DE3328080A1 - Verfahren zur steigerung der entoelung einer lagerstaette mittels heisswasser - Google Patents

Description

• Verfahren zur Steigerung der Entölung einer
• Lagerstätte mittels Heißwasser Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steigerung des Entölungsgrades einer Erdöllagerstätte, wobei erhitztes Wasser zur Herabsetzung der Viskosität des Öls in die ölhaltige Formation eingepreßt wird (vgl. Anspr. 1).
• In einigen deutschen Erdölfeldern werden seit mehreren Jahren sogenannte Tertiärverfahren angewandt, um den Grad der Entölung einer Lagerstätte zu steigern. Eines dieser Verfahren ist das Dampffluten. Dabei wird in einer über Tage stationierten Kesselanlage Naßdampf erzeugt, der über eine speziell dafür hergerichtete Bohrung in die Lagerstätte eingepreßt wird. Mit der so vor Ort gebrachten Wärmeenergie wird die Viskosität des Erdöls herabgesetzt, um die Fließfähigkeit des öls und damit die Entölung der Lagerstätte zu steigern. Bei diesen Verfahren werden ca. 4 bis 6 t Dampf benötigt, um 1 t öl zusätzlich zu mobilisieren und zu fördern.
• Ein wesentlicher Nachteil dieses bekannten Verfahrens ist einmal der Energieverlust des Dampfes auf dem Wege von der Kesselanlage bis zur Lagerstätte und zum anderen die Tatsache, daß der eingepreßte Dampf in Form von Wasser mit dem öl zusammen gefördert wird. Da mit diesem rückgeförderten salzhaltigen Wasser die Kesselanlage nicht wieder zur erneuten Aufheizung des Wassers beschickt werdei kann und oft die Aufnahmefähigkeit der Lagerstätte nicht -größer ist als das durch die reine ölförderung entnommene Porenvolumen, kann nur ein Wasseranteil in der Lagerstätte verbleiben und das Überschußwasser muß beseitigt werden. Hierdurch ergeben sich neben hohen Dampferzeugungskosten und Wärmeenergieverlusten auf dem Weg bis in die Lagerstätte erhebliche Zusatzkosten für die Reinigung und Entsalzung des Überschußwassers.
• Die Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, bei welchem die vorstehend genannten Nachteile nicht mehr auftreten und bei dem das Überschußwasser nicht mehr einer aufwendigen Reinigung und Entsalzung unterzogen werden muß und bei welchem somit bei Beachtung der Gesamtenergiebilanz weniger Energie verbrauch wird, als dies bei bekannten Verfahren möglich ist.
• Erfindungsgemäß soll weiterhin das Verfahren mit geringem apparativen und regeltechnischem Aufwand durchführbar sein und es soll besser als bisher möglich sein, den Wärmeinhalt des mit dem öl aufsteigenden Lagerstättenwassers wieder einzusetzen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die benötigte Wärmeenergie "vor Ort" in der Lagerstätte erzeugt wird.
• Entsprechend dem zuvor skizzierten Verfahren ist ein widerstandselektrisches Heizelement erforderlich. Erfindungsgemäß besteht das Heizelement aus einer rohrförmigen äußeren und einer stabförmigen inneren Elektrode.
• Die Heizwirkung entsteht durch das Fließen des elektrischen Stromes durch die aufzuheizende, leitfähige Flüssigkeit (Lagerstättenwasser bzw. entsprechend aufbereitetes Wasser). Das Heizelement wird mit Wechselstrom betrieben.
• Die Stromzuführung erfolgt aus einem obertätig aufgestellten, regelbaren Transformator über ein einadriges,v isoliertes Kabel.
• Dieses Kabel führt in das Bohrloch hinab und ist mit der inneren Elektrode des Heizelementes verbunden.
• Die Stromrückführung erfolgt über die rohrförmige äußere Elektrode und weiter über mehrere parallele Wege: a) den Förderstrang b) die Bohrlochverrohrung c) die Gebirgsformation zurück zum Transformator (vgl. Fig. 1 und 2).
• Die innere und die äußere Elektrode sind abschnittsweise gegeneinander versetzt in der Weise isoliert (siehe Fig. 3), daß die Stromwege so verlängert werden, daß keine Kurzschlüsse erfolgen können. Dadurch wird der Stromfluß in der leitfähigen Flüssigkeit so geführt, daß durch die Wahl der jeweiligen geometrischen Abmessung der Gesamtwiderstandswert des Hezelementes an die elektrische Leitfähigkeit der Flüssigkeit angepaßt werden kani Unterhalb des Heizelementes wird die Temperatur der Flüssigkeit gemessen. Der Meßwert wird über ein Kabel naci Übertage geführt und dort für die Regelung der Einpreßpumpmenge bzw. des regelbaren Transformators verwendet.
• Die wesentlichen Merkmale dieser Erfindung sind also: 1. Die aufzuheizende Flüssigkeit selbst ist der elektrische Heizwiderstand. Sie ist damit innerhalb des Heizelementes das heißeste Teil; das Heizelement unterliegt keinem Verschleiß.
• 2. Zur Aufheizung wird Wechselstrom verwendet, um elektrolytische Materialwanderungen zu vermeiden. Bei üblichen Heizelementen (z.B. Tauchsieder) findet ein Wärmeübergang von einen, widerstandselektrisch erwärmten Heizelement (meist aus Metall) auf die Flüssigkeit stat welches zu Ablagerungen und zur Verminderung der Heizleistung führt. Dieses wird bei der gewählten Anordnung verminden 3. Die benötigte Wärmeenergie wird im Bohrloch unmittelbar über der Lagerstätte erzeugt.
• 4. Die Anordnung erhitzt das aus dem Förderkreislauf anfallende Lagerstättenwasser ohne vorherige Aufbereitung, daher geringer Wärmeverlust.
• 5. Die Anordnung ist regelbar bzw. einstlbar auf die jeweiligen Bohrlochverhältnisse durch: a) Wahl der geometrischen Abmessungen des Heizelementes b) Regelbarkeit der Stromquelle c) Regelbarkeit der eingepumpten Flüssigkeitsmenge.
• Der Grundgedanke des vorliegenden und skizzierten Verfahrens besteht darin, daß die Erzeugung der Wärmeenergie vor Ort d.h. in der Lagerstätte erfolgt und das Lagerstättenwasser im Kreislauf geführt wird.
• Als Wärmeträger wird unmittelbar das Lagerstättenwasser benutzt, so daß kein Überschußwasser anfällt, da das mit dem öl zusammen geförderte Wasser mit seiner Restwärme sofort nach Durchlaufen des Öl-Wasserabscheiders wieder in die dafür hergerichtete Bohrung eingepreßt wird.
• Um sicherzustellen, daß dem in die Formation einzupressenden Lagerstättenwasser eine möglichst hohe Aufheizung zuteil wird, ohne daß sich eine Dampfhase bildet, ist es für dc erfindungsgemäße Verfahren ene wesentliche Voraussetzunc daß unterhalb der Elektro-Heizelemente ein Temperaturfühler angeordnet wird, dieser steuert über vorgegebene Minimal- und Maximaiwerte die am Bohrlochkopf installiert regelbare Pumpe zum Einpressen des Wassers bzw. den Regel transformator.
• Die Pumpe wird stillgesetzt, wenp. die Stromzufuhr zu den Heizelementen und somit die SAufheizung des eingepreßten Lagerstättenwassers durch Stör@@gen oder gewünscht unterbrochen wird.
• Die Energieverluste der elektrischen Wärmeerzeugung sind vernachlässigbar gering, wenn sie mit den Energieverluster bei übertätiger Dampferzeugung und -einpressung in eine Bohrung verglichen werden, da außerdem bei elektrischer Aufheizung die gesamte Bohrlochlänge .ber der Lagerstätte kalt bleibt.
• Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß ohne große Baumaßnahmen Produktionssonden auf Injektionsbetrieb umgestellt werden können und umgekehrt.
• - Leerseite -

Claims (10)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Steigerung des Entölungsgrades einer über einen Rohrstrang erreichbaren Erdöllagerstätte durch Einpressen einer erhitzten Flüssigkeit über den Rohrstrang in die ölhaltige Formation, wobei die Flüssigkeit mittels einer im Rohrstrang befindlichen elektrischen Widerstandsheizung aufgeheizt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Erhitzung des Wassers unmittelbar vor Austritt aus dem Rohrstrang in die Formation erfolgt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung durch mit elektrischer Energie versorgte Heizelemente erfolgt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizstrom durch das zu erhitzende Wasser selbst geleitet wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufheizung Wechselstrom verwendet wird.
5. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 3, gekennzeichnet durch zwei in Abstand stehende, mit dem zu beheizenden Wasser in Kontakt stehende Elektroden, die im Endbereich des Rohrstranges angeordnet sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine konzentrische Anordnung einer rohrförmigen und einer Stabelektrde, die innerhalb eines Rohres angeordnet sind
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden abwechselnde und in der Höhe gegeneinander versetzte Blank- und Isolierbereiche aufweisen (vgl. Fig. 2).
8. 8. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente durch das auf die innere und äußere Elektrode abschnittsweise gegeneinander versetzte Aufbringen von Isolierflächen an die Leitfähigkeit der Flüssigkeit angepaßt werden, um damit eine optimale Heizleistung zu erreichen.
9. 9. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch - gekennzeichnet, daß die Temperatur der Flüssigkeit nach Passieren der Heizelemente durch Temperaturfühler abgetastet wird und eine Regelung des Stromflusses in den Heizelementen derart erfolgt, daß die Temperatur bei Austritt aus den Heizelementen unterhalb der Verdampfungstemperatur liegt.
10. 10. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Flüssigkeit nach Passieren der Heizelemente durch Temperaturfühler abgetastet wird und eine Regelung der Durchflußmenge derartig erfolgt, daß die Temperatur bei Austritt aus den Heizelementen unterhalb der Verdampfungstemperatur liegt.