DE2345663A1

DE2345663A1 - Verfahren zum aufschluss und zur behandlung von durch bohrloecher durchgedrungenen bodenschichten

Info

Publication number: DE2345663A1
Application number: DE19732345663
Authority: DE
Inventors: Akos Dr Ban; Janos Dr Hornyos; Ferenc Dr Martos; Ferenc Dipl Phys Meckl; Laszlo Dipl Chem Ing Nemeth; Sandor Simon; Elemer Dr Varga
Original assignee: KOEOLAJES FOELDGAZBANYASZATI I; KOEOLAJES FOELDGAZBANYASZATI IPARI KUTATO LABORATORIUM OGIL; Banyaszati Kutato Intezet
Current assignee: Koezponti Banyaszati Fejlesztesi Intezet 1300 Bud
Priority date: 1972-09-14
Filing date: 1973-09-11
Publication date: 1974-04-04
Also published as: HU165174B; ATA788473A; DE2345663B2; YU244173A; FR2200433B1; DE2345663C3; YU35178B; AT327846B; DE7332890U; FR2200433A1

Description

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1. BANYASZATI KUTATO INTEZET

Io37 Budapest, Mikoviny ζ. 2-¹+, Ungarn

2. KÖOLAJ- ES FöLDGAZBANYASZATI IPARI KUTATO LABORATORIUM OGIL Io55 Budapest , Marko u. 16., Ungarn

VERFAHREN ZUM AUFSCHLUSS UND ZUR BEHANDLUNG VON DURCH BOHRLÖCHER DURCHGEDRUNGENEN BODEMSCHIOHTEIi

Die Nachforschung und Aufschließung der, in den unter der Bodenfläche befindlichen, aus verschiedenen Zeitaltern der Erdgeschichte stammenden, teilweise Sedimentschichten, bzw. in deren Poren, Klüften und Kavernen verborgenen Flüssigkeiten, Gasen oder Mineralen erfolgt durch Bohrlöcher, deren Ausbau durch ein herkömmliches Verfahren derart vorgenommen wird, daß nach dem Durchbohren der verschiedenen, untereinander liegenden Schichten, in das Bohrte A 424-843/17

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loch ein aus fc>_tahl bestehendes Futterrohr eingelassen und zwischen der Rohrwand und der Lochwand entstandener Raum zementiert wird. Dadurch wird die Standhaftigkeit des Bohrschnittes erhöht, die verschiedenen Bodenschichten voneinander isoliert, d.h. Jede Kommunikation zwischen den, durch die Bohrungen aufgeschlossenen Schichten, bzw. irgendwelche hydrodynamische Verbindung untereinander behoben wird.

Danach wird auf den Aufschluß und die Behandlung der Speicherschichten eingegangen. Manchmal kommt ein Fall vor hauptsächlich bei kalksteinhaltigen Gesteinen - daß der Einbau des Futterrohres nicht durchgeführt wird, weil die Wand der Gesteine standhaftig ist. In diesem Fall weist die Speicherschichte ein offenes Bohrloch dar· Insofern die Einströmung auch bei einer offenen, freien - d.h. idealen Loch-Ausbildung nicht ausreichend ist, so werden die nötigen Maßnahmen zum Schichtenaufschluß und zur Behandlung durchgeführt, die sonst bloß bei den, mit Futterrohr ausgestatteten Schichten nötig sind.

Aus den hydro- und gasdynamischen Zusammenhängen wird eindeutig klar, daß ein großer Teil der Druckenergie, die für die Strömung aus der Speicherschichten in die Brunnen benötigt wird, verlorengeht, weil die Strömungsebenen in die Richtung des Brunnens - im Falle einer Strömung nach dem Kugelradius - nach einem kubischen Zusammenhang, und im Falle einer Strömungsrichtung nach dem Planradius, mit dem Quadrat des Radius verringert werden· Der ^weck irgendwelches SchnittaufschluBses und irgendwelcher Schichtbehandlung besteht also darin, daß die Strömungsebenen, die von den einzelnen Schichten in den Brunnen führen, wirksam vergrößert werden.

Der Aufschluß und die Behandlung von Speicherschichten erfolgen herkömmlicherweise auf der folgenden Art:

Man benutzt zu diesem Zwecke einen sog. Kugelperforator, der aus einem "Perforatorkörper besteht und an sei-

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nem Mantel pro Meter je 24 Stück Sprengladung besitzt. Beim Anlaß schießt der Perforator das Geschoß durch die Wand des Futterrohres und durch den hinterliegenden Zementmantel in die aufzuschließende Schicht. Die Eindrangtiefe überschreitet nicht 10-15 cm, wobei der Durchmesser der Geschoße zwischen 6-12 mm liegt. Ein großer Nachteil besteht darin, daß ein großer Teil der Geschoße in die Speicherschicht nicht eindringt, oder die Wand des Futterrohres nicht durchschlägt. (Es kann keine senkrechte Einschlagfläche für Jedes Geschoß gesichert werden.) Ein Teil der Geschoße bleibt daher im Bohrloch bzw· im Brunnen, der evtl. eine Grundreinigung benötigt. Ein größerer Nachteil entsteht dadurch, wenn ein Teil der Geschoße in das Futterrohr teilweise eingedrungen, dort steckenbleibt, wodurch der Lochschnitt ungleichmäßig verengt wird. Diese Geschofie verhindern die Arbeiten an dem Brunnen, bzw. beim Einbau der Werkzeuge Unfälle verursachen.

Eine bessere Variante des Kugelperforators besteht darin, daß die durch die Futterrohrwand durchgeschossenen Kugel auch Sprengladung enthalten (Torpedoladung) welche hinsichtlich des Durchschießens verzögert wirksam werden, ^üurch die Geschoße so aufgeschlossene Kanäle werden dann erweitert. Nebst einem wirksamen öffnen weist diese Methode den Nachteil auf, daß die Behandlung des Bohrloches gefährlich ist, und im Falle eines steckengebliebenen Geschoßes wird das Futterrohr beschädigt. Deswegen hat sich diese Methode nicht überall verbreitet.

Eine wohlbekannte Methode zum Aufschluß bzw. zum öffnen der Schichte besteht in der sogenannten Stickflammen-Methode, die auch ¹¹Jet" Perforation genannt wird. Diese hat mehrere Vorteile. Die Eindringungstiefe ist um 40-50 % größer, als bei dem Kugelperforator, die Wartung der Einrichtung ist einfach. Ihr Nachteil ist, daß obwohl das Geschoß des Kugelperforatore beim Eindringen in die Schichte die auf seinem Wege befindlichen Körnchen in die von ihm

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selbst verursachte Kanälenwand einpreßt - somit verschlech tert die Durchlaßfähigkeit der Umgebung - das "Jet" aber wegen der Wärmehöhe - die Gesteine zerschmelzt und an der durch die Perforation ausgebildete Kanälenfleche eventuell ein zusammenhängender undurchlässiger überzug gebildet wird·

Aus den bisher erwähnten Methoden kann eindeutig festgestellt werden, daß diese in Bezug auf die, durch einen tiefen Brunnen durchgedrungenen Lochabschnittsflache bloß einen kleinen Flächenteil aufschließen können. Die Eindringungstiefe ist klein, daher - wenn die Ladeschichten, die die Klüften enthalten - äußerhalb der Eindringungstiefe der Kugelperforatoren bzw. Jets fallen, so wird die Perforation erfolglos.

An diesen Nachteilen wird auch nichts dadurch gebessert werden, wenn die Kugel-, bzw. Jet-Perforatoren in eine Kette gebunden zu gleicher Zeit in einer großen Anzahl eingesetzt Bind. Weitere Probleme bringt diese Lösung mit, wenn einer der in eine Kette gebundene Perforatoren vorzeitig explodiert· Die anderen Perforatoren sich aus ihrer Stellung weiter bewegen, somit ändert sich aber bedeutend die Sichtbarkeit der Perforatoren. Eine vorteilhaftere Schichtenaufschlußmethode besteht in der sogenannten ^MEro-Bions-Perforation", die durch eine gewisse Menge Sand durchgeführt wird, der in einer Trägerflüssigkeit vermischt wird und eine bestimmte Abmessung aufweisende Granulen besitzt. Aggregaten hoher leistung mit Pumpen und mit Einspritzdüsen höher Abnutzungsbeständigkeit werden dabei eingeeetzt, deren i'erforationskörper ein, bis zur Stelle der Perforation reichendes Ausbaurohr besitzt, wodurch die Flüssigkeit-Sand Mischung bei einer entsprechenden Geschwindigkeit zirkuliert. Durch die' Einspritzdüsen wird die Strömungsgeschwindigkeit der Mischung im Verhältnis zu der Preßgeschwindigkeit bedeutend erhöht und der Strahl hoher Geschwindigkeit schleift - abhängig der Zeitdauer des Verfahrens und der Geschwindigkeit der Strömung - einen Gang ent-

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sprechender Tiefe und entsprechenden Abschnittes aus.

Ein großer Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die aus den Gängen ausgetragene Gestein-Teilchen nicht in die Wand des Ganges eingepreßt, sondern davon ausgetragen werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß mehrere Gänge von Meter-Größenlänge und von größerem Abschnitt ausgebildet werden können. Dieses Verfahren ist auch für gerichtete und spezielle Aufschlußaufgaben geeignet. Die Handhabung der Einrichtung ist sicherer, als bei der Methode mit Sprengladung. Der Nachteil jedoch besteht, daß anstatt eines in das Bohrloch eingelassenen Kabels (der rasch, mit Winden durchführbar ist) der Einbau eines Arbeitrohres, sowie die Anwendung von Aggregaten hoher Leistung erforderlich sind. Eine längere Zeit wird auch in Anspruch genommen bei dem Aufschluß der einzelnen Abschnitte, und das Sand-Sediment muß auch entfernt werden, wodurch die Anzahl der Verfahrensschritte, bzw. die Kostaufwand erhöht wird.

Dieses Verfahren ist also wirksamer, ist aber zugleich kostspielig.

Die erwähnten Verfahren zum Aufschluß der Abschnitte sind größten Teils nicht ausreichend um einen entsprechenden Aufschluß der Abschnitte, bzw. Strömungsfläche und Strömungsbedingungen zustande gebracht zu werden und zwar darum, weil die Durchlässigkeit der aufzuschließenden Schichte sehr klein ist und im Interesse der Verminderung der Druckverluste ein wirksamerer SchichtaufSchluß nötig wird oder darum, weil im Laufe des Verfahrens - bei einem schon ausgeschöpften Elözendruck - kein, für die Bedingungen einer tadellosen Strömung nötiges Druckbereich vorhanden ist. Es kann auch vorkommen, daß infolge des Aufbaus der Speicherschichten, die Wirksamkeit der obigen Methode unzulänglich iBt um die, durch das Bohrloch durchgedrungene oder verminderte Durchlaßfähigkeit aufweisende, kompakte Zone durchzudringen, das Bohrloch mit einem Speicherraum verbinden zu können, dessen Strömungsbedingungen gut sind.

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Um alle diene Nachteile zu verringern oder zu beheben, üind weitere Methoden für die Behandlung von Erdschichten durch ein sogenanntes Säureverfahren. Die bekannteste Variante ist die Behandlung mit HCl-Lösung. Dieses Verfahren wird bei kalksteinhaltigen Speichergesteinen angewendet um die zementierten Kalkstein-Bindemittel von Sandsteinschichten auszulösen. Die Ergebnis des Säureverfahrens ist, daß die Gänge ausgedehnt werden, der Raum der Poren, und somit die Durchlässigkeit der Schichtenstrecke vergrößert wird, dadurch werden auch die Einströmungsbedingungen verbessert, bzw. die Strömungswiderstände verkleinert. Mehrere Variante dieses Verfahrens sind bekannt, so z. B. die thermische Säurebehandlung, die verzögerte Säurebehandlung, usw. Der Nachteil ist, daß diese als selbständige Schichtaufschließende flethode nicht anwendbar ist und die Bestandteile - hauptsächlich bei dem thermischen Verfahren - vor Korrosion zu schützen sind. (Dies erfolgt z. B. durch Einmischung von Inhibitormitteln.)

Als ein wirksames Verfahren wurde das "hydraulische Schichtsprengverfahren" bekannt, das aber selbständig nicht anwendbar ist. Sein Wesen besteht darin, daß im Falle eines schon geöffneten, oder sonst offenen Bohrloches (bei spaltigen Kalksteinspeicher oft vorkommt), in die nicht ausreichend durchlässige Schicht eine Sprengflüssigkeit eingepreßt wird. Dadurch wird an der Stelle des Eintritts der Flüssigkeit die hydraulische Belastung der Schicht erhöht. Insofern die technischen Mittel ermöglichen eine Pressengröße, die die Pestigkeitswerte der Gesteine oder die Werte, die aus seiner geostatischen Belastung entstehen - überschreitet - dann wird das Gestein zertrümmert, bzw. geklüftet, oder aufgemacht werden. Damit diese Kluft infolge einer geostatischen Belastung nicht zusammengeschlossen sei, werden die Spalten mit, durch eine Trägerflüssigkeit gleich nach der Spaltung eingetragenen Sand (dessen Teilchen bestimmter Größenanordnung sind) ver-

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stopft. Eine wichtige Rolle spielt bei diesem Verfahren die Qualität und Korngröße des Sandes, damit unter der geostatischen Belastung die Körner nicht zerbröckelt werden, bzw. die ausgefüllte Zone eine höhere Durchlässigkeit aufweisen soll, als die der Speicher schicht· · Das Sprengen von Kalksteinschichten erfolgt auf ähnlicher Weise mit dem Unterschied aber, daß die Füllung (Verstopfung) der Spalten zweckmäßig durch Säurebehandlung der Spaitebenen durchgeführt wird. Die Säurelösung fräst nämlich ungleichmäßig die Oberfläche, daher können diese in ihre originelle Lage nicht zurückgeschlossen werden. Zwecks Vereinfachung der Verfahrensschritte werden das Sprengen und die Verstopfung der Spalten zu gleicher Zeit, mittels gleicher Verfahrensschritte durchgeführt, wobei als Sprengstoff die Säurelösung verbraucht wird.

Zwecks der Verringerung des Sprengdruckes, bzw. einer bestimmten Orientation der Spalten soll man vor dem Sprengen die zu behandelnde Schicht auf der wirksamsten Weise aufschließen. Für diese Aufgabe wurde bisher eine Erosionsperforation vorgenommen. Ein Vorteil der Schicht spaltung besteht darin, daß der Schichtenauf Schluß mehrere 10 Meter-Länge beträgt. Dies ist die wirksamste Methode, die zurzeit bekannt ist. Ihr Nachteil ist, daß Einrichtungen hoher Leistung eingesetzt, und die Spaltung der Schichten vorbereitet werden müssen. Trotz des Vorbereitung-Schichtaufschlusses ist sie schwerfällig orientierbar·

Der Schutz des Futterrohres wird durch Einbau von Packern realisiert. Man soll auBerdem eine größere Menge Material verbrauchen (mehrmal 10 m⁵ öl oder SäurelöQung, mehrere m⁵ Sand). Dieses Verfahren ist ,also nicht nur das wirksanste, sondern das koetepieligste äucfc*

! In der internationalen Literatur findet man außerdem ein "abgestumpft", oder "flegmatisiert" genannte, mit Nitroglyzerin durchgeführtes Sprengverfahren für die

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Behandlung der Bodenschichten. Selbständig kann dieses Verfahren auch nicht angewendet und - voraussetzlich wegen der Erfolglosigkeit - praktisch nicht eingeführt worden ist.

Eine immer mehr zunehmende Anwendung findet aber ein mit nuklearen Sprengladung durchgeführtes, das ganze ^peicherschichtbereich betreffendes Verfahren, es gibt jedoch bloß Versuchungen, weil hierbei nicht nur eine aus der Explosion entstammende mechanische Wirkung, sondern die durch die nukleare Explosion entstandene thermische Wirkung hervorgerufen wird.

Die Anwendung dieses Verfahrens beansprucht weitgehende technische Sicherheitsmaßnahmen und spezielle Bedingungen, deswegen sehr kostspielig ist. Dieses Verfahren kann nicht zur Lösung von lokalen Aufgaben (z. B. für die in der Umgebung der Brunnen befindliche Schichtenbereiche) eingesetzt werden.

Zur Ausdehnung der Abschnitte von gebohrten Löchern wird außerdem ein, mit großer Ladung durchgeführtes Sprengverfahren eingesetzt. Dies besteht darin, daß in den Lochabschnitten, die mit Futterrohr nicht versehen sind, durch große Sprengstoffladungen eine einfache Explosion durchgeführt wird. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, daß bei der Explosion ein Druck entsteht, der aus der Sprengstelle ausgehend sich verbreitet, das Druckwert jedoch durch die Entfernung von der Sprengstelle vermindert wird. Seine Wirkung ist nicht mit der Ladungsmenge proportioneil, weil die Menge des Sprengstoffes je nach der Längeneinheit des Lochabschnittes - unabhängig von der Gesamtmenge der Sprengladung - immer konstant ist.

Außerdem wirkt der größte Teil der Energie im Abschnitt des Bohrloches nach oben und nach unten ohne nützliche Arbeit aus. Dieser Umstand befährdet die Stabilität, die Standhaftigkeit des Lochabschnittes. Die Gefahr besteht jedoch, daß auch die Auflockerung solcher Speicherschichten

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erfolgt, deren Aufschluß oder Behandlung nicht erwünscht wird.

Die bisher beschriebenen Methoden zum Aufschluß und zur Behandlung von Bodenschichten weder selbständig noch in einer Kombination zum Gewinn von Erdöl, Rohgas, Thermalwasser usw. - auf dem Gebiete der industriellen Verfahren überhaupt geeignet sind. E₈ gibt eine größere Anzahl der Fälle, aus denen klar hervorgeht, daß die beschriebenen Verfahren separat oder insgesamt nicht angewendet werden konnten um einen Bohrlochabschnitt mit einem Speicherraum von guten Strömungsparametern zu verbinden. Die Ursache liegt darin, daß - mit Ausnahme der hydraulischen Schichtspalten - die bekannten Schichtenaufschlußverfahren bloß auf die Umgebung des Brunnenbereichs (auf einen unbedeutend kleinen Teil) ihre Wirkung ausüben.

Die wirkungsvolle hydraulische Schichtenspaltverfahren werden dadurch beschränkt, daß man eine größere Anzahl von Bestandteilen, Werkzeugen usw. einsetzen muß.

Bei einem großen Preßtakt ist nicht möglich einen höheren Druck als 500-700 atü herzustellen. Oft kommt ee vor, daß die Verbreitung der Strömungsflächen, der Aufschluß und Behandlung der Schichten ohne die Schaden - mit denen die herkömmlichen Verfahren behaftet sind - nicht durchgeführt werden können. Der Schichtenaufschluß, und die ßchichtenbehandlung wird mit den bekannten Methoden . nicht ausreichend wirksam.

Auf diesem Weg sind wir zum erfindungsgemäßen Verfahren gekommen, das eine Kombination von mehreren Verfahren, ist und besteht wesentlich darin, daß die zu behandelnde oder aufzuschließende Schichte durch, auf mehrere Schnittfläche gerichtete und konzentrierte Sprengladung hoher Wirkung vorbereitet wird und die somit hergestellte, durch eine oder mehrere Explosionen geformte - um die herkömmlich hergestellten tiefere Klüfte(n) nach der Explosion durch eine hydraulische Belastung weitergedehnt und ausgestopft werden. -

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Die erfindungsgemkße Lösung ist ein gegeneinanderangelassenes Explosionsverfahren, wobei die, in einem Lochabschnitt akkumulierte Enei'gie der Sprengladung in der Stoßebene in einer - oder mehreren - vorbestimmten Spaltebene(n) konzentriert werden. <Die Spaltebenen liegen im allgemeinen horizontal.) Die Energie kann entweder in die dichtung des Winkelbereiches eines IPlächenradius oder in einer vertikalen Ebene gerichtet werden. Dadurch, wird ein großer Teil der im Bohrloch verlegten Explosionsenergie in einem günstigen Fall die Ge samt energie - auf ein kleines Gebiet gerichtet verbraucht werden. Eine vorteilhafte Eonsequenz der Einrichtung wird dadurch gewährleistet, daß der Druck der Explosion, wodurch die Lochwand beaufschlagt wird, in der Umgebung des Loches eine Zugbeanspruchung verursacht die gegenüber dem Gesteine die Brüche und die Klüften dort herstellt, wo der Festigkeitsfaktor der kleinste ist. Dadurch wird eine größere Wirkung hervorgerufen.

Die Wirkung der Explosion wird in die Richtung der Achse des Bohrloches auf ein minimales Wert vermindert. Die Verringerung der Wirkung auf das Minimum - welche eine unnützliche Arbeit leistet - wird durch den konstruktionellen •ά-ufbau der Ladung erzielt. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß eine derart durchgeführte Explosion nicht die oberhalb oder unterhalb der Explosionsstelle liegenden Baubestandteile und die anderen Schichten beschädigt.

^Die hydraulisch vorgenommene Spaltung der Schichten mittels gerichteten Explosionswirkung - als Vorbereitungsmethode - wird wirksamer. Die Spaltung der Schichten nach der Sprengung wird wesentlich auf die Ausdehnung der durch die Explosion hergestellter Spalten reduziert, daher kann bei kleineren Druckwerten der Bohrlochmündung durchgeführt werden, das aber für den Schutz der Baueinrichtung befährdet, und die Ein- und Ausnahmearbeiten der Packer - die mit einem großen Kostaufwand verbunden sind - vermieden werden können.

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-Ui ι· i'iericvlil.eüo Explosion ermöglicht den Auf Schluß der im Bergbau oft vorkommenden. Schichten kleiner Schichtendicke ohne die L· υ Schädigung der oberhalb und unterhalb der dünnen Speicherschichte liegenden Gesteine.

Durch eine gerichtete Sprengarbeit kann das Futterrohr, oder eine Schichtenstrecke an einer bestimmten Stelle, in einer be .timmten Länge und auf einer vorbestimmten Weise gespaltet, zerbröckelt, d.h. die Wirkung der Sprengladung genau gerichtet - und mit einer verhältnismäßig kleiner Lademenge auf einem kleinen Gebiet zustandegebracht werden. Es ist auch nicht ausgeschlossen, an derselben Stelle nacheinander mehrere Sprengarbeit vorzunehmen.

Es ist weiters möglich eine Spaltebene, deren Stelle und ihre Wirkung im voraus zu bestimmen und zu bemessen.

Der Zweck der Erfindung ist daher ein Verfahren auszuarbeiten und zur Durchführung desselben eine Sprengeinrichtung aufzubauen, wonach der Aufschluß von Gesteineschichten durch Sprengung auf einer bestimmbaren Weise in bohrlöchern ermöglicht wird ohne die Beschädigung der oberhalb und unterhalb der Speicherschichte liegenden Gesteinschichten.

Erfindungsgemäß wird durch das gegenüberwirkende Sprengverfahren die Aufgabe derart gelöst, daß in die Endungen der Explosionskörper - die den zylindrischen Raum der zu behandelnden Bohrlochstrecke teilweise oder ganz ausfüllen - Detonatoren einmontiert werden und der mittlere Teil der Sprengstoffkolonne - in Achsenrichtung gemessen - in die waagerichtige Ebene der herzustellenden Spalte(n) eingestellt wird.

Alle Zündpatronenpaare am Ende der Sprengladung werden auf einmal gleichzeitig angelassen, somit werden in der mittleren Ebene der Sprengstoff stangen- oder Körper durch die "gegeneinander anstoßenden Detonationswellen bzw. Detonationszonen in einer, zur Achse des Sprengstoffkörpers vertikaler Ebene, an der Stelle des Anstoßes, durch den

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Staudruck eine Druckspitze, und mit der Druckspitze vom Bohr~ loch ausgehend eine rundförmige Spaltebene hergestellt, die die Spalten in der Behandlungszone bis zu einem mehrfachen des Bohrlochdurchmessers ausdehnen.

Nach einem charakteristischen Merkmale der zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens dienenden Einrichtung werden die vorher be stimmten Distanzen zwischen den paarweise gegenüber gelegten Detonationskörpern durch die se gepreßte Körper- oder im Falle, wenn der Bohrlochabschnitt durch Sprengstoff vollgefüllt ist - durch ein biegsames Eohr, eine Stange eine Drahtseile, oder ähnliches Element gesichert .

In den hermetisch geschlossenen Kavernen der ßprengstoffkörper werden Zündpatronenpaare und Hilfssprengladung gelegt.

Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß die, durch die Mineralen enthaltenden Speichergesteine durchgehende Futterrohre durch eine rundförmig und/oder in der Sichtung der Rohrmantellinie konzentrierte Druckspitze aufgeschnitten oder aufgespaltet werden.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung ermöglicht die gleichzeitige Anwendung der ßpaJLtebene durch den Explosionsstaudruck, und der herkömmlichen "Jet" Brennwirkung zu erzielen und diese Energiespitζen in einem gegebenen und bestimmbaren Punkt eine integrierte Energiekonzentration hervorrufen, wodurch das gewünschte Effekt weitererhöht wird.

Die erfindungsgemäße Einrichtung wird anhand der beigelegten Zeichnungen - die bloß ein Ausführungsbeispiel darstellen - näher erklärt, wobei die

S¹Ig. 1 stellt die Konstruktion des oberen Detonators

in Längsschnitt,

fig. 2 die Konstruktion des unteren Detonators, und Fig. 5 die Konstruktion des Zwillingsdetonators in

Schnitt dar.

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Auf der Fig. $ sieht man, daß bei der geschilderten Zündkette, das von der Oberfläche des Erdbodens niedergelassene Kabel zwei Zindleitungen 1 und ein O-Leitung enthält. Die Explosion wird mittels der, auf der Oberfläche des Erdbodens verlegten, ein Polpaar 5·enthaltender Sprengeinrichtung veranlaßt.

Das Anfahren erfolgt auch dann, wenn eine Zündleitung 1 zerrissen wird. In diesem Falle werden jede Zündpatronenpaare wirksam.

Die untere Detonatorbüchse 4, die Zwillingsdetonatorbüchse 5 und die obere Detonatorbüchse £ werden durch die in die kegelförmige Haltehülse 7 eingekeilte Drahtseile 8 zusammengehalten. Die Länge und Durchmesser der Drahtseile sind von dem Gewicht bzw. Abmessung der Sprengladung abhängig.

In den Detonatorbüchsen 4, 5» 6 sind Detonatorkörper 9 gelegt, deren innere öffnungen 10 durch Grundverschlüsse eingeschlossen sind.

Durch die Grundverschlüsse dringen je zwei Kabeldornen 14 durch, welche an ihrer inneren Seite durch den. Bindedraht 15, an der äußeren Seite jedoch durch die Zündleitungen 1 bzw. O-Leitungen befestigt sind. Die Endungen der Bindedrähte 15 sind zu den Ausführungen der Zündpatronenpaare 2 angeschlossen·

Die Detonatorkörper 9 sind in den entsprechenden Detonatorbüchsen gelegt. Zwischen den Detonatorbüchsen und den dazugehörigen Detonatorkörpern 9 besteht eine feste Verbindung,

Die untere Detonatorbüchse 4, die Zwillingsdetonatorbüchse 5 und die obere Detonatorbüchse 6 werden an Ort und Stelle zusammengebaut, wobei zwischen den Detonatorbüchsen 6 die verschiedenen Preßkörper 17 des Sprengstoffes eingesetzt werden.

Die Sprengvorrichtung schaltet den Strom ein,, wobei durch die Zündleitungen 1, Kabeldornen 14 und Bindedrähte

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iv öl·rom fließt" in die Ziindkopfe der Ziiidpatronenpaare 2 :.ii.c infoli-.e des Stromes angezündet werden. Die Anzündung der Zändpatronenp- re P zünden dann die im inneren Raum 13 befindliche Sprengladung, die den unteren Teil 18 der Detonatorkörper ausbrennen und gleich darauf die Explosion der Preßkörper des Sprengstoffes erfolgt. Gleich nachher beginnt die Explosion des dazwischenliegenden Sprengstoffes da die Detonatorkörper 9 einander gegenüber liegen - somit wird die Explosion infolge der Stauwirkung, in der Mitte des Abstandes zwischen beiden Detonatorkörper die größte Wirkung hervorrufen.

Mit der, auf den Fig. 1-3 dargestellten Einrichtung können zwei Wirkungsspitzen erreicht werden. Die geschilderte Einrichtung ist daher geeignet zum rundförmigen Spalzen vor zwei voneinander durch 0,5-1 m dicke Blindschichte (taubes Gestein) verbundene, mineralhaltigen Speicherschichten.

Die Erfindung wird nicht auf die mittels der Zeichnungen geschilderte Ausführung beschränkt. Dies kann durch gleichwertige Bestandteile ersetzt, aufgebaut werden.

So z. B. kann die Anzahl der Detonatorpaare und ihre Stelle beliebig gewählt werden. Die durch die Detonatorpaare eingeschlossenen Sprengstoffladungen können voneinander entweder mit kleinen oder mit Abständen mehrer Meter versetzt werden. Sie können außerdem entlang einer Achse, oder einer Raumkurve versetzt werden. Die Form der Detonatoren und Sprengstoffkörper kann auch beliebig gewählt werden. Sie können sogar aus in Form einer raumausfüllenden Sprengflüssigkeit, Pulver usw. bestehen, insofern die, an Stelle der Spaltebene auszubildende Kaverne, bzw. Abschnitt, oder die. Aufgabe die Anwendung des Sprengstoffes in dieser Form erwünscht.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Einrichtung ist daher wirksamer als die bisher angewendeten Verfahren und Einrichtungen. Selbst die, auf die Spaltebenen oder

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Spitzenrichtungen konzentrierte Explosion, als Schichten- " aufschluß-Vorbereitung sich auf eine Tragweite ausdehnt, die das mehrfache des Lochdurchmessers "beträgt.

^Die durch gerichtete Sprengung ausgebildeten Spalten, Gänge werden durch die hydraulische Belastung der Schichtenabschnitte weiter gedehnt, danach und/oder gleichzeitig ausgestopft. Somit können das hochwirkende Sprengverfahren und das hydraulische Schichtenspalten miteinander vereint, wodurch große Vorteile entstehen. Das hydraulisch durchgeführte Verfahren verliert seine primäre Holle und es wird bloß zur Ausdehnung der Gänge und der Spalten angewendet ·

Man soll noch betonen die Sichtbarkeit des Sprengverfahrens äußer einem wirksamen Schichtenaufschluß. Das ist von großem Vorteil bei Erdöl-, und Rohgasbrunnen, geschweige einer Tatsache, daß diese Explosion unter speziellen Umständen durchgeführt wird. Die Explosion erfolgt meistens bei hohem Druck und bei korrosiv wirkender Flüssigkeit oder Gasraum, in einem Abschnitt, der entlang einer Raumkurve gelegen ist und zwar derart, daß der zur Verfugung stehende Raum durch Sprengstoff am besten ausgefüllt wird. Die Ladung kann leicht eingesetzt werden, wobei die Möglichkeit zur Förderung von Gasen oder Flüssigkeit im Bohrloch beibehalten wird.

In das durch die Explosion aufgeschlossene Schichtabschnitt, bei einem großen Druck der Bohrlochmündung, wird nach der Sprengarbeit eine spaltende Flüssigkeit eingepreßt, bis man den Aufschluß der β ο zustandegebrachten Spalten und Gängen bzw. Ausdehnung derselben, durch Verringerung des Preßdruckes erfährt. Wenn Kalket eine im Abschnitt sind, so wird dieses Verfahren zweckmäßig durch die zur Verstopfung gebrauchte Laugenlösung durchgeführt. Bei Sandstein-Schichten wird, nach den, die Spaltung ausdehnenden Arbeiten ununterbrochen eine Mischung von Flüssigkeit-Sand zur Verstopfung eingepreßt.

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Das erfindun^sgemäße Verfahren achließt nicht- die Kombination desselben mit anderen Verfahren aus, insofern die Aufgabe dies erwünscht.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Aufschluß und zur Behandlung von du^ch Bohrlöcher durchgedrungenen Bodenschichten, zur Erweiterung der Strömungsebenen, dadurch gekennzeichnet, daß die, zur Behandlung und zum Aufachluß kommende, mit Futterrohr versehene oder rohrfreie Lochabschnitte wenigstens teilweise ausfüllende Sprengstoffladung - die zwischen Anlaß-Detonatorpaaren gelegt ist - in einem,-voneinander konstant gehaltenen und/oder verschiedenen Abständen gesetzten Detonatorpaaren auf einmal und gleichzeitig einander gegenüber gesprengt wird und in der Mitte des Abstandes zwischen dem Detonatorpaare und/oder Detonatorpaaren durch den Staudruck eine Spalteberie formende Energiespitze zustandegebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die lokale Energiekonzentration durch die Ausbildung der Anrührfläche der Zündebene der Anlaßdetonatoren und der Sprengladung erhöht wird·

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die lokale Energiekonzentration welche durch die, in einem formschlüssigen Behälter gelegten amorfe Sprengladung hervorgerufen wird, durch die formschlüssige Ausbildung des Sprengstoffes und/oder des Behälters erhöht wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß im Falle eines durch Sprengarbeit erfolgten Aufschlusses von kalksteinhaltigen Schich- , ten, und deren Behandlung, die Explosion - zweckmäßig zur Erhöhung der Wirkung - in einer Laugenlösung durchgeführt

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet ,daß zur Erhöhung der erzielten Wirkung die durch Sprengarbeit aufgeschlossenen oder behandelten Schichtabschnitte, Spalten, und Gänge, einer, diese aufschließenden, hydraulischen Belastung unterworfen

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werden, danach werden die so aufgeschlossenen, und ausgedehnten Spalten und Gange verstopft.

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