EP2740894A1 - Assembly and method for inserting heat into a geological formation by electromagnetic induction - Google Patents
Assembly and method for inserting heat into a geological formation by electromagnetic induction Download PDFInfo
- Publication number
- EP2740894A1 EP2740894A1 EP12195930.8A EP12195930A EP2740894A1 EP 2740894 A1 EP2740894 A1 EP 2740894A1 EP 12195930 A EP12195930 A EP 12195930A EP 2740894 A1 EP2740894 A1 EP 2740894A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- conductor
- bore
- oil
- deposit
- arrangement according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 title claims abstract description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 214
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims abstract description 38
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims abstract description 15
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 8
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 38
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 34
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 30
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 22
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 22
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 15
- 229920001503 Glucan Polymers 0.000 claims description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 4
- 238000005339 levitation Methods 0.000 claims description 4
- 239000012267 brine Substances 0.000 claims description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 2
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 116
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 116
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 55
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 27
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 16
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 12
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 12
- 238000013461 design Methods 0.000 description 10
- 238000011161 development Methods 0.000 description 10
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 10
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 238000010796 Steam-assisted gravity drainage Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 5
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000010794 Cyclic Steam Stimulation Methods 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000008589 Obesity Diseases 0.000 description 1
- 238000010793 Steam injection (oil industry) Methods 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010797 Vapor Assisted Petroleum Extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000010291 electrical method Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 235000020824 obesity Nutrition 0.000 description 1
- 235000019476 oil-water mixture Nutrition 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B36/00—Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones
- E21B36/04—Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones using electrical heaters
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
- E21B43/2401—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection by means of electricity
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C41/00—Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
- E21C41/16—Methods of underground mining; Layouts therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
- H05B6/105—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor
- H05B6/108—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor for heating a fluid
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2214/00—Aspects relating to resistive heating, induction heating and heating using microwaves, covered by groups H05B3/00, H05B6/00
- H05B2214/03—Heating of hydrocarbons
Definitions
- the invention relates to an arrangement and a method for introducing heat into a geological formation, in particular in a present in a geological formation deposit, in particular for the production of a hydrocarbonaceous substance - in particular oil - from the deposit, wherein an opening of the deposit with shafts, tunnels , Routes or other mine structures.
- the invention relates in particular to the recovery of viscous, high-viscosity and bitumen-type petroleum oils.
- SAGD steam assisted gravity drainage
- CSS cyclic steam stimulation
- THAI toe to heel air injection
- VAPEX vapor extraction process
- the most widely used and applied "in situ" process for the promotion of viscous oils and bitumen is the SAGD process, which is exemplified below.
- steam is pressed under pressure through a horizontal bore within the reservoir, the borehole is equipped for this purpose with a special slotted injection pipe.
- the heated, molten and detached from the sand or rock bitumen / heavy oil seeps to a second slotted pipe - the production pipe - that in about 5 m (distance from the injector and production pipe depending on reservoir geometry) deeper horizontal wellbore is introduced and through which the liquefied bitumen / heavy oil is extracted.
- the water vapor fulfills several tasks at the same time, namely the introduction of heating energy for liquefaction, the detachment of the sand, and the pressure build-up in the reservoir, on the one hand to make the reservoir permeable to bitumen transport (permeability) and on the other hand to facilitate the promotion of bitumen.
- SAGD phase a steam circulation phase over several months followed by a production phase (SAGD phase), in which case the steam injection is continued.
- a method for mining development is, for example, from the abstract of the patent application RU2268356 in which steam from a mining tunnel (shaft) is introduced into a zone to then promote oil.
- the invention relates to an arrangement for introducing heat into a geological formation, in particular in a geological formation - ie in the underground - present deposit, in particular for the recovery of a hydrocarbonaceous substance - in particular oil - from the deposit, wherein in the geological formation at least one underground mine construction is mined and the mine construction comprises at least one shaft and / or at least one route.
- the mining manufacture of mine construction is particularly for a pit mining or
- an electrical conductor is at least partially introduced in the geological formation, wherein the conductor extends in a first conductor piece within the mine.
- the conductor has at least one conductor section which is designed such that, in operation, an electromagnetic field acts on the ground adjacent to the conductor section by means of electromagnetic induction, so that an increase in temperature and thus a reduction in the viscosity of one in the adjacent soil present substance is effected.
- This heated substance is, in particular, the said hydrocarbon-containing substance, in particular petroleum present in the subsurface.
- introduction of heat is to be understood in particular as the introduction of heat or the achievement of a temperature increase, so that a higher temperature is established within the deposit.
- the increase in temperature has an effect on organic substances of the neighboring soil.
- the increase in temperature preferably results from the fact that in electrically conductive layers of the soil due to the electromagnetic field eddy currents form by induction, which then produce Joule heat, which cause a temperature increase and thus a reduction in the viscosity of the substance located in the ground.
- tunnel is understood to mean a mine construction that is largely horizontal or slightly rising, with the tunnel beginning at the surface of the day.
- Routes and tunnels are thus usually underground passages. They preferably have at least one cross-section that personnel, equipment or cleared soil can pass through the track or the tunnel.
- a mere bore for a pipe should not be understood as a route or tunnel.
- adjacent soil is the surrounding soil surrounding the electrical conductor or ground with a distance from the electrical conductor, if in the distance nor the electromagnetic field of the conductor acts.
- soil is to be understood as sandy, possibly solidified, cemented rock as well as rocky rock, including all substances contained in the soil, such as the hydrocarbon-containing, oily components to be delivered.
- the invention is particularly advantageous in that because of already existing or previously introduced mine structures - ie shafts, routes and / or tunnels - simplified drilling can be used to the electrical conductor and drainage lines for conveying the fluid substance, consisting essentially of crude oil and water to bring in.
- the electrical conductor is formed in the preferred embodiment as a closed uninterrupted loop, with the return conductor to a frequency generator can be connected, which energizes the electrical conductor with a designated frequency.
- a predominantly straight bore from / to the shaft or from / to the track can be created for the conductor.
- a bore for a production pipe for the routing of a liquid product from or to the shaft or track can be performed.
- injection tubes for the introduction of a fluid in the ground which can also be installed in holes from or to the shaft or from or to the track. Due to the inclusion of shafts and routes for further drilling, largely straight, curvature-free holes for the installation of the conductor can be performed.
- the shafts and stretches can also be used for collecting and for transporting the product.
- the shafts and tracks of the frequency generator or other electronic components for the operation of the electrical conductor can be installed.
- the shafts and tracks allow a portion of the ladder to be positioned in a hoistway and / or a track, particularly along the length of the hoistway and / or the track or even across the hoistway and / or the track.
- the shafts and routes allow a simplified installation of the conductor in the form of a conductor loop having two substantially parallel conductor sections, with low curve radii of the conductor loop, because the curve of the conductor loop in the shaft and / or track can be done.
- a hole of curved radii in the ground can thus be avoided or the number of curved holes can be reduced.
- a desired loop for the electrical conductor is preferably formed so that the electrical conductor is guided through a bore of the frequency generator in a route, there within the track, possibly with a transition to another route, is led to the next hole, which leads back to the frequency generator.
- the invention also relates to an installation method, wherein at least one shaft and / or at least one route for a shaft excavation is laid in the ground. Furthermore, a hole is made for a conductor in which an electrical conductor is at least partially immersed in the ground - i. into the geological formation - is introduced.
- the invention also relates to an operating method in which, for an aforementioned arrangement of the conductor is operated so that in operation an electromagnetic field acts on the conductor portion adjacent ground by means of electromagnetic induction, so that an increase in temperature and thus a reduction of Viscosity of the substance present in the adjacent soil is effected.
- an electrical conductor which in operation purposely surrounds an electromagnetic field so that a surrounding soil is heated by means of electromagnetic induction.
- electromagnetic induction is carried out according to the invention above a threshold below the inevitable induction processes as by-products.
- a first conductor piece of the conductor is arranged in the at least one shaft and / or in the at least one path. This can be implemented so that the conductor in this first conductor piece has no direct physical contact with the soil and is not directly enclosed by the soil.
- the first conductor piece can come freely in the shaft or track to lie down. As a result, in particular small radii of curvature of the conductor are possible. In addition, access to the ladder by installation or operating personnel is possible.
- a at least one bore provided for the installation of the electrical conductor can have a curved section and a quasi-horizontal section. Furthermore, the hole in the mine can end.
- a second conductor piece of the conductor can be arranged in a hole in the ground and be in contact with the soil.
- the conductor can be sheathed and / or the bore can be cased, so that the transition of the conductor to the surrounding soil on this mantle and / or this pipe and / or cavities in the ground takes place. It should be understood that this is not a thermal or electrical transition between conductor and soil, but only a surrounding field of the conductor.
- the conductor is in particular without it surrounding piping laid.
- non-metallic tubing may be used.
- a sheath of the conductor made of non-metallic material.
- two substantially parallel bores can be made between two substantially parallel - ie quasi-parallel - bores, and the conductor is drawn into the parallel sections and the parallel bores so that the conductor forms a conductor loop.
- This can preferably be carried out in such a way that a conductor loop with a first conductor section can be laid substantially horizontally in a first bore and the first bore can terminate in a first route extending substantially at right angles thereto, and furthermore in that the conductor loop is connected to a second conductor.
- Section in a second bore may be laid substantially horizontally and the second bore may terminate in the substantially perpendicular thereto first distance, and moreover, the conductor loop may comprise a third conductor portion which may be arranged in the first path and a connection between the first Can provide conductor section and the second conductor section.
- the first conductor section is guided via the first bore or via the at least one shaft to the earth's surface and that the second conductor section is guided via the second bore or via the at least one shaft to the earth's surface.
- a frequency generator installed on the surface for energizing the electrical conductor can be connected to the conductor.
- a conductor loop can be brought together and / or closed in a mine construction, in particular in a second route. This can be done in particular by having two conductor ends in the immediate vicinity be brought to each other so as to connect to a frequency generator can.
- This can preferably be implemented so that the first conductor section ends at the first distance opposite the first hole in a substantially perpendicular to the first bore extending second distance and that the second conductor portion at the first distance opposite end over the second bore terminates in the second path extending substantially at right angles to the second bore and at least a fourth conductor section of the conductor loop - preferably two fourth conductor sections - is arranged in the second path.
- the two fourth conductor sections preferably run in opposite directions towards each other.
- the frequency generator and / or further electronic components for operating the electrical conductor on the surface - upper - be arranged.
- at least a fifth conductor section of the conductor loop can be arranged in a vertical bore extending from the second track or a vertical shaft extending from the second track, wherein the at least one fifth conductor section preferably provides a connection to a frequency generator.
- "Vertical" is understood to mean that such a bore or slot has a vertical vector component that is larger than a horizontal vector component of the bore or slot. Ideally, the horizontal vector component is zero so that there is a perfectly vertical orientation.
- the fifth conductor section may thus be substantially vertical or inclined with respect to the surface.
- bores and tubes installed in them can preferably be provided, via which the substance can be discharged or via which water can be fed in liquid form or as a vapor, possibly with the addition of further components such as electrolytes.
- This may preferably be such that between two arranged at a first depth substantially parallel conductor sections parallel to an injection tube for feeding a fluid to be injected into the reservoir and / or a production pipe - a collecting pipe - for discharging a fluid removed from the reservoir is arranged.
- the said tubes can be slit and formed permeable in another form, so that liquid and / or gas - possibly including smaller solids - can enter or exit.
- a supply of the fluid to be injected to the injection tube may preferably via the at least one pit - a shaft, a track and / or a tunnel - done.
- a discharge and / or collection of the removed fluid from the production pipe can take place via the at least one pit construction.
- an injection pipe and / or a production pipe can be arranged within the first bore in addition to the conductor or after removal of the conductor as an alternative to the conductor. Furthermore, within the second bore, in addition to the conductor or after removal of the conductor, as an alternative to the conductor, an injection tube for injecting a fluid to be injected into the reservoir and / or a production tube for discharging a fluid withdrawn from the reservoir may be arranged.
- a frequency generator can be provided for operating the conductor.
- the frequency generator can be arranged on the earth's surface or in the mine.
- ends of the conductor in particular in underground installation of the high-frequency generator, can be connected in an explosion-proof and / or weather-resistant terminal box, which can be sealed against the frequency generator and protected against explosion.
- two of the at least one shafts or stretches can be arranged quasi-parallel.
- the at least one route - or both of the two routes mentioned - can be arranged in the direction of sweeping of an oil-carrying layer.
- One or more holes provided for the conductor between the pit structures may be arranged at an inclination of the fall line or in the levitation direction of the oil bearing layer.
- a first of the at least one route can be arranged in the ridge rocks of an oil-bearing layer and a second of the at least one route in the brine rocks of the oil-carrying layer.
- the pit construction may be provided in an oil bearing layer of the deposit and / or in by-products of the deposit.
- the provision in the secondary rocks may preferably be formed such that a first of the at least one route in the ridge rocks of an oil-bearing layer and that a second of the at least one route in the brines of the oil-carrying layer (5) are arranged.
- At least two further quasi-parallel bores can be arranged in the oil-carrying layer with an intervening gap.
- the design according to the invention further includes, in addition to the above explained as a structural arrangement ideas, the necessary construction steps - ie drilling holes, digging, drilling and insertion of shafts and stretches including required static stabilization measures, the insertion of the conductor in the Drilling or mine construction (routes or shafts).
- the operating methods for the arrangements described above are to be understood as belonging to the invention or as a further development thereto. In particular, this applies to the operation of the installed underground conductor by applying the conductor with AC voltage, preferably for obtaining the - especially hydrocarbon-containing substance.
- the method for introducing heat into a geological formation, in particular into a deposit which is present in a geological formation, in particular for obtaining a hydrocarbon-containing substance, in particular bound petroleum in an arrangement described above can be made in time after a flow through the current-carrying conductor Increasing the temperature of a heated zone of up to 120-140 ° C, the heated zone with an aqueous fluid medium comprising water and preferably at least one glucan having a ⁇ -1,3-glycosidically linked main chain and ⁇ -1,6-glycosidically linked side groups to be flooded.
- the glucan may preferably have a weight-average molecular weight of 1.5 * 10e6 to 25 * 10e6 g / mol.
- inventions of the invention furthermore relate, in particular, to the following aspects, wherein concepts formulated as methods also disclose an arrangement for carrying out this method, or vice versa:
- a first embodiment relates to a method for oil production by pit mining, the deposit can be digested mining down the vertical or inclined shafts / tunnels and the tracks can be driven as mine construction, at least two holes can be drilled in the oil-bearing layers in the holes the electrical wires that make up the induction loop form, can be laid, the deposit inductively heated and the petroleum can be promoted with reduced viscosity, at least one mine can be drilled in the oil-bearing layer or in the adjacent rocks of the oil-bearing layer and - especially from the surface - at least two holes with quasi-horizontal , Quasi-parallel sections can be drilled to the junction of the pit construction from one side, the axes of the quasi-horizontal borehole sections quasi-perpendicular oriented to the axis of the mine and the electrical lines in the two holes and in the mine can be laid with a loop.
- the holes may be drilled at least in two rows, the rows of holes may be positioned to the left and right of the pit construction axis, and the pit may be crossed by quasi-horizontal wellbore sections from both sides.
- the inductor can be energized until an increase in temperature of the heated zone in the reservoir to up to 120 ° C or up to 140 ° C. After this temperature increase of the heated zone, the heated zone can be flooded with aqueous fluid medium.
- this fluid medium may comprise at least one glucan (G) having a ⁇ -1,3-glycosidically linked main chain and ⁇ -1,6-glycosidically linked side groups, the glucan having a weight average molecular weight Mw of 1.5 * 10e6 25 * 10e6 g / mol.
- the flood medium can be pressed into the deposit from the mine workings.
- a first horizontal bore can be used as an injector and another horizontal bore as a production well.
- At least one pit can be drilled in the oil-bearing layer or in the secondary rocks of the oil-bearing layer and the bores are drilled with quasi-horizontal, quasi-parallel sections to the junction of the mine from one side, the axes of the quasi-horizontal borehole sections quasi-perpendicular to the axis of Mining can be oriented and the electrical lines in the two holes and in the mine can be laid with the formation of a loop.
- the holes may be drilled at least in two rows, wherein the rows of holes can be positioned to the left and right of the pit construction axis and the mine can be crossed from both sides with quasi-horizontal wellbore sections.
- a frequency generator can be provided, which feeds the inductor loop with a frequency between 1 kHz and 500 kHz.
- the frequency generator may be designed explosion-proof in a special embodiment.
- the ends of the induction loop can be connected in a specially arranged, separate explosion-proof terminal box, which is sealed against the frequency generator explosion-proof and sealed.
- the frequency generator can be designed as a converter with power semiconductors. These can preferably be water-cooled and recooled via a special recooler via the mine water.
- thermosiphon if no recooling medium is provided, a heat pipe or a thermosiphon be installed, which is an explosion-proof Cooling allowed and works independently of an external cooling medium.
- the inverter can be designed in a special design, which is containerized weatherproof and in which the power components are mounted shockproof.
- the invention further relates in one embodiment, a method for oil production by pit mining, the deposit mining can be digested, abteuft the vertical or inclined shafts / tunnels and the tracks can be driven as mine work, the holes can be drilled in the oil-bearing layers, in the holes, the electrical lines that form the induction loop, can be laid, the deposit inductively heated and petroleum can be promoted with reduced viscosity, at least two quasi-parallel mine structures can be driven in the oil-bearing layer or in the adjacent rocks, at least between the mines two continuous quasi-parallel holes can be drilled in the holes, the induction loop can be laid, wherein the initial portion and the end portion of the induction loop can be arranged in a pit and a part d he induction loop in the other pit construction between two bore entrances can be freely laid.
- the mine in which the starting portion and the end portion of the induction loop are arranged, can be connected by a quasivertikale bore with a top.
- a quasivertikale bore with a top.
- sections of the induction loop or electrical leads for connecting the induction loop to the frequency generator or the electric power source can be laid.
- the electrical conductor may be formed as an induction line so that he high-frequency current, loss as Operated resonant circuit, can carry. Since both ends are preferably connected to the frequency generator, the induction line forms an induction loop. The technical realization of the electrical line is performed as a resonant circuit.
- the frequency generator can be designed as a frequency converter, which converts a voltage having a frequency of 50 Hz or 60 Hz from the mains into a voltage with a frequency in the range of 1 kHz to 500 kHz.
- the frequency converter can be installed on a day-to-day basis. Alternatively, the frequency converter can be placed in a pit.
- the two quasi-parallel mine structures can preferably be ascended at different depths.
- the start portion and the end portion of the induction loop may be located in the pit that is higher than the second pit.
- At least one non-continuous production well can be drilled from a mine that connects the heated reservoir zone to one of two quasi-parallel well structures.
- At least one production well may preferably be drilled in the storage zone heated by the induction loop.
- At least one non-continuous injection well from a mine can be drilled between two continuous quasi-parallel bores in which the induction loop is arranged.
- the through holes in which the returning or the supplying electrical Conduction of the induction loop are laid, are used as production wells.
- the hole can be used simultaneously or in succession for the induction loop and for the removal of production.
- the freed from the electrical line bore can be used as a production well.
- the freed from the electrical line bore is used as injection hole.
- the return or the feeding electrical line of the induction loop can be removed from a bore and routed in an adjacent through bore.
- the orientation of the holes is carried out according to the geological conditions.
- the two quasi-parallel mining structures can be driven in the direction of strike of the oil-bearing layer and the through-holes drilled in the dip or in the levitation of the oil-bearing layer.
- a mine in the ridges of the oil bearing layer and the second mine in the brines of the oil-bearing layer can be driven.
- the oil deposit can be developed by disc removal and opposite to the direction of fall (floating disturbance), whereby for each disc two quasiparallel pits can be driven.
- Drilling holes are drilled in the oil bearing layer and a gap is formed between the additional holes.
- Continuous gaps can be formed between additional holes with a Seilschrämetic.
- the mining structures can be ascended at least in two conveying horizons, driving through passages in each conveying horizon between the mining structures, and connecting the through-holes with through-holes bored in the oil-bearing layer.
- the previous embodiments are directed essentially to the heating for the promotion of present in the deposit petroleum or other carbonaceous substances.
- the method according to the invention can also be used in other environments or fields of application, mining, tunneling and / or construction. For example, by heating induction-excitable substances, recovery of e.g. supported by metals from ore deposits.
- the underground leaching is a well-known and widely used technology in the mining of many metals such as uranium, gold, copper, cobalt.
- different aqueous solutions eg weak solution of sulfuric acid
- the solutions filter through the porous or fissured rocks / ores.
- the oxidizing solution mobilizes the metals, with the efficiency of mobilization and / or leaching highly dependent on the temperature of the reservoir and / or the solution.
- the use of the described device allows the temperature increase directly in the ore deposit, which reduces the leaching time and increases the yield.
- the figures show an oil reservoir - hereinafter also reservoir, production layer or merely referred to as reservoir - with highly viscous petroleum or bitumen or heavy oil (for example, a dynamic viscosity, ie viscosity, from 200 to 1000000 cP, where cP stands for centi-poise, and wherein the values given in the SI system correspond to 0.2 to 1000 Ns / m 2 ), which, for example, lies at a depth - also referred to as depth in the mining industry - below the earth's surface of 50 to 1200 meters.
- This oil deposit should be open to mining in the figures or be, ie it is developed for mining by means of mine construction and includes shafts and routes.
- a mine is to be understood as a mine construction in mining, with which the deposit is opened up from the surface - above ground. Manholes serve to transport people and material.
- shafts for the promotion of degradation products - eg serve the hydrocarbonaceous substance to be pumped, especially petroleum - as well as the ventilation or fresh air supply.
- a shaft is, in particular, significantly larger in size than a diameter of a current-carrying conductor over which an electromagnetic field is to be built up in the underground during operation.
- a shaft runs vertically or inclined to the vertical in the underground, ie in the geological formation.
- a mining mines which is designed as a largely horizontal or slightly inclined, elongated cavity and adjacent to the deposit or passes through the deposit. Routes can be connected to other routes and are protected by shafts.
- FIG. 1 schematically shows a simplified structure of a simple pit construction as a section in plan view.
- Two shafts 1 are provided to connect to the surface. Furthermore, distances 2, 3, 4 are provided in the illustrated plane.
- the routes 2 are preferably available for access in the deposit underground. Lanes 3 and 4 are preferably substantially parallel stretches that enclose or penetrate a potential oil-bearing layer.
- the surrounding area may be referred to as reservoir block 12 as a deposit according to the invention and preferably comprises fractions of petroleum.
- the vertical or inclined shafts 1 are sunk into the ground - that is driven into the subsurface mining.
- the routes 2, 3, 4 are created as a further mine in the underground.
- the mine construction - ie the shafts 1 and the Lines 2, 3, 4 - are preferably positioned or ascended in secondary rocks of oil-bearing layers or directly in the oil-carrying layer. Conventional mining equipment and machinery can be used for this.
- the mine structures can be used for the ventilation of the mine construction network - ie the supply of air -, the transport of materials and the oil to be demanded.
- two substantially parallel sections 3 and 4 are created in the underground.
- the routes 3, 4 can be horizontal or inclined.
- the stretches 3, 4 should preferably be erected or raised in the oil-bearing layer or in the adjacent rocks - next to the oil-bearing layer.
- At least two continuous quasi-parallel bores 6 are drilled into which the electrical line can be laid.
- the continuous quasi-parallel holes 6 are after FIG. 1 Underground starting from one track - eg track 3 - and ending in another track - eg track 4 - drilled.
- Conventional mobile mining drilling rigs can be used for this.
- the cost of the construction of the holes 6 are in this case much lower than the possible drilling costs when drilling these holes directly from the surface, especially because only a straight hole is sufficient and drilling a curve is not needed.
- FIG. 1 is a section AA transverse to the routes 3 and 4 and indicated along the bore 6, which is now in FIG. 2 is considered further.
- the routes 3 and 4 are arranged in the underground. These stretches can be in a horizontal plane (not shown) or as in FIG. 2 indicated to be arranged at different depths. Between the distances 3 and 4 are the holes 6 - in section of FIG. 2 only one hole 6 can be seen - provided to install through it an inductor cable.
- the distance between the routes 3 and 4 can be, for example, from 20 to 1000 meters wide.
- the two quasi-parallel sections 3 and 4 may be arranged in the direction of the direction of the oil-bearing layer 5 and the holes 6 drilled in the direction of incidence or slippage of the oil-bearing layer 5 as a connection between the sections 3 and 4 become ( Fig. 2A ).
- the two quasi-parallel sections 3 and 4 can be built directly in the oil-bearing layer 5 (see. Fig. 2A ), especially when the rocks of the oil-bearing layer are stable and gas excretion from the rocks of the oil-bearing layer 5 is low, and the oil is highly viscous and does not escape under the forces of gravity and bearing pressure in the routes 3 and 4.
- One or both of the two quasi-parallel sections 3 and 4 can also be built in secondary rocks 18 above, below or next to the oil-bearing layer 5 (cf. Figs. 2B and 2C ), which are often more stable than the rocks of the oil-bearing layer 5.
- FIG. 3A Based Fig. 3A is now out for one Fig. 1 and 2 Known arrangement of lines 3 and 4, and holes 6 in a plan view of a largely horizontal sectional plane schematically illustrates how an inductor cable can be installed and what physical effects arise during operation.
- an electrical conductor 7 is laid, which is designed as a conductor loop.
- the electrical conductor 7 is designed as a so-called inductor and is operated in operation with AC voltage, so that builds up around the conductor 7, an alternating electromagnetic field, which in turn stimulates eddy currents in the naturally existing electrical conductivity of the reservoir, so that Joule heat generated - ie in the reservoir block 12 - located bound oil or other liquids are thus heated indirectly or directly.
- the conductor 7 preferably consists of a sequence of inductively and capacitively acting elements which form a series resonant circuit formed as a loop whose ends are connected to the frequency generator which energizes the loop.
- the electrical conductor 7 forms a conductor loop in which a substantially straight start section 71 comes to rest in the section 4, then continues over a bend 74 into a predominantly straight second line section 75. This second line section 75 is guided in one of the bores 6.
- the conductor 7 is then positioned over a further curvature 6 by a third largely straight line section 73 in route 3.
- a transition to a substantially straight fourth line section 76 takes place, which comes to rest within a further bore 6.
- Via a further curvature 74 the transition into the original path 4 takes place, in which an end section 72 of the conductor 7 is arranged. In this way, an almost completely closed conductor loop is formed.
- the frequency generator which is to be attached to the start section 72 and to the end section 71. This can be done within the course 4.
- the conductor 7 may be connected to the surface or inwardly by a substantially vertical bore 8 by means of two further conduit sections which adjoin the initial section 72 and the end section 71 another mining level are performed, where in turn the frequency generator can be arranged.
- the conductor 7 is laid in the holes 7 which are provided explicitly for the conductor 7, wherein the start section 71 and the end section 72 of the induction loop of the conductor 7 are arranged in section 4 and released there can be moved. Furthermore, the third line section 73 of the induction loop is laid freely in the path 3 arranged quasiparallel to the section 4 between the two bore entries of the bores 6.
- the distance between the continuous quasi-parallel bores 6 may for example be in the interval of 10 to 200 meters.
- Typical distances between the return conductors - the second line section 75 is regarded as a forward conductor and the fourth line section 76 as a return conductor - which form the induction loop of the conductor 7 are 5 to 60 m with an outer diameter of the conductor 7 of 4 to 50 cm ,
- the track is 4 in Fig. 3A in which the initial portion 71 and the end portion 72 of the induction loop are arranged, connected by a quasivertikale bore 8 with a top.
- electrical leads 10 shown in FIG Fig. 8 ) for the connection of the induction loop to the electric power source or the frequency generator 11 (see Fig. 8 ).
- the vertical bore 8 can also be formed as a shaft 1.
- the electrical leads 10 for the connection of the induction loop can thus be laid in the shaft 1.
- the electrical leads 10 may also be formed as an inductor.
- the electrical Feeders 10 may be formed as a cable with few losses, the first in the Fig. 3A Plane becomes an inductor that generates a significant electromagnetic field.
- the frequency generator 11 or the frequency converter can also be placed underground in a mine, e.g. in route 4.
- the frequency generator 11 preferably has an explosion-proof and / or weatherproof design.
- a hole 8 can be provided for each storage block 12 or per conductor loop.
- a bore 8 may be provided for many conductor loops and / or for many reservoir blocks 12.
- an alternating electric field is formed around the conductor 7, which excites eddy currents in the naturally existing electrical conductivity of the soil surrounding the conductor and thus inductively heats the soil by generating Joule heat.
- This heating zone 13 as surrounding soil is also in Fig. 3A shown, wherein the heating does not adjust only in the illustrated sectional plane, but in a three-dimensional volume.
- the two quasi-parallel routes or mine structures 3 and 4 can, as already in relation to Fig. 2 explained, are arranged in the different depths, that are driven at different Teufe, wherein the initial portion 71 and the end portion 72 of the induction loop 7 in the higher of the two sections 3, 4 can be arranged.
- the different depth of the routes 3 and 4 (as in Fig. 2 shown) favors the inflow of oils warmed up in reservoir block 12 through the wells and fissures in the deeper mine structures where the oil is collected and will continue to flow to a so-called swamp - a collection point.
- a conductor 7 may have a longitudinal inductance of 1.0 to 2.7 ⁇ H / m (micro Henry per meter length).
- the cross-capacitance coating is, for example, 10 to 100 pF / m (pico Farad per meter length).
- the characteristic frequency of the array is due to the loop length and shape and the transverse capacitance across the inductor loop.
- the conductor loop or induction loop acts as an induction heater in operation to introduce additional heat into the deposit.
- the active area of the conductor may describe a nearly closed loop (ie, an oval) in the substantial horizontal direction within the deposit.
- the active area may be adjoined by an end area, possibly located above ground.
- the above ground located portions of the beginning and end of the conductor can be electrically connected to a power source - a frequency generator - contacted. It is preferably provided that the line inductance of the conductor is compensated in sections by discrete or continuously executed series capacitances. It can be provided for the line with integrated compensation that the frequency of the frequency generator is tuned to the resonance frequency of the current loop.
- the capacitance in the conductor can be formed by cylindrical capacitors between a tubular outer electrode of a first cable section and a tubular inner electrode of a second cable section, between which a dielectric is located. Likewise, the adjacent capacitor is formed between the following cable sections.
- the dielectric of the capacitor is chosen so that it meets a high dielectric strength and high temperature resistance.
- the entire electrode may already be surrounded by an insulation.
- the insulation against the surrounding soil is advantageous in order to prevent resistive currents through the ground between the adjacent cable sections, in particular in the region of the capacitors.
- the insulation furthermore prevents a resistive current flow between the forward and return conductors.
- tubular electrodes can be connected in parallel.
- the parallel connection of the capacitors can be used to increase the capacitance or to increase its dielectric strength.
- a compensation of the longitudinal inductance can take place by means of predominantly concentrated transverse capacitances: Instead of introducing more or less short capacitors as concentrated elements in the line, and the capacitance - can be a two-wire line such.
- B. provide a coaxial line or multi-wire cables anyway over their entire length - are used to compensate for the L jossinduktterrorismen.
- the inner and outer conductors are alternately interrupted at equal intervals, thus forcing the flow of current through the distributed transverse capacitances.
- the structural design of the conductor loop can be made as a cable design or as a solid conductor design. However, the design is irrelevant to the electrical operation described above.
- a frequency generator for driving the electrical conductor is preferably designed as a high-frequency generator.
- the frequency generator can be constructed in three phases and advantageously include a transformer coupling and power semiconductors as components.
- the circuit may include a voltage impressing inverter.
- Such a generator may require operation under resonant conditions for its intended use to achieve reactive power compensation. If necessary, the drive frequency is suitably adjusted during operation.
- the following components can be present to control the conductor: Starting from the 3-phase AC mains voltage source z. B. 50Hz or 60 Hz, for example, a three-phase rectifier is controlled, which is followed by a DC link with capacitor, a three-phase inverter, which generates periodic square wave signals suitable frequency. Via a matching network from inductors and capacitors inductors are driven as output. A waiver of the matching network, however, is possible if the inductor is designed as an induction loop, which allows the adjustment of the required resonant frequency due to their inductance and the capacitive coating.
- the described frequency generators can basically be used as voltage-impressing power converters or, accordingly, as current-impressing power converters.
- the temperature in the heating zone 13 depends on the introduced electromagnetic power, which consists of the geological and physical (eg electrical conductivity) parameters of the deposit, as well as the technical parameters of the electrical arrangement, in particular consisting of conductor 7 and the high-frequency generator 11 , results.
- This temperature can reach up to 300 ° C and is adjustable by changing the current through the inductor loop.
- the regulation takes place via the frequency generator 11.
- the electrical conductivity of the deposit can be determined by additionally injecting water or another fluid, e.g. As an electrolyte can be increased.
- a typical temperature profile is in FIG. 3B shown.
- the ordinate indicates the temperature T
- the abscissa is the local position in the deposit
- the dashed lines representing the nearest points to an inductor portion
- the inductor portions of the forward and return conductors being spaced apart.
- the temperature profiles shown correspond to the arrangement Fig. 3A , In the upper diagram, a control of the conductor 7 took place over a period of time, initially no removal of the heated fluids having taken place.
- the temperature development initially occurs due to the induction of eddy currents in the electrically conductive layers of the reservoir block 12.
- temperature gradients that is, places of higher temperature than the original reservoir temperature (the original reservoir temperature corresponds to the zero value of the ordinate axis in the diagram).
- the places of higher temperature arise where eddy currents are induced.
- the starting point of the heat is therefore not the induction loop or the electrical conductor, but it is the eddy currents induced by the electromagnetic field in the electrically conductive layer. Due to the temperature gradient that occurs over time, heat conduction also occurs depending on the thermal parameters such as thermal conductivity, which compensates for the temperature profile. With a greater distance from the conductor 7, the strength of the alternating field decreases, so that only a lower heating is possible there.
- the lower diagram in Fig. 3B shows the temperature history at a time when the extraction of the oil has already started.
- the temperature in the reservoir has been compensated by heat conduction.
- the design of the electrical arrangement is therefore preferably chosen so that the penetration depth of the electromagnetic field typically corresponds to half the distance of the horizontally formed inductor conductor. This ensures that the electromagnetic field of a forward and return conductor of the conductor 7 is not compensated and on the On the other hand, the number of holes in relation to the thickness of the reservoir can be kept optimally low.
- the electromagnetic field reaches electrically conductive layers further away from the inductor cable and induces eddy currents there.
- the advantage is that it is a self-penetrating effect, which means that the absolutely introduced power into the reservoir can always be kept constant, eg. In the range of a few 100kW to several mega watts, e.g.
- the arrangement for inductive heating of the deposit which in the Figures 2 and 3 is shown is only one possible variant.
- Non-continuous means that the production well 14 is a kind of blind hole, which starts in contrast to the holes 6 of the track 4 but does not end in the track 3.
- the production bore 14 can be equipped with a delivery pipe (not explicitly indicated in FIG Fig. 4 ).
- the delivery pipe is intended to receive the fluent fluid including the oil and transported away.
- the number of production wells 14 depends on the dimensions of the reservoir block 12.
- Fig. 4 an installation of a second conductor 77 is indicated, which is laid in two further holes 6, wherein the distance between the next coming line sections of two adjacent conductors 7 and 77 should preferably be at least twice the distance of the penetration depth of the alternating field.
- the oil flows due to reduced viscosity in the production wells 14 and in each case installed delivery pipe.
- the flow of oil can be assisted by injecting fluids (water, water with additives, steam).
- the flooding media can be simultaneously injected into the two through holes 6 defining the reservoir block 12. Injecting the fluids into the two through holes 6 may take place during the heating of the reservoir block 12 and / or after the termination of the energization of the conductor 7.
- a packer 15 When injecting an output of the through holes 6 with a packer 15 is isolated as a blocking element (see. Figure 5 ). Injecting the fluids - in Fig. 5 indicated by arrows - after heating is particularly effective because the highly fluid made heavy oil can be displaced in this way easier. Also is in Fig. 5 indicated by further arrows the removal of the oil in the production pipe.
- each reservoir block 12 (at low reservoir depth) may be connected to the surface 9 through a vertical bore 16. This is in Fig. 8 shown.
- the bore 16 meets the heating zone 13 in the oil-bearing layer 5 and may be used for fluid flooding or oil production.
- the one or more packers 15 may be installed on the higher-elevation side 4 as shown in the figures. Possibly. however, it may be advantageous to install the packer 15 or packers on the side of the lower-lying section 3.
- Fig. 7 Between two continuous quasi-parallel holes 6, in which the induction loop of the conductor 7 is laid or laid to a previous period, at least one non-continuous injection hole 17 - provided for an injection pipe - drilled as a blind hole from one of the routes 3 or 4.
- the pressing of the flood media into the injection bore 17 preferably begins after reduction of the oil viscosity in the reservoir block 12.
- the returning or the feeding electrical line of the induction loop of the conductor 7 is preferably removed from a bore 6 and laid in the adjacent through hole 6 (dashed in FIG Fig. 4 indicated).
- the liberated from the electrical line bore 6, however, can be used as a production well or injection well.
- Fig. 8 becomes analogous to Fig. 2 a lateral section of a deposit shown schematically, wherein in the routes 3 and 4 and in the bore 6 of the conductor 7 is introduced. Furthermore, the conductor 7 is connected via the electrical leads 10 within the vertical bore 8 to the surface 9 of the frequency generator 11.
- the vertical bore 16 is provided, which allows a fluid from the surface to the oil-bearing layer 5 to be transported and injected there.
- a mine construction consisting of the routes 3 and 4 is built so that the route 4 in the ridges of the oil-bearing layer 5 - ie in the mountains above the oil-bearing layer 5 - and the second distance 3 in the sole rocks the oil-carrying layer 5 - ie below the oil-bearing layer 5 - are built (see. Fig. 9A ).
- the routes 3 and 4 are preferably ascended above the oil-water contact at the same altitude and the oil deposit is developed by disc removal and opposite to the direction of fall (floating disturbance).
- Fig. 9B is a plan view corresponding to the section BB in vertialer height of the distances 3 and 4 and the bore 6 is shown. It is made clear that an oil-bearing layer 5 as shown can also be curved or can take any shape.
- Fig. 10 shows Fig. 10A analogous Fig. 2 a vertical section parallel to one of the holes. 6
- Fig. 10B shows a matching vertical section.
- Fig. 10C shows an alternative embodiment to 10B, which does not Fig. 10A matches.
- the holes 19 and 20 are in a vertical surface (see Figs. 10A and 10B ) or in the area of the direction of incidence of the oil-carrying layer 5 (see Fig. 10C ) drilled.
- a rope 21 of a Seilschrämauss 22 is laid and formed a column 23 in the oil-bearing layer 5 by sawing.
- the distance between holes 19 and 20 is 1-10 meters.
- Correspondingly wide is also the column 23, the continuous or not can be formed continuously between mine structures 3 and 4.
- Fig. 10A begins the column 23 at distance 4 and ends, as far as the Seilschräm réelle 22 has penetrated so far.
- the gap 23 thus becomes longer during operation of the cable cutting device 22.
- the column 23 extends starting from route 4 in the direction of the route 3.
- a Seilschräm réelle 22 is usually used mainly in coal mining and now according to this embodiment, for oil extraction. Bitumen and high-viscosity oil often accumulate in geological strata with strengths smaller than the strength of the coal, e.g. B. in little cemented sand.
- the oil of the deposit acts like a lubricant in the oscillations of the rope 21 in the bores 19 and 20.
- the friction forces of the rope 21 are substantially reduced and the energy of the Seilschräm réelles 22 is mainly used for cutting / sawing the oil-bearing layer 5.
- the mines are at least in two funding horizons - ie different depth - moved up in adjacent rocks.
- routes 3 and 4 are created as before.
- the further sections 31 and 41 are arranged in a similar manner in the ground in a second level.
- Between the pairs of tracks 3, 4 and 31, 41 in each funding horizon each cut 24 mainly and preferably in a horizontal plane, for example, at a distance 20-50 meters from each other.
- the burrs 24, which are built in different winninghorizonten are also connected to through holes 6.
- the burrs 24 - which also represent a distance - traverse the oil-bearing layer 5.
- the burrs 24, which are built in a conveying horizon, are connected to each other by means of continuous transverse to the slits 25 bores.
- a conductor loop is then installed in a first bore 25 in the first delivery horizon, in a second bore 25 in the second delivery horizon and in two holes 6. This is in Fig. 12 which represents a section along the plane CC, wherein the section CC is again performed in the inclined plane of the holes 6.
- the holes 24 and 6 (see Fig. 12 ) introduced induction loop of the conductor 7 is operated again in operation for the heating of the deposit, in particular the oil-bearing layer 5.
- Fig. 13 is only a distance 2 - ie a pit - provided in which again a section of the conductor 7 comes to rest.
- the remaining sections of the conductor 7 are, however, all carried out in specially provided for the conductor 7 holes 66, wherein in contrast to the previous embodiments, a bore 67 is provided by the surface 9, which in addition to a substantially vertical portion after a bend 68 in a essentially horizontal extent of the bore 69 passes.
- the hole 69 ends in the distance 2.
- the conductor loop of the conductor 7 thus follows from the surface 9 of the holes 67, the curvature 68, the bore 69 and a crosspiece 70 in the distance 2, and again by another of the holes 69, a another bend 68 and another bore 67 to the surface 9.
- a frequency generator not shown.
- track 2 for the conductor loop allows a conductor loop to be laid which has a small radius of curvature in the transition between bore 66 and track 2 which is significantly less than a curvature made possible by a drill head.
- the conductor loop kinks at this point.
- the holes can be essentially limited to a respective curved point, whereby the drilling process can be easily performed.
- Fig. 14 two conductor loops 100 and 101 are installed, each of which has a conductor section 70 in a section 2 as just described. These conductor portions 70 may be formed so as not to emit electromagnetic waves, so that the conductor loops 100 and 101 do not adversely affect each other.
- a conductor loop 102 shown consisting of 4 holes from the surface, each with two holes meet from opposite sides in the distance 2.
- Fig. 15 now shows the representation of Fig. 14 in a vertical section.
- a connection is made from the surface 9 into the oil-bearing layer 5.
- a bend of the shaft takes place in a substantially horizontal extension.
- the now horizontally extending shaft now ends in the route 2, which is also located in the oil-bearing layer 5, wherein the route 2 can in turn be connected to a vertical shaft 1.
- Fig. 16 now shows a slightly different view of the Fig. 14 in a vertical section, with two routes 2 are provided, one above the oil-bearing layer 5 and below the opening layer 5.
- both sections 2 are vertically above one another and connected to a shaft 1 with each other.
- the bore for the inclined shaft 80 is again made obliquely from the surface 9 into the oil-bearing layer 5. Now takes place after a curvature of a connection of the shaft to one of the routes 2 such that the shaft extends substantially straight and in a straight line with the routes 2 is connected.
- a conductor loop is installed in this hole, it runs as far as possible in the desired area of the oil-bearing layer 5 and only in the edge region near the track or in the feed line from the surface outside this zone.
- Fig. 16 a first implementation is disclosed in which the line 2 is arranged above the oil-carrying layer 5, and a second implementation in which the line 2 is arranged below the oil-carrying layer 5.
- an obesity installation of the frequency generator which feeds the inductor loop with a high-frequency current is possible.
- an underground installation is possible.
- special requirements for explosion protection and / or cooling and / or weather protection should preferably be considered in underground installation of the frequency generator.
- converters are cooled via existing water connections via water / water recoolers or in the air via water / air recoolers.
- the forward and switching losses of the power semiconductors must be cooled so that they do not overheat.
- Underground after appropriate heating of the deposit may be high ambient temperatures, high humidity and possibly a lack of fluid recooling medium, such as mine water prevail. Therefore, it is necessary to use a special embodiment which dissipates the explosion explosion proof and weatherproof.
- a thermosiphon or a heat pipe can be used, which can work as an absolutely closed cooling system.
- the working medium of the closed cooling circuit which can be based on evaporation for the removal of heat and re-condensation, requires a cold end in which the cooling medium is re-condensed.
- an electrically operated heat pump can be used.
- a working medium in the cooling circuit media come into question, which evaporate at atmospheric pressure between 60 ° C and 120 ° C, eg water.
- a designated terminal box - a terminal box - for the connection of the forward and return conductors explosion proof and sealed run by the inverter, so that no explosive pit gases can penetrate, due to the non-excludable partial discharges due to the existing electrical voltages of up to several kiloVolt (kV) would ignite.
- kV kiloVolt
- the presented arrangements and methods are particularly advantageous for a bitum deposit z.
- oil viscosity 100,000cP It could be stored at a depth of 150-200 meters below the surface.
- the deposit may be formed by an oil-bearing layer with a thickness of 20 - 30 meters and an angle of incidence of 25 - 30 °.
- the oil can, under the given conditions in the layer at a temperature of 8 ° C, be immobile or slightly mobile for high viscosity.
- the oil-bearing layer can be made up largely of sand with a low degree of cementation.
- the Surface may be partially built up over the deposit contour.
- two vertical manholes can be drilled at the boundary of the reservoir contour.
- a hole from the surface is not needed.
- the filling systems as well as the transport and weathering sections can be built in the secondary rocks of the oil-bearing layer.
- two lines can be run parallel to each other with a distance of 200 meters directly in the oil-bearing layer. Between these pit structures continuous parallel holes can be drilled at a distance of 20-30 meters.
- the holes are provided with piping, in particular made of plastic and laid therein at least in two adjacent holes, the electrical lines that form the induction loop.
- At least one impact-resistant frequency generator can be installed. After heating the reservoir section, the previously used induction loop can be removed and the petroleum can be pumped with reduced viscosity.
- the invention is particularly advantageous if shafts and / or sections are already present and now liquefiable but highly viscous oil stocks are to be extracted.
- the inclusion of the existing shafts and / or tracks allows to install a conductor loop with a simple drilling technique and a simpler Borhwerkmaschine, since for the most part only just drilled or limited to a single curvature per hole.
- the invention is particularly advantageous for conveying heavy oil.
- the invention is particularly advantageous for conveying oil bound in sand layers, wherein the sand layers of rock and rock can be at least partially limited.
- the sand layers may be solid due to cementation.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Eintragen von Wärme in eine geologische Formation, insbesondere in eine in einer geologischen Formation vorliegenden Lagerstätte, insbesondere zur Gewinnung einer kohlenwasserstoffhaltigen Substanz - insbesondere Erdöl - aus der Lagerstätte, wobei eine Erschließung der Lagerstätte mit Schächten, Stollen, Strecken oder anderen Grubenbauten erfolgt. Die Erfindung betrifft insbesondere die Gewinnung von viskosen, hochviskosen und bitumenartigen Erdölen.The invention relates to an arrangement and a method for introducing heat into a geological formation, in particular in a present in a geological formation deposit, in particular for the production of a hydrocarbonaceous substance - in particular oil - from the deposit, wherein an opening of the deposit with shafts, tunnels , Routes or other mine structures. The invention relates in particular to the recovery of viscous, high-viscosity and bitumen-type petroleum oils.
Es ist bekannt, hochviskose und bitumenartige Erdöle - so genannte Ölsande - im Tagebau abzubauen. Dies erfolgt häufig in Regionen, in denen solche Lagerstätte aufgeschlossen bzw. von weniger als 75 m Sediment bedeckt sind.It is known to reduce high-viscosity and bitumen-type petroleum oils - so-called oil sands - in the open pit. This often occurs in regions where such deposits are open-ended or covered by less than 75 meters of sediment.
Bei unterirdischen Lagerstätten, ab einer Tiefe von etwa 75 m, bedient man sich häufig so genannter "In situ"-Methoden. Das bedeutet, dass bei dieser Technik der Ölsand - also der Sand und das Gestein mit dem enthaltenen Öl - an Ort und Stelle verbleibt. Das Öl bzw. das Bitumen wird mittels verschiedener Verfahren vom Sandkorn getrennt und fließfähiger gemacht, damit es gefördert werden kann. Die "in situ"-Methoden haben üblicherweise das Prinzip, die Temperatur im Untergrund zu erhöhen und somit die Viskosität des gebundenen Öls bzw. des Bitumens zu verringern und es fließfähiger zu machen, um es anschließend abpumpen zu können. Die Hitzeinwirkung bewirkt insbesondere, dass sich langkettige Kohlenwasserstoffe des hochviskosen Bitumens aufspalten.In subterranean deposits, from a depth of about 75 m, one often uses so-called "in situ" methods. This means that with this technique, the oil sands - the sand and the rock with the contained oil - remain in place. The oil or bitumen is separated from the grain of sand by various methods and made more fluid so that it can be conveyed. The "in situ" methods usually have the principle to increase the temperature in the ground and thus to reduce the viscosity of the bound oil or bitumen and make it more fluid in order to pump it afterwards. The effect of heat in particular causes long-chain hydrocarbons of the high-viscosity bitumen to split.
Als Verfahren, die auf diesen Prinzipien beruhen, sind insbesondere SAGD ("steam assisted gravity drainage"), CSS ("cyclic steam stimulation"), THAI ("toe to heel air injection"), VAPEX ("vapor extraction process") bekannt.As methods based on these principles are in particular SAGD ("steam assisted gravity drainage"), CSS ("cyclic steam stimulation"), THAI ("toe to heel air injection"), VAPEX ("vapor extraction process") known.
Das am weitesten verbreitete und angewendete "in situ"-Verfahren zur Förderung von viskosen Öle und Bitumen ist das SAGD-Verfahren, das im Folgenden beispielhaft erläutert wird. Dabei wird Wasserdampf unter Druck durch ein innerhalb des Reservoirs horizontal verlaufendes Bohrloch eingepresst, wobei das Bohrloch dafür mit einem speziellen geschlitzten Injektionsrohr ausgestattet ist. Das aufgeheizte, geschmolzene und vom Sand oder Gestein abgelöste Bitumen/Schweröl sickert zu einem zweiten geschlitzten Rohr - das Produktionsrohr -, dass in einem etwa 5 m (Abstand von Injektor- und Produktionsrohr abhängig von Reservoirgeometrie) tiefer gelegenen horizontalen Bohrloch eingebracht ist und durch welches die Förderung des verflüssigten Bitumens/Schweröl erfolgt. Der Wasserdampf erfüllt dabei mehrere Aufgaben gleichzeitig, nämlich die Einbringung der Heizenergie zur Verflüssigung, das Ablösen vom Sand, sowie den Druckaufbau im Reservoir, um einerseits das Reservoir technisch für einen Bitumentransport durchlässig zumachen (Permeabilität) und andererseits die Förderung des Bitumens zu ermöglichen.The most widely used and applied "in situ" process for the promotion of viscous oils and bitumen is the SAGD process, which is exemplified below. In this case, steam is pressed under pressure through a horizontal bore within the reservoir, the borehole is equipped for this purpose with a special slotted injection pipe. The heated, molten and detached from the sand or rock bitumen / heavy oil seeps to a second slotted pipe - the production pipe - that in about 5 m (distance from the injector and production pipe depending on reservoir geometry) deeper horizontal wellbore is introduced and through which the liquefied bitumen / heavy oil is extracted. The water vapor fulfills several tasks at the same time, namely the introduction of heating energy for liquefaction, the detachment of the sand, and the pressure build-up in the reservoir, on the one hand to make the reservoir permeable to bitumen transport (permeability) and on the other hand to facilitate the promotion of bitumen.
Beim SAGD-Verfahren sind üblicherweise zwei technologische Phasen zeitlich nacheinander durchzuführen: Eine Dampf-Zirkulationsphase über mehrere Monate gefolgt von einer Produktionsphase (SAGD-Phase), wobei bei letzterem die Dampfeinbringung fortgeführt wird.In the SAGD process, two technological phases are usually to be carried out successively in time: a steam circulation phase over several months followed by a production phase (SAGD phase), in which case the steam injection is continued.
Während die vorstehend genannten Verfahren insbesondere für permeable Sande vorgesehen sind, gibt es auch Öllagerstätten, bei dem in gering oder teilweise permeablen Gestein hochviskose Öle und Bitumen eingeschlossen sind, bzw. sich Schichten aus permeablen und nicht permeablen Gestein abwechseln, so dass eine bergbauliche Erschließung denkbar ist.While the abovementioned processes are intended in particular for permeable sands, there are also oil reservoirs in which highly viscous oils and bitumen are enclosed in low or partially permeable rock, or layers of permeable and non-permeable rock alternate, so that mining development is conceivable is.
Ein Verfahren bei bergbaulicher Erschließung ist beispielsweise aus dem Abstract der Patentanmeldung
Wird zur Erdölgewinnung durch Schachtabbau als Wärmeträger Dampf oder heißes Wasser verwendet, können sich folgende Nachteile ergeben:
- Möglichkeit des Dampfdurchbruches in die Grubenbauten, was zum Verlust des Wärmeträgers führt und die Betriebssicherheit gefährdet,
- Hohe Investitions- und Betriebskosten, die durch Bau/Erwerb und Betrieb der Anlagen für Dampfproduktion entstehen.
- Hoher Aufwand zur Trennung des Öl-Wassergemisches und hoher Aufwand zur Wasseraufbereitung des produzierten Wassers.
- Possibility of vapor penetration into the mine structures, which leads to the loss of the heat carrier and jeopardizes the operational safety,
- High investment and operating costs that arise from the construction / purchase and operation of the steam production facilities.
- High expenditure for the separation of the oil-water mixture and high expenditure for the water treatment of the produced water.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung für den Schachtabbau anzugeben, bei der die vorstehend genannten Nachteile in einem geringeren Umfang auftreten. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung eine Steigerung des Entölungsgrades der Lagerstätte zu ermöglichen.It is an object of the present invention to provide an arrangement for the pit removal, in which the above-mentioned disadvantages occur to a lesser extent. Moreover, it is an object of the invention to allow an increase in the degree of deoiling of the deposit.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by the features of the independent claims. Advantageous developments and refinements of the invention are specified in the subclaims.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Eintragen von Wärme in eine geologische Formation, insbesondere in eine in einer geologischen Formation - d.h. im Untergrund - vorliegenden Lagerstätte, insbesondere zur Gewinnung einer kohlenwasserstoffhaltigen Substanz - insbesondere Erdöl - aus der Lagerstätte, wobei in der geologischen Formation mindestens ein unterirdischer Grubenbau bergmännisch hergestellt ist und der Grubenbau mindestens einen Schacht und/oder mindestens eine Strecke umfasst. Die bergmännische Herstellung des Grubenbaus ist insbesondere für einen Schachtabbau bzw.The invention relates to an arrangement for introducing heat into a geological formation, in particular in a geological formation - ie in the underground - present deposit, in particular for the recovery of a hydrocarbonaceous substance - in particular oil - from the deposit, wherein in the geological formation at least one underground mine construction is mined and the mine construction comprises at least one shaft and / or at least one route. The mining manufacture of mine construction is particularly for a pit mining or
Untertagebau vorgesehen. Weiterhin ist ein elektrischer Leiter zumindest teilweise in der geologischen Formation eingebracht, wobei der Leiter in einem ersten Leiterstück innerhalb des Grubenbaus verläuft. Der Leiter weist darüber hinaus zumindest einen Leiter-Abschnitt auf, der derart ausgebildet ist, dass im Betrieb ein elektromagnetisches Feld auf das zum Leiter-Abschnitt benachbarte Erdreich mittels elektromagnetischer Induktion einwirkt, so dass eine Temperaturerhöhung und somit eine Verringerung der Viskosität einer im benachbarten Erdreich vorliegenden Substanz bewirkt wird. Bei dieser erwärmten Substanz handelt es sich insbesondere um die genannte kohlenwasserstoffhaltigen Substanz, insbesondere im Untergrund vorliegendes Erdöl.Underground construction provided. Furthermore, an electrical conductor is at least partially introduced in the geological formation, wherein the conductor extends in a first conductor piece within the mine. In addition, the conductor has at least one conductor section which is designed such that, in operation, an electromagnetic field acts on the ground adjacent to the conductor section by means of electromagnetic induction, so that an increase in temperature and thus a reduction in the viscosity of one in the adjacent soil present substance is effected. This heated substance is, in particular, the said hydrocarbon-containing substance, in particular petroleum present in the subsurface.
Unter dem Ausdruck "Eintragen von Wärme" ist insbesondere ein Einbringen von Wärme bzw. das Erzielen einer Temperaturerhöhung zu verstehen, so dass sich eine höhere Temperatur innerhalb der Lagerstätte einstellt.The term "introduction of heat" is to be understood in particular as the introduction of heat or the achievement of a temperature increase, so that a higher temperature is established within the deposit.
Die Temperaturerhöhung wirkt sich insbesondere auf organische Substanzen des benachbarten Erdreichs aus. Die Temperaturerhöhung ergibt sich weiterhin vorzugsweise dadurch, dass sich in elektrisch leitfähigen Schichten des Erdreichs aufgrund des elektromagnetisches Feldes Wirbelströme mittels Induktion ausbilden, welche daraufhin joulsche Wärme erzeugen, die eine Temperaturerhöhung und somit eine Verringerung der Viskosität der im Erdreich befindlichen Substanz bewirken.The increase in temperature has an effect on organic substances of the neighboring soil. The increase in temperature preferably results from the fact that in electrically conductive layers of the soil due to the electromagnetic field eddy currents form by induction, which then produce Joule heat, which cause a temperature increase and thus a reduction in the viscosity of the substance located in the ground.
Grubenbauten, d.h. Schächte, Strecken und Stollen, vorzusehen ist dabei insbesondere vorteilhaft, wenn im Untergrund zumindest anteilig feste Gesteinsschichten vorliegen, die zumindest so stabil sind, dass einfach derartige Grubenbauten eingebracht - im Fachvokabular auch als "aufgefahren" bezeichnet - werden können.Pit structures, ie shafts, routes and tunnels to provide, is particularly advantageous if at least partially solid rock layers are present in the ground, which are at least so stable that just such submissions - introduced in the professional vocabulary as "driven up" - can be.
Als "Stollen" ist ein Grubenbau zu verstehen, der weitgehend waagerecht oder leicht ansteigend ausgebildet ist, wobei der Stollen an der Tagesoberfläche beginnt.The term "tunnels" is understood to mean a mine construction that is largely horizontal or slightly rising, with the tunnel beginning at the surface of the day.
Als "Strecke" ist ein Grubenbau zu verstehen, der weitgehend waagerecht oder leicht ansteigend ausgebildet ist, jedoch nicht zwingend an der Tagesoberfläche beginnt sondern auch vollständig im Untergrund sein kann.As a "route" is a mine construction to understand, which is largely horizontal or slightly rising, but not necessarily begins on the surface of the day but can also be completely underground.
Strecken und Stollen sind somit üblicherweise unterirdische Gänge. Sie haben vorzugsweise dabei mindestens einen Querschnitt, dass Personal, Geräte oder abgeräumtes Erdreich durch die Strecke oder den Stollen passieren kann. Eine bloße Bohrung für ein Rohr soll dagegen nicht als Strecke oder Stollen verstanden werden.Routes and tunnels are thus usually underground passages. They preferably have at least one cross-section that personnel, equipment or cleared soil can pass through the track or the tunnel. By contrast, a mere bore for a pipe should not be understood as a route or tunnel.
Unter "benachbartem" Erdreich ist das direkt umgebende Erdreich um den elektrischen Leiter zu verstehen oder auch Erdreich mit einem Abstand zum elektrischen Leiter, sofern in dem Abstand noch das elektromagnetisches Feld des Leiters wirkt.Under "adjacent" soil is the surrounding soil surrounding the electrical conductor or ground with a distance from the electrical conductor, if in the distance nor the electromagnetic field of the conductor acts.
Der Begriff "Erdreich" ist als sandiges, eventuell verfestigtes, zementiertes Gestein als auch als felsiges Gestein zu verstehen, inklusive aller im Boden enthaltenen Stoffe, wie die zu fördernden kohlenwasserstoffhaltigen, öligen Bestandteile.The term "soil" is to be understood as sandy, possibly solidified, cemented rock as well as rocky rock, including all substances contained in the soil, such as the hydrocarbon-containing, oily components to be delivered.
Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft, als dass wegen bereits vorhandener bzw. vorher eingebrachter Grubenbauten - d.h. Schächte, Strecken und/oder Stollen - vereinfachte Bohrverfahren verwendet werden können, um den elektrischen Leiter sowie Drainageleitungen für das Fördern der fluiden Substanz, im wesentlichen bestehend aus Rohöl und Wasser, einbringen zu können. Der elektrische Leiter ist nämlich in der bevorzugten Ausführungsform als geschlossene ununterbrochene Schleife ausgebildet, wobei Hin- und Rückleiter an einen Frequenzgenerator angeschlossen werden können, der den elektrischen Leiter mit einer dafür vorgesehenen Frequenz bestromt. Beispielsweise kann für den Leiter eine überwiegend gerade verlaufende Bohrung vom/zum Schacht bzw. von der/zur Strecke angelegt werden. Weiterhin kann eine Bohrung für ein Produktionsrohr für das Wegleiten eines flüssigen Produktionsgutes vom bzw. zum Schacht bzw. Strecke durchgeführt werden. Dasselbe gilt für möglicherweise ebenfalls anzulegende Injektionsrohre für das Einleiten eines Fluids in den Untergrund, die ebenfalls in Bohrungen vom bzw. zum Schacht oder von der bzw. zur Strecke installiert werden können. Aufgrund der Einbeziehung von Schächten und Strecken für weiterführende Bohrungen können weitgehend gerade, krümmungsfreie Bohrungen für die Verlegung des Leiters durchgeführt werden. Die Schächte und Strecken können auch zum Sammeln und für den Abtransport des Produktionsgutes verwendet werden. Weiterhin kann in den Schächten und/oder Strecken der Frequenzgenerator oder weitere elektronische Komponenten für den Betrieb des elektrischen Leiters installiert werden. Zusätzlich erlauben die Schächte und Strecken, dass ein Abschnitt des Leiters in einem Schacht und/oder einer Strecke positioniert werden kann, insbesondere entlang der Erstreckung des Schachts und/oder der Strecke oder auch quer durch den Schacht und/oder der Strecke.The invention is particularly advantageous in that because of already existing or previously introduced mine structures - ie shafts, routes and / or tunnels - simplified drilling can be used to the electrical conductor and drainage lines for conveying the fluid substance, consisting essentially of crude oil and water to bring in. Namely, the electrical conductor is formed in the preferred embodiment as a closed uninterrupted loop, with the return conductor to a frequency generator can be connected, which energizes the electrical conductor with a designated frequency. For example, a predominantly straight bore from / to the shaft or from / to the track can be created for the conductor. Furthermore, a bore for a production pipe for the routing of a liquid product from or to the shaft or track can be performed. The same applies to possibly also to be applied injection tubes for the introduction of a fluid in the ground, which can also be installed in holes from or to the shaft or from or to the track. Due to the inclusion of shafts and routes for further drilling, largely straight, curvature-free holes for the installation of the conductor can be performed. The shafts and stretches can also be used for collecting and for transporting the product. Furthermore, in the shafts and / or tracks of the frequency generator or other electronic components for the operation of the electrical conductor can be installed. In addition, the shafts and tracks allow a portion of the ladder to be positioned in a hoistway and / or a track, particularly along the length of the hoistway and / or the track or even across the hoistway and / or the track.
Darüber hinaus ermöglichen die Schächte und Strecken eine vereinfachte Installation des Leiters in Form einer Leiterschleife, die zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufende Leiter-Abschnitte aufweist, mit geringen Kurvenradien der Leiterschleife, weil die Kurve der Leiterschleife im Schacht und/oder Strecke erfolgen kann. Eine Bohrung von gekrümmten Radien im Erdreich kann somit vermieden werden bzw. die Anzahl von gekrümmten Bohrungen kann verringert werden. Eine gewünschte Schleife für den elektrischen Leiter wird vorzugsweise so gebildet, dass der elektrische Leiter durch eine Bohrung vom Frequenzgenerator in eine Strecke hingeführt wird, dort innerhalb der Strecke, evtl. mit einem Übergang zu einer weiteren Strecke, zur nächsten Bohrung geführt wird, welche wieder zurück zum Frequenzgenerator führt.In addition, the shafts and routes allow a simplified installation of the conductor in the form of a conductor loop having two substantially parallel conductor sections, with low curve radii of the conductor loop, because the curve of the conductor loop in the shaft and / or track can be done. A hole of curved radii in the ground can thus be avoided or the number of curved holes can be reduced. A desired loop for the electrical conductor is preferably formed so that the electrical conductor is guided through a bore of the frequency generator in a route, there within the track, possibly with a transition to another route, is led to the next hole, which leads back to the frequency generator.
Neben der bereits erläuterten Anordnung betrifft die Erfindung auch ein Installationsverfahren, wobei im Untergrund mindestens ein Schacht und/oder mindestens eine Strecke für einen Schachtabbau angelegt wird. Weiterhin wird eine Bohrung für einen Leiter durchgeführt, in dem ein elektrischer Leiter zumindest teilweise in den Untergrund - d.h. in die geologische Formation - eingebracht wird.In addition to the arrangement already described, the invention also relates to an installation method, wherein at least one shaft and / or at least one route for a shaft excavation is laid in the ground. Furthermore, a hole is made for a conductor in which an electrical conductor is at least partially immersed in the ground - i. into the geological formation - is introduced.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch ein Betriebsverfahren, bei dem für eine vorstehend genannte Anordnung der Leiter so betrieben wird, dass im Betrieb ein elektromagnetisches Feld auf das zum Leiter-Abschnitt benachbarte Erdreich mittels elektromagnetischer Induktion einwirkt, so dass eine Temperaturerhöhung und somit eine Verringerung der Viskosität der im benachbarten Erdreich vorliegenden Substanz bewirkt wird.Moreover, the invention also relates to an operating method in which, for an aforementioned arrangement of the conductor is operated so that in operation an electromagnetic field acts on the conductor portion adjacent ground by means of electromagnetic induction, so that an increase in temperature and thus a reduction of Viscosity of the substance present in the adjacent soil is effected.
Hierbei wird - wie bereits erläutert - ausgenutzt, dass sich mittels elektromagnetischer Induktion in den elektrisch leitfähigen Schichten Wirbelströme ausbilden, welche joulsche Wärme erzeugen.In this case - as already explained - exploited that form by means of electromagnetic induction in the electrically conductive layers eddy currents, which produce Joule heat.
Erfindungsgemäß wird ein elektrischer Leiter eingesetzt, den im Betrieb zielgerichtet ein elektromagnetisches Feld umgibt, so dass sich mittels elektromagnetischer Induktion ein umgebendes Erdreich erwärmt. Hierunter sind allerdings keine parasitären Effekte zu verstehen, die möglicherweise bei vielen elektrischen Leitern im Betrieb auftreten. Die elektromagnetische Induktion erfolgt erfindungsgemäß oberhalb einer Schwelle unterhalb der unvermeidlich Induktionsvorgänge als Nebenerscheinungen erfolgen.According to the invention, an electrical conductor is used, which in operation purposely surrounds an electromagnetic field so that a surrounding soil is heated by means of electromagnetic induction. However, this does not mean any parasitic effects that may occur in many electrical conductors during operation. The electromagnetic induction is carried out according to the invention above a threshold below the inevitable induction processes as by-products.
Unter der elektromagnetischen Induktion sind insbesondere kein Widerstandsheizen (bzw. resistives Heizen) oder Mikrowellen-Heizen zu verstehen. Allerdings könnten zusätzlich zur Erfindung spezifische Einrichtungen zum derartigen Heizen eingesetzt werden.Under the electromagnetic induction are in particular no resistance heating (or resistive heating) or microwave heating to understand. However, in addition to the invention specific devices could be used for such heating.
Gemäß der Erfindung ist ein erstes Leiterstück des Leiters in dem mindestens einen Schacht und/oder in der mindestens einen Strecke angeordnet. Dies kann so implementiert sein, dass der Leiter in diesem ersten Leiterstück keinen unmittelbaren körperlichen Kontakt zum Erdreich aufweist und nicht unmittelbar vom Erdreich umschlossen ist. Das erste Leiterstück kann frei im Schacht oder Strecke zu Liegen kommen. Hierdurch sind insbesondere kleine Kurvenradien des Leiters möglich. Darüber hinaus ist ein Zugriff auf den Leiter durch Installations- oder Bedienpersonal möglich.According to the invention, a first conductor piece of the conductor is arranged in the at least one shaft and / or in the at least one path. This can be implemented so that the conductor in this first conductor piece has no direct physical contact with the soil and is not directly enclosed by the soil. The first conductor piece can come freely in the shaft or track to lie down. As a result, in particular small radii of curvature of the conductor are possible. In addition, access to the ladder by installation or operating personnel is possible.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Anordnung und des Verfahrens 'kann eine für die Installation des elektrischen Leiters vorgesehene mindestens eine Bohrung einen gekrümmten Abschnitt und einen quasihorizontalen Abschnitt aufweisen. Weiterhin kann die Bohrung im Grubenbau enden.In an advantageous embodiment of the arrangement and the method, a at least one bore provided for the installation of the electrical conductor can have a curved section and a quasi-horizontal section. Furthermore, the hole in the mine can end.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann ein zweites Leiterstück des Leiters in einer Bohrung im Erdreich angeordnet sein und mit dem Erdreich in Berührung sein. Der Leiter kann dabei gemantelt sein und/oder die Bohrung kann verrohrt sein, so dass der Übergang des Leiters zum umgebenden Erdreich über diese Mantelung und/oder dieses Rohr und/oder Hohlräume im Erdreich erfolgt. Dabei ist zu verstehen, dass es sich hierbei nicht um einen thermischen oder elektrischen Übergang zwischen Leiter und Erdreich handelt, sondern nur um ein umgebendes Feld des Leiters.In an advantageous embodiment, a second conductor piece of the conductor can be arranged in a hole in the ground and be in contact with the soil. The conductor can be sheathed and / or the bore can be cased, so that the transition of the conductor to the surrounding soil on this mantle and / or this pipe and / or cavities in the ground takes place. It should be understood that this is not a thermal or electrical transition between conductor and soil, but only a surrounding field of the conductor.
Um eine ungestörte Wirkung der elektromagnetischen Strahlung vom elektrischen Leiter ins Erdreich zu gewährleisten, wird der Leiter insbesondere ohne ihn umgebende Verrohrung verlegt. Alternativ kann eine nicht-metallische Verrohrung verwendet werden. Darüber hinaus kann vorzugsweise eine Ummantelung des Leiters aus nicht-metallischem Material bestehen.In order to ensure an undisturbed effect of the electromagnetic radiation from the electrical conductor into the ground, the conductor is in particular without it surrounding piping laid. Alternatively, non-metallic tubing may be used. In addition, preferably, a sheath of the conductor made of non-metallic material.
Vorzugsweise können zwischen zwei im wesentlichen parallelen - also quasiparallelen - Strecken zwei im wesentliche parallele Bohrungen durchgeführt werden, und der Leiter in die parallelen Strecken und die parallelen Bohrungen gezogen wird, so dass der Leiter eine Leiterschleife bildet. Dies kann vorzugsweise so durchgeführt werden, dass eine Leiterschleife mit einem ersten Leiter-Abschnitt in einer ersten Bohrung weitgehend horizontal verlegt sein kann und die erste Bohrung in einer weitgehend rechtwinklig dazu verlaufenden ersten Strecke enden kann, und weiterhin dass die Leiterschleife mit einem zweiten Leiter-Abschnitt in einer zweiten Bohrung weitgehend horizontal verlegt sein kann und die zweite Bohrung in der weitgehend rechtwinklig dazu verlaufenden ersten Strecke enden kann, und darüber hinaus die Leiterschleife einen dritten Leiterabschnitt umfassen kann, der in der ersten Strecke angeordnet sein kann und eine Verbindung zwischen dem ersten Leiter-Abschnitt und dem zweiten Leiter-Abschnitt bereitstellen kann.Preferably two substantially parallel bores can be made between two substantially parallel - ie quasi-parallel - bores, and the conductor is drawn into the parallel sections and the parallel bores so that the conductor forms a conductor loop. This can preferably be carried out in such a way that a conductor loop with a first conductor section can be laid substantially horizontally in a first bore and the first bore can terminate in a first route extending substantially at right angles thereto, and furthermore in that the conductor loop is connected to a second conductor. Section in a second bore may be laid substantially horizontally and the second bore may terminate in the substantially perpendicular thereto first distance, and moreover, the conductor loop may comprise a third conductor portion which may be arranged in the first path and a connection between the first Can provide conductor section and the second conductor section.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der erste Leiter-Abschnitt über die erste Bohrung oder über den mindestens einen Schacht an die Erdoberfläche geführt ist und dass der zweite Leiter-Abschnitt über die zweite Bohrung oder über den mindestens einen Schacht an die Erdoberfläche geführt ist. Somit kann ein an der Oberfläche installierter Frequenzgenerator zur Bestromung des elektrischen Leiters an den Leiter angeschlossen werden.Furthermore, it can be provided that the first conductor section is guided via the first bore or via the at least one shaft to the earth's surface and that the second conductor section is guided via the second bore or via the at least one shaft to the earth's surface. Thus, a frequency generator installed on the surface for energizing the electrical conductor can be connected to the conductor.
Des Weiteren kann eine Leiterschleife in einem Grubenbau, insbesondere in einer zweiten Strecke, zusammengeführt und/oder geschlossen werden. Dies kann insbesondere dadurch erfolgen, dass zwei Leiter-Enden in unmittelbare Nähe zueinander gebracht werden, um so an einen Frequenzgenerator anschließen zu können. Dies kann vorzugsweise so umgesetzt werden, dass der erste Leiter-Abschnitt an dem der ersten Strecke gegenüberliegenden Ende über die erste Bohrung in einer weitgehend rechtwinklig zur ersten Bohrung verlaufenden zweiten Strecke endet und dass der zweite Leiter-Abschnitt an dem der ersten Strecke gegenüberliegenden Ende über die zweite Bohrung in der weitgehend rechtwinklig zur zweiten Bohrung verlaufenden zweiten Strecke endet und mindestens ein vierter Leiterabschnitt der Leiterschleife - vorzugsweise zwei vierte Leiterabschnitte - in der zweiten Strecke angeordnet ist. Die zwei vierten Leiterabschnitte laufen dabei vorzugsweise gegenläufig aufeinander zu.Furthermore, a conductor loop can be brought together and / or closed in a mine construction, in particular in a second route. This can be done in particular by having two conductor ends in the immediate vicinity be brought to each other so as to connect to a frequency generator can. This can preferably be implemented so that the first conductor section ends at the first distance opposite the first hole in a substantially perpendicular to the first bore extending second distance and that the second conductor portion at the first distance opposite end over the second bore terminates in the second path extending substantially at right angles to the second bore and at least a fourth conductor section of the conductor loop - preferably two fourth conductor sections - is arranged in the second path. The two fourth conductor sections preferably run in opposite directions towards each other.
Vorzugsweise kann der Frequenzgenerator und/oder weitere elektronische Komponenten zum Betrieb des elektrischen Leiters an der Oberfläche - Obertage - angeordnet sein. Dazu kann mindestens ein fünfter Leiter-Abschnitt der Leiterschleife in einer von der zweiten Strecke ausgehenden vertikalen Bohrung oder einem von der zweiten Strecke ausgehenden vertikalen Schacht angeordnet sein, wobei der mindestens eine fünfte Leiterabschnitt vorzugsweise eine Verbindung zu einem Frequenzgenerator bereitstellt. "Vertikal" ist dabei so zu verstehen, dass eine derartige Bohrung oder ein derartiger Schacht eine vertikale Vektorkomponente hat, die größer ist als eine horizontale Vektorkomponente der Bohrung oder des Schachts. In idealer Ausführung ist die horizontale Vektorkomponente Null, so dass eine perfekt vertikale Ausrichtung gegeben ist. Der fünfte Leiter-Abschnitt kann somit im wesentlichen vertikal oder gegenüber der Oberfläche schräg verlaufen.Preferably, the frequency generator and / or further electronic components for operating the electrical conductor on the surface - upper - be arranged. For this purpose, at least a fifth conductor section of the conductor loop can be arranged in a vertical bore extending from the second track or a vertical shaft extending from the second track, wherein the at least one fifth conductor section preferably provides a connection to a frequency generator. "Vertical" is understood to mean that such a bore or slot has a vertical vector component that is larger than a horizontal vector component of the bore or slot. Ideally, the horizontal vector component is zero so that there is a perfectly vertical orientation. The fifth conductor section may thus be substantially vertical or inclined with respect to the surface.
Weiterhin können vorzugsweise Bohrungen und in diese installierte Rohre vorgesehen sein, über die die Substanz ausgeleitet werden kann oder über die Wasser in flüssiger Form oder als Dampf, eventuell unter Zufügung von weiteren Komponenten wie Elektrolyte, eingespeist werden kann. Dies kann vorzugsweise so erfolgen, dass zwischen zwei in einer ersten Tiefe angeordneten im wesentlichen parallel verlaufenden Leiter-Abschnitte parallel dazu ein Injektionsrohr zum Einspeisen eines zu injizierenden Fluids in die Lagerstätte und/oder ein Produktionsrohr - ein Sammelrohr - zum Abführen eines aus der Lagerstätte entnommenen Fluids angeordnet ist. Die genannten Rohre können dabei geschlitzt und in anderer Form durchlässig ausgebildet sein, so dass Flüssigkeit und/oder Gas - evtl. inklusive kleinerer Feststoffe - ein- bzw. austreten kann.Furthermore, bores and tubes installed in them can preferably be provided, via which the substance can be discharged or via which water can be fed in liquid form or as a vapor, possibly with the addition of further components such as electrolytes. This may preferably be such that between two arranged at a first depth substantially parallel conductor sections parallel to an injection tube for feeding a fluid to be injected into the reservoir and / or a production pipe - a collecting pipe - for discharging a fluid removed from the reservoir is arranged. The said tubes can be slit and formed permeable in another form, so that liquid and / or gas - possibly including smaller solids - can enter or exit.
Eine Zuführung des zu injizierenden Fluids zum Injektionsrohr kann vorzugsweise über den mindestens einen Grubenbau - einen Schacht, eine Strecke und/oder einen Stollen - erfolgen. Ein Abführen und/oder Sammeln des entnommenen Fluids vom Produktionsrohr kann über den mindestens einen Grubenbau erfolgen.A supply of the fluid to be injected to the injection tube may preferably via the at least one pit - a shaft, a track and / or a tunnel - done. A discharge and / or collection of the removed fluid from the production pipe can take place via the at least one pit construction.
In einer weiteren Ausgestaltung kann innerhalb der ersten Bohrung zusätzlich zum Leiter oder nach Entfernen des Leiters alternativ zum Leiter ein Injektionsrohr und/oder ein Produktionsrohr angeordnet sein. Weiterhin kann innerhalb der zweiten Bohrung zusätzlich zum Leiter oder nach Entfernen des Leiters alternativ zum Leiter ein Injektionsrohr zum Einspeisen eines zu injizierenden Fluids in die Lagerstätte und/oder ein Produktionsrohr zum Abführen eines aus der Lagerstätte entnommenen Fluids angeordnet sein.In a further embodiment, an injection pipe and / or a production pipe can be arranged within the first bore in addition to the conductor or after removal of the conductor as an alternative to the conductor. Furthermore, within the second bore, in addition to the conductor or after removal of the conductor, as an alternative to the conductor, an injection tube for injecting a fluid to be injected into the reservoir and / or a production tube for discharging a fluid withdrawn from the reservoir may be arranged.
Weiterhin kann ein Frequenzgenerator zum Betreiben des Leiters vorgesehen sein. Der Frequenzgenerator kann dabei an der Erdoberfläche oder im Grubenbau angeordnet sein.Furthermore, a frequency generator can be provided for operating the conductor. The frequency generator can be arranged on the earth's surface or in the mine.
Vorzugsweise können Enden des Leiters, insbesondere bei Untertage-Installation des Hochfrequenzgenerators, in einer explosionsgeschützten und/oder wetterfesten Klemmbox angeschlossen werden, welche gegenüber dem Frequenzgenerator explosionsgeschützt abgeschlossen und abgedichtet sein kann. Bezüglich des Bereitstellens bzw. des Auffahrens der Grubenbauten können zwei der mindestens einen Schächte oder Strecken quasiparallel anordnet werden. Weiterhin kann die mindestens eine Strecke - oder beide der genannten zwei Strecken - in der Streichungsrichtung einer ölführenden Schicht angeordnet sein.
Eine oder mehrere für den Leiter vorgesehene Bohrungen zwischen den Grubenbauten können in einer Neigung der Falllinie oder in der Schwebensrichtung der ölführenden Schicht angeordnet werden.Preferably, ends of the conductor, in particular in underground installation of the high-frequency generator, can be connected in an explosion-proof and / or weather-resistant terminal box, which can be sealed against the frequency generator and protected against explosion. With regard to the provision or launching of the mine structures, two of the at least one shafts or stretches can be arranged quasi-parallel. Furthermore, the at least one route - or both of the two routes mentioned - can be arranged in the direction of sweeping of an oil-carrying layer.
One or more holes provided for the conductor between the pit structures may be arranged at an inclination of the fall line or in the levitation direction of the oil bearing layer.
Weiterhin kann eine erste der mindestens einen Strecke in den Firstengesteinen einer ölführenden Schicht und einer zweiten der mindestens einen Strecke in den Solegesteinen der ölführenden Schicht angeordnet werden. Vorzugsweise kann der Grubenbau in einer ölführenden Schicht der Lagerstätte und/oder in Nebengesteinen der Lagerstätte bereitgestellt sein. Die Bereitstellung in den Nebengesteinen kann vorzugsweise derart ausgebildet sein, dass eine erste der mindestens einen Strecke in den Firstengesteinen einer ölführenden Schicht und dass eine zweite der mindestens einen Strecke in den Solegesteinen der ölführenden Schicht (5) angeordnet sind.Furthermore, a first of the at least one route can be arranged in the ridge rocks of an oil-bearing layer and a second of the at least one route in the brine rocks of the oil-carrying layer. Preferably, the pit construction may be provided in an oil bearing layer of the deposit and / or in by-products of the deposit. The provision in the secondary rocks may preferably be formed such that a first of the at least one route in the ridge rocks of an oil-bearing layer and that a second of the at least one route in the brines of the oil-carrying layer (5) are arranged.
Weiterhin kann insbesondere für eine verbesserte Förderung der Substanz zwischen zwei für den Leiter vorgesehenen quasiparallelen Bohrungen zusätzlich mindestens noch zwei weitere quasiparallelen Bohrungen in der ölführenden Schicht mit einer dazwischen liegenden Spalte angeordnet werden.Furthermore, in particular for improved delivery of the substance between two quasi-parallel bores provided for the conductor, additionally at least two further quasi-parallel bores can be arranged in the oil-carrying layer with an intervening gap.
Zur erfindungsgemäßen Ausgestaltung gehören weiterhin, neben den vorstehend als strukturelle Anordnung erläuterten Ideen, auch die dafür notwendigen Errichtungsschritte - also z.B. das Bohren von Bohrungen, das Graben, Bohren und Einbringen von Schächten und Strecken inklusive benötigter statischer Stabilisierungsmaßnahmen, das Einführen des Leiters in die Bohrungen oder Grubenbauten (Strecken oder Schächte). Weiterhin sind auch die Betriebsverfahren für die vorstehend beschriebenen Anordnungen zur Erfindung gehörend oder als eine Weiterbildung dazu zu verstehen. Insbesondere gilt dies für den Betrieb des im Untergrund installierten Leiters durch Beaufschlagung des Leiters mit Wechselspannung, vorzugsweise zur Gewinnung der - insbesondere kohlenwasserstoffhaltigen - Substanz.The design according to the invention further includes, in addition to the above explained as a structural arrangement ideas, the necessary construction steps - ie drilling holes, digging, drilling and insertion of shafts and stretches including required static stabilization measures, the insertion of the conductor in the Drilling or mine construction (routes or shafts). Furthermore, the operating methods for the arrangements described above are to be understood as belonging to the invention or as a further development thereto. In particular, this applies to the operation of the installed underground conductor by applying the conductor with AC voltage, preferably for obtaining the - especially hydrocarbon-containing substance.
In einer Weiterbildung des Verfahrens zum Eintragen von Wärme in eine geologische Formation, insbesondere in eine in einer geologischen Formation vorliegenden Lagerstätte, insbesondere zur Gewinnung einer kohlenwasserstoffhaltigen Substanz, insbesondere von gebundenem Erdöl, kann in einer vorstehend beschriebenen Anordnung zeitlich nach einer durch den bestromten Leiter erfolgten Temperatursteigerung einer beheizten Zone von bis zu 120-140°C die beheizte Zone mit einem wässrigem Fluidmedium, welches Wasser und vorzugsweise mindestens ein Glucan mit einer β-1,3-glykosidisch verknüpften Hauptkette und β-1,6-glykosidisch daran gebundenen Seitengruppen umfasst, geflutet werden. Das Glucan kann dabei vorzugsweise ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 1,5*10e6 bis 25*10e6 g/mol aufweisen.In a further development of the method for introducing heat into a geological formation, in particular into a deposit which is present in a geological formation, in particular for obtaining a hydrocarbon-containing substance, in particular bound petroleum, in an arrangement described above can be made in time after a flow through the current-carrying conductor Increasing the temperature of a heated zone of up to 120-140 ° C, the heated zone with an aqueous fluid medium comprising water and preferably at least one glucan having a β-1,3-glycosidically linked main chain and β-1,6-glycosidically linked side groups to be flooded. The glucan may preferably have a weight-average molecular weight of 1.5 * 10e6 to 25 * 10e6 g / mol.
Die Ausgestaltungen der Erfindung betreffen weiterhin bzw. zusammenfassend insbesondere folgende Aspekte, wobei als Verfahren formulierte Konzepte auch eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens offenbaren, oder auch umgekehrt:The embodiments of the invention furthermore relate, in particular, to the following aspects, wherein concepts formulated as methods also disclose an arrangement for carrying out this method, or vice versa:
Eine erste Ausgestaltung betrifft ein Verfahren zur Erdölgewinnung durch Schachtabbau, wobei die Lagerstätte bergbaulich aufgeschlossen werden kann, die vertikalen oder geneigten Schächten/Stollen abgeteuft und die Strecken als Grubenbauten aufgefahren werden können, mindestens zwei Bohrungen in den ölführenden Schichten gebohrt werden können, in den Bohrungen die elektrischen Leitungen, die die Induktionsschleife bilden, verlegt werden können, die Lagerstätte induktiv beheizt und das Erdöl mit reduzierter Viskosität gefördert werden kann, wobei mindestens ein Grubenbau in der ölführenden Schicht oder in den Nebengesteinen der ölführenden Schicht aufgefahrt werden kann und - insbesondere von der Oberfläche - mindestens zwei Bohrungen mit quasihorizontalen, quasiparallelen Abschnitten bis zu Kreuzung des Grubenbaues von einer Seite gebohrt werden kann, wobei die Achsen der quasihorizontalen Bohrlochabschnitten quasisenkrecht zur Achse des Grubenbaues orientiert und die elektrischen Leitungen in den beiden Bohrungen sowie im Grubenbaue mit Bildung einer Schleife verlegt werden können.A first embodiment relates to a method for oil production by pit mining, the deposit can be digested mining down the vertical or inclined shafts / tunnels and the tracks can be driven as mine construction, at least two holes can be drilled in the oil-bearing layers in the holes the electrical wires that make up the induction loop form, can be laid, the deposit inductively heated and the petroleum can be promoted with reduced viscosity, at least one mine can be drilled in the oil-bearing layer or in the adjacent rocks of the oil-bearing layer and - especially from the surface - at least two holes with quasi-horizontal , Quasi-parallel sections can be drilled to the junction of the pit construction from one side, the axes of the quasi-horizontal borehole sections quasi-perpendicular oriented to the axis of the mine and the electrical lines in the two holes and in the mine can be laid with a loop.
Insbesondere können die Bohrungen mindestens in zwei Reihen gebohrt werden, können die Bohrungsreihen links und rechts von der Grubenbauachse positioniert werden und können der Grubenbau von beiden Seiten mit quasihorizontalen Bohrlochabschnitten überkreuzt werden.In particular, the holes may be drilled at least in two rows, the rows of holes may be positioned to the left and right of the pit construction axis, and the pit may be crossed by quasi-horizontal wellbore sections from both sides.
Weiterhin kann der Induktor bestromt werden bis sich eine Temperatursteigerung der beheizten Zone im Reservoir auf bis zu 120°C oder bis zu 140°C ergibt. Nach dieser Temperatursteigerung der beheizten Zone kann die beheizte Zone mit wässrigem Fluidmedium geflutet werden. Insbesondere kann dieses Fluidmedium neben Wasser mindestens ein Glucan (G) mit einer β-1,3-glykosidisch verknüpften Hauptkette und β-1,6-glykosidisch daran gebundenen Seitengruppen umfassen, wobei das Glucan ein gewichtsmittleres Molekulargewicht Mw von 1,5*10e6 bis 25*10e6 g/mol aufweisen kann.Furthermore, the inductor can be energized until an increase in temperature of the heated zone in the reservoir to up to 120 ° C or up to 140 ° C. After this temperature increase of the heated zone, the heated zone can be flooded with aqueous fluid medium. In particular, in addition to water, this fluid medium may comprise at least one glucan (G) having a β-1,3-glycosidically linked main chain and β-1,6-glycosidically linked side groups, the glucan having a weight average molecular weight Mw of 1.5 *
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann das Flutmedium in die Lagerstätte aus dem Grubenbaue verpresst werden.In one embodiment of the invention, the flood medium can be pressed into the deposit from the mine workings.
Vorteilhafterweise kann eine erste horizontale Bohrung als Injektor und eine andere horizontale Bohrung als Förderbohrung genutzt werden.Advantageously, a first horizontal bore can be used as an injector and another horizontal bore as a production well.
In einer weiteren Ausgestaltung kann mindestens ein Grubenbau in der ölführenden Schicht oder in den Nebengesteinen der ölführenden Schicht aufgefahren werden und die Bohrungen mit quasihorizontalen, quasiparallelen Abschnitten bis zur Kreuzung des Grubenbaues von einer Seite gebohrt werden, wobei die Achsen der quasihorizontalen Bohrlochabschnitten quasisenkrecht zur Achse des Grubenbaues orientiert werden können und die elektrischen Leitungen in den beiden Bohrungen sowie im Grubenbaue mit Bildung einer Schleife verlegt sein können.In a further embodiment, at least one pit can be drilled in the oil-bearing layer or in the secondary rocks of the oil-bearing layer and the bores are drilled with quasi-horizontal, quasi-parallel sections to the junction of the mine from one side, the axes of the quasi-horizontal borehole sections quasi-perpendicular to the axis of Mining can be oriented and the electrical lines in the two holes and in the mine can be laid with the formation of a loop.
In einer anderen Ausgestaltung können die Bohrungen mindesten in zwei Reihen gebohrt werden, wobei die Bohrungsreihen links und rechts von der Grubenbauachse positioniert werden können und der Grubenbau von beiden Seiten mit quasihorizontalen Bohrlochabschnitten überkreuzt werden kann.In another embodiment, the holes may be drilled at least in two rows, wherein the rows of holes can be positioned to the left and right of the pit construction axis and the mine can be crossed from both sides with quasi-horizontal wellbore sections.
Vorzugsweise kann in einer erfindungsgemäßen Anordnung ein Frequenzgenerator vorgesehen sein, welcher die Induktorschleife mit einer Frequenz zwischen 1kHz und 500kHz speist. Vorzugsweise kann der Frequenzgenerator in spezieller Ausführungsform explosionsgeschützt ausgelegt sein.Preferably, in an arrangement according to the invention, a frequency generator can be provided, which feeds the inductor loop with a frequency between 1 kHz and 500 kHz. Preferably, the frequency generator may be designed explosion-proof in a special embodiment.
Darüber hinaus können die Enden der Induktionsschleife in einer speziell angeordneten, separaten explosionsgeschützten Klemmbox angeschlossen werden, welche gegenüber dem Frequenzgenerator explosionsgeschützt abgeschlossen und abgedichtet ist.In addition, the ends of the induction loop can be connected in a specially arranged, separate explosion-proof terminal box, which is sealed against the frequency generator explosion-proof and sealed.
Der Frequenzgenerator kann als Umrichter mit Leistungshalbleitern ausgeführt sein. Vorzugsweise können diese wassergekühlt sein und über einen speziellen Rückkühler über das Grubenwasser rückgekühlt werden.The frequency generator can be designed as a converter with power semiconductors. These can preferably be water-cooled and recooled via a special recooler via the mine water.
In einer weiteren Ausgestaltung kann, wenn kein Rückkühlmedium vorgesehen ist, eine Heatpipe oder ein Thermosyphon eingebaut werden, welcher von sich aus eine explosionsgeschützte Kühlung erlaubt und unabhängig von einem externen Kühlmedium arbeitet.In a further embodiment, if no recooling medium is provided, a heat pipe or a thermosiphon be installed, which is an explosion-proof Cooling allowed and works independently of an external cooling medium.
Weiterhin kann der Umrichter in einer speziellen Bauform ausgestaltet sein, welche wetterfest containerisiert ist und bei dem die Leistungsbauelemente stoßsicher eingehangen sind.Furthermore, the inverter can be designed in a special design, which is containerized weatherproof and in which the power components are mounted shockproof.
Die Erfindung betrifft weiterhin in einer Ausgestaltung ein Verfahren zur Erdölgewinnung durch Schachtabbau, wobei die Lagerstätte bergbaulich aufgeschlossen werden kann, die vertikalen oder geneigten Schächten/Stollen abteuft und die Strecken als Grubenbauten aufgefahren werden können, die Bohrungen in der ölführenden Schichten gebohrt werden können, in den Bohrungen die elektrischen Leitungen, die die Induktionsschleife bilden, verlegt werden könnnen, die Lagerstätte induktiv beheizt und das Erdöl mit reduzierter Viskosität gefördert werden kann, wobei mindestens zwei quasiparallelen Grubenbauten in der ölführenden Schicht oder in den Nebengesteinen aufgefahren werden können, zwischen den Grubenbauten mindestens zwei durchgehenden quasiparallelen Bohrungen gebohrt werden können, in den Bohrungen die Induktionsschleife verlegt werden können, wobei der Anfangsabschnitt und der Endabschnitt der Induktionsschleife in einem Grubenbau angeordnet sein können und ein Teil der Induktionsschleife in dem anderen Grubenbau zwischen zwei Bohrungseingängen frei verlegt werden kann.The invention further relates in one embodiment, a method for oil production by pit mining, the deposit mining can be digested, abteuft the vertical or inclined shafts / tunnels and the tracks can be driven as mine work, the holes can be drilled in the oil-bearing layers, in the holes, the electrical lines that form the induction loop, can be laid, the deposit inductively heated and petroleum can be promoted with reduced viscosity, at least two quasi-parallel mine structures can be driven in the oil-bearing layer or in the adjacent rocks, at least between the mines two continuous quasi-parallel holes can be drilled in the holes, the induction loop can be laid, wherein the initial portion and the end portion of the induction loop can be arranged in a pit and a part d he induction loop in the other pit construction between two bore entrances can be freely laid.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Grubenbau, in dem der Anfangsabschnitt und der Endabschnitt der Induktionsschleife angeordnet sind, durch eine quasivertikale Bohrung mit Obertage verbunden werden kann. In dieser Bohrung können Abschnitte der Induktionsschleife oder elektrische Zuleitungen für den Anschluss der Induktionsschleife an den Frequenzgenerator bzw. die Elektroenergiequelle verlegt werden.Furthermore, it can be provided that the mine, in which the starting portion and the end portion of the induction loop are arranged, can be connected by a quasivertikale bore with a top. In this hole sections of the induction loop or electrical leads for connecting the induction loop to the frequency generator or the electric power source can be laid.
Der elektrische Leiter kann als Induktionsleitung ausgebildet sein, damit er den hochfrequenten Strom, verlustarm als Resonanzkreis betrieben, tragen kann. Da vorzugsweise beide Enden an den Frequenzgenerator angeschlossen werden, bildet die Induktionsleitung eine Induktionsschleife. Die technische Realisierung der elektrischen Leitung wird als Resonanzkreis durchgeführt.The electrical conductor may be formed as an induction line so that he high-frequency current, loss as Operated resonant circuit, can carry. Since both ends are preferably connected to the frequency generator, the induction line forms an induction loop. The technical realization of the electrical line is performed as a resonant circuit.
Der Frequenzgenerator kann als Frequenzumrichter ausgebildet werden, welcher eine Spannung mit einer Frequenz von 50Hz oder 60Hz aus dem Netz in eine Spannung mit einer Frequenz im Bereich von 1kHz bis 500kHz umwandelt. Der Frequenzumrichter kann Obertage installiert sein. Alternativ kann der Frequenzumrichter in einem Grubenbau platziert werden.The frequency generator can be designed as a frequency converter, which converts a voltage having a frequency of 50 Hz or 60 Hz from the mains into a voltage with a frequency in the range of 1 kHz to 500 kHz. The frequency converter can be installed on a day-to-day basis. Alternatively, the frequency converter can be placed in a pit.
Die zwei quasiparallelen Grubenbauten können vorzugsweise in unterschiedlicher Teufe aufgefahren werden. Der Anfangsabschnitt und der Endabschnitt der Induktionsschleife können in dem Grubenbau, der höher als der zweite Grubenbau liegt, angeordnet werden.The two quasi-parallel mine structures can preferably be ascended at different depths. The start portion and the end portion of the induction loop may be located in the pit that is higher than the second pit.
In einer Ausgestaltung der Erfindung können zwischen zwei durchgehenden quasiparallelen Bohrungen, in denen Abschnitte der Induktionsschleife verlegt werden, mindestens eine nichtdurchgehende Förderbohrung aus einem Grubenbau gebohrt werden, die die erwärmte Lagerstättezone mit einem von zwei quasiparallelen Grubenbauten verbindet.In one embodiment of the invention, between two continuous quasi-parallel bores, in which sections of the induction loop are laid, at least one non-continuous production well can be drilled from a mine that connects the heated reservoir zone to one of two quasi-parallel well structures.
Weiterhin kann vorzugsweise in die durch die Induktionsschleife erwärmte Lagerstättezone mindestens eine Förderbohrung gebohrt werden.Furthermore, at least one production well may preferably be drilled in the storage zone heated by the induction loop.
Darüber hinaus kann zwischen zwei durchgehenden quasiparallelen Bohrungen, in denen die Induktionsschleife angeordnet ist, mindestens eine nichtdurchgehende Injektionsbohrung aus einem Grubenbau gebohrt werden.In addition, at least one non-continuous injection well from a mine can be drilled between two continuous quasi-parallel bores in which the induction loop is arranged.
In einer Ausgestaltung können die durchgehenden Bohrungen, in denen die rückführende oder die zuführende elektrische Leitung der Induktionsschleife verlegt sind, als Produktionsbohrungen genutzt werden. Dabei kann die Bohrung gleichzeitig oder zeitlich nacheinander für die Induktionsschleife und für den Abtransport der Produktion verwendet werden.In one embodiment, the through holes, in which the returning or the supplying electrical Conduction of the induction loop are laid, are used as production wells. The hole can be used simultaneously or in succession for the induction loop and for the removal of production.
Somit kann beispielsweise die von der elektrischen Leitung befreite Bohrung als Produktionsbohrung genutzt werden.Thus, for example, the freed from the electrical line bore can be used as a production well.
Es kann überdies vorgesehen sein, dass die von der elektrischen Leitung befreite Bohrung als Injektionsbohrung genutzt wird.It may also be provided that the freed from the electrical line bore is used as injection hole.
Des Weiteren kann nach dem Erwärmen der Lagerstättezone zwischen zwei durchgehenden quasiparallelen Bohrungen die rückführende oder die zuführende elektrische Leitung der Induktionsschleife aus einer Bohrung entfernt und in einer benachbarten durchgehenden Bohrung verlegt werden.Furthermore, after the heating of the reservoir zone between two continuous quasi-parallel bores, the return or the feeding electrical line of the induction loop can be removed from a bore and routed in an adjacent through bore.
Vorzugsweise erfolgt die Orientierung der Bohrungen entsprechend der geologischen Gegebenheiten. Vorzugsweise können die zwei quasiparallelen Grubenbauten in der Streichungsrichtung der ölführenden Schicht aufgefahren werden und die durchgehenden Bohrungen in den Einfallen oder in der Schwebensrichtung der ölführenden Schicht gebohrt werden.Preferably, the orientation of the holes is carried out according to the geological conditions. Preferably, the two quasi-parallel mining structures can be driven in the direction of strike of the oil-bearing layer and the through-holes drilled in the dip or in the levitation of the oil-bearing layer.
Weiterhin kann ein Grubenbau in den Firstengesteinen der ölführenden Schicht und den zweiten Grubenbau in den Solegesteinen der ölführenden Schicht aufgefahren werden.Furthermore, a mine in the ridges of the oil bearing layer and the second mine in the brines of the oil-bearing layer can be driven.
Die Öllagerstätte kann durch Scheibenabbau und entgegengesetzt zur Fallrichtung (schwebenden Verhieb) entwickelt werden, wobei für jede Scheibe zwei quasiparallele Grubenbauten aufgefahren werden können.The oil deposit can be developed by disc removal and opposite to the direction of fall (floating disturbance), whereby for each disc two quasiparallel pits can be driven.
Zwischen zwei durchgehenden quasiparallelen Bohrungen können zusätzlich mindestens noch zwei durchgehende quasiparallele Bohrungen in der ölführenden Schicht gebohrt werden und eine Spalte zwischen den zusätzlichen Bohrungen gebildet werden.Between two continuous quasi-parallel bores at least two more continuous quasi-parallel can Drilling holes are drilled in the oil bearing layer and a gap is formed between the additional holes.
Durchgehende Spalte können dabei zwischen zusätzlichen Bohrungen mit einem Seilschrämgerät gebildet werden.Continuous gaps can be formed between additional holes with a Seilschrämgerät.
In einer weiteren Ausgestaltung können die Grubenbauten mindestens in zwei Förderhorizonten aufgefahren werden, zwischen den Grubenbauten Durchhiebe in jedem Förderhorizont aufgefahren werden und die Durchhiebe mit durchgehenden Bohrungen, die in der ölführenden Schicht gebohrt werden, miteinander verbunden werden.In a further embodiment, the mining structures can be ascended at least in two conveying horizons, driving through passages in each conveying horizon between the mining structures, and connecting the through-holes with through-holes bored in the oil-bearing layer.
Die bisherigen Ausführungsformen sind im wesentlichen auf die Erwärmung zur Förderung von in der Lagerstätte vorliegendem Erdöl oder anderen kohlenstoffhaltigen Substanzen gerichtet. Allerdings kann das erfindungsgemäße Verfahren auch in anderen Umgebungen oder Anwendungsgebieten eingesetzt werden, Bergbau, Tunnelbau und/oder Bau. Beispielsweise kann durch das Erwärmen von mittels Induktion anregbaren Substanzen die Gewinnung z.B. von Metallen aus Erzlagerstätten unterstützt werden.The previous embodiments are directed essentially to the heating for the promotion of present in the deposit petroleum or other carbonaceous substances. However, the method according to the invention can also be used in other environments or fields of application, mining, tunneling and / or construction. For example, by heating induction-excitable substances, recovery of e.g. supported by metals from ore deposits.
Die Untertagelaugung ist eine bekannte und breit eingesetzte Technologie beim Gewinnen von vielen Metallen z.B. Uran, Gold, Kupfer, Kobalt. Nach dieser Technologie werden unterschiedliche wässrige Lösungen (z.B. schwache Lösung der Schwefelsäure) in die Lagerstätte injiziert. Die Lösungen filtrieren sich durch die porösen oder zerklüfteten Gesteine/Erze. Die oxidierende Lösung mobilisiert die Metalle, wobei die Effizienz der Mobilisierung und/oder der Auslaugung stark von der Temperatur der Lagerstätte und/oder der Lösung abhängig ist. Die Verwendung der beschriebenen Einrichtung ermöglicht die Temperatursteigerung direkt in der Erzlagerstätte, wodurch verringert sich die Auslaugezeit und steigt der Ausbeutegrad.The underground leaching is a well-known and widely used technology in the mining of many metals such as uranium, gold, copper, cobalt. According to this technology, different aqueous solutions (eg weak solution of sulfuric acid) are injected into the deposit. The solutions filter through the porous or fissured rocks / ores. The oxidizing solution mobilizes the metals, with the efficiency of mobilization and / or leaching highly dependent on the temperature of the reservoir and / or the solution. The use of the described device allows the temperature increase directly in the ore deposit, which reduces the leaching time and increases the yield.
Beim Tunnelbau und Bau (Übertage) ist man oft konfrontiert mit Treibsand/Schwimmsand und anderen geologischen Objekten, die verwässert und unstabil sind. Diese geologischen Objekte erschweren das Errichten der unterirdischen Grubenbauten und haben negative Wirkung auf die Stabilität der obertageliegenden Bauten. Die Verwendung der beschriebenen Einrichtung ermöglicht durch das Eintragen von Wärme in solche geologischen Objekte die Modifizierung der rheologischen Eigenschaften der Treibsande/Schwimmsande und anderen unstabilen geologischen Strukturen.In tunneling and construction (overground) one is often confronted with quicksand / floating sand and other geological objects that are watery and unstable. These geological objects complicate the erection of underground mining structures and have a negative impact on the stability of the superstructure buildings. The use of the described device, by introducing heat into such geological objects, makes it possible to modify the rheological properties of the floating sands / floating sands and other unstable geological structures.
Die vorliegende Erfindung und deren Weiterbildungen werden nachfolgend im Rahmen eines Ausführungsbeispiels an Hand von Figuren näher erläutert.The present invention and its developments are explained below in the context of an embodiment with reference to figures.
Dabei zeigen in schematischer Darstellung
Figur 1- - eine schematische Darstellung einer bergbaulich erschlossenen Öllagerstätte in einer Draufsicht,
Figur 2- - einen vertikalen Querschnitt der Öllagerstätte und Grubenbauten mit einer Bohrung für einen elektrischen Leiter,
Figur 3- - eine Darstellung einer Öllagerstätte, Grubenbauten und installierten Leiter, sowie die thermische Auswirkung des betriebenen Leiters,
Figur 4- - eine Darstellung einer Öllagerstätte, Grubenbauten, installierten Leiter und Produktionsrohre,
Figur 5- - eine Darstellung einer Öllagerstätte, Grubenbauten, und installierten Leiter mit Fluid-Injektion,
Figur 6- - eine Darstellung einer Öllagerstätte, Grubenbauten, und installierten Leiter mit alternativer Fluid-Injektion,
Figur 7- - eine Darstellung einer Öllagerstätte, Grubenbauten, und installierten Leiter mit weiterer alternativer Fluid-Injektion,
Figur 8- - einen vertikalen Schnitt der Öllagerstätte mit installiertem Leiter und Frequenzgenerator Obertage,
Figur 9- - eine Darstellung mit Grubenbauten in Nebengesteinen bei bergbaulicher Entwicklung einer Öllagerstätte mit großer Ölschichtmächtigkeit,
Figur 10- - ein mechanisches Bilden einer durchgehenden Spalte zwischen Bohrungen,
Figur 11- - einen vertikaler Schnitt der Öllagerstätte bei zwei Förderhorizonten,
Figur 12- - einen zu
Figur 11 gehörenden Schnitt entlang der Fläche C-C, Figur 13- - eine Lagerstätte mit einer Strecke,
Figur 14- - eine alternative Lagerstätte mit einer Strecke,
Figur 15- - einen vertikalen Querschnitt des Grubenbaues und der Lagerstätte mit dem Grubenbau in der ölführenden Schicht,
Figur 16- - einen vertikalen Querschnitt des Grubenbaues und der Lagerstätte, mit dem Grubenbau in Nebengesteinen.
- FIG. 1
- a schematic representation of a mining oil reservoir in a plan view,
- FIG. 2
- a vertical cross-section of the oil reservoir and mine structures with a hole for an electrical conductor,
- FIG. 3
- - a representation of an oil deposit, mine workings and installed ladder, as well as the thermal impact of the operated ladder,
- FIG. 4
- - an illustration of an oil deposit, mine workings, installed ladders and production pipes,
- FIG. 5
- a representation of an oil deposit, mine workings, and installed fluid injection ladder,
- FIG. 6
- a representation of an oil reservoir, mine structures, and installed conductors with alternative fluid injection,
- FIG. 7
- a representation of an oil deposit, mine workings, and installed ladder with further alternative fluid injection,
- FIG. 8
- a vertical section of the oil deposit with installed ladder and frequency generator upper day,
- FIG. 9
- - An illustration with mine structures in secondary rocks during mining development of an oil deposit with high oil layer thickness,
- FIG. 10
- mechanical formation of a continuous gap between holes,
- FIG. 11
- a vertical section of the oil reservoir at two production horizons,
- FIG. 12
- - one too
FIG. 11 belonging section along the surface CC, - FIG. 13
- - a deposit with a route,
- FIG. 14
- - an alternative deposit with a route,
- FIG. 15
- a vertical cross-section of the mine construction and the deposit with the mine in the oil-bearing layer,
- FIG. 16
- - A vertical cross-section of the mine and the deposit, with the mine construction in adjacent rocks.
Sich in den Figuren entsprechende Teile sind jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.Parts corresponding to the figures are each provided with the same reference numerals.
Die Figuren zeigen eine Öllagerstätte - im Folgenden auch Reservoir, Produktionsschicht oder bloß als Lagerstätte bezeichnet - mit hochviskosem Erdöl oder Bitumen oder Schweröl (beispielsweise einer dynamischen Viskosität, also Zähflüssigkeit, von 200 bis 1000000 cP, wobei cP für Centi-Poise steht, und wobei die genannten Werte im SI-System 0,2 bis 1000 Ns/m2 entsprechen), die zum Beispiel in einer Tiefe - bergmännisch auch als Teufe bezeichnet - unterhalb der Erdoberfläche von 50 bis 1200 Meter liegt. Diese Öllagerstätte soll in den Figuren bergbaulich aufgeschlossen sein oder werden, d.h. sie ist für den Bergbau mittels Grubenbau erschlossen und umfasst Schächte und Strecken. Die Schächte und Strecken sind dabei insbesondere für den Zugang von Personen und für das Einbringen und Abtransportieren von Material dimensioniert. Als Schacht ist gemäß diesem Dokument ein Grubenbau im Bergbau zu verstehen, mit dem die Lagerstätte von der Oberfläche - Übertage - her erschlossen wird. Schächte dienen dem Transport von Personen und Material. Weiterhin können Schächte für die Förderung von Abbauprodukten - z.B. die zu fördernde kohlenwasserstoffhaltigen Substanz, insbesondere Erdöl - sowie der Bewetterung bzw. Frischluftversorgung dienen. Im Sinne der Erfindung ist ein Schacht insbesondere deutlich größer dimensioniert als ein Durchmesser eines stromführenden Leiters, über den im Betrieb ein elektromagnetisches Feld im Untergrund aufgebaut werden soll. Ein Schacht verläuft senkrecht oder zur Senkrechten geneigt in den Untergrund, d.h. in die geologische Formation. Als Strecke ist gemäß diesem Dokument ein Grubenbau im Bergbau zu verstehen, der als weitgehend waagerechter oder leicht geneigter, länglich erstreckender Hohlraum ausgebildet ist und mit der Lagerstätte angrenzt oder durch die Lagerstätte durchgeht. Strecken können mit weiteren Strecken in Verbindung stehen und werden über Schächte bewettert.The figures show an oil reservoir - hereinafter also reservoir, production layer or merely referred to as reservoir - with highly viscous petroleum or bitumen or heavy oil (for example, a dynamic viscosity, ie viscosity, from 200 to 1000000 cP, where cP stands for centi-poise, and wherein the values given in the SI system correspond to 0.2 to 1000 Ns / m 2 ), which, for example, lies at a depth - also referred to as depth in the mining industry - below the earth's surface of 50 to 1200 meters. This oil deposit should be open to mining in the figures or be, ie it is developed for mining by means of mine construction and includes shafts and routes. The shafts and routes are in particular for the access of Persons and dimensioned for the introduction and removal of material. According to this document, a mine is to be understood as a mine construction in mining, with which the deposit is opened up from the surface - above ground. Manholes serve to transport people and material. Furthermore, shafts for the promotion of degradation products - eg serve the hydrocarbonaceous substance to be pumped, especially petroleum - as well as the ventilation or fresh air supply. For the purposes of the invention, a shaft is, in particular, significantly larger in size than a diameter of a current-carrying conductor over which an electromagnetic field is to be built up in the underground during operation. A shaft runs vertically or inclined to the vertical in the underground, ie in the geological formation. As the route is to be understood according to this document, a mining mines, which is designed as a largely horizontal or slightly inclined, elongated cavity and adjacent to the deposit or passes through the deposit. Routes can be connected to other routes and are protected by shafts.
In einer in
Zwischen den Strecken 3 und 4 werden mindestens zwei durchgehende quasiparallele Bohrungen 6 gebohrt in die die elektrische Leitung verlegt werden kann.Between the
Die durchgehenden quasiparallelen Bohrungen 6 werden nach
In
Wie gesagt sind die Strecken 3 und 4 im Untergrund angeordnet. Diese Strecken können in einer horizontalen Ebene liegen (nicht dargestellt) oder wie in
Wenn eine ölführende Schicht 5 flach einfallend lagert, dann können die zwei quasiparallelen Strecken 3 und 4 in der Streichungsrichtung der ölführenden Schicht 5 angeordnet werden und die Bohrungen 6 als Verbindung zwischen den Strecken 3 und 4 in der Einfall- oder Schweberichtung der ölführenden Schicht 5 gebohrt werden (
Anhand
In zwei - vorzugsweise benachbarten - Bohrungen 6 und in Abschnitten der Strecken 3 und 4 wird ein elektrischer Leiter 7 verlegt, der als Leiterschleife ausgebildet ist. Der elektrische Leiter 7 ist als so genannter Induktor ausgebildet und wird im Betrieb mit Wechselspannung betrieben, so dass sich um den Leiter 7 ein elektromagnetisches Wechselfeld aufbaut, welches wiederum in der natürlich vorhandenen elektrischen Leitfähigkeit des Reservoires Wirbelströme anregt, damit joulsche Wärme erzeugt - d.h. das im Lagerstättenblock 12 - befindliche gebundene Öl oder andere Flüssigkeiten werden somit indirekt oder direkt erheizt.In two - preferably adjacent -
Der Leiter 7 besteht vorzugsweise aus einer Abfolge von induktiv und kapazitiv wirkenden Elementen, welche einen Serienresonanzkreis bilden, der als Schleife ausbildet ist, dessen Enden an den Frequenzgenerator angeschlossen werden, welcher die Schleife bestromt.The
Der elektrische Leiter 7 bildet eine Leiterschleife, in dem ein im wesentlichen gerader Anfangsabschnitt 71 in der Strecke 4 zu liegen kommt, dann über eine Krümmung 74 in einen überwiegend geraden zweiten Leitungsabschnitt 75 fortgesetzt wird. Dieser zweiten Leitungsabschnitt 75 wird in einer der Bohrungen 6 geführt. Der Leiter 7 wird daraufhin über eine weitere Krümmung 6 durch einen dritten weitgehend geraden Leitungsabschnitt 73 in Strecke 3 positioniert. Mittels einer weiteren Krümmung 74 erfolgt ein Übergang zu einem im wesentlichen geraden vierten Leitungsabschnitt 76, der innerhalb einer weiteren Bohrung 6 zu liegen kommt. Über eine weitere Krümmung 74 erfolgt der Übergang in die ursprüngliche Strecke 4, worin ein Endabschnitt 72 des Leiters 7 angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine fast vollständig geschlossene Leiterschleife gebildet. Es fehlt lediglich noch der Frequenzgenerator, der an den Anfangsabschnitt 72 und an den Endabschnitt 71 anzubringen ist. Dies kann innerhalb der Strecke 4 erfolgen. Alternativ - wie in
Es sei noch einmal betont, dass in der vorliegenden Ausgestaltung der Leiter 7 in den explizit für den Leiter 7 vorgesehenen weitgehend parallelen Bohrungen 6 verlegt wird, wobei der Anfangsabschnitt 71 und der Endabschnitt 72 der Induktionsschleife des Leiters 7 in Strecke 4 angeordnet wird und dort frei verlegt werden kann. Weiterhin wird der dritte Leitungsabschnitt 73 der Induktionsschleife in dem zur Strecke 4 quasiparallel angeordneten Strecke 3 zwischen den zwei Bohrungseingängen der Bohrungen 6 frei verlegt.It should be emphasized once again that in the present embodiment, the
Der Abstand zwischen den durchgehenden quasiparallelen Bohrungen 6 kann beispielsweise im Intervall von 10 bis 200 Meter liegen. Typische Abstände zwischen den Hin- und Rückleitern - der zweite Leitungsabschnitt 75 wird als Hinleiter betrachtet und der vierte Leitungsabschnitt 76 als Rückleiter -, die die Induktionsschleife des Leiters 7 bilden, sind 5 bis 60 m bei einem Außendurchmesser des Leiters 7 von 4 bis 50 cm.The distance between the continuous quasi-parallel bores 6 may for example be in the interval of 10 to 200 meters. Typical distances between the return conductors - the
Wie erwähnt ist die Strecke 4 in
Die vertikale Bohrung 8 kann dabei auch als Schacht 1 ausgebildet sein. Die elektrische Leitungen 10 für den Anschluss der Induktionsschleife können somit auch im Schacht 1 verlegt werden.The
Die elektrischen Zuleitungen 10 können dabei ebenfalls als Induktor ausgebildet sein. Alternativ können die elektrischen Zuleitungen 10 als ein Kabel mit wenigen Verlusten ausgebildet sein, das erst in der in
Der Frequenzgenerator 11 bzw. der Frequenzumrichter kann auch Untertage in einem Grubenbau unterbracht werden, z.B. in Strecke 4. In diesem Fall hat der Frequenzgenerator 11 vorzugsweise eine explosionsgeschützte und/oder wetterfeste Ausführung.The
Bei kleiner Lagerstättetiefe kann je Lagerstättenblock 12 oder je Leiterschleife eine Bohrung 8 vorgesehen sein. Alternativ kann eine Bohrung 8 für viele Leiterschleifen und/oder für viele Lagerstättenblöcke 12 vorgesehen sein.At a small deposit depth, a
Unter geeigneter Bestromung des Leiters 7 bildet sich ein elektrisches Wechselfeld um den Leiter 7, der in der natürlich vorhandenen elektrischen Leitfähigkeit des dem Leiter umgebenden Erdreiches Wirbelströme anregt und durch Erzeugung Joulscher Wärme das Erdreich somit induktiv erheizt. Diese Erwärmungszone 13 als umgebendes Erdreich ist ebenfalls in
Die zwei quasiparallelen Strecken bzw. Grubenbauten 3 und 4 können, wie bereits in Bezug auf
Da bei einer derartigen Anordnung der Anschluss der Induktionsschleife an die elektrischen Leitungen 10 in dem höherliegenden und vermeintlich "trockenen" Grubenbau stattfindet, steigt die Sicherheit bzgl. Fehlfunktionen bei der Elektroenergieversorgung und folglich auch die Arbeitssicherheit.Since, in such an arrangement, the connection of the induction loop to the
Nach der Vollendung der bergbaulichen Arbeiten für die Schächte 1 und Strecken 2, 3, 4 und dem Bohren von mindestens zwei durchgehenden Bohrungen 6 zwischen den Strecken 3 und 4, sowie nach Verlegung des Leiter 7 als Induktionsschleife in mindestens zwei Bohrungen 6 und dem Anschluss der Induktionsschleife an den Frequenzgenerator 11 beginnt das Bestromen des Leiters 7, somit das induktive Erwärmen der Lagerstätteblocks 12 mit sich ergebener Bildung der Erwärmungszone 13, die sich durch eine erhöhte Temperatur auszeichnet.After completion of the mining work for the
Ein Leiter 7 kann einen Längsinduktivitätsbelag von 1,0 bis 2,7 µH/m (micro Henry je Meter Länge) aufweisen. Der Querkapazitätsbelag liegt beispielsweise bei 10 bis 100 pF/m (pico Farad je Meter Länge). Die charakteristische Frequenz der Anordnung ist bedingt durch die Schleifenlänge und -form und den Querkapazitätsbelag entlang der Induktorschleife.A
Die Beschreibung der elektrotechnischen Parameter der induktiven Heizungsanlage auf Basis einer Induktionsschleife ist im Folgenden kurz erläutert:The description of the electrotechnical parameters of the inductive heating system based on an induction loop is briefly explained below:
Die Leiterschleife oder Induktionsschleife wirkt im Betrieb als Induktionsheizung, um zusatzliche Wärme in die Lagerstätte einzubringen. Der aktive Bereich des Leiters kann in im wesentlicher horizontaler Richtung innerhalb der Lagerstätte eine nahezu geschlossenen Schleife (also ein Oval) beschreiben. An den aktiven Bereich kann sich ein - eventuell oberirdisch gelegener - Endbereich anschließen. Die oberirdisch gelegenen Teile des Anfangs- und Endbereiches des Leiters können elektrisch mit einer Stromquelle - einem Frequenzgenerator - kontaktiert sein. Es ist vorzugsweise vorgesehen, die Leitungsinduktivität des Leiters abschnittsweise durch diskret oder kontinuierlich ausgeführte Serienkapazitäten zu kompensieren. Dabei kann für die Leitung mit integrierter Kompensation vorgesehen sein, dass die Frequenz des Frequenzgenerators auf die Resonanzfrequenz der Stromschleife abgestimmt wird. Die Kapazität im Leiter kann von Zylinderkondensatoren zwischen einer rohrförmigen Außenelektrode eines ersten Kabel-Abschnitts und einer rohrförmigen Innenelektrode eines zweiten Kabel-Abschnitts gebildet, zwischen denen sich ein Dielektrikum befindet. Ganz entsprechend wird der benachbarte Kondensator zwischen den folgenden Kabel-Abschnitten gebildet. Das Dielektrikum des Kondensators wird dabei so gewählt, dass es eine hohen Spannungsfestigkeit und eine hohe Temperaturbeständigkeit erfüllt.The conductor loop or induction loop acts as an induction heater in operation to introduce additional heat into the deposit. The active area of the conductor may describe a nearly closed loop (ie, an oval) in the substantial horizontal direction within the deposit. The active area may be adjoined by an end area, possibly located above ground. The above ground located portions of the beginning and end of the conductor can be electrically connected to a power source - a frequency generator - contacted. It is preferably provided that the line inductance of the conductor is compensated in sections by discrete or continuously executed series capacitances. It can be provided for the line with integrated compensation that the frequency of the frequency generator is tuned to the resonance frequency of the current loop. The capacitance in the conductor can be formed by cylindrical capacitors between a tubular outer electrode of a first cable section and a tubular inner electrode of a second cable section, between which a dielectric is located. Likewise, the adjacent capacitor is formed between the following cable sections. The dielectric of the capacitor is chosen so that it meets a high dielectric strength and high temperature resistance.
Weiterhin ist denkbar, eine Ineinanderschachtelung mehrerer koaxialer Elektroden vorzusehen. Auch andere übliche Kondensatorbauformen können in die Leitung integriert werden.Furthermore, it is conceivable to provide a nesting of several coaxial electrodes. Other common capacitor designs can be integrated into the line.
Weiterhin kann die gesamte Elektrode bereits von einer Isolation umgeben sein. Die Isolierung gegen das umliegende Erdreich ist vorteilhaft, um resistive Ströme durch das Erdreich zwischen den benachbarten Kabel-Abschnitten insbesondere im Bereich der Kondensatoren zu verhindern. Die Isolation verhindert weiterhin einen resistiven Stromfluss zwischen Hin- und Rückleiter.Furthermore, the entire electrode may already be surrounded by an insulation. The insulation against the surrounding soil is advantageous in order to prevent resistive currents through the ground between the adjacent cable sections, in particular in the region of the capacitors. The insulation furthermore prevents a resistive current flow between the forward and return conductors.
Mehrere rohrförmige Elektroden können parallel geschaltet werden. Vorteilhafterweise kann die Parallelschaltung der Kondensatoren zur Erhöhung der Kapazität oder zur Erhöhung ihrer Spannungsfestigkeit genutzt werden.Several tubular electrodes can be connected in parallel. Advantageously, the parallel connection of the capacitors can be used to increase the capacitance or to increase its dielectric strength.
Weiterhin kann eine Kompensation der Längsinduktivität mittels vorwiegend konzentrierter Querkapazitäten erfolgen: Anstelle mehr oder weniger kurzer Kondensatoren als konzentrierte Elemente in die Leitung einzubringen, kann auch der Kapazitätsbelag - den eine Zweidrahtleitung wie z. B. eine Koaxialleitung oder Mehrdrahtleitungen ohnehin über ihre gesamt Länge bereitstellen - zur Kompensation der Längsinduktivitäten verwendet werden. Dazu wird in gleichen Abständen abwechselnd der Innen- und Außenleiter unterbrochen und so der Stromfluss über die verteilten Querkapazitäten erzwungen.Furthermore, a compensation of the longitudinal inductance can take place by means of predominantly concentrated transverse capacitances: Instead of introducing more or less short capacitors as concentrated elements in the line, and the capacitance - can be a two-wire line such. B. provide a coaxial line or multi-wire cables anyway over their entire length - are used to compensate for the Längsinduktivitäten. For this purpose, the inner and outer conductors are alternately interrupted at equal intervals, thus forcing the flow of current through the distributed transverse capacitances.
Die konstruktive Ausgestaltung der Leiterschleife kann als Kabelbauform oder als Massivleiterbauform erfolgen. Die Bauform ist jedoch unerheblich für die zuvor beschriebene elektrische Funktionsweise.The structural design of the conductor loop can be made as a cable design or as a solid conductor design. However, the design is irrelevant to the electrical operation described above.
Weitere Informationen zur Ausgestaltung von Leitern, die auch für vorliegenden Erfindungsgegenstand einsetzbar sind, findet sich unter
Ein Frequenzgenerator zum Ansteuern des elektrischen Leiters ist vorzugsweise als Hochfrequenzgenerator ausgebildet. Der Frequenzgenerator kann dreiphasig aufgebaut sein und vorteilhafterweise eine transformatorische Kopplung und Leistungshalbleiter als Bauelemente beinhalten. Insbesondere kann die Schaltung einen Spannung einprägenden Wechselrichter beinhalten. Bei einem solchen Generator kann für den bestimmungsgemäßen Gebrauch ein Betrieb unter Resonanzbedingungen erforderlich sein, um eine Blindleistungskompensation zu erreichen. Gegebenenfalls ist die Ansteuerfrequenz im Betrieb geeignet nachzustellen.A frequency generator for driving the electrical conductor is preferably designed as a high-frequency generator. The frequency generator can be constructed in three phases and advantageously include a transformer coupling and power semiconductors as components. In particular, the circuit may include a voltage impressing inverter. Such a generator may require operation under resonant conditions for its intended use to achieve reactive power compensation. If necessary, the drive frequency is suitably adjusted during operation.
An der Oberfläche können zur Ansteuerung des Leiters folgende Komponenten vorhanden sein: Ausgehend von der 3phasigen Netzwechselspannungsquelle z. B. 50Hz oder 60 Hz, wird beispielsweise ein dreiphasiger Gleichrichter angesteuert, dem über einen Zwischenkreis mit Kondensator ein dreiphasiger Wechselrichter nachgeschaltet ist, der periodische Rechtecksignale geeigneter Frequenz generiert. Über ein Anpassnetzwerk aus Induktivitäten und Kondensatoren werden Induktoren als Ausgang angesteuert. Ein Verzicht auf das Anpassnetzwerk ist allerdings möglich, wenn der Induktor als Induktionsschleife ausgebildet ist, welche aufgrund ihrer Induktivität und des kapazitiven Belages das Einstellen der erforderlichen Resonanzfrequenz ermöglicht.On the surface, the following components can be present to control the conductor: Starting from the 3-phase AC mains voltage source z. B. 50Hz or 60 Hz, for example, a three-phase rectifier is controlled, which is followed by a DC link with capacitor, a three-phase inverter, which generates periodic square wave signals suitable frequency. Via a matching network from inductors and capacitors inductors are driven as output. A waiver of the matching network, however, is possible if the inductor is designed as an induction loop, which allows the adjustment of the required resonant frequency due to their inductance and the capacitive coating.
Die beschriebenen Frequenzgeneratoren lassen sich grundsätzlich als spannungseinprägende Stromrichter oder entsprechend als stromeinprägenden Stromrichter einsetzen.The described frequency generators can basically be used as voltage-impressing power converters or, accordingly, as current-impressing power converters.
Die Temperatur in der Erwärmungszone 13 hängt von der eingebrachten elektromagnetischen Leistung ab, welche sich aus den geologischen und physikalischen (z. B. elektrische Leitfähigkeit) Parametern der Lagerstätte, sowie den technischen Parametern der elektrischen Anordnung, insbesondere bestehend aus Leiter 7 und dem Hochfrequenzgenerator 11, ergibt. Diese Temperatur kann bis zu 300°C erreichen und ist regelbar durch Änderung der Stromstärke durch die Induktorschleife. Die Regelung erfolgt über den Frequenzgenerator 11. Die elektrische Leitfähigkeit der Lagerstätte kann durch zusätzliches Injizieren von Wasser oder eines anderen Fluides, z. B. eines Elektrolytes, erhöht werden.The temperature in the
Ein typisches Temperaturprofil ist in
Erfolgt dagegen ein Abtransport der Fluide oder der fluide gemachten elektrisch leitfähigen Flüssigkeiten sofort, sobald sie fluide gemacht wurden, so erfolgt an den leergeförderten Stellen um so weniger Erwärmung durch elektrische Wirbelströme, je mehr das Erdreich mit seiner elektrischen Leitfähigkeit mit abtransportiert wurde. Zwar ist das elektromagnetische Feld immer noch da, jedoch können sich Wirbelströme nur dort ausbilden, wo noch Leitfähigkeit vorhanden sein wird. Allerdings kann ein Abfließen einer Flüssigkeit bewirken, dass andere Flüssigkeit nachfließt.If, on the other hand, a removal of the fluids or of the fluids made of electrically conductive fluids takes place immediately as soon as they have been made fluid, then the less heated by electrical eddy currents, the more the soil with its electrical conductivity has been carried away at the vacancies. Although the electromagnetic field is still there, eddy currents can only form where there will still be conductivity. However, draining a liquid can cause other liquid to flow.
Das untere Diagramm in
Das Design der elektrischen Anordnung wählt man vorzugsweise daher so, dass die Eindringtiefe des elektromagnetischen Feldes typischerweise dem halben Abstand der horizontal ausgebildeten Induktorleiter entspricht. Damit wird erreicht, dass sich das elektromagnetische Feld eines Hin- und Rückleiters des Leiters 7 nicht kompensiert und auf der anderen Seite die Anzahl der Bohrungen im Verhältnis zur Dicke des Reservoirs optimal gering gehalten werden kann. Im Falle des sofortigen Abtransportes der fluide gemachten elektrisch leitfähigen Flüssigkeiten erreicht das elektromagnetische Feld weiter entfernt vom Induktorkabel elektrisch leitfähige Schichten und induziert dort Wirbelströme. Der Vorteil ist, dass es ein selbst-penetrierender Effekt ist, das heißt, dass die absolut eingebrachte Leistung in das Reservoir immer konstant gehalten werden kann, z. B. im Bereich von einigen 100kW bis einige MegaWatt, z. B. 1 MW. Am Anfang ist die höchste spezifische Leistungsdichte in der Nähe des Induktorkables, sobald jedoch die Fluide abtransportiert sind, ist im weiter außerhalb liegenden Radius eine zwar geringere spezifische Leistungsdichte, jedoch in einem größeren Volumen vorhanden, was zur Folge hat, dass die absolut eingebrachte Leistung eben gleich bleibt, z. B. 1MW. Das kann durch andere elektrische Verfahren nicht erreicht werden: Z. B. bei einem Heizstab (im Aufbau vergleichbar mit einem Tauchsieder) ist die in die Umgebung einbringbare Leistung immer vom Temperaturgradienten sowie von der sich über der Temperatur veränderlichen thermischen Leitfähigkeit abhängig, weil der Heizstab der Ausgangspunkt der Temperatur ist.The design of the electrical arrangement is therefore preferably chosen so that the penetration depth of the electromagnetic field typically corresponds to half the distance of the horizontally formed inductor conductor. This ensures that the electromagnetic field of a forward and return conductor of the
Die Anordnung zur induktiven Heizung der Lagerstätte, die in den
Zwischen zwei durchgehenden quasiparallelen Bohrungen 6, in denen die Induktionsschleife des Leiters 7 verlegt ist, kann mindestens eine nichtdurchgehende Förderbohrung 14 aus einem Grubenbau gebohrt werden. Dies ist in
Die Zahl der Förderbohrungen 14 hängt von den Abmessungen des Lagerstättenblocks 12 ab.The number of
In
Im Betrieb des Leiters 7, fließt das Erdöl aufgrund reduzierter Viskosität in die Förderbohrungen 14 bzw. in ein jeweils darin installiertes Förderrohr.During operation of the
Der Fließvorgang des Erdöles kann durch das Injizieren von Fluiden (Wasser, Wasser mit Additiven, Dampf) unterstützt werden. Die Flutmedien kann man gleichzeitig in die zwei durchgehenden Bohrungen 6, die den Lagerstättenblock 12 begrenzen, injizieren. Das Injizieren der Fluide in die zwei durchgehenden Bohrungen 6 kann während der Erwärmung des Lagerstättenblocks 12 und/oder nach der Beendigung der Bestromung des Leiters 7 stattfinden. Beim Injizieren wird ein Ausgang der durchgehenden Bohrungen 6 mit einem Packer 15 als Blockierungselement isoliert (vgl.
Als Variante kann jeder Lagerstättenblock 12 (bei geringer Lagerstättentiefe) mit der Oberfläche 9 durch eine vertikale Bohrung 16 verbunden werden. Dies ist in
Nach einer anderen Ausführung - vgl.
Der oder die Packer 15 können auf der Seite mit der höherliegenden Strecke 4 installiert werden, wie dies in den Figuren gezeigt ist. Evtl. vorteilhaft mag aber sein, den oder die Packer 15 auf der Seite der niedriger gelegenen Strecke 3 zu installieren.The one or
Nach anderer Ausführung des Verfahrens wird - siehe
Nach Erwärmen eines Blocks 12 und rapider Steigerung des Ölfliesvermögens beginnt man mit der thermischen Behandlung eines Nachbarblockes. Um die Montagearbeiten zu vereinfachen, wird vorzugsweise aus einer Bohrung 6 die rückführende oder die zuführende elektrische Leitung der Induktionsschleife des Leiters 7 entfernt und in der benachbarten durchgehenden Bohrung 6 verlegt (gestrichelt in
In
Bisher wurde überwiegehend davon ausgegangen, dass die ölführende Schicht 5 flach einfallend im Untergrund vorliegt. In
In
Hauptvorteil der bergbaulichen Entwicklung der Lagerstätte mit hochviskosem Öl mittels Grubenbauten, insbesondere Strecken - auch Stollen - und Schächten, ist die Steigerung der Entölung.The main advantage of the mining development of the reservoir with highly viscous oil by means of mine structures, in particular sections - also tunnels - and shafts, is the increase in de-oiling.
Um diesen Effekt zu erweitern, können im Lagerstättenblock 12 zusätzlich mindestens noch zwei durchgehende quasiparallele Bohrungen 19 und 20 in der ölführenden Schicht 5 gebohrt werden (vgl.
Gemäß
Beim Erwärmen des Lagerstättenblocks 12 fliest das Öl in die Spalte 23 und weiter in die Grubenbauten.Upon heating of the
Ein Seilschrämgerät 22 wird üblicherweise vorwiegend beim Kohlegewinnen eingesetzt und nun gemäß dieser Ausgestaltung auch für die Ölgewinnung. Bitumen und hochviskoses Öl lagert oft in geologischen Schichten mit Festigkeiten, die kleiner als die Festigkeit der Kohle ist, z. B. in wenig zementierten Sand. Außerdem wirkt das Öl der Lagerstätte wie ein Schmiermittel bei den Pendelbewegungen des Seils 21 in den Bohrungen 19 und 20. Damit werden die Reibungskräfte des Seils 21 wesentlich reduziert und die Energie des Seilschrämgeräts 22 wird vorwiegend für das Schneiden/Sägen der ölführenden Schicht 5 verwendet.A
Nach einer anderer in
Die Durchhiebe 24 - die ebenfalls eine Strecke darstellen - durchqueren die ölführende Schicht 5. Die Durchhiebe 24, die in einem Förderhorizont gebaut sind, werden mittels durchgehender quer zu den Durchhieben verlaufenden Bohrungen 25 miteinander verbunden. Eine Leiterschleife wird dann in eine erste Bohrung 25 im ersten Förderhorizont, in eine zweite Bohrung 25 im zweiten Förderhorizont sowie in zwei Bohrungen 6 installiert. Dies ist in
Die in die Bohrungen 24 und 6 (siehe
In
In
Das Verwenden der Strecke 2 für die Leiterschleife erlaubt es eine Leiterschleife zu verlegen, die im Übergang zwischen der Bohrung 66 und der Strecke 2 einen geringen Krümmungsradius aufweist, der deutlich geringer als eine Krümmung ist, die ein Bohrkopf ermöglicht. Man kann davon sprechen, dass die Leiterschleife an dieser Stelle abknickt. Somit können die Bohrungen im wesentlichen auf jeweils eine gekrümmte Stelle beschränkt werden, wodurch der Bohrvorgang einfach ausgeführt werden kann.Using
In
Weiterhin ist in
In der beispielhaften Darstellung der
Bezüglich aller genannten Ausführungsformen ist eine obertäge Installation des Frequenzgenerators welcher die Induktorschleife mit einem hochfrequenten Strom speist, möglich. Alternativ ist eine untertägige Aufstellung möglich. Dabei sind vorzugsweise bei untertägiger Aufstellung des Frequenzgenerators besondere Anforderungen an Explosionsschutz und/oder Kühlung und/oder Wetterschutz zu beachten.With respect to all the above-mentioned embodiments, an obesity installation of the frequency generator which feeds the inductor loop with a high-frequency current is possible. Alternatively, an underground installation is possible. In this case, special requirements for explosion protection and / or cooling and / or weather protection should preferably be considered in underground installation of the frequency generator.
Bei obertägiger Aufstellung werden Umrichter über vorhandene Wasseranschlüsse über Wasser-Wasser-Rückkühler oder an der Luft über Wasser-Luft-Rückkühler gekühlt. Gekühlt werden müssen vor allem die Durchlass- und Schaltverluste der Leistungshalbleiter, so dass diese sich nicht überhitzen. Untertage werden nach entsprechender Aufheizung der Lagerstätte möglicherweise hohe Umgebungstemperaturen, hohe Luftfeuchte und ggf. ein Mangel an fluidem Rückkühlmedium, z.B. Grubenwasser, herrschen. Von daher ist es notwendig, eine spezielle Ausführungsform zu verwenden, welche die Verluste explosionsgeschützt und wetterfest abführt. Zur Anwendung kommt beispielsweise ein Thermosyphon oder eine Heatpipe, welche als absolut geschlossenes Kühlsystem arbeiten kann. Das Arbeitsmedium des geschlossenen Kühlkreislaufes, welche auf Verdampfung zur Abführung der Wärme und Re-Kondensation basieren kann, benötigt ein kaltes Ende, in dem das Kühlmedium re-kondensiert wird. Hierfür kann eine elektrisch betriebene Wärmepumpe angewendet werden. Als Arbeitsmedium im Kühlkreislauf kommen Medien in Frage, die bei Normaldruck zwischen 60°C und 120°C verdampfen, z.B. Wasser.In an above-ground installation, converters are cooled via existing water connections via water / water recoolers or in the air via water / air recoolers. Above all, the forward and switching losses of the power semiconductors must be cooled so that they do not overheat. Underground after appropriate heating of the deposit may be high ambient temperatures, high humidity and possibly a lack of fluid recooling medium, such as mine water prevail. Therefore, it is necessary to use a special embodiment which dissipates the explosion explosion proof and weatherproof. For example, a thermosiphon or a heat pipe can be used, which can work as an absolutely closed cooling system. The working medium of the closed cooling circuit, which can be based on evaporation for the removal of heat and re-condensation, requires a cold end in which the cooling medium is re-condensed. For this purpose, an electrically operated heat pump can be used. As a working medium in the cooling circuit media come into question, which evaporate at atmospheric pressure between 60 ° C and 120 ° C, eg water.
Weiterhin ist eine vorgesehene Terminalbox - ein Klemmkasten - für den Anschluß des Hin- und Rückleiters explosionsgeschützt und abgedichtet vom Umrichter auszuführen, so dass keine explosiven Grubengase eindringen können, die sich aufgrund von nicht auszuschliessenden Teilentladungen aufgrund der dort vorhandenen elektrischen Spannungen von bis zu mehreren kiloVolt (kV) entzünden würden.Furthermore, a designated terminal box - a terminal box - for the connection of the forward and return conductors explosion proof and sealed run by the inverter, so that no explosive pit gases can penetrate, due to the non-excludable partial discharges due to the existing electrical voltages of up to several kiloVolt (kV) would ignite.
Die vorgestellten Anordnungen und Verfahren sind insbesondere vorteilhaft für eine Bitumlagerstätte z. B. mit Ölviskosität 100 000cP. Sie könnte in einer Tiefe von 150-200 Meter unter der Oberfläche gelagert sein. Die Lagerstätte kann durch eine ölführende Schicht mit einer Mächtigkeit von 20 - 30 Metern und einem Einfallwinkel von 25 - 30° ausgebildet sein. Das Öl kann bei den gegebenen Bedingungen in der Schicht bei einer Temperatur von 8°C wegen hoher Viskosität unbeweglich oder gering beweglich sein. Die ölführende Schicht kann weitgehend aus Sand mit niedrigem Zementierungsgrad aufgebaut sein. Die Oberfläche mag über der Lagerstättenkontur teilweise bebaut sein.The presented arrangements and methods are particularly advantageous for a bitum deposit z. Of oil viscosity 100,000cP. It could be stored at a depth of 150-200 meters below the surface. The deposit may be formed by an oil-bearing layer with a thickness of 20 - 30 meters and an angle of incidence of 25 - 30 °. The oil can, under the given conditions in the layer at a temperature of 8 ° C, be immobile or slightly mobile for high viscosity. The oil-bearing layer can be made up largely of sand with a low degree of cementation. The Surface may be partially built up over the deposit contour.
In diesem Fall können beispielsweise zwei vertikale Schächte an der Grenze der Lagerstättenkontur gebohrt werden. Eine Bohrung von der Oberfläche wird nicht benötigt.In this case, for example, two vertical manholes can be drilled at the boundary of the reservoir contour. A hole from the surface is not needed.
Die Füllanlagen sowie die Transport -und Bewitterungsstrecken können in den Nebengesteinen der ölführenden Schicht gebaut werden.The filling systems as well as the transport and weathering sections can be built in the secondary rocks of the oil-bearing layer.
Sofern die Stabilität der ölführenden Schicht relativ hoch und die Gasführung relativ niedrig ist, können neben Transport -und Bewitterungsstrecken zwei Strecken parallel zueinander mit Abstand von 200 Meter direkt in der ölführenden Schicht aufgefahren werden. Zwischen diesen Grubenbauten können durchgehende parallele Bohrungen mit einem Abstand von 20-30 Meter gebohrt werden. Die Bohrungen werden mit Verrohrung insbesondere aus Kunststoff versehen und darin mindestens in zwei benachbarten Bohrungen die elektrischen Leitungen, die die Induktionsschleife bilden, verlegt.If the stability of the oil-bearing layer is relatively high and the gas flow is relatively low, in addition to transport and weathering routes, two lines can be run parallel to each other with a distance of 200 meters directly in the oil-bearing layer. Between these pit structures continuous parallel holes can be drilled at a distance of 20-30 meters. The holes are provided with piping, in particular made of plastic and laid therein at least in two adjacent holes, the electrical lines that form the induction loop.
Untertage können mindestens ein schlagwetterfester FrequenzGenerator installiert werden. Nach Erwärmen des Lagerstättenabschnittes kann die bisher verwendete Induktionsschleife entfernt und das Erdöl mit reduzierter Viskosität gefördert werden.Underground, at least one impact-resistant frequency generator can be installed. After heating the reservoir section, the previously used induction loop can be removed and the petroleum can be pumped with reduced viscosity.
Zusammenfassend werden noch einmal wesentliche Prinzipien hervorgehoben, die ein bergbauliches Aufschließen einer Öllagerstätte gemäß bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ermöglichen:
- mindestens zwei quasiparallele Grubenbauten - insbesondere Strecken - in der ölführenden Schicht oder in den Nebengesteinen können bereitgestellt werden, wobei zwischen den Grubenbauten mindestens zwei durchgehende quasiparallele Bohrungen gebohrt werden können, in den Bohrungen die Induktionsschleife verlegt werden kann, wobei der Anfangsabschnitt und der Endabschnitt der Induktionsschleife in einem Grubenbau angeordnet wird und ein Teil der Induktionsschleife in dem anderen Grubenbau zwischen zwei Bohrungseingängen frei verlegt ist;
- der Grubenbau, in dem der Anfangsabschnitt und der Endabschnitt der Induktionsschleife angeordnet sind, durch eine quasivertikale Bohrung mit Obertage verbunden wird und in dieser Bohrung die elektrischen Leitungen für Anschluss der Induktionsschleife an Frequenzgenerator bzw. dem Frequenzumrichter verlegt werden;
- den Frequenzumrichter in einem Grubenbau platziert wird;
- die zwei quasiparallelen Grubenbauten in unterschiedlicher Tiefe aufgefahren werden und der Anfangsabschnitt und der Endabschnitt der Induktionsschleife in dem Grubenbau, der höher als der zweite Grubenbau liegt, angeordnet wird;
- zwischen zwei durchgehenden quasiparallelen Bohrungen, in denen die Induktionsschleife angeordnet ist, mindestens eine nichtdurchgehende Förderbohrung aus einem Grubenbau gebohrt wird, die die erwärmte Lagerstättezone mit einem von zwei quasiparallelen Grubenbauten verbindet;
- in die durch die Induktionsschleife erwärmte Lagerstättenzone mindestens eine Förderbohrung von der Oberfläche gebohrt wird;
- zwischen zwei durchgehenden quasiparallelen Bohrungen, in denen die Induktionsschleife angeordnet ist, mindestens eine nichtdurchgehende Injektionsbohrung aus einem Grubenbau gebohrt wird;
- nach dem Erwärmen der Lagerstättezone zwischen zwei durchgehenden quasiparallelen Bohrungen die rückführende oder die zuführende elektrische Leitung der Induktionsschleife aus einer Bohrung entfernt und in der benachbarten durchgehenden Bohrung verlegt wird;
- die von der elektrischen Leitung befreite Bohrung als Produktionsbohrung genutzt wird;
- die von der elektrischen Leitung befreite Bohrung als Injektionsbohrung genutzt wird;
- die zwei quasiparallelen Grubenbauten in der Streichungsrichtung der ölführenden Schicht aufgefahren werden und die durchgehenden Bohrungen in der Einfall- oder Schwebensrichtung der ölführenden Schicht gebohrt wird;
- ein erster Grubenbau in den Firstengesteinen der ölführenden Schicht und ein zweiter Grubenbau in den Solegesteinen der ölführenden Schicht aufgefahren werden;
- die Öllagerstätte durch Scheibenabbau und entgegengesetzt zur Fallrichtung (schwebenden Verhieb) entwickelt wird, wobei für jede Scheibe zwei quasiparallele Grubenbauten aufgefahren werden;
- zwischen zwei durchgehenden quasiparallelen Bohrungen zusätzlich mindestens noch zwei durchgehende quasiparallele Bohrungen in der ölführenden Schicht gebohrt werden, wodurch sich eine Spalte zwischen den zusätzlichen Bohrungen bildet;
- die durchgehende Spalte zwischen zusätzlichen Bohrungen mit einem Seilschrämgerät gebildet wird;
- die Grubenbauten mindestens in zwei Förderhorizonten aufgefahren werden, zwischen Grubenbauten in jedem Förderhorizont die Durchhiebe aufgefahren werden und die Durchhiebe mit durchgehenden Bohrungen miteinander verbunden werden.
- At least two quasiparallel mine structures - in particular sections - in the oil-bearing layer or in the secondary rocks can be provided, wherein between the mine structures at least two continuous quasi-parallel Drill holes can be drilled in the holes, the induction loop can be laid, wherein the initial portion and the end portion of the induction loop is placed in a mine and a portion of the induction loop is freely laid in the other mine between two bore entrances;
- the mine, in which the start section and the end section of the induction loop are arranged, is connected by a quasivertical bore to the top, and the electrical lines for connection of the induction loop to the frequency generator or the frequency converter are laid in this bore;
- the frequency converter is placed in a pit;
- the two quasi-parallel mine structures are driven at different depths and the start section and the end section of the induction loop are placed in the mine construction higher than the second mine construction;
- drilling between at least one non-throughflow wellbore from a mine that connects the heated reservoir zone to one of two quasi-parallel well structures between two continuous quasi-parallel bores in which the induction loop is disposed;
- drilling at least one production well from the surface into the reservoir zone heated by the induction loop;
- drilling at least one non-continuous injection well from a mine between two continuous quasi-parallel bores in which the induction loop is arranged;
- after heating the storage zone between two continuous quasi-parallel bores, the return or supply electrical wire of the induction loop is removed from a bore and routed in the adjacent through bore;
- the freed from the electrical line bore is used as a production well;
- the freed from the electrical line bore is used as injection hole;
- the two quasi-parallel mine structures are driven in the direction of the direction of the oil-bearing layer and the through holes are drilled in the direction of incidence or levitation of the oil-bearing layer;
- a first pit in the ridges of the oil-bearing layer and a second pit in the brines of the oil-bearing layer are driven up;
- The oil deposit is developed by disc removal and opposite to the direction of fall (floating disturbance), wherein for each disc two quasi-parallel pit structures are driven up;
- in addition at least two continuous quasi-parallel bores in the oil-bearing layer are drilled between two continuous quasi-parallel bores, whereby a gap is formed between the additional bores;
- the continuous column is formed between additional holes with a Seilschrämgerät;
- the mines are set up at least in two horizons, between mines in each mining horizon the passages are driven up and the passages are connected to each other with through holes.
Zusammenfassend gilt, dass Erläuterungen, die ein Bergbauverfahren zur Bereitstellung und späteren Betrieb einer Bergbau-Anordnung beschreiben, auch für die auf diese Weise bereitgestellte Bergbau-Anordnung gelten und umgekehrt. Ebenso können die in den Figuren beschriebenen Ausgestaltungen auch beliebig miteinander kombiniert werden, sofern sie sich nicht widersprechen.In summary, explanations describing a mining method for providing and subsequently operating a mining arrangement also apply to the mining arrangement provided in this way, and vice versa. Likewise, the embodiments described in the figures can also be arbitrarily combined with each other, unless they contradict each other.
Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft, wenn bereits Schächte und/oder Strecken vorhanden sind und nun verflüssigbare, jedoch hochviskose Ölbestände extrahiert werden sollen. Die Einbeziehung der bestehenden Schächte und/oder Strecken erlaubt es mit einfacher Bohrtechnik und einfacherem Borhwerkzeug eine Leiterschleife zu installieren, da zu weiten Teilen nur gerade gebohrt wird bzw. sich auf eine einzige Krümmung je Bohrung beschränkt wird. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft für das Fördern von Schweröl. Weiterhin ist die Erfindung insbesondere vorteilhaft für das Fördern von in Sandschichten gebundenem Öl, wobei die Sandschichten von Fels und Gestein zumindest partiell begrenzt sein kann. Die Sandschichten können dabei aufgrund einer Zementierung fest sein.The invention is particularly advantageous if shafts and / or sections are already present and now liquefiable but highly viscous oil stocks are to be extracted. The inclusion of the existing shafts and / or tracks allows to install a conductor loop with a simple drilling technique and a simpler Borhwerkzeug, since for the most part only just drilled or limited to a single curvature per hole. The invention is particularly advantageous for conveying heavy oil. Furthermore, the invention is particularly advantageous for conveying oil bound in sand layers, wherein the sand layers of rock and rock can be at least partially limited. The sand layers may be solid due to cementation.
Claims (16)
dadurch gekennzeichnet,
dass für die Installation des elektrischen Leiters (7) vorgesehene mindestens eine Bohrung einen gekrümmten Abschnitt (68) und einen quasihorizontalen Abschnitt (67, 69) aufweist und die Bohrung im Grubenbau endet.Arrangement according to claim 1,
characterized,
that for the installation of the electrical conductor (7) provided at least one bore has a curved portion (68) and a quasi-horizontal portion (67, 69) and the bore terminates in the pit.
dadurch gekennzeichnet,
dass ein zweites Leiterstück (75,76) des Leiters in einer Bohrung (6) im Erdreich (13) angeordnet ist und mit dem Erdreich (13) in Berührung ist.Arrangement according to one of the preceding claims,
characterized,
that a second conductor portion (75,76) of the conductor in a bore (6) in the ground (13) and with the soil (13) is in contact.
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Leiterschleife mit einem ersten Leiter-Abschnitt (75) in einer ersten Bohrung (6,66,69) weitgehend horizontal verlegt ist und die erste Bohrung (6,66,69) in einer weitgehend rechtwinklig dazu verlaufenden ersten Strecke (2,3) endet, und
dass die Leiterschleife mit einem zweiten Leiter-Abschnitt (76) in einer zweiten Bohrung (6,66,69) weitgehend horizontal verlegt ist und die zweite Bohrung (6,66,69) in der weitgehend rechtwinklig dazu verlaufenden ersten Strecke (2,3) endet, und
die Leiterschleife einen dritten Leiter-Abschnitt (73) umfasst, der in der ersten Strecke (3) angeordnet ist und eine Verbindung zwischen dem ersten Leiter-Abschnitt (75) und dem zweiten Leiter-Abschnitt (76) bereitstellt.Arrangement according to one of the preceding claims,
characterized,
that a conductor loop including a first conductor section (75) is moved in a first bore (6,66,69) is substantially horizontal and the first bore (6,66,69) in a substantially perpendicular to the first path (2,3 ) ends, and
that the conductor loop with a second conductor section (76) in a second bore (6,66,69) is laid substantially horizontally and the second bore (6,66,69) in the first substantially extending at right angles to it (2,3 ) ends, and
the conductor loop comprises a third conductor portion (73) disposed in the first distance (3) and providing a connection between the first conductor portion (75) and the second conductor portion (76).
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Leiter-Abschnitt (75) über die erste Bohrung (67) oder über den mindestens einen Schacht (1) an die Erdoberfläche (9) geführt ist und
dass der zweite Leiter-Abschnitt (76) über die zweite Bohrung oder über den mindestens einen Schacht (1) an die Erdoberfläche (9) geführt ist.Arrangement according to claim 4,
characterized,
in that the first conductor section (75) is guided via the first bore (67) or via the at least one shaft (1) to the earth's surface (9), and
in that the second conductor section (76) is guided to the earth's surface (9) via the second bore or via the at least one shaft (1).
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Leiter-Abschnitt (75) an dem der ersten Strecke (3) gegenüberliegenden Ende über die erste Bohrung (6) in einer weitgehend rechtwinklig zur ersten Bohrung verlaufenden zweiten Strecke (4) endet und dass der zweite Leiter-Abschnitt (76) an dem der ersten Strecke (3) gegenüberliegenden Ende über die zweite Bohrung (6) in der weitgehend rechtwinklig zur zweiten Bohrung (6) verlaufenden zweiten Strecke (4) endet und mindestens ein vierter Leiterabschnitt (71, 72) der Leiterschleife in der zweiten Strecke (4) angeordnet ist.Arrangement according to claim 4,
characterized,
in that the first conductor section (75) terminates at the end opposite the first section (3) via the first bore (6) in a second route (4) extending substantially at right angles to the first bore, and in that the second conductor section (76) at the opposite end of the first distance (3) via the second bore (6) in the substantially perpendicular to the second bore (6) extending second path (4) ends and at least a fourth conductor portion (71, 72) of the conductor loop in the second path (4) is arranged.
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein fünfter Leiterabschnitt (10) der Leiterschleife in einer von der zweiten Strecke ausgehenden vertikalen Bohrung (8) oder einem von der zweiten Strecke (4) ausgehenden vertikalen Schacht (1) angeordnet ist, wobei der mindestens eine fünfte Leiterabschnitt (10) vorzugsweise eine Verbindung zu einem Frequenzgenerator (11) bereitstellt.Arrangement according to claim 6,
characterized,
in that at least a fifth conductor section (10) of the conductor loop is arranged in a vertical bore (8) emanating from the second route or a vertical shaft (1) emanating from the second route (4), wherein the at least one fifth conductor section (10) is preferably provides a connection to a frequency generator (11).
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen zwei in einer ersten Tiefe angeordneten weitgehend parallel verlaufenden Leiter-Abschnitte (75, 76) parallel dazu ein Injektionsrohr zum Einspeisen eines zu injizierenden Fluids in die geologische Formation und/oder in die Lagerstätte (12) und/oder ein Produktionsrohr (44) zum Abführen eines aus der geologische Formation und/oder aus der Lagerstätte (12) entnommenen Fluids angeordnet ist.Arrangement according to one of the preceding claims,
characterized,
that in a first depth disposed between two substantially parallel conductor portions (75, 76) parallel to an injection pipe for injecting a fluid to be injected into the geological formation and / or into the reservoir (12) and / or a production tubing (44) for discharging a fluid removed from the geological formation and / or from the deposit (12).
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Zuführung des zu injizierenden Fluids zum Injektionsrohr über den mindestens einen Schacht (1) und/oder der mindestens einen Strecke (2,3,4) erfolgt und/oder
dass ein Abführen und/oder Sammeln des entnommenen Fluids vom Produktionsrohr (44) über den mindestens einen Schacht (1) und/oder der mindestens einen Strecke (2,3,4) erfolgt.Arrangement according to claim 8,
characterized,
in that a supply of the fluid to be injected to the injection tube takes place via the at least one shaft (1) and / or the at least one path (2, 3, 4) and / or
in that removal and / or collection of the withdrawn fluid from the production pipe (44) takes place via the at least one shaft (1) and / or the at least one section (2, 3, 4).
dadurch gekennzeichnet,
dass innerhalb der ersten Bohrung (6) zusätzlich zum Leiter (7) oder nach Entfernen des Leiters (7) alternativ zum Leiter (7) ein Injektionsrohr und/oder ein Produktionsrohr angeordnet ist und/oder
dass innerhalb der zweiten Bohrung (6) zusätzlich zum Leiter (7) oder nach Entfernen des Leiters (7) alternativ zum Leiter (7) ein Injektionsrohr zum Einspeisen eines zu injizierenden Fluids in die geologische Formation und/oder in die Lagerstätte und/oder ein Produktionsrohr zum Abführen eines aus der geologische Formation und/oder aus der Lagerstätte (12) entnommenen Fluids angeordnet ist.Arrangement according to one of the preceding claims, if dependent on claim 4,
characterized,
that within the first bore (6) in addition to the conductor (7) or after removal of the conductor (7) as an alternative to the conductor (7) an injection pipe and / or a production pipe is arranged and / or
that within the second bore (6) in addition to the conductor (7) or after removal of the conductor (7) as an alternative to the conductor (7) an injection tube for feeding a fluid to be injected into the geological formation and / or in the deposit and / or Production pipe for discharging a fluid removed from the geological formation and / or from the deposit (12) is arranged.
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Frequenzgenerator (11) zum Betreiben des Leiters (7) vorgesehen ist und der Frequenzgenerator (11) an der Erdoberfläche (9) oder dem unterirdischen Grubenbau (1,2,3,4) angeordnet ist.Arrangement according to one of the preceding claims,
characterized,
in that a frequency generator (11) is provided for operating the conductor (7) and the frequency generator (11) is arranged on the earth's surface (9) or the subterranean mine (1,2,3,4).
dadurch gekennzeichnet,
dass Enden des Leiters in einer explosionsgeschützten und/oder wetterfesten Klemmbox angeschlossen werden, welche gegenüber dem Frequenzgenerator explosionsgeschützt abgeschlossen und abgedichtet ist.Arrangement according to claim 11,
characterized,
that ends of the conductor are connected in an explosion-proof and / or weather-resistant terminal box, which is sealed against the frequency generator explosion-proof and sealed.
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens eine Strecke (3,4) in der Streichungsrichtung einer ölführenden Schicht (5) angeordnet ist und/oder eine für den Leiter (7) vorgesehene Bohrung (6) zwischen zwei der mindestens einen Strecke (3,4) in einer Neigung einer Falllinie oder in der Schwebensrichtung der ölführenden Schicht (5) angeordnet ist.Arrangement according to one of the preceding claims,
characterized,
in that the at least one path (3, 4) is arranged in the direction of extent of an oil-carrying layer (5) and / or a hole (6) provided for the conductor (7) between two of the at least one path (3, 4) at an inclination a fall line or in the levitation direction of the oil-carrying layer (5) is arranged.
dadurch gekennzeichnet, dass
dass der Grubenbau in einer ölführenden Schicht (5) der Lagerstätte (12) und/oder
in Nebengesteinen der Lagerstätte (12) bereitgestellt ist, wobei die Bereitstellung in den Nebengesteinen vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass eine erste der mindestens einen Strecke in den Firstengesteinen einer ölführenden Schicht (5) und dass eine zweite der mindestens einen Strecke in den Solegesteinen der ölführenden Schicht (5) angeordnet sind.Arrangement according to one of the preceding claims,
characterized in that
that the mine in an oil bearing layer (5) of the deposit (12) and / or
in outcrops of the deposit (12), wherein the provision in the adjacent rocks is preferably such that a first of the at least one route in the ridges of an oil bearing layer (5) and that a second of the at least one route in the brine of the oil-carrying Layer (5) are arranged.
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen zwei für den Leiter (7) vorgesehenen quasiparallelen Bohrungen (6) zusätzlich mindestens noch zwei weitere quasiparallelen Bohrungen (19,20) in der ölführenden Schicht (5) mit einer dazwischen liegenden Spalte (23) angeordnet sind.Arrangement according to one of the preceding claims,
characterized,
in that at least two further quasi-parallel bores (19, 20) are additionally arranged in the oil-carrying layer (5) with an intervening gap (23) between two quasi-parallel bores (6) provided for the conductor (7).
in einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 nach einer durch den bestromten Leiter (7) erfolgten Temperatursteigerung einer beheizten Zone von bis zu 120-140°C die beheizte Zone mit einem wässrigem Flutmedium, welches Wasser und vorzugsweise mindestens ein Glucan mit einer β-1,3-glykosidisch verknüpften Hauptkette und β-1,6-glykosidisch daran gebundenen Seitengruppen umfasst, wobei das Glucan vorzugsweise ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 1,5*106 bis 25*106 g/mol aufweist, geflutet wird.Method for introducing heat into a geological formation, in particular into a deposit (12) present in a geological formation, in particular for recovering a hydrocarbon-containing substance from the deposit (12), wherein
in an arrangement according to one of claims 1 to 15, after a temperature increase of a heated zone of up to 120-140 ° C by the energized conductor (7), the heated zone with an aqueous flooding medium which contains water and preferably at least one glucan with a β 1, 3-glucosidically linked backbone and pendant β-1, 6-glucosidically linked groups, the glucan preferably having a weight average molecular weight of 1.5 * 10 6 to 25 * 10 6 g / mol flooded.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP12195930.8A EP2740894A1 (en) | 2012-12-06 | 2012-12-06 | Assembly and method for inserting heat into a geological formation by electromagnetic induction |
EP13799240.0A EP2920417A1 (en) | 2012-12-06 | 2013-11-22 | Arrangement and method for introducing heat into a geological formation by means of electromagnetic induction |
US14/650,302 US10087715B2 (en) | 2012-12-06 | 2013-11-22 | Arrangement and method for introducing heat into a geological formation by means of electromagnetic induction |
CA2893876A CA2893876A1 (en) | 2012-12-06 | 2013-11-22 | Arrangement and method for introducing heat into a geological formation by means of electromagnetic induction |
RU2015126797A RU2015126797A (en) | 2012-12-06 | 2013-11-22 | SYSTEM AND METHOD FOR INTRODUCING HEAT INTO GEOLOGICAL FORMATION USING ELECTROMAGNETIC INDUCTION |
BR112015013195A BR112015013195A2 (en) | 2012-12-06 | 2013-11-22 | ARRANGEMENT AND METHOD FOR INTRODUCING HEAT INTO A GEOLOGICAL FORMATION BY MEANS OF ELECTROMAGNETIC INDUCTION |
PCT/EP2013/074457 WO2014086594A1 (en) | 2012-12-06 | 2013-11-22 | Arrangement and method for introducing heat into a geological formation by means of electromagnetic induction |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP12195930.8A EP2740894A1 (en) | 2012-12-06 | 2012-12-06 | Assembly and method for inserting heat into a geological formation by electromagnetic induction |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP2740894A1 true EP2740894A1 (en) | 2014-06-11 |
Family
ID=47500929
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP12195930.8A Ceased EP2740894A1 (en) | 2012-12-06 | 2012-12-06 | Assembly and method for inserting heat into a geological formation by electromagnetic induction |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2740894A1 (en) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4458945A (en) * | 1981-10-01 | 1984-07-10 | Ayler Maynard F | Oil recovery mining method and apparatus |
US5339898A (en) * | 1993-07-13 | 1994-08-23 | Texaco Canada Petroleum, Inc. | Electromagnetic reservoir heating with vertical well supply and horizontal well return electrodes |
DE102004009896A1 (en) | 2004-02-26 | 2005-09-15 | Paul Vahle Gmbh & Co. Kg | Inductive contactless energy transmission system primary line has compensating capacitance formed by double length coaxial conductors |
RU2268356C1 (en) | 2004-04-22 | 2006-01-20 | ООО "ЛУКОЙЛ-Коми" | Method for thermal action application to highly-viscous oil deposit |
US20060151166A1 (en) * | 2005-01-10 | 2006-07-13 | Montgomery Carl T | Selective electromagnetic production tool |
DE102007008292A1 (en) * | 2007-02-16 | 2008-08-21 | Siemens Ag | Hydrocarbon-containing substance extraction device, has production pipeline, and injection pipeline including active area designed as induction heater with respect to environment of active area in underground deposits |
DE102007040605B3 (en) * | 2007-08-27 | 2008-10-30 | Siemens Ag | Device for conveying bitumen or heavy oil in-situ from oil sand deposits comprises conductors arranged parallel to each other in the horizontal direction at a predetermined depth of a reservoir |
WO2009027305A2 (en) | 2007-08-27 | 2009-03-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Apparatus for in situ extraction of bitumen or very heavy oil |
DE102008056257A1 (en) * | 2008-11-06 | 2010-05-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for heating a pipeline |
US20120125607A1 (en) * | 2010-11-19 | 2012-05-24 | Harris Corporation | Parallel fed well antenna array for increased heavy oil recovery |
-
2012
- 2012-12-06 EP EP12195930.8A patent/EP2740894A1/en not_active Ceased
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4458945A (en) * | 1981-10-01 | 1984-07-10 | Ayler Maynard F | Oil recovery mining method and apparatus |
US5339898A (en) * | 1993-07-13 | 1994-08-23 | Texaco Canada Petroleum, Inc. | Electromagnetic reservoir heating with vertical well supply and horizontal well return electrodes |
DE102004009896A1 (en) | 2004-02-26 | 2005-09-15 | Paul Vahle Gmbh & Co. Kg | Inductive contactless energy transmission system primary line has compensating capacitance formed by double length coaxial conductors |
RU2268356C1 (en) | 2004-04-22 | 2006-01-20 | ООО "ЛУКОЙЛ-Коми" | Method for thermal action application to highly-viscous oil deposit |
US20060151166A1 (en) * | 2005-01-10 | 2006-07-13 | Montgomery Carl T | Selective electromagnetic production tool |
DE102007008292A1 (en) * | 2007-02-16 | 2008-08-21 | Siemens Ag | Hydrocarbon-containing substance extraction device, has production pipeline, and injection pipeline including active area designed as induction heater with respect to environment of active area in underground deposits |
DE102007040605B3 (en) * | 2007-08-27 | 2008-10-30 | Siemens Ag | Device for conveying bitumen or heavy oil in-situ from oil sand deposits comprises conductors arranged parallel to each other in the horizontal direction at a predetermined depth of a reservoir |
WO2009027305A2 (en) | 2007-08-27 | 2009-03-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Apparatus for in situ extraction of bitumen or very heavy oil |
DE102008022176A1 (en) * | 2007-08-27 | 2009-11-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Device for "in situ" production of bitumen or heavy oil |
DE102008056257A1 (en) * | 2008-11-06 | 2010-05-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for heating a pipeline |
US20120125607A1 (en) * | 2010-11-19 | 2012-05-24 | Harris Corporation | Parallel fed well antenna array for increased heavy oil recovery |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2122123B1 (en) | Method and device for the in-situ extraction of a hydrocarbon-containing substance, while reducing the viscosity thereof, from an underground deposit | |
DE102007036832B4 (en) | Apparatus for the in situ recovery of a hydrocarbonaceous substance | |
RU2524584C2 (en) | Systems and methods for underground seam processing with help of electric conductors | |
EP2510188B1 (en) | Device and method for the recovery, in particular in situ recovery, of a carbonaceous substance from subterranean formations | |
DE112013001734T5 (en) | Electrical fracturing of rock formations | |
WO2014086594A1 (en) | Arrangement and method for introducing heat into a geological formation by means of electromagnetic induction | |
DE102010023542B4 (en) | Apparatus and method for recovering, in particular recovering, a carbonaceous substance from a subterranean deposit | |
DE112011103548T5 (en) | A method of creating a subsurface fracture network | |
WO2010023032A2 (en) | Installation for the in situ extraction of a substance containing carbon | |
CN104428491A (en) | Method of recovering hydrocarbon resources while injecting solvent and supplying radio frequency power and related apparatus | |
DE3047625C2 (en) | Arrangement of mining routes and boreholes for the extraction of petroleum underground by injecting a heat transfer medium into the petroleum-bearing layer | |
DE3030110C2 (en) | Process for the extraction of petroleum by mining and by supplying heat | |
EP2529163A2 (en) | System and method for tapping geothermal energy from two or more reservoirs | |
CA2878270C (en) | Method and system for electrically heating an earth formation | |
EP2245256B1 (en) | Method and device for creating a deep borehole | |
EP2740894A1 (en) | Assembly and method for inserting heat into a geological formation by electromagnetic induction | |
WO2015049125A2 (en) | Method for extracting crude oil from an underground oil deposit using a bore that acts simultaneously as an injection- and production bore | |
DE202017105632U1 (en) | Geothermal plant using a crack zone in hot dry rock | |
DE3048179A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR THE EXTRACTION OF HIGH VISCOSEM OIL FROM SUBSTRATE GROUND INFORMATION | |
EP2507471A2 (en) | Device and method for obtaining, especially in situ, a carbonaceous substance from an underground deposit | |
DE3000836A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING A BREAKAGE COMPLEX IN A FORMATION | |
WO2015055712A1 (en) | Method for the thermal treatment of a subterranean hydrocarbon reservoir |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 20121206 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
AX | Request for extension of the european patent |
Extension state: BA ME |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED |
|
18R | Application refused |
Effective date: 20140726 |