DE3141638C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von zäh
flüssigem Erdöl aus erdölhaltigen Formationen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Auf der
Erde gibt es eine Reihe größerer Lagerstätten, in denen
hochviskoses Erdöl in Ölsanden enthalten ist und nicht
durch übliche Produktionsverfahren aus einem Bohrloch
im natürlichen Zustand gewonnen werden kann. Zum Beispiel
finden sich in den USA solche Lagerstätten in Utah
und Kalifornien. Die bei weitem größten Lagerstätten
dieser Art liegen in der Provinz Alberta, Kanada. Die
Tiefe der Lagerstätten reicht von Oberflächenaus
bissen bis zu etwa 600 m.
Bis heute ist keine dieser Lagerstätten wirtschaftlich
mit einem in-situ-Verfahren ausgebeutet worden. Es
existieren zwei wirtschaftliche Abbaubetriebe in
flachen Athabasca-Sänden und weitere sind vorgesehen.
Es sind auch schon viele Versuche mit in-situ-Gewinnung
von Bohrloch zu Bohrloch ausgeführt worden, wobei alle
mit irgendeiner Form von thermaler Gewinnung gearbeitet
haben, nachdem eine Verbindung zwischen einer Injektions-
und einer Produktionsbohrung hergestellt worden war.
Gewöhnlich ist eine solche Verbindung durch Einführen
einer pancake-Fraktionierung hergestellt worden. Für
die Verdrängung oder Austreibung sind Dampf und Ver
brennung oder Dampf und Chemikalien angewendet worden.
Ein weiterer Vorschlag besteht darin, die Verbindung von
Bohrloch zu Bohrloch dadurch herzustellen, daß über eine
Zeit von mehreren Jahren in eine mit Wasser hoch ge
sättigte Zone, die unter den Teersandablagerungen auf
einer Tiefe von etwa 550 m liegt, Dampf injiziert wird.
Vermutlich das umfangreichste in-situ-Projekt der Öl
sandausbeutung arbeitet mit Dampfanregung in Einzel
bohrlöchern mit Einblas- und Ansaugverfahren (huff-and-
puff). Dieses Versuchsprojekt hat über mehrere Jahre
aus etwa 50 Bohrungen über 750 t zähflüssiges Erdöl
pro Tag geliefert.
Die größte Schwierigkeit besteht bei allen in-situ
Bohrloch-Bohrloch-Verfahren zur Förderung von zäh
flüssigem Erdöl aus Sanden in der Herstellung und Auf
rechterhaltung der Verbindung zwischen der Injektions-
und Produktionsbohrung. In flachen Lagerstätten ist in
einer Anzahl von Versuchsanlagen die Fraktionierung bzw.
das Aufbrechen
bis zur Oberfläche durchgegangen, worauf ein befriedigender
Austreibungsdruck nicht mehr aufrechterhalten werden
konnte. In vielen Fällen ergeben sich Schwierigkeiten
dadurch, daß die Fraktionierung wieder "heilt", wenn
das durch Wärme beweglich gewordene, zähflüssige Petroleum
auf dem Weg zur Produktionsbohrung wieder abkühlt. Das
kalte Petroleum ist praktisch unbeweglich, da die Vis
kosität bei den Athabasca-Lagerstätten z. B. in der
Größenordnung von 100 000 bis 1 000 000 cp bei Lager
stättentemperatur beträgt.
Wie erwähnt, besteht ein Hauptproblem der wirtschaftlichen
Gewinnung bei vielen Lagerstätten darin, in der das zäh
flüssige Öl enthaltenden Formation eine Verbindung zwischen
einer Injektions- und einer Gewinnungsposition herzustellen
und aufrechtzuerhalten. Dies liegt hauptsächlich an der
Eigenschaft der Formationen, in denen die tatsächliche
Flüssigkeitsmobilität äußerst gering sein kann und in einigen
Fällen, wie den Athabasca-Teersanden, tatsächlich Null ist.
Daher werden die Athabasca-Teersande z. B. im Tagebau abge
baut, wo das Deckgebirge begrenzt ist. Bei einigen Teer
sanden ist eine hydraulische Fraktionierung angewendet
worden, um eine Verbindung zwischen Injektoren und Produk
tionsbohrungen herzustellen, ohne daß dabei ein einheitlicher
Erfolg erzielt worden wäre. Eine besondere Schwierigkeit
ergibt sich bei solchen Deckgebirge-Mächtigkeiten, die dem
Fraktionierungsdruck nicht standhalten können.
Bislang sind versuchsweise viele Verfahren angewendet worden,
um zähflüssiges Erdöl aus Lagerstätten vom Typ der
Athabasca-Teersande zu gewinnen. So ist die Anwendung von
Wärme auf solche Lagerstätten mittels Dampf oder unter
irdischer Verbrennung versucht worden. Auch ist versucht
worden, in die ölhaltige Formation senkrechte, geschlitzte
Liner als Leitungen für heiße Flüssigkeiten einzubringen.
Diese Verfahren sind jedoch nicht besonders erfolgreich ge
wesen, eben wegen der Schwierigkeit, die Verbindung zwischen
Injektions- und Produktionsbohrung herzustellen und aufrechtzu
erhalten.
Andererseits, falls diese Verbindung hergestellt und aufrecht
erhalten werden könnte, unabhängig von dem jeweils verwendeten
Austreibungsströmungsmittel und Gewinnungsverfahren, könnten
viele dieser Lagerstätten erfolgreich erschlossen werden.
Aus der US 40 37 658 ist ferner ein Verfahren zum Aufschluß erd
ölhaltiger Sande bekannt, bei dem eine heiße Flüssigkeit durch
einen Fließweg durch die Formation geleitet wird, der zur Ver
ringerung der Viskosität des umgebenden Erdöls verwendet wird,
um außerhalb des Fließweges einen patentiellen Durchgang durch
die Formation für fließfähiges Erdöl zu schaffen, das durch ein
Treibmittel zur Produktionsbohrung geleitet wird.
Die Größe des durch den Fließweg erwärmten Bereiches ist hier
bei jedoch erheblich eingeschränkt, so daß die Produktions
kapazität einer einzelnen Bohrung sehr beschränkt ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Ver
fahrens, das die Gewinnung von zähflüssigem Erdöl aus einer Erd
öl führenden Formation ermöglicht, und zwar besonders in solchen
Formationen, in denen die Verbindung zwischen einer Injektions-
und Produktionsbohrung schwierig herzustellen und aufrechtzuer
halten ist. Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den kennzeich
nenden Merkmalen des Anspruchs 1.
Nach der Erfindung wird ein durch die Erdöl führende Formation
hindurchgehendes Loch hergestellt und in dieses ein allgemein
waagerechtes, rohrförmiges Glied eingeführt und damit ein konti
nuierlicher, unterbrechungsfreier Strömungsweg durch die For
mation geschaffen. Ein heißes Strömungsmittel wird dann durch das
Innere des rohrförmigen Gliedes hindurchgeführt, um das zähflüs
sige Petroleum in der Formation außerhalb des rohrförmigen
Gliedes zu erwärmen und die Viskosität wenigstens eines Teiles
des Erdöls zu verringern, das benachbart zur Außenseite des
rohrförmigen Gliedes liegt, so daß benachbart zur Außenseite
des rohrförmigen Gliedes ein potentieller Weg für den Strö
mungsmittelfluß durch die Formation geschaffen wird. Das rohr
förmige Glied kann anfänglich in dem Bereich, in dem die Ge
winnung des zähflüssigen Erdöls vorgesehen ist, geschlitzt sein,
oder es kann nachfolgend perforiert werden, um in die Formation
führende Durchgangswege für das durch das rohrförmige Glied hin
durchgehende, heiße Strömungsmittel zu schaffen. Ein anfänglicher
Durchbruch zwischen der Formation und der Produktionsbohrung er
möglicht den Fluß des erwärmten Rohöls und des heißen Strömungs
mittels in die Produktionsbohrung. Ein Ablenker, z. B. eine fest
setzbare, aufblähbare Packung, wird in dem rohrförmigen Glied
angeordnet, um das heiße Strömungsmittel zu veranlassen,
durch die Perforation in die Formation einzutreten und
dort als Austreibungsströmungsmittel zu wirken, das das
erwärmte Erdöl der Produktionsbohrung zutreibt. In den
meisten Fällen wird die anfängliche Anordnung des Packers
nahe bei der Produktionsbohrung liegen, um den Druck
gradienten zwischen der Treiberflüssigkeit und der
Produktionsbohrung auf einen Höchstwert zu bringen und
dadurch eine anfängliche Verbindung und Erdölproduktion
zu erleichtern. Das Verhältnis von produziertem Erdöl
zu Treiberflüssigkeit wird in der Produktionsbohrung
überwacht, um ein Anzeichen von übermäßigem Durchfluß
von Treiberflüssigkeit zu erkennen. Aufgrund des beobachteten
Verhältnisses wird der Ablenker innerhalb des rohrförmigen
Gliedes versetzt, um zu einer wirtschaftlich günstigen
Fördermenge zu kommen und den Durchlauf von Treiber
flüssigkeit auf ein Minimum zu beschränken.
Der Ablenker kann innerhalb der Verrohrung zwischen dem
bei der Produktionsbohrung liegenden Ende und dem bei
der Injektionsbohrung liegenden Ende vor- und zurück
bewegt werden, um die Erwärmung der Formation und auch die
Bewegung des erwärmten zähflüssigen Erdöls nach der
Produktionsbohrung auf einen Höchstwert zu bringen. Im Fall
eines unerwünschten Durchbruches der Treiberflüssigkeit
kann der Ablenker nach einem anderen Ort in der Verrohrung
versetzt werden, so daß eine gewünschte Formationser
wärmung und Bewegung des Erdöls aufrechterhalten wird,
während der Durchbruch heilt.
In der bevorzugten Ausführungsform ist das heiße Strömungs
mittel, das durch das rohrförmige Glied geleitet wird,
Dampf, und auch die Treiberflüssigkeit zur Beförderung der
Bewegung des Erdöls ist Dampf. Unter diesen Umständen
können das heiße Strömungsmittel und das Treiberströmungs
mittel abwechselnd injiziert werden. Das Injizieren der
Treiberflüssigkeit in die Formation wird in einem ge
wissen Maße dadurch gesteuert, daß die Bedingung für
den Fluß der heißen Flüssigkeit durch das rohrförmige
Glied eingestellt wird. In dieser Weise kann die
Wirksamkeit des Austreibens durch die Treiber
flüssigkeit in der Formation verbessert werden.
In einer Ausführungsform zur Gewinnung von zähflüssigem
Erdöl aus einer Teersandformation vom Athabasca-Typ
werden ein Injektionsstrang und ein Förderstrang gebildet,
die von der Oberfläche aus durch die Teersandformation
hindurchreichen. Zwischen dem Injektions- und dem Förder
strang wird eine durch die Teersandformation hindurch
führende Bohrung hergestellt, in die ein rohrförmiges
Glied mit fester Wandung eingeführt wird, um einen
Strömungsweg vom Injektionsstrang zum Förderstrang durch
die Teersandformation hindurch herzustellen. Ein heißes
Strömungsmittel, vorzugsweise Dampf, wird durch das Innere
des rohrförmigen Gliedes hindurchgeführt, um das zähflüssige
Erdöl in der Teersandformation zwischen Injektions- und
Förderbohrung außerhalb des rohrförmigen Gliedes anzu
wärmen und damit die Viskosität wenigstens des Teiles
des zähflüssigen Erdöls zu verringern, das unmittelbar
der Außenseite des rohrförmigen Gliedes benachbart ist,
um damit einen potentiellen Weg für den Strömungsmittel
fluß durch die Teersandformation in Nachbarschaft der Außen
seite des rohrförmigen Gliedes auszubilden. Ein Treiber
strömungsmittel wird durch Perforation im rohrförmigen
Glied in die Formation injiziert, um den Zufluß von
Erdöl nach der Gewinnungsbohrung zu fördern, in der das
Erdöl zutage befördert wird. Wie erwähnt, ist das bevor
zugte heiße Strömungsmittel Dampf, obwohl auch andere
Strömungsmittel verwendet werden können. Dampf wird
auch bevorzugt als Treiberflüssigkeit verwendet. Unter ge
wissen Umständen können andere Strömungsmittel, wie Gas,
Wasser oder Lösemittel, entweder allein oder in Verbindung mit
Dampf, als Treiberflüssigkeit verwendet werden.
Die Erfindung ermöglicht, die Gewinnung von zähflüssigem Erdöl
aus einer Erdöl führenden Formation zu optimieren, in der die
Verbindung zwischen einer Injektor- und einer Produktionsposi
tion nur schwierig hergestellt und nach Herstellung schwierig
als Weg für das zu produzierende Erdöl aufrechterhalten werden
kann.
Mit der Erfindung wird die Möglichkeit geschaffen, die Position
zu verlegen, von der aus eine Treiberflüssigkeit in den Verbin
dungsweg injiziert wird, der zwischen einer Injektor- und einer
Produktionsposition in einer zähflüssiges Erdöl enthaltenden
Formation liegt, so daß sowohl die Produktion des Erdöls als
auch der Verbindungsweg aufrechterhalten wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei
spieles erläutert und dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine vereinfachte Ansicht, teilweise im Schnitt,
einer Anordnung zur Gewinnung von zähflüssigem
Erdöl aus einer unterirdischen Lagerstätte,
Fig. 2 eine Schnittansicht zur Veranschaulichung eines
bekannten Verfahrens zur Gewinnung von zähflüs
sigem Erdöl aus einer unterirdischen Lagerstätte,
Fig. 3 eine Schnittansicht eines bei der anfänglichen
Anordnung eines Ablenkers nach der Erfindung zu
erwartenden Injektionsprofils und
Fig. 4 eine Schnittansicht eines bei nachfolgender Stel
lung des Ablenkers nach der Erfindung zu erwartenden
Injektionsprofils.
Fig. 1 zeigt ein Paar auseinanderliegende Bohrungen oder
Schächte 10 und 12, die in die Erde hinein bis in eine
zähflüssige Erdöl enthaltende oder Teersand-Formation 14
sich erstrecken. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird
die Bohrung 10 als Injektionsbohrung 10 und die Bohrung
12 als Produktionsbohrung 12 bezeichnet. Die Bohrung 10
kann eine kontinuierliche, mit der Produktionsbohrung
12 bei 13 verbindende Bohrung sein. Ein mit fester Wand
ausgeführtes rohrförmiges Glied 16 oder eine Verrohrung 16
ist zumindest durch den allgemein waagerechten Teil 18
der Bohrung 10 geführt. Das rohrförmige Glied ist vorzugs
weise aus Stahl und kann aus einem Stück oder aus mehreren
miteinander verbundenen Touren als Rohrstrang hergestellt
sein. Die Außenseite des rohrförmigen Gliedes 16 steht mit
der Teersand-Formation 14 auf dem horizontalen Abschnitt
18 in Berührung und tritt schließlich in den Produktions
schacht 12 ein. Die Produktionsbohrung 12 ist mit einer
Verrohrung 22 versehen, die Perforationen bei 23 aufweist,
und enthält einen Produktionsstrang 24, in dem Flüssig
keit nach der Oberfläche befördert werden kann.
Es ist nicht erforderlich, daß die Injektionsbohrung mit
der Produktionsbohrung zu verbinden, es ist nur erforderlich,
daß die Injektionsbohrung sich in der näheren Nachbar
schaft der Produktionsbohrung befindet. Nähere Nachbar
schaft kann etwa 3 m von der Produktionsbohrung bedeuten.
Das Ende des horizontalen Abschnittes 18 sollte nahe ge
nug an der Produktionsbohrung liegen, so daß ein Verbin
dungsweg für das erwärmte, zähflüssige Erdöl aus der For
mation durch die Perforation 23 in der Verrohrung 22
hindurch und in die Produktionsbohrung 12 hinein sich
ausbilden kann.
Der allgemein waagerechte Abschnitt 18 kann beträchtlich
von der Horizontalen abweichen. Es ist erwünscht, die
Verrohrung in einer solchen Ausrichtung einzuführen, daß
dadurch die Heiz- und Treiberwirkung von Strömungsmittel,
das durch die Verrohrung geht, zu einem Maximum wird;
aus diesem Grunde sollte die Verrohrung allgemein waage
recht sein.
Die Injektorbohrung 10 ist an der Erdoberfläche mit einem
Bohrlochkopf 26 einschließlich einer Stopfbüchsenanordnung
28 versehen, durch die ein hohles Glied 30 in die Bohrung
hineingeht. In dem Bohrloch 10 ist auf dem horizontalen
Abschnitt 18 ein Ablenker, hier als aufblähbarer Packer
oder Stopfen 32 dargestellt, zwischen den Schultern 34
und 36 befestigt. An der Oberfläche geht das hohle Glied
30 über eine Scheibe 38 und auf eine Trommel 40 der Win
denvorrichtung 42. Abstandsmittel 43 sind nach Bedarf
vorgesehen, um das hohle Glied 30 in der Verrohrung 16
auszurichten. Eine Steuerung 44 für das Aufblasen des
Packers und dessen Einstellung ermöglicht, die Lage
des Packers 32 innerhalb des rohrförmigen Gliedes 18
zu kontrollieren und von der Oberfläche aus das Aufblasen
und das Ablassen von Luft aus dem Packer zu steuern.
Der Bohrlochkopf 26 bildet auch einen Eintrittsweg für
ein Treiberströmungsmittel in die Bohrung 10; hierzu ist
eine Treiberflüssigkeitsquelle 46 durch ein Ventil 48
an den Kopf 26 angeschlossen.
Der horizontale Abschnitt 18 des rohrförmigen Gliedes
16 kann anfänglich bei 50 perforiert sein oder kann per
foriert werden, nachdem er in die Formation eingebracht
worden ist und als Durchgang zwischen der Bohrung 10
und der Produktionsbohrung 12 funktioniert.
Das an der Oberfläche liegende Ende der Produktions
bohrung 12 ist mit einem Bohrlochkopf 52 ausgestattet,
an den eine Pumpenvorrichtung 54 angeschlossen ist, die
Flüssigkeit aus dem Bohrloch an die Oberfläche befördert.
Die geförderten Flüssigkeiten gehen in eine Monitor-Vor
richtung 56, in der das Verhältnis von gefördertem Erdöl
zu geförderter Treiberflüssigkeit bestimmt wird. Der Mo
nitor 56 erhält Mittel, um die Steuerungsvorrichtung
44 für das Aufblasen und Anordnen des Packers und die
Treiberflüssigkeitsquelle 46 zu steuern. Damit kann die
gewünschte Einstellung des Packers 32 innerhalb des Rohres
18 und die gewünschte Temperatur und der Druck der Trei
berflüssigkeit eingestellt werden. Die Vorrichtungen,
durch die diese gewünschten Steuerungen verwirklicht wer
den, sind im einzelnen nicht wesentlich für die Erfindung.
Fig. 2 veranschaulicht ein zum Stand der Technik gehören
des Verfahren zur Produktion von zähflüssigem Erdöl mit
einer von einer Injektions- nach einer Produktionsboh
rung gehenden Verbindung. Hierbei geht eine verrohrte In
jektionsbohrung 60 senkrecht in den Teersand oder die
das zähflüssige Erdöl enthaltende Formation 62 hinein.
Eine verrohrte Produktionsbohrung 64 ist allgemein pa
rallel und im Abstand zur Injektionsbohrung 60 abgeteuft.
Ein rohrförmiges Glied 66 ist durch das Innere der In
jektionsbohrung 60 nach unten, durch die Verrohrung nach
außen in die Formation 62 hinein und durch diese hin
durch in die Verrohrung der Produktionsbohrung 64 ge
führt, durch deren Verrohrung sie im Inneren der Pro
duktionsbohrung wieder nach oben geht. Der waagerechte
Abschnitt 68 des rohrförmigen Gliedes 66 ist hier ideal
als in der Formation 62 horizontal und an seinem Äußeren
in Kontakt mit der Formation dargestellt. Die Injektions
bohrung und die Produktionsbohrung sind bei 70 perfo
riert, während das rohrförmige Glied 66 über seine ge
samte Länge ringsum geschlossen ist.
Dampf oder eine andere heiße Flüssigkeit wird durch das
rohrförmige Glied 66 gepumpt, um die den waagerechten
Abschnitt 68 umgebende Formation zu heizen. Ein weiteres
heißes Strömungsmittel oder Dampf wird durch die Injek
tionsbohrung 60 gepumpt, so daß es aus den Perforationen
70 aus- und in die Formation 62 eintritt und als Treiber
flüssigkeit wirkt, die das erwärmte viskose Erdöl durch
die Formation 62 und durch die Perforationen 70 der Pro
duktionsbohrung 64 treibt, so daß das Erdöl in diese Boh
rung eintritt. Die Linien 72 und 74 veranschaulichen Iso
thermen-Profile, die entstehen, wenn die Treiberflüssig
keit in die Formation gepumpt wird, die durch das heiße
Strömungsmittel, das durch den waagerechten Abschnitt 68
des rohrförmigen Gliedes 66 hindurchgeht, erwärmt worden
ist.
Bei diesem bekannten Verfahren ergeben sich Schwierig
keiten, wenn das Treiberströmungsmittel einen Weg findet,
der mit verhältnismäßig geringem Widerstand von der In
jektionsbohrung nach der Produktionsbohrung oder in einen
durch die Formation führenden Durchlaßweg führt. Eine
solche Bedingung kann auftreten, wenn das zähflüssige
Öl unmittelbar benachbart zum rohrförmigen Glied 68 be
weglich genug wird, um in die Produktionsbohrung oder
wenigstens seitlich weit genug vom rohrförmigen Glied 68
fortgedrängt zu werden, so daß ein Durchbruchweg für die
Treiberflüssigkeit sich ausbildet. Nachdem dieser Zu
stand eingetreten ist, ist es schwierig, eine kontinuier
liche Bewegung des erwärmten viskosen Erdöls wieder her
zustellen, um die gewünschte Produktion aufrechtzuer
halten.
Eine weitere Schwierigkeit des bekannten Verfahrens be
steht darin, einen bestehenden Strömungsweg für die
Treiberflüssigkeit durch die von der Flüssigkeit im
rohrförmigen Glied erwärmte Formation aufrechtzuerhalten.
Es ist möglich, daß das Treiberströmungsmittel einen Weg
geringen Widerstands in oder durch die Formation auf einem
Weg findet, auf dem das erwärmte viskose Erdöl nicht nach
der Produktionsbohrung bewegt werden kann. Bei nur einer
einzelnen Quelle für das Treiberströmungsmittel ist die
Wahrscheinlichkeit gering, daß der Verlust an Treiber
strömungsmittel in die Formation überwacht werden kann.
Fig. 3 und 4 veranschaulichen das Verfahren nach der Er
findung mit einer Einrichtung, die in eine Teersand-For
mation 14 eingebracht worden ist. Dabei ist nur der hori
zontale Abschnitt 18 des rohrförmigen Gliedes 16 und der
Packer 32 in seiner Anordnung im aufgeblähten Zustand auf
dem hohlen Glied 30, siehe auch Fig. 1, dargestellt.
Fig. 3 zeigt den Packer 32 benachbart zur Verrohrung 22
der Produktionsbohrung 12 bei den Perforationen 23. Nach
Fig. 4 ist der Packer in Längsrichtung des rohrförmigen
Gliedes 18 versetzt und benachbart zu anderen Perforationen
50 des rohrförmigen Gliedes angeordnet.
Fig. 3 und 4 zeigen idealisierte Wege für das injizierte
heiße Strömungsmittel, das durch die Perforationen 50
im rohrförmigen Glied 18 hindurch und in die Formation 14
eintritt und entlang dem Äußeren des rohrförmigen Gliedes
18 in die Produktionsbohrung 12 durch Perforationen 23
in der Verrohrung 22 gelangt. Anfänglich kann das rohr
förmige Glied 18 eine Leitung für heißes Strömungsmittel
zwischen der Injektionsbohrung 10 und der Produktions
bohrung 12 sein, um das zähflüssige Erdöl benachbart zum
Äußeren des rohrförmigen Gliedes und davon radial aus
gehend in die Formation hinein zu erwärmen. Wenn die For
mation ausreichend erwärmt worden ist, um das zähflüssi
ge Erdöl beweglich zu machen, kann der Packer 32 in das
rohrförmige Glied 18 eingesetzt werden, um das heiße Strö
mungsmittel in die Formation hinein abzulenken und dort
als Treiberflüssigkeit zu wirken, die das zähflüssige Erd
öl durch die Perforationen 23 der Verrohrung 22 in die
Produktionsbohrung treibt. Das rohrförmige Glied 18 kann
mit Perforationen 50 versehen eingebaut worden sein, oder
die Perforationen können nach Erwärmung der Formation her
gestellt werden. In beiden Fällen geht das heiße Strömungs
mittel nunmehr aus dem rohrförmigen Glied 18 durch die
Perforationen 50 hindurch nach außen und in die Formation
hinein, um das erwärmte viskose Erdöl durch die Formation
hindurchzutreiben.
Wie Fig. 1 zeigt, werden die produzierten Flüssigkeiten
mittels einer Pumpe 54 oder anderer üblicher Mittel an
die Erdoberfläche gebracht, wo die Flüssigkeit auf ihren
Gehalt an Erdöl und Treiberflüssigkeit überwacht wird.
Wenn das Verhältnis dieser zwei Flüssigkeiten anzeigt,
daß übermäßig viel Treiberflüssigkeit erzeugt wird, wo
durch ein möglicher Durchbruch der heißen Flüssigkeit
entlang dem Äußeren des rohrförmigen Gliedes angezeigt
wird, wird der Packer 32 aus seiner Lage in eine andere
Stellung entlang dem rohrförmigen Glied 18 bewegt. Die
Bewegung geht wahrscheinlich in Richtung der Injektions
bohrung und von der Produktionsbohrung fort, da die an
fängliche Einstellung des Packers 32 der Produktions
bohrung 12 unmittelbar benachbart war. In der neuen Stel
lung werden einige der Perforationen 50 für die Injektion
geschlossen, während andere bevorzugt für die Injektion
benutzt werden. Die vorhergehend zur Injektion benutzten
Perforationen können jetzt als Produktionsperforationen
dienen und einen Weg für das produzierte Erdöl und die
Treiberflüssigkeit durch das rohrförmige Glied 18 hin
durch und nach der Produktionsbohrung bilden. Die Pro
duktion von Erdöl durch die Perforationen 50 im hori
zontalen Abschnitt 18 kann etwas Sand aus der umgebenden
Teersandformation mitführen; diese Sanderzeugung ist je
doch so gering, daß sie keine Versandungsschwierigkeiten
in dem rohrförmigen Glied verursachen kann.
Durch Überwachung des Verhältnisses von produziertem Erd
öl und Treiberflüssigkeit und entsprechende Steuerung
der Lage des Packers 32 innerhalb des rohrförmigen Glie
des 18 ist es möglich, die Produktion des Erdöls auf ein
Maximum und die der Treiberflüssigkeit auf ein Minimum zu
bringen.
Es sind verschiedene Abwandlungsformen für die Anordnung
des Packers und dessen Versetzung vorgesehen. Eine Mög
lichkeit besteht darin, den Packer anfänglich näher zur
Injektorbohrung zu placieren und zu ermöglichen, daß die
heißen Strömungsmittel um den Packer herum und entlang
dem rohrförmigen Glied fließen, um die Formation zu heizen.
Wenn die gesamte Formation angrenzend an das rohrförmige
Glied die Temperatur erreicht, bei der das zähflüssige
Erdöl beweglich wird, kann der Packer nach der Produk
tionsbohrung bewegt werden, und die Treiberflüssigkeit
wird dann durch die Perforationen nach außen geführt, um
das Öl zu bewegen. Eine andere Möglichkeit ist die Ver
wendung einer Reihe von Packern entlang dem waagerechten
Abschnitt des rohrförmigen Gliedes 18. Die Steuervor
richtung kann dann das Aufblasen und das Einziehen der
verschiedenen Packer so steuern, daß damit die Erwär
mung der Formation und die Injektion von Treiberflüssig
keit gesteuert wird.
Eine weitere Ausführungsform für das Verfahren der Ab
lenkungssteuerung besteht darin, schrittweise das hori
zontale, perforierte, rohrförmige Glied zu verstopfen.
Mehrere Fuß (ein Fuß = etwa 0,30 m) des rohrförmigen Glie
des, und zwar am weitesten vom Injektionsende entfernt,
werden zementiert nachfolgend nach oder unmittelbar vor
einem Durchbruch der Treiberflüssigkeit, wodurch gewähr
leistet wird, daß das Treiberströmungsmittel durch die
freien Perforationen austritt, um das Erdöl nach der Pro
duktionsbohrung zu drücken.
Die Erfindung ist vorstehend mit Bezug auf Teersände oder
ähnliche Erdöl führende Formationen beschrieben, ist aber
nicht auf die Anwendung auf Teersände beschränkt. Das Ver
fahren kann ebenfalls auf Karbonate oder bituminöse Sände
angewendet werden, z. B. im Bereich des Grosmont-Carbonate-
Reef in Kanada oder der bituminösen Sandformationen in den
U. S. A., in denen übliche Austreibungsverfahren unwirksam
sind, da die wirksame Durchlässigkeit der Formation
praktisch Null ist.
Claims (10)
1. Verfahren zur Gewinnung von zähflüssigem Erdöl aus
einer erdölhaltigen Formation, insbesondere einem
Teersand oder dergleichen, unter Benutzung eines im
wesentlichen waagerecht durch die Formation geleg
ten rohrförmigen Gliedes, dessen Außenseite in Kon
takt mit der Formation steht, wobei durch Perfora
tionen hindurch ein heißes Strömungsmittel in die
Formation eingeleitet und damit die Formation ange
wärmt und das dadurch angewärmte und in seiner Vis
kosität verminderte Erdöl fließfähig gemacht wird,
so daß es an einem Förderpunkt gewonnen werden kann,
dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Glied mit
Perforationen versehen und ein versetzbarer Ablenker
darin angeordnet wird, worauf das heiße Strömungs
mittel durch die Perforationen des rohrförmigen Glie
des in die Formation eingeführt wird, und daß am
Gewinnungspunkt das Verhältnis vom heißen Strömungs
mittel und Erdöl überwacht und danach der Ablenker
in dem rohrförmigen Glied benachbart zu bestimmten
Perforationen gesetzt und damit der Fluß des Erdöls
nach dem Gewinnungspunkt optimiert und der Fluß des
heißen Strömungsmittels nach dem Gewinnungspunkt auf
ein Minimum gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
vor dem Einsetzen des Ablenkers ein heißes Strömungs
mittel in das rohrförmige Glied eingeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine im wesentlichen senkrechte Injek
tionsbohrung und eine im wesentlichen senkrechte Pro
duktionsbohrung in die Formation hinein abgeteuft
werden und eine im wesentlichen waagerechte Bohrung
zur Aufnahme des rohrförmigen Gliedes von der Injektions
bohrung aus in Richtung der Produktionsbohrung aus
geführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß als Ablenker ein ver
setzbarer, aufblähbarer Packer benutzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Packer an einem Führungselement angeordnet wird,
das in das rohrförmige Element von einer der senkrech
ten Bohrungen aus eingeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich
net, daß der Ablenker zunächst benachbart zur Produk
tionsbohrung angeordnet und dann durch das rohrförmige
Element gemäß dem überwachten Verhältnis von heißem
Strömungsmittel und gefördertem Erdöl am Gewinnungs
punkt versetzt wird in Richtung der Injektionsbohrung.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß als heißes Strömungsmittel
Dampf verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zustandsparameter des Dampfes entsprechend der
überwachten Gewinnung von Erdöl und Dampf am Gewinnungs
punkt gesteuert werden.
9. Verfahren nach Anspruch 4 bis 8, dadurch gekennzeich
net, daß das Aufblähen und Zusammenfallen des auf
blähbaren Packers in Übereinstimmung mit dem Setzen
des Packers im rohrförmigen Element gesteuert werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem die Injektions
bohrung und die Förderbohrung verbindenden, rohrför
migen Element die Perforationen auf der zur Injektions
bohrung liegenden Seite des Packers als Eintrittsöff
nungen für das heiße Strömungsmittel in die Formation
und die Perforationen auf der zur Produktionsbohrung
liegenden Seite des Packers als Strömungswege für die
Gewinnung von Erdöl und heißem Strömungsmittel aus der
Perforation benutzt werden.
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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