DE2018372C3 - Verfahren zur Verbrennung von erdölhaltigen Formationen - Google Patents

Verfahren zur Verbrennung von erdölhaltigen Formationen

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Description

Die Erfindung besteht in einem neuen Verfahren zum Zünden, Einleiten und Aufrechterhalten von In-,situ-Verbrennungen in unterirdischen ölführenden Formationen, bei dem am Ende eines in einem Bohrloch vorgelegten Rohrstranges zwei miteinander reagierende Substanzen in Kontakt gebracht werden, wobei erfindungsgemäß die eine Substanz wasserhaltiges Was-S serstoffperoxid und die andere eine das Wasserstoffperoxid zersetzende Substanz sind. Die bei der Zersetzung des Wasserstoffperoxids frei werdende Wärme steigert die Temperatur bis zur Zündtctr^ratur und der entstehende Sauerstoff verbrennt um gezündete
ίο Erdöl.
Aus der US-PS 3 266 572 ist es bekannt, am Ende eines in einem Bohrloch verlegten Rohrstranges eine hypergolische Mischung, welche zu einer hochenergiereichen, exothermen Reaktion führt, herzustellen und
■ 5 zu zünden, indem zunächst eine erste Zusammensetzung, die eine Komponente der Mischung darstellend, mit einem Trennfluid durch eine Bohrung niedergebracht und nachfolgend' eine zweite Komponente mit dem Trennfluid injiziert wird, wobei sich bei Kontakt
*> der zweiten mit der ersten Komponente die hypergolische Mischung bildet. Die Komponenten der Mischung sind ein Reduktionsmittel oder Brennstoff, wie beispielsweise Amine, Alkylbenzole, schwefelhaltige und sauerstoffhaltige organische Materialien, und ein Oxi-
2S dationsmittel, z. B. Perchlorsäure oder H2O2.
Anmeldungsgemäß werden durch Variieren des Wassergehaltes des Wasserstoffperoxids Zündvorgänge und Verbrennungsgeschwindigkeit gesteuert Die Feststellung der erfolgten Zündung und die Ermittlung der Verbrennungsgeschwindigkeit erfolgen in bekannter Weise durch Messungen von Druck und Temperatur. Durch hinreichende Erhöhung des Wassergehaltes können jederzeit der Zündvorgang abgehrochen bzw. die Verbrennung unterbrochen werden. Der für das Zünden bevorzugte Wassergehalt liegt zwischen 10 und 20 Gewichtsprozent
Als Wasserstoffperoxid zersetzende Substanzen werden katalytisch wirkende Substanzein, Wasserstoffperoxid oxydierende oder Wasserstoffperoxid reduzierende Substanzen eingesetzt Es können auch Vertreter dieser drei Substanzklassen kombiniert werden. Beispiele für katalytisch wirkende Substanzen sind Stoffe mit großer Oberfläche, Mangandioxid, Eisen-lI-Salze, Katalasen und auf inertem Trägermaterial feinverteilte Platinmetalle. Diese Substanzen reagieren nicht in wesentlichen Mengen mit Wasserstoffperoxid oder seinen Zersetzungsprodukten. Beispiele für Wasserstoffperoxid oxydierende Substanzen sind die Permanganate. Beispiele für Wasserstoffperoxid reduzierende Substanzen sind Hydrazin, Hydroxylamin und deren Abkömmlinge. Bei deren Reaktion mit Wasserstoffperoxid wird Reaktionswärme frei, die vorteilhaft zur zusätzlichen Temperaturerhöhung beiträgt.
Das Wasserstoffperoxid wird mit der zersetzenden
Substanz in Kontakt gebracht, indem beispielsweise letztere in einem Behälter bis zum untertägigen Ende des Rohrstranges niedergebracht und wasserhaltiges Wasserstoffperoxid von über Tage durch den Rohrstrang niedergepumpt wird. Ist die zersetzende Substanz fest, so wird sie in körnige oder stückige Form gebracht und der Behälter als Käfig konstruiert. Ist die zersetzende Substanz flüssig, so wird der Behälter geschlossen konstruiert und mit einem Ausflußverschluß versehen. Der Behälter kann an einem Seil oder durch
6S Hinabfallenlassen niedergebracht werden. Enthält er flüssige zersetzende Substanz, so kann er einen Aufschlagbolzen aufweisen, durch den eine Verschlußplatte oder eine Berstscheibe oder er selbst beim Aufschla-
gen zertrümmert wird, so daß die zersetzende Substanz am untertägigen Ende des Rohrstranges ausfließt Vor dem Niederpumpen des wasserhaltigen Wasserstoffperoxid wird das Innere des Rohrstranges zweckmäßig durch Spülen von gröbsten Verunreinigungen, die eine vorzeitige Zersetzung des Wasserstoffperoxids bewirken könnten, befreit Zum Spülen können auch eine Zersetzung des Wasserstoffperoxids inhibierende Mittel, z. B. Paraffinöl, verwendet werden.
Nach einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens wird durch den Rohrstrang ein Innenrohr bis zum untertätigen Ende des Rohrstranges hinabgeführt Das wasserhaltige Wasserstoffperoxid wird eniweder durch den Ringraum oder durch das Innenrohr niedergepumpt, während eine flüssige zersetzende Substanz, z. B. Hydrazin, durch den verbleibenden Raum oder durch einen zweiten Rohrstrang niedergepumpt wird. Eine Präparierung der Innenwand des Innenrohres mit zersetzungshemmenden Stoffen, z.B. Paraffin, Polyäthylen oder Bitumen, ist wegen des geringen Rohrdurchmesser ökonomisch vertretbar.
Durch Niederpumpen von Wasser kann die Verbrennungsgeschwindigkeit gemindert oder der Verbrennungsvorgang gestoppt werden.
In besonderen durch Vorversuche ermittelbaren Fällen wird als Wasserstoffperoxid zersetzende Substanz das ölführende Gestein ausgenutzt, so daß ein Niederbringen von zersetzender Substanz eingespart wird.
Der bei der Zersetzung des Wasserstoffperoxids entstehende Wasserdampf hat die vorteilhafte Funktion
!5 eines zusätzlichen Treibmittels für das Erdöl.

Claims (13)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Zünden, Einleiten und Aufrechterhalten von In-situ-Verbrennungen in unterirdischen ölführenden Formationen, bei dem am Ende eines in einem Bohrloch verlegten Rohrstranges zwei miteinander reagierende Substanzen in Kontakt gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Substanz wasserhaltiges Wasserstoffperoxid und die andere eine das Wasserstoffperoxid zersetzende Substanz sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zünden wasserhaltiges Wasserstoffperoxid mit einem Wassergehalt von 10 bis 20 Gewichtsprozent verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zersetzende Substanzen katalytisch wirkende Substanzen verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als katalytisch wirkende Substanz das ölführende Gestein ausgenutzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zersetzende Substanzen Wasserstoffperoxid oxydierende Substanzen verwendet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als oxydierende Substanzen Permanganate verwendet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zersetzende Substanzen Wasserstoffperoxid reduzierende Substanzen verwendet Werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als reduzierende Substanz Hydrazin Verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Variieren des Wassergehaltes des Wasserstoffperoxids Zündvorgang und Verbrennungsgeschwindigkeit gesteuert werden.
10. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dall das wasserhaltige Wasserstoffperoxid durch den Rohrstrang zu dessen unter tägigem Ende gepumpt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zersetzende Substanz in einem Behälter zum untertägigen Ende des Rohrstranges liinabgebracht und erst dort mit dem wasserhaltigen Wasserstoffperoxid in Kontakt gebracht wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Rohrstrang ein Innenrohr Zu dessen untertätigem Ende hinabgeführt und durch dieses oder durch den Ringraurn das wasserhaltige Wasserstoffperoxid hinabgepumpt wird, während die zersetzende Substanz durch den verbleibenden Raum oder durch einen zweiten Rohr-Itrang hinabgebracht wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr vor dem Hinabführen innenseitig mit zersetzungshemmender Substanz präpariert wird.
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