EP2932026A1 - Device and method for well stimulation - Google Patents

Device and method for well stimulation

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Publication number
EP2932026A1
EP2932026A1 EP13799529.6A EP13799529A EP2932026A1 EP 2932026 A1 EP2932026 A1 EP 2932026A1 EP 13799529 A EP13799529 A EP 13799529A EP 2932026 A1 EP2932026 A1 EP 2932026A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel
heat generator
segment
segments
reaction
Prior art date
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Granted
Application number
EP13799529.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2932026B1 (en
Inventor
Vladimir Stehle
Konrad Siemer
Jan Hantusch
Werner ANGENENDT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Elektro Thermit GmbH and Co KG
Original Assignee
Wintershall Holding GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wintershall Holding GmbH filed Critical Wintershall Holding GmbH
Priority to EP13799529.6A priority Critical patent/EP2932026B1/en
Publication of EP2932026A1 publication Critical patent/EP2932026A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP2932026B1 publication Critical patent/EP2932026B1/en
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/24Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
    • E21B43/243Combustion in situ
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B37/00Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/24Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
    • E21B43/243Combustion in situ
    • E21B43/247Combustion in situ in association with fracturing processes or crevice forming processes

Definitions

  • the present invention relates to a heat generator for well stimulation comprising a tubular fuel container with two or more separate, closed segments, which are arranged longitudinally behind each other and each at least partially filled with fuel, and an igniter for igniting the fuel in at least one of the segments. Furthermore, the invention relates to a method for borehole stimulation using the device according to the invention.
  • the porous rock strata may silt during the drilling and cementing process, decreasing permeability.
  • the state of stress, pressure and deformation of the rock changes, resulting in zones with increased density and low permeability forming around the hole in a circular manner in the rock.
  • paraffin, asphaltenes and high viscosity tars often deposit in the rock, reducing the productivity of the well.
  • perforation technology uses gas generators that run on solid fuels. They are designed as jacketed or uncovered explosive charges and produce hot gases after ignition, resulting in a pressure increase in the borehole and the adjacent rock layers. Usually gas generators are used in the borehole at the level of winninghorizonte to cause due to the pressure increase new perforations in the rock or to expand existing perforations.
  • the device includes tubular cylindrical explosive charges, ignition charges and a geophysical cable, a so-called logging cable, with explosive charge fasteners.
  • the cable can be inside a winding cable, so that the gas generator can also be used for angled, directed and horizontal holes.
  • burning the cylindrical explosive charges in the bore carried a thermo-chemical treatment and an air pressure treatment of the rock. If a perforation has been carried out in advance, the perforation channels are widened and cleaned, and fine cracks are formed in the rock. At high pressure of the gas generators these processes are amplified. Under certain circumstances, extensive cracks may form.
  • a disadvantage of this method is that the escaping gases spread quickly in the well and as a result the amount of energy available in the area of the well to be treated is relatively small.
  • Document US 2008/0271894 A1 discloses an apparatus and a method for producing perforations in subterranean rock layers.
  • a carrier explosive charges are mounted, which produce perforations in the adjacent rock after ignition and expand by increasing the pressure.
  • the device is provided with sealing elements which deform with increasing pressure such that they rest against the borehole wall and thereby limit the space of pressure development.
  • the Russian patent RU 2291289 C2 describes a device and a method for borehole stimulation.
  • the device includes a tubular body in which fuel and an igniter are arranged. After ignition of the fuel, the temperature in the device rises very rapidly. Water that is in the wellbore around the device partially vaporizes, causing pressure surges. The forming vapor as well as the pressure waves cause generation or widening of perforations in the adjacent rock.
  • a device for borehole stimulation is known from the document EP 2 460 975 A2, in which a solid fuel is arranged on a rod or a rope between two boundary elements.
  • the fuel is in the form of cylindrical charge units having an axial recess through which the rod or rope is passed.
  • structural design elements such as sleeves or packings, are disclosed which ensure that the steam which forms when the fuel burns off is directed in a targeted manner into the desired perforation area of the borehole.
  • WO 2012/150906 A1 discloses a tubular thermo-pulse generator for borehole stimulation, in which fuel is located in an upper region of the tube and is separated from a lower, empty region by a membrane. The lower area is provided with openings through which wellbore fluid can flow into the interior of this tube area. When the fuel burns down, the membrane is destroyed so that hot burnt residues such as slag fall into the lower tube area and come into direct contact with the liquid. This enhances the development of heat and the evaporation of the borehole fluid.
  • the object was to provide a device and a method for well stimulation by means of which the permeability of the rock around a region of the well can be targeted and efficiently improved.
  • the device should be simple in construction and inexpensive to manufacture.
  • the heat generator for borehole stimulation comprises a tubular fuel container with two or more separate, closed segments, which are arranged one behind the other in the longitudinal direction and are each at least partially filled with fuel. Furthermore, the heat generator comprises at least one igniter for igniting the fuel in at least one of the segments. The ends of the segments are connected such that the fuel in a subsequent segment is ignitable due to the evolution of heat upon combustion of the fuel in a preceding segment.
  • the fuel container may be made in one piece or in several parts. Its outer wall is preferably made of a material that withstands the pressure and temperature stresses during burning of the fuel. The wall thickness is preferably chosen so that the fuel container is not destroyed during combustion of the fuel. Among other things, it depends on the properties of the material from which the container is made, as well as on the properties and the amount of fuel used.
  • the outer wall of the fuel container is made of a steel, in particular of a high-strength, tough steel.
  • a steel in particular of a high-strength, tough steel.
  • pipes are usually used for the production of oil or gas, as fuel containers.
  • Such pipes are usually made of steel with an inner diameter of 8 to 40 cm and a length of 1 to 15 m. Their wall thickness is usually 1 to 10 mm.
  • the heat generator according to the invention comprises at least one igniter for igniting the fuel.
  • igniter depends on the fuel used.
  • electric igniters such as electric arc igniters or spiral igniters, or chemical detonators can be used as long as they have sufficient activation energy.
  • Suitable chemical igniters are, for example, mixtures which are ignitable at temperatures below the ignition temperature of the fuel in the heat generator.
  • suitable detonators are mixtures of (percentages by mass in parentheses):
  • Activation of the electrical detonators preferably occurs via a conductive cable which is routed along the logging cable or in the logging cable from the surface of the bore to the electrical detonator.
  • a “logging cable” is here understood to mean a load-bearing cable to which the heat generator can be attached and used to lower the heat generator from the surface into the bore.
  • the segments are separated from one another by separating elements which extend over the entire pipe cross-section in the interior of the pipe.
  • the separating elements preferably extend perpendicular to the longitudinal axis of the fuel container.Cylinder-shaped assemblies made of plastic or metal whose outer diameter is slightly larger are particularly preferably used as separating elements
  • the heat generator can be produced, for example, by first introducing fuel into the tube and then pressing a separating element into the tube, so that s I make a closed segment. This process is repeated until the intended number of segments with the desired amount of fuel is present.
  • the separating elements are designed such that they are not destroyed during the combustion of the fuel.
  • the separating elements are made of a material whose melting point is above the temperature range prevailing during combustion of the fuel. Depending on the fuel used, combustion temperatures of more than 1000 ° C may occur inside the heat generator. Suitable materials for the production of a separating element are, for example, steels whose alloy is selected such that their melting point is higher than the maximum temperature to be expected when the fuel burns.
  • the separating elements are made of a material whose melting point is below the temperature range arising during combustion. In this case, the material thickness of the separating elements is dimensioned so that the material begins to melt, but does not melt completely.
  • the material thickness may be at least 2 cm to 5 cm for a corresponding low melting point steel alloy.
  • the separating elements are not destroyed, but slow down the reaction front that migrates through the respective segment during the burnup.
  • the material and the dimensions of the separators are chosen so that they heat up in a temperature range sufficient to activate the reaction in the respective subsequent segment.
  • the separating elements are made of a material whose melting point is significantly below the temperature range prevailing during combustion of the fuel. In this embodiment as well, the separating elements brake the reaction front migrating through the respective segment during the burnup. However, the Due to the high level of heat generated during the reaction, the separating elements are exposed to a temperature significantly above their melting point.
  • the respective separating element melts, the melt produced during the combustion of the fuel passes into the following segment and releases so much heat that the reaction is activated there.
  • Materials suitable for the production of the separating elements for this embodiment are, for example, plastics having a melting temperature in the range from 150 ° C. to 500 ° C. or aluminum alloys having melting temperatures in the range from 600 ° C. to 800 ° C.
  • the fuel container comprises two or more closed tubular containers which form the segments and whose end faces are connected by connecting elements.
  • the tubular containers are at least partially, preferably completely, filled with fuel and their end faces are closed, for example by closure elements such as blind flanges.
  • the containers can be connected at their end faces in different ways via connecting elements.
  • An easy-to-implement way is that the containers are screwed by means of the connecting elements, for example by the containers are provided with an external thread on which a tubular connecting element is screwed with internal thread.
  • a further possibility of the connection is provided in that the ends of the containers to be connected are each provided with a flange as connecting element, and the flanges are connected to each other, e.g. by screwing. Even with union nuts or a bayonet lock, for example, connections between the tubular containers can be easily produced.
  • An embodiment of the heat generator provides that the end faces touch and are made of a material that ensures sufficient heat transfer to ignite the fuel in the subsequent segment.
  • the structural design of the end faces can also contribute to a good heat transfer. A large-scale edition of the two end faces is preferred in this regard. Furthermore, it is preferred to carry out the screwing in such a way that the adjacent end faces are pressed firmly against one another.
  • the interconnected container ends are made of a material whose melting point is below the prevailing at combustion of the fuel temperature range.
  • sequential ignition of the fuel occurs by melting the respective separator and releasing so much heat in the subsequent segment that the reaction is activated there.
  • the container ends may be closed at their end faces, for example by closure elements in the form of caps or plugs, which are made of a plastic or an aluminum alloy.
  • the melting temperature of the material used is preferably from 150 ° C to 500 ° C in the case of plastic and from 600 ° C to 800 ° C in the case of the aluminum alloy.
  • the axial extent of the caps or plugs is preferably from 5 mm to 50 mm.
  • the closure elements ensure that the fuel can be safely stored and transported in the fuel container protected against environmental influences and transported before it is burned down when used in a borehole.
  • the longitudinal extent of the individual segments and the type and amount of fuel in the respective segments affect the intensity and duration of the heat development during the burning of a segment.
  • the longitudinal dimensions of the segments differ by no more than 10%, in particular not more than 1% from one another.
  • the distance of the separating elements or the length of the respective pipe sections is selected accordingly.
  • these pipe sections are preferably the same length.
  • a suitable length division is intervals of 50 cm, starting from segment lengths of one meter to five meters.
  • the longitudinal extent of the segments are selected such that they correspond to the axial extent of the bore through the perforation region.
  • the longitudinal extent of the heat generator over all segments is chosen so that it corresponds to the axial extent of the bore through the perforation region.
  • the perforation area is understood here and below to mean the area of a conveying horizon in which perforation holes and perforation channels are already present.
  • the axial extent of the perforation region corresponds to the thickness of the rock layer from which the fluid, e.g. Oil or natural gas, to be promoted.
  • the outer diameters of the segments are preferably from 8 to 15 cm, in particular from 10 to 12 cm.
  • the diameter is advantageously chosen to be 10% to 30% smaller than the inside diameter of the borehole in the area where the heat generator is used. This has a beneficial effect on the efficiency of the well's stimulation.
  • the segments have a circular cross-section.
  • other cross-sectional shapes are also covered by the invention, in which case the outside diameter is understood to be the greatest distance between two points on the cross-sectional area.
  • spacers are mounted on the outside of the heat generator, which have an extent of at least 5 mm, in particular at least 10 mm in the radial direction.
  • at least three spacers are distributed over the circumference so mounted that the heat generator in each radial direction has a predetermined minimum distance from the inner wall of the bore.
  • spacers are preferably arranged at a distance of 0.5 m to 3 m, so that the heat generator over the entire length is not in contact with the inner wall of the hole comes.
  • the spacers may be designed, for example, as ribs or finger-shaped. They are preferably made of a similar temperature-stable material as the wall of the heat carrier and firmly connected to this, eg welded.
  • a metal-thermal mixture is used as the fuel.
  • metal-thermal mixtures mixtures of metals with metal oxides are referred to here which react after activation of the redox reaction to form the metal originally contained in the metal oxide Such mixtures are referred to below as “aluminothermic”.
  • a “thermite” is in particular a mixture of iron (III) oxide and aluminum, which is produced, for example, by Elektro-Thermit GmbH & Co. KG (Halle / Saale) and can be obtained there.
  • the resulting temperature range at the end of Thermitre syndrome and the released reaction enthalpy can be adjusted by appropriate choice of the reactants and optionally the addition of additives.
  • further metal-thermal mixtures such as nickel (II) oxide and magnesium, iron (III) oxide and silicon, chromium (III) oxide and magnesium, molybdenum ( VI) oxide and silicon and aluminum, vanadium (V) oxide and silicon.
  • metal-thermal mixtures including iron oxide, aluminum powder, clay and a metal-phosphate binder is known from document RU 2062194 C1. These mixtures have a comparatively low specific heat generation and a maximum temperature during burning of about 1930 ° C.
  • alumino-thermal mixture comprising aluminum as a reducing agent and CuO, FeO, Fe 2 O 3, FesC, TIO 2, O 2 O 3 and / or SIO 2 as oxidizing agent.
  • aluminothermic mixtures are inexpensive compared to other metallothermal mixtures and cover a wide range of applications with respect to the ignition temperature, the developing maximum temperature at the burning of the fuel and the burning rate.
  • a metallothermal mixture is used in which predominantly a slag-like reaction product is formed.
  • aluminothermic mixtures these are also referred to as "glowing monomers.”
  • glowing monomers Such mixtures contain, in addition to the reaction partners required for the redox reaction, other components which dampen the reaction
  • the resulting molten metal solidifies very quickly so that there is no macroscopic material flow and the reaction product is a metal-slag foam, which is particularly advantageous if the reaction volume is to remain substantially constant, for example above a certain level Length of a segment to set a largely constant outside temperature of the fuel tank.
  • different fuels are arranged in a segment.
  • a metallothermal mixture is arranged in an upper region of the segment, in the reaction predominantly a slag-like reaction product is formed, in particular Glühherhermit, while the lower portion of the segment is filled with a metallothermal mixture, in the reaction predominantly one liquid reaction product is formed, in particular so-called pure thermite.
  • Aluminothermic mixtures which comprise only the metal oxide and aluminum without the addition of steel formers such as carbon or ferro-manganese, are the term "pure thermite.”
  • the reaction products produced during the combustion of these mixtures are liquid metal and an aluminum slag
  • particularly preferred in this embodiment is used annealing with a further aluminothermic mixture, in particular pure ether.
  • the reaction is formed in the reaction Both solid slag-like products and liquid metal, which can serve, for example, to melt the separating elements or the closure elements and thus to transport heat of reaction in a subsequent segment hförmiger temperature range over a certain length of the fuel tank guaranteed.
  • the fuel can be present in different forms in the segments, for example as a solid body, pasty mass or finely divided bulk material.
  • the solid body may e.g. be made by pressing with or without binder.
  • the heat generator can be made in advance in parts and transported to the well, for example, individual pipe sections that are filled with fuel. On site, the items can be easily assembled and adapted to the specific requirements, for example, by depending on requirements, a corresponding number of pipe sections are bolted together. Lengths of individual pipe sections of one to three meters are preferred from a manufacturing point of view and with a view to easy transport to the borehole. The total length of the heat generator depends on the respective requirements and can be, for example, from two to twenty meters.
  • the heat generator can be introduced by known means such as winch and Loggingtiv in the borehole and removed again from it.
  • the invention further comprises a method for well stimulation, in which a heat generator according to the invention is introduced into a borehole and positioned so that the uppermost segment is located at the perforation area of the bore, then the fuel is ignited in the uppermost segment, and after the ignition of the Fuel the Heat generator is pulled upwards and positioned so that the burning segment is equal to the perforation area of the bore.
  • the borehole fluid which surrounds the heat transfer medium in the region of the burning segment, strongly heated, preferably in temperature ranges of their boiling point.
  • the hot liquid and the resulting vapor clean the adjacent perforation area of the bore.
  • the heat generator is pulled up continuously at a speed which corresponds to the speed of the reaction front in the segment which is being burned.
  • the heat generator is pulled up in steps by the length of the segment burned up.
  • the method according to the invention for borehole stimulation is characterized in that the overall duration of pressure generation and stimulation of the rock is increased in comparison to known methods. Furthermore, the arrangement of the fuel in segments and the sequential ignition of the segments generate intermittent steam and water pressure waves in the borehole. During burning in a segment, there is a high pressure and a high temperature in the area of the perforation openings in the delivery horizon. After the reaction lapses until the reaction in the next segment ignites, the pressure and temperature in the production horizon drop again. This has a beneficial effect on the cleaning and stimulation of the perforation openings.
  • the duration and intensity of the intervals can be set individually. Design parameters are, for example, the number and length of the segments, the type and amount of fuels in the respective segments and the materials of the fuel container, the separating elements or closure elements.
  • the heat generator according to the invention is characterized by a simple construction, which is inexpensive to manufacture and easy to use.
  • the heat generator can be made to stock, possibly in individual parts, and stored without problems for a long time. In particular when using an aluminothermic mixture as fuel, no potentially harmful gases escape when the fuel is burnt off.
  • FIG. 3 shows a third embodiment of a heat generator according to the invention
  • Figures 1 to 4 are schematic sectional views of a bore 10 in an underground deposit.
  • the bore 10 is provided with a liner 11, for example a steel pipe.
  • the liner 1 1 prevents loose rock adjacent to the well from falling into the wellbore and usually breaking formation fluid under pressure such as formation water in large quantities into the well.
  • the lining 1 1 has a plurality of perforation openings 12.
  • ball perforation or jet perforation perforation channels 14 were generated in the delivery horizon 15.
  • fluids to be delivered e.g. Natural gas or petroleum, through the perforations 12 in the hole and can be promoted to the surface.
  • the inner wall of the liner 1 1 is cylindrical or stepwise cylindrical designed with a circular cross-section. In a stepwise cylindrical configuration, the diameter of the circular cross section gradually decreases in the axial direction downwards.
  • the fuel container 22 of the heat generator is connected via a suspension 21 with the logging cable 20, which can be moved via a winch on the surface. The latter is not shown in the figures, corresponding devices are known in the art.
  • FIG. 1 shows a first preferred embodiment of a heat generator according to the invention.
  • a tubular fuel container 22 is attached via a suspension 21.
  • the fuel container 22 is designed as a one-piece tube, which is bounded above and below by a closure element 25.
  • a closure element 25 In the interior, there are three separating elements 24 in the example shown, which divide the interior into four segments 23. The separating elements 24 extend over the entire pipe cross-section, so that the segments 23 are each closed.
  • the segments are completely filled with fuel 30, in this example an aluminothermic mixture comprising the components Al, FeO, Fe2Ü3, Fe3Ü4 and S1O2.
  • an igniter 40 is mounted which is capable of igniting the fuel in this segment, for example an electric igniter such as an arc igniter or spiro igniter, or a chemical igniter whose composition makes it possible to ignite the aluminothermic mixture.
  • an electric igniter such as an arc igniter or spiro igniter
  • a chemical igniter whose composition makes it possible to ignite the aluminothermic mixture.
  • the heat generator is placed in the borehole 10 in the region of the perforation openings 12 in the delivery horizon 15.
  • the reaction in the uppermost segment is activated via the igniter 40.
  • the activation or ignition temperature depends on the composition of the aluminothermic mixture and may be from 600 ° C to 1300 ° C.
  • the highly exothermic reaction begins in the vicinity of the igniter 40 in the uppermost segment. After the initial ignition, the reaction moves downwards at a rate of about one centimeter to one meter per second, depending on the specific mix.
  • liquid metal can be formed, for example, liquid iron in the classical Thermitretress comprising Al and Fe2Ü3 or Al and Fe30 4 as a reactant.
  • thermite mixtures contain as components aluminum powder and iron oxide of a low oxidation state.
  • An example is a mixture of 76 wt .-% Fe30 4 and 24 wt .-% Al, which reacts with the release of heat to 45 wt .-% AI2O3 and 55 wt .-% elemental iron.
  • the reaction products have low flowability and solidify quickly.
  • the density of the thermite mixture is about 2 tm 3 .
  • FIG. 1 b An embodiment of the invention is sketched, in which the separating elements 24 are made of a material whose melting point lies above the temperature range prevailing when the fuel burns off.
  • the separating elements 24 are not destroyed by the Thermitre force, but brake the reaction front 31 from. However, they heat up to a temperature range which is sufficient to activate the Thermitre force in the subsequent segment. So migrates the reaction front 31 from top to bottom through the fuel container 22 until all the fuel 30 is used up.
  • a further embodiment according to the invention is outlined, in which the separating elements 24 are made of a material whose melting point is below the temperature range prevailing during combustion of the fuel.
  • the reaction is also activated in this case by the igniter 40 and continues first in the uppermost segment migrating down. As soon as the reaction front 31 reaches the first separation element, the reaction ceases because all the fuel has been consumed. However, due to the high heat generation during the reaction, the separating element is exposed to a temperature which is above its melting point. For example, in a reaction in which liquid metal is formed, the liquid metal collects above the separator and is in direct contact with it.
  • the separating element melts and releases so much heat in the subsequent segment that the reaction is activated there, e.g. by inflowing liquid metal.
  • the reaction continues in this case from segment to segment until the lower end of the fuel container 22 is reached.
  • the closure element 25 at the lower end of the fuel container 22 is preferably made of a material whose melting point is above the prevailing at the burning of the fuel temperature range. This ensures that the reaction products of the thermite reaction do not get into the borehole.
  • the fuel container 22 may be made of a steel tube commonly used in petroleum production and referred to as "tubing," for example, type H-40, C-75, N-80, or P-105 1 b may be made of the same steel
  • tubing for example, type H-40, C-75, N-80, or P-105 1 b may be made of the same steel
  • materials such as plastic, aluminum or an iron alloy are suitable
  • FIG. 2 A further preferred embodiment of the heat generator according to the invention is shown in Fig. 2.
  • a tubular fuel container 22 is fastened to a logging cable 20 via a suspension 21.
  • the fuel container 22 is composed of three closed, tubular containers, the three Segments 23 of the fuel container 22.
  • the containers are at their End faces connected via connecting elements 27 with each other, for example screwed.
  • the segments are completely filled with fuel 30, in this example an aluminothermic mixture comprising the components Al, FeO, Fe2Ü3, FesC and S1O2.
  • an igniter 40 is mounted, which is suitable for igniting the fuel in this segment, for example an electric igniter.
  • the tubular containers are closed at their front sides with closure elements 25.
  • the adjacent closure elements 25 of adjacent segments are made of a Made of material whose melting point is below the temperature prevailing during combustion of the fuel temperature range, for example, a suitably selected plastic or metal.
  • the heat generator is placed in the borehole 10 in the region of the perforation openings 12 in the delivery horizon 15.
  • the reaction in the uppermost segment is activated via the igniter 40.
  • the highly exothermic Thermitre quasi begins in the vicinity of the igniter 40 in the uppermost segment. After the initial ignition, the reaction moves downwards at a rate of about one centimeter to one meter per second depending on the concrete mixture.
  • This liquid metal can arise, for example, liquid iron in the classical Thermitre risk.
  • the reaction in this segment ceases, since all the fuel has been consumed.
  • the closure element is exposed to a temperature which is above its melting point.
  • the liquid metal collects above the closure element and is in direct contact with it.
  • the closure element melts and allows liquid metal to flow onto the upper closure element of the subsequent segment.
  • This closure element also melts and allows liquid metal to penetrate into the interior of the container. This releases so much heat that the reaction in this segment is activated.
  • the reaction front 31 migrates in this way through all the segments until the lower end of the fuel container 22 is reached.
  • closure elements 25 In order to activate the reactions in the respective subsequent segments, it is not necessary for the closure elements 25 to melt completely. It suffices to melt a hole through which the hot, liquid metal can flow downwards.
  • the closure element 25 at the lower end of the fuel container 22 is preferably made of a material whose melting point is above the prevailing at the burning of the fuel temperature range. This ensures that the reaction products of the thermite reaction do not get into the borehole.
  • the individual tubular containers may be filled with different fuels.
  • the container forming the lowermost segment is completely filled with annealing bulb 33.
  • the containers located above are also filled in their upper part with Glühthermit 33, while the respective lower part is filled with a Thermitmischung 32, in the burn mainly produces liquid reaction products, in particular Reinthermit.
  • the annealer 33 occupies a proportion of 50% to 80% of the total inner volume of the container.
  • the remaining 50% to 20% of the internal volume are filled with the Thermitmischung, in the burn-off predominantly liquid reaction products.
  • solid slag-like products as well as liquid metal which melts, form during the reaction in the interior of the fuel container the closure elements and thus serves to transport heat of reaction in the subsequent segment.
  • the proportion of glow in the inner volume is preferably matched to the properties of the closure elements. The higher its melting point, the lower the proportion of glowing is chosen. If the closure elements are made, for example, from a low-melting plastic, the proportion of glowing can be up to 80%. For example, in the case of closure elements made of a higher-melting aluminum alloy, the proportion of glowing should be in the region of 50%.
  • the fuel container 22 comprises three closed, tubular containers which form three segments 23 of the fuel container 22.
  • the containers are connected to each other at their ends by means of connecting elements 27, for example screwed.
  • the closure elements 25 on the end faces of the respective containers are made of a material whose melting point is above the temperature range which occurs when the fuel burns off.
  • the containers are assembled such that the respective closure elements 25 of adjacent segments 23 touch each other. The activation of the reaction in the respective subsequent segment is effected by heat transfer via the closure elements 25 of the container.
  • an additional pipe jacket 28 is provided at the lowermost end of the fuel container 22, which is made of a material whose melting point is above the temperature range prevailing during combustion of the fuel.
  • this measure can also be taken in all other embodiments.
  • the embodiments according to FIGS. 2 and 3 furthermore have the advantage that, owing to their modular construction, they can be adapted flexibly to the particular conditions of a specific bore.
  • the length of the fuel container can be easily adapted to the respective geological conditions.
  • Even fuel containers with a total length of more than 20 meters can be easily realized by the modular design.
  • FIG. 4 illustrates an embodiment of the method according to the invention for borehole stimulation.
  • a heat generator according to the invention in this example a heat generator according to FIG. 3, is introduced into a borehole 10 and positioned such that the uppermost segment is located at the level of the perforation area of the borehole.
  • the thickness of the perforation zone shown hatched in FIG. 4, is approximately three meters in this example.
  • the lengths of the tubular containers 23 are adapted to the perforation zone and each amount to three meters.
  • the design parameters for the heat generator are chosen such that the burn time per segment is about two minutes and there is a transition time to ignite the fuel in the next segment of about one minute.
  • the heat generator After ignition of the fuel in the uppermost segment, the heat generator is pulled up and positioned so that the burning segment is equal to the perforation area of the bore.
  • the heat generator is pulled up continuously at a speed which corresponds to the speed of the reaction front 31 in the segment which is being burned.
  • continuous is understood to include a time-gradual movement, for example, in a second or minute cycle.
  • the heat generator is pulled upwards step by step in the respective subsequent segment by the length of the segment burnt, in the example by three meters.

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Abstract

The invention relates to a heat generator for well stimulation, comprising a tubular fuel container (22) with two or more mutually separated closed segments (23), which are arranged one after another in the longitudinal direction and are each filled at least in part with fuel (30), and at least one igniter (40) for igniting the fuel in at least one of the segments (23). The ends of the segments are connected in such a manner that the fuel in a subsequent segment can be ignited due to the heat developed during combustion of the fuel in a preceding segment. The invention also relates to a method for well stimulation using a heat generator according to the invention.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Bohrlochstimulation  Apparatus and method for borehole stimulation
Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmegenerator zur Bohrlochstimulation umfassend ein rohrförmiges Brennstoffbehältnis mit zwei oder mehr voneinander getrennten, geschlossenen Segmenten, die in Längsrichtung hintereinander angeordnet und jeweils zumindest teilweise mit Brennstoff gefüllt sind, sowie einen Zünder zum Zünden des Brennstoffs in mindestens einem der Segmente. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bohrlochstimulation un- ter Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung. The present invention relates to a heat generator for well stimulation comprising a tubular fuel container with two or more separate, closed segments, which are arranged longitudinally behind each other and each at least partially filled with fuel, and an igniter for igniting the fuel in at least one of the segments. Furthermore, the invention relates to a method for borehole stimulation using the device according to the invention.
Bei der Förderung von Fluiden wie Erdöl oder Erdgas aus unterirdischen Gesteinsschichten hängt die Produktivität einer Förderanlage in hohem Maße von der Permeabilität der Gesteinsschichten ab, die an das Bohrloch angrenzen. Je durchlässiger diese Gesteinsschichten sind, umso wirtschaftlicher lässt sich eine Lagerstätte betreiben. Sowohl bei der Erschließung als auch während der Förderung aus einer Lagerstätte kann es zu einer Verminderung der Permeabilität und somit zu nachteiligen Effekten kommen. In the production of fluids such as petroleum or natural gas from subterranean rock strata, the productivity of a production facility is highly dependent on the permeability of the rock strata adjacent to the well. The more permeable these strata are, the more economically a deposit can be operated. Both the development and the extraction from a deposit can lead to a reduction in the permeability and thus to adverse effects.
Bei der Herstellung von Bohrlöchern, sowohl für Produktions- als auch für Injektionsbohrungen, kann es während des Bohr- und Zementierungsprozesses zur Verschlammung der porösen Gesteinsschichten kommen, sodass die Permeabilität sinkt. Außerdem verändert sich im Umfeld der Bohrung der Spannungs-, Druck- und Deformationszustand des Gesteins, was dazu führt, dass sich kreisförmig um die Bohrung herum im Gestein Zonen mit erhöhter Dichte und niedriger Permeabilität bilden. Während der Betriebsphase der Bohrung lagern sich im Gestein häufig Paraffine, Asphaltene und hochviskose Teere ab, die die Produktivität der Bohrung verringern. In the production of wells for both production and injection wells, the porous rock strata may silt during the drilling and cementing process, decreasing permeability. In addition, in the vicinity of the hole, the state of stress, pressure and deformation of the rock changes, resulting in zones with increased density and low permeability forming around the hole in a circular manner in the rock. During the operational phase of the well, paraffin, asphaltenes and high viscosity tars often deposit in the rock, reducing the productivity of the well.
Zu den bekanntesten Methoden, einer Verringerung der Permeabilität des Bohrlochbereiches entgegenzuwirken, gehören verschiedene Perforierungstechnologien, Vibrations- und Wärme- behandlung, der Einsatz chemisch aktiver Substanzen und das Swabben. Bei einer Art von Per- forierungstechnologie kommen Gasgeneratoren zum Einsatz, die mit festen Brennstoffen betrieben werden. Sie sind als ummantelte oder nicht ummantelte Sprengladungen ausgeführt und erzeugen nach der Zündung heiße Gase, die einen Druckanstieg im Bohrloch und den angrenzenden Gesteinsschichten zur Folge haben. Üblicherweise werden Gasgeneratoren im Bohrloch in Höhe der Förderhorizonte eingesetzt, um aufgrund des Druckanstiegs neue Perforationen im Gestein hervorzurufen oder bestehende Perforationen zu erweitern. Among the best known methods for counteracting a reduction in the permeability of the well area are various perforation technologies, vibration and heat treatment, the use of chemically active substances and swabbing. One type of perforation technology uses gas generators that run on solid fuels. They are designed as jacketed or uncovered explosive charges and produce hot gases after ignition, resulting in a pressure increase in the borehole and the adjacent rock layers. Usually gas generators are used in the borehole at the level of Förderhorizonte to cause due to the pressure increase new perforations in the rock or to expand existing perforations.
Aus der russischen Patentschrift RU 231 1529 C2 ist ein Verfahren zur Bohrlochstimulation mittels eines Gasgenerators bei der Öl- und Gasförderung bekannt. Die Vorrichtung beinhaltet rohrformige zylindrische Sprengladungen, Zündungsladungen und ein geophysikalisches Kabel, ein sogenanntes Logging-Kabel, mit Befestigungselementen für die Sprengladungen. Das Kabel kann sich innerhalb eines Wickelkabels befinden, sodass der Gasgenerator auch für abgewinkelte, gerichtete und horizontale Bohrungen eingesetzt werden kann. Beim Abbrennen der zylindrischen Sprengladungen in der Bohrung erfolgen eine thermogaschemische Behandlung und eine Luftdruckbehandlung des Gesteins. Wurde eine Perforierung vorab durchgeführt, werden die Perforationskanäle erweitert und gereinigt, und im Gestein bilden sich feine Risse. Bei hoher Druckeinwirkung der Gasgeneratoren werden diese Prozesse verstärkt. Unter Umständen können sich ausgedehnte Risse bilden. Ein Nachteil dieser Methode ist, dass sich die aus- tretenden Gase schnell im Bohrschacht verbreiten und infolgedessen die im zu behandelnden Bereich der Bohrung zur Verfügung stehende Energiemenge relativ gering ist. From the Russian patent RU 231 1529 C2 a method for well stimulation by means of a gas generator in the oil and gas production is known. The device includes tubular cylindrical explosive charges, ignition charges and a geophysical cable, a so-called logging cable, with explosive charge fasteners. The cable can be inside a winding cable, so that the gas generator can also be used for angled, directed and horizontal holes. When burning the cylindrical explosive charges in the bore carried a thermo-chemical treatment and an air pressure treatment of the rock. If a perforation has been carried out in advance, the perforation channels are widened and cleaned, and fine cracks are formed in the rock. At high pressure of the gas generators these processes are amplified. Under certain circumstances, extensive cracks may form. A disadvantage of this method is that the escaping gases spread quickly in the well and as a result the amount of energy available in the area of the well to be treated is relatively small.
Das Dokument US 2008/0271894 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung von Perforationen in unterirdischen Gesteinsschichten. Um einen Träger herum sind Sprengladungen angebracht, die nach der Zündung Perforationen im anliegenden Gestein erzeugen und durch Druckerhöhung ausdehnen. Die Vorrichtung ist mit Dichtelementen versehen, die sich bei Ansteigen des Drucks derart verformen, dass sie an der Bohrlochwand anliegen und dadurch den Raum der Druckentfaltung begrenzen. In der russischen Patentschrift RU 2291289 C2 werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bohrlochstimulation beschrieben. Die Vorrichtung beinhaltet einen rohrförmigen Körper, in dem Brennstoff sowie ein Zünder angeordnet sind. Nach Zündung des Brennstoffs steigt die Temperatur in der Vorrichtung sehr schnell an. Wasser, das sich in dem Bohrloch um die Vorrichtung herum befindet, verdampft teilweise, was zu Druckstößen führt. Der sich bildende Dampf sowie die Druckwellen bewirken eine Erzeugung bzw. Weitung von Perforationen in dem angrenzenden Gestein. Document US 2008/0271894 A1 discloses an apparatus and a method for producing perforations in subterranean rock layers. Around a carrier explosive charges are mounted, which produce perforations in the adjacent rock after ignition and expand by increasing the pressure. The device is provided with sealing elements which deform with increasing pressure such that they rest against the borehole wall and thereby limit the space of pressure development. The Russian patent RU 2291289 C2 describes a device and a method for borehole stimulation. The device includes a tubular body in which fuel and an igniter are arranged. After ignition of the fuel, the temperature in the device rises very rapidly. Water that is in the wellbore around the device partially vaporizes, causing pressure surges. The forming vapor as well as the pressure waves cause generation or widening of perforations in the adjacent rock.
Aus dem Dokument EP 2 460 975 A2 ist eine Vorrichtung zur Bohrlochstimulation bekannt, bei der an einer Stange oder einem Tau zwischen zwei Begrenzungselementen ein Festbrennstoff angeordnet ist. Der Brennstoff liegt als zylinderförmige Ladungseinheiten vor, die eine axiale Aussparung aufweisen, durch die die Stange oder das Tau geführt ist. In speziellen Ausführungsformen sind konstruktive Gestaltungselemente wie Hülsen oder Dichtungspackungen offenbart, die dafür sorgen, dass der beim Abbrand des Brennstoffs sich bildende Dampf gezielt in den gewünschten Perforationsbereich des Bohrlochs gelenkt wird. A device for borehole stimulation is known from the document EP 2 460 975 A2, in which a solid fuel is arranged on a rod or a rope between two boundary elements. The fuel is in the form of cylindrical charge units having an axial recess through which the rod or rope is passed. In specific embodiments, structural design elements, such as sleeves or packings, are disclosed which ensure that the steam which forms when the fuel burns off is directed in a targeted manner into the desired perforation area of the borehole.
Das Dokument WO 2012/150906 A1 offenbart einen rohrförmigen Thermo-Pulsgenerator zur Bohrlochstimulation, bei dem sich Brennstoff in einem oberen Bereich des Rohres befindet und durch eine Membran von einem unteren, leeren Bereich getrennt ist. Der untere Bereich ist mit Öffnungen versehen, durch die Bohrlochflüssigkeit ins Innere dieses Rohrbereichs strömen kann. Beim Abbrand des Brennstoffs wird die Membran zerstört, sodass heiße Abbrandreste wie Schlacke in den unteren Rohrbereich fallen und in unmittelbaren Kontakt mit der Flüssigkeit kommen. Dadurch werden die Wärmeentwicklung und das Verdampfen der Bohrlochflüssigkeit verstärkt. The document WO 2012/150906 A1 discloses a tubular thermo-pulse generator for borehole stimulation, in which fuel is located in an upper region of the tube and is separated from a lower, empty region by a membrane. The lower area is provided with openings through which wellbore fluid can flow into the interior of this tube area. When the fuel burns down, the membrane is destroyed so that hot burnt residues such as slag fall into the lower tube area and come into direct contact with the liquid. This enhances the development of heat and the evaporation of the borehole fluid.
Obwohl bereits etliche Ansätze zur Bohrlochstimulation bekannt sind, besteht noch Bedarf zur Verbesserung und Effizienzsteigerung bei der Förderung von Erdöl oder Erdgas aus unterirdischen Lagerstätten. Es stellte sich die Aufgabe, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bohrlochstimulation bereitzustellen, mittels derer die Permeabilität des Gesteins um einen Bereich des Bohrlochs zielgerichtet und effizient verbessert werden kann. Dabei sollte die Vorrichtung einfach in der Konstruktion und kostengünstig herzustellen sein. Although a number of drill hole stimulation approaches are already known, there is still a need to improve and increase the efficiency of producing oil or natural gas from underground reservoirs. The object was to provide a device and a method for well stimulation by means of which the permeability of the rock around a region of the well can be targeted and efficiently improved. The device should be simple in construction and inexpensive to manufacture.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Erfindung gelöst, wie er in Anspruch 1 wiedergegeben ist. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung finden sich in den abhängigen Ansprüchen. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist in dem Verfahrensanspruch 1 1 und den von diesem abhängigen Ansprüchen angegeben. This object is achieved by the subject matter of the invention, as set forth in claim 1. Further advantageous embodiments of the invention can be found in the dependent claims. Another object of the invention is given in the method claim 1 1 and dependent of this claims.
Erfindungsgemäß umfasst der Wärmegenerator zur Bohrlochstimulation ein rohrförmiges Brennstoffbehältnis mit zwei oder mehr voneinander getrennten, geschlossenen Segmenten, die in Längsrichtung hintereinander angeordnet und jeweils zumindest teilweise mit Brennstoff gefüllt sind. Weiterhin umfasst der Wärmegenerator mindestens einen Zünder zum Zünden des Brennstoffs in mindestens einem der Segmente. Die Enden der Segmente sind derart verbunden, dass der Brennstoff in einem nachfolgenden Segment aufgrund der Wärmeentwicklung beim Abbrand des Brennstoffs in einem vorhergehenden Segment zündbar ist. According to the invention, the heat generator for borehole stimulation comprises a tubular fuel container with two or more separate, closed segments, which are arranged one behind the other in the longitudinal direction and are each at least partially filled with fuel. Furthermore, the heat generator comprises at least one igniter for igniting the fuel in at least one of the segments. The ends of the segments are connected such that the fuel in a subsequent segment is ignitable due to the evolution of heat upon combustion of the fuel in a preceding segment.
Das Brennstoffbehältnis kann einstückig oder mehrteilig ausgeführt sein. Seine Außenwand ist vorzugsweise aus einem Material gefertigt, das den Druck- und Temperaturbelastungen während des Abbrands des Brennstoffs standhält. Die Wandstärke wird vorzugsweise so gewählt, dass das Brennstoffbehältnis beim Abbrand des Brennstoffs nicht zerstört wird. Sie ist unter anderem abhängig von den Eigenschaften des Materials, aus dem das Behältnis gefertigt ist, sowie von den Eigenschaften und der Menge des eingesetzten Brennstoffs. The fuel container may be made in one piece or in several parts. Its outer wall is preferably made of a material that withstands the pressure and temperature stresses during burning of the fuel. The wall thickness is preferably chosen so that the fuel container is not destroyed during combustion of the fuel. Among other things, it depends on the properties of the material from which the container is made, as well as on the properties and the amount of fuel used.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Außenwand des Brennstoffbehältnisses aus einem Stahl gefertigt, insbesondere aus einem hochfesten, zähen Stahl. Weiterhin bevorzugt ist die Verwendung von Rohren, wie sie üblicherweise zur Förderung von Öl oder Gas eingesetzt werden, als Brennstoffbehältnisse. Derartige Rohre sind meist aus Stahl gefertigt mit einem Innendurchmesser von 8 bis 40 cm und einer Länge von 1 bis 15 m. Ihre Wandstärke beträgt üblicherweise 1 bis 10 mm. In a preferred embodiment of the invention, the outer wall of the fuel container is made of a steel, in particular of a high-strength, tough steel. Further preferred is the use of pipes, as they are usually used for the production of oil or gas, as fuel containers. Such pipes are usually made of steel with an inner diameter of 8 to 40 cm and a length of 1 to 15 m. Their wall thickness is usually 1 to 10 mm.
Der erfindungsgemäße Wärmegenerator umfasst mindestens einen Zünder zum Zünden des Brennstoffs. Die Wahl des Zünders hängt von dem eingesetzten Brennstoff ab. So können bei- spielsweise elektrische Zünder wie Elektrolichtbogenzünder oder Spiralzünder, oder chemische Zünder eingesetzt werden, solange sie eine ausreichende Aktivierungsenergie aufweisen. The heat generator according to the invention comprises at least one igniter for igniting the fuel. The choice of igniter depends on the fuel used. Thus, for example, electric igniters such as electric arc igniters or spiral igniters, or chemical detonators can be used as long as they have sufficient activation energy.
Als chemische Zünder sind beispielsweise Mischungen geeignet, die bei Temperaturen zündbar sind, die unterhalb der Zündtemperatur des Brennstoffs im Wärmegenerator liegen. Beispiele geeigneter Zünder sind Mischungen aus (Massenanteile in Prozent in Klammern): Suitable chemical igniters are, for example, mixtures which are ignitable at temperatures below the ignition temperature of the fuel in the heat generator. Examples of suitable detonators are mixtures of (percentages by mass in parentheses):
- Si02 / Mg (55 / 45), -SiO 2 / Mg (55/45),
- Mn02 / AI-Puder / AI-Pulver / Mg (68 / 7,5 / 7,5 / 17), MnO 2 / Al powder / Al powder / Mg (68 / 7,5 / 7,5 / 17),
- Ba02 / Mg (88 / 12). Diese Gemische werden mit Hilfe von elektrischen Impulsen gezündet, beispielsweise mit den oben genannten elektrischen Zündern. - BaO 2 / Mg (88/12). These mixtures are ignited by means of electrical pulses, for example with the above-mentioned electric detonators.
Die Aktivierung der elektrischen Zünder erfolgt bevorzugt über ein leitfähiges Kabel, das entlang des Logging-Kabels oder in dem Logging-Kabel integriert von der Oberfläche der Bohrung bis zu dem elektrischen Zünder geführt ist. Unter einem„Logging-Kabel" wird hierbei ein tragfähiges Kabel verstanden, an dem der Wärmegenerator befestigt und mit dessen Hilfe der Wärmegenerator von der Oberfläche in die Bohrung abgesenkt werden kann. In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wärmegenerators ist das Brennstoffbehältnis als einstückiges Rohr ausgestaltet, bei dem die Segmente durch im Inneren des Rohres über den gesamten Rohrquerschnitt sich erstreckende Trennelemente voneinander getrennt sind. Vorzugsweise verlaufen die Trennelemente senkrecht zur Längsachse des Brennstoffbehältnisses. Besonders bevorzugt werden als Trennelemente zylinderförmige Gebil- de aus Kunststoff oder Metall verwendet, deren Außendurchmesser geringfügig größer ist als der Innendurchmesser des Rohres. Der Wärmegenerator kann in diesem Fall beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass zunächst Brennstoff in das Rohr eingefüllt wird und anschließend ein Trennelement in das Rohr gedrückt wird, sodass sich ein geschlossenes Segment bildet. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis die vorgesehene Anzahl an Segmenten mit der ge- wünschten Menge an Brennstoff vorliegt. Activation of the electrical detonators preferably occurs via a conductive cable which is routed along the logging cable or in the logging cable from the surface of the bore to the electrical detonator. A "logging cable" is here understood to mean a load-bearing cable to which the heat generator can be attached and used to lower the heat generator from the surface into the bore. in which the segments are separated from one another by separating elements which extend over the entire pipe cross-section in the interior of the pipe.The separating elements preferably extend perpendicular to the longitudinal axis of the fuel container.Cylinder-shaped assemblies made of plastic or metal whose outer diameter is slightly larger are particularly preferably used as separating elements In this case, the heat generator can be produced, for example, by first introducing fuel into the tube and then pressing a separating element into the tube, so that s I make a closed segment. This process is repeated until the intended number of segments with the desired amount of fuel is present.
In einer ersten Ausführungsform sind die Trennelemente derart gestaltet, dass sie beim Abbrand des Brennstoffs nicht zerstört werden. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Trennelemente aus einem Material gefertigt sind, dessen Schmelzpunkt oberhalb des beim Abbrand des Brennstoffs herrschenden Temperaturbereichs liegt. Je nach eingesetztem Brennstoff können beim Abbrand im Inneren des Wärmegenerators Temperaturen von weit über 1000°C entstehen. Zur Herstellung eines Trennelements geeignete Materialien sind beispielsweise Stähle, deren Legierung so gewählt ist, dass ihr Schmelzpunkt höher liegt als die beim Abbrand des Brennstoffs zu erwartende Höchsttemperatur. In einer anderen Ausgestaltung sind die Trenn- elemente aus einem Material gefertigt, dessen Schmelzpunkt unterhalb des beim Abbrand entstehenden Temperaturbereichs liegt. In diesem Fall wird die Materialstärke der Trennelemente so dimensioniert, dass das Material zwar zu schmelzen beginnt, jedoch nicht vollständig durchschmilzt. Die Materialstärke kann beispielsweise mindestens 2 cm bis 5 cm bei einer entsprechenden Stahllegierung mit niedrigem Schmelzpunkt betragen. Bei beiden Ausgestaltungsvari- anten werden die Trennelemente nicht zerstört, sondern bremsen die während des Abbrands durch das jeweilige Segment wandernde Reaktionsfront ab. Das Material und die Dimensionierung der Trennelemente sind so gewählt, dass sie sich bis in einen Temperaturbereich erhitzen, der ausreicht, um die Reaktion im jeweils nachfolgenden Segment zu aktivieren. In einer zweiten Ausführungsform sind die Trennelemente aus einem Material gefertigt, dessen Schmelzpunkt deutlich unterhalb des beim Abbrand des Brennstoffs herrschenden Temperaturbereichs liegt. Auch bei dieser Ausführungsform bremsen die Trennelemente die während des Abbrands durch das jeweilige Segment wandernde Reaktionsfront ab. Allerdings sind die Trennelemente aufgrund der hohen Wärmeentwicklung während der Reaktion einer Temperatur ausgesetzt, die deutlich oberhalb ihres Schmelzpunktes liegt. Das jeweilige Trennelement schmilzt, die bei dem Abbrand des Brennstoffs entstehende Schmelze gelangt in das nachfolgende Segment und setzt so viel Wärme frei, dass die Reaktion dort aktiviert wird. Zur Herstel- lung der Trennelemente für diese Ausführungsform geeignete Materialien sind beispielsweise Kunststoffe mit einer Schmelztemperatur im Bereich von 150°C bis 500°C oder Aluminiumlegierungen mit Schmelztemperaturen im Bereich von 600°C bis 800°C. In a first embodiment, the separating elements are designed such that they are not destroyed during the combustion of the fuel. An embodiment provides that the separating elements are made of a material whose melting point is above the temperature range prevailing during combustion of the fuel. Depending on the fuel used, combustion temperatures of more than 1000 ° C may occur inside the heat generator. Suitable materials for the production of a separating element are, for example, steels whose alloy is selected such that their melting point is higher than the maximum temperature to be expected when the fuel burns. In another embodiment, the separating elements are made of a material whose melting point is below the temperature range arising during combustion. In this case, the material thickness of the separating elements is dimensioned so that the material begins to melt, but does not melt completely. For example, the material thickness may be at least 2 cm to 5 cm for a corresponding low melting point steel alloy. In both design variants, the separating elements are not destroyed, but slow down the reaction front that migrates through the respective segment during the burnup. The material and the dimensions of the separators are chosen so that they heat up in a temperature range sufficient to activate the reaction in the respective subsequent segment. In a second embodiment, the separating elements are made of a material whose melting point is significantly below the temperature range prevailing during combustion of the fuel. In this embodiment as well, the separating elements brake the reaction front migrating through the respective segment during the burnup. However, the Due to the high level of heat generated during the reaction, the separating elements are exposed to a temperature significantly above their melting point. The respective separating element melts, the melt produced during the combustion of the fuel passes into the following segment and releases so much heat that the reaction is activated there. Materials suitable for the production of the separating elements for this embodiment are, for example, plastics having a melting temperature in the range from 150 ° C. to 500 ° C. or aluminum alloys having melting temperatures in the range from 600 ° C. to 800 ° C.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wärmegenerators um- fasst das Brennstoffbehältnis zwei oder mehr geschlossene rohrförmige Behälter, die die Segmente bilden und deren Stirnseiten über Verbindungselemente verbunden sind. In a further preferred embodiment of the heat generator according to the invention, the fuel container comprises two or more closed tubular containers which form the segments and whose end faces are connected by connecting elements.
Die rohrförmigen Behälter sind zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, mit Brennstoff gefüllt und ihre Stirnseiten sind verschlossen, beispielsweise durch Verschlusselemente wie Blindflansche. Die Behälter können an ihren Stirnseiten auf unterschiedliche Arten über Verbindungselemente verbunden sein. Eine einfach zu realisierende Art besteht darin, dass die Behälter mittels der Verbindungselemente verschraubt werden, beispielsweise indem die Behälter mit einem Außengewinde versehen sind, auf das ein rohrförmiges Verbindungselement mit Innengewinde geschraubt wird. Eine weitere Möglichkeit der Verbindung ist dadurch gegeben, dass die zu verbindenden Enden der Behälter jeweils mit einem Flansch als Verbindungselement versehen sind, und die Flansche miteinander verbunden werden, z.B. durch Verschraubung. Auch mit Überwurfmuttern oder einem Bajonettverschluss beispielsweise lassen sich Verbindungen zwischen den rohrförmigen Behältern leicht herstellen. Eine Ausführungsform des Wärmegenerators sieht vor, dass sich die Stirnseiten berühren und aus einem Material gefertigt sind, das eine ausreichende Wärmeübertragung zum Zünden des Brennstoffs in dem nachfolgenden Segment gewährleistet. Neben einer geeigneten Materialauswahl kann auch die konstruktive Gestaltung der Stirnseiten einen Beitrag zu einem guten Wärmeübergang leisten. Eine großflächige Auflage der beiden Stirnseiten ist in dieser Hinsicht bevorzugt. Weiterhin ist bevorzugt, die Verschraubung derart auszuführen, dass die benachbarten Stirnseiten fest aufeinander gepresst sind. The tubular containers are at least partially, preferably completely, filled with fuel and their end faces are closed, for example by closure elements such as blind flanges. The containers can be connected at their end faces in different ways via connecting elements. An easy-to-implement way is that the containers are screwed by means of the connecting elements, for example by the containers are provided with an external thread on which a tubular connecting element is screwed with internal thread. A further possibility of the connection is provided in that the ends of the containers to be connected are each provided with a flange as connecting element, and the flanges are connected to each other, e.g. by screwing. Even with union nuts or a bayonet lock, for example, connections between the tubular containers can be easily produced. An embodiment of the heat generator provides that the end faces touch and are made of a material that ensures sufficient heat transfer to ignite the fuel in the subsequent segment. In addition to a suitable selection of materials, the structural design of the end faces can also contribute to a good heat transfer. A large-scale edition of the two end faces is preferred in this regard. Furthermore, it is preferred to carry out the screwing in such a way that the adjacent end faces are pressed firmly against one another.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Wärmegenerators sind die miteinander verbundenen Behälterenden aus einem Material gefertigt, dessen Schmelzpunkt unterhalb des beim Abbrand des Brennstoffs herrschenden Temperaturbereichs liegt. Wie bei der Ausführungsform mit einstückigem Rohr erfolgt die sequenzielle Zündung des Brennstoffs dadurch, dass das jeweilige Trennelement schmilzt und im nachfolgenden Segment so viel Wärme freisetzt, dass die Reaktion dort aktiviert wird. Die Behälterenden können an ihren Stirnseiten beispielsweise durch Verschlusselemente in Form von Kappen oder Stopfen verschlossen sein, die aus einem Kunststoff oder aus einer Aluminiumlegierung gefertigt sind. Die Schmelztemperatur des verwendeten Materials beträgt vorzugsweise von 150°C bis 500°C im Falle von Kunststoff und von 600°C bis 800°C im Falle der Aluminiumlegierung. Die axiale Ausdehnung der Kappen oder Stopfen beträgt vorzugsweise von 5 mm bis 50 mm. Die Verschlusselemente sorgen dafür, dass der Brennstoff sicher und vor Umwelteinflüssen geschützt in dem Brennstoffbehälter gelagert und transportiert werden kann, bevor er beim Einsatz in einem Bohrloch abgebrannt wird. In a further embodiment of the heat generator, the interconnected container ends are made of a material whose melting point is below the prevailing at combustion of the fuel temperature range. As with the one-piece tube embodiment, sequential ignition of the fuel occurs by melting the respective separator and releasing so much heat in the subsequent segment that the reaction is activated there. The container ends may be closed at their end faces, for example by closure elements in the form of caps or plugs, which are made of a plastic or an aluminum alloy. The melting temperature of the material used is preferably from 150 ° C to 500 ° C in the case of plastic and from 600 ° C to 800 ° C in the case of the aluminum alloy. The axial extent of the caps or plugs is preferably from 5 mm to 50 mm. The closure elements ensure that the fuel can be safely stored and transported in the fuel container protected against environmental influences and transported before it is burned down when used in a borehole.
Die Längsausdehnung der einzelnen Segmente sowie die Art und Menge des Brennstoffs in den jeweiligen Segmenten beeinflussen die Intensität und Dauer der Wärmeentwicklung während des Abbrands eines Segments. In einer bevorzugten Ausgestaltung unterscheiden sich die Längsausdehnungen der Segmente um nicht mehr als 10%, insbesondere nicht mehr als 1 % voneinander. Dazu wird der Abstand der Trennelemente oder die Länge der jeweiligen Rohrabschnitte entsprechend gewählt. Bei einer Ausführungsform mit separaten geschlossenen Rohr- abschnitten als Segmenten sind diese Rohrabschnitte bevorzugt gleich lang. Im Hinblick auf eine effiziente und kostengünstige Bereitstellung von erfindungsgemäßen Wärmegeneratoren ist eine Vorfertigung von Segmenten mit unterschiedlichen Längen in Form eines Baukastensystems vorteilhaft. Eine geeignete Längeneinteilung sind Intervalle von 50 cm, beginnend von Segmentlängen von einem Meter bis fünf Meter. The longitudinal extent of the individual segments and the type and amount of fuel in the respective segments affect the intensity and duration of the heat development during the burning of a segment. In a preferred embodiment, the longitudinal dimensions of the segments differ by no more than 10%, in particular not more than 1% from one another. For this purpose, the distance of the separating elements or the length of the respective pipe sections is selected accordingly. In one embodiment with separate closed pipe sections as segments, these pipe sections are preferably the same length. With regard to an efficient and cost-effective provision of heat generators according to the invention, a prefabrication of segments with different lengths in the form of a modular system is advantageous. A suitable length division is intervals of 50 cm, starting from segment lengths of one meter to five meters.
Besonders bevorzugt sind die Längsausdehnungen der Segmente so gewählt, dass sie der axialen Ausdehnung der Bohrung durch den Perforationsbereich entsprechen. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Längsausdehnung des Wärmegenerators über alle Segmente insgesamt so gewählt, dass sie der axialen Ausdehnung der Bohrung durch den Perforationsbereich entspricht. Unter dem Perforationsbereich wird hier und im Folgenden der Bereich eines Förderhorizontes verstanden, in dem Perforationslöcher und Perforationskanäle bereits vorhanden sind. Häufig entspricht die axiale Ausdehnung des Perforationsbereichs der Mächtigkeit der Gesteinsschicht, aus der das Fluid, z.B. Erdöl oder Erdgas, gefördert werden soll. Particularly preferably, the longitudinal extent of the segments are selected such that they correspond to the axial extent of the bore through the perforation region. In a further preferred embodiment of the invention, the longitudinal extent of the heat generator over all segments is chosen so that it corresponds to the axial extent of the bore through the perforation region. The perforation area is understood here and below to mean the area of a conveying horizon in which perforation holes and perforation channels are already present. Frequently, the axial extent of the perforation region corresponds to the thickness of the rock layer from which the fluid, e.g. Oil or natural gas, to be promoted.
Die Außendurchmesser der Segmente betragen vorzugsweise von 8 bis 15 cm, insbesondere von 10 bis 12 cm. Der Durchmesser wird vorteilhaft so gewählt, dass er um 10% bis 30% kleiner ist als der Innendurchmesser des Bohrlochs in dem Bereich, in dem der Wärmegenerator zum Einsatz kommt. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Effizienz der Stimulation des Bohrlochs aus. The outer diameters of the segments are preferably from 8 to 15 cm, in particular from 10 to 12 cm. The diameter is advantageously chosen to be 10% to 30% smaller than the inside diameter of the borehole in the area where the heat generator is used. This has a beneficial effect on the efficiency of the well's stimulation.
Bevorzugt weisen die Segmente einen kreisrunden Querschnitt auf. Es sind allerdings auch andere Querschnittsformen durch die Erfindung erfasst, wobei in einem solchen Fall der Außendurchmesser als der größte Abstand zweier Punkte auf der Querschnittsfläche verstanden wird. Preferably, the segments have a circular cross-section. However, other cross-sectional shapes are also covered by the invention, in which case the outside diameter is understood to be the greatest distance between two points on the cross-sectional area.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind auf der Außenseite des Wärmegenerators Abstandhalter angebracht, die in radialer Richtung eine Ausdehnung von mindestens 5 mm, insbesondere mindestens 10 mm aufweisen. Vorzugsweise sind in Umfangsrichtung betrachtet mindestens drei Abstandhalter derart über den Umfang verteilt angebracht, dass der Wärmegenerator in jeder radialen Richtung einen vorgegebenen Mindestabstand zur Innenwand der Bohrung aufweist. In axialer Richtung sind Abstandhalter vorzugsweise in einem Abstand von 0,5 m bis 3 m angeordnet, sodass der Wärmegenerator über die gesamte Länge nicht in Kontakt mit der Innenwand der Bohrung kommt. Die Abstandhalter können beispielsweise als Rippen oder fingerförmig ausgestaltet sein. Sie sind vorzugsweise aus einem ähnlich temperaturstabilen Material wie die Wand des Wärmeträgers gefertigt und fest mit dieser verbunden, z.B. verschweißt. In an advantageous embodiment, spacers are mounted on the outside of the heat generator, which have an extent of at least 5 mm, in particular at least 10 mm in the radial direction. Preferably, viewed in the circumferential direction at least three spacers are distributed over the circumference so mounted that the heat generator in each radial direction has a predetermined minimum distance from the inner wall of the bore. In the axial direction spacers are preferably arranged at a distance of 0.5 m to 3 m, so that the heat generator over the entire length is not in contact with the inner wall of the hole comes. The spacers may be designed, for example, as ribs or finger-shaped. They are preferably made of a similar temperature-stable material as the wall of the heat carrier and firmly connected to this, eg welded.
In bevorzugten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Wärmegenerators wird als Brennstoff eine metallothermische Mischung eingesetzt. Als„metallothermische Mischungen" werden hier und im Folgenden Gemische von Metallen mit Metalloxiden bezeichnet, die sich nach Aktivierung der Redox-Reaktion exotherm unter Bildung des ursprünglich im Metalloxid enthaltenen Metalls umsetzen. Eine bevorzugte Untergruppe bilden metallothermische Gemische, bei denen Aluminium als Reaktionspartner der Metalloxide verwendet wird. Derartige Gemische werden im Folgenden als„aluminothermisch" bezeichnet. Als„Thermit" wird insbesondere ein Gemisch aus Eisen(lll)-Oxid und Aluminium bezeichnet, das beispielsweise von der Elektro-Thermit GmbH & Co. KG (Halle/Saale) hergestellt wird und dort bezogen werden kann. In preferred embodiments of the heat generator according to the invention, a metal-thermal mixture is used as the fuel. As "metal-thermal mixtures", mixtures of metals with metal oxides are referred to here which react after activation of the redox reaction to form the metal originally contained in the metal oxide Such mixtures are referred to below as "aluminothermic". A "thermite" is in particular a mixture of iron (III) oxide and aluminum, which is produced, for example, by Elektro-Thermit GmbH & Co. KG (Halle / Saale) and can be obtained there.
Der bei Ablauf der Thermitreaktion entstehende Temperaturbereich sowie die freiwerdende Reaktionsenthalpie können durch entsprechende Wahl der Reaktionspartner sowie gegebenenfalls dem Zusatz von Additiven eingestellt werden. Aus der Patentschrift RU 2291289 C2 sind neben den oben genannten Thermit-Mischungen weitere metallothermische Mischungen be- kannt wie Nickel(ll)-oxid und Magnesium, Eisen(lll)-oxid und Silizium, Chrom(lll)-oxid und Magnesium, Molybdän(VI)-oxid und Silizium und Aluminium, Vanadium(V)-oxid und Silizium. Beim Abbrand dieser Mischungen können Temperaturen bis zu 2500°C entstehen. Eine weitere Klasse von metallothermischen Mischungen, welche Eisenoxid, Aluminiumpulver, Tonerde und ein Metall-Phosphat-Bindemittel beinhalten, ist aus dem Dokument RU 2062194 C1 bekannt. Diese Mischungen weisen eine vergleichsweise geringe spezifische Wärmeerzeugung und eine Maximaltemperatur beim Abbrand von etwa 1930°C auf. The resulting temperature range at the end of Thermitreaktion and the released reaction enthalpy can be adjusted by appropriate choice of the reactants and optionally the addition of additives. From the patent RU 2291289 C2, in addition to the above-mentioned thermite mixtures, further metal-thermal mixtures are known, such as nickel (II) oxide and magnesium, iron (III) oxide and silicon, chromium (III) oxide and magnesium, molybdenum ( VI) oxide and silicon and aluminum, vanadium (V) oxide and silicon. When these mixtures burn, temperatures of up to 2500 ° C may arise. Another class of metal-thermal mixtures including iron oxide, aluminum powder, clay and a metal-phosphate binder is known from document RU 2062194 C1. These mixtures have a comparatively low specific heat generation and a maximum temperature during burning of about 1930 ° C.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignet ist eine alumi- nothermische Mischung, die Aluminium als Reduktionsmittel sowie CuO, FeO, Fe2Ü3, FesC , T1O2, O2O3 und/oder S1O2 als Oxidationsmittel umfasst. Derartige aluminothermische Mischungen sind im Vergleich zu anderen metallothermischen Mischungen kostengünstig und decken einen breiten Einsatzbereich ab im Hinblick auf die Zündtemperatur, die beim Abbrand des Brennstoffs sich entwickelnde Maximaltemperatur sowie die Abbrandgeschwindigkeit. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird eine metallothermische Mischung eingesetzt, bei der vorwiegend ein schlackeartiges Reaktionsprodukt entsteht. Im Falle von aluminothermi- schen Mischungen werden diese auch als„Glühthermit" bezeichnet. Derartige Mischungen enthalten neben den für die Redox-Reaktion erforderlichen Reaktionspartnern weitere Komponenten, die die Reaktion dämpfen. Die Mischung reagiert zwar vollständig durch unter entspre- chender Wärmefreisetzung, aber die entstehende Metallschmelze erstarrt sehr schnell, sodass es nicht zu einem makroskopischen Stofffluss kommt. Das Reaktionsprodukt liegt als Metall- Schlacke-Schaum vor. Diese Mischungen bieten insbesondere dann Vorteile, wenn das Reaktionsvolumen im Wesentlichen konstant bleiben soll, beispielsweise um über eine bestimmte Länge eines Segments eine weitgehend konstante Außentemperatur des Brennstoffbehältnisses einzustellen. Particularly suitable for carrying out the process according to the invention is an alumino-thermal mixture comprising aluminum as a reducing agent and CuO, FeO, Fe 2 O 3, FesC, TIO 2, O 2 O 3 and / or SIO 2 as oxidizing agent. Such aluminothermic mixtures are inexpensive compared to other metallothermal mixtures and cover a wide range of applications with respect to the ignition temperature, the developing maximum temperature at the burning of the fuel and the burning rate. In a further advantageous embodiment, a metallothermal mixture is used in which predominantly a slag-like reaction product is formed. In the case of aluminothermic mixtures, these are also referred to as "glowing monomers." Such mixtures contain, in addition to the reaction partners required for the redox reaction, other components which dampen the reaction The resulting molten metal solidifies very quickly so that there is no macroscopic material flow and the reaction product is a metal-slag foam, which is particularly advantageous if the reaction volume is to remain substantially constant, for example above a certain level Length of a segment to set a largely constant outside temperature of the fuel tank.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden unterschiedliche Brennstoffe in einem Segment angeordnet. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der in einem oberen Bereich des Segments eine metallothermische Mischung angeordnet ist, bei deren Reaktion vorwiegend ein schlackeartiges Reaktionsprodukt entsteht, insbesondere Glühthermit, während der untere Bereich des Segments mit einer metallothermischen Mischung gefüllt ist, bei deren Reaktion vorwiegend ein flüssiges Reaktionsprodukt entsteht, insbesondere sogenanntes Rein- thermit. Als„Reinthermit" werden aluminothermische Mischungen bezeichnet, die lediglich das Metalloxid und Aluminium umfassen ohne Zusatz von Stahlbildnern wie Kohlenstoff oder Ferro- Mangan. Als Reaktionsprodukte entstehen beim Abbrand dieser Mischungen flüssiges Metall und eine Aluminiumschlacke. Ganz besonders bevorzugt nimmt die metallothermische Mischung, bei deren Reaktion vorwiegend ein schlackeartiges Reaktionsprodukt entsteht, einen Anteil von 50% bis 80% des Innenvolumens des betreffenden Segments ein. Besonders bevorzugt wird bei dieser Ausführungsform Glühthermit mit einer weiteren aluminothermischen Mischung, insbesondere Reinthermit, eingesetzt. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung bilden sich bei der Reaktion sowohl feste schlackeartige Produkte als auch flüssiges Metall, das beispielsweise zum Schmelzen der Trennelemente oder der Verschlusselemente und somit zum Transport von Reaktionswärme in ein nachfolgendes Segment dienen kann. Gleichzeitig wird ein möglichst gleichförmiger Temperaturbereich über eine bestimmte Länge des Brennstoffbehältnisses gewährleistet. In a further advantageous embodiment, different fuels are arranged in a segment. Particularly preferred is an embodiment in which a metallothermal mixture is arranged in an upper region of the segment, in the reaction predominantly a slag-like reaction product is formed, in particular Glühherhermit, while the lower portion of the segment is filled with a metallothermal mixture, in the reaction predominantly one liquid reaction product is formed, in particular so-called pure thermite. Aluminothermic mixtures, which comprise only the metal oxide and aluminum without the addition of steel formers such as carbon or ferro-manganese, are the term "pure thermite." The reaction products produced during the combustion of these mixtures are liquid metal and an aluminum slag In this embodiment, particularly preferred in this embodiment is used annealing with a further aluminothermic mixture, in particular pure ether. In this embodiment of the invention, the reaction is formed in the reaction Both solid slag-like products and liquid metal, which can serve, for example, to melt the separating elements or the closure elements and thus to transport heat of reaction in a subsequent segment hförmiger temperature range over a certain length of the fuel tank guaranteed.
Der Brennstoff kann in unterschiedlicher Form in den Segmenten vorliegen, beispielsweise als fester Körper, pastöse Masse oder feinteiliges Schüttgut. Der feste Körper kann z.B. durch Pressung mit oder ohne Bindemittel hergestellt sein. The fuel can be present in different forms in the segments, for example as a solid body, pasty mass or finely divided bulk material. The solid body may e.g. be made by pressing with or without binder.
Der Wärmegenerator kann vorab in Einzelteilen gefertigt und zum Bohrloch transportiert werden, beispielsweise einzelne Rohrabschnitte, die mit Brennstoff gefüllt sind. Vor Ort können die Einzelteile einfach montiert und auf die konkreten Anforderungen angepasst werden, beispielsweise indem je nach Bedarf eine entsprechende Anzahl an Rohrabschnitten miteinander verschraubt werden. Längen einzelner Rohrabschnitte von einem bis drei Metern sind aus fertigungstechnischer Sicht und im Hinblick auf einen einfachen Transport zum Bohrloch bevorzugt. Die Gesamtlänge des Wärmegenerators hängt von den jeweiligen Anforderungen ab und kann beispielsweise von zwei bis zwanzig Metern betragen. Der Wärmegenerator kann mit bekannten Mitteln wie Winde und Loggingkabel in das Bohrloch eingebracht und wieder daraus entnommen werden. The heat generator can be made in advance in parts and transported to the well, for example, individual pipe sections that are filled with fuel. On site, the items can be easily assembled and adapted to the specific requirements, for example, by depending on requirements, a corresponding number of pipe sections are bolted together. Lengths of individual pipe sections of one to three meters are preferred from a manufacturing point of view and with a view to easy transport to the borehole. The total length of the heat generator depends on the respective requirements and can be, for example, from two to twenty meters. The heat generator can be introduced by known means such as winch and Loggingkabel in the borehole and removed again from it.
Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zur Bohrlochstimulation, bei dem ein erfindungsgemäßer Wärmegenerator in ein Bohrloch eingebracht und so positioniert wird, dass sich das oberste Segment in Höhe des Perforationsbereichs der Bohrung befindet, anschließend der Brennstoff im obersten Segment gezündet wird, und nach der Zündung des Brennstoffs der Wärmegenerator nach oben gezogen und so positioniert wird, dass sich das in Abbrand befindliche Segment in Höhe des Perforationsbereichs der Bohrung befindet. The invention further comprises a method for well stimulation, in which a heat generator according to the invention is introduced into a borehole and positioned so that the uppermost segment is located at the perforation area of the bore, then the fuel is ignited in the uppermost segment, and after the ignition of the Fuel the Heat generator is pulled upwards and positioned so that the burning segment is equal to the perforation area of the bore.
Aufgrund der Wärmeentwicklung durch den Abbrand des Brennstoffs wird die Bohrlochflüssig- keit, die den Wärmeträger im Bereich des im Abbrand befindlichen Segments umgibt, stark erhitzt, vorzugsweise in Temperaturbereiche ihres Siedepunktes. Durch die heiße Flüssigkeit und den entstehenden Dampf wird der angrenzende Perforationsbereich der Bohrung gereinigt. Due to the heat generated by the combustion of the fuel, the borehole fluid, which surrounds the heat transfer medium in the region of the burning segment, strongly heated, preferably in temperature ranges of their boiling point. The hot liquid and the resulting vapor clean the adjacent perforation area of the bore.
In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Wärmegenerator kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit nach oben gezogen, die der Geschwindigkeit der Reaktionsfront in dem in Abbrand befindlichen Segment entspricht. In a preferred variant of the method according to the invention, the heat generator is pulled up continuously at a speed which corresponds to the speed of the reaction front in the segment which is being burned.
In einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Wärmegenerator nach Zündung des Brennstoffs im jeweils nachfolgenden Segment stufenweise um die Länge des in Abbrand befindlichen Segments nach oben gezogen. In a further preferred variant of the method according to the invention, after ignition of the fuel in the respective subsequent segment, the heat generator is pulled up in steps by the length of the segment burned up.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bohrlochstimulation zeichnet sich dadurch aus, dass die Gesamtdauer der Druckerzeugung und Stimulation des Gesteins im Vergleich zu bekannten Verfahren gesteigert wird. Ferner werden durch die Anordnung des Brennstoffs in Segmenten und die sequenzielle Zündung der Segmente intervallartige Dampf- und Wasserdruckwellen im Bohrloch erzeugt. Während des Abbrands in einem Segment herrschen ein hoher Druck und eine hohe Temperatur im Bereich der Perforationsöffnungen im Förderhorizont vor. Nach Erlöschen der Reaktion bis zum Zünden der Reaktion im nächsten Segment fallen Druck und Temperatur im Förderhorizont wieder ab. Dies wirkt sich förderlich auf die Reinigung und Stimulation der Perforationsöffnungen aus. Durch entsprechende Wahl der Auslegungsparameter für den Wärmegenerator können die Dauer und Intensität der Intervalle individuell eingestellt werden. Auslegungsparameter sind beispielsweise die Anzahl und Länge der Segmente, die Art und Menge der Brennstoffe in den jeweiligen Segmenten sowie die Materialien des Brennstoffbehältnisses, der Trennelemente oder Verschlusselemente. The method according to the invention for borehole stimulation is characterized in that the overall duration of pressure generation and stimulation of the rock is increased in comparison to known methods. Furthermore, the arrangement of the fuel in segments and the sequential ignition of the segments generate intermittent steam and water pressure waves in the borehole. During burning in a segment, there is a high pressure and a high temperature in the area of the perforation openings in the delivery horizon. After the reaction lapses until the reaction in the next segment ignites, the pressure and temperature in the production horizon drop again. This has a beneficial effect on the cleaning and stimulation of the perforation openings. By appropriate selection of the design parameters for the heat generator, the duration and intensity of the intervals can be set individually. Design parameters are, for example, the number and length of the segments, the type and amount of fuels in the respective segments and the materials of the fuel container, the separating elements or closure elements.
Der erfindungsgemäße Wärmegenerator zeichnet sich durch eine einfache Konstruktion aus, die kostengünstig herzustellen und leicht anzuwenden ist. Der Wärmegenerator lässt sich auf Vorrat anfertigen, gegebenenfalls in Einzelteilen, und ohne Probleme über längere Zeit lagern. Insbesondere beim Einsatz einer aluminothermischen Mischung als Brennstoff treten beim Ab- brand des Brennstoffs keine potenziell schädlichen Gase aus. The heat generator according to the invention is characterized by a simple construction, which is inexpensive to manufacture and easy to use. The heat generator can be made to stock, possibly in individual parts, and stored without problems for a long time. In particular when using an aluminothermic mixture as fuel, no potentially harmful gases escape when the fuel is burnt off.
Anhand der Zeichnungen wird im Folgenden die Erfindung weiter erläutert, wobei die Zeichnungen als Prinzipdarstellungen zu verstehen sind. Sie stellen keine Beschränkung der Erfindung, beispielsweise im Hinblick auf konkrete Abmessungen oder Ausgestaltungsvarianten von Bauteilen dar. Der besseren Darstellbarkeit halber sind sie insbesondere im Hinblick auf Längen- und Breitenverhältnisse in der Regel nicht maßstäblich. Es zeigen: Fig. 1 : eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmegenerators Fig. 2: eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmegenerators With reference to the drawings, the invention will be further explained in the following, the drawings being to be understood as schematic representations. They do not constitute a limitation of the invention, for example with regard to specific dimensions or design variants of components. For better representability, they are generally not to scale, in particular with regard to length and width ratios. Show it: Fig. 1: a first embodiment of a heat generator according to the invention Fig. 2: a second embodiment of a heat generator according to the invention
Fig. 3: eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmegenerators 3 shows a third embodiment of a heat generator according to the invention
Fig. 4: Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bohrlochstimulation 4 shows a variant of a method according to the invention for borehole stimulation
Liste der verwendeten Bezugszeichen List of reference numbers used
10 . . Bohrung 10. , drilling
1 1 . . Auskleidung  1 1. , lining
12 . . Perforationsöffnungen  12. , perforation
14 . . Perforationskanäle  14. , perforation
15 . . Förderhorizont  15. , conveyor horizon
20 . . Logging-Kabel  20. , Logging cable
21 . . Aufhängung des Brennstoffbehältnisses  21. , Suspension of the fuel container
22 . . Brennstoffbehältnis  22. , fuel container
23 . . Segment  23. , segment
24 . . Trennelement  24. , separating element
25 . . Verschlusselement  25. , closure element
26 . . Behälter  26. , container
27 . . Verbindungselement  27. , connecting element
28 . . Rohrmantel  28. , pipe casing
30 . . Brennstoff  30. , fuel
31 . . Reaktionsfront  31. , reaction front
32 . . „Reinthermit"  32. , "Reinthermit"
33 . . „Glühthermit"  33. , "Glühthermit"
40 . . Zünder  40. , fuze
Die Fig. 1 bis 4 stellen schematische Schnittzeichnungen einer Bohrung 10 in einer unterirdischen Lagerstätte dar. Die Bohrung 10 ist mit einer Auskleidung 1 1 versehen, beispielsweise einem Stahlrohr. Die Auskleidung 1 1 verhindert, dass an die Bohrung angrenzendes loses Gestein in das Bohrloch fällt und üblicherweise unter Druck stehende Formationsfluide wie Formationswasser in großen Mengen in die Bohrung durchbrechen. Die Auskleidung 1 1 weist mehrere Perforationsöffnungen 12 auf. Durch bekannte Verfahren wie Kugelperforation oder Jetperforation wurden Perforationskanäle 14 im Förderhorizont 15 erzeugt. Über die Perforationskanäle 14 strömen zu fördernde Fluide, z.B. Erdgas oder Erdöl, durch die Perforationsöffnungen 12 in die Bohrung und können an die Oberfläche gefördert werden. Figures 1 to 4 are schematic sectional views of a bore 10 in an underground deposit. The bore 10 is provided with a liner 11, for example a steel pipe. The liner 1 1 prevents loose rock adjacent to the well from falling into the wellbore and usually breaking formation fluid under pressure such as formation water in large quantities into the well. The lining 1 1 has a plurality of perforation openings 12. By known methods such as ball perforation or jet perforation perforation channels 14 were generated in the delivery horizon 15. Via the perforation channels 14, fluids to be delivered, e.g. Natural gas or petroleum, through the perforations 12 in the hole and can be promoted to the surface.
Die Innenwand der Auskleidung 1 1 ist zylindrisch oder stufenweise zylindrisch ausgestaltet mit einem kreisrunden Querschnitt. Bei einer stufenweise zylindrischen Ausgestaltung verringert sich der Durchmesser des kreisrunden Querschnitts stufenweise in axialer Richtung nach unten. Das Brennstoffbehältnis 22 des Wärmegenerators ist über eine Aufhängung 21 mit dem Logging-Kabel 20 verbunden, das über eine Winde an der Oberfläche bewegt werden kann. Letztere ist in den Abbildungen nicht dargestellt, entsprechende Vorrichtungen sind dem Fachmann bekannt. The inner wall of the liner 1 1 is cylindrical or stepwise cylindrical designed with a circular cross-section. In a stepwise cylindrical configuration, the diameter of the circular cross section gradually decreases in the axial direction downwards. The fuel container 22 of the heat generator is connected via a suspension 21 with the logging cable 20, which can be moved via a winch on the surface. The latter is not shown in the figures, corresponding devices are known in the art.
Fig. 1 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmegenera- tors. An einem Logging-Kabel 20 ist über eine Aufhängung 21 ein rohrförmiges Brennstoffbehältnis 22 befestigt. Das Brennstoffbehältnis 22 ist als einstückiges Rohr ausgestaltet, das nach oben und unten durch ein Verschlusselement 25 begrenzt wird. Im Innenraum befinden sich in dem dargestellten Beispiel drei Trennelemente 24, die den Innenraum in vier Segmente 23 aufteilen. Die Trennelemente 24 erstrecken sich über den gesamten Rohrquerschnitt, sodass die Segmente 23 jeweils geschlossen sind. Die Segmente sind vollständig mit Brennstoff 30 gefüllt, in diesem Beispiel eine aluminothermische Mischung, die die Komponenten AI, FeO, Fe2Ü3, Fe3Ü4 und S1O2 umfasst. 1 shows a first preferred embodiment of a heat generator according to the invention. On a logging cable 20, a tubular fuel container 22 is attached via a suspension 21. The fuel container 22 is designed as a one-piece tube, which is bounded above and below by a closure element 25. In the interior, there are three separating elements 24 in the example shown, which divide the interior into four segments 23. The separating elements 24 extend over the entire pipe cross-section, so that the segments 23 are each closed. The segments are completely filled with fuel 30, in this example an aluminothermic mixture comprising the components Al, FeO, Fe2Ü3, Fe3Ü4 and S1O2.
Im obersten Segment ist ein Zünder 40 angebracht, der geeignet ist, den Brennstoff in diesem Segment zu entzünden, beispielsweise ein elektrischer Zünder wie Lichtbogenzünder oder Spiralzünder, oder ein chemischer Zünder, der aufgrund seiner Zusammensetzung geeignet ist, die aluminothermische Mischung zu entzünden. In the uppermost segment, an igniter 40 is mounted which is capable of igniting the fuel in this segment, for example an electric igniter such as an arc igniter or spiro igniter, or a chemical igniter whose composition makes it possible to ignite the aluminothermic mixture.
Der Wärmegenerator wird im Bohrloch 10 im Bereich der Perforationsöffnungen 12 im Förder- horizont 15 platziert. Um die Bohrlochstimulation zu starten, wird über den Zünder 40 die Reaktion im obersten Segment aktiviert. Die Aktivierungs- bzw. Zündtemperatur ist abhängig von der Zusammensetzung der aluminothermischen Mischung und kann von 600°C bis 1300°C betragen. Die stark exotherme Reaktion beginnt in der Umgebung des Zünders 40 im obersten Segment. Nach der Initialzündung bewegt sich die Reaktion abhängig von der konkreten Mi- schung mit einer Geschwindigkeit von etwa einem Zentimeter bis einem Meter pro Sekunde nach unten. Dabei kann flüssiges Metall entstehen, beispielsweise flüssiges Eisen bei der klassischen Thermitreaktion, die AI und Fe2Ü3 oder AI und Fe304 als Reaktionspartner umfasst. Bei der Verwendung von Glühthermit entstehen feste schlackeartige Produkte. Handelsübliche Thermitmischungen enthalten als Komponenten Aluminiumpulver und Eisenoxid einer niedrigen Oxidationsstufe. Ein Beispiel ist eine Mischung aus 76 Gew.-% Fe304 und 24 Gew.-% AI, die unter Freisetzung von Wärme zu 45 Gew.-% AI2O3 und 55 Gew.-% elementarem Eisen reagiert. Die Reaktionsprodukte haben ein nur geringes Fließvermögen und werden schnell fest. Die Dichte der Thermitmischung beträgt ca. 2 t m3. The heat generator is placed in the borehole 10 in the region of the perforation openings 12 in the delivery horizon 15. To start the borehole stimulation, the reaction in the uppermost segment is activated via the igniter 40. The activation or ignition temperature depends on the composition of the aluminothermic mixture and may be from 600 ° C to 1300 ° C. The highly exothermic reaction begins in the vicinity of the igniter 40 in the uppermost segment. After the initial ignition, the reaction moves downwards at a rate of about one centimeter to one meter per second, depending on the specific mix. In this case, liquid metal can be formed, for example, liquid iron in the classical Thermitreaktion comprising Al and Fe2Ü3 or Al and Fe30 4 as a reactant. The use of annealer gives solid slag-like products. Commercially available thermite mixtures contain as components aluminum powder and iron oxide of a low oxidation state. An example is a mixture of 76 wt .-% Fe30 4 and 24 wt .-% Al, which reacts with the release of heat to 45 wt .-% AI2O3 and 55 wt .-% elemental iron. The reaction products have low flowability and solidify quickly. The density of the thermite mixture is about 2 tm 3 .
Durch die freiwerdende Reaktionswärme werden die Rohrwand des Brennstoffbehältnisses 22 sowie die Trennelemente 24 stark erhitzt. In der mittleren Abbildung (Fig. 1 b) ist eine Ausführungsform der Erfindung skizziert, bei der die Trennelemente 24 aus einem Material gefertigt sind, dessen Schmelzpunkt oberhalb des beim Abbrand des Brennstoffes herrschenden Tem- peraturbereichs liegt. Die Trennelemente 24 werden durch die Thermitreaktion nicht zerstört, sondern bremsen die Reaktionsfront 31 ab. Sie erhitzen sich allerdings bis in einen Temperaturbereich, der ausreicht, um die Thermitreaktion im nachfolgenden Segment zu aktivieren. So wandert die Reaktionsfront 31 von oben nach unten durch das Brennstoffbehältnis 22, bis sämtlicher Brennstoff 30 aufgebraucht ist. Due to the released heat of reaction, the tube wall of the fuel container 22 and the separating elements 24 are strongly heated. In the middle illustration (FIG. 1 b), an embodiment of the invention is sketched, in which the separating elements 24 are made of a material whose melting point lies above the temperature range prevailing when the fuel burns off. The separating elements 24 are not destroyed by the Thermitreaktion, but brake the reaction front 31 from. However, they heat up to a temperature range which is sufficient to activate the Thermitreaktion in the subsequent segment. So migrates the reaction front 31 from top to bottom through the fuel container 22 until all the fuel 30 is used up.
In der rechten Abbildung (Fig. 1 c) ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform skizziert, bei der die Trennelemente 24 aus einem Material gefertigt sind, dessen Schmelzpunkt unterhalb des beim Abbrand des Brennstoffes herrschenden Temperaturbereichs liegt. Die Reaktion wird auch in diesem Fall durch den Zünder 40 aktiviert und setzt sich zunächst im obersten Segment nach unten wandernd fort. Sobald die Reaktionsfront 31 das erste Trennelement erreicht, erlischt die Reaktion, da sämtlicher Brennstoff verbraucht ist. Allerdings ist das Trenn- element aufgrund der hohen Wärmeentwicklung während der Reaktion einer Temperatur ausgesetzt, die oberhalb seines Schmelzpunktes liegt. Bei einer Reaktion beispielsweise, bei der flüssiges Metall entsteht, sammelt sich das flüssige Metall oberhalb des Trennelements und steht mit diesem in unmittelbarem Kontakt. Das Trennelement schmilzt und setzt im nachfolgenden Segment so viel Wärme frei, dass die Reaktion dort aktiviert wird, z.B. durch einströ- mendes flüssiges Metall. Wie im Beispiel der indirekten Wärmeübertragung setzt sich die Reaktion auch in diesem Fall von Segment zu Segment fort, bis das untere Ende des Brennstoffbehältnisses 22 erreicht ist. Das Verschlusselement 25 am unteren Ende des Brennstoffbehältnisses 22 ist vorzugsweise aus einem Material gefertigt, dessen Schmelzpunkt oberhalb des beim Abbrand des Brennstoffes herrschenden Temperaturbereichs liegt. Damit wird sichergestellt, dass die Reaktionsprodukte der Thermitreaktion nicht in das Bohrloch gelangen. In the right-hand illustration (FIG. 1 c), a further embodiment according to the invention is outlined, in which the separating elements 24 are made of a material whose melting point is below the temperature range prevailing during combustion of the fuel. The reaction is also activated in this case by the igniter 40 and continues first in the uppermost segment migrating down. As soon as the reaction front 31 reaches the first separation element, the reaction ceases because all the fuel has been consumed. However, due to the high heat generation during the reaction, the separating element is exposed to a temperature which is above its melting point. For example, in a reaction in which liquid metal is formed, the liquid metal collects above the separator and is in direct contact with it. The separating element melts and releases so much heat in the subsequent segment that the reaction is activated there, e.g. by inflowing liquid metal. As in the example of indirect heat transfer, the reaction continues in this case from segment to segment until the lower end of the fuel container 22 is reached. The closure element 25 at the lower end of the fuel container 22 is preferably made of a material whose melting point is above the prevailing at the burning of the fuel temperature range. This ensures that the reaction products of the thermite reaction do not get into the borehole.
Das Brennstoffbehältnis 22 kann aus einem Stahlrohr hergestellt sein, wie es üblicherweise in der Erdölförderung eingesetzt und als„Tubing" bezeichnet wird, beispielsweise vom Typ H-40, C-75, N-80 oder P-105. Das Verschlusselement 25 und die nicht schmelzenden Trennelemente 24 im Falle der Ausführungsform gemäß Fig. 1 b können aus demselben Stahl gefertigt sein. Für die Trennelemente 24 der Ausführungsform gemäß Fig. 1 c, die beim Abbrand des Brennstoffs zerstört werden, eignen sich Materialien wie Kunststoff, Aluminium oder eine Eisenlegierung mit niedrigem Schmelzpunkt. In Fig. 2 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmegenerators dargestellt. An einem Logging-Kabel 20 ist über eine Aufhängung 21 ein rohrförmiges Brennstoffbehältnis 22 befestigt. Das Brennstoffbehältnis 22 ist aus drei geschlossenen, rohr- förmigen Behältern zusammengesetzt, die drei Segmente 23 des Brennstoffbehältnisses 22 bilden. Die Behälter sind an ihren Stirnseiten über Verbindungselemente 27 miteinander ver- bunden, beispielsweise verschraubt. Die Segmente sind vollständig mit Brennstoff 30 gefüllt, in diesem Beispiel eine aluminothermische Mischung, die die Komponenten AI, FeO, Fe2Ü3, FesC und S1O2 umfasst. The fuel container 22 may be made of a steel tube commonly used in petroleum production and referred to as "tubing," for example, type H-40, C-75, N-80, or P-105 1 b may be made of the same steel For the separating elements 24 of the embodiment according to FIG. 1 c, which are destroyed when the fuel burns, materials such as plastic, aluminum or an iron alloy are suitable A further preferred embodiment of the heat generator according to the invention is shown in Fig. 2. A tubular fuel container 22 is fastened to a logging cable 20 via a suspension 21. The fuel container 22 is composed of three closed, tubular containers, the three Segments 23 of the fuel container 22. The containers are at their End faces connected via connecting elements 27 with each other, for example screwed. The segments are completely filled with fuel 30, in this example an aluminothermic mixture comprising the components Al, FeO, Fe2Ü3, FesC and S1O2.
Im obersten Segment ist ein Zünder 40 angebracht, der geeignet ist, den Brennstoff in diesem Segment zu entzünden, beispielsweise ein elektrischer Zünder. In the uppermost segment, an igniter 40 is mounted, which is suitable for igniting the fuel in this segment, for example an electric igniter.
Die rohrförmigen Behälter sind an ihren Stirnseiten mit Verschlusselementen 25 verschlossen. Die aneinander grenzenden Verschlusselemente 25 benachbarter Segmente sind aus einem Material gefertigt, dessen Schmelzpunkt unterhalb des beim Abbrand des Brennstoffes herrschenden Temperaturbereichs liegt, beispielsweise aus einem geeignet gewählten Kunststoff oder Metall. Der Wärmegenerator wird im Bohrloch 10 im Bereich der Perforationsöffnungen 12 im Förderhorizont 15 platziert. Um die Bohrlochstimulation zu starten, wird über den Zünder 40 die Reaktion im obersten Segment aktiviert. Die stark exotherme Thermitreaktion beginnt in der Umgebung des Zünders 40 im obersten Segment. Nach der Initialzündung bewegt sich die Reaktion abhängig von der konkreten Mischung mit einer Geschwindigkeit von etwa einem Zentimeter bis einem Meter pro Sekunde nach unten. Dabei kann flüssiges Metall entstehen, beispielsweise flüssiges Eisen bei der klassischen Thermitreaktion. The tubular containers are closed at their front sides with closure elements 25. The adjacent closure elements 25 of adjacent segments are made of a Made of material whose melting point is below the temperature prevailing during combustion of the fuel temperature range, for example, a suitably selected plastic or metal. The heat generator is placed in the borehole 10 in the region of the perforation openings 12 in the delivery horizon 15. To start the borehole stimulation, the reaction in the uppermost segment is activated via the igniter 40. The highly exothermic Thermitreaktion begins in the vicinity of the igniter 40 in the uppermost segment. After the initial ignition, the reaction moves downwards at a rate of about one centimeter to one meter per second depending on the concrete mixture. This liquid metal can arise, for example, liquid iron in the classical Thermitreaktion.
Sobald die Reaktionsfront 31 das untere Verschlusselement 25 des ersten Segments erreicht, erlischt die Reaktion in diesem Segment, da sämtlicher Brennstoff verbraucht ist. Allerdings ist das Verschlusselement aufgrund der hohen Wärmeentwicklung während der Reaktion einer Temperatur ausgesetzt, die oberhalb seines Schmelzpunktes liegt. Bei einer Reaktion beispielsweise, bei der flüssiges Metall entsteht, sammelt sich das flüssige Metall oberhalb des Verschlusselements und steht mit diesem in unmittelbarem Kontakt. Das Verschlusselement schmilzt und lässt flüssiges Metall auf das obere Verschlusselement des nachfolgenden Segments fließen. Auch dieses Verschlusselement schmilzt und lässt flüssiges Metall in das Innere des Behälters eindringen. Dabei wird so viel Wärme freigesetzt, dass die Reaktion in diesem Segment aktiviert wird. Die Reaktionsfront 31 wandert auf diese Weise durch sämtliche Segmente, bis das untere Ende des Brennstoffbehältnisses 22 erreicht ist. Um die Reaktionen in den jeweils nachfolgenden Segmenten zu aktivieren, ist es nicht erforderlich, dass die Verschlusselemente 25 komplett schmelzen. Es genügt, wenn ein Loch geschmolzen wird, durch das das heiße, flüssige Metall nach unten fließen kann. Das Verschlusselement 25 am unteren Ende des Brennstoffbehältnisses 22 ist vorzugsweise aus einem Material gefertigt, dessen Schmelzpunkt oberhalb des beim Abbrand des Brennstoffes herrschenden Temperaturbereichs liegt. Damit wird sichergestellt, dass die Reaktionsprodukte der Thermitreaktion nicht in das Bohrloch gelangen. As soon as the reaction front 31 reaches the lower closure element 25 of the first segment, the reaction in this segment ceases, since all the fuel has been consumed. However, due to the high heat generation during the reaction, the closure element is exposed to a temperature which is above its melting point. In a reaction, for example, in which liquid metal is formed, the liquid metal collects above the closure element and is in direct contact with it. The closure element melts and allows liquid metal to flow onto the upper closure element of the subsequent segment. This closure element also melts and allows liquid metal to penetrate into the interior of the container. This releases so much heat that the reaction in this segment is activated. The reaction front 31 migrates in this way through all the segments until the lower end of the fuel container 22 is reached. In order to activate the reactions in the respective subsequent segments, it is not necessary for the closure elements 25 to melt completely. It suffices to melt a hole through which the hot, liquid metal can flow downwards. The closure element 25 at the lower end of the fuel container 22 is preferably made of a material whose melting point is above the prevailing at the burning of the fuel temperature range. This ensures that the reaction products of the thermite reaction do not get into the borehole.
Die einzelnen rohrförmigen Behälter können mit unterschiedlichen Brennstoffen gefüllt sein. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Behälter, der das unterste Segment bildet, vollständig mit Glühthermit 33 ausgefüllt. Die darüber befindlichen Behälter sind in ihrem jeweils oberen Teil ebenfalls mit Glühthermit 33 gefüllt, während der jeweils untere Teil mit einer Thermitmischung 32 gefüllt ist, bei deren Abbrand vorwiegend flüssige Reaktionsprodukte entstehen, insbesondere Reinthermit. The individual tubular containers may be filled with different fuels. In a preferred embodiment, the container forming the lowermost segment is completely filled with annealing bulb 33. The containers located above are also filled in their upper part with Glühthermit 33, while the respective lower part is filled with a Thermitmischung 32, in the burn mainly produces liquid reaction products, in particular Reinthermit.
Vorzugsweise nimmt das Glühthermit 33 einen Anteil von 50% bis 80% des gesamten Innenvo- lumens des Behälters ein. Die restlichen 50% bis 20% des Innenvolumens sind mit der Thermitmischung gefüllt, bei deren Abbrand vorwiegend flüssige Reaktionsprodukte entstehen. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung bilden sich bei der Reaktion im Inneren des Brennstoffbehältnisses sowohl feste schlackeartige Produkte als auch flüssiges Metall, das zum Schmelzen der Verschlusselemente und somit zum Transport von Reaktionswärme in das nachfolgende Segment dient. Der Anteil an Glühthermit am Innenvolumen wird bevorzugt auf die Eigenschaften der Verschlusselemente abgestimmt. Je höher deren Schmelzpunkt ist, umso geringer wird der Anteil an Glühthermit gewählt. Sind die Verschlusselemente beispielsweise aus einem nied- rig schmelzenden Kunststoff gefertigt, kann der Anteil an Glühthermit bis zu 80% betragen. Bei Verschlusselementen aus einer höher schmelzenden Aluminiumlegierung beispielsweise sollte der Anteil an Glühthermit im Bereich von 50% liegen. Preferably, the annealer 33 occupies a proportion of 50% to 80% of the total inner volume of the container. The remaining 50% to 20% of the internal volume are filled with the Thermitmischung, in the burn-off predominantly liquid reaction products. In this embodiment of the invention, solid slag-like products as well as liquid metal, which melts, form during the reaction in the interior of the fuel container the closure elements and thus serves to transport heat of reaction in the subsequent segment. The proportion of glow in the inner volume is preferably matched to the properties of the closure elements. The higher its melting point, the lower the proportion of glowing is chosen. If the closure elements are made, for example, from a low-melting plastic, the proportion of glowing can be up to 80%. For example, in the case of closure elements made of a higher-melting aluminum alloy, the proportion of glowing should be in the region of 50%.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmegenerators. Wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 umfasst das Brennstoffbehältnis 22 drei geschlossene, rohr- förmige Behälter, die drei Segmente 23 des Brennstoffbehältnisses 22 bilden. Die Behälter sind an ihren Stirnseiten über Verbindungselemente 27 miteinander verbunden, beispielsweise verschraubt. Die Verschlusselemente 25 an den Stirnseiten der jeweiligen Behälter sind aus einem Material gefertigt, dessen Schmelzpunkt oberhalb des beim Abbrand des Brennstoffes herr- sehenden Temperaturbereichs liegt. In dieser Ausführungsform sind die Behälter derart zusammengesetzt, dass sich die jeweiligen Verschlusselemente 25 benachbarter Segmente 23 berühren. Die Aktivierung der Reaktion im jeweils nachfolgenden Segment erfolgt durch Wärmeübertragung über die Verschlusselemente 25 der Behälter. Um das Austreten von flüssigem Metall oder anderen Reaktionsprodukten weiter zu minimieren, ist am untersten Ende des Brennstoffbehältnisses 22 ein zusätzlicher Rohrmantel 28 vorgesehen, der aus einem Material gefertigt ist, dessen Schmelzpunkt oberhalb des beim Abbrand des Brennstoffes herrschenden Temperaturbereichs liegt. Diese Maßnahme lässt sich selbstverständlich auch bei allen anderen Ausführungsformen ergreifen. 3 shows a further embodiment of a heat generator according to the invention. As in the embodiment according to FIG. 2, the fuel container 22 comprises three closed, tubular containers which form three segments 23 of the fuel container 22. The containers are connected to each other at their ends by means of connecting elements 27, for example screwed. The closure elements 25 on the end faces of the respective containers are made of a material whose melting point is above the temperature range which occurs when the fuel burns off. In this embodiment, the containers are assembled such that the respective closure elements 25 of adjacent segments 23 touch each other. The activation of the reaction in the respective subsequent segment is effected by heat transfer via the closure elements 25 of the container. In order to further minimize the leakage of liquid metal or other reaction products, an additional pipe jacket 28 is provided at the lowermost end of the fuel container 22, which is made of a material whose melting point is above the temperature range prevailing during combustion of the fuel. Of course, this measure can also be taken in all other embodiments.
Neben den bereits genannten Vorteilen weisen die Ausführungsformen gemäß Fig. 2 und 3 weiterhin den Vorteil auf, dass sie aufgrund ihres modulartigen Aufbaus flexibel an die jeweiligen Gegebenheiten einer konkreten Bohrung angepasst werden können. So kann beispielsweise die Länge des Brennstoffbehältnisses problemlos an die jeweiligen geologischen Bedingun- gen angepasst werden. Auch Brennstoffbehältnisse mit einer Gesamtlänge von mehr als 20 Metern sind durch die Modulbauweise problemlos zu realisieren. In addition to the advantages already mentioned, the embodiments according to FIGS. 2 and 3 furthermore have the advantage that, owing to their modular construction, they can be adapted flexibly to the particular conditions of a specific bore. For example, the length of the fuel container can be easily adapted to the respective geological conditions. Even fuel containers with a total length of more than 20 meters can be easily realized by the modular design.
Fig. 4 verdeutlicht eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bohrlochstimulation. Ein erfindungsgemäßer Wärmegenerator, in diesem Beispiel ein Wärmegenerator ge- mäß Fig. 3, wird in ein Bohrloch 10 eingebracht und so positioniert, dass sich das oberste Segment in Höhe des Perforationsbereichs der Bohrung befindet. Die Mächtigkeit der Perforationszone, in Fig. 4 schraffiert dargestellt, beträgt in diesem Beispiel ca. drei Meter. Die Längen der rohrförmigen Behälter 23 sind der Perforationszone angepasst und betragen jeweils drei Meter. Die Auslegungsparameter für den Wärmegenerator sind so gewählt, dass die Abbrenndauer pro Segment etwa zwei Minuten beträgt, und sich eine Übergangszeit zum Zünden des Brennstoffs im nächsten Segment von etwa einer Minute ergibt. Nach der Zündung des Brennstoffs im obersten Segment wird der Wärmegenerator nach oben gezogen und so positioniert, dass sich das in Abbrand befindliche Segment in Höhe des Perforationsbereichs der Bohrung befindet. In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Wärmegenerator kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit nach oben gezogen, die der Geschwindigkeit der Reaktionsfront 31 in dem in Abbrand befindlichen Segment entspricht. Unter dem Begriff„kontinuierlich" wird dabei auch eine zeitlich stufenweise Bewegung verstanden, beispielsweise im Sekunden- oder Minutentakt. Fig. 4 illustrates an embodiment of the method according to the invention for borehole stimulation. A heat generator according to the invention, in this example a heat generator according to FIG. 3, is introduced into a borehole 10 and positioned such that the uppermost segment is located at the level of the perforation area of the borehole. The thickness of the perforation zone, shown hatched in FIG. 4, is approximately three meters in this example. The lengths of the tubular containers 23 are adapted to the perforation zone and each amount to three meters. The design parameters for the heat generator are chosen such that the burn time per segment is about two minutes and there is a transition time to ignite the fuel in the next segment of about one minute. After ignition of the fuel in the uppermost segment, the heat generator is pulled up and positioned so that the burning segment is equal to the perforation area of the bore. In a variant of the method according to the invention, the heat generator is pulled up continuously at a speed which corresponds to the speed of the reaction front 31 in the segment which is being burned. The term "continuous" is understood to include a time-gradual movement, for example, in a second or minute cycle.
In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Wärmegenerator nach Zündung des Brennstoffs im jeweils nachfolgenden Segment stufenweise um die Länge des in Abbrand befindlichen Segments nach oben gezogen, im Beispiel um drei Meter. Dadurch lässt sich erreichen, dass die Bohrung außerhalb des Perforationsbereiches hinsichtlich Druck- und Temperaturbelastung geschont wird, und der Perforationsbereich optimal mit Druck- und Temperaturintervallen beaufschlagt wird. In a further variant of the method according to the invention, after the fuel has been ignited, the heat generator is pulled upwards step by step in the respective subsequent segment by the length of the segment burnt, in the example by three meters. As a result, it is possible to ensure that the bore outside the perforation area is spared with regard to pressure and temperature stress, and that the perforation area is optimally exposed to pressure and temperature intervals.

Claims

Patentansprüche Patent claims
Wärmegenerator zur Bohrlochstimulation umfassend ein rohrformiges Brennstoffbehältnis (22) mit zwei oder mehr voneinander getrennten, geschlossenen Segmenten (23), die in Längsrichtung hintereinander angeordnet und jeweils zumindest teilweise mit Brennstoff (30, 32, 33) gefüllt sind, sowie mindestens einen Zünder (40) zum Zünden des Brennstoffs in mindestens einem der Segmente (23), dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffbehältnis (22) zwei oder mehr geschlossene rohrförmige Behälter umfasst, die die Segmente (23) bilden und deren Stirnseiten über Verbindungselemente (27) verbunden sind, oder das Brennstoffbehältnis (22) als einstückiges Rohr ausgestaltet ist, bei dem die Segmente (23) durch im Inneren des Rohres über den gesamten Rohrquerschnitt sich erstreckende Trennelemente (24) voneinander getrennt sind, sodass der Brennstoff in einem nachfolgenden Segment aufgrund der Wärmeentwicklung beim Ab- brand des Brennstoffs in einem vorhergehenden Segment zündbar ist. Heat generator for borehole stimulation, comprising a tubular fuel container (22) with two or more separate, closed segments (23), which are arranged one behind the other in the longitudinal direction and are each at least partially filled with fuel (30, 32, 33), and at least one igniter (40 ) for igniting the fuel in at least one of the segments (23), characterized in that the fuel container (22) comprises two or more closed tubular containers which form the segments (23) and whose end faces are connected via connecting elements (27), or the fuel container (22) is designed as a one-piece tube, in which the segments (23) are separated from one another by separating elements (24) which extend over the entire tube cross-section inside the tube, so that the fuel in a subsequent segment due to the heat generated during removal Fire of the fuel in a previous segment is ignitable.
Wärmegenerator nach Anspruch 1 , wobei das Brennstoffbehältnis (22) zwei oder mehr geschlossene rohrförmige Behälter umfasst, die die Segmente (23) bilden und deren Stirnseiten über Verbindungselemente (27) verbunden sind, und wobei sich die Stirnseiten berühren und aus einem Material gefertigt sind, das eine ausreichende Wärmeübertragung zum Zünden des Brennstoffs (30, 32, 33) in dem nachfolgenden Segment (23) gewährleistet. Heat generator according to claim 1, wherein the fuel container (22) comprises two or more closed tubular containers which form the segments (23) and whose end faces are connected via connecting elements (27), and wherein the end faces touch each other and are made of a material, which ensures sufficient heat transfer to ignite the fuel (30, 32, 33) in the subsequent segment (23).
Wärmegenerator nach Anspruch 1 oder 2, wobei die miteinander verbundenen Behälterenden aus einem Material gefertigt sind, dessen Schmelzpunkt unterhalb des beim Ab- brand des Brennstoffs (30, 32, 33) herrschenden Temperaturbereichs liegt. Heat generator according to claim 1 or 2, wherein the interconnected container ends are made of a material whose melting point is below the temperature range prevailing when the fuel (30, 32, 33) burns off.
Wärmegenerator nach Anspruch 1 , wobei das Brennstoffbehältnis (22) als einstückiges Rohr ausgestaltet ist, bei dem die Segmente (23) durch im Inneren des Rohres über den gesamten Rohrquerschnitt sich erstreckende Trennelemente (24) voneinander getrennt sind, und die Trennelemente (24) aus einem Material gefertigt sind, dessen Schmelzpunkt unterhalb des beim Abbrand des Brennstoffs (30, 32, 33) herrschenden Temperaturbereichs liegt. Heat generator according to claim 1, wherein the fuel container (22) is designed as a one-piece tube, in which the segments (23) are separated from one another by separating elements (24) extending over the entire pipe cross section inside the tube, and the separating elements (24). are made of a material whose melting point is below the temperature range that prevails when the fuel (30, 32, 33) burns off.
Wärmegenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich die Längsausdehnungen der Segmente (23) um nicht mehr als 10%, insbesondere nicht mehr als 1 % voneinander unterscheiden. Heat generator according to one of claims 1 to 4, wherein the longitudinal dimensions of the segments (23) differ from one another by no more than 10%, in particular no more than 1%.
Wärmegenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Längsausdehnungen der Segmente (23) so gewählt sind, dass sie der axialen Ausdehnung der Bohrung durch den Perforationsbereich entsprechen. Heat generator according to one of claims 1 to 5, wherein the longitudinal dimensions of the segments (23) are selected so that they correspond to the axial extent of the bore through the perforation area.
7. Wärmegenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Längsausdehnung des Wärmegenerators über alle Segmente so gewählt ist, dass sie der axialen Ausdehnung der Bohrung durch den Perforationsbereich entspricht. 7. Heat generator according to one of claims 1 to 5, wherein the longitudinal extent of the heat generator over all segments is selected so that it corresponds to the axial extent of the bore through the perforation area.
Wärmegenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei es sich bei dem Brennstoff (30, 32, 33) um eine metallothermische Mischung handelt. Heat generator according to one of claims 1 to 7, wherein the fuel (30, 32, 33) is a metallothermal mixture.
Wärmegenerator nach Anspruch 8, wobei der Brennstoff (30, 32, 33) Aluminium als Reduktionsmittel sowie CuO, FeO, Fe203, Fe304, ΤΊΟ2, O2O3 und/oder S1O2 als Oxidations- mittel umfasst. Heat generator according to claim 8, wherein the fuel (30, 32, 33) comprises aluminum as a reducing agent and CuO, FeO, Fe2O3, Fe304 , ΤΊΟ2, O2O3 and/or S1O2 as an oxidizing agent.
Wärmegenerator nach Anspruch 8, wobei in einem oberen Bereich eines Segments (23) eine metallothermische Mischung (33) angeordnet ist, bei deren Reaktion vorwiegend ein schlackeartiges Reaktionsprodukt entsteht, und der untere Bereich des Segments (23) mit einer metallothermischen Mischung (32) gefüllt ist, bei deren Reaktion vorwiegend ein flüssiges Reaktionsprodukt entsteht. Heat generator according to claim 8, wherein in an upper region of a segment (23) a metallothermal mixture (33) is arranged, the reaction of which predominantly produces a slag-like reaction product, and the lower region of the segment (23) is filled with a metallothermal mixture (32). is, the reaction of which predominantly produces a liquid reaction product.
Verfahren zur Bohrlochstimulation, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmegenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 10 in ein Bohrloch eingebracht und so positioniert wird, dass sich das oberste Segment in Höhe des Perforationsbereichs der Bohrung befindet, anschließend der Brennstoff im obersten Segment gezündet wird, und nach der Zündung des Brennstoffs der Wärmegenerator nach oben gezogen und so positioniert wird, dass sich das in Abbrand befindliche Segment in Höhe des Perforationsbereichs der Bohrung befindet. Method for borehole stimulation, characterized in that a heat generator according to one of claims 1 to 10 is introduced into a borehole and positioned so that the uppermost segment is at the level of the perforation area of the bore, then the fuel in the uppermost segment is ignited, and after When the fuel is ignited, the heat generator is pulled up and positioned so that the segment that is being burned is at the level of the perforation area of the bore.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , wobei der Wärmegenerator kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit nach oben gezogen wird, die der Geschwindigkeit der Reaktionsfront in dem in Abbrand befindlichen Segment entspricht. 12. The method according to claim 1 1, wherein the heat generator is continuously pulled upwards at a speed that corresponds to the speed of the reaction front in the segment being burned.
13. Verfahren nach Anspruch 1 1 , wobei der Wärmegenerator nach Zündung des Brennstoffs im jeweils nachfolgenden Segment stufenweise um die Länge des in Abbrand befindlichen Segments nach oben gezogen wird. 13. The method according to claim 1 1, wherein the heat generator is gradually pulled upwards by the length of the segment in the process of burning after the fuel has been ignited in the subsequent segment.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105937386A (en) * 2016-06-28 2016-09-14 中国石油天然气股份有限公司 Layered ignition process pipe column and layered ignition method thereof
CN106761637B (en) * 2016-12-13 2019-03-12 中国石油天然气股份有限公司 In-situ combustion ignition method and device

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2254443A (en) 1938-06-14 1941-09-02 Mabel E Richart Method of treating wells
US3422760A (en) * 1966-10-05 1969-01-21 Petroleum Tool Research Inc Gas-generating device for stimulating the flow of well fluids
US3520364A (en) 1968-02-28 1970-07-14 Texaco Inc Method and apparatus for initiating in situ combustion
US5431224A (en) * 1994-04-19 1995-07-11 Mobil Oil Corporation Method of thermal stimulation for recovery of hydrocarbons
RU2062194C1 (en) 1994-06-15 1996-06-20 Сальников Вадим Михайлович Composition of gas-free thermite fuel
US7431075B2 (en) * 2004-10-05 2008-10-07 Schlumberger Technology Corporation Propellant fracturing of wells
RU2291289C2 (en) 2005-02-18 2007-01-10 Василий Петрович Кобяков Thermo-impulse method for processing face-adjacent zone of oil wells
RU2311529C2 (en) 2006-01-10 2007-11-27 Федеральное казенное предприятие "Пермский пороховой завод" (ФКП "Пермский пороховой завод") Solid-fuel gas generator for oil and gas well treatment
US7810569B2 (en) 2007-05-03 2010-10-12 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for subterranean fracturing
CA2761153A1 (en) 2010-12-02 2012-06-02 Wintershall Holding GmbH Device and method for well stimulation
MX2012015029A (en) 2011-05-03 2013-05-22 Rusinko Pte Ltd Thermo-pulse generator.

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2014090630A1 *

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EP2932026B1 (en) 2019-02-20
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US20150300127A1 (en) 2015-10-22
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