DE305794C - - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

R EICH S PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- JVl: 305794 KLASSE 5 b. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. Januar 1917 ab.

Es ist begreiflich, daß man ölausbissen, d. h. zutage tretenden ölspureh zunächst dadurch nachforscht, daß man sie durch Grabung kleiner Vertiefungen weiter verfolgt, wobei sich häufig zeigt, daß sich der ölzüfluß schon in geringer Tiefe verstärkt. Hierdurch sah man sich veranlaßt, immer tiefer zu graben, um. die Ergiebigkeit der Quellen noch mehr zu vergrößern.

ίο Dies führte daher bald zu bergmännischen Betriebseinrichtungen, da größere Vertiefungen einer Versicherung gegen Einsturz einer Haspelförderung u. dgl. bedurften. Es entwickelte sich hierdurch ein richtiger Schachtbetrieb, der an vielen Orten bis über die Mitte des vorigen Jahrhunderts angewendet wurde und heute noch hier und da, wie z. B. in Rumänien, in teilweiser Anwendung steht. Man erkannte aber bald an vielen

Orten, daß die Schwierigkeiten, welche dieses Schachtgraben mit sich brachte, die Erreichung größerer Tiefen kaum zuließen und daß, wenn doch versucht, die Sicherheitsverhältnisse immer ungünstiger wurden. Bald fand man auch ein Ersatzmittel. Seit Ende des vorigen Jahrhunderts hat sich der gesamte ölbergbau des Erdbohrers bemächtigt und infolge der erzielten großartigen Erfolge mit anderen Abbaumöglichkeiten fast nicht mehr befaßt. Infolge dieser Entwicklung findet der Erdölabbau nicht einmal in den bedeutendsten und ausführlichsten Werken der Erdölliteratur eine technische Behänd lung. Eine nähere Prüfung des Erdölvorkpmmens beweist aber, daß die Bohrtechnik nür als eine rohe Abbauförm angesehen werden kann. Das Erdöl ist an die Sedimente gebunden. Das öl kann als Flüssigkeit allein keine nur aus ihr bestehende parallele. Einlagerungen in den Geschichtsteineri bilden, es benötigt einen Träger, welcher ein poröses Gestein ist, so z.B. Sand, Sandstein, Schotter, Konglomerat, Kalk, Dolomit. Die genannten Sedimente bilden den Träger und sozusagen den Schwamm des Öles. Wenn, wie -45 dies oft geschieht, von unterirdischen 01-reservoiren gesprochen wird, so hat man sich hierunter ein mit Erdöl gefülltes poröses Gestein vorzustellen. Derartige Höhlen wurden niemals gefunden. Sie würden sich beim Bohren dadurch verraten haben, daß der Meißel mit dem Gestänge während der Arbeit plötzlich auf eine größere Höhe herabgefallen wäre, was ,bisher nirgends, beobachtet würde, da sich geringere Fallhöhen stets als offene. steilstehende Spalten erwiesen haben. Ein poröses Gestein ist daher die erste Bedingung zur Bildung einer entsprechenden primären und überhaupt einer bauwürdigen Erdöllagerstätte. Die Ergiebigkeit einer Erdöllager- statte hängt neben dem ölreichtum von deren Porosität ab. Bei dem heutigen Böhrbetrieb ist die totale Ergiebigkeit abhängig von dem Gasdruck, denn die Gase strömen durch die Poren der Lagerstätte und drängen das öl zum Bohrloch, das sonst vermöge der Kapillarität haften bleiben würde. Die .Ergiebigkeit ist infolgedessen' im wesentlichen Maße abhängig von dem vorhandenen Gasdruck. Die Ergiebigkeit eines Bohrloches nimmt infolgedessen nach der Erschließung der öllagerstätte rasch ab, sinkt jedoch später oft nur ganz allmählich. Bei der Bohrlochtechnik hängt also die Ergiebigkeit wesentlich

weniger von dem wirklichen ölreichtum als ; davon' ab, daß die physikalischen Verhältnisse ein Emportreiben des Erdöles erzeugen, Bei dem Verschwinden des Gasdruckes, großer Kapillarität bzw. geringerer Porosität kann eine Erdöllagerstätte für einen Bohrbetrieb · schon nicht mehr abbauwürdig erscheinen.

Zur Gewinnung des Erdöls und der Kohlenwasserstoffe einer Erdölquelle werden gemäß

ίο der Erfindung durch die porösen Sedimente der öllagerstätten nach der Seite des öllagers abgeschlossene rohrartige Verdränger, z. B. mit Hilfe hydraulischer Pressen, hindurchgetrieben, die mit siebartig abgedeckten Auffängern, sowie mit Pumpwerken zum Abfördern des Erdöls versehen sind. Diese, zylindrischen Verdränger, die vorteilhaft in geeigneter Weise , teleskopartig über die festen Rohrteile vorgeschoben werden, erzeugen den notwendigen Überdruck innerhalb des ertragenden Sediments oder bieten die Möglichkeit zur Erzeugung eines solchen, gestatten ein Arbeiten auf der Sohle der öllagerstätten und geben einen sicheren Ort zur Ausführung der erforderlichen bergmännischen Arbeiten. Mit Rücksicht auf die vorhandene regelmäßige Gestaltung der öllagerstätten läßt sich mit Hilfe dieses Verfahrens eine fast restlose Ausbeutung des öllagers vornehmen. Entsprechend regelmäßig wie die Gestalt des porösen Sediments ist auch die öllagerstätte, welche alle Typen der erstereh zeigen kann. Bei plattenförmiger Gestalt spricht man von einem Flöz, bei linsenförmiger Gestalt von einem Lager, und falls dessen Richtung nach einer Seite besonders ausgedehnt ist, spricht man von einem Lagerschlauch. Alle diese Gestaltungen eignen sich in sehr vorteilhafter Weise zur Benutzung des vorliegenden Verfahrens. Seltener sind primäre öllagerstätten, welche eine ganz unregelmäßige Form zeigen, wie solche als Lagerstöcke bezeichnet werden. Ebenso vorteilhaft ist ferner der Umstand für die Anwendung des Erfindungsgegenstandes,, daß die grundlegende Bedingung zur Bildung einer Öllagerstätte ihre Umgrenzung durch ein ölundurchlässiges Gestein ist. Dies wird gewöhnlich nur vom Hangenden vorausgesetzt, gilt, jedoch auch vom Liegenden: Der durch den Rohrverdränger innerhalb des porösen Sedimentes verursachte Überdruck läßt sich infolgedessen wirkungsvoll durch Erzeugung eines Vakuums innerhalb des Rohrverdrängers vergrößern. Desgleichen ist es möglich, Rohrverdränger von kleinerem Durchmesser, die ebenfalls mit siebartigem Auf fänger versehen sind, aus dem Hauptverdrängerstrang seitlich in das poröse Sediment zu treiben. Der Überdruck im Sediment läßt sich naturgemäß aber auch durch Einpressen von Luft oder Kohlenwasserstoffgasen erhöhen. An sich bekannt sind die Versuche, den Auftrieb im Bohrloch beim Bohrlochbetrieb durch Einpressen von Gasen oder Erzeugung von Vakuum zu fördern. Die Vorteile dieser Mittel erwiesen sich aber durchweg als ungenügend gegenüber dem Energieaufwand. Es ist verständlich, daß ein Unter- oder Überdruck nur in allernächster Nähe des Bohrloches eine Wirkung äußern kann. Das Unterdrucksetzen eines Flözes, eines Lagers, eines Lagerschlauches, oder von Lagerstätten erfordert mit Rücksicht auf die geringe Gasdurchlässigkeit des ölgetränkten Sedimentes Arbeitsleistungen, die man mit maschinellen Einrichtungen in absehbarer Zeit gar nicht erzeugen kann. Unter der Riesenlast des Gebirges und infolge der mit Sicherheit anzunehmenden BiI-dung des Erdöls hat das öl das Gas in reichlicher Menge absorbiert, ähnlich wie das Wasser die Kohlensäure im Siphon absorbiert. Diese Gasabsorption auch nur im kleinen Umfange zur Erhöhung der ölförderung zu erneuern, läßt sich praktisch nicht erreichen, dagegen läßt sich mit Hilfe des auf der Sohle der öllagerstätte weiter wandernden Verdrängers eine, lokale Wirkung infolge des Widerstandes der darüber lagernden ölgetränkten Sedimente mit ungleich höherem Erfolg erzeugen.

Neben dem öl lassen sich durch den Erfindungsgegenstand in sinngemäßer Weise auch die Kohlenwasserstoffgase der Erdölquelle zutage fördern.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel.

Sobald der fahrbare Schacht a, der bis in die ölführenden Schichten abgetäuft wird, auch diese durchsunken hat, werden von demselben aus rohrförmige Verdränger, die ähnlich den beim Tunnelbau bekannten Vortriebszylindern mit Stirnschilden versehen sind, Strecken e in der Streichrichtung des i°5 Öllagers oder auch in einer Geneigten im Lager selbst aufgefahren. Von dem mit Bohrlochstutzen / versehenen Stirnschild ei aus werden alsdann Horizontal- oder Schrägbohrungen g· innerhalb des öllagers vorge- no trieben,' diese Bohrlöcher mit Filterrohren ausgekleidet, durch welche das Erdöl aus der ölführenden Schicht im gesamten Bereiche der Bohrlöcher einfiltert und abfließt; das Öl sammelt sich alsdann in dem hinter dem Schutzschilde befindlichen Hohlräume h und wird von dort durch eine öffnung im Schutzschilde durch eine Ölpumpe i und eine geschlossene Druckleitung fe zutage, gepumpt. Durch das Pumpen entsteht hinter dem iao Schutzschilde . in dem Hohlräume h ein Vakuum, welches sich naturgemäß auch bis

in die Bohrlöcher hinein fortsetzt, so daß das gesamte öl der ölführenden Schichten angesaugt wird und dadurch den Filterbohrrohren und dem Hohlräume h hinter dem Schutzschild zufließt. Um den Zufluß des Erdöles zu den Filterrohren noch zu verstärken, kann durch einzelne Bohrlöcher, besonders in der Nähe des Hangenden, deren Verbindung mit dem Vakuum durch die Manschetten m unter brachen ist, komprimierte Luft oder komprimiertes Kohlenwasserstoffgas eingepreßt w erden, so daß die komprimierten Gase auf das öl im Gebirge drücken und den Zufluß des Erdöles zu den mit dem Vakuum in offener Verbindung stehenden Filterrohren verstärken.

Nachdem das öl vollständig am Schutzschilde abgezapft ist, wird eine mit dem Vakuum in Verbindung stehende Luftpumpe / angestellt und die in der Lagerstätte vorhandenen Schlagwetter und sonstigen Gase.

nach Lösen der Manschetten m angesaugt

« und durch eine Rohrleitung η zu dem über Tage befindlichen Gasometer ρ geleitet und von dort aus verwertet.

Nachdem die Lagerstätte im Bereiche der

Bohrlöcher vollständig entölt und entgast ist, wird der Vortriebszylinder mit Schutzschild

. weiter vorgetrieben, bis man das unverritzte gas- und ölführende Gebirge erreicht, woselbst, das Verfahren wiederholt Wird. Auch von der fertiggestellten Strecke aus kann man nunmehr Horizontalbohrungen oder Schrägbohrungen/) in das öllager seitwärts führen.

Claims (4)

Patent-An Sprüche:

1. Abfahren zur Gewinnung von Erdöl und Kohlenwasserstoffgasen aus Erdöllagerstätten mit Hilfe eines bis zu der ölhaltigen Schicht niedergebrachten Schachtes, dadurch gekennzeichnet, daß durch die porösen Sedimente der öllagerstätten rohrförmige Verdränger ζ. Β. mit Hilfe hydraulischer Pressen hindurchgetrieben werden, die am Vorderteil schildartig abgedeckt sind und auf der Oberfläche siebartig überdeckte Auffänger besitzen, aus denen das Erdöl und die Kohlenwasserstoffgase vom Inneren der Verdränger, aus durch Pumpwerke zutage gefördert werden.

2. Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdränger derartig ausgebildet ist, daß seitliche Bohrungen ausgeführt werden können, in die dann ebenfalls mit Auffängern ausgerüstete Verdränger oder Rohrkörper eingeschoben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem innerhalb des Verdrängers oder der Auffangvorrichtungen Und den seitlichen Bohrungen und Rohrleitungen wirksamen Vakuum gearbeitet wird. "

4. Verfahren nach Anspruch 1 und Unteransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß hinter die Oberfläche des Verdrängers gepreßte Luft oder gepreßte Kohlenwasserstoffgase getrieben werden.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.