DE2148673C3 - Sekundärverfahren für die Erdöl gewinnung - Google Patents

Description

Gewicht, das niedriger ist als das des Erdöls träger, in Nähe der oberen Grenzfläche des ölträgers eingepreßt wird.

von flüssigem Am Nach einer anderen Ausführung der Erfindung

(USA.-Patentschrift io wird insbesondere unter Herstellung einer Sperrflüssigkeit zwischen der flüssigen Phase und der Gasphase in Erdöl und Erdgas gleichzeitig enthaltenden Erdöl speichernden Schichten, bei der in den Ölträger über ein Einpreßbohrloch eine wäßrige Lösung Aik ißt id findungsgemäß

Bildung einer leichter beweglichen Öl-in-Wasser- Speicherschichten, bei dem eine wäßrige Lösung von

Emulsion führen. Erst danach wurde diese Emulsion Ammoniak über ein Einpreßbohrloch in den Ölträ-

durch eine treibende Flüssigkeit ausgetrieben ger eingepreßt wird, das dadurch gekennzeichnet ist,

(USA.-Patentschrift 3 464492). daß die Ammoniaklösung in einer Konzentration von

Es ist außerdem bereits ein Verfahren zur Sekun- 5 10 bis 100 g pro Liter und mit einem spezifischen

därgewinnung von Erdöl bekannt, bei dem ein Gewicht, das niedriger ist als das des Erdöls im Öl-

Kohlenwasserstoff-Fluid in die Formation eingepreßt Gflh d ölä wird und die Verdrängungseigenschaften dieses KoIilenwasserstoffes durch Einleiten von flüssigem Ammoniak verbessert werden if
3 123 136).

Bei einem anderen bekannten Verfahren zur Sekundärgewinnung von Erdölen wird flüssiges Ammo-

niak in eine Bohrung, die zu einer unterirdischen ger über en p g Lagerstätte führt, eingepreßt und unter einem höhe- i₅ von Ammoniak eingepreßt wird, erfindungsgemäß ren Druck als dem Dampfdruck des Ammoniaks bei durch das in Nähe der Gashaube des Ölträgers der Lagertemperatur gehalten. Die- flüssige Masse niedergebrachte Einpreßbohrloch eine solche Amwird dann gemeinsam mit dem Rohöl mit Hilfe einer moniaklösung in den ölträger eingepreßt, deren speim wesentlichen mit dem flüssigen Ammoniak misch- zifisches Gewicht dem des Erdöls im ölträger angebaren Flüssigkeit ausgetrieben (USA.-Patentschrifi 20 nähert, jedoch niedriger ist, als das des Trägeröls. 3 101 781). f£_s wurde festgestellt, daß eine wäßrige Lösung Bei einem anderen, aus der deutschen Auslege- von Ammoniak eine ausreichend stabile Lösung alsuirift i 242 534 bekannten Verfahren wird die Was- kalischer Reaktion darstdli, deren spezifisches Gc serdurchlässigkeit von Erdöllagerstätten durch Ein- wicht geringer als das des Wassers ist und deren speleiten von flüssigem Ammoniak entweder allein oder 25 zifisches Gewicht durch Veränderung der Miim Gemisch mit einem flüssigen Kohlenwasserstoff schungsverhältnisse <iuf einen beliebigen Wert ein- oder im Anschluß an das Einleiten eines flüssigen stellbar ist. Es wurde ferner festgestellt, daß durch Kohlenwasserstoffes erhöht. Einhalten einer spezifischen Ammoniakkonzentra-Die bekannten Verfahren besitzen keine vielseitige lion nicht nur das Austreiben der flüssigen Kohlen-Anwendbarkeit. So ist das aus der USA.-Patem- 30 Wasserstoffe aus den mikroporösen Speicherschichten schrift 3 464 492 bekannte Verfahren nur auf saure verbessert werden kann, sondern auch brauchbare Erdöle anwendbar, da es die Bildung von Ammoniumseif en zur Voraussetzung hat. Die geforderte Seifenbildung kann jedoch zum Verstopfen der Poren
der Schicht und damit zu einer geringeren Durchlas- 35
sigkeit der SLhicht führen.

Die bekannten Verfahren ermöglichen darüber hinaus nicht die Bildung einer geeigneten Sperrflüs-

sigkeit an der Grenzfläche zwischen flüssigen und pg

gasförmigen Kohlenwasserstoffen, und der Fach- 40 lische Lösung in einer Anlage hergestellt, die zweckmann konnte den Lehren dieses Standes der Technik mäßig aus einer wasseraufbereitenden Vorrichtung, auch keine Möglichkeit entnehmen, wie unter Ver- einem Rührer und aus Gefäßen zum Filtrieren und Wendung von Ammoniak eine geeignete Sperrschicht Speichern besteht. Nach Beginn der Förderung wird gebildet werden könnte und gleichzeitig ein wir- die in einem geeigneten Mischungsverhältnis hergekungsvolles Austreiben des Öls aus der Speicher- 45 stellte ammoniakalische Lösung durch die Bohrunschicht erzielt werden kann. gen in die Schicht eingepreßt, und zwar in einer Aufgabe der Erfindung ist es dagegen, Verfahren Menge entsprechend 10 bis 20⁰O des zu füllenden zur Sekundärgewinnung von Erdöl zugänglich zu Porenvolumens. Nach Einpressen dieser Menge wird machen, die gleichermaßen zum restlosen Austreiben die Zufuhr der ammoniakalischen Lösung unterbroder flüssigen Kohlenwasserstoffe von den mikroporö- 50 chen und der gebildete ammoniakalische »Stopfen« sen Schichten wie zur Ausbildung einer sicheren, \er- in der Schicht durch Einpressen von reinem Wasser hältnismäßig billigen Sperrflüssigkeit zwischen flüssi- durch die Einpreßbohrungen in Richtung der erdölgen und gasförmigen Kohlenwasserstoffen befähigt fördernden Bohrungen weiterbewegt, sind. Durch entsprechende Regelung der Menge des Gegenstand der Erfindung ist daher zum einen ein 55 verwendeten Ammoniaks kann eine selche wäßrige Sekundärverfahren für die Erdölgewinnung, insbe- Lösung hergestellt werden, deren spezifisches Gesondere aus Erdöl und Erdgas gleichzeitig enthalten- ih idi höh d lih dem des flüssigen den Speicherschichten, bei dem eine wäßrige Lösung von Ammoniak über ein Einpreßbohrloch in

den ölträger eingepreßt wird, das dadurch gekenn- 60 Mit einer Lösung, deren spezifisches Gewicht hö-

zeichnet ist, daß die Ammoniaklösung in einer Kon- her ist als das des flüssigen Kohlenwasserstoffes kann

45 bi 300 Li d i G d Shiht

verbessert werden kann, sone a Sperrflüssigkeiten an der Grenzfläche der flüssigen und gasförmigen Kohlenwasserstoffe erzielt werden können.

Bei der praktischen Durchführung einer der Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden an geeigneten Stellen der zur Förderung geöffneten Schicht Einpreßbohrungen errichtet. In der Nähe dieser Hinpreßbohrungen wird die ammoniaka-Al hll di k

Lösung hergestellt werden, p

wicht niedriger, höher oder gleich dem des flüssigen

Kohlenwasserstoffes ist, mit dem die Schicht gesättigt

, g

zentration von 4,5 bis 300 mg pro Liter und mit einem spezifischen Gewicht, das höher ist als das des Erdöls im ölträger, an der unteren Grenzfläche des ölträgers eingepreßt wird.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Sekundärverfahren für die Erdölgewinnung, insbesondere aus Erdöl und Erdgas gleichzeitig enthaltenden

her ist g

die Verdrängung von der unteren Grenze der Schicht in Richtung der oberen Grenze der Schicht fortschreitend erfolgen, mit Hilfe einer Lösung, deren 65 spezifisches Gewicht niedriger ist als das des flüssigen Kohlenwasserstoffes wird dagegen die Verdrängung von der oberen Grenze der Schicht in Richtung der unteren Grenze der Schicht fortschreitend durch-

geführt. Es ist außerdem möglich, durch vereinte Wirkung beider Lösungen die Verdrängung in beiden Richtungen gleichzeitig vorzunehmen.

Nach einer praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird. zur Behandlung einer flüssige und gasförmige Kohlenwasserstoffe gleichzeitig enthaltenden Schicht durch Zugabe von 4,5 bis 400 g/l Ammoniakgas eine entsprechend konzentrierte Sperrflüssigkeit erhalten, deren spezifisches Gewicht dem des flüssigen Kohlenwasserstoffes angenähert ist, mit dem die Schicht gesättigt ist, das jedoch etwas geringer ist als das spezifische Gewicht des Kohlenwasserstoffes. Die Lösung wird durch ein entsprechend angeordnetes Einpreßbohrloch in die unter der Gashaube befindliche Flüssigkeit eingepreßt. Infolge ihres spezifischen Gewichtes verbleibt die eingepreßte Lösung an der Oberfläche der Flüssigkeit, so daß das Entweichen der Gase nach dem flüssigen Kohlenwasserstoff hi.i und das Auflösen der gasförmigen Kohlenwasserstoffe in dem flüssigen Kohlenwasserstoff verhindert werden.

Bei der ölförderung aus dieser Schicht dringt unter Einwirkung des Druckes der Gashaube in der Schicht das ammoniakalische Wasser an Stelle des berejts ausgetriebenen Erdöls ein und treibt auf Grund seiner Adsorptionseigenschaften auf die Erdölrückstände in der Schicht in Richtung der ölführenden Bohrung aus.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die spezifische Ausbeute der erdölführenden Schichten bedeutend erhöht werden. Außerdem eignet sich die Erfindung zur wirkungsvollen Gewinnung von Erdöl aus bitumenreichen Erdöllagern mit einem hohen Gehall an aromatischen Verbindungen und Harzen und zur sekundären Förderung von Erdöl aus Erdölschichten, die bereits mit anderen Methoden ausgebeutet wurden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch mit einem auf Verwendung von Kohlendioxyd basierenden Förderverfahren kombiniert werden.

Von dem in den Förderbohrungen aufsteigenden Erdöl können das Ammoniak und seine wäßrige Lösung in einem Abscheider abgetrennt und nach geeigneter Anreicherung erneut verwendet werden.

Claims (3)

stein ist nicht wesentlich höher als die der Kohlen-Patentansprüche: Wasserstoffe, das Wasser kann daher die Kohlenwasserstoffe aus den Mikroporen nicht erfolgreich ver-

1. Sekundärverfahren für die Erdölgewinnung, drangen. Ähnliches gilt auch für das Einpressen von insbesondere aus Erdöl und Erdgas gleichzeitig 5 gasförmigen Kohlenwasserstoffen; darüber hinaus enthaltenden Speicherschichten, bei dem eine stellt das Einpressen von Kohlenwasserstoffen ein wäßrige Lösung von Ammoniak über ein Ein- wirtschaftlich zu aufwendiges Verfahren dar.
preßbohrloch in den Ölträger eingepreßt wird, Unter den in Erdölschichten herrschenden Druckdadurch gekennzeichnet, daß die Am- und Temperaturbedingungen befindet sich das Kohmoniaklösung in einer Konzentration von 4,5 bis io lendioxyd im allgemeinen über dem kritischen Be-300 mg pro Liter und mit einem spezifischen Ge- reich. Es ist unter diesen Bedingungen gut in Erdöl wicht, das höher ist als das des Erdöls im ölträ- löslich und hat daher eine günstige Verdrängangswirger, an der unteren Grenzfläche des Ölträgers Rung. Das unter Verwendung von Kohlendioxyd eingepreßt wird. durchgeführte Verfahren hat jedoch andererseits ver-

2. Sekundärverfahren für die Erdölgewinnung. 15 schkdene Nachteile. So wird auf Grund der Wechinsbesondere aus Erdöl und Erdgas gleichzeitig selwirkung des Erdöls mit dem Kohlendioxyd das enthaltenden Speicherschichten, bei dem eine Eindringen von Asphalten und Harzen in die Poren wäßrige Lösung von Ammoniak über ein Ein- begünstigt, wodurch die Durchlässigkeit der Schicht pret^ohrloch in den Ölträger eingepreßt wird, weiter verschlechtert wird. Auf Grund der in porösen daduuh gekennzeichnet, daß die Ammoniaklö- 20 Speieherschichten herrschenden Oberfläehenwirkun-Mitu'in einer Konzentration von 10 bis 400 g pio gen kann ein vollkommenes Aufreißen der Erdöl-Liter und mit einem spezifischen Gewicht, das schicht durch Einbiechcn von Kohlcndioxyd ebenniedriger ist als das des Erdöls im ölträger, in falls nicht sichergestellt werden, und das Verdrängen Nähe der oberen Grenzfläche des ölträgers ein- tk-\ Öls kann ebenfalls auch nur teilweise durchgegepreßt wird. 25 führt werden, weil das spezifische Gewicht der gesät-

3. Sekundärverfahren für die Erdölgewinnung. iigten wäßrigen Lösung von Kohlendioxyd höher ist insbesondere unter Herstellung einer Sperrflüs als das des Wassers, Daher trennt sich das Kohlensigkeit zwischen der flüssigen Phase und der Gas- dioxyd vom Kohlenwasserstoff, dessen spezifisches phase in Erdöl und Erdgas gleichzeitig enthalten- Gewicht niedriger als das des Wassers ist. Das Kohden erdölspeichernden Schichten, bei dem in den 30 lendioxyd ist in Wasser nur begrenzt löslich, seine Ölträg^i über ein Einpreßbohrloch eine wäßrige assortierende Wirkung auf Harze ist wegen seiner Lösung von Ammoniak eingepreßt wird, dadurch sauren Reaktion gering, und die harzartigen Verbingekennzeichnet, daß durch das in Nähe der Gas- düngen können daher nur schlecht gelöst werden,
haube des ölträgers niedergebrachte Einpreß- Verfahren, die mit Hilfe von Mikroorganismen bohrloch eine solche Ammoniaklösung in den öl- 35 durchgeführt werden, zeigen den Nachteil einer groträger eingepreßt wird, deren spezifisches Ge- Ben Unsicherheit, da die Züchtung von Mikroorgawieht dem des Erdöls im ölträger angenähert, je- nismenstämmen in der unterirdischen Speicherdoch niedriger ist als das des Trägeröls. schicht von zahlreichen, nicht im voraus zu berechnenden Umständen abhängig ist.

40 Die Einführung von Gasen in die ölschicht führt

zur Bildung sogenannter Gaskappen, wobei sich die

Gase, deren spezifisches Gewicht geringer ist als das der flüssigen Kohlenwasserstoffe, in den Gewölben der die Kohlenwasserstoffe speichernden Schicht an-

Bei der Erdölgewinnung bedingt die Verminderung 45 reichern. Der Schichtdruck wird durch die Anwesender Erdölförderung der Quellen und die durch pri- heit von Gasen in solchen Gaskappen ungünstig bemärt Verfahren erreichbare geringe Erdölförderung einflußt. Außerdem können die Gase durch sogedie Entwicklung zahlreicher sekundärer und tertiärer nannte Makrorisse der Gesteine von den Gaskdppen Förderungsverfahren Diese Verfahren bestehen irr. unmittelbar zum Quellenboden durchbrechen, wowesentlichen darin, daß man in die zur Erdölförde- 50 durch die Förderung der Quellen beeinträchtigt wird, rung zu öffnende Schicht an einem von dem Punkt Um diese Erscheinung zu verhindern, hat man sich der Erdölausbringung entfernt liegenden Punkt ver- bemüht, in den Gaskappen eine aus einer Sperrflüsschiedene Fördermedien, wie Wasser, Kohlenwasser- sigkeit bestehende Flüssigkeitsschicht an der Grenzstoffe oder Kohlendioxyd einpreßt und dadurch die schicht der flüssigen und gasförmigen Kohlenwasser-Strömung der flüssigen Kohlenwasserstoffe in Rieh- 55 stoffe zu erzeugen. Zu diesem Zweck wurden Gase tung der Quelle beschleunigt. verwendet, die unter dem in der Schicht herrschen-

Aus dem gleichen Grund wurde der Versuch un- den Bedingungen von Druck und Temperatur im ternommen, die in der Schicht absorbierten Kohlen- flüssigen Zustand bleiben, wie Propan oder Butan. Wasserstoffe an einem entfernt liegenden Punkt anzu- Dieses Verfahren ist jedoch mit wirtschaftlich unzünden und außerdem in die Schicht verschiedene ^6o tragbaren Verlusten verbunden.
Mikroorganismenstämme einzuführen, welche die Die Verwendung von Wasser zu diesem Zweck ist

Kohlenwasserstoffe austreiben sollten. nicht möglich, weil der Kohlenwasserstoff ein niedri-

Diese Verfahren führten jedoch nur zu teilweise geres spezifisches Gewicht als Wasser aufweist,
befriedigenden Ergebnissen. Das auf das Einpressen· Es wurde außerdem bereits versucht, bei Verfahvon Wasser beruhende Verdrängungsverfahren hat 65 ren zur Sekundärgewinnung von Erdöl eine Verbesden Nachteil, daß der Kohlenwasserstoff in den mi- serung zu erzielen, indem Ammoniak in das in Gekruporösen Gesteinen in Form von Einschlüssen zu- genwart von Wasser befindliche öl eingeleitet wurde, rückbleibl. Die Affinität des Wassers zu diesem Ge- um Ammoniumseifen auszubilden, die wiederum zur