WO2015036317A1 - Method for extracting petroleum from an underground formation - Google Patents

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WO2015036317A1
WO2015036317A1 PCT/EP2014/068868 EP2014068868W WO2015036317A1 WO 2015036317 A1 WO2015036317 A1 WO 2015036317A1 EP 2014068868 W EP2014068868 W EP 2014068868W WO 2015036317 A1 WO2015036317 A1 WO 2015036317A1
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WO
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formulation
weight
cracks
viscosity
underground
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PCT/EP2014/068868
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German (de)
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Inventor
Vladimir Stehle
Original Assignee
Wintershall Holding GmbH
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/62Compositions for forming crevices or fractures
    • C09K8/66Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/665Compositions based on water or polar solvents containing inorganic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/58Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids
    • C09K8/592Compositions used in combination with generated heat, e.g. by steam injection
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP 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

Definitions

  • the present invention relates to a process for the thermal treatment of a subterranean oil deposit and to a process for the production of crude oil from a subterranean mineral oil deposit.
  • petroleum In natural petroleum reservoirs, petroleum is generally present in the voids of porous reservoirs which are closed to the surface by impermeable facings.
  • underground oil reservoirs In addition to crude oil and natural gas, underground oil reservoirs generally contain more or less saline water. This water is also called deposit water or formation water.
  • deposit water In the cavities in which the petroleum is present, it may be very fine cavities, capillaries, pores or the like. The cavities may, for example, have a diameter of only 1 ⁇ m.
  • At least one well is usually first drilled (drilled) into the underground oil reservoir. After sinking the well into the subterranean oil reservoir, oil generally initially flows to the surface through the borehole due to the natural intrinsic pressure of the subsurface oil reservoir.
  • the intrinsic pressure of the underground oil reservoir can be caused, for example, by gases present in the reservoir, such as methane, ethane or propane. This phase of oil production is also referred to as primary oil production.
  • flooding agents include, for example, water, water vapor and water, to which additives are added. used.
  • gases such as carbon dioxide or nitrogen are also used as flooding agents.
  • At least part of the underground oil reservoir is generally hydraulically fractured.
  • suitable flowable formulations which are also referred to as fracking liquids, pressed under high pressure in the underground Erdöllager GmbH.
  • the pressure is usually in the range of 500 to 1000 MPa.
  • parts of the underground oil reservoir (the underground rock formation) are broken hydraulically.
  • This process is also referred to as hydraulic fracturing.
  • Hydraulic fracturing is the occurrence of a fracture event in the surrounding rock of a well in a subterranean oil reservoir as a result of the hydraulic action of a liquid or gas pressure on the rock of the underground oil reservoir.
  • the fracking liquid described in the prior art are liquids which contain water, gel formers and optionally proppants such as sand or proppant.
  • the fraying increases the permeability of the underground oil reservoir. This increases the delivery rate of petroleum trapped in cavities. The fracture of the underground oil reservoir will facilitate the flow of oil to the production wells.
  • the proppants contained in the fracking liquid serve to stabilize the tailing cracks formed during fraying, so that these cracks remain open after completion of the fraying.
  • thermal treatment of the underground oil reservoir Another known method for increasing the production rates of oil from an underground oil reservoir is the thermal treatment of the underground oil reservoir.
  • Thermal treatment processes are particularly used in underground oil reservoirs containing high viscosity petroleum.
  • thermal treatment of oil shale deposits is used.
  • a fuel and an oxidant are generally injected into the underground oil reservoir.
  • the fuel and the oxidizer react exothermally in the subterranean oil reservoir with evolution of heat.
  • the heat development modifies the rheological properties of the petroleum contained in the subterranean oil reservoir, thereby increasing the production rate.
  • various methods for the thermal treatment of underground oil reservoirs are described.
  • RU 2 210 589 discloses a method of thermal treatment of a subsurface oil reservoir in which an aqueous solution of an oxidizer and a fuel is injected into the subterranean crude oil deposit. Subsequently, an initiator solution is injected which initiates the exothermic reaction between oxidant and fuel.
  • the aqueous solution of oxidant and fuel contains ammonium salts of organic or inorganic acids and an alkali hypochlorite and optionally salts of nitric acid.
  • the initiator solution is an aqueous solution of copper sulfate, aluminum chloride or acids.
  • the initiator solution is injected separately after injection of the aqueous solution containing an oxidizer and a fuel.
  • the exothermic reaction takes place mainly in the borehole interior.
  • the underground oil reservoir is heated only slightly. The method is therefore mainly suitable for stimulating boreholes. Efficient heating of the underground oil reservoir is not achieved by the method according to RU 2 102 589.
  • the RU 2 401 941 also describes a method for the thermal treatment of underground oil deposits. In this procedure, two formulations are injected simultaneously into the well through two separate injection strands.
  • the two injection strands are formed by an inner tube, which is enclosed by an outer tube.
  • the inner tube forms the first injection strand.
  • the annular space between the inner tube and the outer tube forms the second injection strand.
  • the first formulation is a mixture containing an oxidizer and a fuel.
  • an aqueous solution of urea and ammonium nitrate is used, to which further additives, for example, hydrochloric acid, nitric acid or phosphoric acid and water-soluble metal salts can be added, if desired.
  • the second formulation initiates the exothermic reaction between oxidant and fuel.
  • aqueous solutions of alkali metal nitrite, borohydride and a lye or sodium hydroxide and borohydride are used in the process of RU 2 401 941.
  • the RU 2 349 743 also describes a method for the thermal treatment of underground oil deposits.
  • the method is preferably used in underground oil reservoirs containing high-viscosity petroleum.
  • an aqueous hydrogen peroxide solution is injected with a concentration of 30 wt .-% hydrogen peroxide through a hole in the underground oil reservoir.
  • an aqueous solution containing sodium hydroxide or potassium hydroxide is injected into the underground oil reservoir.
  • the hydrogen peroxide solution mixes with the aqueous alkali hydroxide solution in the underground oil reservoir.
  • the alkali metal hydroxide catalyzes the decomposition of hydrogen peroxide. In this exothermic decomposition temperatures in the range of 500 ° C are reached.
  • the method according to RU 2 349 743 has the advantage over the methods described above that heating of the underground oil reservoir is possible with this method.
  • a disadvantage of the process according to RU 2 349 743 is that, especially in dense subterranean oil reservoirs, the mixing of the successively injected aqueous solutions is not reliably ensured. It is difficult to predict how the aqueous solutions will disperse in the subterranean formation, so that large losses of aqueous hydrogen peroxide solution or aqueous alkali metal hydroxide solution may occur in the process according to RU 2 349 743.
  • Another disadvantage of the method is that a decomposition of the aqueous hydrogen peroxide solution can already begin during the injection. This is because both aqueous formulations are successively injected through the same tubing.
  • the RU 2 278 250 also describes a process for the thermal treatment of underground oil deposits.
  • at least two holes are drilled in the underground oil reservoir. The area between the two holes is heated.
  • a solution containing hydrogen peroxide is injected.
  • the second well is injected with an aqueous solution that initiates the exothermic decomposition of hydrogen peroxide.
  • aqueous solutions containing sodium permanganate are used as the initiator solution.
  • the hydrogen peroxide solution has a concentration in the range of 18 to 50 wt .-%.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a method for thermal treatment of underground oil deposits, which does not have the disadvantages of the prior art described above, or only to a reduced extent.
  • the process according to the invention is intended to ensure reliable mixing and thus the most complete possible reaction of the formulations used.
  • the area of underground oil reservoir, which is heated during the thermal treatment, should be as accurately predictable and controllable. Premature use of the exothermic reaction at the Surface of the underground oil reservoir or in the well, which is drilled into the underground Erdöllageriere GmbH, should be safely prevented.
  • a method for the thermal treatment of an underground Erdöllageriere the Frackrisse (3) and in which at least one bore (1) is brought down, wherein the bore (1) has perforation openings (2) through which the bore (1 in conjunction with the fracture tears (3), comprising the steps of: a) injecting a first formulation F1 through the bore (1) via the perforation openings (2) into the fracture tears (3) of the subterranean crude oil deposit, b) injecting a second formulation F2 through the bore (1) via the perforation openings (2) into the fracture cracks (3) of the underground oil reservoir; c) injecting a third formulation F3 through the bore (1) via the perforation openings (2) into the fracture cracks (3) of the subterranean Erdölagerchou, wherein the first formulation F1 by the addition of at least one initiator (I) undergoes an exothermic chemical reaction, and
  • the second formulation F2 is chemically inert and
  • the third formulation F3 contains the at least one initiator (I) which initiates the exothermic chemical reaction of the first formulation F1 in the fracture tears (3) of the underground oil reservoir, the viscosity (V F 2) of the second formulation F 2 being greater than the viscosity ( V F i) of the first formulation F1 and greater than the viscosity (V F 3) of the third formulation F3.
  • the subject of the present invention is also a process for the thermal treatment of an underground oil reservoir which has tail cracks (3) and into which at least one bore (1) is drilled, wherein the bore (1) has perforation openings (2) over which the bore ( 1) in conjunction with the fracture tears (3), comprising the steps of: a) injecting a first formulation F1 through the bore (1) via the perforation openings (2) into the fracture tears (3) of the underground oil reservoir, b) injecting a second formulation F2 through the bore (1) through the perforations (2) into the fracture cracks (3) of the subterranean crude oil deposit; c) injecting a third formulation F3 through the bore (1) over the
  • the second formulation F2 is chemically inert and
  • the third formulation F3 contains the at least one initiator (I) which initiates the exothermic chemical reaction of the first formulation F1 in the fracture tears (3) of the underground oil reservoir.
  • the inventive method for the thermal treatment of a subterranean oil reservoir can be used in principle in all underground deposits containing petroleum.
  • the process according to the invention is preferably used in unconventional underground oil reservoirs.
  • unconventional underground oil reservoirs are understood as meaning reservoirs which have a dense deposit matrix and / or contain crude oil having a high viscosity.
  • Unconventional subterranean oil reservoirs include shale oil deposits, bitumen deposits, heavy oil deposits or oil shale deposits.
  • the unconventional underground oil reservoirs generally have a permeability of less than 10 mD prior to the fracking process.
  • the viscosity of the petroleum is generally in the range of 10 to 10,000 mPas.
  • the viscosity of the bitumen can be well over 10,000 mPas.
  • unconventional shale-oil deposits oil production is only possible after massive thermal treatment of the reservoir rock (pyrolysis).
  • At least one bore (1) is drilled into the underground oil reservoir.
  • the term "at least one bore (1)” according to the invention comprises both exactly one bore (1) and two or more bores (1).
  • the terms “at least one bore (1)” and “one bore (1)” become synonymous according to the invention second hand.
  • the hole (1) can be a vertical or a deflected hole. Methods for sinking the bore (1) are known in the art.
  • the bore (1) is generally cased and cemented.
  • the bore (1) according to the invention comprises perforation openings (2) via which the bore is connected to the fracking cracks (3) of the underground oil reservoir.
  • the perforation openings (2) are produced by methods known per se.
  • the ball perforation is preferably used here, as described for example in RU 2 358 100.
  • the perforation openings (2) are located in a perforation section which generally has a length in the range of 1 to 20 meters (m).
  • the hole (1) is thus perforated over a range of 1 to 20 m.
  • the bore (1) has a hydrodynamic connection to the fracking cracks (3) via the perforation openings (2). This allows the introduction of the formulations F1, F2 and F3 through the bore (1) via the perforation openings
  • hydrodynamic compound By “hydrodynamic compound” is meant according to the invention that liquids can be introduced (exchanged) via these compounds, in particular the formulations F1, F2 and F3.
  • the cracks (3) in the underground crude oil deposit are preferably produced by a fracking process
  • Cracks (3) generated by this fracking process are also referred to as fracking cracks (3)
  • Suitable fracking processes are known in principle to the person skilled in the art In conventional fracking processes for the formation of fracking cracks
  • a fracking liquid which may contain a proppant
  • high pressure generally 500 to 1000 MPa
  • water is used as the fracking fluid, to which other additives such as thickening agents are optionally added.
  • This process is also referred to as "hydraulic fracturing.”
  • the fracture cracks (3) and the deposit matrix formed are contaminated with water, which can cause swelling of clay rocks and clay particles in the subterranean oil reservoir, especially if the deposit matrix, that is the surrounding rock, consists of clay-containing rocks.
  • Suitable fracking liquids and fracking processes are described, for example, in WO 2008/106695 and US Pat. No. 7,213,651.
  • the spatial extent of the fracture cracks (3) strongly depends on the geological conditions of the underground oil reservoir.
  • the spatial extent of the fracture tears (3) depends on the applied pressure and the duration of the fracking process.
  • the Frackrisse (3) generally have a radial extent (length) in the range of 10 to 200 m, preferably in the range of 15 to 150 m, and more preferably in the range of 20 to 70 m, each measured from the center of the bore (1) in the area of the perforation openings (2).
  • an injection strand is introduced into the bore (1).
  • the area of the bore (1) above the perforation openings is closed with a packer.
  • a fracking liquid is injected at a pressure in the range of 300 to 1000 bar via the injection strand in the underground Erdöllager Maschinen. Under the influence of the pressure of the fracking fluid, fracture cracks (3) are formed in the underground oil reservoir.
  • proppant may be included.
  • a fraying liquid which contains no proppant.
  • Suitable proppants are, for example, ceramic materials such as sand or proppant.
  • the proppant stabilizes the generated fracking cracks (3) so that the fracking cracks (3) remain open even after the pressure has been decreased.
  • the fracking cracks (3) are generally heavily contaminated with the water contained in the fracking liquid.
  • the fracking liquid can be removed from the fracking cracks (3). This process is also referred to as remediation. Suitable processes for the remediation of the fracture cracks (3) are known to the person skilled in the art.
  • the inventive method is thus carried out without a prior refurbishment of Frackrisse (3).
  • the first formulation F1 undergoes an exothermic chemical reaction after addition of at least one initiator (I).
  • the second formulation F2 is chemically inert.
  • the term “chemically inert” with respect to the second formulation F2 is understood to mean that the exothermic chemical reaction is not initiated when the first formulation F1 is mixed with the second formulation F.
  • the term “chemically inert” is used in the present invention on the second formulation F2 beyond understood that even when mixing the second formulation F2 with the third formulation F3 no exothermic chemical reaction is initiated.
  • the third formulation F3 contains at least one initiator (I).
  • the initiator (I) initiates the exothermic chemical reaction of the first formulation F1. This means that in contacting, for example by mixing, the first formulation F1 with the third formulation F3, the exothermic chemical reaction of the first formulation F1 is initiated.
  • the first formulation F1 has a viscosity (V F i) which is lower than the viscosity (V F 2) of the second formulation F 2.
  • the third formulation F3 also has a viscosity (V F 3) which is lower than the viscosity (V F 2) of the second formulation F2.
  • the present invention thus also provides a process in which the viscosity (V F2 ) of the second formulation F2 is greater than the viscosity (V F1 ) of the first formulation F1 and greater than the viscosity (V F3 ) of the third formulation is F3.
  • the second formulation F2 generally has a viscosity (V F 2) that is 10 to 50% higher than the viscosity (V F i) of the first formulation F1.
  • the second formulation F2 generally has a viscosity (V F 2) that is 10 to 50% higher than the viscosity (V F 3) of the third formulation F3.
  • the subject matter of the present invention is therefore also a process in which the viscosity (V F2 ) of the second formulation F2 is 10 to 50% higher than the viscosity (V F1 ) of the first formulation F1, and that the viscosity (V F2 ) the second formulation F2 is 10 to 50% higher than the viscosity (V F3 ) of the third formulation F3.
  • Injection of the formulations F1, F2 and F3 according to process steps a), b) and c) is carried out directly one after the other in a preferred embodiment of the present invention.
  • the term "directly after one another" is understood according to the invention to mean that no other fluids are injected through the bore (1) between the injection of the first formulation F1 according to method step a) and the injection of the second formulation F2 according to method step b) Method steps b) and c), that is to say also between the injection of the second formulation F2 according to method step b) and the injection of the third formulation F3 according to method step c), in a preferred embodiment, no other fluids are injected through the bore (1).
  • the second formulation F2 in method step b) displaces the first formulation F1.
  • the second formulation F2 thus displaces the first formulation F1 "flask-like" away from the bore (1) along the fracture tears 3.
  • This phenomenon is also referred to as the "piston effect”.
  • the formulation F2 Due to the viscosity difference between the third formulation F3 and the second formulation F2, the formulation F2 is only partially replaced by the formulation F3.
  • the third formulation F3 can penetrate the second formulation F2.
  • This effect is also called “tunneling” or "fingering”.
  • the third formulation F3 comes into contact with the first formulation F1 in the fracture tears (3). That in the third formulation F3 contained initiator (I) subsequently initiates the exothermic chemical reaction of the first formulation F1.
  • the present invention thus also provides a process in which, during or after process step c), the third formulation F3 permeates the second formulation F 2 and comes into contact with the first formulation F1 and initiates the exothermic chemical reaction, resulting in a subsurface oil reservoir heated zone (10) is formed.
  • the viscosity of the second formulation F2 can be adjusted by the addition of at least one thickener.
  • Suitable thickening agents are known to the person skilled in the art. Suitable thickeners are, for example, synthetic polymers such as polyacrylamide or copolymers of acrylamide and other monomers, especially monomers containing sulfonic acid groups, and polymers of natural origin such as glucosyl, glucans, xanthan, diuthane or glucan. Glucan is preferred.
  • the second formulation F2 generally contains 0.1 to 5 wt .-% of at least one thickener, based on the total weight of the second formulation F2.
  • the first formulation F1 and / or the third formulation F3 may also contain thickening agents.
  • the content of thickening agents in the formulations F1 and F3 is lower than the content of thickening agent in the second formulation F2, in general, to meet the conditions described above, the viscosity (V F i), (V F2) and (V F3) ,
  • the viscosity (V F 2) of the second formulation F2 is generally in the range from 50 to 500 mPas, preferably in the range from 55 to 400 mPas.
  • the viscosity (V F1 ) of the first formulation F1 is generally in the range from 1 to ⁇ 50 mPas, preferably in the range from 1 to 40 mPas.
  • the viscosity (V F3 ) of the third formulation F3 is generally in the range of 1 to ⁇ 50, preferably in the range of 1 to 40 mPas.
  • the present invention thus also provides a process in which the viscosity (V F1 ) of the first formulation F1 in the range of 1 to ⁇ 50 mPas and the viscosity (V F2 ) of the second formulation F2 in the range of 50 to 500 mPas and the Viscosity (V F3 ) of the third formulation F3 in the range of 1 to ⁇ 50 mPas.
  • the viscosity of the second formulation F2 depends mainly on the type and concentration of the thickener used.
  • the viscosity (V F2 ) of the second formulation F2 is adjusted to the viscosity (V F1 ) of the first formulation F1.
  • the viscosity can be calculated by means of the ratio (R1) according to the following formula:
  • M-1 describes in it the mobility of the first formulation F1 in the Frackrissen (3) of the underground oil reservoir.
  • M 2 describes the mobility of the second formulation F2 in the Frackrissen (3) of the underground oil reservoir.
  • k r1 describes the relative permeability of the first formulation F1 in the fracking cracks (3) in the underground oil reservoir.
  • k r2 describes the relative permeability of the second formulation F2 in Frackrissen (3) in the underground Erdöllageriere.
  • describes the viscosity of the first formulation F1 under the conditions in Frackrissen (3) in the underground Erdöllageriere.
  • ⁇ 2 describes the viscosity of the second formulation F2 under the conditions in Frackrissen (3) in the underground Erdöllageriere.
  • the relative permeability (k r) is a dimensionless quantity. It defines the ratio of the permeability at a certain fluid saturation of the fracture cracks (3) in relation to the permeability without fluid saturation.
  • the value R1 ⁇ 1 In order to ensure the displacement of the first formulation F1 by the second formulation F2 along the Frackrisse (3), the value R1 ⁇ 1 must be.
  • the necessary viscosity differences between the first formulation F1 and the second formulation F2 can be calculated from the above formula.
  • the viscosity (V F 3) of the third Formulation as described above lower than the viscosity (V F2 ) of the second formulation F2.
  • the viscosities necessary for this can be calculated analogously to the formula described above via the ratio R2.
  • R2 is determined by the following formula:
  • M 2 describes in it the mobility of the second formulation F2 in the Frackrissen (3) of the underground oil reservoir.
  • M 3 describes the mobility of the third formulation F3 in the Frackrissen (3) of the underground oil reservoir.
  • k r2 describes the relative permeability of the second formulation F2 in Frackrissen (3) in the underground Erdöllageriere.
  • k r3 describes the relative permeability of the third formulation F3 in Frackrissen (3) in the underground Erdöllageriere.
  • ⁇ 2 describes the viscosity of the second formulation F2 under the conditions in Frackrissen (3) in the underground Erdöllageriere.
  • ⁇ 3 describes the viscosity of the third formulation F3 under the conditions in Frackrissen (3) in the underground Erdöllageriere.
  • values> 1 are selected for R2.
  • the necessary viscosity (V F 3) of the third formulation F3 can be determined by the above formula.
  • the volume ratio of the first formulation F1 to the second formulation F2 may range between 9: 1 and 7: 3.
  • the volume of the third formulation F3 injected in process step c) is generally from 5 to 30% by volume of the total volume of the formulations F1 and F2 injected in process steps a) and b).
  • the present invention thus also provides a process in which the volume ratio of the first formulation F1 to the second formulation F2 is in the range from 9: 1 to 7: 3.
  • the present invention thus also provides a process in which the volume of the third formulation F3 is 5 to 30% by volume of the total volume of the formulations F1 and F2 injected in step a) and b).
  • the fracture cracks (3) in the subterranean crude oil reservoir are stabilized by the proppants.
  • formulations F1, F2 and F3 in a preferred embodiment do not contain proppants.
  • fracking fluids containing no proppant were used to create the fracture cracks (3) in the underground oil reservoir, the fracture cracks (3) do not contain proppants.
  • the fracking cracks (3) therefore partially close again.
  • the formulations F1, F2 and / or F3 are injected into the subterranean crude oil deposit at a pressure in the range of 300 to 1000 bar.
  • the present invention thus also provides a process in which the formulations F1, F2 and / or F3 are injected at a pressure in the range from 300 to 1000 bar, whereby further fracture cracks are formed in the subterranean crude oil deposit.
  • first formulation F1 and optionally the formulations F2 and / or F3 itself as fracking liquids.
  • initially no fracture cracks (3) are contained in the underground oil reservoir.
  • the first formulation F1 is in this case injected at a pressure in the range of 300 to 1000 bar, whereby the Frackrisse (3) form in the underground Erdöllager GmbH.
  • the formulations F2 and / or F3 can also be injected at a pressure in the range from 300 to 1000 bar.
  • the thermal treatment process of the invention is combined with a fracking process.
  • the fracking process and the thermal treatment are realized simultaneously by the process steps a) to c).
  • the subject matter of the present invention is therefore also a method in which the fracture cracks (3) of the underground oil reservoir are produced by injecting the first formulations F1 and optionally by injecting the formulations F2 and / or F3.
  • the formulations F1, F2 and / or F3 may contain proppants.
  • the proppants are in this case in the process steps a), b) and / or c) registered in the Frackrisse (3). After expiration of the exothermic chemical reaction, the proppants remain in the fracking gaps (3) and stabilize them, so that even after pressure decrease the Frackrisse (3) remain open.
  • the use of proppants in the formulations F1, F2 and / or F3 is not absolutely necessary. In one embodiment, formulations F1, F2 and F3 do not contain proppants.
  • formulations F1 and F2 contain no proppant and formulation F3 contains a proppant.
  • the formulation F1 contains no proppant and the formulations F2 and F3 contain a proppant.
  • all formulations F1, F2 and F3 contain a proppant.
  • the area in the underground oil reservoir in which the exothermic chemical reaction starts can be determined in advance.
  • a premature reaction in the bore (1) can be reliably prevented by the method according to the invention.
  • the first formulation F1 can be deeply introduced into the fracture cracks (3) of the underground oil reservoir.
  • the first formulation F1 and the third formulation F3 during injection, premature onset of the exothermic chemical reaction is reliably prevented, whereby damage to the bore (1) can be excluded.
  • the exothermic chemical reaction of the first formulation F1 the region of the Frackrisse (3), in which the exothermic chemical reaction takes place, heated, whereby a heated zone (10) is formed.
  • any water contained in the fracking cracks (3) is heated or evaporated.
  • the tailoring cracks (3) can thus be remediated by the method according to the invention for thermal treatment. Due to the sudden increase in temperature during the exothermic chemical reaction, further cracks can be formed in the surrounding rock of the fracture cracks (3). These cracks are also referred to as micro-cracks (5).
  • FIG. 1 shows the state at the beginning of method step c).
  • FIG. 1 shows a vertical section of the underground oil reservoir.
  • the first formulation F1 was first injected into the fracking cracks (3) via the perforation openings (2).
  • the second formulation F2 was injected.
  • the second formulation F2 has displaced the first formulation F1 piston-like along the Frackrisse (3).
  • the third formulation F3 By injecting the third formulation F3, the second formulation F2 was partially displaced further along the tailings cracks (3).
  • the second formulation F2 has in turn displaced the first formulation F1 along the tailings cracks (3). Due to the low viscosity (V F 3) and the higher mobility of the third formulation F3 this in the implementation of the process step c) partially mixed with the second formulation F2.
  • FIG. 5 like FIG. 1, shows by way of example the state at the beginning of method step c).
  • FIG. 5 shows a horizontal section of the underground oil reservoir.
  • the formulations F1, F2 and F3 were injected into the fracture cracks (3) through the bore (1).
  • the outermost region is filled with the first formulation F1.
  • the middle area is filled with the second formulation F2 and the inner area is filled with the third formulation F3. Due to the low viscosity (V F 3) and the higher mobility of the third formulation F3 this in the implementation of the process step c) partially mixed with the second formulation F2.
  • FIG. 2 shows the state after the injection of the third formulation F3 has been carried out for a long time (toward the end of the process step c)).
  • FIG. 2 shows a vertical section of the underground oil reservoir. Due to the low viscosity (V F 3) and the higher mobility of the third formulation F3, the third formulation F3 has penetrated the second formulation F2 and comes into contact with the first formulation F1 in the fracture tears (3).
  • the initiator (I) contained in the third formulation F3 initiates the exothermic chemical reaction of the first formulation F1.
  • Figure 6 shows a horizontal section through the underground Erdöllageriere.
  • the third formulation F3 has penetrated the quasi-centered region filled with the second formulation F2 and comes into contact with the first formulation F1 initiating the exothermic chemical reaction.
  • formulations F1 and F3 take place in the fracture tears (3) of the underground oil reservoir. After mixing formulations F1 and F3, an exothermic chemical reaction begins in the fracture tears (3).
  • the inventive method the mixing of the formulations F1 and F3 in Frackrissen (3) is guaranteed safe.
  • the losses of the formulations F1 and F3 are minimized by the method according to the invention.
  • the areas in which the exothermic chemical reaction takes place and which are consequently heated can thus be accurately predicted.
  • the state after onset of the exothermic reaction is shown by way of example in FIG.
  • the Frackrisse (3) were hereby generated by a Fracklandaiskeit in which a proppant was suspended.
  • the Frackrisse (3) are therefore stabilized by a proppant.
  • the formulations F1, F2 and F3 were injected into the fracture tears (3).
  • the exothermic chemical reaction of the first formulations F1 was initiated in the tailings tears (3) of the underground oil reservoir.
  • a heated zone (10) was produced.
  • further micro-cracks (5) have formed due to the exothermic chemical reaction.
  • the temperature of the heated zones (10) is generally in the range between 80 ° C and 1200 ° C.
  • the thermal treatment process is carried out so that the heated zone (10) after carrying out the thermal treatment has a temperature of at least 150 ° C, preferably at least 200 ° C and particularly preferably at least 300 ° C.
  • the subject matter of the present invention is thus also a method in which the temperature of the heated zone (10) is a temperature in the range from 80 to 1200 ° C., preferably in the range from 100 to 1000 ° C. and more preferably in the range from 150 to 800 ° C. having. Due to the thermal treatment and the temperature increase due to the exothermic reaction, the fracture cracks (3) present in the underground oil reservoir are being remediated.
  • the subterranean crude oil deposit and especially the fracture cracks (3) produced in the fracking process are heavily contaminated with water.
  • the thermal treatment the temperature rise
  • the water in the Frackrissen (3) is heated or even evaporated. This increases the mobility of the water contained in the Frackrissen (3), in the case of evaporation, the water from Frackrissen (3) even removed.
  • Additives added to the tailing liquids used to form the fracture tears (3), such as thickeners, are destroyed during the thermal treatment.
  • FIG. 4 shows by way of example the state after the onset of the exothermic reaction.
  • the Frackrisse (3) were hereby generated by a Fracklandaiskeit in which no proppant was suspended. After completion of the fracking process and pressure decrease, the Frackrisse (3) have therefore partially closed again.
  • the process steps a), b) and c) according to the invention were subsequently carried out. Due to the pressure when injecting the formulations F1, F2 and F3, the fracking cracks (3) have opened again. Formulations F1 and F2 have no proppant. In the formulation third F3, a proppant was suspended.
  • the geometric extension of the heated zone (10) corresponds at least to the region of the fracture cracks (3) which was filled with the first formulation F1 prior to the onset of the exothermic chemical reaction.
  • injecting the third formulation F3 is continued even after initiating the exothermic reaction of the first formulation F1. This ensures that the exothermic reaction of the first formulation F1 is completely complete.
  • injection of the formulations F1, F2 and F3 is discontinued and subsequently a flood medium (11) is injected through the well (1) into the subterranean crude oil deposit , Suitable flooding agents (11) are known to the person skilled in the art.
  • Preferred flours (1 1) are flours which contain at least 50% by weight, preferably at least 70% by weight, particularly preferably at least 80% by weight and especially preferably at least 90% by weight of water. It is also possible to use as flooding agent (1 1) only water. Pure water, partially desalinated seawater, seawater or formation water can be used here as water.
  • the flooding agent (1 1) may contain 0 to 50 wt .-%, preferably 0 to 30 wt .-%, particularly preferably 0 to 20 wt .-% and particularly preferably 0 to 10 wt .-% further conventional additives.
  • the wt .-% - information with regard to the flooding agent (1 1) each relate to the total weight of the flooding agent used (1 1). Thickeners, surfactants, urea or glycerol, for example, can be used as further customary additives.
  • the subject matter of the present invention is therefore also a process for the extraction of crude oil from an underground oil reservoir which has tail cracks (3) and into which at least one bore (1) and at least one production well are drilled, comprising the steps i) thermal treatment of the underground oil reservoir by the inventive method described above, ii) injecting a flooding agent (1 1) through the at least one bore (1) and extraction of petroleum from at least one production well.
  • the water contained in the aqueous flooding agent (11) is heated or evaporated.
  • the heated aqueous flooding agent (1 1) mobilizes the existing in the underground oil reservoir oil and displaces this in the direction of the production well.
  • the oil is taken from the production wells.
  • the aqueous flooding agent (1 1) can also be evaporated to water vapor.
  • the aqueous flooding agent (1 1) is heated or evaporated. This has over conventional methods in which water vapor is used as a flood, the advantage that the heat loss is minimal and that costly and technically complex generators for steam generation on the surface of the underground oil reservoir (1) can be omitted.
  • the heated zone (10) is cooled.
  • the injection of the aqueous flooding agent (1 1) is carried out until the temperature of the heated zone (10) to temperatures below 100 ° C, preferably below 80 ° C, cooled is.
  • the inventive method for thermal treatment of the underground Erdöllagerchou is performed again to form again a heated zone (10).
  • the injection of an aqueous flooding agent (1 1) can be made again.
  • the bore (1) can be a vertical, a quasi-horizontal or a horizontal bore.
  • the bore (1) is designed as a vertical bore.
  • the production holes can also be designed as vertical, quasi-horizontal or horizontal bores.
  • the production bores are preferably configured as quasi-horizontal or horizontal bores, particularly preferably as horizontal bores.
  • an aqueous flooding agent (11) When an aqueous flooding agent (11) is injected through the bores (1), it is heated or evaporated in the heated zones (10). The flooding agent (1 1) subsequently displaces the oil in the direction of the production wells and is funded from these.
  • the well (1) which has thermally treated the subterranean oil deposit is used as a production well in the process of producing oil.
  • a further subject of the present invention is also a process for the in situ combustion of petroleum in a subterranean well deposit having tail cracks (3) and into which at least one well (1) is drilled, comprising the steps of i1) thermally treating the subsurface oil well the method according to the invention, ii1) injecting an oxygen-containing mixture through the at least one bore (1).
  • the oxygenated mixture is injected through the bore (1) into the heated zone (10) of the underground oil reservoir.
  • an oxygen-containing mixture for example, pure oxygen, air or oxygen-enriched air can be used.
  • air is used as the oxygen-containing mixture.
  • the oxygen-containing gases described above may be used in admixture with water.
  • the heated zone (10) Prior to injecting the oxygen-containing mixture, the heated zone (10) in this embodiment preferably has a temperature in the range of 200 to 1200 ° C, preferably in the range of 300 to 1000 ° C and more preferably in the range of 400 to 1000 ° C.
  • the method according to the invention has the advantage that large volumetric combustion fronts can be formed. In conventional in-situ oil burning processes, combustion fronts of this size can only be achieved by very long term injection of an oxidizer.
  • step ii1) In situ petroleum burning, initiated by injecting an oxygen-containing mixture in accordance with step ii1), can further increase the temperature in the combustion zone. As a result, the Frackrisse (3) are further heated.
  • a thermal treatment of the underground oil reservoir is thus possible without having to inject further formulations F1, F2 and F3.
  • a thermal treatment of the underground oil reservoir is carried out using, as means for heating the underground oil reservoir, the oil contained in the underground oil reservoir / burned.
  • a flooding agent (11) can be injected through the bore (1) into the underground oil reservoir.
  • the preferably aqueous flooding agent (11) is hereby heated or evaporated as described above.
  • the subject matter of the present invention is thus also a method in which, after method step ii1) in method step iii1), a flood medium (11) is injected through the at least one bore (1) into the underground oil reservoir.
  • a process for the extraction of crude oil from the underground oil reservoir can thus also follow the process according to the invention for in-situ petroleum combustion.
  • the above statements and preferences apply accordingly.
  • Suitable formulations F1, F2 and F3 which fulfill the requirements described above are known in principle to the person skilled in the art. According to the invention, it is possible to use all known formulations which are suitable for undergoing an exothermic reaction after mixing. Preference is given to formulations F1 and F3 which are chemically stable separately from one another and thus do not undergo an exothermic reaction in separate form, that is to say as individual formulations. As a result, the occupational safety is increased, since an onset of the exothermic reaction before mixing the formulations F1 and F3 can be safely excluded.
  • the second formulation F2 used is preferably a formulation which is at least 70% by weight, preferably at least 80% by weight, particularly preferably at least 90% by weight and particularly preferably at least 95% by weight of water and 0.1 to 5 Wt .-% of at least one of the thickening agents described above.
  • Suitable formulations F1 and F3 are disclosed, for example, in the patents described in the introductory part of the present invention.
  • the first formulation F1 contains at least one oxidant and at least one fuel and the third formulation F3 contains an initiator (I) which initiates the exothermic chemical reaction between oxidant and fuel.
  • the subject of the present invention is also a process in which the first formulation F1 contains at least one oxidizing agent (O) and at least one fuel (B).
  • the first formulation F1 contains a peroxide and the third formulation F3 contains an initiator which initiates the decomposition of the peroxide.
  • the first formulation F1 used is an aqueous hydrogen peroxide solution which contains 10 to 50% by weight, preferably 10 to 30% by weight and particularly preferably 20 to 30% by weight of hydrogen peroxide, based on the total weight of the formulation F1 .
  • the third formulation F3 used here is an aqueous initiator solution which initiates the exothermic decomposition of the hydrogen peroxide.
  • Preferred aqueous solutions which contain at least one initiator (I) selected from the group consisting of alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides and an alkali permanganate are preferred as suitable initiator solutions (third formulation F3.)
  • Sodium permanganate and / or potassium permanganate are particularly preferred as alkali permanganate F3) generally contains 0.1 to 10 wt .-%, preferably 1 to 10 wt .-% and particularly preferably 4 to 10 wt .-% of at least one of the initiators (I) described above, each based on the total weight the third formulation F3.
  • the present invention thus also provides a process in which the first formulation F1 contains from 10 to 50% by weight of hydrogen peroxide and from 50 to 90% by weight of water and the third formulation F3 contains from 90 to 99.9% by weight of water and 0.1 to 10% by weight of at least one initiator (I) selected from the group consisting of alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides and alkali permanganates.
  • the first formulation F1 contains from 10 to 50% by weight of hydrogen peroxide and from 50 to 90% by weight of water
  • the third formulation F3 contains from 90 to 99.9% by weight of water and 0.1 to 10% by weight of at least one initiator (I) selected from the group consisting of alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides and alkali permanganates.
  • oxidizing agent for example, dinitrogen tetroxide (N 2 O 4 ), hydrogen peroxide, ammonium nitrate, nitric acid, alkali chlorates and alkali metal perchlorates are suitable. Particularly preferred as the oxidizing agent is ammonium nitrate.
  • the first formulation F1 employed is a composition comprising 10 to 70% by weight of ammonium nitrate, 10 to 30% by weight of water, 10 to 40% by weight of urea and 0 to 10% by weight iron nitrate and 0 to 2% by weight of ammonia, 0 to 5% by weight of a metal powder and 0 to 1% by weight of one of the thickening agents described above.
  • the third formulation F3 used here is a solution which contains 40 to 90% by weight of water and 10 to 60% by weight of alkali nitrite and / or 10 to 40% by weight of hydrochloric acid.
  • alkali nitrite sodium nitrite is particularly preferable.
  • the present invention thus also provides a process in which the first formulation F1 contains 10 to 70% by weight of ammonium nitrate, 10 to 30% by weight of water, 10 to 40% by weight of urea and 0 to 10% by weight.
  • FIG. 1 shows a vertical section through the underground Erdöllager Too at the beginning of the process step c).
  • FIG. 2 shows a vertical section through the underground oil reservoir after process step c) has been carried out for some time.
  • Figure 3 shows a vertical section through the underground Erdöllager Too after the exothermic chemical reaction, the Frackrisse (3) are filled with a proppant.
  • Figure 4 shows a vertical section through the underground Erdöllageriere GmbH after the exothermic chemical reaction, the Frackrisse (3) are partially filled by the third formulation F3 a proppant.
  • Figure 5 shows a horizontal section through the underground Erdöllager Too at the beginning of the process step c).
  • FIG. 6 shows a horizontal section through the underground oil reservoir after process step c) has been carried out for some time.
  • Embodiment 1 In a deep-lying dense oil deposit a vertical hole (1) is brought down.
  • the oil present in the underground oil reservoir has a viscosity in the range of 200 to 220 mPas.
  • the temperature of the underground oil reservoir is 85 ° C.
  • the hole (1) is scanned in one step, with quasi-vertical fracture cracks (3) forming.
  • a fracking liquid is used, in which ceramic proppant is dispersed. 600 m 3 of the fracking liquid are injected into the subterranean crude oil deposit at a pressure of 700 bar.
  • the hole (1) and the Frackrisse (3) are rehabilitated.
  • the remediation 500 m 3 of the first formulation F1 are injected at a pressure in the range of 300 to 400 bar.
  • the first formulation F1 has the following composition:
  • the viscosity (V F i) of the first formulation F1 is 30 mPas. This prevents premature settling of the aluminum and magnesium powder suspended in the first formulation F1.
  • the second formulation F2 is injected into the tailings cracks (3) of the subterranean crude oil deposit.
  • the second formulation F2 contains water whose viscosity has been adjusted to 150 mPas with polyacrylamide. 30 m 3 of the second formulation F2 are injected. As a result, the first formulation F1 along the Frackrisse (3) is displaced deeper into the underground Erdöllager Maschinen. Around the bore (1) this forms a quasi-concentric zone with a radius of 5 to 7 m, which is filled with the second formulation F2.
  • the third formulation F3 is injected. Of the third formulation F3 30 m 3 are injected.
  • the third formulation F3 contains water and hydrochloric acid in a weight ratio of 8: 2.
  • the viscosity (V F 3) of the third formulation F3 is 2mPas. Due to the low viscosity (V F 3) and the high mobility of the third formulation F3, the third formulation F3 penetrates the quasi-concentric zone, which is filled with the second formulation F2. As a result, the third formulation F3 comes into contact with the first formulation F1.
  • the third formulation F3 initiates the exothermic chemical reaction of the first formulation F1, wherein the hydrochloric acid serves as initiator (I).
  • a deep-seated oil shale deposit is being developed that is weakly saturated with petroleum and has a dense deposit matrix.
  • the thickness of the oil-bearing layer of the underground oil reservoir is in the range of 30 to 40 m and has a deposit temperature of 95 ° C.
  • the conventional extraction methods allow only a maximum of 5% of the oil contained in the underground oil reservoir.
  • the underground oil reservoir is being developed by the so-called in situ petroleum burning.
  • the first formulation F1 has the following composition:
  • composition of solution A corresponds to a commercial nitrogen fertilizer:
  • the volume of the first formulation F1 is 70% of the volume of the tailing liquid used.
  • the first formulation F1 has a viscosity (V F i) in the range of 2 to 5 mPas.
  • V F i viscosity
  • the second formulation F2 20 m 3 of water are injected, which was adjusted to a viscosity of 60 cP with polyacrylamide.
  • the third formulation F3 is injected into the fracture tears (3).
  • the volume of the third formulation F3 is 100 m 3 and has the following composition: 45% by weight of alkali metal nitrite,
  • the alkali metal nitrite used is potassium nitrite.
  • the viscosity (V F3 ) of the third formulation F3 is in the range of 2 to 5 mPas.
  • the petroleum has a viscosity in the range of 200 to 250 mPas.
  • the hole (1) is being scrapped, whereby quasi vertical tailings cracks (3) are formed.
  • the Frackrisse (3) are stabilized with ceramic proppant.
  • the vertical bore (1) Prior to initiating injection of the first formulation F1, the vertical bore (1) is packaged.
  • the first formulation F1 is a 40 wt .-% tiger hydrogen peroxide solution is used. 400 m 3 of the first formulation F1 are injected.
  • the viscosity (V F i) of the first formulation F1 is 1 mPas.
  • the viscosity (V F 2) of the second formulation F2 is 120 mPas.
  • the second formulation F2 contains water and polyacrylamide.
  • a 5% by weight aqueous sodium permanganate is initiated as the third formulation F3.
  • the viscosity (V F 3) of the third formulation F3 is 1 to 2 mPas.
  • the potassium permanganate serves as an initiator for the decomposition of the hydrogen peroxide. This forms water vapor and oxygen and the range of the exothermic chemical reaction, we heated to temperatures of about 500 ° C. Due to the sudden increase in temperature and the resulting gas pressure further micro cracks (5) are formed. Subsequently, a rest period of 6 days is inserted. Subsequently, the hole (1) is converted as a production well and extracted oil. This increases the degree of de-oiling of the underground oil reservoir. After 6 to 12 months of oil production, the operation described above is repeated.
  • the permeability of the underground oil reservoir is in the range of 0.05 to 0.1 ⁇ second
  • the viscosity of the Petroleum is at 190 mPas.
  • the reservoir pressure is mPa.
  • the deposit is 2300 m.
  • the underground oil reservoir is being scrapped using conventional fracking fluids in which ceramic proppant is suspended.
  • 200 m 3 of a fracking liquid containing 50 t of proppant is used for fraying.
  • the fracture cracks are in a radius of 20 to 40 m, starting from the hole (1).
  • 120 m 3 of an aqueous solution having the following composition are injected as the first formulation F1:
  • the viscosity (V F i) is 2 to 5 mPas. Subsequently, the second formulation F2 is injected with polyacrylamide thickened water. The second formulation F2 has a viscosity (V F 2) of 150 mPas. 15 m 3 of this formulation are injected.
  • the third formulation F3 As a third formulation, 80 m 3 of an aqueous suspension of aluminum powder are injected.
  • the third formulation F3 has a viscosity (V F 3) of 30 mPas.
  • the third formulation F3 contains 20 t of aluminum powder and about 1, 5 wt .-% surfactant.

Abstract

The invention relates to a method for thermally treating an underground petroleum deposit that has fracking cracks (3) and into which at least one well (1) is drilled, wherein the well (1) has perforation openings (2), by means of which the well (1) is connected to the fracking cracks (3), comprising the following steps: a) injecting a first formulation F1 through the well (1) via the perforation openings (2) into the fracking cracks (3) of the underground petroleum deposit, b) injecting a second formulation F2 through the well (1) via the perforation openings (2) into the fracking cracks (3) of the underground petroleum deposit, c) injecting a third formulation F3 through the well (1) via the perforation openings (2) into the fracking cracks (3) of the underground petroleum deposit, wherein the addition of at least one initiator (I) causes the first formulation F1 to undergo an exothermic chemical reaction and the second formulation F2 is chemically inert and the third formulation F3 contains the at least one initiator (I), which initiates the exothermic chemical reaction of the first formulation F1 in the fracking cracks (3) of the underground petroleum deposit.

Description

Verfahren zur Erdölgewinnung aus einer unterirdischen Formation Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Behandlung einer unterirdischen Erdöllagerstätte sowie ein Verfahren zur Förderung von Erdöl aus einer unterirdischen Erdöllagerstätte.  Description: The present invention relates to a process for the thermal treatment of a subterranean oil deposit and to a process for the production of crude oil from a subterranean mineral oil deposit.
In natürlichen Erdöllagerstätten liegt Erdöl im Allgemeinen in den Hohlräumen poröser Speichergesteine vor, welche zur Oberfläche hin von undurchlässigen Deckschichten abgeschlossen sind. Neben Erdöl sowie Erdgas enthalten unterirdische Erdöllagerstätten darüber hinaus im Allgemeinen mehr oder weniger stark salzhaltiges Wasser. Dieses Wasser wird auch als Lagerstättenwasser oder Formationswasser bezeichnet. Bei den Hohlräumen, in denen das Erdöl vorliegt, kann es sich um sehr feine Hohlräume, Kapillaren, Poren oder dergleichen handeln. Die Hohlräume können beispielsweise einen Durchmesser von nur 1 μηη aufweisen. In natural petroleum reservoirs, petroleum is generally present in the voids of porous reservoirs which are closed to the surface by impermeable facings. In addition to crude oil and natural gas, underground oil reservoirs generally contain more or less saline water. This water is also called deposit water or formation water. In the cavities in which the petroleum is present, it may be very fine cavities, capillaries, pores or the like. The cavities may, for example, have a diameter of only 1 μm.
Zur Förderung von Erdöl und/oder Erdgas aus unterirdischen Erdöllagerstätten wird üblicherweise zunächst mindestens eine Bohrung in die unterirdische Erdöllagerstätte abgeteuft (niedergebracht). Nach dem Niederbringen der Bohrung in die unterirdische Erdöllagerstätte strömt das Erdöl im Allgemeinen zunächst aufgrund des natürlichen Eigendrucks der unterirdischen Erdöllagerstätte von selbst durch das Bohrloch an die Oberfläche. Der Eigendruck der unterirdischen Erdöllagerstätte kann beispielsweise durch in der Lagerstätte vorhandene Gase wie Methan, Ethan oder Propan hervorgerufen werden. Diese Phase der Erdölförderung wird auch als primäre Erdölförderung bezeichnet. In order to extract crude oil and / or natural gas from underground oil reservoirs, at least one well is usually first drilled (drilled) into the underground oil reservoir. After sinking the well into the subterranean oil reservoir, oil generally initially flows to the surface through the borehole due to the natural intrinsic pressure of the subsurface oil reservoir. The intrinsic pressure of the underground oil reservoir can be caused, for example, by gases present in the reservoir, such as methane, ethane or propane. This phase of oil production is also referred to as primary oil production.
Neben der primären Erdölförderung sind auch Methoden zur sekundären und tertiären Erdölförderung bekannt. Bei der sekundären und tertiären Erdölförderung werden zusätzliche Bohrungen in die unterirdische Erdöllagerstätte niedergebracht (abgeteuft). Man unterscheidet dabei im Allgemeinen zwischen sogenannten Produktionsbohrungen und sogenannten Injektionsbohrungen. Durch die Produktionsbohrungen wird Erdöl aus der unterirdischen Erdöllagerstätte an die Oberfläche gefördert. Durch die Injektionsbohrung wird ein Flutmittel in die unterirdische Erdöllagerstätte eingepresst, um den Druck der unterirdischen Erdöllagerstätte aufrecht zu erhalten oder zu erhöhen. Durch das injizierte Flutmittel wird das Erdöl durch die Hohlräume der unterirdischen Erdöllagerstätte von der Injektionsbohrung ausgehend in Richtung der Produktionsbohrungen gedrückt. Bei den sekundären und tertiären Verfahren zur Erdölförderung werden als Flutmittel beispielsweise Wasser, Wasserdampf sowie Wasser, dem Additive zugesetzt werden, eingesetzt. Darüber hinaus kommen auch Gase wie beispielsweise Kohlendioxid oder Stickstoff als Flutmittel zum Einsatz. In addition to primary oil production methods for secondary and tertiary mineral oil production are known. In secondary and tertiary oil production, additional drilling is being drilled (sunk) into the underground oil reservoir. A distinction is generally made between so-called production wells and so-called injection wells. The production wells are used to extract oil from the underground oil reservoir to the surface. Through the injection well, a flood agent is injected into the underground oil reservoir to maintain or increase the pressure of the underground oil reservoir. The injected flooding agent forces petroleum through the cavities of the underground oil reservoir from the injection well toward the production wells. In the secondary and tertiary processes for the production of crude oil, flooding agents include, for example, water, water vapor and water, to which additives are added. used. In addition, gases such as carbon dioxide or nitrogen are also used as flooding agents.
Um den Strom von Erdöl aus der unterirdischen Erdöllagerstätte zu steigern, werden im Allgemeinen zumindest Teilabschnitte der unterirdischen Erdöllagerstätte hydraulisch gebrochen. Hierzu werden geeignete fließfähige Formulierungen, die auch als Frackflüssigkeiten bezeichnet werden, unter hohem Druck in die unterirdische Erdöllagerstätte eingepresst. Der Druck liegt dabei üblicherweise im Bereich von 500 bis 1000 MPa. Hierdurch werden Teile der unterirdischen Erdöllagerstätte (der unterirdischen Gesteinsformation) hydraulisch gebrochen. Dieses Verfahren wird auch als hydraulic fracturing bezeichnet. Unter hydraulic fracturing (hydraulisches Brechen oder Zerklüften einer unterirdischen Erdöllagerstätte) kurz„fracken", versteht man das Eintreten eines Bruchereignisses im Umgebungsgestein einer Bohrung in einer unterirdischen Erdöllagerstätte in Folge der hydraulischen Einwirkung eines Flüssigkeits- oder Gasdrucks auf das Gestein der unterirdischen Erdöllagerstätte. In order to increase the flow of oil from the underground oil reservoir, at least part of the underground oil reservoir is generally hydraulically fractured. For this purpose, suitable flowable formulations, which are also referred to as fracking liquids, pressed under high pressure in the underground Erdöllagerstätte. The pressure is usually in the range of 500 to 1000 MPa. As a result, parts of the underground oil reservoir (the underground rock formation) are broken hydraulically. This process is also referred to as hydraulic fracturing. "Hydraulic fracturing" is the occurrence of a fracture event in the surrounding rock of a well in a subterranean oil reservoir as a result of the hydraulic action of a liquid or gas pressure on the rock of the underground oil reservoir.
Als Frackflüssigkeit sind im Stand der Technik Flüssigkeiten beschrieben, die Wasser, Gelbildner und gegebenenfalls Stützmittel wie Sand oder Proppant enthalten. Durch das Fracken wird die Permeabilität der unterirdischen Erdöllagerstätte erhöht. Hierdurch wird die Förderrate von Erdöl, das in Hohlräumen eingeschlossen ist, gesteigert. Durch die Zerklüftung der unterirdischen Erdöllagerstätte wird der Strom von Erdöl zu den Produktionsbohrungen erleichtert. Die in der Frackflüssigkeit enthaltenen Stützmittel dienen dazu, die beim Fracken gebildeten Frackrisse zu stabilisieren, so dass diese Risse nach Beendigung des Frackens offen bleiben. The fracking liquid described in the prior art are liquids which contain water, gel formers and optionally proppants such as sand or proppant. The fraying increases the permeability of the underground oil reservoir. This increases the delivery rate of petroleum trapped in cavities. The fracture of the underground oil reservoir will facilitate the flow of oil to the production wells. The proppants contained in the fracking liquid serve to stabilize the tailing cracks formed during fraying, so that these cracks remain open after completion of the fraying.
Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Steigerung der Förderraten von Erdöl aus einer unterirdischen Erdöllagerstätte ist die thermische Behandlung der unterirdischen Erdöllagerstätte. Verfahren zur thermischen Behandlung werden insbesondere in unterirdischen Erdöllagerstätten angewendet, die hochviskoses Erdöl enthalten. Darüber hinaus kommt die thermische Behandlung bei Ölschieferlagerstätten zum Einsatz. Another known method for increasing the production rates of oil from an underground oil reservoir is the thermal treatment of the underground oil reservoir. Thermal treatment processes are particularly used in underground oil reservoirs containing high viscosity petroleum. In addition, thermal treatment of oil shale deposits is used.
Hierzu werden im Allgemeinen ein Brennstoff und ein Oxidationsmittel in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert. Der Brennstoff und das Oxidationsmittel reagieren in der unterirdischen Erdöllagerstätte exotherm unter Wärmeentwicklung. Durch die Wärmeentwicklung werden die rheologischen Eigenschaften des in der unterirdischen Erdöllagerstätte enthaltenen Erdöls modifiziert, wodurch eine Steigerung der Förderrate erreicht wird. Je nach Intensität der exothermen Reaktion ist es auch möglich, eine Pyrolyse des Erdöls bzw. der Matrix der unterirdischen Erdöllagerstätte zu bewirken. Die Pyrolyse tritt bevorzugt bei der thermischen Behandlung von Ölschieferlagerstätten auf. Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur thermischen Behandlung von unterirdischen Erdöllagerstätten beschrieben. Die RU 2 210 589 offenbart ein Verfahren zur thermischen Behandlung einer unterirdischen Erdöllagerstätte, bei dem eine wässrige Lösung eines Oxidationsmittels und eines Brennstoffs in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert wird. Anschließend wird eine Initiatorlösung injiziert, die die exotherme Reaktion zwischen Oxidationsmittel und Brennstoff initiiert. Die wässrige Lösung aus Oxidationsmittel und Brennstoff enthält dabei Ammoniumsalze von organischen oder anorganischen Säuren sowie ein Alkalihypochlorit und gegebenenfalls Salze der Salpetersäure. For this purpose, a fuel and an oxidant are generally injected into the underground oil reservoir. The fuel and the oxidizer react exothermally in the subterranean oil reservoir with evolution of heat. The heat development modifies the rheological properties of the petroleum contained in the subterranean oil reservoir, thereby increasing the production rate. Depending on the intensity of the exothermic reaction, it is also possible to effect a pyrolysis of the petroleum or the matrix of the underground Erdöllagerstätte. Pyrolysis occurs preferentially in the thermal treatment of oil shale deposits. In the prior art, various methods for the thermal treatment of underground oil reservoirs are described. RU 2 210 589 discloses a method of thermal treatment of a subsurface oil reservoir in which an aqueous solution of an oxidizer and a fuel is injected into the subterranean crude oil deposit. Subsequently, an initiator solution is injected which initiates the exothermic reaction between oxidant and fuel. The aqueous solution of oxidant and fuel contains ammonium salts of organic or inorganic acids and an alkali hypochlorite and optionally salts of nitric acid.
Als Initiatorlösung wird eine wässrige Lösung von Kupfersulfat, Aluminiumchlorid oder Säuren injiziert. Die Initiatorlösung wird separat nach Injektion der wässrigen Lösung, die eine Oxidationsmittel und einen Brennstoff enthält, injiziert. Bei dem in RU 2 102 589 beschriebenen Verfahren findet die exotherme Reaktion hauptsächlich im Bohrlochinnenraum statt. Die unterirdische Erdöllagerstätte wird hierbei nur geringfügig erwärmt. Das Verfahren ist daher hauptsächlich zum Stimulieren von Bohrlöchern geeignet. Eine effiziente Erwärmung der unterirdischen Erdöllagerstätte wird durch das Verfahren gemäß RU 2 102 589 nicht erreicht. Die RU 2 401 941 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zur thermischen Behandlung von unterirdischen Erdöllagerstätten. Bei diesem Verfahren werden durch zwei voneinander getrennte Injektionsstränge gleichzeitig zwei Formulierungen in die Bohrung injiziert. Die beiden Injektionsstränge werden dabei durch ein innenliegendes Rohr, das von einem außenliegenden Rohr umschlossen ist, gebildet. Das innenliegende Rohr bildet dabei den ersten Injektionsstrang. Der Ringraum zwischen innenliegendem Rohr und außenliegendem Rohr bildet dabei den zweiten Injektionsstrang. Am Ende der beiden Injektionsstränge vermischen sich die separat voneinander gleichzeitig injizierten Formulierungen in der Bohrung. Die erste Formulierung ist eine Mischung, die ein Oxidationsmittel und einen Brennstoff enthält. Hierzu wird beispielsweise eine wässrige Lösung von Harnstoff und Ammoniumnitrat eingesetzt, dem gegebenenfalls weitere Additive, wie beispielsweise Salzsäure, Salpetersäure oder Phosphorsäure sowie wasserlösliche Metallsalze zugegeben werden können. Die zweite Formulierung initiiert die exotherme Reaktion zwischen Oxidationsmittel und Brennstoff. Als zweite Formulierung werden in dem Verfahren der RU 2 401 941 wässrige Lösungen von Alkalimetallnitrit, Borhydrid und einer Lauge oder Natriumhydroxid und Borhydrid eingesetzt. The initiator solution is an aqueous solution of copper sulfate, aluminum chloride or acids. The initiator solution is injected separately after injection of the aqueous solution containing an oxidizer and a fuel. In the process described in RU 2 102 589, the exothermic reaction takes place mainly in the borehole interior. The underground oil reservoir is heated only slightly. The method is therefore mainly suitable for stimulating boreholes. Efficient heating of the underground oil reservoir is not achieved by the method according to RU 2 102 589. The RU 2 401 941 also describes a method for the thermal treatment of underground oil deposits. In this procedure, two formulations are injected simultaneously into the well through two separate injection strands. The two injection strands are formed by an inner tube, which is enclosed by an outer tube. The inner tube forms the first injection strand. The annular space between the inner tube and the outer tube forms the second injection strand. At the end of the two injection strands, the formulations injected separately from each other at the same time mix in the bore. The first formulation is a mixture containing an oxidizer and a fuel. For this purpose, for example, an aqueous solution of urea and ammonium nitrate is used, to which further additives, for example, hydrochloric acid, nitric acid or phosphoric acid and water-soluble metal salts can be added, if desired. The second formulation initiates the exothermic reaction between oxidant and fuel. As a second formulation, aqueous solutions of alkali metal nitrite, borohydride and a lye or sodium hydroxide and borohydride are used in the process of RU 2 401 941.
Bei der exothermen Reaktion im Verfahren gemäß RU 2 401 941 werden in Abhängigkeit von der Konzentration der Formulierungen Temperaturen im Bereich von 200 bis 500 °C erreicht. Im Verfahren gemäß RU 2 401 941 vermischen sich die beiden Formulierungen direkt im Bohrloch. Die exotherme Reaktion findet daher ebenfalls hauptsächlich im Bohrloch statt. Das Verfahren gemäß RU 2 401 941 ist daher vorwiegend zur Stimulierung von Produktionsbohrungen und zur Entfernung von Ablagerungen aus Produktionsbohrungen geeignet. Die unterirdische Erdöllagerstätte wird bei dem Verfahren gemäß RU 2 401 941 nur minimal erwärmt. In the exothermic reaction in the process according to RU 2 401 941, temperatures in the range of 200 to 500 ° C are reached, depending on the concentration of the formulations. In the process according to RU 2 401 941, the two formulations mix directly in the borehole. The exothermic reaction therefore takes place also mainly in the borehole. The method according to RU 2 401 941 is therefore primarily suitable for stimulating production wells and for removing deposits from production wells. The underground oil reservoir is only minimally heated in the process according to RU 2 401 941.
Die RU 2 349 743 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zur thermischen Behandlung von unterirdischen Erdöllagerstätten. Das Verfahren wird dabei bevorzugt in unterirdischen Erdöllagerstätten angewendet, die hochviskoses Erdöl enthalten. Hierzu wird in einem ersten Schritt eine wässrige Wasserstoffperoxid lösung mit einer Konzentration von 30 Gew.-% Wasserstoffperoxid durch eine Bohrung in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert. Nachfolgend wird in einem zweiten Schritt eine wässrige Lösung, die Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid enthält, in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert. Nach Abschluss des zweiten Verfahrensschritts vermischt sich die Wasserstoffperoxidlösung mit der wässrigen Alkalihydroxidlösung in der unterirdischen Erdöllagerstätte. The RU 2 349 743 also describes a method for the thermal treatment of underground oil deposits. The method is preferably used in underground oil reservoirs containing high-viscosity petroleum. For this purpose, in an initial step, an aqueous hydrogen peroxide solution is injected with a concentration of 30 wt .-% hydrogen peroxide through a hole in the underground oil reservoir. Subsequently, in a second step, an aqueous solution containing sodium hydroxide or potassium hydroxide is injected into the underground oil reservoir. Upon completion of the second process step, the hydrogen peroxide solution mixes with the aqueous alkali hydroxide solution in the underground oil reservoir.
Das Alkalihydroxid katalysiert die Zersetzung von Wasserstoffperoxid. Bei dieser exothermen Zersetzung werden Temperaturen im Bereich von 500 °C erreicht. Das Verfahren gemäß RU 2 349 743 hat gegenüber den vorstehend beschriebenen Verfahren den Vorteil, dass mit diesem Verfahren eine Erwärmung der unterirdischen Erdöllagerstätte möglich ist. The alkali metal hydroxide catalyzes the decomposition of hydrogen peroxide. In this exothermic decomposition temperatures in the range of 500 ° C are reached. The method according to RU 2 349 743 has the advantage over the methods described above that heating of the underground oil reservoir is possible with this method.
Nachteilig an dem Verfahren gemäß RU 2 349 743 ist jedoch, dass insbesondere in dichten unterirdischen Erdöllagerstätten die Vermischung der nacheinander injizierten wässrigen Lösungen nicht sicher gewährleistet ist. Es ist schwer vorhersagbar, wie sich die wässrigen Lösungen in der unterirdischen Formation verteilen, so dass es bei dem Verfahren gemäß RU 2 349 743 zu großen Verlusten an wässriger Wasserstoffperoxidlösung bzw. wässriger Alkalihydroxidlösung kommen kann. Ein weiterer Nachteil des Verfahrens besteht darin, dass eine Zersetzung der wässrigen Wasserstoffperoxidlösung bereits während der Injektion einsetzen kann. Dies liegt darin begründet, dass beide wässrigen Formulierungen nacheinander durch denselben Rohrstrang injiziert werden. However, a disadvantage of the process according to RU 2 349 743 is that, especially in dense subterranean oil reservoirs, the mixing of the successively injected aqueous solutions is not reliably ensured. It is difficult to predict how the aqueous solutions will disperse in the subterranean formation, so that large losses of aqueous hydrogen peroxide solution or aqueous alkali metal hydroxide solution may occur in the process according to RU 2 349 743. Another disadvantage of the method is that a decomposition of the aqueous hydrogen peroxide solution can already begin during the injection. This is because both aqueous formulations are successively injected through the same tubing.
Die RU 2 278 250 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zur thermischen Behandlung von unterirdischen Erdöllagerstätten. Hierbei werden mindestens zwei Bohrungen in die unterirdische Erdöllagerstätte niedergebracht. Der Bereich zwischen den beiden Bohrungen wird erwärmt. In die erste Bohrung wird eine Lösung, die Wasserstoffperoxid enthält, injiziert. In die zweite Bohrung wird eine wässrige Lösung injiziert, die die exotherme Zersetzung von Wasserstoffperoxid initiiert. Als Initiatorlösung werden wässrige Lösungen, die Natriumpermanganat enthalten, verwendet. Die Wasserstoffperoxid lösung weist eine Konzentration im Bereich von 18 bis 50 Gew.-% auf. Durch das getrennte Injizieren der beiden Lösungen durch zwei Bohrungen, bewegen sich in der unterirdischen Erdöllagerstätte die beiden Flutfronten aufeinander zu. The RU 2 278 250 also describes a process for the thermal treatment of underground oil deposits. Here, at least two holes are drilled in the underground oil reservoir. The area between the two holes is heated. In the first well, a solution containing hydrogen peroxide is injected. The second well is injected with an aqueous solution that initiates the exothermic decomposition of hydrogen peroxide. As the initiator solution, aqueous solutions containing sodium permanganate are used. The hydrogen peroxide solution has a concentration in the range of 18 to 50 wt .-%. By injecting the two solutions separately through two Drilling, moving in the underground Erdöllagerstätte the two flood fronts to each other.
Sobald sich die beiden Flutfronten in der unterirdischen Erdöllagerstätte treffen, tritt eine Vermischung der Wasserstoffperoxid lösung und der Initiatorlösung in der unterirdischen Erdöllagerstätte ein. Hierdurch wird die exotherme Zersetzung von Wasserstoffperoxid initiiert. Hierbei bilden sich Sauerstoff und Wasserdampf. Mit dem Verfahren gemäß RU 2 349 743 ist somit eine thermische Behandlung und eine deutliche Erwärmung der unterirdischen Erdöllagerstätte zwischen den zwei Bohrungen möglich. Nachteilig an diesem Verfahren ist jedoch, dass sich die beiden Formulierungen in der unterirdischen Erdöllagerstätte unkontrolliert verteilen. Ein Zusammentreffen der beiden Formulierungen in der unterirdischen Erdöllagerstätte zwischen den beiden Bohrungen ist somit nicht sicher gewährleistet. Dies führt zu großen Verlusten an wässriger Wasserstoffperoxidlösung und an wässriger Kaliumpermanganatlösung, da nur ein geringer Teil der beiden injizierten Formulierungen in der unterirdischen Erdöllagerstätte tatsächlich aufeinander trifft und somit zur Erwärmung der unterirdischen Erdöllagerstätte führt. As soon as the two flood fronts meet in the underground oil reservoir, mixing of the hydrogen peroxide solution and the initiator solution occurs in the underground oil reservoir. As a result, the exothermic decomposition of hydrogen peroxide is initiated. This forms oxygen and water vapor. With the method according to RU 2 349 743 thus a thermal treatment and a significant warming of the underground oil reservoir between the two holes is possible. However, a disadvantage of this process is that the two formulations are distributed uncontrollably in the underground oil reservoir. A coincidence of the two formulations in the underground oil reservoir between the two holes is thus not guaranteed safe. This results in large losses of aqueous hydrogen peroxide solution and aqueous potassium permanganate solution since only a small portion of the two injected formulations in the subterranean crude oil deposit actually meet and thus result in the heating of the underground oil reservoir.
Alle vorstehend beschriebenen Verfahren zur thermischen Behandlung von unterirdischen Erdöllagerstätten haben den Nachteil, dass entweder die unterirdische Erdöllagerstätte nur minimal erwärmt wird, oder dass sich die flüssigen Formulierungen in der unterirdischen Erdöllagerstätte praktisch unkontrolliert verteilen. Die Lage und das Volumen des Bereichs, der durch thermische Behandlung erwärmt werden soll, lassen sich in einer unterirdischen Erdöllagerstätte nur sehr ungenau lokalisieren. Mit den vorstehend beschriebenen Verfahren ist es daher nicht möglich, genau vorauszusagen, in welchem Bereich der unterirdischen Erdöllagerstätte die exotherme chemische Reaktion stattfindet und welcher Bereich der unterirdischen Erdöllagerstätte durch die thermische Behandlung erwärmt wird. Darüber hinaus kommt es bei den vorstehend beschriebenen Verfahren zu großen Verlusten der injizierten Formulierungen, das heißt die injizierten Formulierungen reagieren nicht vollständig ab sondern verbleiben in unreagiertem Zustand in der unterirdischen Erdöllagerstätte. Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur thermischen Behandlung unterirdischer Erdöllagerstätten bereitzustellen, das die vorstehend beschriebenen Nachteile des Standes der Technik nicht oder nur in vermindertem Maße aufweist. Das erfindungsgemäße Verfahren soll ein sicheres Vermischen und somit ein möglichst vollständiges Abreagieren der eingesetzten Formulierungen gewährleisten. Der Bereich der unterirdischen Erdöllagerstätte, der bei der thermischen Behandlung erwärmt wird, soll möglichst genau vorhersagbar und kontrollierbar sein. Ein vorzeitiges Einsetzten der exothermen Reaktion an der Oberfläche der unterirdischen Erdöllagerstätte bzw. in der Bohrung, die in die unterirdische Erdöllagerstätte niedergebracht ist, soll sicher verhindert werden. All the processes described above for the thermal treatment of underground oil reservoirs have the disadvantage that either the underground oil reservoir is only minimally heated or that the liquid formulations in the underground oil reservoir are distributed virtually uncontrollably. The location and volume of the area to be heated by thermal treatment can only be localized very inaccurately in an underground oil reservoir. With the methods described above, it is therefore not possible to predict exactly in which area of the underground oil reservoir the exothermic chemical reaction will take place and which area of the underground oil reservoir will be heated by the thermal treatment. Moreover, in the processes described above, large losses of the injected formulations occur, that is, the injected formulations do not completely react but remain unreacted in the subterranean crude oil reservoir. The present invention is therefore based on the object to provide a method for thermal treatment of underground oil deposits, which does not have the disadvantages of the prior art described above, or only to a reduced extent. The process according to the invention is intended to ensure reliable mixing and thus the most complete possible reaction of the formulations used. The area of underground oil reservoir, which is heated during the thermal treatment, should be as accurately predictable and controllable. Premature use of the exothermic reaction at the Surface of the underground oil reservoir or in the well, which is drilled into the underground Erdöllagerstätte, should be safely prevented.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur thermischen Behandlung einer unterirdischen Erdöllagerstätte, die Frackrisse (3) aufweist und in die mindestens eine Bohrung (1 ) niedergebracht ist, wobei die Bohrung (1 ) Perforationsöffnungen (2) aufweist, über die die Bohrung (1 ) in Verbindung zu den Frackrissen (3) steht, umfassend die Schritte: a) Injizieren einer ersten Formulierung F1 durch die Bohrung (1 ) über die Perforationsöffnungen (2) in die Frackrisse (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte, b) Injizieren einer zweiten Formulierung F2 durch die Bohrung (1 ) über die Perforationsöffnungen (2) in die Frackrisse (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte, c) Injizieren einer dritten Formulierung F3 durch die Bohrung (1 ) über die Perforationsöffnungen (2) in die Frackrisse (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte, wobei die erste Formulierung F1 durch Zugabe mindestens eines Initiators (I) eine exotherme chemische Reaktion eingeht und This object is achieved by a method for the thermal treatment of an underground Erdöllagerstätte, the Frackrisse (3) and in which at least one bore (1) is brought down, wherein the bore (1) has perforation openings (2) through which the bore (1 in conjunction with the fracture tears (3), comprising the steps of: a) injecting a first formulation F1 through the bore (1) via the perforation openings (2) into the fracture tears (3) of the subterranean crude oil deposit, b) injecting a second formulation F2 through the bore (1) via the perforation openings (2) into the fracture cracks (3) of the underground oil reservoir; c) injecting a third formulation F3 through the bore (1) via the perforation openings (2) into the fracture cracks (3) of the subterranean Erdölagerstätte, wherein the first formulation F1 by the addition of at least one initiator (I) undergoes an exothermic chemical reaction, and
die zweite Formulierung F2 chemisch inert ist und  the second formulation F2 is chemically inert and
die dritte Formulierung F3 den mindestens einen Initiator (I) enthält, der die exotherme chemische Reaktion der ersten Formulierung F1 in den Frackrissen (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte initiiert, wobei die Viskosität (VF2) der zweiten Formulierung F2 größer als die Viskosität (VFi ) der ersten Formulierung F1 und größer als die Viskosität (VF3) der dritten Formulierung F3 ist. the third formulation F3 contains the at least one initiator (I) which initiates the exothermic chemical reaction of the first formulation F1 in the fracture tears (3) of the underground oil reservoir, the viscosity (V F 2) of the second formulation F 2 being greater than the viscosity ( V F i) of the first formulation F1 and greater than the viscosity (V F 3) of the third formulation F3.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem ein Verfahren zur thermischen Behandlung einer unterirdischen Erdöllagerstätte, die Frackrisse (3) aufweist und in die mindestens eine Bohrung (1 ) niedergebracht ist, wobei die Bohrung (1 ) Perforationsöffnungen (2) aufweist, über die die Bohrung (1 ) in Verbindung zu den Frackrissen (3) steht, umfassend die Schritte: a) Injizieren einer ersten Formulierung F1 durch die Bohrung (1 ) über die Perforationsöffnungen (2) in die Frackrisse (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte, b) Injizieren einer zweiten Formulierung F2 durch die Bohrung (1 ) über die Perforationsöffnungen (2) in die Frackrisse (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte, c) Injizieren einer dritten Formulierung F3 durch die Bohrung (1 ) über dieThe subject of the present invention is also a process for the thermal treatment of an underground oil reservoir which has tail cracks (3) and into which at least one bore (1) is drilled, wherein the bore (1) has perforation openings (2) over which the bore ( 1) in conjunction with the fracture tears (3), comprising the steps of: a) injecting a first formulation F1 through the bore (1) via the perforation openings (2) into the fracture tears (3) of the underground oil reservoir, b) injecting a second formulation F2 through the bore (1) through the perforations (2) into the fracture cracks (3) of the subterranean crude oil deposit; c) injecting a third formulation F3 through the bore (1) over the
Perforationsöffnungen (2) in die Frackrisse (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte, wobei die erste Formulierung F1 durch Zugabe mindestens eines Initiators (I) eine exotherme chemische Reaktion eingeht und Perforationsöffnungen (2) in the Frackrisse (3) of the underground Erdöllagerstätte, wherein the first formulation F1 by the addition of at least one initiator (I) enters into an exothermic chemical reaction, and
die zweite Formulierung F2 chemisch inert ist und  the second formulation F2 is chemically inert and
die dritte Formulierung F3 den mindestens einen Initiator (I) enthält, der die exotherme chemische Reaktion der ersten Formulierung F1 in den Frackrissen (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte initiiert.  the third formulation F3 contains the at least one initiator (I) which initiates the exothermic chemical reaction of the first formulation F1 in the fracture tears (3) of the underground oil reservoir.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur thermischen Behandlung einer unterirdischen Erdöllagerstätte kann prinzipiell in allen unterirdischen Lagerstätten angewendet werden, die Erdöl enthalten. Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren jedoch in unkonventionellen unterirdischen Erdöllagerstätten angewendet. Unter unkonventionellen unterirdischen Erdöllagerstätten werden erfindungsgemäß Lagerstätten verstanden, die eine dichte Lagerstättenmatrix aufweisen und/oder Erdöl mit einer hohen Viskosität enthalten. Unkonventionelle unterirdische Erdöllagerstätten sind beispielsweise Shale-Öl-Lagerstätten, Bitumenlagerstätten, Schweröl lagerstätten oder Öl-Schiefer-Lagerstätten. Die unkonventionellen unterirdischen Erdöllagerstätten weisen dabei im Allgemeinen, vor Durchführung des Frack-Verfahrens, eine Permeabilität von weniger als 10 mD auf. Die Viskosität des Erdöls liegt im Allgemeinen im Bereich von 10 bis 10 000 mPas. Die Viskosität der Bitumen kann weit über 10 000 mPas liegen. In unkonventionellen Shale-Öl-Lagerstätten ist die Ölförderung nur nach massiver thermischer Behandlung des Lagerstättengesteins (Pyrolyse) möglich. The inventive method for the thermal treatment of a subterranean oil reservoir can be used in principle in all underground deposits containing petroleum. However, the process according to the invention is preferably used in unconventional underground oil reservoirs. According to the invention, unconventional underground oil reservoirs are understood as meaning reservoirs which have a dense deposit matrix and / or contain crude oil having a high viscosity. Unconventional subterranean oil reservoirs include shale oil deposits, bitumen deposits, heavy oil deposits or oil shale deposits. The unconventional underground oil reservoirs generally have a permeability of less than 10 mD prior to the fracking process. The viscosity of the petroleum is generally in the range of 10 to 10,000 mPas. The viscosity of the bitumen can be well over 10,000 mPas. In unconventional shale-oil deposits, oil production is only possible after massive thermal treatment of the reservoir rock (pyrolysis).
Im erfindungsgemäßen Verfahren ist in die unterirdische Erdöllagerstätte mindestens eine Bohrung (1 ) niedergebracht. Der Begriff „mindestens eine Bohrung (1 )" umfasst erfindungsgemäß sowohl genau eine Bohrung (1 ) als auch zwei oder mehrere Bohrungen (1 ). Die Begriffe „mindestens eine Bohrung (1 )" und „eine Bohrung (1 )" werden erfindungsgemäß synonym gebraucht. In the method according to the invention at least one bore (1) is drilled into the underground oil reservoir. The term "at least one bore (1)" according to the invention comprises both exactly one bore (1) and two or more bores (1). The terms "at least one bore (1)" and "one bore (1)" become synonymous according to the invention second hand.
Bei der Bohrung (1 ) kann es sich um eine vertikale oder um eine abgelenkte Bohrung handeln. Verfahren zum Niederbringen der Bohrung (1 ) sind dem Fachmann bekannt. Die Bohrung (1 ) wird im Allgemeinen verrohrt und zementiert. Die Bohrung (1 ) umfasst erfindungsgemäß Perforationsöffnungen (2) über die die Bohrung in Verbindung zu den Frackrissen (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte steht. Die Perforationsöffnungen (2) werden durch an sich bekannte Verfahren hergestellt. Bevorzugt kommt hierbei die Kugelperforation zum Einsatz, wie sie beispielsweise in der RU 2 358 100 beschrieben ist. The hole (1) can be a vertical or a deflected hole. Methods for sinking the bore (1) are known in the art. The bore (1) is generally cased and cemented. The bore (1) according to the invention comprises perforation openings (2) via which the bore is connected to the fracking cracks (3) of the underground oil reservoir. The perforation openings (2) are produced by methods known per se. The ball perforation is preferably used here, as described for example in RU 2 358 100.
Die Perforationsöffnungen (2) befinden sich in einem Perforationsabschnitt der im Allgemeinen eine Länge im Bereich von 1 bis 20 Metern (m) aufweist. Die Bohrung (1 ) ist somit über einen Bereich von 1 bis 20 m perforiert. The perforation openings (2) are located in a perforation section which generally has a length in the range of 1 to 20 meters (m). The hole (1) is thus perforated over a range of 1 to 20 m.
Die Bohrung (1 ) weist über die Perforationsöffnungen (2) eine hydrodynamische Verbindung zu den Frackrissen (3) auf. Dies ermöglicht das Einleiten der Formulierungen F1 , F2 und F3 durch die Bohrung (1 ) über die PerforationsöffnungenThe bore (1) has a hydrodynamic connection to the fracking cracks (3) via the perforation openings (2). This allows the introduction of the formulations F1, F2 and F3 through the bore (1) via the perforation openings
(2) in die Frackrisse (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte. (2) into the fracture cracks (3) of the underground oil reservoir.
Unter„hydrodynamischer Verbindung" wird erfindungsgemäß verstanden, dass über diese Verbindungen Flüssigkeiten eingeleitet (ausgetauscht) werden können, insbesondere die Formulierungen F1 , F2 und F3. Die Risse (3) in der unterirdischen Erdöllagerstätte werden bevorzugt durch ein Frack- Verfahren erzeugt. Die mit diesem Frack-Verfahren erzeugten Risse (3) werden auch als Frackrisse (3) bezeichnet. Geeignete Frack-Verfahren sind dem Fachmann prinzipiell bekannt. Bei konventionellen Frack-Verfahren zur Bildung von FrackrissenBy "hydrodynamic compound" is meant according to the invention that liquids can be introduced (exchanged) via these compounds, in particular the formulations F1, F2 and F3.The cracks (3) in the underground crude oil deposit are preferably produced by a fracking process Cracks (3) generated by this fracking process are also referred to as fracking cracks (3) Suitable fracking processes are known in principle to the person skilled in the art In conventional fracking processes for the formation of fracking cracks
(3) in der unterirdischen Erdöllagerstätte, wird üblicherweise eine Frackflüssigkeit, die ein Stützmittel enthalten kann, mit hohem Druck (im Allgemeinen 500 bis 1000 MPa) in die unterirdische Erdöllagerstätte eingepresst. Hierdurch werden in der unterirdischen Erdöllagerstätte Frackrisse (3) gebildet. (3) in the underground oil reservoir, usually a fracking liquid, which may contain a proppant, is injected at high pressure (generally 500 to 1000 MPa) into the subterranean crude oil deposit. As a result, fracture cracks (3) are formed in the underground oil reservoir.
Als Frackflüssigkeit kommt hierbei häufig Wasser zum Einsatz, dem gegebenenfalls weitere Additive wie Verdickungsmittel zugesetzt werden. Dieses Verfahren wird auch als „hydraulic fracturing" bezeichnet. Bei diesem Verfahren werden die gebildeten Frackrisse (3) sowie die Lagerstättenmatrix mit Wasser kontaminiert. Dies kann zum Aufquellen von Tongesteinen und Tonpartikeln in der unterirdischen Erdöllagerstätte führen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Lagerstättenmatrix, das heißt das Umgebungsgestein, aus tonhaltigen Gesteinen besteht. Frequently, water is used as the fracking fluid, to which other additives such as thickening agents are optionally added. This process is also referred to as "hydraulic fracturing." In this process, the fracture cracks (3) and the deposit matrix formed are contaminated with water, which can cause swelling of clay rocks and clay particles in the subterranean oil reservoir, especially if the deposit matrix, that is the surrounding rock, consists of clay-containing rocks.
Insbesondere bei der Entwicklung von unkonventionellen unterirdischen Erdöllagerstätten ist dieser Effekt sehr nachteilig, da die unkonventionellen unterirdischen Erdöllagerstätten, wie vorstehend beschrieben, ohnehin eine geringe Permeabilität aufweisen und/oder Erdöl mit einer hohen Viskosität enthalten. Das Verfahren, mit dem die Frackrisse (3) in der unterirdischen Erdöllagerstätte gebildet werden, ist nicht erfindungswesentlich. Neben dem vorstehend beschriebenen hydraulic fracturing, können auch weitere Frack-Verfahren zum Einsatz kommen, die zur Ausbildung von Frackrissen (3) in der unterirdischen Erdöllagerstätte geeignet sind. Particularly in the development of unconventional underground oil reservoirs, this effect is very disadvantageous, since the unconventional underground oil reservoirs, as described above, in any case have a low permeability and / or contain petroleum with a high viscosity. The method by which the fracture cracks (3) are formed in the underground oil reservoir is not essential to the invention. In addition to the hydraulic fracturing described above, it is also possible to use further fracking processes which are suitable for forming fracture tears (3) in the underground oil reservoir.
Geeignete Frackflüssigkeiten sowie Frack-Verfahren sind beispielsweise in der WO 2008/106695 und der US 7 213 651 beschrieben. Die räumliche Ausdehnung der Frackrisse (3) hängt stark von den geologischen Gegebenheiten der unterirdischen Erdöllagerstätte ab. Darüber hinaus hängt die räumliche Ausdehnung der Frackrisse (3) vom aufgewendeten Druck und der Dauer des Frack-Verfahrens ab. Suitable fracking liquids and fracking processes are described, for example, in WO 2008/106695 and US Pat. No. 7,213,651. The spatial extent of the fracture cracks (3) strongly depends on the geological conditions of the underground oil reservoir. In addition, the spatial extent of the fracture tears (3) depends on the applied pressure and the duration of the fracking process.
Die Frackrisse (3) haben im Allgemeinen eine radiale Ausdehnung (Länge) im Bereich von 10 bis 200 m, bevorzugt im Bereich von 15 bis 150 m und besonders bevorzugt im Bereich von 20 bis 70 m, jeweils gemessen vom Zentrum der Bohrung (1 ) im Bereich der Perforationsöffnungen (2). The Frackrisse (3) generally have a radial extent (length) in the range of 10 to 200 m, preferably in the range of 15 to 150 m, and more preferably in the range of 20 to 70 m, each measured from the center of the bore (1) in the area of the perforation openings (2).
Zur Durchführung des Frack-Verfahrens wird ein Injektionsstrang in die Bohrung (1 ) eingeführt. Der Bereich der Bohrung (1 ) oberhalb der Perforationsöffnungen wird mit einem Packer verschlossen. Anschließend wird eine Frackflüssigkeit mit einem Druck im Bereich von 300 bis 1000 bar über den Injektionsstrang in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert. Unter der Einwirkung des Drucks der Frackflüssigkeit bilden sich in der unterirdischen Erdöllagerstätte Frackrisse (3) aus. To carry out the fracking process, an injection strand is introduced into the bore (1). The area of the bore (1) above the perforation openings is closed with a packer. Subsequently, a fracking liquid is injected at a pressure in the range of 300 to 1000 bar via the injection strand in the underground Erdöllagerstätte. Under the influence of the pressure of the fracking fluid, fracture cracks (3) are formed in the underground oil reservoir.
In der Frackflüssigkeit können Stützmittel enthalten sein. Darüber hinaus ist es möglich eine Frackflüssigkeit einzusetzen, die kein Stützmittel enthält. Geeignete Stützmittel sind beispielsweise keramische Materialien wie Sand oder Proppant. Unter der Einwirkung des Drucks der Frackflüssigkeit werden in der unterirdischen Erdöllagerstätte die Frackrisse (3) erzeugt. Für den Fall, dass die Frackflüssigkeit keine Stützmittel enthält wird die Frackflüssigkeit nach Erzeugung der Frackrisse (3) nach Druckabnahme teilweise wieder aus den Frackrissen (3) herausgepresst. In dieser Ausführungsform schließen sich die erzeugten Frackrisse (3) nach Druckabnahme wieder teilweise. Dies ist jedoch nicht nachteilig, da die teilweise geschlossenen Frackrisse (3) durch das Injizieren der Formulierungen F1 , F2 oder F3 wieder geöffnet werden. Der Druck, der hierzu aufgewendet werden muss, ist deutlich niedriger als der Druck, der zur Erzeugung der Frackrisse (3) aufgewendet werden musste. In the fracking liquid proppant may be included. In addition, it is possible to use a fraying liquid which contains no proppant. Suitable proppants are, for example, ceramic materials such as sand or proppant. Under the influence of the pressure of the fracking liquid, the fracture cracks (3) are produced in the underground oil reservoir. In the event that the fracking liquid contains no proppant, the fracking liquid is partly pressed out of the fracking cracks (3) after the fracking cracks (3) have been created after the pressure has been reduced. In this embodiment, the generated Frackrisse (3) close again after pressure decrease. However, this is not disadvantageous because the partially closed tailings cracks (3) are reopened by injecting the formulations F1, F2 or F3. The pressure that must be used for this is significantly lower than the pressure that had to be used to generate the fracture cracks (3).
Für den Fall, dass die Frackflüssigkeiten ein darin dispergiertes Stützmittel enthält, stabilisiert das Stützmittel die erzeugten Frackrisse (3), so dass die Frackrisse (3) auch nach Druckabnahme offen bleiben. Wie vorstehend ausgeführt sind die Frackrisse (3) nach Durchführung des Frack- Verfahrens im Allgemeinen stark mit dem in der Frackflüssigkeit enthaltenen Wasser kontaminiert. Vor dem Injizieren der Formulierungen F1 , F2 und F3 kann die Frackflüssigkeit aus den Frackrissen (3) entfernt werden. Dieser Vorgang wird auch als Sanierung bezeichnet. Geeignete Verfahren zur Sanierung der Frackrisse (3) sind dem Fachmann bekannt. In the case that the fracking liquids contain a proppant dispersed therein, the proppant stabilizes the generated fracking cracks (3) so that the fracking cracks (3) remain open even after the pressure has been decreased. As stated above, after the fracking process has been carried out, the fracking cracks (3) are generally heavily contaminated with the water contained in the fracking liquid. Before injecting the formulations F1, F2 and F3, the fracking liquid can be removed from the fracking cracks (3). This process is also referred to as remediation. Suitable processes for the remediation of the fracture cracks (3) are known to the person skilled in the art.
Eine Sanierung der Frackrisse (3) vor Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist jedoch nicht zwingend erforderlich. In einer Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren somit ohne eine vorherige Sanierung der Frackrisse (3) durchgeführt. However, a remediation of the fracture cracks (3) before carrying out the process according to the invention is not absolutely necessary. In one embodiment, the inventive method is thus carried out without a prior refurbishment of Frackrisse (3).
Die erste Formulierung F1 geht nach Zugabe mindestens eines Initiators (I) eine exotherme chemische Reaktion ein. The first formulation F1 undergoes an exothermic chemical reaction after addition of at least one initiator (I).
Die zweite Formulierung F2 ist chemisch inert. Unter dem Begriff „chemisch inert" wird erfindungsgemäß in Bezug auf die zweite Formulierung F2 verstanden, dass bei einem Vermischen der ersten Formulierung F1 mit der zweiten Formulierung F2 die exotherme chemische Reaktion nicht initiiert wird. Unter dem Begriff „chemisch inert" wird erfindungsgemäß in Bezug auf die zweite Formulierung F2 darüber hinaus verstanden, dass auch bei einem Vermischen der zweiten Formulierung F2 mit der dritten Formulierung F3 keine exotherme chemische Reaktion initiiert wird. The second formulation F2 is chemically inert. According to the invention, the term "chemically inert" with respect to the second formulation F2 is understood to mean that the exothermic chemical reaction is not initiated when the first formulation F1 is mixed with the second formulation F. The term "chemically inert" is used in the present invention on the second formulation F2 beyond understood that even when mixing the second formulation F2 with the third formulation F3 no exothermic chemical reaction is initiated.
Die dritte Formulierung F3 enthält mindestens ein Initiator (I). Der Initiator (I) initiiert die exotherme chemische Reaktion der ersten Formulierung F1 . Dies bedeutet, dass bei in Kontaktbringen, beispielsweise durch Vermischen, der ersten Formulierung F1 mit der dritten Formulierung F3 die exotherme chemische Reaktion der ersten Formulierung F1 initiiert wird. Im erfindungsgemäßen Verfahren weist die erste Formulierung F1 eine Viskosität (VFi ) auf, die niedriger als die Viskosität (VF2) der zweiten Formulierung F2 ist. Die dritte Formulierung F3 weist ebenfalls eine Viskosität (VF3) auf, die niedriger als die Viskosität (VF2) der zweiten Formulierung F2 ist. Für die Viskositäten der Formulierungen F1 , F2 und F3 gilt daher die folgende Bedingung:
Figure imgf000011_0001
(VF3) < (VF2) Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem die Viskosität (VF2) der zweiten Formulierung F2 größer als die Viskosität (VF1) der ersten Formulierung F1 und größer als die Viskosität (VF3) der dritten Formulierung F3 ist. Die zweite Formulierung F2 weist im Allgemeinen eine Viskosität (VF2) auf, die um 10 bis 50 % höher ist, als die Viskosität (VFi ) der ersten Formulierung F1. Die zweite Formulierung F2 weist im Allgemeinen eine Viskosität (VF2) auf, die um 10 bis 50 % höher ist, als die Viskosität (VF3) der dritten Formulierung F3.
The third formulation F3 contains at least one initiator (I). The initiator (I) initiates the exothermic chemical reaction of the first formulation F1. This means that in contacting, for example by mixing, the first formulation F1 with the third formulation F3, the exothermic chemical reaction of the first formulation F1 is initiated. In the method according to the invention, the first formulation F1 has a viscosity (V F i) which is lower than the viscosity (V F 2) of the second formulation F 2. The third formulation F3 also has a viscosity (V F 3) which is lower than the viscosity (V F 2) of the second formulation F2. For the viscosities of formulations F1, F2 and F3, therefore, the following condition applies:
Figure imgf000011_0001
(V F3 ) <(V F2 ) The present invention thus also provides a process in which the viscosity (V F2 ) of the second formulation F2 is greater than the viscosity (V F1 ) of the first formulation F1 and greater than the viscosity (V F3 ) of the third formulation is F3. The second formulation F2 generally has a viscosity (V F 2) that is 10 to 50% higher than the viscosity (V F i) of the first formulation F1. The second formulation F2 generally has a viscosity (V F 2) that is 10 to 50% higher than the viscosity (V F 3) of the third formulation F3.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem die Viskosität (VF2) der zweiten Formulierung F2 um 10 bis 50 % höher ist, als die Viskosität (VF1) der ersten Formulierung F1 , und dass die Viskosität (VF2) der zweiten Formulierung F2 um 10 bis 50 % höher ist, als die Viskosität (VF3) der dritten Formulierung F3. The subject matter of the present invention is therefore also a process in which the viscosity (V F2 ) of the second formulation F2 is 10 to 50% higher than the viscosity (V F1 ) of the first formulation F1, and that the viscosity (V F2 ) the second formulation F2 is 10 to 50% higher than the viscosity (V F3 ) of the third formulation F3.
Das Injizieren der Formulierungen F1 , F2 und F3 gemäß Verfahrensschritte a), b) und c) wird in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung direkt nacheinander durchgeführt. Unter dem Begriff „direkt nacheinander" wird erfindungsgemäß verstanden, dass zwischen dem Injizieren der ersten Formulierung F1 gemäß Verfahrensschritt a) und dem Injizieren der zweiten Formulierung F2 gemäß Verfahrensschritt b) keine anderen Fluide durch die Bohrung (1 ) injiziert werden. Gleiches gilt für die Verfahrensschritte b) und c), das heißt auch zwischen dem Injizieren der zweiten Formulierung F2 gemäß Verfahrensschritt b) und dem Injizieren der dritten Formulierung F3 gemäß Verfahrensschritt c) werden in einer bevorzugten Ausführungsform keine anderen Fluide durch die Bohrung (1 ) injiziert. Injection of the formulations F1, F2 and F3 according to process steps a), b) and c) is carried out directly one after the other in a preferred embodiment of the present invention. The term "directly after one another" is understood according to the invention to mean that no other fluids are injected through the bore (1) between the injection of the first formulation F1 according to method step a) and the injection of the second formulation F2 according to method step b) Method steps b) and c), that is to say also between the injection of the second formulation F2 according to method step b) and the injection of the third formulation F3 according to method step c), in a preferred embodiment, no other fluids are injected through the bore (1).
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem die Schritte a), b) und c) direkt nacheinander ausgeführt werden. The subject matter of the present invention is therefore also a process in which steps a), b) and c) are carried out directly one after the other.
Durch den Viskositätsunterschied zwischen der ersten Formulierung F1 und der zweiten Formulierung F2 verdrängt die zweite Formulierung F2 in Verfahrensschritt b) die erste Formulierung F1. Die zweite Formulierung F2 verdrängt die erste Formulierung F1 somit „kolbenartig" von der Bohrung (1 ) weg entlang der Frackrisse (3). Dieses Phänomen wird auch als„Kolbeneffekt" bezeichnet. Aufgrund des Viskositätsunterschieds zwischen der dritten Formulierung F3 und der zweiten Formulierung F2 wird die Formulierung F2 durch die Formulierung F3 nur teilweise verdrängt. Aufgrund der niedrigeren Viskosität der dritten Formulierung F3 vermischen sich die Formulierungen F2 und F3 beim Injizieren der Formulierung F3 gemäß Verfahrensschritt c). Hierdurch kann die dritte Formulierung F3 die zweite Formulierung F2 durchdringen. Dieser Effekt wird auch als „Tunnelierung" oder „fingering" bezeichnet. Hierdurch kommt die dritte Formulierung F3 mit der ersten Formulierung F1 in den Frackrissen (3) in Kontakt. Der in der dritten Formulierung F3 enthaltene Initiator (I) initiiert nachfolgend die exotherme chemische Reaktion der ersten Formulierung F1. Due to the difference in viscosity between the first formulation F1 and the second formulation F2, the second formulation F2 in method step b) displaces the first formulation F1. The second formulation F2 thus displaces the first formulation F1 "flask-like" away from the bore (1) along the fracture tears 3. This phenomenon is also referred to as the "piston effect". Due to the viscosity difference between the third formulation F3 and the second formulation F2, the formulation F2 is only partially replaced by the formulation F3. Due to the lower viscosity of the third formulation F3, the formulations F2 and F3 mix when injecting the formulation F3 according to process step c). As a result, the third formulation F3 can penetrate the second formulation F2. This effect is also called "tunneling" or "fingering". As a result, the third formulation F3 comes into contact with the first formulation F1 in the fracture tears (3). That in the third formulation F3 contained initiator (I) subsequently initiates the exothermic chemical reaction of the first formulation F1.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem während oder nach Verfahrensschritt c) die dritte Formulierung F3 die zweite Formulierung F2 durchdringt und mit der ersten Formulierung F1 in Kontakt kommt und die exotherme chemische Reaktion initiiert, wodurch sich in der unterirdischen Erdöllagerstätte eine erwärmte Zone (10) ausbildet. Die Viskosität der zweiten Formulierung F2 kann durch die Zugabe mindestens eines Verdickungsmittels eingestellt werden. Geeignete Verdickungsmittel sind dem Fachmann bekannt. Als Verdickungsmittel geeignet sind beispielsweise synthetische Polymere, wie beispielsweise Polyacrylamid oder Copolymere aus Acrylamid und anderen Monomeren, insbesondere Sulfonsäuregruppen aufweisende Monomere, sowie Polymere natürlichen Ursprungs wie beispielsweise Glucosyl, Glucane, Xanthan, Diuthane oder Glucan. Bevorzugt ist Glucan. The present invention thus also provides a process in which, during or after process step c), the third formulation F3 permeates the second formulation F 2 and comes into contact with the first formulation F1 and initiates the exothermic chemical reaction, resulting in a subsurface oil reservoir heated zone (10) is formed. The viscosity of the second formulation F2 can be adjusted by the addition of at least one thickener. Suitable thickening agents are known to the person skilled in the art. Suitable thickeners are, for example, synthetic polymers such as polyacrylamide or copolymers of acrylamide and other monomers, especially monomers containing sulfonic acid groups, and polymers of natural origin such as glucosyl, glucans, xanthan, diuthane or glucan. Glucan is preferred.
Die zweite Formulierung F2 enthält im Allgemeinen 0,1 bis 5 Gew.-% mindestens eines Verdickungsmittels, bezogen auf das Gesamtgewicht der zweiten Formulierung F2. The second formulation F2 generally contains 0.1 to 5 wt .-% of at least one thickener, based on the total weight of the second formulation F2.
Die erste Formulierung F1 und/oder die dritte Formulierung F3 können ebenfalls Verdickungsmittel enthalten. Der Gehalt an Verdickungsmitteln in den Formulierungen F1 und F3 ist im Allgemeinen jedoch niedriger als der Gehalt an Verdickungsmittel in der zweiten Formulierung F2, um die vorstehend beschriebenen Bedingungen der Viskosität (VFi ), (VF2) und (VF3) zu erfüllen. The first formulation F1 and / or the third formulation F3 may also contain thickening agents. However, the content of thickening agents in the formulations F1 and F3 is lower than the content of thickening agent in the second formulation F2, in general, to meet the conditions described above, the viscosity (V F i), (V F2) and (V F3) ,
Die Viskosität (VF2) der zweiten Formulierung F2 liegt im Allgemeinen im Bereich von 50 bis 500 mPas, bevorzugt im Bereich von 55 bis 400 mPas. The viscosity (V F 2) of the second formulation F2 is generally in the range from 50 to 500 mPas, preferably in the range from 55 to 400 mPas.
Die Viskosität (VF1) der ersten Formulierung F1 liegt im Allgemeinen im Bereich von 1 bis <50 mPas, bevorzugt im Bereich von 1 bis 40 mPas. The viscosity (V F1 ) of the first formulation F1 is generally in the range from 1 to <50 mPas, preferably in the range from 1 to 40 mPas.
Die Viskosität (VF3) der dritten Formulierung F3 liegt im Allgemeinen im Bereich von1 bis<50, bevorzugt im Bereich von 1 bis 40 mPas. The viscosity (V F3 ) of the third formulation F3 is generally in the range of 1 to <50, preferably in the range of 1 to 40 mPas.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem die Viskosität (VF1) der ersten Formulierung F1 im Bereich von 1 bis <50 mPas und die Viskosität (VF2) der zweiten Formulierung F2 im Bereich von 50 bis 500 mPas und die Viskosität (VF3) der dritten Formulierung F3 im Bereich von 1 bis <50 mPas liegt. The present invention thus also provides a process in which the viscosity (V F1 ) of the first formulation F1 in the range of 1 to <50 mPas and the viscosity (V F2 ) of the second formulation F2 in the range of 50 to 500 mPas and the Viscosity (V F3 ) of the third formulation F3 in the range of 1 to <50 mPas.
Die Viskosität der zweiten Formulierung F2 hängt vorwiegend von der Art und der Konzentration des eingesetzten Verdickungsmittels ab. Die Viskosität (VF2) der zweiten Formulierung F2 wird an die Viskosität (VF1) der ersten Formulierung F1 angepasst. Die Viskosität kann mit Hilfe des Verhältnisses (R1 ) gemäß nachfolgender Formel berechnet werden: The viscosity of the second formulation F2 depends mainly on the type and concentration of the thickener used. The viscosity (V F2 ) of the second formulation F2 is adjusted to the viscosity (V F1 ) of the first formulation F1. The viscosity can be calculated by means of the ratio (R1) according to the following formula:
R1 = M2 M1 = (kr2/ 2) / (kn/μι) R1 = M2 M1 = (k r2 / 2 ) / (kn / μι)
M-ι beschreibt darin die Mobilität der ersten Formulierung F1 in den Frackrissen (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte. M-1 describes in it the mobility of the first formulation F1 in the Frackrissen (3) of the underground oil reservoir.
M2 beschreibt die Mobilität der zweiten Formulierung F2 in den Frackrissen (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte. M 2 describes the mobility of the second formulation F2 in the Frackrissen (3) of the underground oil reservoir.
kr1 beschreibt die relative Permeabilität der ersten Formulierung F1 in den Frackrissen (3) in der unterirdischen Erdöllagerstätte. k r1 describes the relative permeability of the first formulation F1 in the fracking cracks (3) in the underground oil reservoir.
kr2 beschreibt die relative Permeabilität der zweiten Formulierung F2 in den Frackrissen (3) in der unterirdischen Erdöllagerstätte. k r2 describes the relative permeability of the second formulation F2 in Frackrissen (3) in the underground Erdöllagerstätte.
μι beschreibt die Viskosität der ersten Formulierung F1 unter den Bedingungen in den Frackrissen (3) in der unterirdischen Erdöllagerstätte. μι describes the viscosity of the first formulation F1 under the conditions in Frackrissen (3) in the underground Erdöllagerstätte.
μ2 beschreibt die Viskosität der zweiten Formulierung F2 unter den Bedingungen in den Frackrissen (3) in der unterirdischen Erdöllagerstätte. μ 2 describes the viscosity of the second formulation F2 under the conditions in Frackrissen (3) in the underground Erdöllagerstätte.
Die relative Permeabilität (kr) ist eine dimensionslose Größe. Sie definiert das Verhältnis der Permeabilität bei einer bestimmten Fluidsättigung der Frackrisse (3) im Verhältnis zur Permeabilität ohne Fluidsättigung. The relative permeability (k r) is a dimensionless quantity. It defines the ratio of the permeability at a certain fluid saturation of the fracture cracks (3) in relation to the permeability without fluid saturation.
Um die Verdrängung der ersten Formulierung F1 durch die zweite Formulierung F2 entlang der Frackrisse (3) sicher zu gewährleisten, muss der Wert R1 < 1 sein. Die hierzu notwendigen Viskositätsunterschiede zwischen der ersten Formulierung F1 und der zweiten Formulierung F2 können anhand der vorstehenden Formel berechnet werden. In order to ensure the displacement of the first formulation F1 by the second formulation F2 along the Frackrisse (3), the value R1 <1 must be. The necessary viscosity differences between the first formulation F1 and the second formulation F2 can be calculated from the above formula.
Um eine Vermischung der dritten Formulierung F3 mit der zweiten Formulierung F2 in den Frackrissen (3) sicher zu gewährleisten, so dass die dritte Formulierung F3 zur ersten Formulierung F1 durchdringt und die exotherme chemische Reaktion initiiert, ist die Viskosität (VF3) der dritten Formulierung wie vorstehend beschrieben, niedriger als die Viskosität (VF2) der zweiten Formulierung F2. Die hierfür notwendigen Viskositäten lassen sich analog zur vorstehend beschriebenen Formel über das Verhältnis R2 berechnen. R2 ist hierbei durch die folgende Formel bestimmt: In order to ensure a safe mixing of the third formulation F3 with the second formulation F2 in Frackrissen (3), so that the third formulation F3 penetrates to the first formulation F1 and initiates the exothermic chemical reaction, the viscosity (V F 3) of the third Formulation as described above, lower than the viscosity (V F2 ) of the second formulation F2. The viscosities necessary for this can be calculated analogously to the formula described above via the ratio R2. R2 is determined by the following formula:
R2 = M3/M2 = (WM I (kr2/ 2) R2 = M 3 / M 2 = (WM I (k r2 / 2 )
M2 beschreibt darin die Mobilität der zweiten Formulierung F2 in den Frackrissen (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte. M 2 describes in it the mobility of the second formulation F2 in the Frackrissen (3) of the underground oil reservoir.
M3 beschreibt die Mobilität der dritten Formulierung F3 in den Frackrissen (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte. kr2 beschreibt die relative Permeabilität der zweiten Formulierung F2 in den Frackrissen (3) in der unterirdischen Erdöllagerstätte. M 3 describes the mobility of the third formulation F3 in the Frackrissen (3) of the underground oil reservoir. k r2 describes the relative permeability of the second formulation F2 in Frackrissen (3) in the underground Erdöllagerstätte.
kr3 beschreibt die relative Permeabilität der dritten Formulierung F3 in den Frackrissen (3) in der unterirdischen Erdöllagerstätte. k r3 describes the relative permeability of the third formulation F3 in Frackrissen (3) in the underground Erdöllagerstätte.
μ2 beschreibt die Viskosität der zweiten Formulierung F2 unter den Bedingungen in den Frackrissen (3) in der unterirdischen Erdöllagerstätte. μ 2 describes the viscosity of the second formulation F2 under the conditions in Frackrissen (3) in the underground Erdöllagerstätte.
μ3 beschreibt die Viskosität der dritten Formulierung F3 unter den Bedingungen in den Frackrissen (3) in der unterirdischen Erdöllagerstätte. Um das Durchdringen der dritten Formulierung F3 durch die zweite Formulierung F2 sicher zu gewährleisten, werden für R2 Werte > 1 gewählt. Die hierzu notwendige Viskosität (VF3) der dritten Formulierung F3 lässt sich durch vorstehende Formel bestimmen. Das Volumenverhältnis der ersten Formulierung F1 zu der zweiten Formulierung F2 kann im Bereich zwischen 9:1 und 7:3 liegen. Das Volumen der in Verfahrensschritt c) injizierten dritten Formulierung F3 beträgt im Allgemeinen 5 bis 30 Vol.-% der Gesamtvolumen der in den Verfahrensschritten a) und b) injizierten Formulierungen F1 und F2. μ 3 describes the viscosity of the third formulation F3 under the conditions in Frackrissen (3) in the underground Erdöllagerstätte. In order to ensure the penetration of the third formulation F3 by the second formulation F2 safely, values> 1 are selected for R2. The necessary viscosity (V F 3) of the third formulation F3 can be determined by the above formula. The volume ratio of the first formulation F1 to the second formulation F2 may range between 9: 1 and 7: 3. The volume of the third formulation F3 injected in process step c) is generally from 5 to 30% by volume of the total volume of the formulations F1 and F2 injected in process steps a) and b).
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem das Volumenverhältnis der ersten Formulierung F1 zu der zweiten Formulierung F2 im Bereich von 9:1 bis 7:3 liegt. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem das Volumen der dritten Formulierung F3 5 bis 30 Vol.-% des Gesamtvolumens der in Schritt a) und b) injizierten Formulierungen F1 und F2 beträgt. The present invention thus also provides a process in which the volume ratio of the first formulation F1 to the second formulation F2 is in the range from 9: 1 to 7: 3. The present invention thus also provides a process in which the volume of the third formulation F3 is 5 to 30% by volume of the total volume of the formulations F1 and F2 injected in step a) and b).
Für den Fall, das bei Erzeugung der Frackrisse (3) eine Frackflüssigkeit eingesetzt wurde, die Stützmittel enthält, sind die Frackrisse (3) in der unterirdischen Erdöllagerstätte durch die Stützmittel stabilisiert. In diesem Fall enthalten die Formulierungen F1 , F2 und F3 in einer bevorzugten Ausführungsform keine Stützmittel. Für den Fall, dass zur Erzeugung der Frackrisse (3) in der unterirdischen Erdöllagerstätte Frackflüssigkeiten eingesetzt wurden, die keine Stützmittel enthalten, enthalten die Frackrisse (3) keine Stützmittel. Bei Druckabnahme nach dem Frack- Verfahren, schließen sich die Frackrisse (3) daher wieder teilweise. Dies stellt jedoch kein Problem dar, da die teilweise geschlossenen Frackrisse (3) durch das Injizieren der Formulierungen F1 , F2 und/oder F3 wieder geöffnet werden. Darüber hinaus können sich durch das Injizieren der Formulierungen F1 , F2 und/oder F3 in der unterirdischen Erdöllagerstätte weitere Frackrisse ausbilden. Zur Ausbildung weiterer Frackrisse werden die Formulierungen F1 , F2 und/oder F3 mit einem Druck im Bereich von 300 bis 1000 bar in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert. In the case where a fracturing fluid containing proppant was used in generating the fracture cracks (3), the fracture cracks (3) in the subterranean crude oil reservoir are stabilized by the proppants. In this case, formulations F1, F2 and F3 in a preferred embodiment do not contain proppants. In the event that fracking fluids containing no proppant were used to create the fracture cracks (3) in the underground oil reservoir, the fracture cracks (3) do not contain proppants. When pressure is reduced by the fracking process, the fracking cracks (3) therefore partially close again. However, this is not a problem since the partially closed tailings cracks (3) are reopened by injecting the formulations F1, F2 and / or F3. In addition, by injecting the formulations F1, F2 and / or F3 in the underground oil reservoir further tail cracks may form. To form further fracture cracks, the formulations F1, F2 and / or F3 are injected into the subterranean crude oil deposit at a pressure in the range of 300 to 1000 bar.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem die Formulierungen F1 , F2 und/oder F3 mit einem Druck im Bereich von 300 bis 1000 bar injiziert werden, wodurch sich in der unterirdischem Erdöllagerstätte weitere Frackrisse ausbilden. The present invention thus also provides a process in which the formulations F1, F2 and / or F3 are injected at a pressure in the range from 300 to 1000 bar, whereby further fracture cracks are formed in the subterranean crude oil deposit.
In einer weiteren Ausführungsform ist es möglich, die erste Formulierung F1 sowie gegebenenfalls die Formulierungen F2 und/oder F3 selbst als Frackflüssigkeiten einzusetzen. In dieser Ausführungsform sind in der unterirdischen Erdöllagerstätte zunächst keine Frackrisse (3) enthalten. Die erste Formulierung F1 wird hierbei mit einem Druck im Bereich von 300 bis 1000 bar injiziert, wodurch sich die Frackrisse (3) in der unterirdischen Erdöllagerstätte ausbilden. Auch die Formulierungen F2 und/oder F3 können mit einem Druck im Bereich von 300 bis 1000 bar injiziert werden. In a further embodiment, it is possible to use the first formulation F1 and optionally the formulations F2 and / or F3 itself as fracking liquids. In this embodiment, initially no fracture cracks (3) are contained in the underground oil reservoir. The first formulation F1 is in this case injected at a pressure in the range of 300 to 1000 bar, whereby the Frackrisse (3) form in the underground Erdöllagerstätte. The formulations F2 and / or F3 can also be injected at a pressure in the range from 300 to 1000 bar.
In dieser Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren zur thermischen Behandlung mit einem Frack-Verfahren kombiniert. Das Frack-Verfahren und die thermische Behandlung werden dabei gleichzeitig durch die Verfahrensschritte a) bis c) realisiert. In this embodiment, the thermal treatment process of the invention is combined with a fracking process. The fracking process and the thermal treatment are realized simultaneously by the process steps a) to c).
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem dass die Frackrisse (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte durch das Injizieren der ersten Formulierungen F1 sowie gegebenenfalls durch das Injizieren der Formulierungen F2 und/oder F3 erzeugt werden. The subject matter of the present invention is therefore also a method in which the fracture cracks (3) of the underground oil reservoir are produced by injecting the first formulations F1 and optionally by injecting the formulations F2 and / or F3.
In dieser Ausführungsform können die Formulierungen F1 , F2 und/oder F3 Stützmittel enthalten. Die Stützmittel werden hierbei in den Verfahrensschritten a), b) und/oder c) in die Frackrisse (3) eingetragen. Nach Ablauf der exothermen chemischen Reaktion verbleiben die Stützmittel in den Frackspalten (3) und stabilisieren diese, so dass auch nach Druckabnahme die Frackrisse (3) geöffnet bleiben. Der Einsatz von Stützmitteln in den Formulierungen F1 , F2 und/oder F3 ist jedoch nicht zwingend erforderlich. In einer Ausführungsform enthalten die Formulierungen F1 , F2 und F3 keine Stützmittel. In this embodiment, the formulations F1, F2 and / or F3 may contain proppants. The proppants are in this case in the process steps a), b) and / or c) registered in the Frackrisse (3). After expiration of the exothermic chemical reaction, the proppants remain in the fracking gaps (3) and stabilize them, so that even after pressure decrease the Frackrisse (3) remain open. However, the use of proppants in the formulations F1, F2 and / or F3 is not absolutely necessary. In one embodiment, formulations F1, F2 and F3 do not contain proppants.
In einer weiteren Ausführungsform enthalten die Formulierungen F1 und F2 kein Stützmittel und die Formulierung F3 enthält ein Stützmittel. In einer weiteren Ausführungsform enthält die Formulierung F1 kein Stützmittel und die Formulierungen F2 und F3 enthalten ein Stützmittel. In einer weiteren Ausführungsform enthalten alle Formulierungen F1 , F2 und F3 ein Stützmittel. In another embodiment, formulations F1 and F2 contain no proppant and formulation F3 contains a proppant. In a further embodiment, the formulation F1 contains no proppant and the formulations F2 and F3 contain a proppant. In a further embodiment, all formulations F1, F2 and F3 contain a proppant.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann der Bereich in der unterirdischen Erdöllagerstätte, in dem die exotherme chemische Reaktion einsetzt, im Vorfeld genau bestimmt werden. Eine vorzeitige Reaktion in der Bohrung (1 ) kann durch das erfindungsgemäße Verfahren sicher verhindert werden. Durch das Injizieren der zweiten Formulierung F2 lässt sich die erste Formulierung F1 tief in die Frackrisse (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte einbringen. Durch die Trennung der ersten Formulierung F1 und der dritten Formulierung F3 während des Injizierens wird ein vorzeitiges Einsetzen der exothermen chemischen Reaktion sicher verhindert, wodurch Beschädigungen an der Bohrung (1 ) ausgeschlossen werden können. Durch die exotherme chemische Reaktion der ersten Formulierung F1 wird der Bereich der Frackrisse (3), in dem die exotherme chemische Reaktion abläuft, erwärmt, wodurch sich eine erwärmte Zone (10) ausbildet. By means of the method according to the invention, the area in the underground oil reservoir in which the exothermic chemical reaction starts can be determined in advance. A premature reaction in the bore (1) can be reliably prevented by the method according to the invention. By injecting the second formulation F2, the first formulation F1 can be deeply introduced into the fracture cracks (3) of the underground oil reservoir. By separating the first formulation F1 and the third formulation F3 during injection, premature onset of the exothermic chemical reaction is reliably prevented, whereby damage to the bore (1) can be excluded. By the exothermic chemical reaction of the first formulation F1, the region of the Frackrisse (3), in which the exothermic chemical reaction takes place, heated, whereby a heated zone (10) is formed.
Hierdurch wird eventuell in den Frackrissen (3) enthaltenes Wasser erwärmt oder verdampft. Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur thermischen Behandlung können somit die Frackrisse (3) saniert werden. Durch den plötzlichen Temperaturanstieg bei der exothermen chemischen Reaktion können darüber hinaus im Umgebungsgestein der Frackrisse (3) weitere Risse gebildet werden. Diese Risse werden auch als Mikrofrackrisse (5) bezeichnet. As a result, any water contained in the fracking cracks (3) is heated or evaporated. The tailoring cracks (3) can thus be remediated by the method according to the invention for thermal treatment. Due to the sudden increase in temperature during the exothermic chemical reaction, further cracks can be formed in the surrounding rock of the fracture cracks (3). These cracks are also referred to as micro-cracks (5).
Figur 1 zeigt den Zustand gegen Beginn des Verfahrensschritts c). In Figur 1 ist ein vertikaler Schnitt der unterirdischen Erdöllagerstätte gezeigt. Durch die Bohrung (1 ) wurde über die Perforationsöffnungen (2) zunächst die erste Formulierung F1 in die Frackrisse (3) injiziert. Nachfolgend wurde die zweite Formulierung F2 injiziert. Die zweite Formulierung F2 hat die erste Formulierung F1 kolbenartig entlang der Frackrisse (3) verdrängt. Durch das Injizieren der dritten Formulierung F3 wurde die zweite Formulierung F2 teilweise weiter entlang der Frackrisse (3) verdrängt. Die zweite Formulierung F2 hat hierbei ihrerseits die erste Formulierung F1 entlang der Frackrisse (3) verdrängt. Aufgrund der niedrigen Viskosität (VF3) und der höheren Mobilität der dritten Formulierung F3 vermischt sich diese bei der Durchführung des Verfahrensschritts c) teilweise mit der zweiten Formulierung F2. FIG. 1 shows the state at the beginning of method step c). FIG. 1 shows a vertical section of the underground oil reservoir. Through the bore (1), the first formulation F1 was first injected into the fracking cracks (3) via the perforation openings (2). Subsequently, the second formulation F2 was injected. The second formulation F2 has displaced the first formulation F1 piston-like along the Frackrisse (3). By injecting the third formulation F3, the second formulation F2 was partially displaced further along the tailings cracks (3). The second formulation F2 has in turn displaced the first formulation F1 along the tailings cracks (3). Due to the low viscosity (V F 3) and the higher mobility of the third formulation F3 this in the implementation of the process step c) partially mixed with the second formulation F2.
Figur 5 zeigt wie Figur 1 exemplarisch den Zustand gegen Beginn des Verfahrensschritts c). In Figur 5 ist ein horizontaler Schnitt der unterirdischen Erdöllagerstätte gezeigt. Durch die Bohrung (1 ) wurden über die Perforationsöffnungen (2) wie in Figur 1 beschrieben die Formulierungen F1 , F2 und F3 in die Frackrisse (3) injiziert. Hierdurch haben sich in der unterirdischen Erdöllagerstätte drei quasikonzentrische Bereiche ausgebildet. Der äußerste Bereich ist dabei mit der ersten Formulierung F1 verfüllt. Der mittlere Bereich ist mit der zweiten Formulierung F2 verfüllt und der innenliegende Bereich ist mir der dritten Formulierung F3 verfüllt. Aufgrund der niedrigen Viskosität (VF3) und der höheren Mobilität der dritten Formulierung F3 vermischt sich diese bei der Durchführung des Verfahrensschritts c) teilweise mit der zweiten Formulierung F2. FIG. 5, like FIG. 1, shows by way of example the state at the beginning of method step c). FIG. 5 shows a horizontal section of the underground oil reservoir. Through the perforation (2) as described in FIG. 1, the formulations F1, F2 and F3 were injected into the fracture cracks (3) through the bore (1). As a result, there are three quasi-centric areas in the underground oil reservoir educated. The outermost region is filled with the first formulation F1. The middle area is filled with the second formulation F2 and the inner area is filled with the third formulation F3. Due to the low viscosity (V F 3) and the higher mobility of the third formulation F3 this in the implementation of the process step c) partially mixed with the second formulation F2.
Figur 2 zeigt den Zustand, nachdem das Injizieren der dritten Formulierung F3 für längere Zeit durchgeführt (gegen Ende des Verfahrensschritts c)) wurde. In Figur 2 ist ein vertikaler Schnitt der unterirdischen Erdöllagerstätte gezeigt. Aufgrund der niedrigen Viskosität (VF3) und der höheren Mobilität der dritten Formulierung F3 hat die dritte Formulierung F3 die zweite Formulierung F2 durchdrungen und kommt mit der ersten Formulierung F1 in den Frackrissen (3) in Kontakt. Der in der dritten Formulierung F3 enthaltene Initiator (I) initiiert die exotherme chemische Reaktion der ersten Formulierung F1. Figure 2 shows the state after the injection of the third formulation F3 has been carried out for a long time (toward the end of the process step c)). FIG. 2 shows a vertical section of the underground oil reservoir. Due to the low viscosity (V F 3) and the higher mobility of the third formulation F3, the third formulation F3 has penetrated the second formulation F2 and comes into contact with the first formulation F1 in the fracture tears (3). The initiator (I) contained in the third formulation F3 initiates the exothermic chemical reaction of the first formulation F1.
Figur 6 zeigt wie Figur 3 den Zustand, nachdem das Injizieren der dritten Formulierung für längere Zeit durchgeführt wurde. Figur 6 zeigt einen horizontalen Schnitt durch die unterirdische Erdöllagerstätte. Die dritte Formulierung F3 hat den quasikonzentrischen Bereich der mit der zweiten Formulierung F2 verfüllt ist durchdrungen und kommt mit der ersten Formulierung F1 in Kontakt, wodurch die exotherme chemische Reaktion initiiert wird. FIG. 6, like FIG. 3, shows the state after the injection of the third formulation has been carried out for a long time. Figure 6 shows a horizontal section through the underground Erdöllagerstätte. The third formulation F3 has penetrated the quasi-centered region filled with the second formulation F2 and comes into contact with the first formulation F1 initiating the exothermic chemical reaction.
Das Vermischen der Formulierungen F1 und F3 findet in den Frackrissen (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte statt. Nach dem Vermischen der Formulierungen F1 und F3 beginnt eine exotherme chemische Reaktion in den Frackrissen (3). The mixing of formulations F1 and F3 takes place in the fracture tears (3) of the underground oil reservoir. After mixing formulations F1 and F3, an exothermic chemical reaction begins in the fracture tears (3).
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird das Vermischen der Formulierungen F1 und F3 in den Frackrissen (3) sicher gewährleistet. Die Verluste der Formulierungen F1 und F3 werden durch das erfindungsgemäße Verfahren minimiert. Die Bereiche, in dem die exotherme chemische Reaktion stattfindet und die folglich erwärmt werden, lassen sich somit genau vorhersagen. The inventive method, the mixing of the formulations F1 and F3 in Frackrissen (3) is guaranteed safe. The losses of the formulations F1 and F3 are minimized by the method according to the invention. The areas in which the exothermic chemical reaction takes place and which are consequently heated can thus be accurately predicted.
Der Zustand nach Einsetzen der exothermen Reaktion ist exemplarisch in Figur 3 dargestellt. Die Frackrisse (3) wurden hierbei durch eine Frackflüssigkeit erzeugt, in der ein Stützmittel suspendiert war. Die Frackrisse (3) sind daher durch ein Stützmittel stabilisiert. Anschließend wurden die Formulierungen F1 , F2 und F3 in die Frackrisse (3) injiziert. The state after onset of the exothermic reaction is shown by way of example in FIG. The Frackrisse (3) were hereby generated by a Frackflüssigkeit in which a proppant was suspended. The Frackrisse (3) are therefore stabilized by a proppant. Subsequently, the formulations F1, F2 and F3 were injected into the fracture tears (3).
Nachdem die dritte Formulierung F3 die zweite Formulierung F2 durchdrungen hat, wurde die exotherme chemische Reaktion der ersten Formulierungen F1 in den Frackrissen (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte initiiert. Bei der exothermen Reaktion der Formulierungen F1 wurde eine erwärmte Zonen (10) erzeugt. Darüber hinaus haben sich durch die exotherme chemische Reaktion weitere Mikrofrackrisse (5) gebildet. Die Temperatur der erwärmten Zonen (10) liegt dabei im Allgemeinen im Bereich zwischen 80 °C und 1200 °C. Bevorzugt wird das Verfahren zur thermischen Behandlung so durchgeführt, dass die erwärmte Zone (10) nach Durchführung der thermischen Behandlung eine Temperatur von mindestens 150 °C, bevorzugt mindestens 200 °C und insbesondere bevorzugt mindestens 300 °C aufweist. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren bei dem die Temperatur der erwärmten Zone (10) eine Temperatur im Bereich von 80 bis 1200°C, bevorzugt im Bereich von 100 bis 1000 °C und besonders bevorzugt im Bereich von 150 bis 800 °C aufweist. Durch die thermische Behandlung und den Temperaturanstieg durch die exotherme Reaktion werden die in der unterirdischen Erdöllagerstätte vorhandenen Frackrisse (3) saniert. After the third formulation F3 has penetrated the second formulation F2, the exothermic chemical reaction of the first formulations F1 was initiated in the tailings tears (3) of the underground oil reservoir. In the exothermic reaction of formulations F1, a heated zone (10) was produced. About that In addition, further micro-cracks (5) have formed due to the exothermic chemical reaction. The temperature of the heated zones (10) is generally in the range between 80 ° C and 1200 ° C. Preferably, the thermal treatment process is carried out so that the heated zone (10) after carrying out the thermal treatment has a temperature of at least 150 ° C, preferably at least 200 ° C and particularly preferably at least 300 ° C. The subject matter of the present invention is thus also a method in which the temperature of the heated zone (10) is a temperature in the range from 80 to 1200 ° C., preferably in the range from 100 to 1000 ° C. and more preferably in the range from 150 to 800 ° C. having. Due to the thermal treatment and the temperature increase due to the exothermic reaction, the fracture cracks (3) present in the underground oil reservoir are being remediated.
Nach der Durchführung eines Frack-Verfahrens, sind die unterirdische Erdöllagerstätte und insbesondere die im Frack-Verfahren erzeugten Frackrisse (3) stark mit Wasser kontaminiert. Durch die thermische Behandlung (den Temperaturanstieg) in der erwärmten Zone (10) wird das Wasser in den Frackrissen (3) erwärmt oder sogar verdampft. Hierdurch wird die Mobilität des in den Frackrissen (3) enthaltenen Wassers gesteigert, im Fall des Verdampfens wird das Wasser aus den Frackrissen (3) sogar entfernt. Additive, die der zur Erzeugung der Frackrisse (3) verwendeten Frackflüssigkeiten zugesetzt wurden, wie beispielsweise Verdickungsmittel, werden bei der thermischen Behandlung zerstört. After conducting a fracking process, the subterranean crude oil deposit and especially the fracture cracks (3) produced in the fracking process are heavily contaminated with water. By the thermal treatment (the temperature rise) in the heated zone (10), the water in the Frackrissen (3) is heated or even evaporated. This increases the mobility of the water contained in the Frackrissen (3), in the case of evaporation, the water from Frackrissen (3) even removed. Additives added to the tailing liquids used to form the fracture tears (3), such as thickeners, are destroyed during the thermal treatment.
Für den Fall, dass zur Erzeugung der Frackrisse (3) eine wässrige Frackflüssigkeit, die Verdickungsmittel (gelbildende Additive) enthalten, eingesetzt wurde, nimmt die Viskosität der Frackflüssigkeit durch das erfindungsgemäße Verfahren zur thermischen Behandlung ab. Dieses Phänomen wird auch als„Gelbrechen" bezeichnet. Für den Fall, dass die erwärmte Zone (10) nach Durchführung der thermischen Behandlung Temperaturen von >100 °C, beispielsweise Temperaturen im Bereich von 150 bis 1200 °C aufweist, wird die Frackflüssigkeit verdampft. Die in der Frackflüssigkeit enthaltenen Verdickungsmittel werden dabei thermisch zersetzt. In the event that an aqueous fracking liquid containing thickening agents (gel-forming additives) was used to produce the fracking cracks (3), the viscosity of the fracking liquor decreases by the thermal treatment process according to the invention. This phenomenon is also referred to as "yellow rake." In the event that the heated zone (10) after carrying out the thermal treatment temperatures> 100 ° C, for example temperatures in the range of 150 to 1200 ° C, the Frackflüssigkeit is evaporated. The thickening agents contained in the fracking liquid are thermally decomposed.
Figur 4 zeigt exemplarisch den Zustand nach Einsetzen der exothermen Reaktion. Die Frackrisse (3) wurden hierbei durch eine Frackflüssigkeit erzeugt, in der kein Stützmittel suspendiert war. Nach Beendigung des Frackverfahrens und Druckabnahme haben sich die Frackrisse (3) daher teilweise wieder geschlossen. Nachfolgend wurden die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte a), b) und c) durchgeführt. Durch den Druck beim Injizieren der Formulierungen F1 , F2 und F3 haben sich die Frackrisse (3) wieder geöffnet. Die Formulierungen F1 und F2 haben kein Stützmittel enthalten. In der Formulierung dritten F3 war ein Stützmittel suspendiert. FIG. 4 shows by way of example the state after the onset of the exothermic reaction. The Frackrisse (3) were hereby generated by a Frackflüssigkeit in which no proppant was suspended. After completion of the fracking process and pressure decrease, the Frackrisse (3) have therefore partially closed again. The process steps a), b) and c) according to the invention were subsequently carried out. Due to the pressure when injecting the formulations F1, F2 and F3, the fracking cracks (3) have opened again. Formulations F1 and F2 have no proppant. In the formulation third F3, a proppant was suspended.
Nachdem die Formulierung F3 die Formulierung F2 durchdrungen hat, wurde die exotherme chemische Reaktion der Formulierungen F1 in den Frackrissen (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte initiiert. Bei der exothermen chemischen Reaktion der Formulierungen F1 wurde ebenfalls eine erwärmte Zonen (10) erzeugt. After the formulation F3 has penetrated the formulation F2, the exothermic chemical reaction of the formulations F1 in the fracture tears (3) of the underground oil reservoir was initiated. In the exothermic chemical reaction of formulations F1, a heated zone (10) was also produced.
Die geometrische Ausdehnung der erwärmten Zone (10) entspricht mindestens dem Bereich der Frackrisse (3), die mit der ersten Formulierung F1 vor Einsetzen der exothermen chemischen Reaktion verfüllt war. In einer Ausführungsform wird das Injizieren der dritten Formulierung F3 auch nach Initiieren der exothermen Reaktion der ersten Formulierung F1 fortgesetzt. Hierdurch wird sicher gewährleistet, dass die exotherme Reaktion der ersten Formulierung F1 vollständig abläuft. In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nach Ausbildung der erwärmten Zone (10) in der unterirdischen Erdöllagerstätte das Injizieren der Formulierungen F1 , F2 und F3 eingestellt und nachfolgend wird durch die Bohrung (1 ) ein Flutmittel (1 1 ) in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert. Geeignete Flutmittel (1 1 ) sind dem Fachmann bekannt. Bevorzugte Flutmittel (1 1 ) sind Flutmittel, die mindestens 50 Gew.-%, bevorzugt mindestens 70 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 80 Gew.-% und insbesondere bevorzugt mindestens 90 Gew.-% Wasser enthalten. Es ist auch möglich, als Flutmittel (1 1 ) nur Wasser einzusetzen. Als Wasser kann vorliegend reines Wasser, teilentsalztes Meerwasser, Meerwasser oder Formationswasser eingesetzt werden. Das Flutmittel (1 1 ) kann 0 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 0 bis 20 Gew.-% und insbesondere bevorzugt 0 bis 10 Gew.-% weitere übliche Additive enthalten. Die Gew.-%-Angaben im Hinblick auf das Flutmittel (1 1 ) beziehen sich jeweils auf das Gesamtgewicht des eingesetzten Flutmittels (1 1 ). Als weitere übliche Additive können beispielsweise Verdickungsmittel, Tenside, Harnstoff oder Glyzerin eingesetzt werden. The geometric extension of the heated zone (10) corresponds at least to the region of the fracture cracks (3) which was filled with the first formulation F1 prior to the onset of the exothermic chemical reaction. In one embodiment, injecting the third formulation F3 is continued even after initiating the exothermic reaction of the first formulation F1. This ensures that the exothermic reaction of the first formulation F1 is completely complete. In another embodiment of the present invention, after formation of the heated zone (10) in the subterranean oil deposit, injection of the formulations F1, F2 and F3 is discontinued and subsequently a flood medium (11) is injected through the well (1) into the subterranean crude oil deposit , Suitable flooding agents (11) are known to the person skilled in the art. Preferred flours (1 1) are flours which contain at least 50% by weight, preferably at least 70% by weight, particularly preferably at least 80% by weight and especially preferably at least 90% by weight of water. It is also possible to use as flooding agent (1 1) only water. Pure water, partially desalinated seawater, seawater or formation water can be used here as water. The flooding agent (1 1) may contain 0 to 50 wt .-%, preferably 0 to 30 wt .-%, particularly preferably 0 to 20 wt .-% and particularly preferably 0 to 10 wt .-% further conventional additives. The wt .-% - information with regard to the flooding agent (1 1) each relate to the total weight of the flooding agent used (1 1). Thickeners, surfactants, urea or glycerol, for example, can be used as further customary additives.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren zur Förderung von Erdöl aus einer unterirdischen Erdöllagerstätte, die Frackrisse (3) aufweist und in die mindestens eine Bohrung (1 ) sowie mindestens eine Produktionsbohrung niedergebracht sind, umfassend die Schritte i) thermische Behandlung der unterirdischen Erdöllagerstätte durch das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren, ii) Injizieren eines Flutmittels (1 1 ) durch die mindestens eine Bohrung (1 ) und Entnahme von Erdöl aus mindestens einer Produktionsbohrung. The subject matter of the present invention is therefore also a process for the extraction of crude oil from an underground oil reservoir which has tail cracks (3) and into which at least one bore (1) and at least one production well are drilled, comprising the steps i) thermal treatment of the underground oil reservoir by the inventive method described above, ii) injecting a flooding agent (1 1) through the at least one bore (1) and extraction of petroleum from at least one production well.
Sobald das bevorzugte wässrige Flutmittel (1 1 ) auf die erwärmte Zone (10) trifft, wird das im wässrigen Flutmittel (1 1 ) enthaltene Wasser erwärmt oder verdampft. Das erwärmte wässrige Flutmittel (1 1 ) mobilisiert das in der unterirdischen Erdöllagerstätte vorhandene Erdöl und verdrängt dieses in Richtung der Produktionsbohrung. Das Erdöl wird aus den Produktionsbohrungen entnommen. In Abhängigkeit der Temperatur der erwärmten Zone (10) kann das wässrige Flutmittel (1 1 ) auch zu Wasserdampf verdampft werden. As soon as the preferred aqueous flooding agent (11) hits the heated zone (10), the water contained in the aqueous flooding agent (11) is heated or evaporated. The heated aqueous flooding agent (1 1) mobilizes the existing in the underground oil reservoir oil and displaces this in the direction of the production well. The oil is taken from the production wells. Depending on the temperature of the heated zone (10), the aqueous flooding agent (1 1) can also be evaporated to water vapor.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Erdölförderung wird in der erwärmten Zone (10) in situ das wässrige Flutmittel (1 1 ) erwärmt oder verdampft. Dies hat gegenüber konventionellen Verfahren, bei denen Wasserdampf als Flutmittel eingesetzt wird, den Vorteil, dass der Wärmeverlust minimal ist und dass auf kostenintensive und technisch aufwändige Generatoren zur Dampferzeugung an der Oberfläche der unterirdischen Erdöllagerstätte (1 ) verzichtet werden kann. By the method according to the invention for crude oil production in the heated zone (10) in situ, the aqueous flooding agent (1 1) is heated or evaporated. This has over conventional methods in which water vapor is used as a flood, the advantage that the heat loss is minimal and that costly and technically complex generators for steam generation on the surface of the underground oil reservoir (1) can be omitted.
Es ist bekannt, dass die Verwendung des konventionellen Dampfflutens durch die Teufe der Lagerstätte begrenzt ist. Bei Lagerstättenteufen > 1000 m wird das Dampffluten normalerweise nicht eingesetzt. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Dampferzeugung direkt in der unterirdischen Erdöllagerstätte und in beliebiger Teufe. It is known that the use of conventional steam flooding is limited by the depth of the deposit. For deposits> 1000 m, steam flooding is normally not used. The inventive method allows the steam generation directly in the underground Erdöllagerstätte and at any Teufe.
Durch das Injizieren des wässrigen Flutmittels (1 1 ) durch die Bohrung (1 ) in die erwärmte Zone (10) der unterirdischen Erdöllagerstätte wird die erwärmte Zone (10) abgekühlt. In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Förderung von Erdöl wird das Injizieren des wässrigen Flutmittels (1 1 ) so lange durchgeführt, bis die Temperatur der erwärmten Zone (10) auf Temperaturen unterhalb von 100°C, bevorzugt unterhalb von 80°C, abgekühlt ist. Anschließend wird das erfindungsgemäße Verfahren zur thermischen Behandlung der unterirdischen Erdöllagerstätte erneut durchgeführt, um erneut eine erwärmte Zone (10) auszubilden. Nachfolgend kann das Injizieren eines wässrigen Flutmittels (1 1 ) erneut vorgenommen werden. Bei der Bohrung (1 ) kann es sich um eine vertikale, eine quasi horizontale oder eine horizontale Bohrung handeln. Bevorzugt ist die Bohrung (1 ) als vertikale Bohrung ausgestaltet. Auch die Produktionsbohrungen können als vertikale, quasi horizontale oder horizontale Bohrungen ausgestaltet sein. Bevorzugt sind die Produktionsbohrungen als quasi horizontale oder horizontale Bohrungen, besonders bevorzugt als horizontale Bohrungen ausgestaltet. By injecting the aqueous flooding agent (11) through the well (1) into the heated zone (10) of the underground oil reservoir, the heated zone (10) is cooled. In a particular embodiment of the inventive method for the production of petroleum, the injection of the aqueous flooding agent (1 1) is carried out until the temperature of the heated zone (10) to temperatures below 100 ° C, preferably below 80 ° C, cooled is. Subsequently, the inventive method for thermal treatment of the underground Erdöllagerstätte is performed again to form again a heated zone (10). Subsequently, the injection of an aqueous flooding agent (1 1) can be made again. The bore (1) can be a vertical, a quasi-horizontal or a horizontal bore. Preferably, the bore (1) is designed as a vertical bore. The production holes can also be designed as vertical, quasi-horizontal or horizontal bores. The production bores are preferably configured as quasi-horizontal or horizontal bores, particularly preferably as horizontal bores.
Wenn durch die Bohrungen (1 ) ein wässriges Flutmittel (1 1 ) injiziert wird, wird es in der erwärmten Zonen (10) erhitzt, bzw. verdampft. Das Flutmittel (1 1 ) verdrängt nachfolgend das Erdöl in Richtung der Produktionsbohrungen und wird aus diesen gefördert. When an aqueous flooding agent (11) is injected through the bores (1), it is heated or evaporated in the heated zones (10). The flooding agent (1 1) subsequently displaces the oil in the direction of the production wells and is funded from these.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Förderung von Erdöl wird die Bohrung (1 ), durch die die unterirdische Erdöllagerstätte thermisch behandelt wurde, bei dem Verfahren zur Förderung von Erdöl als Produktionsbohrung verwendet. In another embodiment of the inventive method of producing oil, the well (1) which has thermally treated the subterranean oil deposit is used as a production well in the process of producing oil.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur in situ Verbrennung von Erdöl in einer unterirdischen Erdöllagerstätte, die Frackrisse (3) aufweist und in die mindestens eine Bohrung (1 ) niedergebracht ist, umfassend die Schritte i1 ) thermische Behandlung der unterirdischen Erdöllagerstätte durch das erfindungsgemäße Verfahren, ii1 ) Injizieren eines sauerstoffhaltigen Gemischs durch die mindestens eine Bohrung (1 ). A further subject of the present invention is also a process for the in situ combustion of petroleum in a subterranean well deposit having tail cracks (3) and into which at least one well (1) is drilled, comprising the steps of i1) thermally treating the subsurface oil well the method according to the invention, ii1) injecting an oxygen-containing mixture through the at least one bore (1).
Das sauerstoffhaltige Gemisch wird durch die Bohrung (1 ) in die erwärmte Zone (10) der unterirdischen Erdöllagerstätte injiziert. Als sauerstoffhaltiges Gemisch kann beispielsweise reiner Sauerstoff, Luft oder mit Sauerstoff angereichte Luft eingesetzt werden. Bevorzugt wird als sauerstoffhaltiges Gemisch Luft eingesetzt. Die vorstehend beschriebenen sauerstoffhaltigen Gase können gegebenenfalls in Mischung mit Wasser eingesetzt werden. Durch das Injizieren des sauerstoffhaltigen Gemischs wird das in der erwärmten Zone (10) enthaltene Erdöl oxidiert. In Abhängigkeit der Temperatur der erwärmten Zone (10) kann das in der unterirdischen Erdöllagerstätte enthaltene Erdöl auch verbrennen. Dieser Vorgang wird auch als in-situ-Erdölverbrennung bezeichnet. Vor dem Injizieren des sauerstoffhaltigen Gemischs weist die erwärmte Zone (10) in dieser Ausführungsform bevorzugt eine Temperatur im Bereich von 200 bis 1200 °C, bevorzugt im Bereich von 300 bis 1000 °C und besonders bevorzugt im Bereich von 400 bis 1000 °C auf. The oxygenated mixture is injected through the bore (1) into the heated zone (10) of the underground oil reservoir. As an oxygen-containing mixture, for example, pure oxygen, air or oxygen-enriched air can be used. Preferably, air is used as the oxygen-containing mixture. Optionally, the oxygen-containing gases described above may be used in admixture with water. By injecting the oxygen-containing mixture, the oil contained in the heated zone (10) is oxidized. Depending on the temperature of the heated zone (10), the oil contained in the underground oil reservoir may also burn. This process is also referred to as in situ petroleum burning. Prior to injecting the oxygen-containing mixture, the heated zone (10) in this embodiment preferably has a temperature in the range of 200 to 1200 ° C, preferably in the range of 300 to 1000 ° C and more preferably in the range of 400 to 1000 ° C.
Durch das kontinuierliche Injizieren des sauerstoffhaltigen Gemischs wird die Erdölverbrennung in der unterirdischen Erdöllagerstätte aufrecht erhalten. Hierdurch bildet sich in der unterirdischen Erdöllagerstätte eine Verbrennungsfront aus. Continuous injection of the oxygen-containing mixture maintains petroleum burning in the underground oil reservoir. As a result, a combustion front is formed in the underground oil reservoir.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass großvolumetrische Verbrennungsfronten ausgebildet werden können. Bei konventionellen Verfahren zur in-situ-Ölverbrennung können Verbrennungsfronten dieser Größe nur durch sehr langfristiges Einpressen eines Oxidationsmittels erreicht werden. The method according to the invention has the advantage that large volumetric combustion fronts can be formed. In conventional in-situ oil burning processes, combustion fronts of this size can only be achieved by very long term injection of an oxidizer.
Durch die in-situ-Erdölverbrennung, die durch das Injizieren eines sauerstoffhaltigen Gemischs gemäß Verfahrensschritt ii1 ) initiiert wird, kann die Temperatur in der Verbrennungszone noch weiter gesteigert werden. Hierdurch werden die Frackrisse (3) weiter erwärmt. Gemäß Verfahrensschritt ii1 ) ist somit eine thermische Behandlung der unterirdischen Erdöllagerstätte möglich, ohne dass weitere Formulierungen F1 , F2 und F3 injiziert werden müssen. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird in Verfahrensschritt ii1 ) eine thermische Behandlung der unterirdischen Erdöllagerstätte durchgeführt, wobei als Mittel zur Erwärmung der unterirdischen Erdöllagerstätte das in der unterirdischen Erdöllagerstätte enthaltene Erdöl verwendet/verbrannt wird. In situ petroleum burning, initiated by injecting an oxygen-containing mixture in accordance with step ii1), can further increase the temperature in the combustion zone. As a result, the Frackrisse (3) are further heated. In accordance with method step ii1), a thermal treatment of the underground oil reservoir is thus possible without having to inject further formulations F1, F2 and F3. In other words, in step ii1), a thermal treatment of the underground oil reservoir is carried out using, as means for heating the underground oil reservoir, the oil contained in the underground oil reservoir / burned.
Im Anschluss an Verfahrensschritt Ü1 ) kann in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäß Verfahrensschritt iii1 ) ein Flutmittel (1 1 ) durch die Bohrung (1 ) in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert werden. Das bevorzugt wässrige Flutmittel (1 1 ) wird hierbei, wie vorstehend beschrieben, erwärmt oder verdampft. Following process step U1), in a further preferred embodiment of the present invention according to process step iii1), a flooding agent (11) can be injected through the bore (1) into the underground oil reservoir. The preferably aqueous flooding agent (11) is hereby heated or evaporated as described above.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem nach Verfahrensschritt ii1 ) in Verfahrensschritt iii1 ) ein Flutmittel (1 1 ) durch die mindestens eine Bohrung (1 ) in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert wird. The subject matter of the present invention is thus also a method in which, after method step ii1) in method step iii1), a flood medium (11) is injected through the at least one bore (1) into the underground oil reservoir.
An das erfindungsgemäße Verfahren zur in-situ-Erdölverbrennung kann sich somit erfindungsgemäß ebenfalls ein Verfahren zur Förderung von Erdöl aus der unterirdischen Erdöllagerstätte anschließen. Für dieses Verfahren gelten die vorstehenden Ausführungen und Bevorzugungen entsprechend. According to the invention, a process for the extraction of crude oil from the underground oil reservoir can thus also follow the process according to the invention for in-situ petroleum combustion. For this method, the above statements and preferences apply accordingly.
Geeignete Formulierungen F1 , F2 und F3, die die vorstehend beschriebenen Voraussetzungen erfüllen sind dem Fachmann prinzipiell bekannt. Erfindungsgemäß können alle bekannten Formulierungen eingesetzt werden, die dazu geeignet sind, nach Vermischen eine exotherme Reaktion einzugehen. Bevorzugt sind Formulierungen F1 und F3, die getrennt voneinander chemisch stabil sind und somit in getrennter Form, das heißt als Einzelformulierungen, keine exotherme Reaktion eingehen. Hierdurch wird die Arbeitssicherheit erhöht, da ein Einsetzen der exothermen Reaktion vor Vermischen der Formulierungen F1 und F3 sicher ausgeschlossen werden kann. Suitable formulations F1, F2 and F3 which fulfill the requirements described above are known in principle to the person skilled in the art. According to the invention, it is possible to use all known formulations which are suitable for undergoing an exothermic reaction after mixing. Preference is given to formulations F1 and F3 which are chemically stable separately from one another and thus do not undergo an exothermic reaction in separate form, that is to say as individual formulations. As a result, the occupational safety is increased, since an onset of the exothermic reaction before mixing the formulations F1 and F3 can be safely excluded.
Als zweite Formulierung F2 wird bevorzugt eine Formulierung eingesetzt, die mindestens 70 Gew.-%, bevorzugt mindestens 80 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 90 Gew.-% und insbesondere bevorzugt mindestens 95 Gew.-% Wasser und 0,1 bis 5 Gew.-% mindestens eines der vorstehend beschriebenen Verdickungsmittel enthält. The second formulation F2 used is preferably a formulation which is at least 70% by weight, preferably at least 80% by weight, particularly preferably at least 90% by weight and particularly preferably at least 95% by weight of water and 0.1 to 5 Wt .-% of at least one of the thickening agents described above.
Geeignete Formulierung F1 und F3 sind beispielsweise in den im einleitenden Teil der vorliegenden Erfindung beschriebenen Patentschriften offenbart. Suitable formulations F1 and F3 are disclosed, for example, in the patents described in the introductory part of the present invention.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die erste Formulierung F1 mindestens ein Oxidationsmittel und mindestens einen Brennstoff und die dritte Formulierung F3 enthält einen Initiator (I), der die exotherme chemische Reaktion zwischen Oxidationsmittel und Brennstoff initiiert. Gegenstand der vorliegendne Erfindung ist auch ein Verfahren bei dem die erste Formulierung F1 mindestens ein Oxidationsmittel (O) und mindestens einen Brennstoff (B) enthält. In one embodiment of the present invention, the first formulation F1 contains at least one oxidant and at least one fuel and the third formulation F3 contains an initiator (I) which initiates the exothermic chemical reaction between oxidant and fuel. The subject of the present invention is also a process in which the first formulation F1 contains at least one oxidizing agent (O) and at least one fuel (B).
In einer weiteren Ausführungsform enthält die erste Formulierung F1 ein Peroxid und die dritte Formulierung F3 enthält einen Initiator, der die Zersetzung des Peroxids initiiert. In a further embodiment, the first formulation F1 contains a peroxide and the third formulation F3 contains an initiator which initiates the decomposition of the peroxide.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird als erste Formulierung F1 eine wässrige Wasserstoffperoxidlösung eingesetzt, die 10 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 30 Gew.% und besonders bevorzugt 20 bis 30 Gew.-% Wasserstoffperoxid enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formulierung F1 . Als dritte Formulierung F3 wird hierbei eine wässrige Initiatorlösung eingesetzt, die die exotherme Zersetzung des Wasserstoffperoxids initiiert. Als geeignete Initiatorlösungen (dritte Formulierung F3 sind hierbei wässrige Lösungen bevorzugt, die mindestens einen Initiator (I) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkalihydroxiden, Erdalkalihydroxiden und einem Alkalipermanganat enthalten. Als Alkalipermanganat sind Natriumpermanganat und/oder Kaliumpermanganat besonders bevorzugt. Die Initiatorlösung (dritte Formulierung F3) enthält dabei im Allgemeinen 0,1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 10 Gew.-% und besonders bevorzugt 4 bis 10 Gew.-% von mindestens einem der vorstehend beschriebenen Initiatoren (I), jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der dritten Formulierung F3. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem die erste Formulierung F1 10 bis 50 Gew.-% Wasserstoffperoxid und 50 bis 90 Gew.-% Wasser enthält und die dritte Formulierung F3 90 bis 99,9 Gew.-% Wasser und 0,1 bis 10 Gew.-% mindestens eines Initiators (I) enthält ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkalihydroxiden, Erdalkalihydroxiden und Alkalipermanganaten. In a preferred embodiment, the first formulation F1 used is an aqueous hydrogen peroxide solution which contains 10 to 50% by weight, preferably 10 to 30% by weight and particularly preferably 20 to 30% by weight of hydrogen peroxide, based on the total weight of the formulation F1 , The third formulation F3 used here is an aqueous initiator solution which initiates the exothermic decomposition of the hydrogen peroxide. Preferred aqueous solutions which contain at least one initiator (I) selected from the group consisting of alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides and an alkali permanganate are preferred as suitable initiator solutions (third formulation F3.) Sodium permanganate and / or potassium permanganate are particularly preferred as alkali permanganate F3) generally contains 0.1 to 10 wt .-%, preferably 1 to 10 wt .-% and particularly preferably 4 to 10 wt .-% of at least one of the initiators (I) described above, each based on the total weight the third formulation F3. The present invention thus also provides a process in which the first formulation F1 contains from 10 to 50% by weight of hydrogen peroxide and from 50 to 90% by weight of water and the third formulation F3 contains from 90 to 99.9% by weight of water and 0.1 to 10% by weight of at least one initiator (I) selected from the group consisting of alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides and alkali permanganates.
Als Oxidationsmittel sind beispielsweise Distickstofftetroxid (N204), Wasserstoffperoxid, Ammoniumnitrat, Salpetersäure, Alkalichlorate und Alkaliperchlorate geeignet. Als Oxidationsmittel besonders bevorzugt ist Ammoniumnitrat. As the oxidizing agent, for example, dinitrogen tetroxide (N 2 O 4 ), hydrogen peroxide, ammonium nitrate, nitric acid, alkali chlorates and alkali metal perchlorates are suitable. Particularly preferred as the oxidizing agent is ammonium nitrate.
Als Brennstoff können beispielsweise Kohlenwasserstoffe, wie Kerosin oder Erdöl, Harnstoff, Polyethylenglykol, Glyzerin oder Metallpulver eingesetzt werden. Als Metallpulver ist Aluminiumpulver und/oder Magnesiumpulver besonders bevorzugt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird als erste Formulierung F1 eine Zusammensetzung eingesetzt, die 10 bis 70 Gew.-% Ammoniumnitrat, 10 bis 30 Gew.- % Wasser, 10 bis 40 Gew.-% Harnstoff sowie 0 bis 10 Gew.-% Eisennitrat und 0 bis 2 Gew.-% Ammoniak , 0 bis 5 Ges.-% eines Metallpulvers und 0 bis 1 Gew.-% eines der vorstehend beschriebenen Verdickungsmittel enthält. Als dritte Formulierung F3 wird hierbei eine Lösung eingesetzt, die 40 bis 90 Gew.-% Wasser sowie 10 bis 60 Gew.% Alkalinitrit und/oder 10 bis 40 Gew.-% Salzsäure enthält. Als Alkalinitrit ist Natriumnitrit besonders bevorzugt. As fuel, for example, hydrocarbons such as kerosene or petroleum, urea, polyethylene glycol, glycerol or metal powder can be used. As metal powder, aluminum powder and / or magnesium powder is particularly preferred. In a particularly preferred embodiment, the first formulation F1 employed is a composition comprising 10 to 70% by weight of ammonium nitrate, 10 to 30% by weight of water, 10 to 40% by weight of urea and 0 to 10% by weight iron nitrate and 0 to 2% by weight of ammonia, 0 to 5% by weight of a metal powder and 0 to 1% by weight of one of the thickening agents described above. The third formulation F3 used here is a solution which contains 40 to 90% by weight of water and 10 to 60% by weight of alkali nitrite and / or 10 to 40% by weight of hydrochloric acid. As the alkali nitrite, sodium nitrite is particularly preferable.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren bei dem dass die erste Formulierung F1 10 bis 70 Gew.-% Ammoniumnitrat, 10 bis 30 Gew.-% Wasser, 10 bis 40 Gew.-% Harnstoff, sowie 0 bis 10 Gew.-% Eisennitrat, 0 bis 2 Gew.-% Ammoniak, 0 bis 5 Gew.-% eines Metallpulvers und 0 bis 1 Gew.-% eines Verdickungsmittels enthält The present invention thus also provides a process in which the first formulation F1 contains 10 to 70% by weight of ammonium nitrate, 10 to 30% by weight of water, 10 to 40% by weight of urea and 0 to 10% by weight. % Iron nitrate, 0 to 2 wt .-% ammonia, 0 to 5 wt .-% of a metal powder and 0 to 1 wt .-% of a thickener
und die dritte Formulierung F3 40 bis 90 Gew.-% Wasser sowie bis 10 bis 60 Gew.-% Alkalinitrit und/oder 10 bis 40 Gew.% Salzsäure enthält. and the third formulation F3 40 to 90 wt .-% water and up to 10 to 60 wt .-% Alkalinalitrit and / or 10 to 40 wt.% Hydrochloric acid.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Bohrung 1 hole
2 Perforationsöffnungen  2 perforations
3 Frackrisse  3 tail cracks
4 Stützmittel  4 proppants
5 Mikrofrackrisse  5 micro cracks
10 erwärmte Zone  10 heated zone
1 1 Flutmittel  1 1 flooding agent
F1 erste Formulierung  F1 first formulation
F2 zweite Formulierung  F2 second formulation
F3 dritte Formulierung  F3 third formulation
Figurenbeschreibung: Brief Description:
Figur 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch die unterirdische Erdöllagerstätte zu Beginn des Verfahrensschritts c). Figur 2 zeigt einen vertikalen Schnitt durch die unterirdische Erdöllagerstätte nachdem Verfahrensschritt c) für einige Zeit durchgeführt wurde. Figure 1 shows a vertical section through the underground Erdöllagerstätte at the beginning of the process step c). FIG. 2 shows a vertical section through the underground oil reservoir after process step c) has been carried out for some time.
Figur 3 zeigt einen vertikalen Schnitt durch die unterirdische Erdöllagerstätte nach Ablauf der exothermen chemischen Reaktion, wobei die Frackrisse (3) mit einem Stützmittel verfüllt sind. Figure 3 shows a vertical section through the underground Erdöllagerstätte after the exothermic chemical reaction, the Frackrisse (3) are filled with a proppant.
Figur 4 zeigt einen vertikalen Schnitt durch die unterirdische Erdöllagerstätte nach Ablauf der exothermen chemischen Reaktion, wobei die Frackrisse (3) durch die dritte Formulierung F3 teilweise einem Stützmittel verfüllt sind. Figure 4 shows a vertical section through the underground Erdöllagerstätte after the exothermic chemical reaction, the Frackrisse (3) are partially filled by the third formulation F3 a proppant.
Figur 5 zeigt einen horizontalen Schnitt durch die unterirdische Erdöllagerstätte zu Beginn des Verfahrensschritts c). Figure 5 shows a horizontal section through the underground Erdöllagerstätte at the beginning of the process step c).
Figur 6 zeigt einen horizontalen Schnitt durch die unterirdische Erdöllagerstätte nachdem Verfahrensschritt c) für einige Zeit durchgeführt wurde. FIG. 6 shows a horizontal section through the underground oil reservoir after process step c) has been carried out for some time.
Die vorliegende Erfindung wird durch die nachfolgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne sie jedoch hierauf zu beschränken. Ausführungsbeispiel 1 In eine tiefliegende dichte Erdöllagerstätte wird ein vertikale Bohrung (1 ) niedergebracht. Das in der unterirdischen Erdöllagerstätte vorhandene Erdöl weist eine Viskosität im Bereich von 200 bis 220 mPas auf. Die Temperatur der unterirdischen Erdöllagerstätte beträgt 85 °C. Die Bohrung (1 ) wird einstufig gefrackt, wobei sich quasi vertikale Frackrisse (3) ausbilden. Zum Fracken wird eine Frackflüssigkeit eingesetzt, in der keramisches Proppant dispergiert ist. Es werden 600 m3 der Frackflüssigkeit in die unterirdische Erdöllagerstätte mit einem Druck von 700 bar eingepresst. Nachfolgend werden die Bohrung (1 ) und die Frackrisse (3) saniert. Nach der Sanierung werden 500 m3 der ersten Formulierung F1 mit einem Druck im Bereich von 300 bis 400 bar injiziert. The present invention is further illustrated by the following embodiments, without, however, limiting it thereto. Embodiment 1 In a deep-lying dense oil deposit a vertical hole (1) is brought down. The oil present in the underground oil reservoir has a viscosity in the range of 200 to 220 mPas. The temperature of the underground oil reservoir is 85 ° C. The hole (1) is scanned in one step, with quasi-vertical fracture cracks (3) forming. For fraying, a fracking liquid is used, in which ceramic proppant is dispersed. 600 m 3 of the fracking liquid are injected into the subterranean crude oil deposit at a pressure of 700 bar. Subsequently, the hole (1) and the Frackrisse (3) are rehabilitated. After the remediation 500 m 3 of the first formulation F1 are injected at a pressure in the range of 300 to 400 bar.
Die erste Formulierung F1 weist dabei die folgende Zusammensetzung auf: The first formulation F1 has the following composition:
69 Gew.-% Ammoniumnitrat (NH4)(N03), 69% by weight of ammonium nitrate (NH 4 ) (NO 3 ),
16,8 Gew.-% Harnstoff, 16.8% by weight of urea,
0,5 Gew.-% Aluminiumpulver,  0.5% by weight of aluminum powder,
0,5 Gew.-% Magnesiumpulver, 0.5% by weight of magnesium powder,
13 Gew.-% Wasser und 13% by weight of water and
0,2 Gew.-% Polyacrylamid. 0.2% by weight of polyacrylamide.
Die Viskosität (VFi ) der ersten Formulierung F1 beträgt 30 mPas. Hierdurch wird ein vorzeitiges Absetzen des in der ersten Formulierung F1 suspendierten Aluminium- und Magnesiumpulvers verhindert. Direkt nach Injizieren der ersten Formulierung F1 wird die zweite Formulierung F2 in die Frackrisse (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte injiziert. The viscosity (V F i) of the first formulation F1 is 30 mPas. This prevents premature settling of the aluminum and magnesium powder suspended in the first formulation F1. Immediately after injecting the first formulation F1, the second formulation F2 is injected into the tailings cracks (3) of the subterranean crude oil deposit.
Die zweite Formulierung F2 enthält Wasser, dessen Viskosität mit Polyacrylamid auf 150 mPas eingestellt wurde. Es werden 30 m3 der zweiten Formulierung F2 injiziert. Hierdurch wird die erste Formulierung F1 entlang der Frackrisse (3) tiefer in die unterirdische Erdöllagerstätte verdrängt. Ringsum die Bohrung (1 ) bildet sich hierdurch eine quasi konzentrische Zone mit einem Radius von 5 bis 7 m aus, die mit der zweiten Formulierung F2 verfüllt ist. The second formulation F2 contains water whose viscosity has been adjusted to 150 mPas with polyacrylamide. 30 m 3 of the second formulation F2 are injected. As a result, the first formulation F1 along the Frackrisse (3) is displaced deeper into the underground Erdöllagerstätte. Around the bore (1) this forms a quasi-concentric zone with a radius of 5 to 7 m, which is filled with the second formulation F2.
Direkt nach Injizieren der zweiten Formulierung F2 wird die dritte Formulierung F3 injiziert. Von der dritten Formulierung F3 werden 30 m3 injiziert. Die dritte Formulierung F3 enthält Wasser und Salzsäure in einem Gewichtsverhältnis von 8:2. Die Viskosität (VF3) der dritten Formulierung F3 beträgt 2mPas. Durch die niedrige Viskosität (VF3) und die hohe Mobilität der dritten Formulierung F3 durchdringt die dritte Formulierung F3 die quasi konzentrische Zone, die mit der zweiten Formulierung F2 verfüllt ist. Hierdurch kommt die dritte Formulierung F3 mit der ersten Formulierung F1 in Kontakt. Die dritte Formulierung F3 initiiert die exotherme chemische Reaktion der ersten Formulierung F1 , wobei die Salzsäure als Initiator (I) dient. Zwischen dem Metallpulver und der Salzsäure setzt eine exotherme chemische Reaktion ein, die ihrerseits die exotherme chemische Reaktion zwischen dem Ammoniumnitrat und dem Harnstoff initiiert. Die exotherme chemische Reaktion läuft innerhalb weniger Minuten vollständig ab. Ein kg der ersten Formulierung F1 generiert dabei ca. 900 L Wasserdampf mit einer Temperatur von über 1000 °C. Darüber hinaus bilden sich Kohlenstoffdioxid und Stickstoff. Die freigesetzte Wärmemenge beträgt ca. 800 kcal. Somit werden ca. 1000 L Gase pro kg der ersten Formulierung F1 generiert. Harnstoff und Ammoniumnitrat reagieren hierbei gemäß der nachfolgenden Reaktionsgleichung: 3 NH4NO3 + CO(NH2)2 -» 8 H20 (Dampf) + 4 N2 + C02 Immediately after injecting the second formulation F2, the third formulation F3 is injected. Of the third formulation F3 30 m 3 are injected. The third formulation F3 contains water and hydrochloric acid in a weight ratio of 8: 2. The viscosity (V F 3) of the third formulation F3 is 2mPas. Due to the low viscosity (V F 3) and the high mobility of the third formulation F3, the third formulation F3 penetrates the quasi-concentric zone, which is filled with the second formulation F2. As a result, the third formulation F3 comes into contact with the first formulation F1. The third formulation F3 initiates the exothermic chemical reaction of the first formulation F1, wherein the hydrochloric acid serves as initiator (I). Between the metal powder and the hydrochloric acid initiates an exothermic chemical reaction, which in turn initiates the exothermic chemical reaction between the ammonium nitrate and the urea. The exothermic chemical reaction is complete within a few minutes. One kg of the first formulation F1 generates about 900 L of water vapor at a temperature of over 1000 ° C. In addition, carbon dioxide and nitrogen are formed. The released amount of heat is about 800 kcal. Thus, about 1000 L gases per kg of the first formulation F1 are generated. Urea and ammonium nitrate react according to the following equation: 3 NH4NO3 + CO (NH 2 ) 2 -> 8 H 2 0 (vapor) + 4 N 2 + C0 2
Bei der exothermen chemischen Reaktion entstehen somit nur toxikologisch unbedenkliche Substanzen. Durch den plötzlichen Druck- und Temperaturanstieg werden in der unterirdischen Erdöllagerstätte weitere zahlreiche Mikrofrackrisse (5) erzeugt. In the exothermic chemical reaction thus only toxicologically harmless substances. The sudden pressure and temperature increase in the underground oil reservoir further numerous micro-crack cracks (5) are generated.
Anschließend wird eine Ruhephase von 1 Woche eingelegt. Danach wird die Bohrung (1 ) zu einer Produktionsbohrung umgerüstet und die Förderung von Erdöl durch die Bohrung (1 ) nach konventionellen Maßnahmen wieder aufgenommen. Durch die thermische Behandlung der unterirdischen Erdöllagerstätte und die Ausbildung großflächiger weiterer Mikrofrackrisse (5) wird der Entölungsgrad der unterirdischen Erdöllagerstätte deutlich gesteigert. Subsequently, a rest period of 1 week is inserted. Thereafter, the bore (1) is converted to a production well and the production of petroleum through the bore (1) resumed after conventional measures. Due to the thermal treatment of the underground oil reservoir and the formation of large-scale further micro-cracks (5), the degree of deoiling of the underground oil reservoir is significantly increased.
Ausführungsbeispiel 2 Embodiment 2
Es wird eine tiefliegende Öl-Schiefer-Lagerstätte entwickelt, die nur schwach mit Erdöl gesättigt ist und eine dichte Lagerstättenmatrix aufweist. Die Mächtigkeit der erdölführenden Schicht der unterirdischen Erdöllagerstätte liegt im Bereich von 30 bis 40 m und weist eine Lagerstättentemperatur von 95 °C auf. Die konventionellen Fördermethoden erlauben lediglich die Gewinnung von maximal 5 % des in der unterirdischen Erdöllagerstätte enthaltenen Erdöls. Die unterirdische Erdöllagerstätte wird durch die sogenannte in-situ-Erdölverbrennung entwickelt. A deep-seated oil shale deposit is being developed that is weakly saturated with petroleum and has a dense deposit matrix. The thickness of the oil-bearing layer of the underground oil reservoir is in the range of 30 to 40 m and has a deposit temperature of 95 ° C. The conventional extraction methods allow only a maximum of 5% of the oil contained in the underground oil reservoir. The underground oil reservoir is being developed by the so-called in situ petroleum burning.
Hierzu werden drei vertikale Bohrungen (1 ) in die unterirdische Erdöllagerstätte niedergebracht, wobei die vertikalen Bohrungen (1 ) in Reihe gebohrt sind. Die Bohrlochreihe befindet sich auf der Linie, die der Richtung der maximalen horizontalen geomechanischen Spannung der Lagerstätten matrix entspricht. Der Abstand zwischen den vertikalen Bohrungen (1 ) beträgt ca. 300 m. Der Nahbereich der Bohrung (1 ) wird gefrackt, wobei sich die quasi vertikalen Frackrisse (3) ausbilden. Zum Fracken wird eine konventionelle Frackflüssigkeit eingesetzt, die einen keramischen Proppant enthält. Nach der Ausbildung der Frackrisse (3) werden die Frackrisse (3) saniert. Die Bohrung (1 ) wird dabei mit einem Packer (4) versehen. Die erste Formulierung F1 weist dabei die folgende Zusammensetzung auf: For this purpose, three vertical holes (1) are drilled in the underground oil reservoir, the vertical holes (1) are drilled in series. The row of boreholes is located on the line corresponding to the direction of the maximum horizontal geomechanical stress of the deposits matrix. The distance between the vertical holes (1) is about 300 m. The near area of the hole (1) is scratched, forming the quasi-vertical tailings cracks (3). For fraying, a conventional fracking liquid containing a ceramic proppant is used. After the formation of the Frackrisse (3) the Frackrisse (3) are rehabilitated. The bore (1) is provided with a packer (4). The first formulation F1 has the following composition:
5 Gew.-% Ammoniumnitrat (NH4)(N03), 5% by weight of ammonium nitrate (NH 4 ) (NO 3 ),
5 Gew.-% Eisennitrat (Fe)(N03), 5% by weight iron nitrate (Fe) (NO 3 ),
90 Gew.-% der wässrigen Lösung A. 90% by weight of the aqueous solution A.
Die Zusammensetzung der Lösung A entspricht einem handelsüblichen Stickstoffdüngemittel: The composition of solution A corresponds to a commercial nitrogen fertilizer:
35 Gew.-% Harnstoff, 35% by weight of urea,
45 Gew.-% Ammoniumnitrat,  45% by weight of ammonium nitrate,
19,5 Gew.-% Wasser,  19.5% by weight of water,
0,5 Gew.-% Ammoniak (NH3). 0.5% by weight of ammonia (NH 3 ).
Das Volumen der ersten Formulierung F1 beträgt 70 % des Volumens der eingesetzten Frackflüssigkeit. Die erste Formulierung F1 weist eine Viskosität (VFi ) im Bereich von 2 bis 5 mPas auf. Als zweite Formulierung F2 werden 20 m3 Wasser injiziert, welches mit Polyacrylamid auf eine Viskosität von 60 cP eingestellt wurde. Direkt danach wird die dritte Formulierung F3 in die Frackrisse (3) injiziert. Das Volumen der dritten Formulierung F3 beträgt 100 m3 und weist die folgende Zusammensetzung auf: 45 Gew.-% Alkalimetallnitrit, The volume of the first formulation F1 is 70% of the volume of the tailing liquid used. The first formulation F1 has a viscosity (V F i) in the range of 2 to 5 mPas. As the second formulation F2, 20 m 3 of water are injected, which was adjusted to a viscosity of 60 cP with polyacrylamide. Immediately thereafter, the third formulation F3 is injected into the fracture tears (3). The volume of the third formulation F3 is 100 m 3 and has the following composition: 45% by weight of alkali metal nitrite,
55 Gew.-% Wasser. 55% by weight of water.
Als Alkalimetallnitrit wird Kaliumnitrit eingesetzt. Die Viskosität (VF3) der dritten Formulierung F3 liegt im Bereich von 2 bis 5 mPas. The alkali metal nitrite used is potassium nitrite. The viscosity (V F3 ) of the third formulation F3 is in the range of 2 to 5 mPas.
In den Frackrissen (3) treffen die Formulierungen F1 und F3 aufeinander, wodurch die exotherme chemische Reaktion initiiert wird. Nach Beginn der exothermen chemischen Reaktion wird das Injizieren der dritten Formulierung F3 nicht eingestellt, das heißt die dritte Formulierung F3 wird auch nach Einsetzen der exothermen chemischen Reaktion weiter injiziert, um das vollständige Abreagieren der ersten Formulierung F1 zu garantieren. Hierdurch bilden sich in der unterirdischen Erdöllagerstätte Bereiche aus, die auf eine Temperatur von 200 bis 300 °C erwärmt sind. In Frackrissen (3), the formulations F1 and F3 meet, whereby the exothermic chemical reaction is initiated. After the start of the exothermic chemical reaction, the injection of the third formulation F3 is not stopped, that is, the third formulation F3 is further injected even after the onset of the exothermic chemical reaction to guarantee complete reaction of the first formulation F1. As a result, areas are formed in the underground oil reservoir, which are heated to a temperature of 200 to 300 ° C.
Nachfolgend werden in die Bohrungen (1 ) 10 000 m3 komprimierter Luft pro Tag eingepresst. In der erwärmten Zone setzt hierbei spontan die Oxidation des Erdöls ein. Durch die in-situ-Verbrennung des Erdöls entwickeln sich in der unterirdischen Erdöllagerstätte eine Verbrennungszone, die eine Temperatur im Bereich von 200 bis 600 °C aufweist. Subsequently, in the holes (1) 10 000 m 3 of compressed air per day are pressed. In the heated zone, the oxidation of the petroleum spontaneously begins. By the in-situ combustion of the petroleum evolve in the underground Erdölagerstätte a combustion zone, which has a temperature in the range of 200 to 600 ° C.
Nachfolgend wird durch die Bohrung (1 ) eine Mischung aus Wasser und Luft eingepresst, wobei das Verhältnis von Wasser zu Luft im Bereich von 0,001 bis 0,005 liegt. Die Verbrennungsfront breitet sich hierdurch in der unterirdischen Erdöllagerstätte vorwiegend in horizontaler Richtung ausgehend von den Perforationsöffnungen der Bohrung (1 ) aus. A usführungsbeispiel 3 Subsequently, through the bore (1) a mixture of water and air is injected, wherein the ratio of water to air in the range of 0.001 to 0.005. As a result, the combustion front spreads in the underground oil reservoir mainly in the horizontal direction starting from the perforation openings of the bore (1). Example 3
Es wird eine tiefliegende dichte Erdöllagerstätte entwickelt, in die eine vertikale Bohrung (1 ) niedergebracht ist. Das Erdöl weist eine Viskosität im Bereich von 200 bis 250 mPas auf. Die Bohrung (1 ) wird gefrackt, wobei sich quasi vertikale Frackrisse (3) ausbilden. Die Frackrisse (3) sind mit keramischen Proppant stabilisiert. Vor Beginn des Injizierens der ersten Formulierung F1 wird die vertikale Bohrung (1 ) mit einem Packer versehen. Als erste Formulierung F1 wird eine 40 Gew.-%tige Wasserstoffperoxidklösung eingesetzt. Es werden 400 m3 der ersten Formulierung F1 injiziert. Die Viskosität (VFi ) der ersten Formulierung F1 beträgt 1 mPas. It is developed a low-lying dense Erdöllagerstätte in which a vertical bore (1) is brought down. The petroleum has a viscosity in the range of 200 to 250 mPas. The hole (1) is being scrapped, whereby quasi vertical tailings cracks (3) are formed. The Frackrisse (3) are stabilized with ceramic proppant. Prior to initiating injection of the first formulation F1, the vertical bore (1) is packaged. The first formulation F1 is a 40 wt .-% tiger hydrogen peroxide solution is used. 400 m 3 of the first formulation F1 are injected. The viscosity (V F i) of the first formulation F1 is 1 mPas.
Direkt im Anschluss werden 40 m3 der zweiten Formulierung F2 injiziert. Die Viskosität (VF2) der zweiten Formulierung F2 beträgt 120 mPas. Die zweite Formulierung F2 enthält Wasser und Polyacrylamid. Nachfolgend wird als dritte Formulierung F3 eine 5 Gew.-%tige wässrige Natriumpermanganat initiiert. Die Viskosität (VF3) der dritten Formulierung F3 beträgt 1 bis 2 mPas. Immediately following, 40 m 3 of the second formulation F2 are injected. The viscosity (V F 2) of the second formulation F2 is 120 mPas. The second formulation F2 contains water and polyacrylamide. Subsequently, a 5% by weight aqueous sodium permanganate is initiated as the third formulation F3. The viscosity (V F 3) of the third formulation F3 is 1 to 2 mPas.
Das Kaliumpermanganat dient als Initiator zur Zersetzung des Wasserstoffperoxids. Hierbei bildet sich Wasserdampf und Sauerstoff und der Bereich der exothermen chemischen Reaktion wir auf Temperaturen von über 500 °C erwärmt. Durch den plötzlichen Temperaturanstieg und den entstehenden Gasdruck bilden sich weitere Mikrofrackrisse (5) aus. Anschließend wird eine Ruhephase von 6 Tagen eingelegt. Anschließend wird die Bohrung (1 ) als Produktionsbohrung umgerüstet und Erdöl gefördert. Hierdurch wird der Entölungsgrad der unterirdischen Erdöllagerstätte gesteigert. Nach 6 bis 12 Monaten der Erdölförderung wird die vorstehend beschriebene Operation wiederholt. The potassium permanganate serves as an initiator for the decomposition of the hydrogen peroxide. This forms water vapor and oxygen and the range of the exothermic chemical reaction, we heated to temperatures of about 500 ° C. Due to the sudden increase in temperature and the resulting gas pressure further micro cracks (5) are formed. Subsequently, a rest period of 6 days is inserted. Subsequently, the hole (1) is converted as a production well and extracted oil. This increases the degree of de-oiling of the underground oil reservoir. After 6 to 12 months of oil production, the operation described above is repeated.
Ausführungsbeispiel 4 Embodiment 4
Es wird eine Bohrung (1 ), die als Produktionsbohrung dient, stimuliert. Im Laufe der Erdölförderung sind die Erdölförderraten gesunken. Die Permeabilität der unterirdischen Erdöllagerstätte liegt im Bereich von 0,05 bis 0,1 μηη2. Die Viskosität des Erdöls liegt bei 190 mPas. Der Lagerstättendruck beträgt mPa. Die Lagerstättenteufe beträgt 2300 m. It is a hole (1), which serves as a production well stimulated. In the course of oil production, oil production rates have fallen. The permeability of the underground oil reservoir is in the range of 0.05 to 0.1 μηη second The viscosity of the Petroleum is at 190 mPas. The reservoir pressure is mPa. The deposit is 2300 m.
Die unterirdische Erdöllagerstätte wird gefrackt, wobei konventionelle Frackflüssigkeiten eingesetzt werden, in denen keramischer Proppant suspendiert ist. Zum Fracken werden 200 m3 einer Frackflüssigkeit eingesetzt, die 50 t Proppant enthält. Die Frackrisse befinden sich in einem Radius von 20 bis 40 m, ausgehend von der Bohrung (1 ). Um die Frackrisse (3) zu sanieren, werden als erste Formulierung F1 120 m3 einer wässrigen Lösung mit der folgenden Zusammensetzung injiziert: The underground oil reservoir is being scrapped using conventional fracking fluids in which ceramic proppant is suspended. For fraying, 200 m 3 of a fracking liquid containing 50 t of proppant is used. The fracture cracks are in a radius of 20 to 40 m, starting from the hole (1). To redevelop the fracture tears (3), 120 m 3 of an aqueous solution having the following composition are injected as the first formulation F1:
55 Gew.-% Ammoniumnitrat, 55% by weight of ammonium nitrate,
15 Gew.-% Harnstoff, 15% by weight of urea,
5 Gew.-% wasserlösliches Kupfersalz und 5 wt .-% of water-soluble copper salt and
100 Gew.-% Wasser. 100% by weight of water.
Die Viskosität (VFi ) beträgt 2 bis 5 mPas. Nachfolgend wird als zweite Formulierung F2 mit Polyacrylamid verdicktes Wasser injiziert. Die zweite Formulierung F2 weist eine Viskosität (VF2) von 150 mPas auf. Es werden 15 m3 dieser Formulierung injiziert. The viscosity (V F i) is 2 to 5 mPas. Subsequently, the second formulation F2 is injected with polyacrylamide thickened water. The second formulation F2 has a viscosity (V F 2) of 150 mPas. 15 m 3 of this formulation are injected.
Als dritte Formulierung werden 80 m3 einer wässrigen Suspension von Aluminiumpulver injiziert. Die dritte Formulierung F3 weist eine Viskosität (VF3) von 30 mPas auf. Die dritte Formulierung F3 enthält 20 t Aluminiumpulver und ca. 1 ,5 Gew.-% Tensid. Beim Vermischen der Formulierungen F1 und F3 entsteht in den Frackrissen (3) ein Reaktionsdruck von 300 bis 500 bar und die Temperatur steigt auf 400 °C. As a third formulation, 80 m 3 of an aqueous suspension of aluminum powder are injected. The third formulation F3 has a viscosity (V F 3) of 30 mPas. The third formulation F3 contains 20 t of aluminum powder and about 1, 5 wt .-% surfactant. When mixing the formulations F1 and F3, a reaction pressure of 300 to 500 bar is produced in the fracture cracks (3) and the temperature rises to 400 ° C.
Nach vollständigem Ablauf der exothermen chemischen Reaktion wird eine Ruhephase von 3 Tagen eingelegt. Anschließend wird die Erdölförderung durch die Bohrung (1 ) nach konventionellen Maßnahmen wiederaufgenommen. After completion of the exothermic chemical reaction, a rest period of 3 days is inserted. Subsequently, the oil production through the hole (1) is resumed after conventional measures.

Claims

Patentansprüche Patent claims
1 . Verfahren zur thermischen Behandlung einer unterirdischen Erdöllagerstätte, die Frackrisse (3) aufweist und in die mindestens eine Bohrung (1 ) niedergebracht ist, wobei die Bohrung (1 ) Perforationsöffnungen (2) aufweist, über die die Bohrung (1 ) in Verbindung zu den Frackrissen (3) steht, umfassend die Schritte: a) Injizieren einer ersten Formulierung F1 durch die Bohrung (1 ) über die Perforationsöffnungen (2) in die Frackrisse (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte, b) Injizieren einer zweiten Formulierung F2 durch die Bohrung (1 ) über die Perforationsöffnungen (2) in die Frackrisse (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte, c) Injizieren einer dritten Formulierung F3 durch die Bohrung (1 ) über die Perforationsöffnungen (2) in die Frackrisse (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte, wobei die erste Formulierung F1 durch Zugabe mindestens eines Initiators (I) eine exotherme chemische Reaktion eingeht und 1 . Method for the thermal treatment of an underground petroleum deposit which has frac cracks (3) and into which at least one bore (1) is drilled, the bore (1) having perforation openings (2) through which the bore (1) is connected to the frac cracks (3), comprising the steps: a) injecting a first formulation F1 through the bore (1) via the perforation openings (2) into the frac cracks (3) of the underground petroleum deposit, b) injecting a second formulation F2 through the bore (1 ) via the perforation openings (2) into the frac cracks (3) of the underground petroleum deposit, c) injecting a third formulation F3 through the bore (1) via the perforation openings (2) into the frac cracks (3) of the underground petroleum deposit, the first formulation F1 enters into an exothermic chemical reaction by adding at least one initiator (I) and
die zweite Formulierung F2 chemisch inert ist und the second formulation F2 is chemically inert and
die dritte Formulierung F3 den mindestens einen Initiator (I) enthält, der die exotherme chemische Reaktion der ersten Formulierung F1 in den Frackrissen (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte initiiert, wobei die Viskosität the third formulation F3 contains the at least one initiator (I), which initiates the exothermic chemical reaction of the first formulation F1 in the frac cracks (3) of the underground petroleum deposit, the viscosity
(VF2) der zweiten Formulierung F2 größer als die Viskosität (VFi ) der ersten Formulierung F1 und größer als die Viskosität (V F 2) of the second formulation F2 greater than the viscosity (V F i ) of the first formulation F1 and greater than the viscosity
(VF3) der dritten Formulierung F3 ist. (V F 3) of the third formulation F3 is.
Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität (VF2) der zweiten Formulierung F2 um 10 bis 50 % höher ist, als die Viskosität (VFi ) der ersten Formulierung F1 , und dass die Viskosität (VF2) der zweiten Formulierung F2 um 10 bis 50 % höher ist, als die Viskosität (VF3) der dritten Formulierung F3. Method according to claim 1, characterized in that the viscosity (V F 2) of the second formulation F2 is 10 to 50% higher than the viscosity (V F i) of the first formulation F1, and that the viscosity (V F 2) the second formulation F2 is 10 to 50% higher than the viscosity (V F3 ) of the third formulation F3.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte a), b) und c) direkt nacheinander ausgeführt werden. Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that steps a), b) and c) are carried out directly one after the other.
EB13-5509PC EB13-5509PC
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass während oder nach Verfahrensschritt c) die dritte Formulierung F3 die zweite Formulierung F2 durchdringt und mit der ersten Formulierung F1 in Kontakt kommt und die exotherme chemische Reaktion initiiert, wodurch sich in der unterirdischen Erdöllagerstätte eine erwärmte Zone (10) ausbildet. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that during or after process step c) the third formulation F3 penetrates the second formulation F2 and comes into contact with the first formulation F1 and initiates the exothermic chemical reaction, whereby in the underground petroleum deposit forms a heated zone (10).
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität (VFi ) der ersten Formulierung F1 im Bereich von 1 bis <50 mPas und die Viskosität (VF2) der zweiten Formulierung F2 im Bereich von 50 bis 500 mPas und die Viskosität (VF3) der dritten Formulierung F3 im Bereich von 1 bis <50 mPas liegt. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the viscosity (V F i) of the first formulation F1 is in the range of 1 to <50 mPas and the viscosity (V F 2) of the second formulation F2 is in the range of 50 to 500 mPas and the viscosity (V F 3) of the third formulation F3 is in the range from 1 to <50 mPas.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumenverhältnis der ersten Formulierung F1 zu der zweiten6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the volume ratio of the first formulation F1 to the second
Formulierung F2 im Bereich von 9:1 bis 7:3 liegt. Formulation F2 is in the range from 9:1 to 7:3.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der dritten Formulierung F3 5 bis 30 Vol.-% des Gesamtvolumens der in Schritt a) und b) injizierten Formulierungen F1 und7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the volume of the third formulation F3 is 5 to 30% by volume of the total volume of the formulations F1 and injected in step a) and b).
F2 beträgt. F2 is.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Formulierungen F1 , F2 und/oder F3 mit einem Druck im Bereich von 300 bis 1000 bar injiziert werden, wodurch sich in der unterirdischem8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the formulations F1, F2 and / or F3 are injected at a pressure in the range of 300 to 1000 bar, whereby in the underground
Erdöllagerstätte weitere Frackrisse ausbilden. Further frack cracks form in the oil deposit.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erwärmte Zone (10) eine Temperatur im Bereich von 80 bis 1200 °C aufweist. 9. Method according to one of claims 4 to 8, characterized in that the heated zone (10) has a temperature in the range from 80 to 1200 °C.
10. Verfahren zur Förderung von Erdöl aus einer unterirdischen Erdöllagerstätte, die Frackrisse (3) aufweist und in die mindestens eine Bohrung (1 ) sowie mindestens eine Produktionsbohrung niedergebracht sind, umfassend die Schritte i) thermische Behandlung der unterirdischen Erdöllagerstätte durch das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, ii) Injizieren eines Flutmittels (1 1 ) durch die mindestens eine Bohrung (1 ) und Entnahme von Erdöl aus mindestens einer Produktionsbohrung.10. A method for extracting petroleum from an underground petroleum deposit which has frack cracks (3) and into which at least one borehole (1) and at least one production borehole are drilled, comprising the steps i) thermal treatment of the underground petroleum deposit by the method according to one of Claims 1 to 9, ii) injecting a flooding agent (1 1) through the at least one bore (1) and withdrawing petroleum from at least one production bore.
EB13-5509PC EB13-5509PC
1 1 . Verfahren zur in situ Verbrennung von Erdöl in einer unterirdischen Erdöllagerstätte, die Frackrisse (3) aufweist und in die mindestens eine Bohrung (1 ) niedergebracht ist, umfassend die Schritte i1 ) thermische Behandlung der unterirdischen Erdöllagerstätte durch das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, ii1 ) Injizieren eines sauerstoffhaltigen Gemischs durch die mindestens eine Bohrung (1 ). 1 1 . Method for the in situ combustion of petroleum in an underground petroleum deposit which has frac cracks (3) and into which at least one borehole (1) is drilled, comprising the steps i1) thermal treatment of the underground petroleum deposit by the method according to one of claims 1 to 9 , ii1) Injecting an oxygen-containing mixture through the at least one bore (1).
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Formulierung F2 mindestens 70 Gew.-% Wasser und 0,1 bis 5 Gew.-% mindestens eines Verdickungsmittels enthält. Method according to one of claims 1 to 1 1, characterized in that the second formulation F2 contains at least 70% by weight of water and 0.1 to 5% by weight of at least one thickener.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Formulierung F1 10 bis 50 Gew.-% Wasserstoffperoxid und 50 bis 90 Gew.-% Wasser enthält und die dritte Formulierung F3 90 bis 99,9 Gew.-% Wasser und 0,1 bis 10 Gew.-% eines Initiators (I) enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkalihydroxiden und Alkalipermanganat. Method according to one of claims 1 to 12, characterized in that the first formulation F1 contains 10 to 50% by weight of hydrogen peroxide and 50 to 90% by weight of water and the third formulation F3 contains 90 to 99.9% by weight of water and contains 0.1 to 10% by weight of an initiator (I) selected from the group consisting of alkali metal hydroxides and alkali metal permanganate.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Formulierung F1 10 bis 70 Gew.-% Ammoniumnitrat, 10 bis 30 Gew.-% Wasser, 10 bis 40 Gew.-% Harnstoff, sowie 0 bis 10 Gew.-% Eisennitrat, 0 bis 2 Gew.-% Ammoniak, 0 bis 5 Gew.-% eines Metallpulvers und 0 bis 1 Gew.-% eines Verdickungsmittels enthält und die dritte Formulierung F3 40 bis 90 Gew.-% Wasser sowie bis 10 bis 60 Gew.-% Alkalinitrit und/oder 10 bis 40 Gew.% Salzsäure enthält. Method according to one of claims 1 to 12, characterized in that the first formulation F1 contains 10 to 70% by weight of ammonium nitrate, 10 to 30% by weight of water, 10 to 40% by weight of urea, and 0 to 10% by weight. -% iron nitrate, 0 to 2% by weight of ammonia, 0 to 5% by weight of a metal powder and 0 to 1% by weight of a thickener and the third formulation F3 contains 40 to 90% by weight of water and up to 10 to Contains 60% by weight of alkali nitrite and/or 10 to 40% by weight of hydrochloric acid.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Frackrisse (3) der unterirdischen Erdöllagerstätte durch das Injizieren der ersten Formulierungen F1 sowie gegebenenfalls durch das Injizieren der Formulierungen F2 und/oder F3 erzeugt werden Method according to one of claims 1 to 14, characterized in that the fracture cracks (3) of the underground petroleum deposit are generated by injecting the first formulations F1 and optionally by injecting the formulations F2 and/or F3
EB13-5509PC EB13-5509PC
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