberfläche des unteren KCI-reichen Hohlraums, der extrahiert wird, ist zudem dann. groß genug, daß trotz der verhältnismäßig langsamen Lösungsgeschwindigkeit des Kaliumehlorids die Gewinnung des Kaliumchlorids durch das Extraktionsverfahren mit einer praktischen und wirtschaftlichen Geschwindigkeit durchgeführt werden kann. Werden die obere und die untere Schicht gleichzeitig be- arbeitet, so kann außerdem, bezogen auf die zur Extraktion verwendete Lösungsmenge, eine größere Ausbeute erzielt werden, während gleichzeitig maximale Mengen KCI je gegebener unterirdischer Formation erhalten werden.The surface of the lower KCI-rich cavity that is extracted is also then. large enough that, despite the relatively slow rate of dissolution of the potassium chloride, recovery of the potassium chloride by the extraction process can be carried out at a practical and economical rate. The upper and the lower layer operates at the same loading, it can also, based on the solution used for the extraction amount, a greater yield is achieved while at the same time maximum amounts KCI be obtained depending given subterranean formation.

Der Hohlraum, der dazu verwendet wird, die Lösung des Kaliumchlorids von der unteren Kaliumchloridschicht einzuleiten, kann auch durch andere Mittel als durch Extraktion gebildet werden. Er kann ausgeschachtet werden, oder durch Brechen der natriumchloridreichen Schicht unterhalb der unteren kaliumchloridreichen Schicht oder des unteren Teiles der unteren kaliumchloridreichen Schicht hergestellt werden, und das Hangende dieses Hohlraums kann dann allmählich durch diese Schicht hindurch durch die bereits beschriebene Extraktion heraufgesetzt werden. Ähnliche Technik-en können auch zur Extraktion der oberen kaliumchloridreichen Schicht angewendet werden.The cavity that is used to hold the potassium chloride solution from the lower potassium chloride layer can also be initiated by other means than are formed by extraction. It can be excavated or through Breaking the sodium chloride rich layer beneath the lower potassium chloride rich one Layer or the lower part of the lower potassium chloride-rich layer and the hanging wall of this cavity can then gradually pass through this layer can be increased through the extraction already described. Similar Techniques can also be used to extract the upper layer rich in potassium chloride will.

Claims

Claims: 1. A method for the dismantling of underground potassium chloride deposits, in which two KCI-rich layers are separated from one another by an intermediate KCI-poor layer, by leaching the lower KCI-rich deposit and creating a cavity by means of piping ascending from the cavity characterized in that after completion of the cavity in the lower KCI-rich layer, the piping in the area of the upper KCI-rich layer is perforated and that the solvent is guided through this perforation into said layer, if necessary by placing a packer in the middle of the perforated zone, to extract KCI from the upper KC1-rich layer, whereupon partially saturated solution is passed into the lower KCI-rich deposit, where it is further enriched by additional extraction of KCI.

2. The method according to claim 1, characterized in that a liquid insoluble in water, the density of which is lower than that of the water, is introduced into the borehole together with the water. 3. The method according to claim 1, characterized in that the borehole is blocked at the level of the perforation of the upper KC1-rich layer by a packer for diverting the water through this layer.

Contemplated publications:. USA. Patent No. 3,022,986.