DE19533746C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Stimulation von Erdöl-, Gas- und Einpreßbohrungen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Stimulation von Erdöl-, Gas- und EinpreßbohrungenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchfüh
rung des Verfahrens gem. dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
Es ist bekannt, daß sich nach längerer Förderzeit die Durch
lässigkeit der Gesteine in Bohrlochnähe infolge von Ablagerungen
verringert, was auch zu einer Verringerung der Fördermenge führt.
Die Ausmaße dieser Ablagerungszonen können bis zu 5 m von der
Bohrlochmitte betragen.
Zur Stimulierung derartiger, "zugewachsener" Bohrungen sind
Kugelschieß-, Sprenggeschoß-, Jet- und Erosionsverfahren sowie
die dazugehörigen Vorrichtungen bekannt. Die Kugelschieß- und
Sprenggeschoßverfahren beruhen auf der Druckenergie einer Explo
sionswelle, während die Erosions- und Jetverfahren die hydrauli
sche Energie eines Flüssigkeitsstrahls mit bzw. ohne die Zugabe
eines Erodiermittels, wie z. B. Quarzsand, ausnutzen.
Bei den bekannten Spreng- und Schießvorrichtungen beträgt die
maximal erreichbare Länge eines Perforationskanals nicht mehr als
500 mm bei einem Kanaldurchmesser von ca. 50 mm. Eine Vergröß
erung des Durchmessers des Kanals würde zur Verringerung seiner
Länge führen, da es nicht möglich ist, eine größere Menge von
Sprengstoff für einen Schuß in der durch den Bohrlochdurchmesser
begrenzten Verrohrung unterzubringen (siehe Seiten 3-47, 3-51,
3-55, 3-59; Western Atlas International, Alittou/Dresser
Company, Printed in USA, Perforating Capabilities, 1990).
Bei den bekannten Erosionsperforatoren beträgt die maximale
Länge des Perforationskanals ca. 1000 mm bei einem Durchmesser
von maximal 80 mm (Pittman F., Harriman D. and John St.: "Inve
stigation of Abrasive-Laden-Fluid Method For Perforation and
Fracture Initiation", S. 491, 492, Journal Petroleum Technology,
v. 13, Nr. 5 1961; L.C. Melik-Aslanov, O.A. Sidorov: Gidropes
kostruinyi metod perforazii skvashin i vskrytie plasta,
S. 70-76, Baku 1964).
Die relativ kleinen Längen und Durchmesser der Perforations
kanäle, die man mit Hilfe der bekannten Kugelschieß-, Sprengge
schoß- und Erosionsverfahren erreichen kann, erlauben nicht, alle
naturgegebenen Möglichkeiten einer Erdgas-/Erdölbohrung in bezug
auf Zufluß zu realisieren.
Aus DE 36 41 521 A1 ist ein Jetverfahren bekannt, bei dem in
einer ersten Verfahrensstufe eine in der Bohrlochsverrohrung be
findliche Stanzvorrichtung mittels eines Hydraulikzylinders nach
außen geschoben wird, wodurch die Bohrlochsauskleidung perforiert
wird. In einer zweiten Verfahrensstufe wird dann eine am Ende
eines Schlauchs befestigte Hochdruckflüssigkeits-Strahldüse durch
eine axiale Bohrung in der Stanzvorrichtung nach außen geschoben,
um einen radial verlaufenden Gang durch das umgebende Erdreich zu
bohren. Bei diesem Verfahren wird die erodiermittelfreie Schneid
flüssigkeit der Strahldüsenanordnung mit einem Druck von 517 bar
zugeführt.
Mit dem oben kurz skizzierten Jetverfahren können zwar Kanäle
von über 4 m Länge geschaffen werden, es hat aber den entschei
denden Nachteil, daß die gesamte ober- und untertägige Ausrüstung
für Drücke von ca. 600 bar (517 bar plus Druckverluste im Bohr
gestänge und im Bohrgerät) ausgelegt werden muß.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Stimulation von Erdöl-, Gas- und Einpreßboh
rungen zur Verfügung zu stellen, das bzw. die bei vergleichsweise
niedrigen Drücken der Schneidflüssigkeit die Schaffung eines die
Ablagerungszone zugewachsener Bohrungen durchsetzenden Kanals mit
Sicherheit gewährleistet.
Gelöst wird diese Aufgabe mittels eines gattungsgemäßen Ver
fahrens dadurch, daß in der ersten Verfahrensstufe die Schaffung
eines Perforationskanals durch die Bohrlochsverrohrung hindurch
unter Einwirkung eines mit einem Erodiermittel, wie z. B. Sand,
beladenen Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls erfolgt, in der zweiten
Verfahrensstufe die Erodiermittelzugabe zur Hochdruckflüssigkeit
gesperrt wird und die Strahldüsenanordnung nach dem Strahlpumpen
prinzip in dem durch sie geschaffenen Kanal anfallendes Haufwerk
zur Vor-Ort-Ausbildung eines erodiermittelbeladenen Hochdruck-
Flüssigkeitsstrahls ansaugt.
Die Beladung des Hochdruck-Flüssigkeitsstroms mit einem Ero
diermittel vor Ort schafft einen hochwirksamen Erosionsstrahl,
wodurch der nach dem Stand der Technik erforderliche hohe Druck
für die Schneidflüssigkeit vermieden wird.
Bei dem aus DE 36 41
521 A1 bekannten Verfahren könnte der Arbeitsdruck der Schneid
flüssigkeit ebenfalls gesenkt werden, indem dieser ein Erodier
mittel zugegeben wird. Allerdings würden dann die vor der Strahl
düsenanordnung liegenden Anlagenkomponenten in kürzester Zeit
verschleißen. Eine derartige Lösung ist daher nur von theoreti
scher Natur.
In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird in der ersten
Verfahrensstufe nach der Perforation der Bohrlochverrohrung der
Druck der erodiermittelbeladenen Hochdruckflüssigkeit langsam
erhöht. Dadurch erfolgt entsprechend dem Hookschen Gesetz eine
Längung des Steigrohrstranges, an dessen unteren Ende die Perfo
rationsausrüstung befestigt ist. Mit dieser Längung des Steig
rohrstranges wandert auch der Erosionsstrahl nach unten, so daß
ein Perforationskanal größeren Querschnitts als bisher geschaf
fen wird. Dies ermöglicht die Einführung einer im Durchmesser
größeren Strahldüsenanordnung in den Perforationskanal, so daß nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur ein langerer, sondern auch
ein im Querschnitt größerer Kanal hergestellt werden
kann.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen 3 und 4.
Zur Durchführung des Verfahrens wird eine gattungsgemäße Vor
richtung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß an
den Perforator über mindestens ein Teleskoprohr eine Penetrator
einrichtung angehängt ist, in welcher eine Strahldüsenanordnung gehaltert
ist, der über eine biegsame Hochdruckleitung durch ein Teleskop
rohr hindurch mit dem Perforator und damit mit dem Hochdruckpump
aggregat verbunden ist, wobei die Penetrationseinrichtung mit einer
Fühleinrichtung zum Erkennen der Höhen- und Seitenlage des durch
den Perforator geschaffenen Perforationskanals sowie mit einer
Arretiervorrichtung zur unverrückbaren Festlegung der Penetrations
einrichtung in der Bohrlochverrohrung ausgestattet ist.
Wie das Verfahren, so ist auch die Vorrichtung zur Durchfüh
rung dieses Verfahrens gewissermaßen zweigeteilt ausgeführt. Die
Vorrichtung besteht aus dem Perforator, der, wie nach dem Stand
der Technik, während der Schaffung des Perforationskanals in der
Bohrlochverrohrung verbleibt, und aus der Penetrationseinrich
tung, deren Strahldüsenanordnung die Bohrlochverrohrung verläßt und sich
gewissermaßen selbsttätig in das Speichergestein "einfrißt".
Da die am Perforator hängende Penetrationseinrichtung sich
nicht in der Höhenlage des Perforators, und damit des durch die
sen geschaffenen Perforationskanals befindet, ist sie mit einer
Fühleinrichtung ausgestattet, die es ermöglicht, die Höhen- und
Seitenlage des durch den Perforator geschaffenen Perforationska
nals zu erkennen. Aufgrund dieser Abtastung kann der lösbar in
der Penetrationseinrichtung gehalterte Düsenkopf lagegenau in den
Perforationskanal eingeführt werden.
Die Penetrationseinrichtung weist weiterhin eine Arretier
vorrichtung auf, bei deren Betätigung sie unverrückbar an der
Bohrlochverrohrung festgelegt wird. Diese Festlegung ist erfor
derlich, um eine Lageverschiebung zwischen dem Perforator und der
Penetrationseinrichtung zu ermöglichen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung ergeben sich aus
dem Unteranspruch.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei
spieles näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt:
Fig. 1 die Durchführung der ersten Verfahrensstufe mit
einer schematischen Darstellung der Vorrichtung,
Fig. 2 die Durchführung der zweiten Verfahrensstufe eben
falls mit schematischer Darstellung der Vorrichtung,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vor
richtung, bestehend aus dem Perforator und der Pe
netrationseinrichtung,
Fig. 4 eine Teilansicht A der Vorrichtung gemäß Fig. 3,
Fig. 5 einen Schnitt B-B gemäß Fig. 4,
Fig. 6 einen Schnitt C-C gemäß Fig. 4,
Fig. 7 einen Schnitt D-D gemäß Fig. 3,
Fig. 8 einen Schnitt F-F gemäß Fig. 3,
Fig. 9.1-9.4 einen Längsschnitt durch den Perforator in
verschiedenen Stadien der Durchführung des
Verfahrens, und
Fig. 10 einen Schnitt durch die in der Penetrationseinrich
tung gehalterte Strahldüsenanordnung.
Die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
benötigte obertägige Ausrüstung besteht aus den in Ölfeldern üb
lichen Anlagen und Geräten, die auch entsprechend den gebräuch
lichen Drücken (bis 350 bar) ausgelegt sind. Zu diesen Ausrüstun
gen gehören insbesondere eine Ölfeldwinde 1, ein Hochdruckpump
aggregat 2, ein Leitungs- und Tanksystem 3, ein Sandmischaggre
gat 4 und eine Bohrlochkopfabsperrung 5. Zur untertägigen norma
len Bohrlochausrüstung gehört eine Bohrlochsverrohrung 6, ein Ze
mentmantel 7 zur Abdichtung der Verrohrung 6 gegenüber dem Ge
birge und ein Steigrohr 8. An diesem Steigrohr 8 ist die erfin
dungsgemäße Vorrichtung angeschraubt. Diese besteht in ihren
Hauptteilen aus einem Perforator 9 sowie aus einer an diesen über
axial zusammenschiebbare Teleskoprohre 10 aufgehängten Penetra
tionseinrichtung 11. In dieser Penetrationseinrichtung 11 ist eine
Strahldüsenanordnung 19 lösbar gehaltert, der über einen biegsamen Hoch
druckschlauch 20 mit dem Perforator 9 verbunden ist. Der Hoch
druckschlauch 20 ist durch eines der Teleskoprohre 10 geführt.
Dieses bildet damit gleichzeitig ein Schutzrohr für den Hoch
druckschlauch 20.
Im Perforator 9 sind Schlitzdüsen 13 zur Erzeugung eines Per
forationsstrahls vorgesehen. Die Anordnung und die Lage dieser
Schlitzdüsen 13 geht am besten aus den Fig. 4, 5 und 6 hervor.
Aufgrund der Anordnung der Schlitzdüsen 13 ergibt sich im Betrieb
ein relativ breiter lückenloser Erosionsstrahl.
Die erste Verfahrensstufe des Erosionsperforierens der Ver
rohrung 6 wird wie folgt durchgeführt:
In der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Darstellung ist die komplet te Perforationsausrüstung schon auf die gewünschte Teufe einge baut. Vor der Inbetriebnahme des Perforators 9 wird die gesamte oberhalb der Perforationsausrüstung befindliche Ausrüstung gespült, um zu verhindern, daß sich Verunreinigungen aus dem Steigrohrstrang 8 vor die Schlitzdüsen 13 im Perforator 9 setzen. Die Spülflüssigkeit wird durch das Hochdruckpumpaggregat 2 über das Leitungssystem 3 in den Steigrohrstrang 8 gepumpt und gelangt so in den Perforator 9. Die Spülflüssigkeit strömt dort durch Spülbohrungen 31 in den Ringraum zwischen dem Perforator 9 und der Bohrlochverrohrung 6 (Fig. 9.1). Nach einer ausreichend er scheinenden Zeit, bei der kein Druckanstieg obertägig zu ver zeichnen ist, werden die Spülbohrungen 31 mit Hilfe einer Ein wurfkugel 30 versperrt (Fig. 9.2), so daß die gesamte Flüssig keit zwangsweise durch die Schlitzdüsen 13 strömen muß.
In der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Darstellung ist die komplet te Perforationsausrüstung schon auf die gewünschte Teufe einge baut. Vor der Inbetriebnahme des Perforators 9 wird die gesamte oberhalb der Perforationsausrüstung befindliche Ausrüstung gespült, um zu verhindern, daß sich Verunreinigungen aus dem Steigrohrstrang 8 vor die Schlitzdüsen 13 im Perforator 9 setzen. Die Spülflüssigkeit wird durch das Hochdruckpumpaggregat 2 über das Leitungssystem 3 in den Steigrohrstrang 8 gepumpt und gelangt so in den Perforator 9. Die Spülflüssigkeit strömt dort durch Spülbohrungen 31 in den Ringraum zwischen dem Perforator 9 und der Bohrlochverrohrung 6 (Fig. 9.1). Nach einer ausreichend er scheinenden Zeit, bei der kein Druckanstieg obertägig zu ver zeichnen ist, werden die Spülbohrungen 31 mit Hilfe einer Ein wurfkugel 30 versperrt (Fig. 9.2), so daß die gesamte Flüssig keit zwangsweise durch die Schlitzdüsen 13 strömen muß.
Nach dem Abschluß des Spülvorganges wird nun eine Wasser-
Sandmischung (ca. 20 kg Sand/pro m³ Wasser) mit einem Volumen von
ca. 200 l/min bei Anfangsdrücken von ca. 100 bar mittels des
Hochdruckpumpaggregates 2 über das Hochdruckleitungssystem 3 in
den Steigrohrstrang 8 gepumpt. Von dort gelangt die Wasser-
Sandmischung durch eine im Kolben 15 des Perforators 9 vorhandene
Zentralbohrung in die Schlitzdüsen 13. Aufgrund der hohen Aus
trittsgeschwindigkeit (im allgemeinen größer als 100 m/sec) des
Wasser-Sandgemisches aus den Schlitzdüsen 13 wird die Bohrloch
verrohrung 6 und der im allgemeinen dazugehörige Zementmantel 7
in kurzer Zeit erodiert. Dies ist am Druckabfall übertage zu er
kennen. Nun wird der Druck durch Erhöhung des Volumens der Was
ser-Sandmischung während der weiteren Perforation langsam stetig
bis auf etwa 250 bar gesteigert. Mit dem Druckanstieg erfolgt
eine Längung des Steigrohrstranges 8 entsprechend dem Hookschen
Gesetz. Das führt dazu, daß die Schlitzdüsen 13 nach unten ge
schoben werden, wodurch in kurzer Zeit (30 bis 40 min) in der
Bohrlochverrohrung 6, ihrer Zementation 7 und dem Speichergestein
ein im Querschnitt etwa ovaler Kanal 12 mit einer Länge von bis zu
0,3 m entsteht. Der etwa ovale Querschnitt des Kanals 12 ist
größer als der Durchmesser der in der Penetrationseinrichtung 11
gehalterten Strahldüsenanordnung 19.
Anschließend wird der Pumpendruck auf Null verringert und der
Sand aus dem Steigrohrstrang 8, dem Perforator 9 sowie aus dem
Ringraum zwischen dem Steigrohrstrang 8 und der Bohrlochverroh
rung 6 ausgewaschen. Nun wird eine Einwurfkugel 16 in den Steig
rohrstrang 8 eingebracht und nach unten gepumpt. Sie schließt
letztlich die Zentralbohrung im Kolben 15 des Perforators 9 und
schert bei weiterer Druckerhöhung die Scherstifte 14 ab, so daß
der Kolben 15 sich nach unten bewegt, dabei den Zugang zu den
Schlitzdüsen 13 absperrt und Durchgangsbohrungen 29 freigibt
(Fig. 9.3).
Damit ist die erste Verfahrensstufe, das Erosionsperforieren,
abgeschlossen.
In der zweiten Verfahrensstufe, in der der während der ersten
Verfahrensstufe geschaffene kurze Perforationskanal 12 wesentlich
verlängert wird, wird wie folgt gearbeitet:
Nach Abschluß der Erosionsperforation wird der Steigrohr strang 8 mit der gesamten erfindungsgemäßen Ausrüstung genau um den Abstand zwischen dem Perforator 9 und dem Austritt des Düsen kopfes 19 aus der Penetrationseinrichtung 11 angehoben. Um si cherzustellen, daß die Penetrationseinrichtung 11, genauer ge sagt, der Austritt der Strahldüsenanordnung 19 aus der Penetrationsein richtung 11, genau in Höhe des Perforationskanals 12 steht, wird in kurzen Abständen ein in der Penetrationseinrichtung 11 angeord neter Fühler 17 durch Erzeugung eines statischen Druckes von ca. 30 bis 50 bar aktiviert. Die dazu erforderliche Hochdruckflüssig keit wird dem Fühler 17 über einen biegsamen, durch ein Teleskop rohr 10 geführten Hochdruckschlauch 21 und eine Stichbohrung 32 zugeführt. Der Fühler 17 ist so ausgebildet, daß er in den Per forationskanal 12 paßt, nicht aber in etwa vorhandene Schußper forationslöcher. Sobald der Fühler 17 in die Mündung des Perfo rationskanals 12 eindringt, gibt er eine Entlastungsbohrung 33 frei und erzeugt so einen Druckabfall, der übertage erkennbar ist. Da der Abstand zwischen dem Fühler 17 und dem Austritt der Strahldüsenanordnung 19 aus der Penetrationseinrichtung 11 exakt definiert ist, kann so auch die gegenseitige Lage von Perforationskanal 12 und Strahldüsenanordnung 19 bestimmt werden. Nach dieser eindeutigen Lozie rung der Strahldüsenanordnung 19 gegenüber dem Perforationskanal 12 wird der Wasserdruck im gesamten System mittels des Hochdruckpumpaggregats 2 erhöht. Eine Sandzugabe über das Mischaggregat 4 erfolgt nicht mehr.
Nach Abschluß der Erosionsperforation wird der Steigrohr strang 8 mit der gesamten erfindungsgemäßen Ausrüstung genau um den Abstand zwischen dem Perforator 9 und dem Austritt des Düsen kopfes 19 aus der Penetrationseinrichtung 11 angehoben. Um si cherzustellen, daß die Penetrationseinrichtung 11, genauer ge sagt, der Austritt der Strahldüsenanordnung 19 aus der Penetrationsein richtung 11, genau in Höhe des Perforationskanals 12 steht, wird in kurzen Abständen ein in der Penetrationseinrichtung 11 angeord neter Fühler 17 durch Erzeugung eines statischen Druckes von ca. 30 bis 50 bar aktiviert. Die dazu erforderliche Hochdruckflüssig keit wird dem Fühler 17 über einen biegsamen, durch ein Teleskop rohr 10 geführten Hochdruckschlauch 21 und eine Stichbohrung 32 zugeführt. Der Fühler 17 ist so ausgebildet, daß er in den Per forationskanal 12 paßt, nicht aber in etwa vorhandene Schußper forationslöcher. Sobald der Fühler 17 in die Mündung des Perfo rationskanals 12 eindringt, gibt er eine Entlastungsbohrung 33 frei und erzeugt so einen Druckabfall, der übertage erkennbar ist. Da der Abstand zwischen dem Fühler 17 und dem Austritt der Strahldüsenanordnung 19 aus der Penetrationseinrichtung 11 exakt definiert ist, kann so auch die gegenseitige Lage von Perforationskanal 12 und Strahldüsenanordnung 19 bestimmt werden. Nach dieser eindeutigen Lozie rung der Strahldüsenanordnung 19 gegenüber dem Perforationskanal 12 wird der Wasserdruck im gesamten System mittels des Hochdruckpumpaggregats 2 erhöht. Eine Sandzugabe über das Mischaggregat 4 erfolgt nicht mehr.
Durch die Erhöhung des Systemdrucks werden der Fühler 17 und
Arretierkolben 22 aktiviert, die die Penetrationseinrichtung 11
unverrückbar an die gegenüberliegende Wand der Verrohrung 6
drücken. Die beiden Arretierkolben 22 (Fig. 3 und 8) werden wie
auch der Fühler 17 über die Hochdruckleitung 21 und die Stichboh
rung 32 mit der Hochdruckflüssigkeit versorgt.
Durch eine weitere Erhöhung des Systemdruckes perforiert ein
in der Strahldüsenanordnung 19 angeordneter Schneidstift 35 eine Sperrscheibe 34
(Fig. 10), wodurch der Schneidstift 35 aufgrund der Wirkung der
Hochdruckflüssigkeit wie ein Kolben nach vorn geschoben wird. An
dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, daß das System Schneidstift
35/Sperrscheibe 34 so ausgelegt ist, daß die Sperrscheibe 34
erst dann perforiert wird, wenn die Arretierkolben 22 und der
Fühler 17 aktiviert sind.
In der Strahldüsenanordnung 19 sind Arbeitsdüsen 37, 38 vorgesehen, und zwar
vier Paar, wobei sich die Düsenpaare 37, 38 diametral gegenüber
liegen. Aufgrund des Nachvorneschiebens des Scherstiftes 35 wer
den zu den Arbeitsdüsen 37 führende Stichbohrungen 36 freigege
ben. Dadurch strömt die Hochdruckflüssigkeit in die Arbeitsdüsen
37 ein. Die Arbeitsdüsen 37 bilden Venturidüsen, in der die
Druckenergie der Flüssigkeit in Geschwindigkeitsenergie umgewan
delt wird. Ein Teil der Flüssigkeit strömt mit hoher Geschwindig
keit nach hinten aus den Arbeitsdüsen 37 aus und sorgt somit für
einen Vorschub der Strahldüsenanordnung 19. Der andere Teil der Flüssig
keit strömt nach vorn in die Arbeitsdüsen 38. Aufgrund der großen
Geschwindigkeit der Flüssigkeit wird in den Arbeitsdüsen 38 eine
Injektorwirkung erzeugt, durch die im Perforationskanal 12 noch
vorhandener Spülsand und vor allem abgespülte Gesteinsbruchstücke
durch in die Arbeitsdüsen 38 führende Bohrungen 39 hindurch ange
saugt werden. Aufgrund dieser Ausbildung der Strahldüsenanordnung 19 wird
vor Ort ein erodiermittelbeladener Erosionsstrahl erzeugt, der
das Speichergestein erodiert und eine stetige Penetration der
Strahldüsenanordnung 19 mit dem flexiblen Hochdruckschlauch 20 ermöglicht.
Während der Penetration der Strahldüsenanordnung 19, die bei Drücken
von ca. 100 bis 200 bar erfolgt, wird der Perforator 9 mittels der
Ölfeldwinde 1 langsam nach unten geführt. Dadurch schieben sich
die Teleskoprohre 10 zusammen und der Hochdruckschlauch 20 wird
entsprechend dem Fortschritt der Strahldüsenanordnung 19 im Penetrations
kanal 18 nachgeführt.
Die Kontrolle des Penetrationsprozesses erfolgt über den
Pumpendruck und den in der Ölfeldwinde 1 eingebauten Gewichts
anzeiger (Drillometer). Nach Abschluß der Penetrationskanalher
stellung wird unter Beibehaltung des Pumpendrucks der flexible
Hochdruckschlauch 20 mit der Strahldüsenanordnung 19 durch Anheben des Per
forators 9 spülend rückwärts aus dem Kanal gezogen. Ist die ur
sprüngliche Ausgangslage wieder erreicht, wird der Pumpendruck
auf Null reduziert. Dadurch werden der Fühler 17 und die Arre
tierkolben 22 in der Penetrationseinrichtung 11 entriegelt, wo
durch die gesamte erfindungsgemäße Ausrüstung freigegeben wird.
Um die in dem Steigrohrstrang 8 und in den Ausrüstungsteilen
9, 10 und 11 noch vorhandene Flüssigkeit ins Bohrloch auszu
schleusen, wird eine Einwurfkugel 25 durch den Steigrohrstrang 8
nach unten gepumpt, die von einem im Perforator 9 angeordneten
Schiebering 26 aufgenommen wird, der Entleerungsbohrungen 27 ver
schließt (Fig. 9.4). Durch eine kurzzeitige Erhöhung des Pumpen
druckes wird nun der Schiebering 26 von Scherstiften 28 abge
schert und nach unten gedrückt. Die Entleerungsbohrungen 27 wer
den somit freigegeben und der Flüssigkeitsinhalt aus dem Steig
rohrstrang 8 kann in die Bohrlochverrohrung 6 ausfließen. Mit dem
Ausbau des Steigrohrstranges 8 und der an ihn angeschraubten er
findungsgemäßen Ausrüstung sind die Arbeiten abgeschlossen.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung kann im Vergleich zu
allen bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen eine bedeu
tende Vergrößerung des Durchmessers und der Länge des Perfora
tionskanals bei relativ geringen Drücken der Schneid
flüssigkeit erzielt werden.
Claims (6)
1. Verfahren zur Stimulation von Erdöl-, Gas- und Einpreßbohrun
gen, bei dem in einer ersten Verfahrensstufe die Bohrlochsverroh
rung perforiert wird und in einer zweiten Verfahrensstufe eine
mit einer erodiermittelfreien Hochdruckflüssigkeit beschickte
Strahldüsenanordnung aus der Bohrlochsverrohrung nach außen ge
schoben wird, um einen Kanal durch das umgebende Erdreich zu boh
ren, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Verfahrensstufe
die Schaffung eines Perforationskanals (12) durch die Bohrlochs
verrohrung hindurch unter Einwirkung eines mit einem Erodiermit
tel, wie z. B. Sand, beladenen Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls er
folgt, in der zweiten Verfahrensstufe die Erodiermittelzugabe zur
Hochdruckflüssigkeit gesperrt wird und die Strahldüsenanordnung
(19) nach dem Strahlpumpenprinzip in dem durch sie geschaffenen
Kanal (18) anfallendes Haufwerk zur Vor-Ort-Ausbildung eines ero
diermittelbeladenen Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls ansaugt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der
ersten Verfahrensstufe nach der Perforation der Bohrlochverroh
rung (6) der Druck der erodiermittelbeladenen Hochdruckflüssig
keit langsam erhöht wird, womit eine Längung des Steigrohrstran
ges (8) und damit eine Vergrößerung des Querschnitts des kurzen
Perforationskanals (12) einhergeht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Druck von ca. 100 auf 250 bar erhöht wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1-3, da
durch gekennzeichnet, daß der Weg der Hochdruckflüssigkeit vor
der Durchführung der zweiten Verfahrensstufe zur Auswaschung des
Erodiermittels gespült wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1,
mit einem am Ende eines in der Bohrlochverrohrung angeordneten
Steigrohrstranges befestigten, an ein Hochdruckpumpaggregat an
geschlossenen Perforator, welcher auf die Bohrlochverrohrung ge
richtete Düsen zur Erzeugung eines Erosionsstrahles aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß an den Perforator (9) über minde
stens ein Teleskoprohr (10) eine Penetrationseinrichtung (11) an
gehängt ist, in der eine Strahldüsenanordnung (19) gehaltert ist, welcher
über eine biegsame Hochdruckleitung (20) durch ein Teleskoprohr
(10) hindurch mit dem Perforator (9) und damit mit dem Hoch
druckpumpaggregat (2) verbunden ist, wobei die Penetrationsein
richtung (11) mit einer Fühleinrichtung (17) zum Erkennen der
Höhen- und Seitenlage des durch den Perforator (9) geschaffenen
Perforationskanals (12) sowie einer Arretiervorrichtung (22) zur
unverrückbaren Festlegung der Penetrationseinrichtung (11) in der
Bohrlochverrohrung (6) ausgestattet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
im Perforator (9) angeordneten Düsen zur Erzeugung eines Ero
sionsstrahles als Schlitzdüsen (13) ausgebildet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995133746 DE19533746C1 (de) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | Verfahren und Vorrichtung zur Stimulation von Erdöl-, Gas- und Einpreßbohrungen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1995133746 DE19533746C1 (de) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | Verfahren und Vorrichtung zur Stimulation von Erdöl-, Gas- und Einpreßbohrungen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19533746C1 true DE19533746C1 (de) | 1997-02-06 |
Family
ID=7771943
Family Applications (1)
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DE1995133746 Expired - Fee Related DE19533746C1 (de) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | Verfahren und Vorrichtung zur Stimulation von Erdöl-, Gas- und Einpreßbohrungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19533746C1 (de) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3641521A1 (de) * | 1985-04-09 | 1988-06-16 | Herman J Schellstede | Vorrichtung und verfahren zum durchdringen einer bohrlochwand in einem mit einer auskleidung versehenen bohrloch |
-
1995
- 1995-09-12 DE DE1995133746 patent/DE19533746C1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3641521A1 (de) * | 1985-04-09 | 1988-06-16 | Herman J Schellstede | Vorrichtung und verfahren zum durchdringen einer bohrlochwand in einem mit einer auskleidung versehenen bohrloch |
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