DE819386C

DE819386C - Process for secondary recovery of OEl

Info

Publication number: DE819386C
Application number: DEO166A
Authority: DE
Inventors: Frederick Adam Hessel; James Wellford Martin
Original assignee: Oil Recovery Corp
Current assignee: Oil Recovery Corp
Priority date: 1948-12-09
Filing date: 1949-12-09
Publication date: 1951-10-31
Also published as: FR1006857A; GB669216A

Description

Verfahren zur sekundären Gewinnung von Öl Die Erfindung bezieht sich auf die Ölgewinnung von Ölfeldern, bei denen der Druck oder die Durchlässigkeit in der unterirdischen Ölstruktur nicht ausreicht, um einen freien Ausfluß des Öls aus den Bohrlöchern zu verursachen, oder bei denen das öl nicht genügend flüssig ist, um voll durch die Ölstruktur zu dem Bohrloch zu fließen, und insbesondere auf ein verbessertes Verfahren zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus nicht frei fließenden Lagern niedrigen Druckes in einer Ölstruktur unter Verwendung von Kohlensäure. Es ist allgemein bekannt, daß viele Ölbohrungen, trotzdem die wirksamsten bisher entwickelten Verfahren des Brunnenbetriebes Anwendung finden, bei alleiniger Ausnutzung der innerhalb der unberührten Ölablagerung verborgenen natürlichen Kräfte nicht imstande sind, mehr als einen geringen Prozentsatz des ursprünglich in dem Speichergestein oder Ölsand vorhandenen Öls sicherzustellen. Lehrbücher auf dem Gebiet der Petroleumtechnik stellen fest, daß viele Petroleumlagerstätten, soweit es sich um die Ausnutzung natürlicher Energie handelt, ihre wirtschaftliche Erschöpfung erreicht haben oder ihr nahekommen und trotzdem noch 75t70 ihres ursprünglichen Ölgehaltes enthalten. Diese Gewinnung von C51 mittels natürlicher Energie wird allgemein als primäre Entölung bezeichnet.Process for secondary recovery of oil The invention relates to on oil production from oil fields where pressure or permeability in the subterranean oil structure is not sufficient for a free outflow of the oil to cause from the boreholes, or where the oil is not sufficiently fluid is to flow fully through the oil structure to the well, and in particular on an improved process for the extraction of hydrocarbons from not free low pressure fluid storage in an oil structure using carbonic acid. It is common knowledge that many oil wells have been drilled, but the most effective so far developed methods of the well operation are applied, with sole exploitation of the natural forces hidden within the pristine oil deposit are able to absorb more than a small percentage of that originally in the reservoir rock or oil sands to ensure that the oil is present. Textbooks in the field of petroleum technology note that many petroleum deposits, as far as utilization is concerned natural energy acts, their economic exhaustion reached have or come close to it and still have 75t70 of their original oil content contain. This production of C51 by means of natural energy is generally called called primary oil removal.

Es sind zahlreiche Versuche gemacht worden, Verfahren zur Gewinnung des Öls zu entwickeln, welches nach der primären Entölung in dem Lager verbleibt. Diese Verfahren werden als sekundäre Entölung bezeichnet. Sie umschließen die Anwendung von Unterdruck an den Auslaßbohrlöchern und die Benutzung von in das Lager injizierten Medien, um die Energie, die ursprünglich in dem Lager vorhanden war, teilweise zu ersetzen. Die bisher verwendeten Medien bestehen aus natürlichem Gas, Luft, Rauchgas und anderen billigen Gasen. Es ist auch Wasser oder Sole gebraucht worden, um das Öl aus dem Sand zu fluten.Numerous attempts have been made to obtain methods of recovery of the oil that remains in the bearing after the primary de-oiling. These processes are known as secondary de-oiling. They enclose the application of negative pressure at the outlet wells and the use of injected into the bearing Media to partially increase the energy that was originally present in the camp substitute. The media used so far consist of natural gas, air and flue gas and other cheap gases. Water or brine was also used for this To flood oil from the sand.

Wie Fachleuten bekannt ist, gibt es viele Kräfte, die der Entfernung des Öls aus den porösen Medien, in denen es vorkommt, entgegenwirken. Zu diesen Kräften gehören hohe Viskosität und die Neigung des Öls, an den Sandteilchen festzuhaften und durch,kapillare Anziehung in den Rissen festgehalten zu werden.As is known to those skilled in the art, there are many forces that influence distance counteract the oil from the porous media in which it occurs. To this Forces include high viscosity and the tendency of the oil to stick to the sand particles and by being trapped in the cracks by capillary attraction.

Es wurde nun gefunden, daß Kohlendioxyd in einem neuartigen Verfahren benutzt werden -kann, um eine überraschend gesteigerte Sekundärgewinnung von Öl herbeizuführen. Wie oben festgestellt wurde, war es bisher das Hauptziel jedes sekundären Gewinnungsverfahrens, die verloren gegangene Lagerenergie in gewissem Maße zu ersetzen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist eine Verbesserung bekannter sekundärer Gewinnungsverfahren, da es einerseits nur wenig von der natürlichen Energie in der Lagerstätte ersetzt, andererseits aber dem vorhandenen Öl eine solche Beschaffenheit verleiht, daß es durch eine neuartige Kombination von Betriebsvorgängen unter Einschluß.solcher, wie sie bei sekundären Gewinnungsverfahren üblicherweise benutzt werden, leicht entfernt werden kann.It has now been found that carbon dioxide in a novel process can be used to provide a surprisingly increased secondary recovery of oil bring about. As stated above, so far it has been the main goal of every secondary Recovery process to replace the lost storage energy to a certain extent. The process of the invention is an improvement on known secondary recovery processes, because on the one hand it replaces little of the natural energy in the deposit, but on the other hand gives the oil present such a quality that it through a novel combination of operational processes including those as they are commonly used in secondary recovery processes, easily can be removed.

Ein Merkmal der Erfindung ist die Injektion oder das Einblasen von Kohlendioxyd in den Ölhorizont in Mengen, die auf diejenige Menge beschränkt sind, welche zur Herbeiführung der gewünschten Veränderungen oder Abwandlungen des Öls erforderlich ist, um es für eine leichte Entfernung durch Mittel der Sekundärgewinnung geeignet zu machen. Bisher wurde jedes bei der Sekundärgewinnung benutzte Gas in die Struktur in einem viel größeren Volumen eingeführt, welches zur Lieferung der benötigten Energie ausreicht, um das Öl von dem Injektionsbohrloch aus durch den Ölhorizont zu dem Auslaßbohrloch zu drücken.A feature of the invention is the injection or blowing of Carbon dioxide in the oil horizon in amounts that are limited to the amount which to bring about the desired changes or modifications in the oil is required to make it easy for removal by means of secondary recovery to make suitable. So far, every gas used in secondary recovery has been in the structure introduced in a much larger volume, which was used to deliver the The energy required is sufficient to move the oil from the injection well through the Push the oil horizon to the outlet well.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann in einer praktischen Weise die Menge des benutzten Kohlendioxyds beschränkt werden. Wenn nur die notwendige Kohlendioxydmenge benutzt wird, so wird, wie festgestellt wurde, in den Austrittsflüssigkeiten ein gewisses kritisches Verhältnis Kohlendioxyd : Öl nicht überschritten. Unter dem Verhältnis Kohlendioxyd : Öl ist das Verhältnis von Kohlendioxyd (ausgedrückt in Kubikmeter bei normaler Temperatur und normalem Druck) zu den Kohlenwasserstoffen (in Kilogramm) zu verstehen, jeweils gemessen in den Austrittsflüssigkeiten aus dem Ölhorizont. Da Kohlendioxyd ein verhältnismäßig teures Gas ist, sollte es in einer solchen Menge benutzt werden, daß dieses Verhältnis C02: Öl zu jeder Zeit niedriger als etwa 62,4 1113 C02 auf jedes Kilogramm geförderten Öls ist, um von wirtschaftlichem und praktischem Wert zu sein. Es wurde gefunden, daß eine so begrenzte kritische Menge zufriedenstellende Ergebnisse zeitigt.In the method according to the invention can be done in a practical manner limit the amount of carbon dioxide used. If only the necessary The amount of carbon dioxide used is determined to be in the exit fluids a certain critical ratio of carbon dioxide: oil is not exceeded. Under the ratio of carbon dioxide: oil is the ratio of carbon dioxide (expressed in cubic meters at normal temperature and normal pressure) to the hydrocarbons (in kilograms), each measured in the outlet fluids from the oil horizon. Since carbon dioxide is a relatively expensive gas, it should be in in such an amount that this ratio of CO 2: oil can be used at all times is lower than approximately 62.4 1113 C02 for every kilogram of oil produced by economic and practical value. It has been found to be so limited critical amount produces satisfactory results.

Es wurde festgestellt, daß Kohlendioxyd die Beschaffenheit des Rohöls an Ort und Stelle günstig beeinflußt und mit diesem in Reaktion geht, um die Oberflächenspannung oder besser die Grenzflächenspannung des Öls innerhalb der Poren des Sandes so zu verändern, daß die kapillare Anziehung des Öls und die Absorption an dem Sand herabgesetzt und es somit für eine leichtere Entfernung geeignet gemacht wird. Es bestehen Gründe zur Annahme, daß C02 mit einigen Petroleumverbindungen in Reaktion tritt und geringe Mengen der labilen Verbindungen bildet. Es ist für diese labilen Verbindungen und ihre Seifen charakteristisch, daß sie selbst in sehr geringen Konzentrationen die Oberflächenspannung und die Grenzflächenspannung des Rohöls stark vermindern. Dies bringt eine tiefgreifende Wirkung auf die Strömung des Öls durch die Ölstruktur oder den Ölsand hervor.It was found that carbon dioxide was the nature of the crude oil positively influenced on the spot and with this in reaction goes to the surface tension or better the interfacial tension of the oil within the pores of the sand change that the capillary attraction of the oil and the absorption on the sand decreased thus making it suitable for easier removal. There are reasons assuming that C02 reacts with some petroleum compounds and is low Forms quantities of the labile compounds. It is for these unstable connections and their soaps are characteristic of the fact that they are even in very low concentrations Greatly reduce the surface tension and the interfacial tension of the crude oil. this has a profound effect on the flow of oil through the oil structure or the oil sands.

Es kann durch die Erfindung als erwiesen angesehen werden, daß nicht allein gewisse Fraktionen von Rohöl in gasförmiger Kohlensäure löslich sind, sondern auch das C02 in dem Öl löslich ist, und daß die Gegenwart dieses C02 in gewissen kritischen Konzentrationen in dem 01 das Volumen des Öls vergrößert und die Viskosität herabsetzt. Beide Faktoren haben sich bei der Benutzung der Erfindung ' als wertvoll erwiesen, um die anschließende Entfernung des Öls aus dem Sand zu erleichtern.It can be viewed by the invention as proved that not only some fractions of crude oil in the gaseous carbonic acid are soluble, but also the C02 in the oil is soluble, and that the presence of this C02 in certain critical concentrations in the 01 the volume of the oil increases and decreases viscosity. Both of these factors have proven valuable in using the invention to facilitate subsequent removal of the oil from the sand.

Wie festgestellt wurde, ist es notwendig, daß das C02 in einer kritischen Konzentration, vorzugsweise von hohem Grade, verwendet wird. Wenn auch die Vermischung von C02 mit Petroleumgasen ihre Wirksamkeit nicht stark beeinträchtigt, sollte C02 weniger als 8o % fremder Gase und vorzugsweise nicht mehr als io % anderer Gase als Kohlenwasserstoffe enthalten.As has been stated, it is necessary that the C02 is in a critical Concentration, preferably of a high degree, is used. Albeit the intermingling of C02 with petroleum gases does not significantly impair their effectiveness, should C02 less than 80% foreign gases and preferably not more than 10% other gases contained as hydrocarbons.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die Erkenntnis, daß die günstige Wirkung von C02 auf die Gewinnung von Rohöl aus dessen Lagerstätten wesentlich gesteigert wird, wenn das Rohöl im Speichergestein dem C02 unter Drücken von mehr als 40 kg/cm2 ausgesetzt wird. Bei Drücken oberhalb 40 kg/cm2 ergab sich, daß die Fähigkeit des Rohöls zum Lösen von C02 außerordentlich gesteigert ist und ebenso auch die Fähigkeit des C02, gewisse Fraktionen des Rohöls zu lösen. Diese Steigerung der Löslichkeit ist aus den nachstehend angegebenen Daten ersichtlich: Löslich- keit, Kubik- Drücke meter Flüssigkeit kg,cm2 COz* auf Kubik- meter, Flüssigkeit Rodessa-(Paraffinbasis)-Rohöl .. 13,96 20,5 Rodessa-(Paraffinbasis)-Rohöl .. 3439 52 Rodessa-(Paraffinbasis)-Rohöl .. 51,07 194 Rodessa-(Paraffinbasis)-Rohöl .. 55,Z6 270 Webster-(Gemischte Naphthen- basis)-Rohöl................. 14,98 20,3 Webster-(Gemischte Naphthen- basis)-Rohöl................. 36,77 59 Webster-(Gemischte Naphthen- basis)-Rohöl.................. 51,42 129 * Normale Temperatur und normaler Druck Es wurde ferner festgestellt, daß oberhalb dieses kritischen Druckbereiches (etwa oberhalb 4okg/cm2) das Rohöl sich entsprechend im Volumen ausdehnt und seine Viskosität abnimmt. Diese Faktoren sind beide günstig, um dem Rohöl eine Beschaffenheit zu verleihen, bei der es leichter aus den Sanden zu entfernen ist.Another feature of the invention is the finding that the beneficial effect of CO 2 on the extraction of crude oil from its deposits is significantly increased if the crude oil in the storage rock is exposed to the CO 2 at pressures of more than 40 kg / cm 2. At pressures above 40 kg / cm2 it was found that the ability of the crude oil to dissolve C02 is extraordinarily increased, as is the ability of the C02 to dissolve certain fractions of the crude oil. This increase in solubility can be seen from the data given below: Soluble- ability, Cubic Press meter Liquid kg, cm2 COz * Cubic meter, liquid Rodessa (paraffin-based) crude oil .. 13.96 20.5 Rodessa (paraffin-based) crude oil .. 3439 52 Rodessa (paraffin-based) crude oil .. 51.07 194 Rodessa (paraffin-based) crude oil .. 55, Z6 270 Webster (mixed naphthenic basis) -crude oil ................. 14.98 20.3 Webster (mixed naphthenic basis) -crude oil ................. 36.77 59 Webster (mixed naphthenic basis) -crude oil .................. 51.42 129 * Normal temperature and normal pressure It was also found that above this critical pressure range (approximately above 4okg / cm2) the crude oil expands accordingly in volume and its viscosity decreases. Both of these factors are beneficial in making the crude oil easier to remove from the sands.

Es ergab sich außerdem, d'aß der Zusatz gewisser Hilfsmittel nach Art von Antioxydationsmitteln, Reduktionsverbindungen und Katalysatoren, z. B. Oxyden und Salzen von Cerium, Kobalt, Kupfer, Mangan und Eisen, oder gewissen, Kohlensäure modifizierenden Komponenten, dazu dient, die günstige Wirkung von C02 auf die Entfernung von Öl aus den Sanden wesentlich zu erhöhen.It also turned out that the addition of certain auxiliaries followed Type of antioxidants, reducing compounds and catalysts, e.g. B. Oxides and salts of cerium, cobalt, copper, manganese, and iron, or certain carbonic acid modifying components, serves to remove the beneficial effects of C02 of oil from the sands increase significantly.

Es fand sich, daß es an Stelle der Benutzung von C02 bei der Erfindung ebenso nutzbringend und mitunter vorzuziehen ist, eine gleichwertige Menge von in Wasser, Sole oder anderen flüssigen Kohlenwasserstoffeh gelöster Kohlensäure zu verwenden, um eine Lösung zu bilden, da C02 leicht aus einer solchen Lösung in eine Öllösung innerhalb der Lagerstätte übergeht. Wenn C02 in Lösung (z. B. C02-haltiges Wasser, Sole oder Öl).verwendet wird, kann diese als alleinige Injektionsflüssigkeit oder in Verbindung mit C02-Gas benutzt werden, indem beispielsweise zuerst das C02-haltige Wasser in die Lagerschichten gedrückt wird und dann die Einführung von C02-Gas für sich unter den angegebenen Drücken folgt, oder aber zuerst das gasförmige C02 in den Ölhorizont eingeführt wird und in der Folge C02-haltiges Wasser. Es liegt ferner innerhalb des Bereiches der Erfindung, der Injektion von C02 für sich allein oder in Lösung irgendeinen der bei den üblichen Verfahren der Sekundärgewinnung gegenwärtig gebräuchlichen Arbeitsgänge folgen oder vorangehen zu lassen. Eine weitere Maßnahme, die angewendet werden kann, ist die Einführung von C02 oder seinen Lösungen bei intermittierend geänderter Hoch- und Niederdruckwirkung in gewissen Stufen der Behandlung. Wenn C02 bei kritischen hohen Drücken der oben angegebenen Größenordnung verwendet wird, wodurch erhöhte Ausbeuten in Verbindung mit der Benutzung intermittierender Hoch- und Niederdruckwirkung des C02 erzielt werden können, sind die erhöhten Ausbeuten möglich infolge der Ausdehnung der die Gesteinhohlräume usw. füllendem Gase, so daß sie Öl, welches sich in solchen Hohlräumen abgesetzt hatte, heraustreiben.It was found that in place of the use of CO2 in the invention equally beneficial and sometimes preferable is an equivalent amount of in Water, brine or other liquid hydrocarbons in dissolved carbonic acid use to form a solution as C02 can easily be converted from such a solution into a Oil solution passes over within the deposit. If C02 is in solution (e.g. C02-containing Water, brine or oil)., This can be used as the sole injection liquid or used in conjunction with C02 gas, for example by first adding the C02-containing Water is pressed into the bearing layers and then the introduction of C02 gas for under the given pressures follows, or else the gaseous C02 in first the oil horizon is introduced and subsequently C02-containing water. It lies further within the scope of the invention, the injection of CO 2 by itself or in solution any of those present in the usual secondary recovery processes Follow or lead the way in the usual work processes. Another measure which can be applied is the introduction of C02 or its solutions at intermittently changing high and low pressure effects in certain stages of treatment. When C02 is used at critical high pressures of the order of magnitude given above is, resulting in increased yields in conjunction with intermittent use High and low pressure effects of the C02 can be achieved are the increased yields possible as a result of the expansion of the gases filling the rock cavities, etc., so that they drive out oil which had settled in such cavities.

Es besteht noch eine weitere Art, in der C02 unter Druck dazu beiträgt, das Öllager für die leichte Gewinnung des Öls geeignet zu machen. C02 macht, besonders in Lösung, den Sand oder das Lagergestein oder den Ölsand durchlässiger. Bei der Herbeiführung dieser erhöhtenDurchlässigkeit des Sandes sind es mehrere Faktoren, die zu dem erwünschten Zustand beitragen. Einer ist die Fähigkeit des C02 in Lösung, Calcium- und Magnesiumcarbonate und -silicate zu lösen, die einen Teil der Poren in dem Ölsand teilweise oder vollständig verschließen und somit das Öl in diesen Poren für eine Gewinnung weniger zugänglich machen. Ferner schlagen sich, besonders wenn die Sande von Wasser überschwemmt sind, Eisenverbindungen in den Poren des Sandes nieder und behindern den freien Durchfluß von Öl durch die Sande. C02 geht mit einer beträchtlichen Menge dieser Eisenverbindungen in Reaktion, um ein in C02 haltigem Wasser lösliches Salz zu bilden. Wenn die Sande von Wasser überschwemmt sind, führt das Wasser auch häufig algenartige Bakteriengewächse in die Sandporen ein. Der PH-Wert von C02 in Wasser unter einem Druck über 6,81# kg/cm2 beträgt etwa 3,3 und liegt wesentlich unter dem normalen PH-Wert des Sandes. Eine solche Änderung des pH-Wertes zerstört die meisten dieser algenartigen Gewächse. Ein noch weiterer Faktor für eine Erhöhung der Durchlässigkeit, die durch die Steigerung des Säuregehaltes infolge der Einführung von C02-haltigem Wasser gefördert wird, ist die Fähigkeit von C02-haltigem Wasser, die Quellung oder Dispersion des in den meisten Ölsanden gewöhnlich vorhandenen Tones zu verhindern. Bei gewöhnlicher Wasserflutung neigt der Ton dazu, zu dispergieren und die Durchlässigkeit der Sande zu beeinträchtigen.There is another way that CO2 under pressure helps to make the oil store suitable for the easy extraction of the oil. C02 makes you special in solution, the sand or the bedrock or the oil sands are more permeable. In the There are several factors that bring about this increased permeability of the sand. which contribute to the desired state. One is the ability of the C02 in solution, Calcium and magnesium carbonates and silicates dissolve part of the pores partially or completely seal in the oil sands and thus the oil in them Making pores less accessible for extraction. Furthermore, beat up, especially when the sands are inundated by water, iron compounds in the pores of the Sand and impede the free flow of oil through the sands. C02 goes reacting with a considerable amount of these iron compounds to produce one in C02 containing water to form soluble salt. When the sands are flooded with water the water also often carries algae-like bacteria into the pores of the sand a. The pH of C02 in water under a pressure above 6.81 # kg / cm2 is approximately 3.3 and is significantly below the normal pH value of the sand. Such a change the pH value destroys most of these algae-like growths. Another one Factor for an increase in permeability due to the increase in acidity is promoted as a result of the introduction of C02-containing water is the ability of C02-containing water, the swelling or dispersion of the in most oil sands usually to prevent existing tones. With normal water flooding it tends the clay to disperse and affect the permeability of the sands.

Ein noch weiterer erwünschter Zustand, der den Gebrauch von C02 bei der Entfernung von 01 aus den Sanden vorteilhaft macht, ist die Temperatursteigerung der Formation infolge der in der Formation durch die Lösung von C02 in Wasser und Öl erzeugten Wärme, der Reaktionswärme jeder in der Formation herbeigeführten chemischen Veränderung und der tatsächlicher> spürbaren Wärme des Gases selbst.Still another desirable condition that makes the use of CO 2 beneficial in removing O2 from the sands is the temperature rise of the formation due to the heat generated in the formation by the dissolution of CO 2 in water and oil, the heat of reaction of each in the formation induced chemical change and the actual> noticeable warmth of the gas itself.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung.Further advantages of the invention emerge from the following Description in connection with the drawing.

Fig. Z ist eine schematische Darstellung einer Tiefbohrung in einem ölführenden Horizont mit einer auf der Erdoberfläche oder dem Erdboden befindlichen Anlage zur praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur sekundären Gewinnung von Öl aus primär erschöpften Ölbohrlöchern; Fig. a zeigt ein Strömungsschema und veranschaulicht die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verbundenen Arbeitsgänge; Fig. 3 und 4 sind schematische Darstellungen zweier Arten von Öllagerstätten und in diese niedergebrachter Bohrungen zur praktischen Ausführung der Erfindung.FIG. Z is a schematic representation of a deep borehole in an oil-bearing horizon with a facility located on the surface or the ground for the practical implementation of the method according to the invention for the secondary extraction of oil from primarily exhausted oil wells; Fig. A shows a flow diagram and illustrates the operations associated with the method according to the invention; Figures 3 and 4 are schematic representations of two types of oil reservoirs and holes drilled therein for practicing the invention.

Wie in Fig. i dargestellt wird, besteht die C02-Quelle in einem Vergaser G für feste Kohlensäure. Von dort strömt das C02 durch die Rohrleitung L1 in einen Kontrollbehälter T, in dem die Zusatzstoffe enthalten sind. Der Druck des Gases aus dem Vergaser G wird durch ein in der Gasleitung angebrachtes Ventil V und durch die Wärmemenge geregelt, die der als Trockeneis bekannten festen Kohlensäure innerhalb des Vergasers zugeführt wird. Die Menge an chemischen Stoffen oder Katalysatoren aus dem Kontrollbehälter T wird durch entsprechende Ventile V, und V2 geregelt. Das C02, gegebenenfalls mit den Zusatzstoffen, strömt durch ein Eintrittsbohrloch I nach unten in die Öllagerstätte, durchdringt diese und geht mit dem Rohöl in Reaktion. Das Rohöl fließt zu einem Austrittsbohrloch O bzw. wird infolge von Druckunterschieden zu dem Bohrloch O gedrückt. 01 und Wasser mit dem darin gelösten C02 und den im dem C02 gelösten Ölfraktionen strömen durch das Austrittsbohrloch nach oben und gelangen in einen COQ Abscheider S. In diesem werden C02 und das Öl infolge Druckänderungen und durch die Rückflußwirkung innerhalb des Abscheiders voneinander getrennt, so daß das 01 und Wasser durch ein Ventil V, am Boden des Abscheiders abgebogen werden können. In Fällen, in denen das Rohöl Methan, Xthan und andere leichte Kohlenwasserstoffe enthält, die sich bei niedrigeren Temperaturen verflüssigen als C02, können diese Bestandteile mittels eines C02 Kondensators abgeschieden werden, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Nach der Verflüssigung des C02 können die nicht kondensierten Gase an der Oberseite des Kondensators entnommen und aus dem System entfernt werden. Im normalen Betrieb wird jedoch der Hauptteil der leichten Kohlenwasserstoffgase wieder mit dem C02 in den Kreislauf eingeführt. Die die Hauptmasse des C02-Gases und eine solche Beimischung von leichten Kohlenwasserstoffgasen enthaltenden Austrittsgase werden in dem Verdichter C wieder verdichtet und über eine Rohrleitung L2 wieder in den Kreislauf des Systems eingeführt.As shown in Fig. I, the CO 2 source consists of a gasifier G for solid carbonic acid. From there, the C02 flows through the pipeline L1 into a control container T, which contains the additives. The pressure of the gas from the gasifier G is regulated by a valve V installed in the gas line and by the amount of heat that is supplied to the solid carbonic acid known as dry ice within the gasifier. The amount of chemical substances or catalysts from the control container T is regulated by corresponding valves V and V2. The CO 2, possibly with the additives, flows through an inlet borehole I down into the oil reservoir, penetrates it and reacts with the crude oil. The crude oil flows to an exit borehole O or is pressed to the borehole O as a result of pressure differences. 01 and water with the C02 dissolved in it and the oil fractions dissolved in the C02 flow up through the exit borehole and reach a COQ separator S. In this C02 and the oil are separated from one another as a result of pressure changes and the reflux effect within the separator, so that the 01 and water can be bent through a valve V, at the bottom of the separator. In cases in which the crude oil contains methane, xthane and other light hydrocarbons that liquefy at temperatures lower than C02, these components can be separated by means of a C02 condenser, which is not shown in the drawing. After the C02 has liquefied, the non-condensed gases can be extracted from the top of the condenser and removed from the system. In normal operation, however, the majority of the light hydrocarbon gases are reintroduced into the cycle with the CO2. The outlet gases containing the main mass of the CO 2 gas and such an admixture of light hydrocarbon gases are compressed again in the compressor C and reintroduced into the circuit of the system via a pipe L2.

Die Erfindung kann bei Öllagerstätten angewendet werden, bei denen Öl in Antiklinalen oder in Synklinalen auftritt. Aus den Fig. 3 und 4 ist erkennbar, daß ein Eintrittsbohrloch und ein Austrittsbohrloch in die Öllagerstätte getrieben ist. In Fig. 3 ist das 01 in der Antiklinale angesammelt, welches der Regelfall ist. Fig. 4 zeigt dagegen eine Öllagerstätte, in der 01 in der Synklinale auftritt. In beiden Fällen ist der Druck, der dem 01 und Gas durch den Druck des durch das Lagerstättengestein aufwärts steigenden Wassers erteilt wurde, dadurch vermindert worden, daß durch die fördernden Bohrlöcher Druck schneller abgeleitet wurde als durch das Ansteigen des #,\'asserspiegels Druck erzeugt wurde. Dieses Ansteigen des Wasserspiegels wird verzögert und oft im wesentlichen unterbunden durch den Umstand, daß das Speichergestein mit C51 gesättigt und somit für das Wasser verhältnismäßig undurchlässig gemacht ist. Es ist zu berücksichtigen, daß sowohl das Speichergestein, welches sich unter der Wasseroberfläche befindet, als auch das Gestein, welches natürliches Gas enthält, beide von 01 durchfeuchtet sein können. Die Frage, ob das Bohrloch zum Injizieren oder Einblasen von C02 sich an dem Punkt A1 der Zeichnung oder beispielsweise am Punkt G1 befinden sollte, die sich unter bzw. über dem 01 und demnach unter bzw. über den Förderbohrlöchern B1 und Hl befinden, wird durch die Art der geologischen Struktur entschieden. Im Falle des Bohrloches A1 wird das eingeführte C02 bestrebt sein, das in der Lagerstätte unterhalb der Wasserlinie verbliebene 01 zu veranlassen, sich von dem Speichergestein zu lösen und in den Ölteich zu steigen, und jedes überschüssige, durch das Wasser und dann durch das 0I sprudelnde C02 wird das Bestreben haben, das Öl durch das Auslaßbohrloch Bi nach oben zu führen. Andererseits wird in das Bohrloch G1 injiziertes C02 bestrebt sein, das in dem Lagergestein oder dem trockenen Sand oder in der Gastasche über der Synklinale absorbierte Öl zu veranlassen, sich zu lösen, und somit den Zufluß von Öl in den Ölteich an dem Boden dieser Synklinale verstärken.The invention can be applied to oil reservoirs where oil occurs in anticlines or in synclines. From Figs. 3 and 4 it can be seen that an entry well and an exit well are driven into the oil reservoir. In Fig. 3, the 01 is accumulated in the anticline, which is the normal case. Fig. 4, however, shows an oil deposit occurs in the 01 in the syncline. In both cases, the pressure was 01 and gas left by the pressure of the upwardly rising through the reservoir rock water which has been reduced by that derived more quickly through the promotional holes pressure was as \ 'produced by the rising of the # asserspiegels pressure became. This rise in the water level is delayed and often essentially prevented by the fact that the storage rock is saturated with C51 and thus made relatively impermeable to the water. It should be noted that both the reservoir rock, which is located below the water surface, as well as the rock containing natural gas, both of which can be moistened by 01. The question of whether the borehole for injecting or blowing in C02 should be located at point A1 in the drawing or, for example, at point G1, which are below or above 01 and therefore below or above production wells B1 and Hl decided the type of geological structure. In the case of well A1, the introduced C02 will tend to cause the 01 remaining in the reservoir below the waterline to detach itself from the reservoir rock and rise into the oil pond, and any excess that gushes through the water and then through the 0I C02 will tend to lead the oil up through the outlet well Bi. On the other hand, CO 2 injected into well G1 will tend to cause the oil absorbed in the bedrock or dry sand or in the gas pocket above the syncline to dissolve and thus increase the flow of oil into the oil pond at the bottom of that syncline .

Die nachstehenden Daten veranschaulichen durch die Erfindung erzielbare Ergebnisse. Bei der Behandlung eines unverdichteten Sandes mit einer Porosität von etwa 34 %, der zu etwa 54% mit einem Rohöl auf Paraffinbasis (Rodessa) gesättigt ist, bei niederen Drücken (etwa 1,36 kg/cm2) zeigt C02 keine Überlegenheit in der Gewinnung von Öl aus dem Sand gegenüber Methan oder Stickstoff, aber beginnend ,bei etwa 8,5 kg/cm2 ergibt C02 eine überlegene Ausbeute. Bei 40,8 bis 44,3 kg/cm2 nimmt das durch die Verwendung von Kohlensäure gewonnene Öl scharf zu und erreicht in dem Druckbereich von etwa 54,5 bis ioa kg/cm2 und vorzugsweise etwa 64 bis 68 kg/cm2 eine Olausbeute von ungefähr 85 bis go% des in dem Sand ursprünglich vorhandenen Öls, während bei Benutzung von Methan unter gleichartigen Verhältnissen das gewonnene 0I auf etwa 6z% und bei Benutzung von Stickstoff auf etwa 51% festgestellt wurde.The following data illustrate those achievable by the invention Results. When treating uncompacted sand with a porosity of about 34%, of which about 54% is saturated with a paraffin-based crude oil (Rodessa) is, at lower pressures (about 1.36 kg / cm2), C02 shows no superiority in the Extraction of oil from the sand versus methane or nitrogen, but starting at about 8.5 kg / cm2 gives C02 a superior yield. At 40.8 to 44.3 kg / cm2 it increases the oil obtained through the use of carbonic acid increases sharply and reaches in the pressure range of about 54.5 to 100 kg / cm2 and preferably about 64 to 68 kg / cm2 an oil recovery of about 85 to 20% of that originally present in the sand Oil, while when methane is used under similar conditions the obtained 0I was found to be about 6z% and when using nitrogen to about 51%.

Vergleichsversuche mit C02-gesättigtem Wasser bei den vorerwähnten Drücken und nicht C02-haltigem Wasser unter gleichen Bedingungen zeigen in ersterem Falle eine viel höhere Ausbeute an Öl. C02-haltige Sole ergibt unter den gleichen Verhältnissen noch größere Ausbeuten an Öl als C02-haltiges Wasser. C02-haltiges Wasser und Sole sind unter vergleichbaren Verhältnissen in gleicher Weise günstig oder besser für die Gewinnung von öl als C02-Gas.Comparative tests with C02-saturated water in the case of the aforementioned Pressures and non-C02-containing water under the same conditions show in the former Trap a much higher yield of oil. C02-containing brine yields among the same Proportions even higher yields of oil than water containing CO2. C02-containing Water and brine are equally cheap under comparable conditions or better for the extraction of oil than C02 gas.

Eine Wiederholung der vorerwähnten Versuche an verfestigtem Sand (aus Ölbohrlöchern entnommene Kerne) zeigt vergleichbare Ergebnisse. Es sind Abwandlungen und Abänderungen im Rahmen der Erfindung möglich, z. B. können korrosionshemmende oder korrosionsbeständige Metalle oder Legierungen in Ölbohrungen benutzt werden, um der durch die Benutzung von C02 unter gewissen Bedingungen verursachten Korrosion entgegenzuwirken oder sie zu verhindern.A repetition of the above-mentioned experiments on solidified sand (from Cores removed from oil wells) show comparable results. It Modifications and changes within the scope of the invention are possible, for. B. can corrosion-inhibiting or corrosion-resistant metals or alloys in oil wells can be used to reduce the amount caused by the use of C02 under certain conditions Counteract or prevent corrosion.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the extraction of oil from non-free-flowing deposits of low pressure using carbon dioxide under critical pressures and conditions, characterized in that the carbon dioxide is introduced into the storage rock in amounts which are critically limited to the amount necessary to bring about the desired modifications of the oil is required to make it suitable for easy removal by means of secondary recovery.

2. The method according to claim i, characterized in that in the for Reservoir rock drifted inlet borehole only introduces as much carbon dioxide that in the oil-water mixture emerging from the AUSlaßbohrlOCh a critical one C02: 01 ratio is created.

3. Process according to claims i and 2, characterized in that the ratio C02: Ö1 is kept at less than 62.4 ms of carbon dioxide per kilogram of oil produced: 4. Process according to claim i, characterized in that by introducing carbon dioxide below a critical pressure and iri ei.nerkritischen amount dieGrenzflächenspann.ung is modified the oil within the reservoir rock so, Dab the capillary attraction and the absorbance of the oil within the reservoir rock, reduced and therefore is rendered suitable for easier removal 01. 5. The method according to claims i to 4, characterized in that the carbon dioxide is introduced under critical pressure in a mixture with petroleum gases and the amount of these gases is regulated to less than 80%, preferably not more than 10000. 6. The method according to claims i to 5, characterized in that the carbon dioxide under pressures of more than 4o kg / cm2, z. B. 54.5 to 102, preferably 64 to 68 kg / cm2, is introduced into the oil horizon. Process according to Claims 1 to 6, characterized in that the carbon dioxide is introduced into water, brine or C51. B. The method according to claim 7, characterized in that before or after the introduction of the injection liquid consisting of carbon dioxide in water, brine or oil , carbon dioxide alone is injected at subcritical pressure. 9. The method according to claims i to 8, characterized in that the pressures are changed intermittently in certain stages of the treatment. ok Process according to Claims 1 to 9, characterized in that the carbon dioxide is separated from the petroleum obtained, together with the light hydrocarbons such as methane and ethane, compressed again to the critical pressure and introduced into the cycle for reuse. I i i. Method according to claim io, characterized in that the amount of carbon dioxide in the gas mixture is regulated to more than 20 ° o. . 12. The method according to claim i, characterized in that certain auxiliaries of the next type of antioxidants, reducing compounds and catalysts are added to the carbon dioxide. 13. The method according to claim i, characterized in that carbon dioxide is used in a solution of carbon dioxide-containing water which has a pH of about 3.3 at the critical pressures. 14. Plant for the extraction of oil from deep wells, characterized by an entry borehole reaching from the surface of the earth to the oil structure, an exit borehole for oil located next to the entry borehole, a separator connected to the exit borehole for separating oil from the carbon dioxide containing, withdrawn from the exit borehole Mixture, a compressor for compressing the cleared carbon dioxide for introduction into the entry well and a container holding a supply of carbon dioxide under pressure for addition to the compressed carbon dioxide going to the entry well.