EP2530239A1

EP2530239A1 - Injection system for an oil conveying system

Info

Publication number: EP2530239A1
Application number: EP11168172A
Authority: EP
Inventors: Frank Hagen; Claudio Ranaudo; Stefan Schmied; Evgeny Sviridov; Bernd Wacker
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2012-12-05
Also published as: WO2012163714A1

Abstract

The injection system (10) has an injection device (20) for driving a fluid flow in a reservoir of the geological formation (200) with a pump (22) and an injection borehole (24) in the reservoir of the geological formation. A control unit (30) is provided for controlling the fluid flow through the injection device and a sensor system (40) has a fluid sensor (44) for monitoring the fluid flow inside the reservoir of the geological formation. The sensor system is connected with the control unit in signal communicating manner. Independent claims are included for the following: (1) an oil supply delivery system with a promotion bore; and (2) a method for controlling an injection system for the supply of oil from a reservoir of geological formation.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Injektionssystem für ein Ölfördersystem, ein derartiges Ölfördersystem sowie ein Verfahren zur Regelung eines derartigen Injektionssystems.The present invention relates to an injection system for an oil delivery system, to such an oil delivery system, and to a method of controlling such an injection system.

Es ist bereits bekannt, dass bei der Förderung von Öl aus einem Reservoir in einer Gesteinsformation die Ausbeute des Öls über den Förderzeitraum abnimmt. Insbesondere ist bekannt, dass in bestehenden Reservoirs in Gesteinsformen bis zu 70% der dort lagernden Ölmengen verbleiben, da die bisherigen Fördermethoden nicht oder nur unzureichend in der Lage sind, diese Restmengen zu fördern. Dies beruht unter anderem darauf, dass der Reservoirdruck abnimmt und sich mit Hilfe von Pumpen nur noch wenig Öl fördern lässt. Das Absenken des Drucks im Reservoir der Gesteinsformation führt zu erhöhten Schwierigkeiten für die Förderung des Öls aus demselben.It is already known that in the extraction of oil from a reservoir in a rock formation, the yield of the oil decreases over the eligibility period. In particular, it is known that remain in existing reservoirs in rock forms up to 70% of the stored oil there, since the previous promotion methods are not or insufficiently able to promote these residues. Among other things, this is due to the fact that the reservoir pressure decreases and only a little oil can be pumped with the help of pumps. The lowering of the pressure in the reservoir of the rock formation leads to increased difficulties for the promotion of the oil from the same.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Volumina des geförderten Öls durch fluide Stoffe, insbesondere Wasser, zu ersetzen bzw. auszuwaschen. Solche Auffüllfluide, also insbesondere Wasser, werden an einer separaten Stelle mit Bezug auf eine Förderbohrung, in das Reservoir der Gesteinsformation injiziert. Auf diese Weise wurde sozusagen das entnommene Öl durch das Wasser ersetzt und damit versucht der Druck im Inneren des Reservoirs für die Förderung auch der Restmenge des Öls aufrecht zu erhalten, oder das Öl aus der Lagerstätte zu waschen.It has already been proposed to replace or wash out the volumes of the oil delivered by fluid substances, in particular water. Such refill fluids, ie, in particular water, are injected into the reservoir of the rock formation at a separate location with respect to a production well. In this way, so to speak, the extracted oil was replaced by the water and thus tries to maintain the pressure inside the reservoir for the promotion of the residual amount of oil, or to wash the oil from the reservoir.

Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen und Systeme ist es, dass keine ausreichende Regelung der Injektionsvolumina des Wassers durchgeführt werden konnte. Vielmehr war es ausschließlich möglich, die Pumpleistung, also die Injektionsleistung für das Wasser, zu dokumentieren und anhand der Ergebnisse an der Förderungsbohrung, insbesondere dem Wasseranteil im geförderten Öl, Rückschlüsse zu ziehen, welche für eine Veränderung der Steuerung der Injektionsleistung verwendet werden konnten. Mit anderen Worten handelt es sich also bei bekannten Verfahren um eine reine Steuerung beziehungsweise einen offenen Regelkreis, der keine Rückkopplung zwischen der Regelstrecke und dem durch die Regelung erzielten Ergebnis aufweist. Auf diese Weise beinhalten die bekannten Injektionssysteme zwar grundsätzlich die Möglichkeit den Druck innerhalb eines Reservoirs zu erhöhen, jedoch weisen sie die Problematik auf, dass eine gezielte Regelung der Injektion nicht durchgeführt werden kann.A disadvantage of the known devices and systems is that no adequate regulation of the injection volumes of the water could be carried out. Rather, it was only possible to document the pumping power, ie the injection power for the water, and based on the results at the production well, in particular To draw conclusions about the water content in the extracted oil, which could be used for a change in the control of the injection power. In other words, in known methods, this is a pure control or an open loop, which has no feedback between the controlled system and the result achieved by the control. In this way, while the known injection systems fundamentally include the possibility of increasing the pressure within a reservoir, they have the problem that targeted regulation of the injection can not be carried out.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bekannter Injektionssysteme für ein Ölfördersystem beziehungsweise derartiger Ölfördersysteme und entsprechender Regelungsverfahren zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Injektionssystem für ein Ölfördersystem, ein derartiges Ölfördersystem sowie ein entsprechendes Verfahren zur Regelung eines Injektionssystems eines Ölfördersystems zur Verfügung zu stellen, um in der Lage zu sein, eine gezielte Regelung der Menge eines in ein Ölreservoir einer Gesteinsformation injizierten Fluides durchzuführen. Dabei soll insbesondere ein geschlossener Regelkreis erzeugt werden.It is an object of the present invention to overcome the above-described disadvantages of known injection systems for an oil-conveying system or such oil-conveying systems and corresponding control methods. In particular, it is an object of the present invention to provide an injection system for an oil conveying system, such an oil conveying system and a corresponding method for controlling an injection system of an oil conveying system in order to be able to control the amount of one in an oil reservoir of a rock formation perform injected fluid. In particular, a closed loop should be generated.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Injektionssystem für ein Ölfördersystem mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, ein Ölfördersystem mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 9 sowie ein Verfahren zur Regelung eines Injektionssystems mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Injektionssystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Ölfördersystem und dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.The above object is achieved by an injection system for an oil delivery system having the features of independent claim 1, an oil delivery system having the features of independent claim 9 and a method for controlling an injection system having the features of independent claim 10. Further features and details of the invention result from the subclaims, the description and the drawings. In this case, features and details that are described in connection with the injection system according to the invention apply, of course, also in connection with the oil delivery system according to the invention and the method according to the invention and in each case vice versa, so with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention always reciprocal reference is or can be.

Ein erfindungsgemäßes Injektionssystem für ein Ölfördersystem zur Förderung von Öl aus einem Reservoir einer Gesteinsformation weist eine Injektionsvorrichtung auf. Diese ist für das Einbringen eines Fluidstroms in das Reservoir der Gesteinsformation mit zumindest einer Pumpe und wenigstens einer Injektionsbohrung in das Reservoir der Gesteinsformation ausgestattet. Die Injektionsbohrung ist also insbesondere ein Bohrloch, über welches mit Hilfe der Pumpe Fluid bis in die Gesteinsformation, insbesondere das Reservoir der Gesteinsformation, gepumpt werden kann. Dabei weist die Injektionsbohrung in der Nähe des Reservoirs der Gesteinsformation oder direkt in denselben Öffnungen auf, durch welche das gepumpte Injektionsfluid die Injektionsbohrung verlassen kann und auf diese Weise der Fluidstrom durch das Reservoir der Gesteinsformation seinen Ausgang nimmt.An injection system according to the invention for an oil conveying system for conveying oil from a reservoir of a rock formation has an injection device. This is equipped for introducing a fluid flow into the reservoir of the rock formation with at least one pump and at least one injection well into the reservoir of the rock formation. The injection well is thus in particular a borehole, via which fluid can be pumped into the rock formation, in particular the reservoir of the rock formation, with the aid of the pump. In this case, the injection hole in the vicinity of the reservoir of the rock formation or directly in the same openings through which the pumped injection fluid can leave the injection well and thus the fluid flow through the reservoir of the rock formation takes its exit.

Die Injektionsbohrung ist dabei vorteilhafter Weise derart ausgestaltet, dass die Öffnungen in das Reservoir der Gesteinsformation hinein variierbar sind. Dies ist zum Beispiel mit Hilfe einer sogenannten Zylinder-in-Zylinder Ausführung möglich. So kann nicht nur der gesamte Öffnungsquerschnitt der Injektionsbohrung, für das Injizieren des Fluides in das Reservoir der Gesteinsformation angepasst, sondern darüber hinaus vorteilhafter Weise auch der exakte Ort für das Injizieren in das Reservoir der Gesteinsformation bestimmt werden. Darüber hinaus ist auch die Pumpe regelbar, sodass durch die Kombination der Regelung der Pumpe, der Öffnungsquerschnitte in der Injektionsbohrung und/oder der exakten Position der Öffnungen in der Injektionsbohrung der Fluidstrom durch das Reservoir der Gesteinsformation nicht nur eingebracht, sondern darüber hinaus hinsichtlich seiner Einbringungsorte und hinsichtlich seines Massenbeziehungsweise Volumenstroms variierbar bleibt.The injection well is advantageously designed such that the openings in the reservoir of the rock formation are variable. This is possible, for example, with the aid of a so-called cylinder-in-cylinder design. Thus, not only the entire opening cross-section of the injection well adapted for injecting the fluid into the reservoir of the rock formation, but also advantageously the exact location for injecting into the reservoir of the rock formation can be determined. In addition, the pump can also be regulated, so that the fluid flow through the reservoir of the rock formation is not only introduced by the combination of the control of the pump, the opening cross sections in the injection well and / or the exact position of the openings in the injection well, but also with respect to its Einbringungsorte and remains variable with regard to its mass relationship or volume flow.

Ein erfindungsgemäßes Injektionssystem für ein Ölfördersystem ist weiter mit einer Regeleinheit zur Regelung des Fluidstroms durch die Injektionsvorrichtung hindurch ausgestattet. Diese kann zum Beispiel durch einen Rechner, insbesondere die CPU eines Computers, ausgebildet sein. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die Regeleinheit kombiniert mit einer Regeleinheit eines Ölfördersystems, insbesondere einem Regelcomputer eines Ölfördersystems, ausgebildet ist. So ist es denkbar, dass die Regeleinheit als Software-Applikation auf einem solchen Computer für das Injektionssystem und/oder das Ölfördersystem läuft.An injection system according to the invention for an oil delivery system is further equipped with a control unit for regulating the fluid flow through the injection device. This can be formed, for example, by a computer, in particular the CPU of a computer. Of course, it is also possible that the control unit is combined with a control unit of an oil conveyor system, in particular a control computer of an oil conveyor system is formed. Thus, it is conceivable that the control unit runs as a software application on such a computer for the injection system and / or the oil delivery system.

Darüber hinaus ist bei einem erfindungsgemäßen Injektionssystem ein mit der Regeleinheit in signalkommunizierender Weise verbundenes Sensorsystem vorgesehen. Dieses weist wenigstens einen Fluidsensor für die Überwachung des Fluidstroms innerhalb des Reservoirs der Gesteinsformation auf. Es ist damit möglich mit einem solchen Sensorsystem, insbesondere mit dem wenigstens einen Fluidsensor, die tatsächliche Bewegung des Fluides durch das Reservoir der Gesteinsformation zu erkennen. Durch diese Erkennung beziehungsweise durch diese Überwachung des Fluidstroms durch das Reservoir der Gesteinsformation wird eine Rückkopplungsmöglichkeit gegeben, durch welche die Regeleinheit eine Information über die realen Verhältnisse innerhalb des Reservoirs der Gesteinsformation erhält. Diese Rückkopplung schließt den Regelkreis, sodass die Regeleinheit auf Basis dieser Informationen den Fluidstrom durch die Injektionsvorrichtung regeln kann. Dabei regelt die Regeleinheit zum Beispiel die Pumpleistung der Pumpe, die Öffnungsquerschnitte der Injektionsbohrung in das Reservoir der Gesteinsformation und/oder die exakte Örtlichkeit der jeweiligen Öffnung in das Reservoir der Gesteinsformation.In addition, in an injection system according to the invention, a sensor system connected in a signal-communicating manner to the control unit is provided. This has at least one fluid sensor for monitoring the fluid flow within the reservoir of the rock formation. It is thus possible with such a sensor system, in particular with the at least one fluid sensor, to detect the actual movement of the fluid through the reservoir of the rock formation. By this detection or by this monitoring of the fluid flow through the reservoir of the rock formation a feedback option is given, through which the control unit receives information about the real conditions within the reservoir of the rock formation. This feedback closes the control loop so that the control unit can regulate the fluid flow through the injection device based on this information. The control unit regulates, for example, the pumping capacity of the pump, the opening cross sections of the injection well into the reservoir of the rock formation and / or the exact locality of the respective opening into the reservoir of the rock formation.

Es ist darauf hinzuweisen, dass bei einem erfindungsgemäßen Injektionssystem auch mehrere Injektionsbohrungen denkbar sind. So kann die Regeleinheit zusätzlich auch die entsprechenden Injektionsbohrungen auswählen beziehungsweise neben einem Ein- und Ausschalten einzelner Injektionsbohrungen auch die variable Verteilung des einzubringenden Fluidstroms über die Regelung der jeweiligen Injektionsbohrung, zum Beispiel mit Hilfe von variablen Ventilen, einstellen.It should be noted that in an injection system according to the invention, several injection wells are conceivable. So the control unit can also the select appropriate injection wells or next to a switching on and off of individual injection wells and the variable distribution of the introduced fluid flow on the control of the respective injection well, for example by means of variable valves set.

Unter einem Reservoir in einer Gesteinsformation ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung sowohl ein Hohlraum, als auch eine Gesteinsformation zu verstehen, in welcher das Öl in offener, teilgebundener oder gebundener Form vorliegt. Es ist also auch denkbar, dass das Reservoir als eine Art Schwammgebilde (sedimentäre Lagerstätte) im Inneren einer Gesteinsformation ausgebildet ist. Unter einer Gesteinsformation kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch eine Sandformation verstanden werden. Als Gestein gelten alle möglichen Materialien, in denen Öl vorkommen kann.For the purposes of the present invention, a reservoir in a rock formation means both a cavity and a rock formation in which the oil is in open, partially bound or bound form. It is therefore also conceivable that the reservoir is formed as a kind of sponge formation (sedimentary deposit) in the interior of a rock formation. Under a rock formation can be understood in the context of the present invention, a sand formation. As rock apply all kinds of materials in which oil can occur.

Bei einem erfindungsgemäßen Injektionssystem kann als gefördertes Gut neben der Förderung von Öl selbstverständlich auch ein anderes Fördermedium vorhanden sein. Zum Beispiel kann ein erfindungsgemäßes Injektionssystem auch für die Förderung von Gas, insbesondere Erdgas einsetzbar sein. Als einzubringendes Fluid für die Erzeugung des Fluidstroms ist insbesondere Wasser zu verwenden. Selbstverständlich sind jedoch auch andere Fluide, insbesondere Mischungen von Fluiden denkbar. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass der Fluidstrom in Form eines Gasstromes eingesetzt wird.In an injection system according to the invention may be present as a promoted Good next to the promotion of oil, of course, another fluid. For example, an injection system according to the invention can also be used for the delivery of gas, in particular natural gas. In particular, water is to be used as the fluid to be introduced for the generation of the fluid flow. Of course, however, other fluids, in particular mixtures of fluids are conceivable. In principle, it is also possible that the fluid flow is used in the form of a gas stream.

Durch ein erfindungsgemäßes Injektionssystem ist es möglich, insbesondere zwei Ziele zu erreichen.By means of an injection system according to the invention, it is possible to achieve in particular two goals.

Zum einen kann auf diese Weise ein taktisches Ziel der Regeleinheit vorgegeben werden, welches zum Beispiel beinhaltet, dass der Wasseranteil in der Fördermenge des Öls möglichst gering gehalten werden soll. Ein solches taktisches Ziel beruht darauf, dass bei der Einbringung eines Fluidstroms, zum Beispiel von Wasser, die Gefahr besteht, dass sich Fluidkurzschlüsse im Reservoir ausbilden. Das bedeutet, dass Wasser nicht nur das Öl aus dem Reservoir verdrängt und den Druck erhöht, sondern direkt, als Kurzschluss zwischen einer Injektionsbohrung und einer Förderbohrung, nach dem Einbringen wieder gefördert wird. Um dies zu vermeiden ist insbesondere ein möglichst geringer Druck beim Einbringen des Fluidstroms erwünscht.On the one hand, a tactical target of the control unit can be specified in this way, which includes, for example, that the water content in the flow rate of the oil should be kept as low as possible. Such a tactical goal is based on the risk of introducing a fluid flow, for example of water, that fluid shorts form in the reservoir. This means that water not only displaces the oil from the reservoir and increases the pressure, but is directly conveyed again as a short circuit between an injection well and a production well after introduction. In order to avoid this, in particular the lowest possible pressure when introducing the fluid flow is desired.

Parallel zu dem taktischen Ziel ist ein weiteres, sogenanntes strategisches Ziel denkbar. Nach diesem soll eine möglichst hohe Ausbeute an Öl erzielt werden, also die Restmenge an Öl im Reservoir, welche nicht mehr mit vertretbarem Aufwand gefördert werden kann, minimiert werden. Um das strategische Ziel zu erreichen, ist ein besonders hoher Druck durch das eingebrachte Fluid, also durch den Fluidstrom, notwendig.Parallel to the tactical goal another, so-called strategic goal is conceivable. After this, the highest possible yield of oil to be achieved, so the residual amount of oil in the reservoir, which can not be promoted with reasonable effort can be minimized. In order to achieve the strategic goal, a particularly high pressure by the introduced fluid, so by the fluid flow, is necessary.

Augenscheinlich widersprechen sich die Notwendigkeiten für das taktische Ziel und das strategische Ziel zumindest teilweise. Es ist also vorteilhaft, wenn durch die Regeleinheit eine Möglichkeit geschaffen wird, sich einem Überschneidungsbereich zwischen den beiden Zielen zu nähern, welcher einen ausreichend hohen Erfüllungsgrad für beide Ziele ermöglicht. Insbesondere wird die Regeleinheit zu Beginn des Verfahrens ein Einpendeln zwischen dem Erreichen des taktischen Ziels und des strategischen Ziels durchführen. Dabei wird zum Beispiel durch die Regelung der Pumpe der Fluidstrom auf den gewünschten Wert eingestellt, welcher einen ausreichend geringen Wasseranteil in der Fördermenge des Öls und eine ausreichend hohe Ausbeute an Öl in der Fördermenge erreichen lässt. Zusätzlich ist es auch möglich, dass durch die Wahl der Injektionsbohrung, durch den Öffnungsquerschnitt derselben und/oder die Auswahl des Ortes der Öffnung ein Kurzschluss in der Gesteinsformation unabhängig vom Druck vermieden oder reduziert wird.Obviously, the needs for the tactical goal and the strategic goal are at least partially contradictory. It is thus advantageous if the control unit creates a possibility of approaching an overlap area between the two targets, which enables a sufficiently high degree of fulfillment for both goals. In particular, at the beginning of the process, the control unit will perform an alignment between the achievement of the tactical goal and the strategic goal. In this case, for example, is set by the control of the pump, the fluid flow to the desired value, which can achieve a sufficiently low proportion of water in the flow rate of the oil and a sufficiently high yield of oil in the flow rate. In addition, it is also possible that a short circuit in the rock formation is avoided or reduced regardless of the pressure by the choice of the injection hole, through the opening cross section thereof and / or the selection of the location of the opening.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Sensorsystem in der Gesteinsformation sowohl direkt, als auch indirekt messend vorgesehen sein. Bei einer indirekten Anordnung ist es vorteilhaft, wenn das Sensorsystem, insbesondere dessen Sensoren, direkt auf der Oberfläche oberhalb einer Gesteinsformation angeordnet sind. In diesem Fall ist es nicht notwendig eine separate Bohrung für das Sensorsystem durchzuführen, wodurch Kosten und Zeit eingespart werden können.In the context of the present invention, the sensor system in the rock formation can be provided both directly and indirectly measuring. In an indirect arrangement is it is advantageous if the sensor system, in particular its sensors, are arranged directly on the surface above a rock formation. In this case, it is not necessary to perform a separate hole for the sensor system, which can save costs and time.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass der Fluidstrom zum Teil auf einem Fluid basiert, welches bei der Förderung von Öl als Abfallstoff entsteht. Dies kann zum Beispiel Wasser sein. Bei der Förderung von Öl aus einem Reservoir einer Gesteinsformation ist dieses Öl häufig mit weiteren Stoffen verunreinigt. Diese werden in einer Ölabtrennvorrichtung (Separationsanlage) abgeschieden, sodass das Öl als reines Produkt des Förderprozesses verbleibt. Die übrigen Stoffe sind grundsätzlich Abfallstoffe, die entsorgt oder weiterverarbeitet werden müssen. Ein solcher Abfallstoff ist zum Beispiel Wasser, welches als Bestandteil der geförderten Menge des Öls von diesem abgetrennt wird. Dieses Wasser kann direkt oder nach einer entsprechenden Behandlung, wie zum Beispiel die Entfernung von Schwebstoffen und Ölresten, der erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung des Injektionssystems zugeführt und wieder auf diese Weise zurück in das Reservoir der Gesteinsformation gepumpt werden.In the context of the present invention, it is possible that the fluid flow is based in part on a fluid which arises in the extraction of oil as waste. This can be, for example, water. When extracting oil from a reservoir of rock formation, this oil is often contaminated with other substances. These are separated in an oil separator (separation plant) so that the oil remains as a pure product of the production process. The other substances are basically waste materials that must be disposed of or further processed. Such a waste is, for example, water, which is separated as part of the pumped amount of the oil from this. This water can be fed directly or after an appropriate treatment, such as the removal of suspended solids and oil residues, the injection device of the injection system according to the invention and pumped back into the reservoir of the rock formation in this way.

Je nach Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Injektionssystems ist es möglich, dass das Sensorsystem Bestandteil der Regeleinheit ist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine besonders robuste und/oder kompakte Baueinheit für ein erfindungsgemäßes Injektionssystem erreicht werden soll. So ist es möglich, dass die Regeleinheit die einzelnen Sensoren des Sensorsystems als einzelne Komponenten in sich selbst aufweist.Depending on the embodiment of an injection system according to the invention, it is possible that the sensor system is part of the control unit. This is particularly advantageous if a particularly robust and / or compact structural unit for an injection system according to the invention is to be achieved. Thus, it is possible that the control unit has the individual sensors of the sensor system as individual components in itself.

Durch die Injektionsvorrichtung eines erfindungsgemäßen Injektionssystems kann der Fluidstrom dabei insbesondere kontinuierlich eingebracht werden. Das bedeutet, dass durch die Pumpe Fluid in kontinuierlicher Weise gefördert wird, sodass über die Injektionsbohrung ebenfalls in kontinuierlicher Weise das Fluid dem Reservoir in der Gesteinsformation zugeführt wird. Durch den Austritt an den Öffnungen der Injektionsbohrung wird ein Fluidstrom durch das Reservoir der Gesteinsformation erzeugt, welcher aufgrund von Dichteunterschieden und/oder Viskositätsunterschieden zum dort lagernden Öl dieses sozusagen vor sich her schiebt. Das Vor-sich-Herschieben bildet sozusagen eine Fluidfront, insbesondere eine Wasserfront aus, welche sich möglichst kontinuierlich durch das Reservoir in der Gesteinsformation schieben soll. Insbesondere ist es durch die Regeleinheit und das Sensorsystem eines erfindungsgemäßen Injektionssystems möglich, dass Kurzschlüsse zwischen der Injektionsbohrung und einer Förderbohrung vermieden werden.By the injection device of an injection system according to the invention, the fluid flow can be introduced in particular continuously. This means that the pump delivers fluid in a continuous manner, so that via the injection well also in a continuous manner, the fluid is supplied to the reservoir in the rock formation. Due to the exit from the openings of the injection bore, a fluid flow is generated through the reservoir of the rock formation, which, due to differences in density and / or viscosity differences with respect to the oil stored there, pushes it, so to speak, ahead of it. The forward-pushing is, so to speak, a fluid front, in particular a water front, which should push as continuously as possible through the reservoir in the rock formation. In particular, it is possible by the control unit and the sensor system of an injection system according to the invention that short circuits between the injection well and a production well can be avoided.

Es kann von Vorteil sein, wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung zumindest ein Injektionssensor für die Überwachung des Fluidstroms durch die Injektionsvorrichtung angeordnet ist. Dies ermöglicht eine Erweiterung des geschlossenen Regelkreises. So ist es zwar grundsätzlich möglich, dass in besonders einfacher Weise die Pumpleistung, eine Ventilsteuerung, die Öffnungssituation von Öffnungen in der Injektionsbohrung oder die Auswahl des Ortes derselben rein auf Basis der gemessenen Daten des Fluidsensors des Sensorsystems erfolgt. Jedoch ist es von Vorteil, wenn die Ergebnisse der einzelnen Regelaktionen direkt bei der Injektionsvorrichtung überwacht werden. Insbesondere misst ein solcher Injektionssensor den Fluiddurchfluss hinsichtlich seines Massen- beziehungsweise Volumenstroms in die Injektionsbohrung.It may be advantageous if, in the context of the present invention, at least one injection sensor for monitoring the fluid flow is arranged through the injection device. This allows an extension of the closed loop. Thus, it is in principle possible that in a particularly simple manner, the pump power, a valve control, the opening situation of openings in the injection well or the selection of the same place purely on the basis of the measured data of the fluid sensor of the sensor system. However, it is advantageous if the results of the individual control actions are monitored directly at the injection device. In particular, such an injection sensor measures the fluid flow in terms of its mass or volume flow into the injection well.

Auch vorteilhaft ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Injektionssystem der wenigstens eine Fluidsensor als seismischer, als akustischer und/oder als elektromagnetischer Sensor ausgebildet ist. Dies sind unterschiedliche mögliche Sensormöglichkeiten, um den Fluidstrom im Inneren des Reservoirs der Gesteinsformation in erfindungsgemäßer Weise zu überwachen. Selbstverständlich sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung diese unterschiedlichen Messmethoden auch miteinander kombinierbar. Sämtliche dieser Messmethoden sind dabei vorteilhafterweise sowohl oberhalb des Reservoirs der Gesteinsformation, also an der Oberfläche, wie auch im Inneren der Gesteinsformation einsetzbar. Dabei kann auch eine Kombination solcher direkten und indirekten Messverfahren im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar sein.It is also advantageous if, in an injection system according to the invention, the at least one fluid sensor is designed as a seismic, as an acoustic and / or as an electromagnetic sensor. These are different possible sensor options in order to monitor the fluid flow in the interior of the reservoir of the rock formation in accordance with the invention. Of course, in the context of present invention, these different measurement methods can also be combined with each other. All of these measuring methods are advantageously both above the reservoir of the rock formation, ie on the surface, as well as used in the interior of the rock formation. In this case, a combination of such direct and indirect measuring methods in the context of the present invention may be conceivable.

Auch vorteilhaft ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Injektionssystem wenigstens ein Fluidsensor innerhalb des Reservoirs der Gesteinsformation angeordnet ist. Dies geschieht zum Beispiel über Sensorbohrungen, die in die Nähe des Reservoirs der Gesteinsformation oder in dasselbe eingesetzt werden. Diese sind insbesondere an unterschiedlichen Orten beziehungsweise in unterschiedlichen Teufen im Reservoir der Gesteinsformation angeordnet. Auf diese Weise ist es möglich die Überwachung durch das Sensorsystem in zweidimensionaler und/oder sogar in dreidimensionaler Weise durchzuführen. So kann die entstehende Fluidfront beim Erzeugen des Fluidstroms in dem Reservoir der Gesteinsformation in zweidimensionaler und/oder dreidimensionaler Weise überwacht werden. Je größer das Sensorsystem einen Abdeckungsbereich definiert, umso größer ist die Sicherheit, dass Kurzschlüsse zwischen der Injektionsbohrung und einer Förderbohrung vermieden werden können.It is also advantageous if, in an injection system according to the invention, at least one fluid sensor is arranged within the reservoir of the rock formation. This happens, for example, via sensor bores, which are used in the vicinity of the reservoir of the rock formation or in the same. These are arranged in particular at different locations or at different depths in the reservoir of the rock formation. In this way it is possible to carry out the monitoring by the sensor system in two-dimensional and / or even three-dimensional manner. Thus, the resulting fluid front can be monitored in generating the fluid flow in the reservoir of the rock formation in two-dimensional and / or three-dimensional manner. The greater the sensor system defines a coverage area, the greater the certainty that short circuits between the injection well and a production well can be avoided.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es weiter von Vorteil sein, wenn wenigstens ein Fluidsensor an der Oberfläche oberhalb des Reservoirs der Gesteinsformation angeordnet ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass teure und zeitaufwendige Sensorbohrungen unterbleiben können. Darüber hinaus sind die einzelnen Fluidsensoren besser zugänglich, sodass deren Installation aber auch deren Wartung vereinfacht ist und Kosten spart. Dabei erstreckt sich das Reservoir der Gesteinsformation in einer dreidimensionalen Weise über einen zweidimensionalen Bereich sowie, in dritter Dimension, unterschiedliche Teufenbereiche innerhalb einer Gesteinsformation. Über die Abbildung dieses dreidimensionalen Reservoirbereiches auf der Oberfläche oberhalb desselben sind vorteilhafterweise in regelmäßigen Abständen die entsprechenden Fluidsensoren verteilt. Dabei kann es sich bei der Anordnung auf der Oberfläche um Fluidsensoren handeln, welche in der Lage sind, nicht nur im Zweidimensionalen, sondern auch im Dreidimensionalen eine Messung durchzuführen. Das bedeutet, dass trotz der reinen Anordnung auf der Oberfläche die unterschiedlichen Teufen hinsichtlich der Ausbildung der Fluidfront im Reservoir der Gesteinsformation messbar und bestimmbar sind.In the context of the present invention, it may also be advantageous if at least one fluid sensor is arranged on the surface above the reservoir of the rock formation. This has the advantage that expensive and time-consuming sensor bores can be omitted. In addition, the individual fluid sensors are more accessible, simplifying their installation but also their maintenance and saving costs. In this case, the reservoir of the rock formation extends in a three-dimensional manner over a two-dimensional area and, in third Dimension, different depth ranges within a rock formation. By mapping this three-dimensional reservoir region on the surface above the same, the corresponding fluid sensors are advantageously distributed at regular intervals. In this case, the arrangement on the surface may be fluid sensors which are capable of performing a measurement not only in two-dimensional but also in three-dimensional. This means that despite the pure arrangement on the surface, the different depths with regard to the formation of the fluid front in the reservoir of the rock formation can be measured and determined.

Auch vorteilhaft ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Injektionssystem einer der wenigstens einen Fluidsensoren derart ausgestaltet ist, dass er den Fluidstrom an unterschiedlichen Orten des Reservoirs der Gesteinsformation, insbesondere in unterschiedlichen Teufen, überwachen kann. Wie bereits in dem voranstehenden Absatz erläutert, können dabei sowohl zweidimensionale, als auch dreidimensionale Abbilder hinsichtlich des Fluidstroms, insbesondere der Fluidfront im Reservoir der Gesteinsformation erzeugt werden.It is also advantageous if in an injection system according to the invention one of the at least one fluid sensors is designed such that it can monitor the fluid flow at different locations of the reservoir of the rock formation, in particular at different depths. As already explained in the preceding paragraph, both two-dimensional and three-dimensional images can be generated with regard to the fluid flow, in particular the fluid front, in the reservoir of the rock formation.

Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Injektionssystem die Regeleinheit die Injektionsvorrichtung, insbesondere deren Pumpe, hinsichtlich des Fluidstroms anhand der von dem Sensorsystem zur Verfügung gestellten Daten automatisch und/oder semiautomatisch regelt. Eine automatische Regelung bringt den Vorteil mit sich, dass ein aktiver Eingriff des Bedienpersonals nicht notwendig ist. Vielmehr kann die Regeleinheit auf Basis der zur Verfügung gestellten Daten vollautomatisch den Injektionsvorgang regeln. Selbstverständlich ist auch eine semiautomatische Regelung denkbar, insbesondere eine Regelung, bei welcher auf Basis der zur Verfügung gestellten Daten eine Handlungsanweisung dem Bedienpersonal vorgeschlagen wird. Dieser Vorschlag kann zum Beispiel dergestalt sein, dass eine Empfehlung durch die Regeleinheit abgegeben wird, dass eine Gefahr für die Ausbildung eines Kurzschlusses besteht und dementsprechend ein Regeleingriff hinsichtlich des Öffnungsquerschnittes der Injektionsbohrungen, deren exakte Position sowie des Massen- beziehungsweise Volumenstroms, der durch die Pumpe erzeugt wird, notwendig ist.It is likewise advantageous if, in an injection system according to the invention, the control unit regulates the injection device, in particular its pump, automatically and / or semiautomatically with regard to the fluid flow on the basis of the data made available by the sensor system. An automatic control has the advantage that an active intervention of the operating personnel is not necessary. Rather, the control unit can regulate the injection process fully automatically on the basis of the data provided. Of course, a semi-automatic control is conceivable, in particular a scheme in which based on the data provided an instruction to the operating personnel is proposed. This proposal may, for example, be such that a recommendation is made by the control unit that a There is danger for the formation of a short circuit and, accordingly, a control intervention with regard to the opening cross section of the injection bores, their exact position and the mass or volume flow, which is generated by the pump, is necessary.

Diese automatische und/oder semiautomatische Regelung kann nicht nur auf Basis der aktuellen Daten erfolgen, sondern darüber hinaus bereits gemessene Daten aus der Vergangenheit in Betracht ziehen. Auf diese Weise ist es möglich, dass durch die Aufzeichnung der Überwachung des Sensorsystems Trends erkannt werden können, die hinsichtlich der Steigung oder des Absinkens des Druckes beziehungsweise der zukünftigen Ausbildung der Fluidfront in dem Reservoir des Gesteinssystems eine frühzeitige Warnung und/oder ein frühzeitiges Eingreifen ermöglichen.This automatic and / or semi-automatic control can not only be based on the current data, but also take into account already measured data from the past. In this way, it is possible that by recording the monitoring of the sensor system, trends can be identified which enable early warning and / or early intervention with regard to the rise or fall of the pressure or the future formation of the fluid front in the reservoir of the rock system ,

Auch vorteilhaft ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Injektionssystem in der Injektionsvorrichtung zumindest eine Reinigungsvorrichtung für den einzubringenden Fluidstrom, insbesondere für die Reinigung von Ölrückständen und/oder Feststoffrückständen vorhanden ist. Die Ölrückstände sind insbesondere dann zu entfernen, wenn es sich bei dem Fluid wenigstens zum Teil um eine abgetrennte Fraktion aus der Fördermenge eines Ölfördersystems handelt. Insbesondere handelt es sich um abgetrenntes Wasser, in welchem noch Restspuren des Öls vorhanden sind.It is also advantageous if, in an injection system according to the invention, at least one cleaning device for the fluid flow to be introduced, in particular for the purification of oil residues and / or solid residues, is present in the injection device. The oil residues are to be removed in particular if the fluid is at least partially a separated fraction from the delivery rate of an oil delivery system. In particular, it is separated water in which residual traces of the oil are still present.

Die physikalischen Unterschiede hinsichtlich einzelner Parameter dienen unter anderem dazu, den Fluidstrom hinsichtlich seiner Fluidfront möglichst scharf von dem enthaltenen Öl im Reservoir der Gesteinsformation abzugrenzen und eine Vermischung der beiden Stoffe Injektiuonsfluid und zu produzierendes Fluid zu reduzieren oder zu vermeiden, so dass eine Verdrängung anstatt einer Vermischung stattfindet. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass Chemikalien zur Veränderung der Viskosität zugeführt werden, z. B. zur Vergelung (Initiierung unter bestimmten Bedingungen, dass sich ein Gel in der injizierten Fluidfront bildet) oder Stoffe, die sich unter bestimmten Bedingungen ausdehnen und so zu einer Blockierung der bestimmten Schicht führen.The physical differences with respect to individual parameters serve, among other things, to demarcate the fluid flow with respect to its fluid front as sharply as possible from the oil contained in the reservoir of the rock formation and to reduce or avoid mixing of the two substances injection fluid and fluid to be produced, so that a displacement instead of a Mixing takes place. Additionally or alternatively, it is possible that chemicals are supplied to change the viscosity, for. As for gelling (initiation under certain conditions that a gel forms in the injected fluid front) or substances that expand under certain conditions and thus result in blockage of the particular layer.

Da es sich bei der abgetrennten Fraktion des Wassers meist um eine Menge handelt, welche nicht ausreicht, um die zu injizierende Menge des Fluides zu stellen, kann zusätzlich frisches Fluid, insbesondere Frischwasser, diesem abgetrennten Fluid, also diesem abgetrennten Wasser, zugeführt werden.Since the separated fraction of the water is usually an amount which is not sufficient to provide the amount of fluid to be injected, fresh fluid, in particular fresh water, can additionally be supplied to this separated fluid, ie to this separated water.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Ölfördersystem für die Förderung von Öl aus einem Reservoir einer Gesteinsformation mit zumindest einem erfindungsgemäßen Injektionssystem. Bei einem derartigen erfindungsgemäßen Ölfördersystem können die gleichen Vorteile erzielt werden, wie sie voranstehend ausführlich für ein erfindungsgemäßes Injektionssystem erläutert worden sind. Dabei ist darauf hinzuweisen, dass sich die Förderungsbohrung beziehungsweise die Förderungsbohrungen von der Injektionsbohrung beziehungsweise den Injektionsbohrungen beabstandet befinden muss/müssen. Vorteilhafterweise sind die Förderungsbohrungen an einem Ende des Reservoirs in der Gesteinsformation ausgebildet und die Injektionsbohrungen an einem anderen Ende.Another object of the present invention is an oil delivery system for the extraction of oil from a reservoir of a rock formation with at least one injection system according to the invention. In such a Ölfördersystem invention, the same advantages can be achieved, as have been explained in detail above for an injection system according to the invention. It should be pointed out that the production well or the production wells must be located at a distance from the injection well or the injection wells. Advantageously, the production wells are formed at one end of the reservoir in the rock formation and the injection wells at another end.

Auch Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Regelung eines Injektionssystems für ein zur Förderung von Öl aus einem Reservoir einer Gesteinsformation ausgebildetes Ölfördersystem. Ein solches Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

Überwachung eines in das Reservoir der Gesteinsformation eingebrachten Fluidstroms innerhalb des Reservoirs,
Auswerten des überwachten Fluidstroms und Regelung des einzubringenden Fluidstroms innerhalb der Injektionsvorrichtung auf Basis der Auswertung.

The subject matter of the present invention is also a method for controlling an injection system for an oil delivery system designed to convey oil from a reservoir of a rock formation. Such a method comprises the following steps:

Monitoring a fluid flow introduced into the reservoir of the rock formation within the reservoir,
Evaluation of the monitored fluid flow and control of the introduced fluid flow within the injection device based on the evaluation.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren ermöglicht das Ausbilden eines geschlossenen Regelkreises zur Regelung des Injektionssystems. Unter der Regelung des einzubringenden Fluidstroms, zum Beispiel mittels einer Regeleinheit, ist dabei insbesondere zu verstehen, dass der Massenbeziehungsweise Volumenstrom des einzubringenden Fluides Öffnungsquerschnitte beziehungsweise Öffnungsorte innerhalb einer Injektionsbohrung sowie die Auswahl unterschiedlicher Injektionsbohrungen variiert werden kann. Auch hier ist es Ziel mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere zwei Ziele, also die beiden als taktisches und strategisches Ziel erläuterten Ziele, in kombinierter Weise zu erreichen. Die Auswertung erfolgt dementsprechend mit Bezug auf das taktische und das strategische Ziel.An inventive method allows the formation of a closed loop for controlling the injection system. The regulation of the fluid flow to be introduced, for example by means of a control unit, is to be understood in particular as meaning that the mass relationship or volume flow of the fluid to be introduced can have opening cross sections or opening locations within an injection well and the selection of different injection bores. Here, too, the aim of the method according to the invention is, in particular, to achieve two goals, that is to say the two objectives explained as a tactical and strategic goal, in a combined manner. The evaluation is accordingly based on the tactical and strategic objectives.

Auch vorteilhaft ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich der folgende Schritt durchgeführt wird:

Überwachen des einzubringenden Fluidstroms innerhalb einer Injektionsvorrichtung

It is also advantageous if the following step is additionally carried out in a method according to the invention:

Monitoring the fluid flow to be introduced within an injection device

Durch die Überwachung des einzubringenden Fluidstroms kann die Regelstrecke eine zusätzliche Kontrollfunktion erhalten. So wird nicht nur das Ergebnis der Regelung in der Gesteinsformation überwacht, sondern darüber hinaus auch ein Zwischenergebnis, wenn nicht der Fluidstrom durch die Injektionsvorrichtung selbst, überwacht. Auf diese Weise wird ein erfindungsgemäßes Verfahren noch genauer und noch besser einstellbar beziehungsweise noch reaktionsschneller hinsichtlich der gewünschten Regelung.By monitoring the fluid flow to be introduced, the controlled system can receive an additional control function. Thus, not only the result of the control in the rock formation is monitored, but also an intermediate result, if not the fluid flow through the injection device itself, monitored. In this way, a method according to the invention becomes even more precise and even better adjustable or even faster in terms of the desired control.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann dahingehend weitergebildet sein, dass der Schritt des Auswertens die beiden folgenden Teilschritte aufweist:

Speichern der Überwachungsergebnisse zu jedem Überwachungszeitpunkt und
Vergleich aktueller Überwachungsergebnisse mit Überwachungsergebnissen aus den vergangenen Überwachungszeitpunkten.

A method according to the invention can be developed such that the step of evaluating has the following two sub-steps:

Saving the monitoring results at each monitoring time and
Comparison of current monitoring results with monitoring results from the past monitoring times.

Durch das Splitten des Auswertschrittes gemäß dieser vorliegenden Ausführung wird der folgende Vorteil erzielt. Es handelt sich dabei insbesondere um eine kontinuierliche Messung, bei welcher eine kontinuierliche Aufzeichnung der Überwachungsergebnisse stattfindet. Unter kontinuierlicher Messung ist dabei zu verstehen, dass in vorher bestimmten einzelnen Zeitabständen oder aber voll kontinuierlich eine Überwachung stattfindet. Durch das Überwachen, Aufzeichnen und den Vergleich mit vergangenen Überwachungszeitpunkten ist es möglich, dass Trends erkannt werden, welche eine gewisse Vorhersagbarkeit für zukünftige Entwicklungen hinsichtlich der zu erwartenden Überwachungsergebnisse zukünftiger Überwachungszeitpunkte zulassen. Es ist damit möglich, eine Vorhersage für die Entwicklung des Fluidstroms im Reservoir der Gesteinsformation mit einem erfindungsgemäßen Verfahren zu treffen. Auf diese Weise kann neben einer Reaktion auf bestehende Verhältnisse innerhalb des Reservoirs der Gesteinsformation auch eine Vorabreaktion auf zu erwartende zukünftige Verhältnisse in dem Reservoir der Gesteinsformation durchgeführt werden.By splitting the evaluation step according to this present embodiment, the following advantage is achieved. This is in particular a continuous measurement in which a continuous recording of the monitoring results takes place. Continuous measurement is to be understood as meaning that monitoring takes place in predetermined individual intervals or completely continuously. By monitoring, recording and comparing with past monitoring times, it is possible to detect trends which allow a certain predictability for future developments with regard to the expected monitoring results of future monitoring times. It is thus possible to make a prediction for the development of the fluid flow in the reservoir of the rock formation with a method according to the invention. In this way, in addition to a reaction to existing conditions within the reservoir of the rock formation, an advance reaction to expected future conditions in the reservoir of the rock formation can also be carried out.

Die vorliegende Erfindung wird näher erläutert anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren. Die dabei verwendeten Begrifflichkeiten "links", "rechts", "oben" und "unten" beziehen sich auf eine Ausrichtung der Zeichnungsfiguren mit normal lesbaren Bezugszeichen. Es zeigen:

Figur 1: in schematischer Ansicht ein erfindungsgemäßes Ölfördersystem mit einem erfindungsgemäßen Injektionssystem, und
Figur 2: eine schematische dreidimensionale Querschnittsdarstellung der Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ölfördersystems mit einem erfindungsgemäßen Injektionssystem gemäß Fig. 1.

The present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawing figures. The terms "left", "right", "top" and "bottom" used herein refer to an alignment of the drawing figures with normally readable reference numerals. Show it:

FIG. 1: a schematic view of an inventive oil delivery system with an injection system according to the invention, and
FIG. 2: a schematic three-dimensional cross-sectional view of the embodiment of an inventive oil delivery system with an injection system according to the invention according to Fig. 1 ,

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren 1 und 2 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.Elements with the same function and mode of action are in the FIGS. 1 and 2 each provided with the same reference numerals.

Anhand von Figur 1 wird schematisch die Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Injektionssystems 10, eines erfindungsgemäßen Ölfördersystems 100 sowie eines entsprechenden erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.Based on FIG. 1 The method of operation of an injection system 10 according to the invention, an oil delivery system 100 according to the invention and a corresponding method according to the invention are explained schematically.

Figur 1 zeigt ein Ölfördersystem 100, das mit einem erfindungsgemäßen Injektionssystem 10 ausgestattet ist. Das Ölfördersystem 100 ist zur Förderung von Öl mit einer Förderungsbohrung 110 versehen, die in das Reservoir einer Gesteinsformation 200 ragt. Die Förderungsbohrung 110 ist innerhalb des Reservoirs der Gesteinsformation 200 mit Öffnungen versehen, die ein Aufnehmen von Öl aus dem Reservoir der Gesteinsformation 200 ermöglichen. Dabei wird für die Förderung sowohl ein Pumpvorgang durchgeführt, als auch durch den Eigendruck im Reservoir der Gesteinsformation 200 ein Fördern von Öl durch die Förderungsbohrung 110 ermöglicht. Selbstverständlich sind auch mehr als eine Förderungsbohrung 110 möglich. FIG. 1 shows an oil delivery system 100, which is equipped with an injection system 10 according to the invention. The oil delivery system 100 is provided with a production well 110 for production of oil, which projects into the reservoir of a rock formation 200. The production well 110 is provided within the reservoir of the rock formation 200 with openings that allow oil to be taken up from the reservoir of the rock formation 200. In this case, both a pumping operation is carried out for the promotion, as well as by the autogenous pressure in the reservoir of the rock formation 200 allows a pumping of oil through the production well 110. Of course, more than one production well 110 are possible.

Da es sich bei dem geförderten Öl nicht um reines Öl, sondern um ein vermischtes Fluid handelt, ist der Förderungsbohrung 110 eine Ölabtrennvorrichtung 112 nachgeschaltet, aus welcher das Öl als Produkt der Förderung abgetrennt wird. Das abgetrennte Öl wird abgegeben und den weiteren Nutzungszyklen zugeführt. Bei der Ausführungsform gemäß der Figur 1 wird ein Teil der abgetrennten Abfälle, in diesem Fall des abgetrennten Wassers, wiederverwendet. Die Wiederverwendung erfolgt bei dieser Ausführungsform in einem erfindungsgemäßen Injektionssystem 10, welches nachfolgend näher erläutert wird.Since the extracted oil is not a pure oil but a mixed fluid, the production well 110 is followed by an oil separator 112, from which the oil is separated as a product of production. The separated oil is released and fed to the further cycles of use. In the embodiment according to the FIG. 1 Part of the separated waste, in this case the separated water, is reused. The reuse takes place in this embodiment in an injection system 10 according to the invention, which will be explained in more detail below.

Das Injektionssystem 10 der Ausführungsform der Figur 1 ist mit einer Injektionsvorrichtung 20 ausgestattet. Die Injektionsvorrichtung 20 weist eine Injektionsbohrung 24 auf, welche ebenfalls in das Reservoir der Gesteinsformation 200 ragt. Dabei ist die Injektionsbohrung 24 deutlich von der Förderungsbohrung 110 beabstandet. Insbesondere liegen die beiden Bohrungen 24 und 110 an unterschiedlichen Enden des Reservoirs der Gesteinsformation 200. Um nun den gewünschten Fluidstrom durch das Reservoir der Gesteinsformation 200 zu erzeugen, ist die Injektionsvorrichtung 20 mit einer Pumpe 22 ausgestattet. Diese Pumpe 22 stellt einen Massenbeziehungsweise Volumenstrom an Fluid, insbesondere Wasser, zur Verfügung, welcher durch die Injektionsbohrung 24 in das Reservoir der Gesteinsformation 200 eingepumpt wird. Dazu ist die Injektionsbohrung 24 mit Öffnungen zum Reservoir der Gesteinsformation 200 ausgestattet, welche hinsichtlich ihres Öffnungsquerschnittes und/oder hinsichtlich der exakten Position, zum Beispiel ihrer Tiefe, innerhalb des Reservoirs der Gesteinsformation 200 variierbar sind.The injection system 10 of the embodiment of the FIG. 1 is equipped with an injection device 20. The injection device 20 has an injection bore 24, which also into the reservoir of the rock formation 200th protrudes. In this case, the injection bore 24 is clearly spaced from the production bore 110. In particular, the two bores 24 and 110 lie at different ends of the reservoir of the rock formation 200. In order to now produce the desired fluid flow through the reservoir of the rock formation 200, the injection device 20 is equipped with a pump 22. This pump 22 provides a mass flow or volume flow of fluid, in particular water, which is pumped through the injection bore 24 into the reservoir of the rock formation 200. For this purpose, the injection bore 24 is provided with openings to the reservoir of the rock formation 200, which are variable in terms of their opening cross-section and / or in the exact position, for example, their depth within the reservoir of the rock formation 200.

Um das einzubringende Fluid innerhalb des Injektionssystems 10 noch weiter vorzubereiten und an die gewünschte Funktion im Inneren des Reservoirs der Gesteinsformation 200 anzupassen, sind bei der vorliegenden Ausführungsform weitere Einrichtungen vorgesehen. So sind Reinigungsvorrichtungen 26 vorhanden, welche in der Lage sind das einzubringende Fluid, insbesondere das Wasser, zu reinigen. Auf diese Weise wird das Wasser, welches als abgetrennte Fraktion von dem geförderten Öl dem Injektionssystem 10 zugeführt wird, hinsichtlich Feststoffen und Ölrückständen gereinigt. Auch ist es möglich, dass eine Additivzugabe 28 vorhanden ist, die über chemische Additive insbesondere die Viskosität des einzubringenden Fluides verändert. Da normalerweise das abgetrennte Wasser aus der Förderung von Öl nicht ausreicht, um das gewünschte Volumen für die Erzeugung des Fluidstroms im Reservoir der Gesteinsformation 200 zur Verfügung zu stellen, ist zusätzlich eine Frischwasserzufuhr 29 vorgesehen, über die ebenfalls über Reinigungsvorrichtungen 26 Frischwasser mit der abgetrennten Fraktion des Wassers vermischt und von der Pumpe 22 durch die Injektionsbohrung 24 dem Reservoir der Gesteinsformation 200 zugeführt wird.In order to further prepare the fluid to be introduced within the injection system 10 and to adapt it to the desired function inside the reservoir of the rock formation 200, further devices are provided in the present embodiment. Thus, cleaning devices 26 are present, which are able to clean the fluid to be introduced, in particular the water. In this way, the water, which is supplied as a separated fraction of the conveyed oil to the injection system 10, is purified in terms of solids and oil residues. It is also possible that an additive addition 28 is present, which in particular changes the viscosity of the fluid to be introduced via chemical additives. Since normally the separated water from the production of oil is not sufficient to provide the desired volume for the generation of the fluid stream in the reservoir of the rock formation 200, a fresh water supply 29 is additionally provided, via which also via cleaning devices 26 fresh water with the separated fraction the water is mixed and supplied from the pump 22 through the injection bore 24 to the reservoir of the rock formation 200.

Um dem Injektionssystem 10 dieser Ausführungsform die erfindungsgemäße Qualität zu geben, ist eine Regeleinheit 30 vorgesehen. Diese Regeleinheit 30 ist in signalkommunizierender Weise mit einem Sensorsystem 40 verbunden. Dieses Sensorsystem 40 in dieser Ausführungsform zeigt exemplarisch zwei verschiedene Formen von Fluidsensoren 44, die alternativ oder aber parallel zueinander einsetzbar sind. So sind zum einen an der Oberfläche oberhalb des Reservoirs der Gesteinsformation 200 Fluidsensoren 44 angeordnet. Diese können in seismischer, akustischer oder elektromagnetischer Weise den Fluidstrom im Inneren des Reservoirs der Gesteinsformation 200 überwachen. Dabei wird der Fluidstrom insbesondere hinsichtlich seiner Wasserfront 210 überwacht. So wird vermieden, dass sich Kurzschlüsse zwischen dem Einbringen des Fluides durch die Injektionsbohrung 24 und der Förderbohrung 110 ergeben. Vielmehr bildet sich die Wasserfront 210 in einer Art und Weise aus, wie sie schematisch und beispielhaft in Figur 1 dargestellt ist. Insbesondere schiebt sie komplett oder im Wesentlichen komplett über das gesamte Reservoir in der Gesteinsformation 200 das darin enthaltene Öl auf die Förderbohrung 110 zu.In order to give the injection system 10 of this embodiment the quality of the present invention, a control unit 30 is provided. This control unit 30 is connected in a signal-communicating manner to a sensor system 40. This sensor system 40 in this embodiment exemplarily shows two different forms of fluid sensors 44, which can be used alternatively or in parallel with each other. For example, 200 fluid sensors 44 are arranged on the surface above the reservoir of the rock formation. These may monitor the fluid flow inside the reservoir of the rock formation 200 in a seismic, acoustic or electromagnetic manner. In this case, the fluid flow is monitored, in particular with regard to its water front 210. This prevents short circuits between the introduction of the fluid through the injection bore 24 and the delivery bore 110. Rather, the water front 210 is formed in a manner as shown schematically and by way of example in FIG FIG. 1 is shown. In particular, it pushes the oil contained therein completely or substantially completely over the entire reservoir in the rock formation 200 onto the production well 110.

Zusätzlich oder alternativ zu den Oberflächenfluidsensoren 44 ist es möglich, dass auch durch Tiefenbohrungen Fluidsensoren 44 direkt in das Reservoir der Gesteinsformation 200 oder in dessen Nähe eingebracht sind. Diese sind, wie aus der schematischen Abbildung der Figur 1 zu erkennen ist, insbesondere in unterschiedlichen Teufen innerhalb des Reservoirs der Gesteinsformation 200 oder in dessen Nähe angeordnet. So ist es nicht nur möglich die Wasserfront 210 hinsichtlich der Ausbildung von Kurzschlüssen grundsätzlich zu überwachen, sondern darüber hinaus auch die Gefahr von Kurzschlüssen hinsichtlich der einzelnen Teufen der Fluidsensoren zu bestimmen. So können je nach Tiefe des Fluidsensors 44 unterschiedliche Gefahrenpotenziale erhoben werden, sodass die Zufuhr von Fluid zur Erzeugung des Fluidstroms nicht nur grundsätzlich, sondern auch hinsichtlich der eingebrachten Tiefe variiert werden kann. So ist es möglich, dass unter Vermeidung von Kurzschlüssen trotzdem eine Maximierung des eingebrachten, also injizierten, Wassers durch die Injektionsbohrung 24 erfolgt. Je feiner die messbare Auflösung des Sensorsystems ist, umso genauer kann auch die Regelung durchgeführt werden.In addition or as an alternative to the surface fluid sensors 44, it is possible for fluid sensors 44 to be introduced directly into the reservoir of the rock formation 200 or in its vicinity through deep bores. These are, as shown in the schematic illustration of FIG. 1 can be seen, in particular arranged at different depths within the reservoir of the rock formation 200 or in its vicinity. Thus, it is not only possible to basically monitor the water front 210 with regard to the formation of short circuits, but also to determine the risk of short circuits with regard to the individual depths of the fluid sensors. Thus, depending on the depth of the fluid sensor 44 different risk potentials can be collected, so that the supply of fluid for generating the fluid flow not only in principle, but also in terms of the introduced depth can be varied. That's the way it is possible that while avoiding short circuits still maximizes the introduced, so injected, water through the injection hole 24 takes place. The finer the measurable resolution of the sensor system, the more accurate the control can be.

Die Regeleinheit 30 weist darüber hinaus signalkommunizierende Verbindungen sowohl zur Injektionsbohrung 24, als auch zur Förderbohrung 110 auf. An der Injektionsbohrung 24 ist ein Injektionssensor 42 vorgesehen, welcher sozusagen das Zwischenergebnis der Regelung durch die Regeleinheit 30 abnimmt. Hierfür ist der Injektionssensor 42 insbesondere ausgestaltet, um den Massen- beziehungsweise Volumenstrom, welcher durch die Pumpe 22 zur Verfügung gestellt wird, zu überwachen. In gleicher oder ähnlicher Weise kann eine Sensorik in der Förderungsbohrung 110 vorgesehen sein. Darüber hinaus ist es möglich, dass die Regeleinheit 30 Daten über den Wasseranteil erhält, welcher in der Ölabtrennvorrichtung 112 anfällt.In addition, the control unit 30 has signal-communicating connections both to the injection well 24 and to the production well 110. Provided on the injection bore 24 is an injection sensor 42 which, as it were, decreases the intermediate result of the control by the control unit 30. For this purpose, the injection sensor 42 is designed in particular to monitor the mass or volume flow which is made available by the pump 22. In the same or a similar way, a sensor may be provided in the production well 110. In addition, it is possible that the control unit 30 receives data on the proportion of water, which is obtained in the Ölabtrennvorrichtung 112.

Um die Regelung in erfindungsgemäßer Weise durchführen zu können, ist die Regeleinheit 30 mit der Pumpe 22 und/oder anderen Komponenten des Injektionssystems 10 verbunden.In order to be able to carry out the control in accordance with the invention, the control unit 30 is connected to the pump 22 and / or other components of the injection system 10.

In Figur 2 ist die Ausführungsform der Figur 1 in dreidimensionaler Weise dargestellt. Hier ist zu erkennen, dass sich wiederum die Förderungsbohrung 110 und die Injektionsbohrung 24 an unterschiedlichen Positionen hinsichtlich ihrer zweidimensionalen Ausdehnung innerhalb des Reservoirs der Gesteinsformation 200 befinden. Auch die Fluidsensoren 44 sind sowohl an der Oberfläche oberhalb des Reservoirs der Gesteinsformation 200, wie auch innerhalb desselben an unterschiedlichen Positionen angeordnet. Durch die unterschiedliche Positionierung wird eine zweidimensionale, insbesondere eine dreidimensionale, Überwachung erzielt. Eine dreidimensionale Überwachung beinhaltet neben der flächigen Überwachung auch eine Tiefenüberwachung des Fluidstroms zwischen der Injektionsbohrung 24 und der Förderbohrung 110. Sowohl die Fluidsensoren 44 innerhalb des Reservoirs der Gesteinsformation 200, wie auch diejenigen auf der Oberfläche können dabei vorteilhafter Weise in einer Art Matrix angeordnet sein, welche hinsichtlich der Tiefe und/oder der zweidimensionalen Erstreckung ein möglichst hoch auflösendes Abbild der exakten Fluidstromsituation innerhalb des Reservoirs der Gesteinsformation 200 wiedergeben. Auf diese Weise kann eines der erfindungsgemäßen Ziele, nämlich die Erzeugung eines geschlossenen Regelkreises zur Verbesserung der Erreichung der taktischen und strategischen Ziele in optimaler Weise erreicht werden.In FIG. 2 is the embodiment of FIG. 1 shown in three dimensions. Here it can be seen that in turn the production well 110 and the injection well 24 are located at different positions with respect to their two-dimensional extent within the reservoir of the rock formation 200. Also, the fluid sensors 44 are arranged both at the surface above the reservoir of the rock formation 200, as well as within the same at different positions. Due to the different positioning, a two-dimensional, in particular a three-dimensional, monitoring is achieved. A three-dimensional monitoring includes in addition to the area monitoring and a depth monitoring of the fluid flow between the injection bore 24 and the Production well 110. Both the fluid sensors 44 within the reservoir of the rock formation 200, as well as those on the surface can be arranged advantageously in a kind of matrix, which in terms of depth and / or the two-dimensional extent as high-resolution image of the exact fluid flow situation within of the reservoir of the rock formation 200. In this way, one of the objects of the present invention, namely, the generation of a closed loop to improve the achievement of the tactical and strategic goals, can be achieved in an optimum manner.

Die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen beschreiben die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Die beschriebenen Merkmale einzelner Ausführungsformen können dementsprechend frei, sofern technisch sinnvoll, miteinander kombiniert werden ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The embodiments described above describe the present invention purely by way of example. The described features of individual embodiments can accordingly freely, if technically feasible, be combined with each other without departing from the scope of the present invention.

Claims

An injection system (10) for an oil handling system (100) for pumping oil from a rock formation reservoir (200)
an injection device (20) for introducing a fluid flow into the reservoir of the rock formation (200) with at least one pump (22) and at least one injection well (24) into the reservoir of the rock formation (200),
a control unit (30) for controlling the fluid flow through the injection device (20) and
a sensor system (40) in signal communication with the control unit (30) having at least one fluid sensor (44) for monitoring fluid flow within the reservoir of the rock formation (200).

Injection system (10) according to claim 1, characterized in that at least one injection sensor (42) for monitoring the fluid flow through the injection device (20) is arranged.

Injection system (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one fluid sensor (44) is a seismic, an acoustic and / or an electromagnetic sensor.

Injection system (10) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one fluid sensor (44) is arranged within the reservoir of the rock formation (200).

Injection system (10) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one fluid sensor (44) is arranged on the surface above the reservoir of the rock formation (200).

Injection system (10) according to one of the preceding claims, characterized in that one of the at least one fluid sensors (44) is designed such that it can monitor the fluid flow at different locations of the reservoir of the rock formation (200), in particular at different depths.

Injection system (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (30) the injection device (20), in particular the pump (22), with respect to the fluid flow on the basis of the data provided by the sensor system (40) automatically and / or or semiautomatically regulates.

Injection system (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that in the injection device (20) at least one cleaning device (26) for the fluid flow to be introduced, in particular for the purification of oil residues and / or residual solids, is present.

Oil conveying system (100) for conveying oil from a reservoir of a rock formation (200) with at least one production well (110) and at least one injection system (10) having the features of one of claims 1 to 8.

A method of controlling an injection system (10) for an oil production system (100) adapted to extract oil from a reservoir of a rock formation (200), comprising the following steps: Monitoring a fluid flow introduced into the reservoir of the rock formation (200) within the reservoir,

● Evaluation of the monitored fluid flow and

● Regulation of the fluid flow to be introduced within the injection device (20) on the basis of the evaluation.

A method according to claim 10, characterized in that the following additional step is performed: ● monitoring the fluid flow to be introduced within an injection device (20).

A method according to claim 10 or 11, characterized in that the step of evaluating comprises the following two sub-steps: ● Saving the monitoring results at each monitoring time and

● Comparison of current monitoring results with monitoring results from the previous monitoring moments.

Method according to one of claims 10 to 12, characterized in that the injection system (10) has the features of one of claims 1 to 8.