DE19842435B4

DE19842435B4 - Chemisch induzierte Stimulationen unterirdischer, kohlenstoffhaltiger Formationen mit wässrigen, oxidierenden Lösungen

Info

Publication number: DE19842435B4
Application number: DE19842435A
Authority: DE
Inventors: Walter C. Katy Riese; Stephen V. Eagle River Bross
Original assignee: Vastar Resources Inc
Current assignee: Vastar Resources Inc
Priority date: 1997-09-22
Filing date: 1998-09-16
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2018-09-17
Also published as: DE19842435A1; DE19842407B4; DE19842407A1; DE19842424A1; DE19842424B4

Abstract

Verfahren zur Steigerung der Förderungsrate von Methan aus einer unterirdischen, kohlenstoffhaltigen Formation, die von mindestens einer Bohrung durchdrungen ist, umfassend:
a) Injizieren einer wässrigen oxidierenden Lösung, die mindestens ein Oxidationsmittel enthält, ausgewählt aus der aus Peroxid, Ozon, Sauerstoff, Chlordioxid, Hypochlorit, wasserlöslichen Metallsalzen der Hypochlorsäure, Perchlorat, Chlorat, Persulfat, Percarbonat, Permanganat, Nitrat und ihren Kombinationen bestehenden Gruppe, in die Formation;
b) Halten der wässrigen oxidierenden Lösung in der Formation für bestimmte Zeit und
c) gesteigerte Förderung von Methan aus der Formation; wobei die kohlenstoffhaltige Formation aus kohlenstoffhaltigen Materialien besteht, die mit anorganischen Materialien abgelagert sind.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Steigerung der Produktions- oder Förderungsrate von Methan aus einer unterirdischen, kohlenstoffhaltigen Formation mittels chemischer Stimulation der Formation mit einer wässrigen, oxidierenden Lösung, um die Produktions- oder Förderungsrate von Methan aus der Formation zu erhöhen. Die Erfindung ist auf die erhöhte Rückgewinnung von Methan aus Formationen anwendbar, welche aus kohlenstoffhaltigen Materialien bestehen, die mit anorganischen Materialien abgelagert sind, wie sie in Brandschiefer-Formationen auftreten. Die gesteigerte Produktionsrate wird erzielt, indem man die Oberflächen von darin enthaltenen Fragmenten organischer Materialien, die Kohlenwasserstoffe enthalten, erhöht, indem man die Bildung von Schlechten und anderen neuen Oberflächen in diesen kohlenstoffhaltigen Materialien induziert und dadurch die Desorption von leichteren Kohlenwasserstoffen aus diesen kohlenstoffhaltigen Formationen erleichtert. Kohlenstoffhaltige Formationen wie Schiefer setzen sich teilweise aus Tonmineralien zusammen. Die Erfindung ist auch auf die gesteigerte Wiedergewinnung leichterer Kohlenwasserstoffe, die an diesen Tonmineralien adsorbiert sind, anwendbar.
Wesentliche Mengen von Methangas finden sich in kohlenstoffhaltige Materialien enthaltenden Formationen, die Macerale, Kerngene und andere organische Materialien umfassen können und die zusammen mit anorganischen Materialien wie Sänden, Tonen und ähnlichen klastischen Materialien in der Formation vorhanden sind. Derartige Formationen werden hierin als "kohlenstoffhaltige Formationen" bezeichnet. Viele derartige kohlenstoffhaltige Formationen enthalten große Mengen an Methan oder anderer, absorbierter oder adsorbierter leichter Kohlenwasserstoffe wie Methan; das Methan läßt sich jedoch aus derartigen Formationen nicht leicht gewinnen, da die Permeabilität und die exponierten Oberflächen der darin enthaltenen kohlenstoffhaltigen Materialien zu gering sind, um eine effiziente Freisetzung des Methans aus der Formation zu gestatten. Die Ausdrücke "absorbiert" und "adsorbiert" werden in dieser Beschreibung abwechselnd verwendet, um Methan oder andere leichte Kohlenwasserstoffe zu bezeichnen, die in kohlenstoffhaltigen Materialien oder auf den Oberflächen derselben zurückgehalten werden, sowie zur Bezeichnung von Methan oder anderen leichten Kohlenwasserstoffen, die in oder auf den Oberflächen von Tonmineral-Materialien, die in den kohlenstoffhaltigen Formationen vorhanden sind, zurückgehalten werden.
Dementsprechend sind fortlaufend Anstrengungen zur Entwicklung von Verfahren zur Wiederholung der Auswirkung von Bedingungen, unter denen sich die besser entwickelten Schlechten-Systeme in Kohleformationen gebildet haben, und zur Steigerung der Produktions- und Förderungsrate von Methan aus kohlenstoffhaltigen Formationen unternommen worden.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Steigerung der Förderungsrate von Methan aus einer unterirdischen, kohlenstoffhaltigen Formation, die von mindestens einem Bohrloch durchdrungen wird, bereitgestellt, wobei das Verfahren umfaßt:

a) das Injizieren einer wässrigen, oxidierenden Lösung, die mindestens ein Oxidationsmittel enthält, ausgewählt aus der aus Peroxid, Ozon, Sauerstoff, Chlordioxid, Hypochlorit sowie den wasserlöslichen Metallsalzen der Hypochlorsäure, des Perchlorats, Chlorats, Persulfats, Percarbonats, Permanganats, Nitrats und Kombinationen derselben bestehenden Gruppe, in die Formation;
b) Halten der wässrigen, oxidierenden Lösung in der Formation für eine vorbestimmte Zeit und
c) Förderung von Methan aus der Formation mit gesteigerter Rate.

Das Injizieren der wässrigen, oxidierenden Lösung in die Formation und das Halten der Lösung in der Formation für vorbestimmte Zeitdauer stimuliert und erleichtert die Desorption von Methan und anderen leichten Kohlenwasserstoffen von den Tonmineral-Bestandteilen der Formation, gestattet die Wanderung des Methans aus der Formation in das Bohrloch und ermöglicht die Produktion bzw. Förderung von Methan aus der Formation mit erhöhter Rate.
Einige geeignete Oxidationsmittel sind Peroxid, Ozon, Sauerstoff, Chlordioxid, Hypochlorit, wasserlösliche Metallsalze der Hypochlorsäure, des Perchlorats, Chlorats, Persulfats, Perborats, Percarbonats, Permanganats, Nitrats und Kombinationen derselben.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wird die Produktionsrate des Methans aus einer unterirdischen, kohlenstoffhaltigen Formation, die von mindestens einer Injektionsbohrung und mindestens einer Produktions- oder Förderbohrung durchdrungen ist, gesteigert durch:

a) Injizieren einer wässrigen, oxidierenden Lösung, die mindestens ein Oxidationsmittel enthält, in die Formation durch die Injektionsbohrung und
b) Förderung von Methan aus der Formation durch die Produktionsbohrung mit gesteigerter Rate.

Die vorliegende Erfindung bewirkt eine Steigerung der Methangewinnung aus kohlenstoffhaltigen Materialien, die mit anorganischen Materialien abgelagert sind, und erhöht die Gewinnung von Methan aus den anorganischen Materialien, an die und in denen dieses adsorbiert ist.
Die Erfindung soll nun detaillierter unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen derselben unter zu Hilfenahme der angefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
1 eine schematische Darstellung einer Bohrung ist, die eine unterirdische, kohlenstoffhaltige Formation von der Oberfläche aus durchdringt.
2 ist eine schematische Darstellung einer Bohrung, die eine unterirdische, kohlenstoffhaltige Formation von der Oberfläche aus durchdringt, worin die kohlenstoffhaltige Formation fragmentiert oder aufgebrochen wurde.
3 ist eine schematische Darstellung einer Injektionsbohrung und einer Produktionsbohrung, die eine unterirdische, kohlenstoffhaltige Formation von der Oberfläche aus durchdringen.
4 ist eine schematische Darstellung einer Injektionsbohrung und einer Produktionsbohrung, die eine unterirdische, kohlenstoffhaltige Formation von der Oberfläche aus durchdringen, wobei die kohlenstoffhaltige Formation von der Injektionsbohrung aus frakturiert oder aufgebrochen worden ist.
5 ist eine schematische Darstellung eines 5-Punkte-Musters von Injektions- und Produktionsbohrungen.
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
Bei der Besprechung der Figuren werden in der Beschreibung durchgängig dieselben Bezugszeichen zur Bezeichnung derselben oder ähnlicher Komponenten verwendet.
In 1 ist eine kohlenstoffhaltige Formation 10 gezeigt, die von der Oberfläche 12 aus von einer Bohrung 14 durchdrungen wird. Die Bohrung bzw. das Bohrloch 14 umfaßt eine Gehäuse 16, das mittels Zement 18 in der Bohrung 14 angeordnet ist. Obwohl die Bohrung 14 als ausgekleidete Bohrung dargestellt ist, ist selbstverständlich, daß in den bevorzugten Ausführungsformen wie sie in den Figuren dargestellt sind, ausgekleidete oder nicht ausgekleidete Bohrungen verwendet werden können. Alternativ kann sich das Gehäuse 16 in die kohlenstoffhaltige Formation 10 hinein oder durch diese hindurch erstrecken, wobei Perforationen durch das Gehäuse in die kohlenstoffhaltige Formation 10 hinein für Fluidkommunikation zwischen der kohlenstoffhaltigen Formation 10 und dem Bohrloch 14 sorgen. Die Bohrung 14 erstreckt sich in die kohlenstoffhaltige Formation 10 und umfaßt eine Rohrleitung 20 und einen Packer 22. Der Packer 22 ist so angeordnet, daß er einen Strom zwischen dem äußeren Durchmesser der Rohrleitung 20 und dem inneren Durchmesser des Gehäuses 16 verhindert. Die Bohrung 14 umfaßt außerdem eine Ausstattung 24, die an die Injektion eines gasförmigen oder flüssigen Stroms in die kohlenstoffhaltige Formation 10 oder an die Gewinnung eines gasförmigen oder flüssigen Stroms aus der kohlenstoffhaltigen Formation 10 angepaßt ist.
Bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung wird eine wässrige, oxidierende Lösung, die mindestens ein Oxidationsmittel enthält, wie durch einen Pfeil 26 gezeigt durch die Rohrleitung 20 in die kohlenstoffhaltige Formation 10 wie durch die Pfeile 28 gezeigt injiziert. Die behandelten Zonen sind durch die Kreise 30 dargestellt. Die wässrige, oxidierende Lösung wird in die kohlenstoffhaltige Formation 10 für vorbestimmte Zeit injiziert, um die Bildung von zusätzlichen Oberflächen oder Schlechten in den in der kohlenstoffhaltigen Formation 10 enthaltenen organischen Materialien zu fördern oder zu stimulieren. Die wässrige, oxidierende Lösung wird für eine Zeitspanne und in einer Menge injiziert, die als ausreichend zur Erhöhung der Fähigkeit der organischen Materialien der in der kohlenstoffhaltigen Formation 10 in den Zonen 30 angesehen wird, das Methan und andere leichte Kohlenwasserstoffe zu desorbieren, das bzw. die an und in den organischen Materialien absorbiert sind. Nach einer vorbestimmten Zeitspanne oder nachdem eine ausgewählte Menge der wässrigen, oxidierenden Lösung injiziert worden ist, wird die Bohrung für eine Zeitspanne gesperrt, die bis zu oder mehr als 24 Stunden betragen kann. Typischerweise wird die Bohrung so lange gesperrt, bis der Druck in der Bohrung auf den Formationsdruck zurückgekehrt ist, und anschließend für mindestens 12 weitere Stunden geschlossen gehalten. Alternativ kann eine ausreichende Präsenzzeit der oxidierenden Lösung in der kohlenstoffhaltigen Formation 10 bereits während der Injektion der wässrigen, oxidierenden Lösung verstrichen sein. Die Sperrzeit ermöglicht die Wanderung der oxidierenden Lösung in die kohlenstoffhaltige Formation 10, um Bestandteile dieser kohlenstoffhaltigen Formation 10 zu oxidieren; dadurch erhöht sich die Oberfläche der und die Schlechten in den in der kohlenstoffhaltigen Formation 10 vorhandenen organischen Materialien. Die Sperrzeit oder Sperrdauer ermöglicht außerdem die Wanderung der oxidierenden Lösung in die kohlenstoffhaltige Formation 10, um das Methan und andere leichte Kohlenwasserstoffe, die an den in der kohlenstoffhaltigen Formation 10 vorhandenen Tonmineralien adsorbiert sind, abzutrennen. Im Anschluß an die Sperrzeit können Wasser, Methan oder beides aus der kohlenstoffhaltigen Formation 10 wiedergewonnen werden, um die kohlenstoffhaltige Formation 10 in den Zonen 30 zu entwässern und Methan zu fördern bzw. zu erzeugen. Der Ausdruck "entwässern", wie er hier verwendet wird, bezieht sich nicht auf die vollständige Entfernung von Wasser aus der kohlenstoffhaltigen Formation 10, sondern lediglich auf die Entfernung von ausreichend Wasser aus der kohlenstoffhaltigen Formation 10, um Verbindungswege oder Strömungspassagen in der kohlenstoffhaltigen Formation 10 zu öffnen, sodaß das Methan durch diese Verbindungswege aus der kohlenstoffhaltigen Formation 10 erzeugt oder gefördert werden kann.
Die wässrige, oxidierende Lösung enthält ein Oxidationsmittel, welches aus der Gruppe gewählt ist, die aus Peroxid, Ozon, Sauerstoff, Chlordioxid, Hypochlorit, wasserlöslichen Metallsalzen der Hypochlorsäure, des Perchlorats, Chlorats, Persulfats, Perborats, Percarbonats, Permanganats, Nitrats und Kombinationen derselben besteht. Bevorzugte Metallsalze sind Natrium- und Kaliumsalze. Typischerweise wird das Oxidationsmittel in Konzentrationen bis hinauf zur Löslichkeitsgrenze des Oxidationsmittels in der wässrigen, oxidierenden Lösung verwendet. Im Falle von Peroxid und Ozon liegt das Oxidationsmittel typischerweise in Mengen von bis zu etwa zehn (10) Gew.-% der wässrigen, oxidierenden Lösung vor, obwohl höhere Konzentrationen eingesetzt werden können, falls gewünscht. Diese Oxidationsmittel sind zuvor als Gel-brechende Zerteilungsfluide (fracturing fluid) für Anwendungen beim Aufbrechen oder Frakturieren Kohlenwasserstoffe enthaltender Formationen eingesetzt worden und sind im Handel erhältlich. Die Injektion der oxidierenden Lösung erleichtert die Bildung weiterer freier Oberflächen und Schlechten in der kohlenstoffhaltigen Formation und erleichtert die Freisetzung von Methan und anderen leichten Kohlenwasserstoffen aus den organischen Materialien und von den Oberflächen der Tonmineralien, an welche sie adsorbiert sind.
Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform wird eine einzige Bohrung für die Injektion der wässrigen, oxidierenden Lösung eingesetzt, um chemisch die Bildung von weiteren freien Oberflächen und Schlechten in den in der kohlenstoffhaltigen Formation 10 vorhandenen organischen Materialien zu steigern oder stimulieren und um die Freisetzung der auf den in der Zone 30 vorhandenen Tonmineralien adsorbierten Kohlenwasserstoffen zu erleichtern, was zur Freisetzung von Formationswasser und einer Steigerung der Methan-Produktionsrate aus der kohlenstoffhaltigen Formation 10 führt. Der hier verwendete Ausdruck "Steigerung" bezeichnet eine relative Änderung gegenüber der unbehandelten kohlenstoffhaltigen Formation.
In 2 ist eine vergleichbare Ausführungsform gezeigt mit der Ausnahme, daß die kohlenstoffhaltige Formation 10 durch Frakturen oder Brüche 32 aufgebrochen wurde. Der Betrieb der Bohrung entspricht im wesentlichen dem in 1 gezeigten mit der Ausnahme, daß die kohlenstoffhaltige Formation 10 zuvor frakturiert oder aufgebrochen wurde oder mit Hilfe eines Fluids frakturiert wird, das während mindestens eines Teils der Frakturierungsoperation die wässrige, oxidierende Lösung umfassen kann. Beispielsweise kann es wünschenswert sein, eine herkömmliche Frakturierungsanwendung als anfängliches Stimulationsverfahren einzusetzen, falls die kohlenstoffhaltige Formation 10 ausreichend impermeabel ist, gefolgt von der wässrigen, oxidierenden Lösung als Nachfrakturierungsspülung. Diese Nachfrakturierungsspülung steigert die Bildung freier Oberflächen und Schlechten und die Freisetzung von adsorbiertem Methan über die Flächen in Kontakt mit dem Bruch bzw. der Fraktur. In diesen Fällen wird die Bohrung wünschenswerterweise wie zuvor beschrieben gesperrt und die Oxidationsmittel werden aus denselben oxidierenden Materialien, wie sie oben besprochen wurden, ausgewählt. Die Brüche oder Frakturen werden in der kohlenstoffhaltigen Formation 10 vor der Injektion der oxidierenden Lösung ausgebildet. Die oxidierende Lösung kann, falls gewünscht, das Zerteilungsfluid umfassen. Die wässrige, oxidierende Lösung kann außerdem, falls gewünscht, über oder unter dem Bruchgradienten (Druck) injiziert werden.
In 3 durchdringen eine Injektionsbohrung 34 und eine Produktionsbohrung 36 von der Oberfläche 12 aus die kohlenstoffhaltige Formation 10. Die Injektionsbohrung 34 ist von der Produktionsbohrung 36 je nach den Eigenschaften der speziellen kohlenstoffhaltigen Formation und dergleichen beabstandet. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die oben beschriebene wässrige, oxidierende Lösung in die kohlenstoffhaltige Formation 10 durch die Injektionsbohrung 34 wie durch den Pfeil 26 und die Pfeile 28 gezeigt zu den Behandlungszonen 30 injiziert, die sich von der Injektionsbohrung 34 allgemein in Umfangsrichtung erstrecken, jedoch im allgemeinen vorzugsweise auf die benachbarte Produktionsbohrung oder Produktionsbohrungen hin ausdehnen. Die Produktionsbohrung 36 ist zur Entfernung von Wasser und Methan aus der kohlenstoffhaltigen Formation 10 angeordnet. Die Förderung von Wasser und Methan durch die Produktionsbohrung 36 veranlaßt die Wanderung der wässrigen, oxidierenden Lösung auf die Produktionsbohrung 36 hin. Wünschenswerterweise wird die Injektion der wässrigen, oxidierenden Lösung so lange fortgesetzt, bis ein erhöhtes Wasservolumen in der Produktionsbohrung 36 detektiert oder bis die gewünsche Steigerung der Permeabilität, der Oberfläche oder hinsichtlich des Volumens der geförderten Fluide erzielt ist. Die Steigerung der Permeabilität, Oberfläche oder des Volumens der geförderten Fluide aus der Produktionsbohrung 36 ist ein Indikator für die gesteigerte Permeabilität, Oberfläche oder von beidem in der kohlenstoffhaltigen Formation 10 und wird begleitet von der Freisetzung zusätzlicher Mengen an Fluiden aus der kohlenstoffhaltigen Formation 10 zur Förderung durch die Produktionsbohrung 36, wie mit Hilfe der Pfeile 38 und eines Pfeils 40 gezeigt. Die Pfeile 38 sind so dargestellt, daß sie aus beiden Richtungen auf die Produktionsbohrung 36 gerichtet sind und zwar in Anbetracht dessen, daß Wasser kontinuierlich mit niedriger Rate aus unbehandelten Teilen der kohlenstoffhaltigen Formation 10 gewonnen wird.
Die in 4 gezeigte Ausführungsform ist der in 3. gezeigten ähnlich mit der Ausnahme, daß die kohlenstoffhaltige Formation 10 durch Frakturen oder Brüche 32 zerteilt worden ist. Die Frakturen 32 in der in 2 gezeigten Ausführungsform können im wesentlichen beliebige Ausmaße aufweisen. Im Gegensatz hierzu erstrecken sich in der in 4 gezeigten Ausführungsform die Brüche oder Frakturen 32 wünschenswerterweise nicht über die Hälfte des Wegs zur Produktionsbohrung 36 hinaus. Er strecken sich die Brüche 32 vollständig bis hin zur Produktionsbohrung 36 wird es ersichtlich schwierig, jede Art von Fluid oder Gastrieb zwischen der Injektionsbohrung 34 und der Produktionsbohrung 36 einzusetzen. Wünschenswerterweise erstrecken sich die Brüche nicht weiter als bis zur Hälfte des Abstandes zwischen der Injektionsbohrung 34 und der Produktionsbohrung 36. Die Anwendung der wässrigen, oxidierenden Lösung mit den Brüchen 32 ist zuvor angesprochen worden.
In 5, ist eine 5-Punkte-Bohranordnung gezeigt. Anordnungen von Mehrfachbohrungen wie 5-Punkt-Bohranordnungen sind bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung nützlich und können in einem sich wiederholendem Muster über eine weite Fläche angewandt werden. Solche Anordnungen sind dem Fachmann bekannt und sollen nur kurz diskutiert werden. Bei der in 5 gezeigten Anordnung wird die wässrige, oxidierende Lösung durch die Injektionsbohrung 34 zum Behandeln der Zonen 30 injiziert, um die Wiedergewinnung von Wasser und Methan aus den Produktionsbohrungen 36 zu erhöhen. Wenn die gewünschte Schlechten-Bildung oder Steigerung der Permeabilität erzielt worden ist, was sich durch die Förderung von Fluiden mit gesteigerter Rate aus der Produktionsbohrung 36 zeigt, wird die Injektion der wässrigen, oxidierenden Lösung gestoppt und die Injektionsbohrung 34 kann in eine Produktionsbohrung umgewandelt werden. Die Fläche würde dann über die ursprünglichen Produktionsbohrungen wie auch über die umgewandelte Injektionsbohrung gefördert. Die Flächen der Zonen 30, die behandelt worden sind, ergeben zusätzliche Methan-Förderungs- bzw. Methan-Produktionsraten und letztlich eine zusätzliche Methangewinnung.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist außerdem als Vorbehandlung für Gasinjektionsbehandlungen zur Steigerung der Gewinnung von Methan aus kohlenstoffhaltigen Formationen 10 geeignet. Die Anwendung von Kohlendioxid entweder allein oder mit anderen Gasen zur Steigerung der Produktion von Methan aus Kohleformationen ist wohlbekannt. Gleichermaßen ist die Verwendung von Inertgasen wie Stickstoff, Argon und dergleichen zur Entnahme weiterer Mengen an Methan aus den Kohleformationen durch Erhöhung des Drucks in der Kohleformation und dadurch Entnahme weiteren Methans aufgrund des gesenkten Methan-Partialdrucks in der Atmosphäre des Kohleflözes dem Fachmann wohl bekannt. Die Anwendung solcher Verfahren erfordert, daß die Formation für den Gasstrom in die Formation hinein oder durch diese hindurch permeabel ist, damit das Methan gewonnen werden kann, und erfordert außerdem, daß die Volumen des in den organischen Materialien enthaltenen Methans verfügbare freie Oberflächen haben, durch die dieses desorbiert werden kann. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung steigert die Bildung freier Oberflächen und Schlechten in den organischen Materialien und fördert die Permeabilität der kohlenstoffhaltigen Formation, in der organische Materialien häufiger vorkommen und ein kontinuierliches Netzwerk bilden, das für die Behandlung empfänglich ist, und kann vor dem Einsatz von Gasspülungen (gas sweeps) oder Gas-Desorptionsbehandlungen zur Förderung der Methangewinnung angewandt werden.
Ohne sich durch spezielle theoretische Überlegungen einschränken lassen zu wollen, kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung durch die Erzeugung freier Oberflächen oder eines Schlechten-Systems in den Zonen der kohlenstoffhaltigen Formation funktionieren, die mit der oxidierenden Lösung in Kontakt kommen. Im allgemeinen bewirkt das Verfahren der vorliegenden Erfindung eine Steigerung der Oberfläche, die für die Desorption von Methan aus den Maceralen, Kerogen und anderen, in der Formation vorhandenen, Methanmengen enthaltenden, anorganischen Materialien zur Verfügung steht. Es scheint, daß das Methan an anorganischen Materialien, insbesondere Tonen, wie auch an organischen Materialien in diesen kohlenstoffhaltigen Formationen adsorbiert sein kann, und daß die Rate der Methanproduktion oder Methanförderung sowohl aus organischen als auch anorganischen Materialien durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung gesteigert wird.
Nach Beschreibung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte ihrer bevorzugten Ausführungsformen sei angemerkt, daß die dargestellten Ausführungsformen lediglich veranschaulichender, nicht beschränkender Natur sind und daß zahlreiche Abweichungen und Modifikationen im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich sind. Viele derartige Variationen und Modifikationen sind für den Fachmann offensichtlich und wünschenswert, basierend auf der Kenntnis der obigen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen.

Claims

Verfahren zur Steigerung der Förderungsrate von Methan aus einer unterirdischen, kohlenstoffhaltigen Formation, die von mindestens einer Bohrung durchdrungen ist, umfassend: a) Injizieren einer wässrigen oxidierenden Lösung, die mindestens ein Oxidationsmittel enthält, ausgewählt aus der aus Peroxid, Ozon, Sauerstoff, Chlordioxid, Hypochlorit, wasserlöslichen Metallsalzen der Hypochlorsäure, Perchlorat, Chlorat, Persulfat, Percarbonat, Permanganat, Nitrat und ihren Kombinationen bestehenden Gruppe, in die Formation; b) Halten der wässrigen oxidierenden Lösung in der Formation für bestimmte Zeit und c) gesteigerte Förderung von Methan aus der Formation; wobei die kohlenstoffhaltige Formation aus kohlenstoffhaltigen Materialien besteht, die mit anorganischen Materialien abgelagert sind.
Verfahren zum Erleichtern der Freisetzung von Methan von den Oberflächen von Tonmineralien in unterirdischen, kohlenstoffhaltigen Formationen, welche die Tonmineralien enthalten und von mindestens einer Bohrung durchdrungen sind, umfassend: a) das Injizieren einer wässrigen oxidierenden Lösung, die mindestens ein Oxidationsmittel enthält, ausgewählt aus der aus Peroxid, Ozon, Sauerstoff, Chlordioxid, Hypochlorit, wasserlöslichen Metallsalzen der Hypochlorsäure, des Perchlorats, Chlorats, Persulfats, Percarbonats, Permanganats, Nitrats und Kombinationen derselben bestehenden Gruppe, in die Formation; b) Halten der wässrigen oxidierenden Lösung in der Formation für vorbestimmte Zeit und c) Gewinnung des Methans aus der Formation.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die wasserlöslichen Metallsalze Natrium- oder Kaliumsalze sind.
Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei die wässrige oxidierende Lösung eine wässrige Lösung mindestens eines Salzes ausgewählt unter den Perchloraten, Persulfaten, Perboraten, Percarbonaten und Permanganaten des Natriums und Kaliums umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Formation mit sich von der Bohrung aus erstreckenden Brüchen vor der Injektion der wässrigen oxidierenden Lösung frakturiert worden ist.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die wässrige oxidierende Lösung ein Zerteilungsfluid umfasst, das zum Frakturieren (Aufbrechen) der Formation unter Frakturierungsbedingungen injiziert wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die wässrige oxidierende Lösung für mindestens 24 Stunden in der Formation gehalten wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Oxidationsmittel in einer Menge bis zur Löslichkeitsgrenze des Oxidationsmittels in Wasser vorhanden ist.