WO2014016066A2 - Device and method for extracting carbon-containing substances from oil sand - Google Patents

Device and method for extracting carbon-containing substances from oil sand Download PDF

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WO2014016066A2
WO2014016066A2 PCT/EP2013/062957 EP2013062957W WO2014016066A2 WO 2014016066 A2 WO2014016066 A2 WO 2014016066A2 EP 2013062957 W EP2013062957 W EP 2013062957W WO 2014016066 A2 WO2014016066 A2 WO 2014016066A2
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emgd
sagd
bitumen
heating
deposit
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Andreas Koch
Bernd Leidinger
Hermann May
Matthias SCHÖNEICH
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
    • E21B43/2406—Steam assisted gravity drainage [SAGD]
    • E21B43/2408—SAGD in combination with other methods

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for obtaining carbonaceous substances, in particular bitumen, from oil sands.
  • Oil sands are a mixture of rock, clay, sand, water and bitumen or other heavy oils.
  • bitumen which typically has a viscosity, is to be mentioned as representative of heavy, heavy oils or generally long-chain hydrocarbons. from 5 ° to 15 °.
  • the bitumen can be converted into synthetic crude oil. Oil sands occurrences are, if they lower in Erdstoffen
  • Depth are preferably mined in the open pit. In many cases, however, are oil sands deposits in deeper layers of the earth, which are not accessible to open-pit mining or their mining would be unprofitable in open-pit mining. Typically, oil sands deposits are mined from depths of about 60m with so-called in situ method. Since in these methods, the degradation of the top layer, which is above the oil sands occurrence, is not necessary.
  • the most widely used in situ method is Steam Assisted Gravity Drainage (SAGD).
  • SAGD Steam Assisted Gravity Drainage
  • the bitumen present in a deposit in the earth is heated by superheated steam. Due to the effect of heat, the long-chain hydrocarbons of the high-viscosity bitumen are split. The heating of the oil sand leads to a reduction in the viscosity of the bitumen, which is thereby flowable and can be conventionally pumped out of the reservoir.
  • the device for the SAGD method comprises at least one injection pipe for supplying the hot steam in the deposit and a production pipeline through which the liquid bitumen from the deposit can be transported to the surface of the earth.
  • the injection pipeline and the production pipeline are laid essentially parallel to one another and horizontally one above the other within the deposit.
  • the injection pipe and the production pipe usually have a distance of about 5m to 10m in the vertical direction to each other. In the horizontal direction, the pipes extend within the deposit on a length of several 100m and a few kilometers.
  • the injection tubing is typically above the production tubing.
  • the bitumen Due to the heating and the reduction of the viscosity of the bitumen, the bitumen flows downwards due to gravity and thus to the production pipeline, where it can be pumped off in a simple manner and conveyed to the earth's surface.
  • the production can be achieved either with lifting oil pumps or by introducing an overpressure in the deposit.
  • overpressure has the substantial lurch disadvantage that it is in the vicinity of the deposit too
  • German Patent Application 10 2012 000092.8 not published before, entitled “Apparatus and method for recovering carbonaceous substances from oil sands”, to arrange at least one steam turbine between the steam generator and the injection pipe by arranging the steam turbines between the steam generator and the injection pipeline can the pressure reduction, which is usually unused via the throttle valve, are used for energy recovery.
  • the steam turbine is preferably connected to a generator for generating electricity.
  • Another common in situ method is Electro Magnetic Gravity Drainage (EMGD).
  • EMGD Electro Magnetic Gravity Drainage
  • the heating of the deposit takes place by means of an electric / electromagnetic heating process, in which, in particular, an inductive heating takes place.
  • the EMGD process is disclosed in the German patent application 10 2007 040605.5 entitled "Apparatus for in situ production of bitumen or heavy oil" by the applicant
  • the EMGD process is also associated with a high expenditure of energy
  • the EMGD process also has specific advantages and disadvantages:
  • the SAGD process allows rapid warming of the deposit and the rapid reduction of the bitumen viscosity which can lead to rapid recovery from the deposit
  • the SAGD process is also becoming increasingly more inefficient
  • the EMGD process also allows for the removal of carbonaceous substances from the reservoir, which is low in oil sands, thus enabling a higher yield, however, the EMGD process requires a significantly longer time around the reservoir warm up.
  • the device according to the invention for obtaining carbonaceous substances, in particular bitumen, from oil sand deposits, wherein each deposit is divided into fields and the individual fields are determined both by means of a steam assistant gravity drainage method (SAGD) and by means of a magnetic gravity drainage method (EMGD). are heatable to reduce the viscosity of the bitumen and make the bitumen flowable and thus conveyable, characterized in that the device comprises a circuit by means of which the heating of the fields either exclusively by the SAGD method, exclusively by the EMGD - Procedures or can be done simultaneously by the SAGD method and by the EMGD method.
  • the SAGD method does not reach all areas in the deposit.
  • the EMGD process allows a more uniform heating. For this reason, it is sensible to use the SAGD method simultaneously with the EMGD procedure at the start of the mining process. If the bitumen fraction in the deposit decreases over time, the SAGD procedure gradually becomes less efficient and eventually reaches its limits. In order to extract the remaining bitumen or the carbonaceous substances from the deposit, only the EMGD process is now suitable.
  • the SAGD method can be switched off and the degradation can be operated exclusively by the EMGD method.
  • the process according to the invention for obtaining carbonaceous substances, in particular bitumen, from oil sand deposits with an apparatus according to claim 1 comprises the following process steps:
  • both the SAGD method and the EMGD method are suitable for recovering the bitumen from the oil sand deposit.
  • either the SAGD and the EMGD methods can be operated simultaneously and in parallel with one another, which results in a high delivery rate or only the SAGD method can be used.
  • the proportion of bitumen in the deposit has fallen so far that the use of the SAGD method is no longer economically viable and thus only the EMGD method is used. through In the EMGD process, further bitumen deposits can be extracted from the oil sands.
  • the first period usually extends over a period of 4 to 5 years. After this time, the bitumen content in the oil sands has dropped so much that economic promotion using the SAGD method no longer makes sense. In the second period of about 5 to 6 years, then the extraction of the bitumen from the oil sands takes place exclusively with the EMGD method.
  • both two separate systems can be constructed, which are connected to each other via the circuit according to the invention, as well as a combined system be present, which is switchable by a suitable circuit between the individual methods.
  • FIG. 1 shows a schematic and simplified construction of the device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a deposit 14 for carbon-containing substances, in particular, bicycles.
  • the SAGD and EMGD processes can be used to recover the carbonaceous substances from the reservoir.
  • the deposit 14 is divided into individual fields 1 to 12, which are exploited in parallel or successively. Every single field knows a device for the recovery of carbonaceous substances by means of SAGD and
  • the individual fields 1 to 12 are heated exclusively by the SAGD method, the EMGD method or simultaneously by both methods.
  • the carbonaceous substance is heated, whereby the long-chain carbon chains are split and the viscosity is reduced.
  • the bitumen becomes free-flowing and can be extracted from the deposit or from the individual fields, for example with simple lifting oil pumps.
  • the heating of fields 1 to 4 takes place first by means of the SAGD method and at the same time by means of the EMGD method.
  • a rapid heating of the deposit is achieved and achieved a quick yield.
  • the bitumen content in the deposit decreases to such an extent that promotion by means of SAGD methods becomes uneconomic.
  • the heating is switched off via the circuit 13 by means of the SAGD method, so that only heating takes place by means of the EMGD method.
  • the degradation of bitumen in fields 5-12 is analogous. Due to the inductive heating over a second period, which is about 5 to 6 years, even small bitumen shares from the deposit can be promoted. After this time, economic extraction of bitumen from the deposit no longer makes sense and the individual fields are no longer heated.

Abstract

The invention relates to a device for extracting carbon-containing substances, particularly bitumen, from oil sand deposits. The device comprises a circuit (13), by which the heating of the fields (1-12) can be carried out either exclusively by the SAGD process, exclusively by the EMGD process or simultaneously by the SAGD and the EMGD processes. The invention further relates to a method for extracting carbon-containing substances, particularly bitumen, from oil sand deposits using such a device.

Description

Beschreibung description
Vorrichtung und Verfahren zur Gewinnung von kohlenstoffhaltigen Substanzen aus Ölsand Apparatus and method for recovering carbonaceous substances from oil sands
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Gewinnung von kohlenstoffhaltigen Substanzen, insbesondere Bitumen, aus Ölsand. Große Teile der weltweiten Ölreserven liegen in Form von Ölsand vor. Unter Ölsand versteht man eine Mischung aus Gestein, Ton, Sand, Wasser und Bitumen oder anderer Schwerölen. Nachfolgend soll stellvertretend für Schwer-, Schwerstöle oder allgemein langkettige Kohlenwasserstoffe lediglich von Bitumen gesprochen werden, welche typischerweise mit einer Viskosität ??? von 5° bis 15° lagerstättenmäßig vorkommen. Durch entsprechende Verfahrenschritte kann das Bitumen in synthetisches Rohöl umgewandelt werden. Ölsandvorkommen werden, wenn sie in Erdschichten geringerThe invention relates to a device and a method for obtaining carbonaceous substances, in particular bitumen, from oil sands. Large parts of the world's oil reserves are in the form of oil sands. Oil sands are a mixture of rock, clay, sand, water and bitumen or other heavy oils. In the following, only bitumen, which typically has a viscosity, is to be mentioned as representative of heavy, heavy oils or generally long-chain hydrocarbons. from 5 ° to 15 °. By appropriate process steps, the bitumen can be converted into synthetic crude oil. Oil sands occurrences are, if they lower in Erdschichten
Tiefe liegen bevorzugt im Tagebau abgebaut. Vielfach liegen Ölsandvorkommen aber in tieferen Erdschichten, die dem Tagebau nicht zugänglich sind bzw. deren Abbau im Tagebau unwirtschaftlich wäre vor. Typischerweise werden Ölsandvorkommen ab Tiefen von etwa 60m mit sogenannten In-Situ-Verfahren abgebaut. Da bei diesen Verfahren der Abbau der Deckschicht, welche über dem Ölsandvorkommen liegt, nicht notwendig ist. Das am weitverbreiteste In-Situ-Verfahren ist das Steam Assisted Gravity Drainage (SAGD) . Beim SAGD-Verfahren wird das im Erd- reich in einer Lagerstätte vorliegende Bitumen durch Heißdampf erhitzt. Durch die Hitzeinwirkung werden die langketti- gen Kohlenwasserstoffe des hochviskosen Bitumens aufgespaltet. Die Erwärmung des Ölsandes führen zu einer Verringerung der Viskosität des Bitumens, welches dadurch fließfähig wird und konventionell aus der Lagerstätte abgepumpt werden kann. Depth are preferably mined in the open pit. In many cases, however, are oil sands deposits in deeper layers of the earth, which are not accessible to open-pit mining or their mining would be unprofitable in open-pit mining. Typically, oil sands deposits are mined from depths of about 60m with so-called in situ method. Since in these methods, the degradation of the top layer, which is above the oil sands occurrence, is not necessary. The most widely used in situ method is Steam Assisted Gravity Drainage (SAGD). In the SAGD process, the bitumen present in a deposit in the earth is heated by superheated steam. Due to the effect of heat, the long-chain hydrocarbons of the high-viscosity bitumen are split. The heating of the oil sand leads to a reduction in the viscosity of the bitumen, which is thereby flowable and can be conventionally pumped out of the reservoir.
Die Vorrichtung für das SAGD-Verfahren umfasst mindestens eine Injektionsrohrleitung zum Zuführen des heißen Dampfes in die Lagerstätte und eine Produktionsrohrleitung, durch welche das flüssige Bitumen aus der Lagerstätte an die Erdoberfläche gefördert werden kann. Die Injektionsrohrleitung sowie die Produktionsrohrleitung werden im Wesentlichen parallel zuein- ander und horizontal übereinander verlaufend innerhalb der Lagerstätte verlegt. Die Injektionsrohrleitung und die Produktionsrohrleitung weisen üblicherweise einen Abstand von etwa 5m bis 10m in vertikaler Richtung zueinander auf. In horizontaler Richtung erstrecken sich die Rohre innerhalb der Lagerstätte auf einer Länge zwischen mehreren 100m und wenigen Kilometern. Die Injektionsrohrleitung befindet sich typischerweise oberhalb der Produktionsrohrleitung. Durch die Erwärmung und die Herabsetzung der Viskosität des Bitumens fließt das Bitumen aufgrund der Schwerkraft nach unten und damit zur Produktionsrohrleitung hin und kann dort auf einfache Weise abgepumpt und an die Erdoberfläche gefördert werden. Die Förderung kann entweder mit Anhebeölpumpen oder durch Einbringen eines Überdrucks in der Lagerstätte erzielt werden. Die Einbringung von Überdruck hat jedoch den wesent- liehen Nachteil, dass es in der Umgebung der Lagerstätte zuThe device for the SAGD method comprises at least one injection pipe for supplying the hot steam in the deposit and a production pipeline through which the liquid bitumen from the deposit can be transported to the surface of the earth. The injection pipeline and the production pipeline are laid essentially parallel to one another and horizontally one above the other within the deposit. The injection pipe and the production pipe usually have a distance of about 5m to 10m in the vertical direction to each other. In the horizontal direction, the pipes extend within the deposit on a length of several 100m and a few kilometers. The injection tubing is typically above the production tubing. Due to the heating and the reduction of the viscosity of the bitumen, the bitumen flows downwards due to gravity and thus to the production pipeline, where it can be pumped off in a simple manner and conveyed to the earth's surface. The production can be achieved either with lifting oil pumps or by introducing an overpressure in the deposit. However, the introduction of overpressure has the substantial lurch disadvantage that it is in the vicinity of the deposit too
Verwerfung an der Erdoberfläche (Blowout) kommen kann. Insbesondere dann, wenn die Erdschicht oberhalb der Lagerstätte von geringer Dichte ist. Aus diesem Grund wird üblicherweise der Dampfdruck vor Einleitung in die Lagerstätte mittels ei- ner Drossel oder eines Drosselventils auf einen Druck reduziert, welcher geringer ist als der Gesteinsdruck im Bereich der Lagerstätte. Das Drosselventil ist dabei zwischen dem Dampferzeuger und der Injektionsrohrleitung angeordnet. Da der Dampfdruck ungenutzt im Drosselventil abgebaut wird, ist das Verfahren wenig effektiv. Fault on the earth's surface (blowout) can come. In particular, when the layer of soil above the deposit is of low density. For this reason, the vapor pressure before introduction into the deposit is usually reduced by means of a throttle or a throttle valve to a pressure which is lower than the rock pressure in the region of the deposit. The throttle valve is arranged between the steam generator and the injection pipeline. Since the vapor pressure is dissipated unused in the throttle valve, the process is not very effective.
Aus diesem Grund wird in der nicht vor veröffentlichten deutschen Patentanmeldung 10 2012 000092.8 mit dem Titel „Vorrichtung und Verfahren zur Gewinnung von kohlenstoffhaltigen Substanzen aus Ölsanden" vorgeschlagen, zwischen dem Dampferzeuger und der Injektionsrohrleitung wenigstens eine Dampfturbine anzuordnen. Durch die Anordnung der Dampfturbinen zwischen dem Dampferzeuger und der Injektionsrohrleitung kann der Druckabbau, welcher üblicherweise ungenutzt über das Drosselventil erfolgt, zur Energierückgewinnung benutzt werden. Hierzu ist die Dampfturbine vorzugsweise an einen Generator zur Stromerzeugung angeschlossen. Ein weiteres ge- bräuchliches In-Situ-Verfahren ist das Elektro Magnetic Gra- vity Drainage (EMGD) . Beim EMGD-Verfahren erfolgt die Erwärmung der Lagerstätte mit einem elektrischen/elektromagnetischen Heizverfahren, bei dem insbesondere eine induktive Beheizung erfolgt. Das EMGD-Verfahren ist in der deutschen Patentanmeldung 10 2007 040605.5 mit dem Titel „Vorrichtung zur In-Situ-Förderung von Bitumen oder Schweröl" der Anmelderin offenbart. Auch das EMGD-Verfahren ist mit einem großen Energieaufwand verbunden. Sowohl das SAGD-Verfahren als auch das EMGD-Verfahren haben spezifische Vor- und Nachteile. Das SAGD-Verfahren ermöglich die schnelle Erwärmung der Lagerstätte und die schnelle Herabsetzung der Viskosität des Bitumen wodurch ein schneller Abbau aus der Lagerstätte erfolgen kann. Nimmt der Anteil des Bitumen im Ölsand ab, wird das SAGD-Verfahren jedoch zunehmend unwirtschaftlicher. Das EMGD-Verfahren ermöglicht auch den Abbau von kohlenstoffhaltiger Substanzen aus der Lagerstätte deren Anteil im Ölsand nur gering ist und ermöglicht so eine größere Ausbeute. Allerdings benötigt das EMGD- Verfahren eine deutlich längere Zeit um die Lagerstätte zu erwärmen . For this reason, it is proposed in German Patent Application 10 2012 000092.8, not published before, entitled "Apparatus and method for recovering carbonaceous substances from oil sands", to arrange at least one steam turbine between the steam generator and the injection pipe by arranging the steam turbines between the steam generator and the injection pipeline can the pressure reduction, which is usually unused via the throttle valve, are used for energy recovery. For this purpose, the steam turbine is preferably connected to a generator for generating electricity. Another common in situ method is Electro Magnetic Gravity Drainage (EMGD). In the EMGD process, the heating of the deposit takes place by means of an electric / electromagnetic heating process, in which, in particular, an inductive heating takes place. The EMGD process is disclosed in the German patent application 10 2007 040605.5 entitled "Apparatus for in situ production of bitumen or heavy oil" by the applicant The EMGD process is also associated with a high expenditure of energy The EMGD process also has specific advantages and disadvantages: The SAGD process allows rapid warming of the deposit and the rapid reduction of the bitumen viscosity which can lead to rapid recovery from the deposit However, the SAGD process is also becoming increasingly more inefficient, and the EMGD process also allows for the removal of carbonaceous substances from the reservoir, which is low in oil sands, thus enabling a higher yield, however, the EMGD process requires a significantly longer time around the reservoir warm up.
Ausgehend von dem zuvor beschriebenen Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Gewinnung von kohlenstoffhaltigen Substanzen, insbesondereStarting from the above-described prior art, it is an object of the present invention, a device for obtaining carbonaceous substances, in particular
Bitumen, aus Ölsandlagerstätten bereitzustellen, die die spezifischen Vorteile des SAGD- und des EMGD-Verfahrens berücksichtigt. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Gewinnung von kohlenstoffhaltigen Substanzen, ins- besondere Bitumen, aus Öllagerstätten mit einer solchen Vorrichtung aufzuzeigen. Die Erfindung wird hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 2 gelöst. To provide bitumen from oil sands deposits taking into account the specific advantages of the SAGD and EMGD processes. Furthermore, it is an object of the invention to provide a process for obtaining carbonaceous substances, in particular bitumen, from oil reservoirs with such a device. The invention is achieved in terms of the device by the features of independent claim 1 and in terms of the method by the features of independent claim 2.
Ausgestaltungen und weitere Vorteile der Erfindung, die einzeln oder in Kombination einsetzbar sind, sind Gegenstand der Unteransprüche . Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Gewinnung von kohlenstoffhaltigen Substanzen, insbesondere Bitumen, aus Ölsandla- gerstätten, wobei jede Lagerstätte in Felder aufgeteilt ist und die einzelnen Felder sowohl mittels eines Steam Assistant Gravity Drainage Verfahren (SAGD) als auch mittels eines Magnetic Gravity Drainage Verfahren (EMGD) beheizbar sind, um die Viskosität des Bitumens zu verringern und das Bitumen fließfähig und damit förderbar zu machen, zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung eine Schaltung umfasst, mittels der die Beheizung der Felder entweder ausschließlich durch das SAGD-Verfahren, ausschließlich durch das EMGD- Verfahren oder gleichzeitig durch das SAGD-Verfahren und durch das EMGD-Verfahren erfolgen kann. Embodiments and other advantages of the invention, which are used individually or in combination, are the subject of the dependent claims. The device according to the invention for obtaining carbonaceous substances, in particular bitumen, from oil sand deposits, wherein each deposit is divided into fields and the individual fields are determined both by means of a steam assistant gravity drainage method (SAGD) and by means of a magnetic gravity drainage method (EMGD). are heatable to reduce the viscosity of the bitumen and make the bitumen flowable and thus conveyable, characterized in that the device comprises a circuit by means of which the heating of the fields either exclusively by the SAGD method, exclusively by the EMGD - Procedures or can be done simultaneously by the SAGD method and by the EMGD method.
Bislang werden Ölsandlagerstätten entweder mit dem SAGD- oder mit dem EMGD-Verfahren abgebaut. Im Stand der Technik sind auch Anlagen beschrieben, bei denen zusätzlich zum SAGD- Verfahren induktive Beheizungen zum Einsatz gelangen. Es besteht bei den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik jedoch nicht die Möglichkeit, während des Abbauprozesses zwischen den einzelnen Verfahren auszuwählen. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, welche eine Schaltung umfasst, mittels der die Beheizung der Felder entweder ausschließlich durch das SAGD-Verfahren, ausschließlich durch das EMGD-Verfahren oder gleichzeitig durch das SAGD-Verfahren und durch das EMGD- Verfahren erfolgen kann, wird es erstmals möglich, das jeweils am geeignetsten Verfahren zu wählen. Zu Beginn des Abbaus liegt ein hoher Gehalt von Bitumen im Ölsand vor. Um die Lagerstelle schnell zu erwärmen und einen schnellen Abbau zu gewährleisten eignet sich insbesondere das SAGD-Verfahren . Mit dem SAGD-Verfahren erreicht man allerdings nicht alle Bereich in der Lagerstätte. Das EMGD-Verfahren ermöglicht hier eine gleichmäßigere Erwärmung. Aus diesem Grund ist es zu Be- ginn des Abbauvorgangs sinnvoll das SAGD-Verfahren gleichzeitig zum EMGD-Verfahren einzusetzen. Sinkt der Bitumenanteil in der Lagerstätte mit der Zeit, so wird das SAGD-Verfahren nach und nach unwirtschaftlicher und stößt irgendwann an seine Grenzen. Um das noch vorhandene Bitumen bzw. die kohlen- Stoffhaltigen Substanzen aus der Lagerstätte zu gewinnen, eignen sich nun ausschließlich das EMGD-Verfahren . Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das SAGD-Verfahren abgeschaltet und der Abbau ausschließlich durch das EMGD- Verfahren betrieben werden. So far, oil sands deposits are mined using either the SAGD or the EMGD process. The prior art also describes systems in which inductive heaters are used in addition to the SAGD method. However, in the prior art devices, it is not possible to choose between the individual processes during the degradation process. By means of the device according to the invention comprising a circuit by means of which the heating of the fields can take place either exclusively by the SAGD method, exclusively by the EMGD method or simultaneously by the SAGD method and by the EMGD method, it becomes possible for the first time to choose the most appropriate method. At the beginning of mining, there is a high content of bitumen in the oil sands. To heat the deposit quickly and to speed up dismantling In particular, the SAGD method is suitable. However, the SAGD method does not reach all areas in the deposit. The EMGD process allows a more uniform heating. For this reason, it is sensible to use the SAGD method simultaneously with the EMGD procedure at the start of the mining process. If the bitumen fraction in the deposit decreases over time, the SAGD procedure gradually becomes less efficient and eventually reaches its limits. In order to extract the remaining bitumen or the carbonaceous substances from the deposit, only the EMGD process is now suitable. By means of the device according to the invention, the SAGD method can be switched off and the degradation can be operated exclusively by the EMGD method.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Gewinnung von kohlenstoffhaltigen Substanzen, insbesondere Bitumen, aus Ölsandlager- stätten mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 umfasst die folgenden Verfahrensschritte: The process according to the invention for obtaining carbonaceous substances, in particular bitumen, from oil sand deposits with an apparatus according to claim 1 comprises the following process steps:
Beheizen einzelner Felder über einen ersten Zeitraum mittels SAGD-Verfahren oder gleichzeitiges Beheizen mittels SAGD-Verfahren und EMGD-Verfahren; - Beheizen einzelnen Felder über einen zweiten Zeitraum ausschließlich mittels ENGD-Verfahren; Heating of individual fields over a first period by means of SAGD method or simultaneous heating by means of SAGD method and EMGD method; - heating individual fields over a second period exclusively by means of ENGD method;
Während des ersten früheren Zeitraums ist der Bitumengehalt im Ölsand hoch, so dass sich sowohl das SAGD-Verfahren als auch das EMGD-Verfahren zum Gewinnen des Bitumens aus der Öl- sandlagerstätte eignet. Somit können entweder das SAGD- und das EMGD-Verfahren gleichzeitig und parallel zueinander betrieben werden, wodurch sich eine hohe Förderrate ergibt oder es kann ausschließlich das SAGD-Verfahren eingesetzt werden. Zu einem zweiten späteren Zeitpunkt ist der Bitumenanteil in der Lagerstätte soweit gesunken, dass sich der Einsatz des SAGD-Verfahrens wirtschaftlich nicht mehr lohnt und somit ausschließlich das EMGD-Verfahren zum Einsatz kommt. Mittels des EMGD-Verfahrens können weitere Bitumenvorkommen aus dem Ölsand gewonnen werden. During the first earlier period, the bitumen content in the oil sands is high, so that both the SAGD method and the EMGD method are suitable for recovering the bitumen from the oil sand deposit. Thus, either the SAGD and the EMGD methods can be operated simultaneously and in parallel with one another, which results in a high delivery rate or only the SAGD method can be used. At a later date, the proportion of bitumen in the deposit has fallen so far that the use of the SAGD method is no longer economically viable and thus only the EMGD method is used. through In the EMGD process, further bitumen deposits can be extracted from the oil sands.
Der erste Zeitraum erstreckt sich üblicherweise über einen Zeitraum von 4 bis 5 Jahren. Nach dieser Zeit ist der Bitumengehalt im Ölsand soweit gesunken, dass eine wirtschaftliche Förderung mittels SAGD-Verfahren nicht mehr sinnvoll ist. Im zweiten Zeitraum der etwa 5 bis 6 Jahre beträgt, erfolgt dann die Gewinnung des Bitumen aus dem Ölsand ausschließlich mit dem EMGD-Verfahren . The first period usually extends over a period of 4 to 5 years. After this time, the bitumen content in the oil sands has dropped so much that economic promotion using the SAGD method no longer makes sense. In the second period of about 5 to 6 years, then the extraction of the bitumen from the oil sands takes place exclusively with the EMGD method.
Ob das SAGD-Verfahren und das EMGD-Verfahren mittels zwei getrennter Anlagen oder durch eine kombinierte Anlage durchgeführt wird, bei denen beispielsweise eine Dampfturbine gleichzeitig einen Generator antreibt, welcher den Strom für das EMGD-Verfahren erzeugt, spielt für den Gegenstand der vorliegenden Erfindung keine Rolle. Grundsätzlich können sowohl zwei getrennte Anlagen aufgebaut sein, die miteinander über die erfindungsgemäße Schaltung verbunden sind, als auch eine kombinierte Anlage vorhanden sein, die durch eine geeignete Schaltung zwischen den einzelnen Verfahren schaltbar ist . Whether the SAGD method and the EMGD method is carried out by means of two separate systems or by a combined system in which, for example, a steam turbine simultaneously drives a generator which generates the current for the EMGD method plays no part in the subject of the present invention Role. Basically, both two separate systems can be constructed, which are connected to each other via the circuit according to the invention, as well as a combined system be present, which is switchable by a suitable circuit between the individual methods.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und weitere Vorteile der Erfindung werden nachfolgend in Figur 1 erläutert. An embodiment of the invention and further advantages of the invention are explained below in FIG.
Figur 1 zeigt einen schematischen und vereinfachten Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Figur 1 zeigt eine Lagerstätte 14 für kohlenstoffhaltige Substanzen, insbesondere Bi- turnen. Zur Gewinnung der kohlenstoffhaltigen Substanzen aus der Lagerstätte kann das SAGD- und das EMGD-Verfahren verwendet werden. Die Lagerstätte 14 ist in einzelne Felder 1 bis 12 unterteilt, die parallel oder nacheinander ausgebeutet werden. Jedes einzelne Feld weißt eine Vorrichtung zur Gewin- nung der kohlenstoffhaltigen Substanzen mittels SAGD- undFIG. 1 shows a schematic and simplified construction of the device according to the invention. FIG. 1 shows a deposit 14 for carbon-containing substances, in particular, bicycles. The SAGD and EMGD processes can be used to recover the carbonaceous substances from the reservoir. The deposit 14 is divided into individual fields 1 to 12, which are exploited in parallel or successively. Every single field knows a device for the recovery of carbonaceous substances by means of SAGD and
EMGD-Verfahren auf. Ob die Beheizung der einzelnen Felder 1 bis 12 durch das SAGD-Verfahren, durch das EMGD-Verfahren oder gleichzeitig durch das SAGD-Verfahren und durch das EMGD-Verfahren erfolgt, wird durch die Schaltung 13 festgelegt. Je nach Schaltstellung der Schaltung 13, werden die einzelnen Felder 1 bis 12 ausschließlich durch das SAGD- Verfahren, das EMGD-Verfahren oder gleichzeitig durch beide Verfahren beheizt. Durch die Beheizung der einzelnen Felder 1-12 wird die kohlenstoffhaltige Substanz erwärmt, wodurch die langkettigen Kohlenstoffketten aufgespaltet werden und die Viskosität reduziert wird. Hierdurch wird das Bitumen fließfähig und kann aus der Lagerstätte bzw. aus den einzel- nen Feldern, beispielsweise mit einfachen Anhebeölpumpen gefördert werden. EMGD procedure on. Whether the heating of the individual fields 1 to 12 by the SAGD procedure, by the EMGD procedure or at the same time by the SAGD procedure and by the EMGD procedure is determined by the circuit 13. Depending on the switching position of the circuit 13, the individual fields 1 to 12 are heated exclusively by the SAGD method, the EMGD method or simultaneously by both methods. By heating the individual fields 1-12, the carbonaceous substance is heated, whereby the long-chain carbon chains are split and the viscosity is reduced. As a result, the bitumen becomes free-flowing and can be extracted from the deposit or from the individual fields, for example with simple lifting oil pumps.
Während eines ersten Zeitraums von etwa 4 bis 5 Jahren erfolgt die Beheizung der Felder 1 bis 4 zunächst mittels SAGD- Verfahren und gleichzeitig mittels EMGD-Verfahren . Hierdurch wird eine schnelle Aufheizung der Lagerstätte erzielt und eine schnelle Ausbeute erreicht. Nach einem Zeitraum von 4 bis 5 Jahren nimmt der Bitumengehalt in der Lagerstätte soweit ab, dass eine Förderung mittels SAGD-Verfahren unwirtschaft - lieh wird. Ab diesem Zeitpunkt wird über die Schaltung 13 die Beheizung mittels SAGD-Verfahren abgeschaltet, so dass lediglich eine Beheizung mittels EMGD-Verfahren erfolgt. Der Abbau des Bitumen in den Feldern 5-12 erfolgt analog. Durch die induktive Beheizung über einen zweiten Zeitraum, der etwa 5 bis 6 Jahre beträgt, können auch noch geringe Bitumenanteile aus der Lagerstätte gefördert werden. Nach diesem Zeitpunkt ist eine wirtschaftliche Förderung von Bitumen aus der Lagerstätte nun nicht mehr sinnvoll und die einzelnen Felder werden nicht weiter beheizt. During a first period of about 4 to 5 years, the heating of fields 1 to 4 takes place first by means of the SAGD method and at the same time by means of the EMGD method. As a result, a rapid heating of the deposit is achieved and achieved a quick yield. After a period of 4 to 5 years, the bitumen content in the deposit decreases to such an extent that promotion by means of SAGD methods becomes uneconomic. From this point on, the heating is switched off via the circuit 13 by means of the SAGD method, so that only heating takes place by means of the EMGD method. The degradation of bitumen in fields 5-12 is analogous. Due to the inductive heating over a second period, which is about 5 to 6 years, even small bitumen shares from the deposit can be promoted. After this time, economic extraction of bitumen from the deposit no longer makes sense and the individual fields are no longer heated.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zum Gewinnung von kohlenstoffhaltigen Substanzen, insbesondere Bitumen, aus Ölsand-Lagerstätten, wobei jede Lagerstätte (14) in Felder (1-12) aufgeteilt ist und die einzelnen Felder (1-12) sowohl mittels eines Steam Assisted Gravity Drainage Verfahren (SAGD) als auch mittels eines Magnetic Gravity Drainage Verfahren (EMGD) beheizbar sind, um die Viskosität des Bitumen zu verringern und das Bitumen fließfähig zu machen 1. Apparatus for recovering carbonaceous substances, in particular bitumen, from oil sands deposits, wherein each deposit (14) is divided into fields (1-12) and the individual fields (1-12) are determined both by means of a steam assisted gravity drainage method ( SAGD) as well as by means of a magnetic gravity drainage method (EMGD) are heated to reduce the viscosity of the bitumen and make the bitumen flowable
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Vorrichtung eine Schaltung (13) umfasst, mittels der die Beheizung der Felder (1-12) entweder ausschließlich durch das SAGD-Verfahren, ausschließlich durch das EMGD Verfahren oder gleichzeitig durch das SAGD-Verfahren und durch das EMGD Verfahren erfolgen kann.  the device comprises a circuit (13) by means of which the heating of the fields (1-12) can take place either exclusively by the SAGD method, exclusively by the EMGD method or simultaneously by the SAGD method and by the EMGD method.
2. Verfahren zum Gewinnung von kohlenstoffhaltigen Substanzen, insbesondere Bitumen, aus Ölsand-Lagerstätten mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1, umfassend folgende Verfahrensschritte: 2. A process for the production of carbonaceous substances, in particular bitumen, from oil sands deposits with an apparatus according to claim 1, comprising the following process steps:
- Beheizen einzelner Felder (1-12) über einen ersten Zeitraum mittels SAGD-Verfahren oder gleichzeitiges beheizen mittels SAGD-Verfahren und EMGD-Verfahren  - Heating of individual fields (1-12) over a first period by means of SAGD method or simultaneous heating by means of SAGD method and EMGD method
- beheizen einzelner Felder über einen zweiten Zeitraum ausschließlich mittels EMGD-Verfahren .  - Heating individual fields over a second period exclusively by means of EMGD method.
3. Verfahren nach Anspruch 2, 3. The method according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der erste Zeitraum 4 bis 5 Jahre und der zweite Zeitraum the first period is 4 to 5 years and the second period
5 bis 6 Jahre beträgt. 5 to 6 years.
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