DE3132755C2

DE3132755C2 - "Verfahren zur Gewinnung von Erdöl"

Info

Publication number: DE3132755C2
Application number: DE3132755A
Authority: DE
Inventors: Hubert Dr.-Ing. Coenen; Ernst Dr.-Ing. 4300 Essen Kriegel
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1981-08-19
Filing date: 1981-08-19
Publication date: 1983-12-08
Also published as: DE3132755A1; GB2104132A; GB2104132B; US4532992A; CA1180998A

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Gewinnung von Erdöl aus Lagerstätten vorgeschlagen, die bereits durch Primärförderung ausgebeutet wurden oder für eine Primärförderung nicht geeignet sind. Dieses Verfahren arbeitet in der Weise, daß in die Lagerstätte ein im überkritischen Zustand befindliches Gas eingebracht wird, daß sich das überkritische Gas beim Durchströmen der Lagerstätte mit dem Erdöl belädt, daß die beladene überkritische Gasphase aus der Lagerstätte austritt und daß das Erdöl aus der beladenen überkritischen Gasphase in mehreren Fraktionen abgeschieden wird. Als Gas kommt Kohlendioxid, Äthan, Äthen und/oder Propan zur Anwendung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Erdöl aus bereits ausgebeuteten oder für eine Primärförderung des Erdöls nicht geeigneten Lagerstätten, bei dem ein Gas über ein Bohrloch zumindest unter kritischen Bedingungen in die Lagerstätte eingedrückt, dort mit dem Erdöl beladen, über ein Produktionsbohrloch aus der Lagerstätte abgezogen und das Erdöl anschließend über Tage aus dem Gas wieder abgeschieden wird.

Erdöllagerstätten bestehen aus Speichergesteinen, die zum Hangenden hin durch unzulässige Schichten abgedeckt sind. Das Erdöl ist in den Speichergesteinen enthalten, wobei zwischen Erdöl und Gestein unterschiedlich große Bindungskräfte wirken. Erdöl wird aus den abbauwürdigen Lagerstätten durch die Primärförderverfahren gewonnen. Besonders wichtige Primärförderverfahren sind die Tiefpumpförderung und die Gasliftförderung. Wenn die ölausbeute bei der Primärförderung zurückgeht, werden zur Steigerung des Entölungsgrades der Lagerstätte die sogenannten Sekundär- oder Tertiärförderverfahren angewendet. Die Sekundär- und Tertiärförderverfahren kommen auch bei den Lagerstätten zur Anwendung, die mit den Methoden der Primärförderung aus wirtschaftlichen Gründen nicht abbauwürdig sind (z. B. Teersahde).

Die Sekundärförderverfahren lassen sich in drei Gruppen einteilen:

1. Verfahren zur Beeinflussung des Poreninhalts des Speichergesteins duuch Zuführung fremder Energie (Gaseinpreßverfahren, Vakuumverfahren).

2. Verfahren zur Oberflächenvergrößerung des Porensystems des Speichergesteins (Säuerung, hy

draulische Rißbildung).

3. Vfjfahren zur Veränderung der physikalischen Kräfte zwischen Poreninhalt und Porenwandung des Speichergesteins (oberflächenaktive Stoffe, Bakterientätigkeit, Wärme).

Durch Primärförderung kann nur etwa V3 der in den Lagerstätten vorhandenen Erdölmengen gewonnen werden.

Aus der DE-PS 8 19 386 ist ein Verfahren zur Gewinnug von öl aus nicht frei fließenden Lagerstätten niedrigen Drucks unter Verwendung von Kohlendioxid unter kritischen Drucken und Verhältnissen bekannt, bei dem das Kohlendioxid in das Speichergestein in Mengen eingeleitet wird, die kritisch auf diejenige Menge beschränkt sind, die zur Herbeiführung der gewünschten Abwandlungen des Öls erforderlich ist, um es für eine leichte Entfernung durch Mittel der Sekundärgewinnung geeignet zu machen. Nach dem bekannten Verfahren soll das Verhältnis von Kohlendioxid zu öl zu jeder Zeit niedriger als etwa 62,4 m³ Kohlendioxid/kg gefördertes öl liegen. Beim bekannten Verfahren wird das Kohlendioxid unter Drucken von mehr als 40 kg/cm², z. B. 54,5 bis 102 kg/cm², vorzugsweise 64 bis 68 kg/cm² in die Lagerstätte eingeleitet Das Kohlendioxid und das Erdöl werden in einem Abscheider durch Druckänderungen oder durch die Rückflußwirkung voneinander getrennt In der DE-AS 12 67 185 wird ein Verfahren zur Gewinnung von flüssigen Kohlenwasserstoffen aus

einer unterirdischen öllagerstätte beschrieben, bei dem in die Lagerstätte eine ausreichende Menge Erdgas mit Methan als Hauptbestandteil bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck eingeleitet wird, wobei infolge eines kombinierten thermischen und Lösungsmitteleffekts organische Bestandteile aus der mit dem Erdgas in Berührung kommenden Lagerstätte freigesetzt werden und das Erdgas die Lagerstätte durchdringt 3ei diesem Verfahren liegt die Temperatur des eingeleiteten Erdgases oberhalb des Taupunkts und oberhalb der kritischen Gemischtemperatur des zu gewinnenden Kohlenwasserstoffgemisches, und der Druck wird mindestens auf dem Wert des kritischen Gemischdrucks gehalten.

Ausgehend vom bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe z· gründe, ein Verfahren zur Gewinnung von Erdöl aus bereits ausgebeuteten oder für eine Primärförderung des Erdöls nicht geeigneten Lagerstätten zu schaffen, dss insbesondere einen großen Entölungsgrad der Lagerstätten bei geringer Störanfälligkeit und verbesserter Wirtschaftlichkeit gewährleistet

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Gas mit einer Temperatur, die 10 bis 10O⁰C über seiner kritischen Temperatur liegt, sowie einem Druck, der 2 bis 350 bar über seinem kritisehen Druck liegt, in die Lagerstätte eingedrückt und als beladene überkritische Gasphase mit einer Temperatur, die 5 bis 25° C über der kritischen Temperatur des Gases liegt, aus dem Produktionsbohrloch abgezogen und daß das Erdöl über Tage aus der beladenen überkritischen Gasphase durch stufenweise Druckerniedrigung und/ oder Temperaturänderung in mehreren Fraktionen abgeschieden wird. Aus der DE-AS 14 93 190 ist zwar ein Verfahren zur Trennung organischer Stoffgemische durch Behandlung der Gemische mit einem überkritisehen Gas und anschließender Abscheidung der in der überkritischen Gasphase gelösten Stoffe durch Druckerniedrigung und/oder Temperaturerhöhung bekannt; für den Fachmann ist ?s aber nicht naheliegend,

ein fiberkritisches Gas, dessen Temperatur 10 bis 100° C über seiner kritischen Temperatur und dessen Druck 2 bis 350 bar über seinem kritischen Druck liegt, bei der Erdölgewinnung einzusetzen, da nicht erwartet werden konnte, daß die Erdölgewinnung unter diesen Bedingungen in vorteilhafter Weise durchführbar ist So war nicht zu erwarten, daß das überkritische Gas die Porenstruktur des Speichergesteins günstig beeinflußt, wodurch das Erdöl besser aus dem Speichergestein austreten und von der überkritischen Gasphase schneller gelöst werden kann. Ferner war nicht vorhersehbar, daß die beladene überkritische Gasphse eine Viskosität besitzt, die sich besonders vorteilhaft auf die Pumpfähigkeit der beladenen überkritischen Gasphase auswirkt Schließlich war es im Hinblick auf die bekannten Verfahren der Primär- und Sekundärförderung besonders überraschend, daß das Erdöl aus der überkritischen Gasphase auf einfache und vorteilhafte Wsise in mehreren Fraktionefc abgeschieden werde kann. Beim erfindungsgemäßen Verfahren sind die Erdölgewinnung und die ErdöJaufbereitung so aufeinander abgestimmt, daß sie in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht ein überraschend erfolgreiches Betriebsergebnis erbringen, zumal durch die Verfahrenstemperatur und den Verfahrensdruck sichergestellt ist, daß das Gas einerseits in der Lagerstätte seinen überkritischen Zustand beibehält und andererseits mit einem wirtschaftlich vertretbaren Energieaufwand in die Lagerstätte eingebracht wird. Durch die erfindungsgemäße Austrittstemperatur wird erreicht, daß sich das überkritische Gas auf seinem Extraktionsweg laufend mit einer größeren Erdölmenge belädt, da das Lösungsvermögen überkritischer Gase in einem Temperaturbereich, der wenig oberhalb der kritischen Temperatur liegt, in der Regel ein Optimum aufweist und mit steigender Temperatur abnimmt Durch den nach der Erfindung in der Lagerstätte vorgesehenen Temperaturgradienten des überkritischen Gases wird also vermieden, daß extrahiertes Erdöl vor dem Austritt der überkritischen Gasphase aus der Lagerstätte ausfällt

Nach der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Eintrittstemperatur des Gases in die Lagerstätte während des Extraktionsvorgangs um 2 bis 50° C gesenkt wird. Dadurch wird das Extraktionsvermögen des überkritischen Gases während der Ausbeutung der Lagerstätte laufend gesteigert, und die Verringerung der Extraktionsgeschwindigkeit, die von der Abnahme der zu extrahierenden Erdölmenge während der extraktiven Ausbeutung der Lagerstätte verursacht wird, kann durch die Steigerung des Lösungsvermögens des überkritischen Gases ausgeglichen werden. Dadurch, daß die Eintrittstemperatur des überkritischen Gases in die Lagerstätte während der gesamten Extraktionsdauer gesenkt wird und die Austrittstemperatur des überkritisehen Gases aus der Lagerstätte nur wenig oberhalb der kritischen Temperatur des Gases liegt, wandert die Zone, innerhalb der das überkritische Gas eine maximale Extraktionswirkung hat, in vorteilhafter Weise entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des überkritisehen Gases.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit besonders gutem Erfolg durchgeführt werden, wenn als Gas Kohlendioxid, Äthan, Athen und/oder Propan verwendet wird Diese Gase haben ein gutes Lösungsvermögen für das Erdöl und können in ausreichender Menge aus natürlichen Vorkommen gewonnen werden. Kohlendioxid hat darüber hinaus den Vorteil, daß es ohne aufwendige Sicherheitsvorkehrungen eingesetzt werden kann und daß es sich wegen seiner kritischen Daten {Pknt = 73,9 bar, Tkrit = 31 "C) besonders gut für den Einsatz in unterirdischen Lagerstätten eignet Kohlendioxid wird zur Erdölgewinnung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einer Temperatur von ca 50⁰C und einem Druck von ca. 300 bar über eines oder mehrere Bohrlöcher in die Lagerstätte eingebracht

Die Abscheidung des Erdöls erfolgt nach der Erfindung in mehreren Fraktionen, was sich besonders vorteilhaft auf die Weiterverarbeitung auswirkt Die fraktionsweise Abscheidung des Erdöls aus der überkritisehen Gasphase kann allein durch stufenweise Druckerniedrigung oder allein durch stufenweise Temperaturänderung (Temperaturerhöhung oder Temperatursenkung) oder durch gleichzeitige stufenweise Druckerniedrigung und Temperaturänderung (Temperaturerhöhung oder Temperatursenkung) erfolgea Bei der Abscheidung fallen zuerst die Verbindungen mit hohem Molekulargewicht und danach die Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht aus der überkritischen Gasphase aus. Erfolgt die Abscheidung des Erdöls durch Temperaturerhöhung, ist darauf zu achten, daß Temperaturen vermieden werden, bei denen eine Crakkung einzelner Erdölbestandteile eintritt Die bei der Erdölgewinnung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Gase werden im Kreislauf geführt

Das erfindungsgemäße Verfahren kann nicht bei Lagerstätten angewendet werden, die aus besonders porösem Gestein bestehen, da das Extraktionsmittel aus diesem Gestein unkontrolliert austritt Zur Gewinnung von 1 1 Erdöl werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ca 8 bis 10 kg Gas benötigt

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von Erdöl aus bereits ausgebeuteten oder für eine Primärförderung des Erdöls nicht geeigneten Lagerstätten, bei dem ein Gas über ein Bohrloch zumindest unter kritischen Bedingungen in die Lagerstätte eingedrückt, dort mit dem Erdöl beladen, über ein Produktionsbohrloch aus der Lagerstätte abgezogen und das Erdöl anschließend über Tage aus dem Gas wieder abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas mit einer Temperatur, die 10 bis 100° C über seiner kritischen Temperatur liegt, sowie einem Druck, der 2 bis 350 bar über seinem kritischen Druck liegt, in die Lagerstätte eingedrückt und als beladene überkritische Gasphase mit einer Temperatur, die 5 bis 25° C über der kritischen Temperatur des Gases liegt, aus dem Produktionsbohrloch abgezogen und daß das Erdöl über Tage aus der beladenen überkritischen Gasphase durch stufenweise Druckerniedrigung und/oder Temperaturänderung in mehreren Fraktionen abgeschieden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittstemperatur des Gases in die Lagerstätte während des Extraktionsvorgangs um 2 bis 50° C gesenkt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Gas Kohlendioxid, Äthan, Athen und/oder Propan verwendet wird.