WO2000075261A1 - Verfahren zur gewinnung von öl aus bohrschlamm und/oder ölhaltigen bohrschlammfraktionen - Google Patents

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WO2000075261A1
WO2000075261A1 PCT/DE2000/001785 DE0001785W WO0075261A1 WO 2000075261 A1 WO2000075261 A1 WO 2000075261A1 DE 0001785 W DE0001785 W DE 0001785W WO 0075261 A1 WO0075261 A1 WO 0075261A1
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drilling mud
oil
fraction
coal dust
mixture
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PCT/DE2000/001785
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Inventor
Günter LUTHER
Heinrich Böttcher
Heino Fulfs
Manfred Müller
Mathias Wilichowski
Original Assignee
Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/34—Arrangements for separating materials produced by the well
    • E21B43/35—Arrangements for separating materials produced by the well specially adapted for separating solids
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/06—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole
    • E21B21/063—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole by separating components

Definitions

  • the invention relates to a method for extracting oil from drilling mud and / or oil-containing drilling mud fractions.
  • drilling muds In connection with the extraction of oil and natural gas, drilling muds have the task of securing the borehole, ensuring the transport of cuttings to the surface and compensating for the negative properties of the surrounding soil due to water supply and the formation of caverns.
  • the properties of the drilling mud are adapted to the corresponding geological conditions in the different depths of the borehole depending on the location of the borehole, whether directly from the surface of the earth or in the water. If the rheol og i see requirements for the execution of drilling mud used for drilling no longer exist for proper drilling operations, for example through the absorption of water or cuttings, the drilling mud must be replaced and disposed of.
  • the drilling mud was therefore deposited, although it is a very valuable medium, or, which is highly harmful from an ecological point of view, was stored during drilling in the sea on the sea floor or was discharged into the sea. As a result, areas in the immediate vicinity of the borehole and - due to freighting - also other areas of the sea floor were brought out of biological equilibrium. As a result, desert-like areas have formed in the submarine area, which no longer allow any higher biological life.
  • the drilling mud itself often contains barium sulfate, which is added to the drilling mud during its manufacture. Barium sulfate, like pseudo-oil, is of great economic interest in itself, but it has not been possible to remove it from the drilling mud with manageable procedural and equipment costs. The same applies to the pseudo-oil, which has a very high affinity for the solid particles in the drilling mud, formed from soil, rock, ores, oxides, etc.
  • the drilling mud and / or the oil-containing drilling mud fraction is homogenized and dispersed in water, b. that coal dust is subsequently added to the homogenized and dispersed drilling mud and / or drilling mud fraction,
  • d. oil is separated from the coal dust / oil fraction by desorption and / or extraction.
  • the advantage of the solution according to the invention essentially consists in the fact that complete process work-up of the drilling mud or an oil-containing drilling mud fraction is possible with process steps which are simple per se, and it is therefore unnecessary to deposit the drilling mud or the drilling mud fraction and / or uncontrolled discharge in the submarine area.
  • these agents or media are separated in such a way that they can either be used for other purposes or, at least in part, as intended according to the task, can be reused in the method according to the invention, which applies, for example, to the pseudo-oil separated according to the method and also to the coal dust separated according to the method.
  • the hydromechanical suspension is mixed visually and / or hydrodynamically, equally equally the mixture can advantageously be separated by means of hydrodynamic and / or hydromechanical means or devices.
  • hydrodynamic and / or hydromechanical means or devices are examples of hydrodynamic and / or hydromechanical means or devices.
  • all suitable hydromechanics can be seen and / or hydrodynamic means or devices can be used.
  • the separation of the mixture according to characteristic c. is advantageously carried out with the help of hydrocyclones and / or upflow classifiers and / or spiral cutters.
  • the three fractions which according to process step c. formed, contain considerable amounts of water. Further processing of these three fractions or their further treatment in order to return at least portions of the fractions to the process is not readily possible. However, in order to enable further processing or processing of the three fractions obtained by separating the mixture, these are advantageously each dewatered separately.
  • the three fractions can be dewatered in any suitable manner per se.
  • the coal dust As mentioned at the beginning, the coal dust, as the medium supplied to the process for carrying it out, is an expensive one to provide, particularly because of the relatively large quantities supplied Good. For this reason, it is advantageous that the according to feature d. remaining coal dust of the separated fraction the procedure according to feature e. is at least partially fed again.
  • Coal dusts which have a predetermined grain size range are particularly suitable for use in the method according to the invention.
  • the suspension or the mixture is hydromechanically and / or hydrodynamically influenced in the process steps of mixing and separating, which also has a direct influence on the particles of the coal dust supplied by the process. The consequence of this is that not all coal dust at the end of the process, after it has been separated from the coal dust-oil fraction, can again be fed to the process in order to carry out its intended function.
  • Both the coal dust primarily fed to the process and that which is taken back at the end of the process should preferably have a grain size of 1 to 100 ⁇ m.
  • the pseudo-oil that forms part of the drilling mud which had once been supplied primarily for the production of the drilling mud, undergoes a certain quantity of chemical change when the drilling process is carried out in the borehole due to mechanical, thermal and also chemical influences.
  • the pseudo-oil is advantageously formed by straight-chain hydrocarbons, for example in the range from n 10 to n 40. For this reason, it is advantageous that the feature d. remaining oil is subjected to a refining process, the oil fraction containing hydrocarbons in the range from n 10 to n 40, can be used again for the production of drilling mud.
  • the drilling mud contains, depending on the geological and rheol ogi requirements, water, oil and other constituents, for example barium sulfate.
  • Barium sulfate is added to the drilling mud in order to achieve a high density of the drilling mud, which keeps the boreholes free of rocks. This enables the cuttings to be transported to the surface.
  • the recovery of barium sulfide from the drilling mud when using the process according to the invention is also of economic interest. For this reason, it is finally advantageous to separate the heavy fraction according to feature c., Which contains barium sulfate, from barium sulfate and to reuse the separated barium sulfate for the production of drilling muds.
  • the figure shows the device or device 10 for extracting oil from drilling mud 11 and / or oil-containing drilling mud fractions 11. It should first be pointed out that the device 10 is considered here only as a possible variant with which the inventive method can be carried out. Also other devices 10 with other devices are possible in principle, provided that the method according to the invention with method steps a. to d. can be executed.
  • drilling mud 11 to be prepared is removed from the borehole in a manner not shown separately, collected and transferred to a container 12.
  • drilling mud 11 contains oil (pseudo-oil), water and dissolved salts as well as barium sulfate and other admixtures.
  • the drilling mud is mixed by adding water and circulated until a homogeneous suspension is formed, which can be done in a separate homogenizer 13 connected to the container.
  • the suspension 14 is placed on a screening device 15, in which the suspension is broken down into a coarse fraction with grain sizes of> 500 ⁇ m and into a fine fraction 16. The coarse fraction 17. is removed.
  • the fine fraction 16 is placed in a mixing tank 18, where the fine fraction 16 is fed with coal dust 19.
  • the grain size of the coal dust 19 supplied is 10 to 100 ⁇ m.
  • the further supply arrows to the mixing tank 18 indicate that coal dust is also fed into the mixing tank 18 via further lines or feeds, which will be discussed in more detail below. It is desirable that a ratio of two parts by weight of coal dust per one part by weight of oil contained in the fine fraction 16 is achieved.
  • the mixed and homogenized material flow passes through a treatment system which consists of a hydrocyclone 21 and an upflow class 22.
  • the upper course 23 of the hydrocyclone 21 and the upper course 24 of the Aufstromkl assi erers 22 are merged.
  • the underflow 25 of the upstream class 22 contains the barium fraction.
  • a spiral cutting device is connected downstream of the 26.
  • the middle fraction 27 of the spiral cutter 26 is returned to the inlet of the hydrocyclone 21.
  • the heavy fraction 28 consists essentially of water, coarse substances and the barium sulfate. This fraction is dewatered with a decanter 29, removed and then stored.
  • the light fraction 23, 24 from the headwaters of the hydrocyclone 21 and the upstream class are fed to another hydrocyclone 30.
  • the hydrocyclone 30 is connected to a further hydrocyclone 31, the overflow 32 of the hydrocyclone 30 going to the inlet of the hydrocyclone 31, whereas the underflow 33 of the hydrocyclone 31 is in turn guided to the inlet of the hydrocyclone 30, to which the light fraction, formed by the headwaters 23, 24, is passed.
  • Hydrocyclone 30 and hydrocyclone 31 form a nested system.
  • the underflow 34 of the hydrocyclone 30 contains the coal dust fraction.
  • This pulverized coal fraction is merged with the pulverized coal fraction 35 from the helix of the 26. Both material flows together receive the oil to be extracted by adsorption to the coal dust.
  • This fraction is led to a decanter 36 and dewatered there.
  • the dewatered fraction 37 is fed to a desorpti onsei nri direction 38 for oil recovery and worked up there
  • the coal dust 40 leaving the decanter 36 is fed to the mixing tank 18 again, optionally with the interposition of a water treatment device 41 and after setting the required particle size range of the coal dust.
  • the overflow 42 of the hydrocyclone 31 is guided to a decanting device 43 and dewatered there.
  • the resulting water 44 is fed to the homogenizer 13 together with the ingredients still contained as circulating water, whereas the solids 45 obtained in the decanting direction 43 can be supplied as cleaned silt for industrial use, for example in civil engineering.
  • the waste water from the decanter 36 ie from the dewatered coal dust fraction and from the dewatering of the heavy fraction 28 (barium sulfate fraction), are passed through a water treatment device.
  • the emerging process water serves as upstream water for the upstream class 22 and as preparation water 46 for mixing in the mixing tank 18. Any excess water 47 can be discharged to a sewer network as waste water.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Gewinnung von Ö1 (39) aus Bohrschlamm (11) und/oder ölhaltigen Bohrschlammfraktionen (11) vorgeschlagen. Dazu wird zunächst der Bohrschlamm (11) und/oder die ölhaltige Bohrschlammfraktion homogenisiert (18) und in Wasser dispergiert. Nachfolgend wird dem bzw. der homogenisierten und dispergierten Bohrschlamm (11) und/oder Bohrschlammfraktion (11) Kohlenstaub (19) zugesetzt. Nachfolgend wird die entstandene Suspension gemischt und die Mischung bzw. der entstandene Stoffstrom (20) wird in eine leichte Fraktion (Oberlauf 42), eine schwere (28) und eine ölhaltige Kohlenstaubfraktion (35) aufgetrennt, wobei schließlich aus der Kohlenstaub-Ölfraktion (35) Ö1 (39) durch Desorption und/oder Extraktion in einer Desorptionseinrichtung (38) bzw. Extraktionseinrichtung abgetrennt wird.

Description

Verfahren zur Gewinnung von Öl aus Bohrschlamm und/oder ölhaltigen Bohrschlammfraktionen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Öl aus Bohrschlamm und/oder ölhaltigen Bohrschlammfraktionen .
Im Zusammenhang mit der Erdöl- und Erdgasgewinnung haben Bohrschlämme die Aufgabe, das Bohrloch zu sichern, den Transport von Bohrklein an die Oberfläche sicherzustellen und negative Eigenschaften des umgebenden Erdreichs aufgrund von Wasserzufuhr und Kavernenbildung zu kompensieren. Die Eigenschaften des Bohrschlamms werden in Abhängigkeit von dem Ort der Bohrung, ob nun unmittelbar von der Erdoberfläche aus oder im Wasser, den entsprechenden geologischen Gegebenheiten in den verschiedenen Tiefen des Bohrlochs angepaßt. Wenn die rheol og i sehen Voraussetzungen für die Ausführung bei einer Bohrung eingesetzten Bohrschlamms für einen ordnungsgemäßen Bohrbetrieb nicht mehr gegeben sind, beispielsweise durch die Aufnahme von Wasser oder Bohrklein, muß der Bohrschlamm ausgetauscht und entsorgt werden .
Daraus ergeben sich zwei besonders gravierende, nachteilige Probleme. Da an sich der Bohrschlamm in Abstimmung an die geologischen Gegebenheiten des Bohrlochs und der dabei einzuhaltenden rheol ogi sehen Parameter sogenannte Pseudo-Öle, das sind gradkettige Kohlenwasserstoffe, beispielsweise von n 10 - n 40, einen wesentlichen Teil des Bohrschlamms bilden und dieses Pseudo-Öl sehr kostspielig in seiner Herstellung ist und künstlich aus entsprechenden Rohöl frakti onen hergestellt werden muß, ist der Bohrschlamm an sich ein sehr kostbares Medium, das bisher aber nicht weiterverwendet werden konnte, wenn die besagten rheol ogi sehen Parameter des Bohrschlammes infolge seines Gebrauchs nicht mehr dem Gewünschten entsprechen.
Der Bohrschlamm wurde deshalb, obwohl ein sehr kostbares Medium, deponiert oder aber, was unter ökologischen Gesichtspunkten in hohem Maße schädlich ist, bei Bohrungen in der See am Meeresgrund gelagert bzw. in das Meer gelassen. Das hatte zur Folge, daß Bereiche in unmittelbarer Nähe des Bohrlochs und - durch Verfrachtungen - auch weitere Bereiche Meeresbodens aus dem biologischen Gleichgewicht gebracht wurden. Es haben sich dadurch im submarinen Bereich faktisch wüstenähnliche Areale gebildet, die keinerlei höheres biologisches Leben mehr zulassen. Im Bohrschlamm selbst ist zur Einstellung der Dichte vielfach Bariumsulfat enthalten, das dem Bohrschlamm bei seiner Herstellung zugesetzt wird. Auch das Bariumsulfat ist an sich genau wie das Pseudo-Öl von großem wirtschaftlichen Interesse, es war bisher aber nicht möglich, dieses aus dem Bohrschlamm mit überschaubarem verfahrensmäßigen und apparativen Aufwand zu entfernen. Das gleiche gilt für das Pseudo-Öl, das eine sehr hohe Affinität zu den im Bohrschlamm befindlichen Feststoffpartikeln, gebildet aus Erdreich, Gestein, Erzen, Oxyden usw. hat .
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem auf sehr effektive Weise eine Trennung des Öls aus dem Bohrschlamm bzw. ölhaltigen Bohrschlammfraktionen möglich ist, so daß ein Ablassen auf dem Meeresgrund oder in einer sonstigen Umgebung eines Bohrloches und/oder eine Deponierung nicht erforderlich ist, wobei durch das Verfahren gewonnene Produkte wenigstens teilweise wiederum in den Aufberei tungskrei sl auf des Verfahrens zurückgeführt werden können, so daß weitgehend ein geschlossener Kreislauf verfahrensspezifisch verwendeter Mittel gewährleistet ist mit der Folge, daß das Verfahren einfach und kostengünstig und sehr effektiv durchgeführt werden kann.
Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß
a. der Bohrschlamm und/oder die ölhaltige Bohr Schlammfraktion homogenisiert und in Wasser dispergiert wird, b. daß nachfolgend dem bzw. der homogenisierten und dispergierten Bohrschlamm und/oder Bohrschlammfraktion Kohlenstaub zugesetzt wird,
c. daß anschließend die entstandene Suspension gemischt und die Mischung in eine leichte, in eine schwere und in eine Kohl enstaub/Öl -Fraktion aufgetrennt wird und schließlich
d. aus der Kohl enstaub/Öl -Frakti on Öl durch Desorption und/oder Extraktion abgetrennt wird.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht im wesentlichen darin, daß mit an sich einfachen Verfahrensschritten eine vollständige Aufarbeitung des Bohrschlamms bzw. einer ölhaltigen Bohrschlammfraktion möglich ist und somit eine Deponierung des Bohrschlamms bzw. der Bohrschlammfraktion und/oder ein unkontrolliertes Ablassen im submarinen Bereich entbehrlich ist. Abgesehen davon, daß mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens sehr aufwendig und damit kostspielig herzustellende Bestandteile wiedergewonnen werden können, die beim Ablassen in den submarinen Bereich sehr hohe Umweltschäden erzeugen, werden diese Mittel bzw. Medien derart rein abgetrennt, daß sie entweder einer anderweitigen Nutzung zugeführt werden können oder aber wenigstens teilweise, wie aufgabengemäß angestrebt, einer erneuten Nutzung im erfindungsgemäßen Verfahren zugeführt werden können, was beispielsweise für das verfahrensmäßig abgetrennte Pseudo-Öl und auch für den verfahrensmäßig abgetrennten Kohlenstaub gilt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt die Mischung der Suspension hydromechani seh und/oder hydrodynamisch, wobei auch gleichermaßen vorteilhafterweise die Trennung der Mischung mittels hydrodynamischer und/oder hydromechani scher Mittel bzw. Einrichtungen erfolgen kann. Es sind dabei grundsätzlich alle geeigneten hydromechani sehen und/oder hydrodynamischen Mittel bzw. Einrichtungen einsetzbar.
Besonders vorteilhaft ist es, die Mischung der Suspension in einer Kavitationszone oder in einer Strömungs- kavi tati onsstrecke erfolgen zu lassen.
Die Auftrennung der Mischung gemäß Merkmal c. erfolgt vorteilhafterweise mit Hilfe von Hydrozykl onen und/oder Aufstromkl ass i erern und/oder Wendel schei dem .
Die drei Fraktionen, die gemäß Verfahrensschritt c. gebildet werden, enthalten beträchtliche Wasseranteile. Eine weitere Bearbeitung dieser drei Fraktionen bzw. deren Weiterbehandlung, um zumindest Anteile der Fraktionen wieder dem Verfahren zuzuführen, ist ohne weiteres nicht möglich. Um jedoch eine Weiterverarbeitung bzw. -bearbeitung der drei durch Auftrennung der Mischung erhaltenen drei Fraktionen zu ermöglichen, werden diese vorteilhafterweise jeweils gesondert entwässert.
Grundsätzlich kann die Entwässerung der drei Fraktionen auf an sich beliebige geeignete Weise erfolgen. Es hat sich jedoch als sehr vorteilhaft herausgestellt, für das Entwässern die Methode des Dekantierens zu wählen, bei dem die Trennung flüssiger und fester Bestandteile der Fraktionen durch Abgießen der Flüssigkeit erfolgt.
Wie eingangs erwähnt, ist der Kohlenstaub als dem Verfahren zu dessen Ausführung zugeführtes Medium insbesondere auch aufgrund der verhältnismäßig großen zugeführten Mengen ein kostspielig bereitzustellendes Gut. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, daß der gemäß Merkmal d. verbleibende Kohlenstaub der aufgetrennten Fraktion dem Verfahren gemäß Merkmal e. wenigstens teilweise erneut zugeführt wird.
Für die Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eignen sich insbesondere Kohlenstäube, die einen vorbestimmten Korngrößenbereich aufweisen. Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in den Verfahrensschritten Mischen und Trennen die Suspension bzw. die Mischung hydromechani seh und/oder hydrodynamisch beeinflußt, was auch einen unmittelbaren Einfluß auf die Partikel des verfahrensmäßig zugeführten Kohlenstaubs hat. Das hat zur Folge, daß nicht aller Kohlenstaub am Ende des Verfahrens, nachdem dieser aus der Kohlenstaub-Öl-Fraktion abgetrennt worden ist, wiederum zur Ausführung seiner bestimmungsgemäßen Funktion dem Verfahren erneut zugeführt werden kann. Sowohl der primär dem Verfahren zugeführte Kohlenstaub als auch der, der am Ende des Verfahrens zurückgenommen wird, sollten vorzugsweise eine Korngröße von 1 bis 100 μm aufwei sen .
Das einen Teil des Bohrschlamms bildende Pseudo-Öl, das primär zur Herstellung des Bohrschlamms einmal diesem zugeführt worden war, erfährt bei der Ausführung des Bohrvorganges im Bohrloch aufgrund mechanischer, thermischer und auch chemischer Einflüsse in einer gewissen Quantität eine chemische Veränderung. Vorteilhaft wird beim Bohrschlamm das Pseudo-Öl durch geradkettige Kohlenwasserstoffe gebildet, beispielsweise im Bereich n 10 bis n 40. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, daß das gemäß Merkmal d. verbleibende Öl einem Raffinie- rungsprozeß unterworfen wird, wobei die Ölfraktion, die Kohlenwasserstoffe im Bereich von n 10 bis n 40 enthält, erneut zur Herstellung von Bohrschlämmen verwendet werden kann.
Wie eingangs erläutert, enthält der Bohrschlamm, je nach geologischen und rheol ogi sehen Erfordernissen neben Wasser, Öl und anderen Bestandteilen beispielsweise Bariumsulfat. Bariumsulfat wird den Bohrschlämmen zugemischt, um eine hohe Dichte der Bohrschlämme zu erreichen, der die Bohrlöcher von Gesteinsbrocken freihält. Dadurch wird der Transport des Bohrkleins an die Oberfläche ermöglicht. Neben dem am Ende des Verfahrens wiedergewonnenen Öl ist auch grundsätzlich die Wiedergewinnung von Bariumsulfid aus den Bohrschlämmen bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens von wirtschaftlichem Interesse. Aus diesem Grunde ist es schließlich vorteilhaft, die schwere Fraktion gemäß Merkmal c., die Bariumsulfat enthält, von Bariumsulfat zu trennen und das abgetrennte Bariumsulfat zur Herstellung von Bohrschlämmen erneut zu verwenden.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nachfolgende einzige schematische Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles im einzelnen beschrieben. Diese zeigt:
in Form eines Blockschaltbildes eine Anlage bzw. eine Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann.
In der Figur ist die Einrichtung bzw. Vorrichtung 10 zur Gewinnung von Öl aus Bohrschlamm 11 und/oder ölhaltigen Bohrschlammfraktionen 11 dargestellt. Es sei zunächst darauf hingewiesen, daß die Vorrichtung 10 hier nur als eine mögliche Variante angesehen wird, mit der das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann. Auch andere Vor ichtungen 10 mit anderen Einrichtungen sind prinzipiell möglich, soweit das erfindungsgemäße Verfahren mit den Verfahrensschritten a. bis d. ausgeführt werden kann .
Der aufzubereitende Bohrschlamm 11 wird auf hier nicht gesondert dargestellte Weise vom Bohrloch entfernt, gesammelt und in einen Behälter 12 überführt. Der Bohrschlamm 11 enthält neben den Feststoffen, die durch gemahlenes Gestein, gemahlenes Erz bzw. Erdreich schlechthin gebildet werden, Öl (Pseudo-Öl), Wasser und gelöste Salze sowie Bariumsulfat und andere Beimischungen. Im Behälter 13 wird der Bohrschlamm durch Zusatz von Wasser so lange gemischt und im Kreis gefahren, bis eine homogene Suspension entsteht, wobei dieses in einem mit dem Behälter verbundenen, gesonderten Homogenisierer 13 geschehen kann. Die Suspension 14 wird auf eine Siebeinrichtung 15 gegeben, in der die Suspension in eine Grobstoffraktion mit Korngrößen von > 500 μm zerlegt wird und in eine Feinfraktion 16. Die Grob- stoffraktion 17. wird abgeführt.
Die Feinfraktion 16 wird in einen Mischtank 18 gegeben, wo der Feinfraktion 16 Kohlenstaub 19 zugeführt wird. Die Korngröße des zugeführten Kohlenstaubes 19 beträgt dabei 10 bis 100 μm. Die weiteren Zuführungspfeile zum Mischtank 18 deuten an, daß auch über weitere Leitungen bzw. Zuführungen Kohlenstaub in den Mischtank 18 geführt wird, worauf im einzelnen noch weiter unten eingegangen wird. Es wird angestrebt, daß ein Verhältnis von zwei Gewichtsteilen Kohlenstaub pro einem Gewichtsteil Öl, das in der Feinfraktion 16 enthalten ist, erreicht ist. Nach dem Mischen des Kohlenstaub 19 und der Feinfraktion 16 im Mischtank 18 durchläuft der gemischte und homogenisierte Stoffstrom ein Aufberei tungssystem, das aus einem Hydrozyklon 21 und einem Aufstromkl assi erer 22 besteht. Der Oberlauf 23 des Hydrozyklons 21 und der Oberlauf 24 des Aufstromkl assi erers 22 werden zusammengeführt. Der Unterlauf 25 des Aufstromkl assi erers 22 enthält die Bariumfraktion.
Zur Abtrennung der ölhaltigen Kohlenstaubsuspension wird ein Wendel schei der 26 nachgeschaltet. Die mittlere Fraktion 27 des Wendel scheiders 26 wird an den Eingang des Hydrozyklons 21 zurückgeführt.
Die schwere Fraktion 28 besteht im wesentlichen aus Wasser, Grobstoffen und dem Bariumsulfat. Diese Fraktion wird mit einem Dekanter 29 entwässert, abgeführt und anschließend gelagert.
Die leichte Fraktion 23, 24 aus den Oberläufen des Hydrozyklons 21 und des Aufstromkl assi erers werden einem weiteren Hydrozyklon 30 zugeführt. Das Hydrozyklon 30 ist mit einem weiteren Hydrozyklon 31 verbunden, wobei der Oberlauf 32 des Hydrozyklons 30 auf den Eingang des Hydrozyklons 31 geht, wohingegen der Unterlauf 33 des Hydrozyklons 31 wiederum auf den Eingang des Hydrozyklons 30 geführt wird, auf den auch die leichte Fraktion, gebildet durch die Oberläufe 23, 24, geleitet wird. Hydrozyklon 30 und Hydrozyklon 31 bilden ein miteinander verschachteltes System. Der Unterlauf 34 des Hydrozyklons 30 enthält die Kohlenstaubfraktion. Diese Kohlenstaubfraktion wird mit der Kohlenstaubfraktion 35 aus dem Wendel schei der 26 zusammengeführt. Beide Stoffströme zusammen erhalten adsorptiv gebunden an den Kohlenstaub das zu gewinnende Öl. Diese Fraktion wird auf einen Dekanter 36 geführt und dort entwässert. Die entwässerte Fraktion 37 wird zur Öl rückgewi nnung einer Desorpti onsei nri chtung 38 zugeführt und dort aufgearbeitet. Das gewonnene Öl 39 wird gesam el t .
Der den Dekanter 36 verlassende Kohlenstaub 40 wird, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Wasseraufbereitungsei nri chtung 41 und nach Einstellung des erforderlichen Korngrößenbereiches des Kohlenstaubs, dem Mischtank 18 erneut zugeführt.
Der Oberlauf 42 des Hydrozyklons 31 wird auf eine Dekanti erungsei nri chtung 43 geführt und dort entwässert. Das dabei entstehende Wasser 44 wird zusammen mit den noch enthaltenen Inhal sstoffen als Kreislaufwasser dem Homogenisierer 13 zugeführt, wohingegen der in der Dekanti erungsei nri chtung 43 anfallende Feststoff 45 als gereinigter Schluff einer industriellen Verwendung zugeführt werden kann, beispielsweise im Tiefbau.
Die Abwässer aus dem Dekanter 36, d.h. aus der entwässerten Kohlenstaubfraktion und aus der Entwässerung der schweren Fraktion 28 (Bariumsulfatfraktion), werden über eine Wasseraufbereitungseinrichtung geführt. Das austretende Prozeßwasser dient als Aufstromwasser für den Aufstromkl assierer 22 und als Ansetzwasser 46 für das Mischen im Mischtank 18. Anfallendes Überschußwasser 47 kann als Abwasser an ein Kanalnetz abgegeben werden.
Bezugszei chenl i ste
10 Vorrichtung/ 40 Kohlenstaub Ei nri chtung 41 Wasseraufberei tungs-
11 Bohrschi a m/ ei nri chtung Bohrschi a mfraktion 42 Oberlauf
12 Behälter 43 Dekanti erungsei nri chtung
13 Homogen i si e re r 44 Wasser
14 Suspens i on 45 Feststoff
15 Si ebei nri chtung 46 Ansetzwasser
16 Fei nfrakt i on 47 Überschußwasser
17 Grobstoff akti on
18 Mi schtank
19 Kohl enstaub
20 Stoffstrom
21 Hydrozyklon
22 Aufstromkl assi erer
23 Oberlauf
24 Oberlauf
25 Unterlauf
26 Wendel scheider
27 Mittlere Fraktion
28 Schwere Fraktion
29 Dekanter 0 Hydrozyklon 1 Hydrozyklon 2 Oberlauf 3 Unterlauf 4 Unterlauf/
Kohl enstaubfraktion 5 Kohlenstaubfraktion 6 Dekanter 7 Entwässerte Fraktion 8 Desorpti onsei nrichtung 9 Öl

Claims

Verfahren zur Gewinnung von Öl aus Bohrschlamm und/oder ölhaltigen BohrschlammfraktionenPatentansprüche
1. Verfahren zur Gewinnung von Öl aus Bohrschlamm und/oder ölhaltigen Bohrschlammfraktionen, dadurch gekennzeichnet, daß
a. der Bohrschlamm und/oder die ölhaltige Bohrschlammfraktion homogenisiert und in Wasser dispergiert wird,
b. daß nachfolgend dem bzw. der homogenisierten und dispergierten Bohrschlamm und/oder Bohrschlammfraktion Kohlenstaub zugesetzt wird, c. daß anschließend die entstandene Suspension gemischt und die Mischung in eine leichte, in eine schwere und in eine Kohl enstaub/Öl -Fraktion aufgetrennt wird und schließlich
d. aus der Kohl enstaub/Öl -Frakti on Öl durch Desorption UND/oder Extraktion abgetrennt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischen der Suspension hydromechani seh und/oder hydrodynamisch erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung der Mischung hydromechani seh und/oder hydrodynamisch erfolgt.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung der Suspension in einer Kavitationszone einer Strömungska- vi tati onsstrecke erfolgt.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftrennung der Mischung gemäß Merkmal c. mit Hilfe von Hydrozykl onen und/oder Aufstromkl assi erern und/oder Wendel scheidern erfol gt .
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Auftrennung der Mischung erhaltenen drei Fraktionen entwässert werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwässerung durch Dekantierung erfolgt.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der gemäß Merkmal d. verbleibende Kohlenstaub dem Verfahren gemäß Merkmal c. wenigstens teilweise erneut zugeführt wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der dem Verfahren primär zugeführte Kohlenstaub einen Korngrößenbereich von 1 bis 100 μm aufweist.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das gemäß Merkmal d. verbleibende Öl raffiniert wird, wobei die Ölfraktion, die Kohlenwasserstoffe im Bereich von n 10 bis n 40 enthält, zur Herstellung von Bohrschlämmen erneut nutzbar ist.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die schwere Fraktion gemäß Merkmal c. Bariumsulfat enthält, das zur Herstellung von Bohrschlämmen erneut nutzbar ist.
hvb
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