DK173987B1

DK173987B1 - Fremgangsmåde til indsprøjtning af vand og gas

Info

Publication number: DK173987B1
Application number: DK200100282A
Authority: DK
Inventors: Rune Woie; Thor Martin Hegre
Original assignee: Shore Tec Services As
Priority date: 1998-08-21
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2002-03-25
Also published as: WO2000011314A1; US20010005710A1; NO307390B1; NO983840L; GB2357792A; DK200100282A; NO983840D0; AU5452199A; GB2357792B; GB0105717D0

Description

1 DK 173987 B1

FREMGANGSMÅDE TIL INDSPRØJTNING AF VAND OG GAS

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til indsprøjtning af vand og gas, eventuelt kun vand, ind i de råolieførende lag i en underjordisk forma-5 tion.

Fagfolk inden for området ved, at det er muligt at forøge mængden af råolie i en forekomst, der kan udvindes, ved at sprøjte vand og gas ind i de råolieførende lag i den underjordiske formation. I sådanne tilfælde gennemføres indsprøjtnin-10 gen af vand og gas ved hjælp af i det mindste en indsprøjtningsbrønd, der er dannet på et passende sted i forekomsten. Indsprøjtningen udføres ved, at vand og gas enten indsprøjtes samtidigt eller skiftevis ind i den underjordiske formation. Indsprøjtningsbrønden er normalt konstrueret med et brøndhoved, der omfatter udstyr til tilførslen af vandet og gassen, som skal indsprøjtes.

15

En vigtig betingelse for muliggørelse af indsprøjtning af vand og gas er, at vandet og gassen har et tryk, der overstiger trykket inden i de nævnte råolieførende lag. En uønsket effekt af et sådant forhøjet tryk er, at gassen kan danne hydrater, som vil tilstoppe brønden, således at indsprøjtningen standser. Sådanne 20 propper af hydrater, specielt tæt ved overfladen, udgør en betydelig sikkerheds risiko. Dannelsen af hydrater kan undgås ved opvarmning af, eller ved anvendelse af kemikalier i, vandet, der skal indsprøjtes. Andre ulemper ved indsprøjtningen af overfladevand er, at indsprøjtningsvandet kan bevirke salt- eller mineraludfældning i overfladeudstyret, i indsprøjtningsbrønden eller i formationen og 25 udskillelse af oxygen, der skaber korrosionsproblemer. Indsprøjtningsvandet kan desuden bevirke uønsket biologisk aktivitet i formationen. Disse er ulemper, som intensiveres, når indsprøjtningsvand fra flere vandressourcer anvendes. De sidstnævnte ulemper kan forhindres ved grundig behandling af indsprøjtningsvandet, såsom ved filtrering, bortskaffelse af oxygen, sulfater og så videre. Den 30 ovennævnte opvarmning og behandling af indsprøjtningsvandet kan resultere i temmelig store yderligere omkostninger.

2 DK 173987 B1

Hovedformålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en fremgangsmåde til indsprøjtning af vand og gas, eventuelt kun vand, hvorved det undgås, at vandet, der skal indsprøjtes, skal gennemgå den nævnte bekostelige 5 behandling. Dette opnås ved, at indsprøjtningsvandet udvindes fra vandførende lag, som findes i den underjordiske formation. Vandet, der udvindes fra den underjordiske formation, ledes direkte ind i indsprøjtningsbrønden gennem i det mindste en åbning, der er dannet i brøndens væg, af det nævnte vandførende lag. Derefter ledes vandet fra den nævnte åbning til det sted i indsprøjtnings-10 brønden, hvor vandet og gassen, eventuelt kun vandet, skal indsprøjtes i de råo lieførende lag. Der gøres derved brug af vand fra en ressource med en højere temperatur og et højere tryk, end hvad der har været almindeligt ved vand tilført fra overfladen. Sådant vand fra formationen vil endvidere være kompatibelt med vandet ved indsprøjtningsstedet, hvilket muliggør forhindring/reduktion af det 15 ovennævnte problem med dannelse af hydrater, udfældning af salte og minera ler, udskillelse af oxygen og biologisk aktivitet. Andre gunstige egenskaber ved opfindelsen vil fremgå af kravene og den følgende del af beskrivelsen.

Idet der henvises til de ledsagende figurer, vil udførelsesformer for opfindelsen 20 blive forklaret mere detaljeret, idet fig. 1 viser et forenklet vertikalt billede af en indsprøjtningsbrønd til indsprøjtning af vand og/eller gas, og 25 fig. 2 viser et skematisk lodret snitbillede af en indsprøjtningsbrønd med pumpe og indsprøjtningsrør til vand og gas.

Som nævnt vedrører den foreliggende fremgangsmåde indsprøjtning af vand og gas, eventuelt kun vand, ind i en underjordisk formation 1, der fører råolie. Ind-30 sprøjtningen kan finde sted ved, at vand og gas indsprøjtes samtidigt eller skifte vis eller måske ved, at kun vand sprøjtes ind i den underjordiske formation 1.

3 DK 173987 B1

Indsprøjtningen af vand og gas, eventuelt kun vand, gennemføres ved hjælp af en indsprøjtningsbrønd 4, der dannes i den underjordiske formation 1 og strækker sig i det mindste ned i et råolieførende lag 2 deraf. Indsprøjtningsbrønden 4 er fortrinsvis dannet med et brøndhoved, og brøndhovedet omfatter blandt andet 5 nødvendigt udstyr til tilførsel af gassen, der skal sprøjtes ind i det nævnte råolieførende lag 2.

Vandet, der skal indsprøjtes, udvindes fra et vandførende lag 3 i den underjordiske formation 1, og vandet ledes direkte ind i indsprøjtningsbrønden 4 gennem i 10 det mindste en åbning 5, der er dannet i brøndens væg, af det nævnte vandførende lag 3. Vandet ledes derefter til det sted i indsprøjtningsbrønden 4, hvor vandet og gassen, eventuelt kun vandet, skal indsprøjtes i det nævnte råolieførende lag 2 uden at være blevet ført op til overfladen. Dette kan ske, for eksempel ved at vandet pumpes fra åbningen 5 til det sted i indsprøjtningsbrønden 4, 15 hvor vandet og gassen, eventuelt kun vandet, skal indsprøjtes. En pumpe 7 er fortrinsvis anbragt tæt på åbningen 5 i indsprøjtningsbrønden 4. For at undgå at skulle forlænge indsprøjtningsbrønden 4 nedad, er det mest gunstigt, at vandet udvindes fra det vandførende lag 3, der er placeret over det nævnte råolieførende lag 2. Åbningen 5 kan for eksempel være dannet ved perforering af brøn-20 dens væg, og der kunne også anbringes et sandfilter i forbindelse med åbningen 5.

I fig. 2 er der vist et eksempel på, hvorledes indsprøjtningsbrønden kan være udformet. Indsprøjtningsbrønden 4 omfatter også et indsprøjtningsrør 6 til gas.

25 Indsprøjtningsrøret 6 føres fra brøndhovedet, hvor gasses tilføjes, og ned i det råolieførende lag 2, hvor vandet og gassen, eventuelt kun vandet, skal indsprøj tes. I området ved åbningen 5, hvor vandet fra det vandførende lag 3 ledes ind i indsprøjtningsbrønden 4, er der anbragt en øvre pakning 8 og en nedre pakning 9, der isolerer det vandførende lag 3 fra overfladen, eller andre lag i formationen 30 1, såsom det råolieførende lag 2. En pumpe 7, der er anbragt i mellemrummet mellem pakningerne 8, 9, pumper vandet ind i indsprøjtningsrøret 6 og længere 4 DK 173987 B1 ud i det råolieførende lag 2. Pumpen 7 kan være anbragt i en rørstuds, der er dannet på indsprøjtningsrøret 6, og kan være elektrisk eller hydraulisk drevet. I det mindste en kontraventil 10 er anbragt i indsprøjtningsrøret 6 oven over pumpen 7. I det mindste en yderligere kontraventil 11 er anbragt ved udløbet fra 5 pumpen 7 ind i indsprøjtningsrøret 6.

Claims

1. Fremgangsmåde til indsprøjtning afvand og gas, eventuelt kun vand, ind i et råolieførende lag (2) i en underjordisk formation (1), hvorved vandet og gassen, 5 eventuelt kun vandet, skal indsprøjtes ved hjælp af en indsprøjtningsbrønd (4), der er dannet i den underjordiske formation (1), og som strækker sig til det nævnte råolieførende lag (2), kendetegnet ved, at vandet, der skal indsprøjtes, udvindes fra et vandførende lag (3) i den underjordiske formation (1), at vandet føres direkte ind i indsprøjtningsbrønden (4) gennem i det mindste en 10 åbning (5), der er dannet i brøndens væg, af det nævnte vandførende lag (3), og at vandet ledes fra den nævnte åbning (5) til det sted i indsprøjtningsbrønden (4), hvor vandet og gassen, eventuelt kun vandet, skal sprøjtes ind i det nævnte råolieførende lag (2).

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at vandet udvindes fra det vandførende lag (3), der er placeret oven over og/eller under det nævnte råolieførende lag (2).

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at indsprøjtningsbrøn-20 den (4) forlænges til det nævnte nedre vandførende lag (3).

4. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at vandet pumpes fra den nævnte åbning (5) til det sted i indsprøjtningsbrønden (4), hvor vandet og gassen, eventuelt kun vandet, skal 25 sprøjtes ind i det nævnte råolieførende lag (2).

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at vandet pumpes ved hjælp af i det mindste en pumpe (7), der fortrinsvis er anbragt i indsprøjtnings-brønden (4) i nærheden af den nævnte åbning (5) i brøndens væg. 30 R DK 173987 B1

5 DK 173987 B1

6. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at gassen tilføres ved den øvre ende af indsprøjtningsbrønden (4).

7. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kende- 5 tegnet ved, at vandet og gassen tilføres samtidigt, eventuelt skiftevis, ind i det nævnte råolieførende lag (2).

8. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at vandet og gassen, eventuelt kun vandet, forhindres i at komme 10 ind i det vandførende lag eller i at strømme til overfladen ved tilvejebringelsen af i det mindste en kontraventil (11) mellem det vandførende lag (3) og indløbet til et indsprøjtningsrør (6), der er tilvejebragt i indsprøjtningsbrønden (4), og i det mindste en kontraventil (10) i indsprøjtningsrøret (6), hvor den nævnte kontraventil (10) er tilvejebragt nedstrøms for en pakning (8) i det ringformede rum 15 mellem indsprøjtningsrøret (6) og brøndens væg.