WO2015180992A1 - Method for the thermal treatment of an underground oil reservoir - Google Patents

Method for the thermal treatment of an underground oil reservoir Download PDF

Info

Publication number
WO2015180992A1
WO2015180992A1 PCT/EP2015/060916 EP2015060916W WO2015180992A1 WO 2015180992 A1 WO2015180992 A1 WO 2015180992A1 EP 2015060916 W EP2015060916 W EP 2015060916W WO 2015180992 A1 WO2015180992 A1 WO 2015180992A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
underground
oil reservoir
catalyst
process step
shaped
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/060916
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Vladimir Stehle
Original Assignee
Wintershall Holding GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wintershall Holding GmbH filed Critical Wintershall Holding GmbH
Publication of WO2015180992A1 publication Critical patent/WO2015180992A1/en

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • C09K8/80Compositions for reinforcing fractures, e.g. compositions of proppants used to keep the fractures open
    • 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
    • E21B43/243Combustion in situ
    • E21B43/247Combustion in situ in association with fracturing processes or crevice forming processes

Definitions

  • the present invention relates to a process for the thermal treatment of an underground oil reservoir and to a process for the production of oil from a subterranean oil reservoir. Moreover, the present invention relates to a catalytic heat generator.
  • 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 generally contain more or less saline water. This water is also called deposit water or formation water.
  • 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 tail liquors (FF) are pressed under high pressure into the underground oil reservoir.
  • 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.
  • hydraulic fracturing 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 (FF) described in the prior art are liquids which contain water, gel formers and optionally proppants (S) such as sand.
  • 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 (S) contained in the fraying fluid (FF) serve to stabilize the fracture tears formed during fraying, so that these cracks remain open after the 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.
  • the prior art describes various methods for this purpose. These generally inject the fuel and oxidizer and then an initiator solution which initiates the exothermic reaction of the fuel and oxidant into the underground oil reservoir. This often leads to large losses of the injected fuel and the oxidant, since they do not completely abreact but remain in partially unreacted state in the underground Erdöllageriere GmbH.
  • RU 2 447 276 describes a process for the thermal treatment of an underground oil reservoir with a vapor-gas mixture, which results from the burning of a liquid or gaseous combustible mixture.
  • a tubular reactor containing a shaped catalyst is introduced into a bore.
  • the molded article catalysts typically have dimensions of 1 to 6 mm and contain ceramic materials such as alumina, zeolite or silica as support materials.
  • the shaped-body catalysts contain platinum or palladium.
  • the liquid or gaseous combustible mixture is injected through a separate tubing string into the tubular reactor where the shaped catalyst catalyst initiates and catalyzes the combustion of the combustible mixture.
  • the steam-gas mixture produced in the tubular reactor used for the thermal treatment is continuously removed therefrom.
  • not all the heat developed can be used to treat the underground oil reservoir, as part of it also heats the well.
  • the use of the additional reactor which is introduced into the bore is also associated with high costs.
  • the method described in RU 2 447 276 is not suitable for deflected bores because the tubular reactor can not be inserted into the horizontal portion of a deflected bore.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a method for the thermal treatment of a subterranean Erdöllager GmbH that does not have the disadvantages of the prior art described above, or only to a reduced extent. It should also be feasible as possible.
  • the bore should be exposed to the lowest possible thermal load and overheating of the bore should be precluded.
  • it should be possible to dispense with complicated and expensive additional apparatuses such as the reactor described in RU 2 447 276.
  • the method according to the invention should be feasible with the usual equipment used for crude oil production and well researched.
  • the method for the thermal treatment of an underground Erdöllageriere should also be used in combination with a Frackbacter.
  • the flowable composition (FZ) should be able to be safely introduced into tailing cracks in the underground oil reservoir and possibly also take over the function of a proppant (S).
  • a method for the thermal treatment of an underground oil reservoir comprising the steps of a) bringing down a bore (B) in the underground Erdöllager Wu, b) injecting a flowable composition (FZ) containing a molded article catalyst (FK) through which Bore (B) into the underground
  • the subject of the present invention is also a process for the thermal treatment of an underground oil reservoir, comprising the steps Sinking a hole (B) in the underground oil reservoir,
  • deposits can be removed from the underground oil reservoir.
  • the deposits may be, for example, high-viscosity substances such as paraffins, high-viscosity petroleum oils or bitumen (asphaltenes).
  • the process according to the invention is particularly suitable for the thermal treatment of fissures and fractures in subterranean formations formed by hydraulic fracturing and in which, in the further course of mineral oil production, a decrease in permeability has been registered by the deposition of the abovementioned highly viscous substances.
  • the above-described high-viscosity substances from the gaps, fractures and the deposit itself can be effectively removed.
  • it is possible to produce new fractures and gaps with the method according to the invention.
  • the aid of the method according to the invention is thus an effective increase in the permeability of possibly in the bore (B) existing perforation (6) and an effective improvement of the communication between productive layer and bore (B) possible.
  • the inventive method for thermal treatment of an underground oil reservoir it is also possible to modify the rheological properties of the present in the underground oil reservoir deposits and petroleum. By warming the deposits and the oil liquid, the viscosity decreases. In addition, it is possible to produce temperatures at which the oil and the deposits can be thermally split (cracking). This also reduces the viscosity of the petroleum and the deposits.
  • the process according to the invention ensures contact between the shaped catalyst (FK) and the combustible mixture (BM) in the underground oil reservoir.
  • the substances used in the process of the invention, the combustible mixture (BM), the flowable composition (FZ), optionally the exothermic mixture (EM) and optionally the second flowable composition (FZ2) are also good and safe to handle.
  • a further advantage of the process according to the invention is that the shaped-body catalyst (FK) contained in the flowable composition (FZ) can be introduced into any fracture cracks which may be present and is also trapped therein and thus simultaneously acts as a proppant (S).
  • S proppant
  • the molded article catalyst (FK) is trapped in the fracture cracks, it is not washed away by the combustible mixture (BM). Therefore, the heated by the inventive method area of the underground oil reservoir is precisely predictable.
  • the heat generated can penetrate deeper into the subterranean crude oil deposit, whereby a larger area in the underground oil reservoir is thermally treated.
  • the method according to the invention for the thermal treatment of an underground oil reservoir can in principle be used in all underground oil reservoirs containing crude oil.
  • the process according to the invention is preferably used in unconventional underground oil reservoirs.
  • unconventional subterranean oil reservoirs are deposits which have a dense deposit matrix and / or contain crude oil with a high viscosity.
  • Unconventional underground oil deposits are, for example, 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.
  • 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).
  • the underground oil reservoir can have cracks, crevices and clefts.
  • cracks, crevices and fractures are summarized under the generic term "cracks.”
  • the term “cracks” therefore also includes cracks and clefts, as well as tail cracks.
  • the cracks may be of natural origin or may have been generated by treatment of the underground oil reservoir, for example by a fracking process.
  • a well (B) is drilled into the underground oil reservoir.
  • the bore (B) is drilled in the petroleum bearing layer.
  • Techniques for drilling down wells into underground oil reservoirs are known to those skilled in the art and are described, for example, in EP 0 952 300.
  • the hole (B) is generally stabilized and sealed. This can be done for example by cementing the borehole wall of the bore (B) or by introducing a casing into the bore (B).
  • process step a) exactly one hole (B) can be drilled into the underground oil reservoir.
  • process step a) two or more holes (B) in the underground Erdöllageriere.
  • the term "a bore (B)" includes both exactly one bore (B) and two or more holes (B).
  • the bore (B) can be configured as a vertical, horizontal or deflected bore.
  • a deflected bore is drilled as the bore (B).
  • vertical is generally understood to mean an axis (perpendicular direction) which is directed at the center of the earth or at right angles to the surface of the earth. According to the invention, “vertical” also means a section of a bore (B) which is less than +/- 30 ° C, preferably less than +/- 20 ° C and in particular less than +/- 10 ° C deviates from the Lotraum.
  • “Horizontal” is generally understood to mean a plane (horizontal plane) which is aligned parallel to the earth's surface or at right angles to the vertical direction.
  • “horizontal” also means a section of a bore (B) which is less than +/- 30 ° C, preferably less than +/- 20 ° C and more preferably less than +/- 10 ° C deviates from the horizontal plane.
  • the bore (B) has a vertical portion and a horizontal portion (11), these portions being interconnected by a bent portion.
  • the vertical portion and the horizontal portion (1 1) of the hole (B) the above definitions apply mutatis mutandis to horizontal and vertical.
  • the bore (B) is a deflected bore.
  • the horizontal section (1 1) of the bore (B) is preferably downed in a petroleum-bearing layer of the underground Erdöllager GmbH.
  • the subject of the present invention is therefore also a method in which the bore (B) is a deflected bore comprising a vertical portion and a horizontal portion (11), the horizontal portion (11) in the petroleum-carrying layer and is arranged parallel to this.
  • a part of the bore (B) is perforated in method step a), whereby perforation openings (6) are produced.
  • Hydrodynamic compound is understood according to the invention to mean that liquids can be introduced (exchanged) via this compound, in particular the flowable composition (FZ) and the combustible mixture (BM).
  • a portion of the bore (B) is thus perforated in step a) after drilling down the well bore (B) into the subterranean crude oil deposit, preferably into the petroleum-carrying layer of the underground oil reservoir, to obtain perforation openings (6).
  • the subject matter of the present invention is thus also a method in which, in method step a), a section of the bore (B) is perforated to obtain perforation openings (6).
  • the perforation openings (6) are preferably arranged in the petroleum-carrying layer.
  • the length of the portion of the perforation openings (6) can in wide Ranges vary. In the case of a vertical hole (B), the length of the portion of the perforation holes (6) is generally in the range of 1 m to 100 m.
  • the length of the section of the perforation openings (6) normally corresponds to the thickness of the petroleum-carrying layer.
  • the length of the portion of the perforation openings (6) is not limited by the thickness of the petroleum-bearing layer.
  • the length of the portion of the perforation openings (6) may also be in the range of 1 to 100 m. In addition, the length can also be significantly above 100 m, for example in the range of> 100 to 1000 m.
  • the perforation to form the perforation openings (6) can be carried out by methods known per se.
  • the ball perforation is preferably used here, as described for example in RU 2 358 100.
  • the well casing is also perforated.
  • the perforation openings (6) are preferably arranged in a petroleum-carrying layer.
  • the perforations (6) preferably extend through all the oil-bearing layers and through all non-oil-bearing layers.
  • the perforation openings (6) are preferably arranged in the horizontal portion (1 1) of the bore (B).
  • FF tailing liquid
  • S proppant
  • the minimum in-situ rock stress of the subterranean formation is also referred to as the minimum principal stress. This is understood to mean the pressure that is necessary to form tailings cracks in the underground oil reservoir.
  • the pressure required depends on the geological and geomechanical conditions of the underground oil reservoir. These conditions include, for example, rock pressure / depth, reservoir pressure, stratification, and rock strength of the underground oil reservoir.
  • the pressure during the fracking process is increased until the formation of fracking cracks occurs.
  • the pressures which are necessary for this purpose are usually in the range from 100 to 10000 bar or 100 to 1000 bar, preferably in the range from 400 to 1000 bar, more preferably in the range from 600 to 1000 bar and particularly preferably in the range from 700 to 1000 bar.
  • the pumping rates can rise to 1000 square meters per minute.
  • FF fracking liquid
  • water is frequently used, to which other additives such as thickening agents are optionally added.
  • Suitable additives are known to the person skilled in the art, for example the additives which are described below for the carrier liquid (T) are suitable, so that the statements there and preferences apply accordingly.
  • the process which uses water as the tailing liquid (FF), is also referred to as "hydraulic fracturing.”
  • the fracture cracks and matrix deposits formed are contaminated with water, which can swell clay and clay particles in the underground oil reservoir This is particularly the case when the deposit matrix, that is the surrounding rock, consists of clayey rocks.
  • Suitable fracking liquids (FF) 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 depends heavily on the geological conditions of the underground oil reservoir.
  • the spatial extent of the fracture tears depends on the applied pressure and the duration of the fracking process.
  • the fracture cracks 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 (B) in the Perforation openings (6).
  • an injection strand is introduced into the bore (B).
  • the area of the bore (B) above the perforation openings (6) is closed with a packer.
  • a fraying liquid (FF) is injected at a pressure in the range of 100 to 10,000 bar through the injection line into the underground oil reservoir. Under the influence of the pressure of the tailing fluid (FF), fracture cracks develop in the underground oil reservoir.
  • a proppant (S) may be included in the fracking liquid (FF).
  • FF Frackwormkeit
  • the proppant (S) is also called proppant.
  • the terms "proppants (S)” and “proppant” are used synonymously in the context of the present invention.
  • Suitable proppants (S) are known to the person skilled in the art.
  • Suitable proppants (S) are, for example, particulate ceramic materials, such as sand, bauxite or glass beads.
  • the particle size of the proppant (S) depends on the geometry of the fracture cracks that are to be supported. Suitable particle sizes are generally in the range of 0.15 mm to 3.0 mm.
  • the particle size and other parameters of the proppant (S) are optimized.
  • the permeability / permeability of the tailings fractions filled with proppant should be greater by 10 3 to 10 8 than the permeability of the deposit, this ensures optimum conditions for oil production.
  • the support means (S) serves to keep the fracture cracks formed during hydraulic fraying open. That the proppant (S) prevents the fracking cracks from closing again when the fracking process is completed and the hydraulic pressure built up by the fraying fluid (FF) decreases again.
  • the proppant (S) must be introduced into the fracture cracks formed.
  • the proppant (S) is therefore generally suspended in the fracking fluid (FF).
  • the fracking liquid (FF) serves as a carrier or transport to transport the proppant (S) in the tailoring cracks.
  • the proppant (S) is generally contained in amounts of from 1 to 65% by weight, preferably in amounts of from 10 to 40% by weight and more preferably in amounts of from 25 to 35% by weight, in the fracturing fluid (FF) , based on the total weight of the fraying liquid (FF) and the proppant (S).
  • the amount of proppant used (S) depends on the properties of the underground oil reservoir.
  • Preferred proppants (S) have a density in the range of 1.5 to 2.5 g / cm 3 .
  • the density of the proppant (S) is preferably in the range of the density of the fracking liquid (FF), thereby preventing the sedimentation of the proppant (S).
  • Suitable proppants (S) are described for example in US 201 1/077176.
  • the density of the fracturing fluid (FF) by the addition of thermally stable powders, such as quartz sand, can be increased. Due to the amount of thermally stable powder used, the viscosity of the fracking liquid (FF) can be varied within wide limits.
  • the fracking liquid (FF) contains no proppant (S)
  • the fracking liquid (FF) is partially pressed out of the fracking cracks after generation of the fracking cracks after pressure decrease.
  • the generated tailing cracks partially close again after pressure decrease.
  • FZ flowable composition
  • the proppant (S) stabilizes the generated fracture cracks so that the fracture cracks remain open even after the pressure has been decreased.
  • the fracking cracks are generally heavily contaminated with the water contained in the fraying liquor (FF).
  • the fraying liquid (FF) may be removed from the fracture tears. This process is also referred to as remediation. Suitable methods for remedying the fracture cracks are known to the person skilled in the art.
  • One common method for remediating the fracture cracks of a subsurface oil reservoir involves simple "draining” or back pumping of the tailing fluid (FF).
  • FF tailing fluid
  • a remediation of the fracture cracks before carrying out the method according to the invention is not absolutely necessary. In one embodiment, the method according to the invention is thus carried out without a prior refurbishment of the fracture cracks.
  • a flowable composition (FZ) is injected through the bore (B) into the underground oil reservoir.
  • Flowable in this context means that the flowable composition (FZ) can be pumped by conventional pumps.
  • a flowable composition is understood to mean both precisely a flowable composition (FZ) and two or more flowable compositions (FZ).
  • the flowable composition (FZ) contains a shaped-body catalyst (FK) and a carrier liquid (T).
  • a shaped-body catalyst means both exactly one shaped-body catalyst (FK) and two or more shaped-body catalysts (FK).
  • a carrier liquid T
  • a carrier liquid (T) means exactly one carrier liquid (T) as well as mixtures of two or more carrier liquids (T).
  • the flowable composition (FZ) generally contains 5 to 70% by weight of the shaped-body catalyst (FK) and 30 to 95% by weight of the carrier liquid (T), in each case based on the total weight of the flowable composition (FZ), the sum of the Weight information gives 100%.
  • Suitable carrier liquids (T) are known to those skilled in the art.
  • the carrier liquid (T) used is preferably water or a mixture of water and other solvents, for example glycerol.
  • the carrier liquid (T) may moreover contain further additives in dissolved form.
  • Additives which may optionally be present in dissolved form in the carrier liquid (T) are, for example, thickeners, surfactants, urea, oxidants, acids and alkalis.
  • Suitable thickeners are, for example, synthetic polymers, such as polyacrylamide or copolymers of acrylamide and other monomers, especially monomers containing sulfonic acid groups, and also polymers of natural origin such as glucosylglucans, xanthan, diuthane or glucan.
  • Preferred thickener is glucan.
  • the content of thickener in the carrier liquid (T) may generally be in the range of 0.01 to 5 wt .-%, based on the total weight of the carrier liquid (T).
  • the viscosity of the flowable composition (FZ) is generally in the range from 100 to 1500 mPas, preferably in the range from 200 to 1000 mPas and particularly preferably in the range from 300 to 800 mPas.
  • the flowable composition (FZ) may also have higher or lower viscosities.
  • surfactants anionic, cationic and nonionic surfactants can be used.
  • Common nonionic surfactants are, for example, ethoxylated mono-, di- and trialkylphenols, ethoxylated fatty alcohols and polyalkylene oxides.
  • polyalkylene oxides preferably C 2 -C 4 -alkylene oxides and phenyl-substituted C 2 -C 4 -alkylene oxides, in particular polyethylene oxides, polypropylene oxides and poly (phenylethylene oxides), especially block copolymers, in particular polypropylene oxide and polyethylene oxide blocks or poly (phenylethylene oxide) and Polyethylene oxide blocks having polymers, and also random copolymers of these alkylene oxides suitable.
  • Such Alkylenoxidblockcopolymerisate are known and commercially z. B. under the name Tetronic ® and Pluronic ® (BASF) available.
  • Typical anionic surfactants are, for example, alkali metal and ammonium salts of alkyl sulfates (alkyl radical: C 8 -C 12 ), of sulfuric monoesters of ethoxylated alkanols (alkyl radical: C 12 -C 18 ) and ethoxylated alkylphenols (alkyl radicals: C 4 -C 12 ) and of alkylsulfonic acids ( Alkyl radical: Ci 2 -Ci 8 ).
  • Suitable cationic surfactants are, for example, C 6 -C 18 -alkyl, alkylaryl or heterocyclic radicals, primary, secondary, tertiary or quaternary ammonium salts, pyridinium salts, imidazolinium salts, oxazolinium salts, morpholinium salts, propylium salts, sulfonium salts and phosphonium salts.
  • the content of surfactant in the carrier liquid (T) may generally be in the range of 0.01 to 5 wt .-%, based on the total weight of the carrier liquid (T).
  • the flowable composition (FZ) contains a shaped catalyst (FK) and a carrier liquid (T).
  • FK shaped catalyst
  • T carrier liquid
  • the flowable composition (FZ) may contain as the carrier liquid (T) in one embodiment of the invention, the fracking liquid (FF).
  • the fracking liquid (FF) With regard to the fracking liquid (FF), the previously described embodiments and preferences apply.
  • the present invention thus also relates to a process in which the flowable composition (FZ) contains a carrier liquid (T), the carrier liquid (T) being the fracking liquid (FF).
  • Shaped catalysts are known in the art as such, they usually contain an active metal (A) and a ceramic support (KT).
  • the molded body catalyst (FK) contained in the flowable composition (FZ) contains, in one embodiment according to the invention, a ceramic support (KT) and an active metal (A).
  • a ceramic support (KT) means both exactly one ceramic support (KT) and mixtures of two or more ceramic supports (KT) .
  • active metal (A) means both exactly one active metal (A) as well as mixtures of two or more active metals (A) understood.
  • the present invention thus also relates to a process in which the shaped-body catalyst (FK) contains a ceramic support (KT) and an active metal (A).
  • the molded article catalyst (FK) contains from 0.1 to 20% by weight of the active metal (A), preferably from 0.2 to 15% by weight and more preferably from 0.5 to 10% by weight of the Active metal (A), in each case based on the total weight of the shaped body catalyst (FK).
  • a ceramic carrier (KT) in principle, all known to the expert ceramic carrier (KT) are suitable.
  • a ceramic carrier (KT) having a large inner surface and a high porosity is used.
  • the should ceramic supports (KT) also have high heat resistance and high strength, even at high pressures.
  • the ceramic support (KT) contains at least one compound selected from the group consisting of aluminum oxide, aluminum silicate, zirconium dioxide and silicon dioxide. As aluminum silicate zeolites are preferred.
  • the ceramic support (KT) contains alumina, particularly preferably contains the ceramic support (KT) as alumina a-alumina.
  • the present invention thus also provides a process in which the shaped-body catalyst (FK) contains a ceramic support (KT) selected from the group consisting of aluminum oxide, aluminum silicate, zirconium dioxide and silicon dioxide.
  • KT ceramic support
  • the preparation of such ceramic supports (KT) are known in the art. They are described, for example, in US Pat. No. 6,565,825.
  • the ceramic support (KT) has a porosity in the range from 35 to 70% by volume, preferably from 40 to 65% by volume and particularly preferably from 45 to 60% by volume, in each case based on the total volume of the ceramic support ( KT).
  • the specific surface area of the ceramic support (KT) is generally in the range from 4 to 50 m 2 / g, preferably in the range from 6 to 45 m 2 / g and particularly preferably in the range from 8 to 40 m 2 / g.
  • the ceramic support (KT) used is the proppant (S).
  • the proppant (S) apply the previously described designs and preferences.
  • the ceramic support (KT) can in principle be used in all known forms.
  • the ceramic carrier (KT) may be in the form of rings, balls and / or cylinders.
  • the ceramic support (KT) is in the form of spheres.
  • the ceramic support (KT) has a diameter in the range of 0.1 to 10 mm, preferably in the range of 0.5 to 8 mm and particularly preferably in the range of 1 to 6 mm.
  • the active metal (A) contained in the molded article catalyst (FK) is generally applied to the ceramic support (KT). If the support (S) is used as the ceramic support (KT), the active metal (A) is applied to the support (S).
  • the active metal (A) is wet-chemically or dry-chemically applied by impregnation on the ceramic support (KT). Methods for this are known to the person skilled in the art.
  • the active metal (A) is applied, for example by impregnation on the ceramic support (KT).
  • the ceramic support (KT) with an aqueous solution of a salt of the active metal (A) are added.
  • the salt of the active metal (A) is adsorbed on the ceramic support (KT).
  • the ceramic support (KT), which then contains the salt of the active metal (A) dried and then calcined.
  • the salt of the active metal (A) is thereby converted into the elemental metal or the metal oxide.
  • active metal (A) are in principle all known in the art active metals (A), which catalyze the exothermic reaction of the combustible mixture (BM). Active metals (A) are therefore metals which are catalytically active towards the combustible mixture (BM).
  • the active metal (A) contains at least one metal selected from groups 5, 8, 9, 10, 11 and 12 of the Periodic Table of the Elements according to IUPAC nomenclature of the groups, more preferably the active metal (A) contains at least one metal, selected from the group consisting of copper, cadmium, iron, gold, silver, nickel, vanadium, palladium and platinum and most preferably contains the active metal (A) palladium and / or platinum.
  • the active metal (A) can be used in the process according to the invention as an elemental metal, as a metal oxide or as a metal salt.
  • the active metal (A) is preferably used as elemental metal or as metal oxide.
  • the present invention thus also provides a process in which the shaped-body catalyst (FK) contains an active metal (A) selected from groups 5, 8, 9, 10, 11 and 12 of the Periodic Table of the Elements.
  • the shaped-body catalyst (FK) contains at least one further metal as doping.
  • "Another metal” means exactly one more metal as well as two or more further metals.
  • the further metal is preferably selected from the group consisting of chromium, manganese, iron, Cobalt, nickel, copper, vanadium, zinc, zirconium and gallium.
  • the further metal is selected from the group consisting of iron, cobalt, nickel and copper.
  • the further metal can be used in the process according to the invention as an elemental metal, as a metal oxide or as a metal salt.
  • the additional metal is preferably used as elemental metal or as metal oxide.
  • the ceramic support (KT) the same methods as described for the active metal (A) are suitable.
  • the ceramic support (KT) to which the active metal (A) and optionally the further metal is applied may be mixed with a binder to obtain a catalyst composition.
  • Suitable binders are the customary binders known to the person skilled in the art, such as aluminum oxide and / or Si-containing binders. Particularly preferred are Si-containing binders; In particular, tetraalkoxysilanes, polysiloxanes and colloidal Si0 2 sols are suitable.
  • the binder is then generally in a concentration of 5 to 80 wt .-%, preferably from 10 to 50 wt .-%, particularly preferably from 10 to 30 wt .-% before, based on the total weight of the catalyst composition.
  • a shaping step takes place in this embodiment, in which the catalyst composition is processed into the shaped-body catalyst (FK) in accordance with processes known to those skilled in the art.
  • a method for example, spraying a suspension containing the ceramic support (KT) or the catalyst composition, spray drying, tableting, pressing in the wet or dry state and extruding be mentioned. Two or more of these methods can also be combined.
  • Auxiliaries such as pore formers and pasting agents or else other additives known to the person skilled in the art can be used for shaping.
  • Pore formers and / or pasting agents are preferably removed after deformation by at least one suitable drying and / or calcining step from the resulting molded article catalyst (FK).
  • the geometry of the shaped-body catalysts (FK) produced in this way can be, for example, spherical (hollow or full), cylindrical (hollow or full), ring-shaped, saddle-shaped, star-shaped, honeycomb-shaped or tablet-shaped.
  • extrudates are for example in strand, Trilob, Quatrolob, star or hollow cylindrical shape in question.
  • the catalyst mass to be molded can be extruded, calcined and the extrudates thus obtained broken and processed into a split or powder. The split can be in different sieve fractions are separated.
  • the shaped-body catalyst (FK) is used in spray-dried form, preferably spray powder. These are preferably balls.
  • the molded article catalyst (FK) preferably has a size of 0.1 to 10 mm.
  • the underground oil reservoir is subjected to a fracking process during process step b), that is, the underground oil reservoir is being cracked.
  • the flowable composition (FZ) in process step b) is injected into the subterranean crude oil deposit at a pressure greater than the minimum local rock stress to form fracture cracks in the underground oil reservoir.
  • the subject matter of the present invention is therefore also a process in which the flowable composition (FZ) is injected into the subterranean crude oil deposit in step b) at a pressure greater than the minimum local rock load, to form fracture cracks in the underground oil reservoir ,
  • the flowable composition (FZ) as the carrier liquid (T) contains the fracking liquid (FF).
  • the flowable composition (FZ) then generally contains from 30 to 70 wt .-% of Frackmondkeit (FF), preferably from 30 to 50 wt .-% of Frackroughkeit (FF) and particularly preferably from 30 to 40 wt .-% of Tie liquid (FF), based on the total weight of the flowable composition (FZ).
  • the carrier liquid (T) consists of fracking liquid (FF).
  • the flowable composition (FZ) contains the fracking liquid (FF) and the shaped catalyst (FK) and does not contain proppant (S).
  • the shaped body catalyst (FK) serves as a proppant.
  • the flowable composition (FZ) contains no proppant (S) other than the molded article catalyst (FK). As a proppant so only the shaped body catalyst (FK) is used.
  • the flowable composition (FZ) generally contains from 30 to 70% by weight of the molded article catalyst (FK), preferably from 50 to 70% by weight of the molded article catalyst (FK), and more preferably from 60 to 70% by weight. % of the shaped-body catalyst (FK), in each case based on the total weight of the flowable composition (FZ).
  • the flowable composition (FZ), the molded article catalyst (FK) and the proppant (S) For the shaped-body catalyst (FK) and the proppant (S), the above-described embodiments and preferences apply.
  • both the proppant (S) itself and the molded article catalyst (FK) may function as a proppant.
  • the subject matter of the present invention is therefore also a process in which the flowable composition (FZ) in process step b) contains the proppant (S) and is injected into the subterranean oil reservoir at a pressure greater than the minimum local rock stress Formation of fracture cracks in the underground oil reservoir.
  • the subject matter of the present invention is therefore also a process in which the flowable composition (FZ) contains the proppant (S).
  • the flowable composition (FZ) contains the molded article catalyst (FK) and the proppant (S)
  • the molded article catalyst (FK) as the ceramic carrier (KT) also contains the proppant (S).
  • the flowable composition (FZ) contains the fracking liquid (FF) as the carrier liquid (T).
  • the flowable composition (FZ) also contains the molded article catalyst (FK) and the proppant (S).
  • the subject matter of the present invention is therefore also a process in which the underground crude oil deposit is scrubbed during process step b) and the flowable composition (FZ) contains the shaped catalyst (FK) and the proppant (S), wherein the shaped catalyst (FK) as a ceramic carrier (KT) also contains the proppant (S).
  • the flowable composition (FZ) generally contains from 10 to 50% by weight of the molded article catalyst (FK) and from 10 to 70% by weight of the proppant (S), preferably from 10 to 40% by weight of the Shaped body catalyst (FK) and from 20 to 60 wt .-% of the proppant (S) and particularly preferably from 10 to 30 wt .-% of the shaped body catalyst (FK) and from 30 to 50 wt .-% of the proppant (S), respectively based on the total weight of the flowable composition (FZ).
  • This embodiment is particularly advantageous since the shaped-body catalyst (FK) of the support means (S) only by the in Form redesignkatalysator (FK) contained active metal (A) differs.
  • the physical properties of the molded article catalyst (FK) and the proppant (S) are therefore very similar. Therefore, they make equal demands on the carrier liquid (T), for example with respect to the necessary viscosity of the carrier liquid (T), in order to avoid settling of the shaped-body catalyst (FK) and of the proppant (S).
  • the proppant (S) and the shaped catalyst (FK) behave the same way for example when pumping.
  • the advantage is that it is less expensive since there is generally less molded article catalyst (FK) and thus less of the active metal (A) contained therein. must be used.
  • the molded article catalyst (FK) is particularly evenly distributed in the subterranean crude oil deposit, particularly in the fracture cracks.
  • the underground oil reservoir between process step a) and process step b) and / or between process step b) and process step c) is treated by a fracking process. With regard to the fracking process, the previously described embodiments and preferences apply.
  • the subject matter of the present invention is thus also a process in which the underground oil reservoir after process step a) and before process step b) and / or after process step b) and before process step c) is treated with a fracking liquid (FF) which optionally contains a proppant (S). wherein tailing fluid (FF) is injected into the subterranean oil reservoir at a pressure greater than the minimum local rock stress to form fracture tears in the subterranean oil reservoir.
  • FF fracking liquid
  • S proppant
  • the subject matter of the present invention is also a process in which the subterranean crude oil deposit after process step a) and before process step b) is treated with a fracking fluid (FF) optionally containing a proppant (S), the fracking fluid (FF) being treated with a Pressure greater than the minimum local rock stress injected into the underground oil reservoir to form fracture cracks in the underground oil reservoir.
  • a fracking fluid FF
  • S proppant
  • the underground oil reservoir between process step a) and process step b) and / or between process step b) and process step c) and during process step b) is treated by a fracking process.
  • the underground oil reservoir is treated with a fracking process between process step a) and process step b). Subsequently, method step b) is performed.
  • the term "well area” is understood to mean the area in the underground oil reservoir at a distance of 0 to 50 m around the bore (B), preferably from 0 to 20 m around the bore (B) and in particular from 1 to 10 m around the bore (FIG. B) understood.
  • the present invention thus also relates to a process in which the underground oil reservoir between process step a) and process step b) with a Fracklandaiskeit (FF), optionally containing the proppant (S) is treated, wherein the Frackstattkeit (FF) with a Pressure greater than the minimum local rock stress injected into the subterranean oil reservoir to form fracture cracks in the subsurface oil reservoir.
  • FF Frackwhikeit
  • Figure 1 shows a vertical section through an underground well deposit treated with a method according to this embodiment.
  • a vertical hole (1; B) has been drilled into the subterranean crude oil deposit.
  • the bore (1; B) is in hydrodynamic connection via perforation openings (6) with fracking cracks (2) in the underground deposit.
  • the tailing cracks (2) were produced by a fracking liquid (FF) tailing process containing the proppant (3; S) before the flowable composition (FZ) was injected.
  • the Frackrisse (2) therefore contain the proppant (3; S).
  • the subterranean crude oil deposit is first treated between process step a) and process step b) by a fracking process, then injected according to process step b) the flowable composition (FZ) and finally the underground Erdöllager Too between process step b) and process step c) again treated with a fracking process.
  • the molded body catalyst (FK) contained in the flowable composition (FZ) is displaced deeper into the underground oil reservoir. It forms a quasiringförmiger range containing the shaped body catalyst (FK), with an inner ring radius (R). Of the Inner ring radius (R) corresponds to the distance (R) of the inner ring from the center of the hole (B).
  • the molded article catalyst (FK) is present between the inner ring and the outer ring of the quasi-annular region with the inner ring radius (R) and the outer ring radius (R1).
  • “Quasi-ring-shaped” means that neither the inner ring radius (R) nor the outer ring radius (R1) must be the same size at all points, so the distance (R) of the inner ring can vary.
  • the inner ring radius (R) is generally in a range of 1 to 10 m, preferably in a range of 5 to 10 m, and more preferably in a range of 7 to 10 m.
  • the outer ring radius (R1) of the quasi-annular region containing the molded article catalyst (FK) is generally in a range of 2 to 20 m, preferably in a range of 5 to 15 m, and more preferably in a range of 10 to 15 m.
  • the outer ring radius (R1) is greater than the inner ring radius (R).
  • the quasi-annular region containing the shaped-body catalyst (FK) has a width (BR) in the range of 0.5 to 10 m, preferably in the range of 1 to 8 m and particularly preferably in a range of 2 to 5 m.
  • the subject matter of the present invention is therefore also a process in which the underground oil reservoir between process step a) and process step b) and between process step b) and process step c) with a Fracklandaiskeit (FF), optionally containing the proppant (S) is treated wherein the fracking fluid (FF) is injected into the subterranean oil reservoir at a pressure greater than the minimum local rock stress to form fracture cracks in the subterranean oil reservoir.
  • FF Frackwormkeit
  • FIG. 2a) shows by way of example a vertical section through an underground oil reservoir which has been subjected to a fracking process between process step a) and process step b) and between process step b) and process step c).
  • a vertical hole (1; B) has been drilled into the subterranean crude oil deposit.
  • the bore (1; B) is in hydrodynamic communication via perforation openings (6) with fracking cracks (2) in the underground deposit.
  • the fracture tears (2) were produced by a fracking liquid (FF) tailing process containing the proppant (3; S) before the flowable composition (FZ) was injected. Following the injection of the flowable composition (FZ) further tailing liquid (FF), which also contains the proppant (3; S), was injected.
  • the Frackrisse (2) therefore contain proppant (3; S).
  • a quasi-ring-shaped region containing the shaped-body catalyst (4, FK) has formed in the borehole near zone.
  • reaction products released in the exothermic reaction of the combustible mixture (BM) and heat of reaction (5) are transferred to the underground oil reservoir. It is advantageous in this embodiment that overheating of the bore (B) is precluded, since the combustible mixture (BM) is brought into contact with the shaped body catalyst (FK) only at a distance (R) from the bore (B) in method step d) becomes. In addition, with this embodiment, a large area of the underground oil deposit can be thermally treated.
  • the flowable composition (FZ) is injected through the bore (B) into the underground oil reservoir.
  • the underground Erdöllager GmbH between process step b) and process step c) is treated by a fracking process.
  • fracture cracks are generally generated which are between 5 and 50 m long and have a width in the range of 5 to 50 mm. Since the fracture cracks thus formed are relatively short, this fracking process is also referred to as mini-fracking process and the fracture cracks formed as mini-Frackrisse.
  • mini-tailoring process the same designs and preferences apply as for the tailoring process.
  • the tailing liquid (FF) used contains a proppant (S) which increases one Having conductivity (conductivity), since then the flow of the injected in step c) combustible mixture (BM) is facilitated.
  • S proppant
  • the subject matter of the present invention is therefore also a process in which the underground oil reservoir between process step b) and process step c) is treated with a fracking liquid (FF) which optionally contains the proppant (S), the fracking liquid (FF) being treated with a Pressure greater than the minimum local rock stress injected into the underground oil reservoir to form fracture cracks in the underground oil reservoir.
  • FF fracking liquid
  • S proppant
  • FIG 3 shows a vertical section through an underground well deposit treated by this mini-fracking process.
  • a vertical hole (1; B) has been drilled into the subterranean crude oil deposit.
  • the hole (1; B) is in hydrodynamic communication via perforations (6) with mini-fracture cracks (22) in the underground deposit.
  • the Mini-Frackrisse (21) were generated by a mini-Fracktechnisch after the flowable composition (FZ) was injected.
  • the fracking liquid (FF) used for the mini-fracking process which contains the proppant (3; S), further introduces the shaped body catalyst contained in the previously injected flowable composition (FZ) into the subterranean crude oil deposit. This forms a quasi-ring-shaped area with an inner ring radius (R) around the hole (1, B).
  • a second flowable composition is injected through the bore (B) into the underground oil reservoir.
  • the second flowable composition (FZ2) contains a second carrier liquid (T2) and a second shaped body catalyst (FK2).
  • a second carrier liquid (T2) means exactly one second carrier liquid (T2) as well as a mixture of two or more second carrier liquids (T2).
  • a second shaped body catalyst (FK) means both exactly one second shaped body catalyst (FK ), as well as a mixture of two or more second molded catalysts (FK).
  • the same designs and preferences apply as for the carrier liquid (T) contained in the flowable composition (FZ).
  • the second molded article catalyst (FK2) contains a second ceramic support (KT2) and a second active metal (A2).
  • a second ceramic support (KT2) according to the invention means both exactly a second ceramic support (KT2), as well as a mixture of two or more second ceramic support (KT2).
  • a second active metal (A2) according to the invention means both exactly one second active metal (A2) and a mixture of two or more second active metals (A2).
  • the second ceramic carrier (KT2) With respect to the second ceramic carrier (KT2), the same embodiments and preferences as previously described for the ceramic carrier (KT) contained in the molded article catalyst (FK) apply.
  • the second molded article catalyst (FK2) may also contain the additional metal.
  • the second active metal (A2) is applied to the second ceramic support (KT2).
  • the wet chemical and dry chemical processes for impregnation can be used, as they are known in the art and have previously been described for the application of the active metal (A) on the ceramic support (KT).
  • the second active metal (A2) preferably contains a metal selected from Groups 6 and 7 of the Periodic Table of the Elements.
  • the second active metal (A2) contains a metal selected from the group consisting of manganese and chromium.
  • the present invention thus also provides a process in which the second shaped-body catalyst (FK2) contains a second active metal (A2) selected from groups 6 and 7 of the Periodic Table of the Elements.
  • the second active metal (A2) can be used in the process according to the invention as an elemental metal, as a metal oxide or as a metal salt.
  • the second active metal (A2) is preferably used as elemental metal or as metal oxide.
  • an exothermic mixture EM
  • FK2 second molded article catalyst
  • the second flowable composition (FZ2) is injected together with the flowable composition (FZ) in process step b) through the bore (B).
  • the second flowable composition (FZ2) is injected through the well (B) into the subterranean well deposit.
  • the carrier liquid (T) is used as the second carrier liquid (T2).
  • the subject matter of the present invention is thus also a method in which, during method step b), a second flowable composition (FZ2) is injected through the bore (B) into the subterranean crude oil deposit.
  • the subject matter of the present invention is thus also a process in which, in process step b), the flowable composition (FZ) and the second flowable composition (FZ2) are injected together through the bore (B) into the subterranean crude oil deposit.
  • the second flowable composition (FZ2) after the flowable composition (FZ) and before the combustible mixture (BM) through the hole (B) is injected into the underground Erdöllager Too. In other words, this means that the second flowable composition (FZ2) is injected between process step b) and process step c).
  • the subject matter of the present invention is therefore also a method in which, between method step b) and method step c), the second flowable composition (FZ2) is injected through the bore (B) into the underground oil reservoir.
  • the following steps are then carried out after method step b) and before method step c): b1) injecting the second flowable composition (FZ2) containing the second molded article catalyst (FK2) through the well (B) into the subterranean crude oil deposit,
  • the subject matter of the present invention is therefore also a process in which, after process step b) and before process step c), the following steps are carried out: b1) injecting a second flowable composition (FZ2) containing a second shaped catalyst (FK2) through the bore (B) into the underground oil reservoir, b2) injecting an exothermic mixture (EM) through the well (B) into the underground well deposit, b3) contacting the exothermic mixture (EM) with the second shaped catalyst (FK2) in the underground well deposit wherein the second molded article catalyst (FK2) catalyzes an exothermic reaction of the exothermic mixture (EM).
  • FZ2 second flowable composition
  • FK2 second shaped catalyst
  • method step b2) and method step b3) it is possible to carry out method step b2) and method step b3) at least temporarily simultaneously.
  • "At least temporarily" in the context of the present invention means that, for example, first process step b2) is carried out, then process step b2) and process step b3) are carried out simultaneously, for example for a period in the range of 1 to 10 days, and then process step b3)
  • process step b3) Of course it is possible to repeat all process steps b1), b2) and b3) It is likewise possible to repeat only one or two of the process steps b1), b2) and b3).
  • process step b) and process step b1) it is also possible to carry out process step b) and process step b1) at least temporarily simultaneously.
  • "At least temporarily" means, for example, in the context of the present invention hate first, process step b) is performed, then Method step b) and method step b1) are carried out simultaneously, for example for a period of time in the range of 1 to 10 days, and then method step b1) is carried out.
  • the subject matter of the present invention is thus also a method in which method step b) and method step b1) are carried out at least temporarily simultaneously.
  • step b2) an exothermic mixture (EM) is injected through the well (B) into the subterranean crude oil deposit.
  • EM exothermic mixture
  • the composition of the exothermic mixture (EM) according to the invention is chosen so that it can be pumped by conventional pumps.
  • the exothermic mixture (EM) may be both a solution and a suspension.
  • the exothermic mixture (EM) is an aqueous solution or aqueous suspension.
  • the exothermic mixture (EM) preferably contains a peroxide.
  • an aqueous hydrogen peroxide solution containing from 10 to 70% by weight, preferably from 10 to 50% by weight and particularly preferably from 20 to 30% by weight, of hydrogen peroxide, based on the invention, is used as exothermic mixture (EM) Total weight of the exothermic mixture (EM).
  • the present invention thus also provides a process in which the exothermic mixture (EM) contains a peroxide.
  • step b3) the exothermic mixture (EM) is contacted with the second molded article catalyst (FK2) in the underground oil reservoir.
  • the second shaped-body catalyst (FK2) catalyses the exothermic reaction of the exothermic mixture (EM). It is possible that also the shaped-body catalyst (FK) at least partially catalyzes the exothermic reaction of the exothermic mixture (EM).
  • the second molded article catalyst (FK2) contained in the second flowable composition (FZ2) catalyzes an exothermic reaction of the exothermic mixture (EM) which is not combustion.
  • the peroxide preferably an aqueous hydrogen peroxide solution
  • the peroxide decomposes to oxygen and in the case of hydrogen peroxide to water.
  • the exothermic reaction of the exothermic mixture (EM) is an exothermic decomposition.
  • temperatures in the range of 100 to 800 ° C, preferably in the range of 200 to 700 ° C and more preferably in the range of 300 to 600 ° C are generally achieved.
  • EM exothermic mixture
  • reaction products of the exothermic reaction of the exothermic mixture (EM) are formed, which are also released together with the heat of reaction.
  • EM exothermic mixture
  • hydrogen peroxide it forms as the reaction product of the exothermic reaction (decomposition), water and oxygen.
  • the hot and optionally gaseous reaction products are preferably pressed deeper into the underground Erdöllageriere. Methods for this are known to the person skilled in the art. Particularly preferably, the hot and optionally gaseous reaction products of the exothermic reaction of the exothermic mixture (EM) are pressed into the newly formed or already present tailings cracks.
  • EM exothermic mixture
  • An advantage of this method is that the shaped-body catalyst (FK) heats up and thus it can effectively catalyze the exothermic reaction (process step d)) of the combustible mixture (BM) injected in process step c). It is therefore not necessary to heat the combustible mixture (BM) before injection into the underground oil reservoir.
  • a second flowable composition (FZ2) is injected into the underground deposit
  • the underground oil reservoir is first treated by process step a) and before process step b) by a fracking process.
  • the flowable composition (FZ) injected together with the second flowable composition (FZ2).
  • the underground oil reservoir between process step b) and process step c) can be treated again by a fracking process.
  • the shaped-body catalyst (FK) and the second shaped-body catalyst (FK2) are very evenly distributed in the underground Erdöllager Maschinen.
  • the heating of the molded article catalyst (FK) by the exothermic reaction of the exothermic mixture (EM), which is catalyzed by the second molded article catalyst (FK2), is therefore particularly uniform.
  • the subterranean crude oil deposit is first treated by process step a) and prior to process step b) by a fracking process, i. between method step a) and method step b). Subsequently, in process step b), the flowable composition (FZ) is injected and then in process step b1) the second flowable composition (FZ2) is injected. If appropriate, the underground oil reservoir between process step b) and process step c) can be treated again by a fracking process.
  • the molded article catalyst (FK) and the second molded article catalyst (FK2) are preferably distributed in a quasi-annular region around the well (B) in the underground deposit.
  • the present invention thus also provides a process in which the shaped-body catalyst (FK) and optionally the second
  • Shaped body catalyst (FK2) is distributed in a quasi-annular region around the bore (B) in the underground oil reservoir.
  • step c) the combustible mixture (BM) is injected through the well (B) into the subterranean crude oil deposit.
  • BM combustible mixtures
  • FK shaped-body catalyst
  • the combustible mixture (BM) Before and / or during the injection, the combustible mixture (BM) can be heated if necessary.
  • the composition of the combustible mixture (BM) is chosen according to the invention so that it can be pumped by means of conventional pumps.
  • the combustible mixture (BM) contains a fuel and an oxidizer.
  • one fuel is meant both a single fuel and a mixture of two or more fuels
  • an oxidizer means both an oxidizer and a mixture of two or more oxidizers.
  • Suitable oxidizing agents are, for example, selected from the group consisting of air, oxygen, water and hydrogen peroxide.
  • Suitable fuels are, for example, selected from the group consisting of hydrocarbons and alcohols.
  • hydrocarbons both liquid and gaseous hydrocarbons can be used.
  • Gaseous hydrocarbons are, for example, selected from the group consisting of methane, ethane, propane, butane and natural gas.
  • liquid hydrocarbons are selected from the group consisting of naphtha, diesel distillate, and petroleum.
  • Suitable alcohols are, for example, selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol and tert-butanol.
  • the subject matter of the present invention is thus also a process in which the combustible mixture (BM) in process step c) contains a fuel selected from the group consisting of hydrocarbons and alcohols.
  • the combustible mixture (BM) injected in process step c) can be liquid or gaseous.
  • liquid and gaseous refer to the physical state of the combustible mixture (BM) at room temperature (20 ° C) and room pressure (1013 mbar). It is possible that the combustible mixture (BM) has a different state of aggregation in the subterranean oil reservoir and / or already during injection.
  • the gaseous combustible mixtures (BM) preferably contain methane and air.
  • the gaseous combustible mixture (BM) contains inert gases. Suitable inert gases are, for example, nitrogen and / or carbon dioxide.
  • the combustible mixture generally contains 0 to 50 wt .-% inert gases, preferably 0 to 30 wt .-% inert gases and particularly preferably 0 to 20 wt .-% inert gases, each based on the total weight of the gaseous combustible mixture (BM).
  • the gaseous combustible mixture (BM) contains 5 to 50% by weight of methane and 50 to 95% by weight of air, more preferably 10 to 40% by weight of methane and 60 to 90% by weight of air and in particular preferably 15 to 35% by weight of methane and 65 to 85% by weight of air, in each case based on the total weight of the gaseous combustible mixture (BM).
  • the sum of the wt .-% of methane and air generally give 100%.
  • the gaseous combustible mixture (BM) injected in process step c) contains methane and air if the exothermic mixture (EM) injected in process step b2) contains a peroxide.
  • the present invention thus also provides a process in which the exothermic mixture (EM) in process step b2) contains a peroxide and / or the combustible mixture (BM) in process step c) contains methane and air.
  • EM exothermic mixture
  • BM combustible mixture
  • a preferred liquid combustible mixture (BM) contains water and a fuel selected from the group consisting of natural gas, propane, naphtha, diesel distillate, petroleum and methanol.
  • the liquid combustible mixture (BM) contains water, hydrogen peroxide and at least one fuel selected from the group consisting of natural gas, propane, naphtha, diesel distillate, petroleum and methanol.
  • the liquid combustible mixture (BM) contains water, hydrogen peroxide and methanol.
  • the liquid combustible mixture (BM) contains 45 to 55 wt .-% water, 30 to 40 wt .-% methanol and 5 to 25 wt .-% hydrogen peroxide, each based on the total weight of the liquid combustible mixture (BM).
  • the liquid combustible mixture (BM) contains 45 to 55% by weight of water, 25 to 45% by weight of methanol and 10 to 20% by weight of hydrogen peroxide, each based on the total weight of the liquid combustible mixture (BM).
  • the liquid combustible mixture (BM) contains 40 to 60% by weight of water, 20 to 50% by weight of methanol and 10 to 20% by weight of hydrogen peroxide, based in each case on the total weight of the liquid combustible mixture (BM). ,
  • process step d the combustible mixture (BM) is brought into contact with the 5-shaped catalyst (FK) in the underground oil reservoir.
  • the molded article catalyst (FK) catalyses the exothermic reaction of the combustible mixture (BM).
  • BM combustible mixture
  • the fuel contained in the combustible mixture (BM) reacts exothermically with the oxidant also contained in the combustible mixture (BM).
  • the fuel is oxidized by the oxidizing agent.
  • This exothermic reaction is generally a combustion, it can be done with or without flames.
  • the subsurface oil reservoir is generally at temperatures in the range of 15-200 to 1200 ° C, preferably in the range of 300 to 1000 ° C and particularly preferably in the range of 400 to 1000 ° C, elevated. It forms a heated zone.
  • the oil present in the underground 0 oil reservoir can be thermally split. It is also possible that the rocks and petroleum in the underground oil reservoir are pyrolyzed. In addition, the viscosity of the petroleum contained in the underground oil reservoir and other deposits is reduced, thereby facilitating the extraction of oil, and in some cases is even possible.
  • the water obtained in particular, after the completion of a fracking process in the underground oil reservoir, and in particular in the fracking cracks produced in the fraying process, is heated or even vaporized by the thermal treatment (temperature rise) in the heated zone, thereby increasing the mobility of the water contained in the fracking cracks. in the case of evaporation that becomes
  • the method steps c) and d) are carried out at least simultaneously at the same time.
  • the combustible mixture (BM) is injected through the well (B) into the underground well deposit while the combustible mixture (BM) is simultaneously contacted with the shaped catalyst (FK) in the underground well deposit.
  • At least temporarily means in the context of the present invention that, for example, process step c) is performed, then process step c) and process step d) are carried out simultaneously, for example for a period in the range of several days to several weeks and then process step d) is performed.
  • process step c) and method step d) are carried out simultaneously, for example for a period in the range of several days to several weeks and then process step d) is performed.
  • oil from the underground oil reservoir is conveyed through a production well.
  • the subject of the present invention is therefore also a process in which, after process step d), oil is taken from the underground oil reservoir through a production well.
  • the bore (B) are used.
  • Figure 4 shows a vertical section through a subterranean crude oil deposit having tailings cracks for production (22).
  • a deflected bore (B) with a horizontal section (1 1) is brought down.
  • FF fracking liquid
  • Tail cracks (2, 22) were generated before the flowable composition (FZ) was injected.
  • the flowable composition (FZ) was injected only in individual fracture tears (2). Processes for this are known to the person skilled in the art.
  • tailing liquid (FF) which also contains the proppant (3; S)
  • the tailoring cracks (2; 22) therefore contain proppants (3; S).
  • a quasi-ring-shaped region containing the shaped-body catalyst (4, FK) has formed in the fracture flaws (2) in the well region. This was further introduced into the fracking cracks (2) by further injection of fracking liquid (FF) around the inner ring diameter (R).
  • FF fracking liquid
  • a quasi-ring-shaped region containing the shaped-body catalyst (4, FK) forms with an inner ring radius (R) and an outer ring radius (R1). The inner ring of the quasi-annular region is removed from the bore (1; B) by the inner ring radius (R).
  • the present invention furthermore relates to a process for the extraction of crude oil from the underground oil reservoir, comprising the steps of: i) thermal treatment of the underground oil reservoir by the process according to the invention,
  • a flood is injected through the well (B) into the subterranean crude oil deposit to extract petroleum from the underground oil reservoir.
  • the subject matter of the present invention is thus also a process in which after step d) the flooding agent is injected into the underground deposit and oil is taken out through the production well.
  • the present invention furthermore relates to a process for the extraction of crude oil from the underground oil reservoir, comprising the steps of: i) thermal treatment of the underground oil reservoir by the process according to the invention, ii) Injecting the flooding agent through the well (B) into the underground well deposit and extracting oil through the production well.
  • Suitable flooding agents are known to the person skilled in the art.
  • Preferred flours 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, in each case based on the total weight of the flooding agent. It is also possible to use only water as flooding agent. Pure water, partially desalinated seawater, seawater or formation water can be used here as water.
  • the flooding agent 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, each based on the total weight of flood agent. Thickeners, surfactants or glycerol, for example, can be used as further customary additives. With regard to the thickeners and the surfactants, the embodiments and preferences described above apply.
  • the water contained in the aqueous flocculent is heated or evaporated.
  • the heated aqueous flooding agent mobilizes the oil in the underground oil reservoir and displaces it in the direction of the production well.
  • the oil is taken from the production well.
  • the aqueous flooding agent may also be evaporated to water vapor.
  • the aqueous flooding agent is heated or evaporated in situ in the heated zone in situ.
  • the heated zone is cooled.
  • the injection of the aqueous flooding agent is carried out until the temperature of the heated zone to temperatures below 80 ° C, preferably below 100 ° C, cooled.
  • the inventive method for the thermal treatment of the underground Erdöllagerchou is performed again to form a heated zone again.
  • the injection of an aqueous flooding agent can be made again.
  • the subject of the present invention is also a catalytic heat generator.
  • the catalytic heat generator comprises the shaped body catalyst (FK) and a subterranean oil deposit into which is drilled a bore (B) having perforations (6) with a petroleum bearing layer and cracks in the subsurface oil reservoir, the perforation openings (6) having inlet openings of the catalytic heat generator are. Through the inlet openings, the combustible mixture (BM) and optionally the exothermic mixture (EM) can be injected.
  • FK shaped body catalyst
  • B having perforations (6) with a petroleum bearing layer and cracks in the subsurface oil reservoir
  • the subject of the present invention is thus also a catalytic heat generator, comprising the shaped body catalyst (FK) and an underground oil deposit, in which a bore (B) is drilled having perforation openings (6) with a petroleum-bearing layer and cracks in the subterranean Petroleum deposit, wherein the perforation openings (6) are inlet openings of the catalytic heat generator.
  • a catalytic heat generator comprising the shaped body catalyst (FK) and an underground oil deposit, in which a bore (B) is drilled having perforation openings (6) with a petroleum-bearing layer and cracks in the subterranean Petroleum deposit, wherein the perforation openings (6) are inlet openings of the catalytic heat generator.
  • the catalytic heat generator comprises the molded article catalyst (FK), the second molded article catalyst (FK2), and a subterranean well deposit into which is drilled a bore (B) having perforations (6) with a petroleum-bearing layer and cracks in the underground oil reservoir, wherein the perforation openings (6) are inlet openings of the catalytic heat generator.
  • the catalytic heat generator comprises the molded article catalyst (FK), the proppant (S), and a subterranean petroleum deposit into which is drilled a bore (B) having perforations (6) with a petroleum bearing layer and cracks in the underground oil reservoir, wherein the perforation openings (6) are inlet openings of the catalytic heat generator.
  • the catalytic heat generator comprises the molded article catalyst (FK), the second molded article catalyst (FK2), the proppant (S) and a subterranean crude oil deposit into which a bore (B) is drilled Perforation openings (6), with a petroleum-bearing layer and cracks in the underground Erdöllager GmbH, wherein the perforation openings (6) are inlet openings of the catalytic heat generator.
  • the catalytic heat generator contains 40 to 85% by volume of the molded article catalyst (FK), preferably 60 to 85% by volume, and more preferably 70 to 85% by volume of the molded article catalyst (FK) Total volume of the catalytic heat generator.
  • the catalytic heat generator contains 5 to 20% by volume of the shaped body catalyst (FK) and 60 to 80% by volume of the proppant (S), preferably 10 to 20% by volume of the shaped catalyst (FK). and 60 to 70% by volume of the proppant (S) and particularly preferably 15 to 20% by volume of the shaped body catalyst (FK) and 60 to 65% by volume of the proppant (S), based in each case on the total volume of the catalytic heat generator ,
  • the catalytic heat generator contains 40 to 80% by volume of the shaped-body catalyst (FK) and 5 to 10% by volume of the second shaped-body catalyst (FK 2), preferably 40 to 80% by volume of the shaped-body catalyst ( FK) and 5 to 7 vol.% Of the second shaped-body catalyst (FK2), in each case based on the total volume of the catalytic heat generator.
  • the catalytic heat generator contains 5 to 20% by volume of the molded article catalyst (FK), 1 to 5% by volume of the second molded article catalyst (FK2) and 60 to 80% by volume of the proppant (S ), in each case based on the total volume of the catalytic heat generator.
  • the catalytic heat generator contains other substances contained in the underground oil reservoir, such as petroleum and / or the fracking liquid (FF).
  • FF fracking liquid
  • the perforation openings (6) of the bore (B) serve as inlet openings of the catalytic heat generator.
  • the combustible mixture (BM), and optionally the exothermic mixture (EM) can be injected into the catalytic heat generator.
  • the form-body catalyst (FK) catalyzes the exothermic reaction of the combustible mixture (BM).
  • the released during the exothermic reaction heat of reaction is through the catalytic heat generator in the transmit underground oil reservoir.
  • the catalytic heat generator can thus also be used for thermal treatment of the underground oil reservoir.
  • the shaped body catalyst (FK) is arranged in the vicinity of the inlet openings.
  • Near according to the invention is understood to mean that the shaped body catalyst is arranged in a range of 0 to 50 m, preferably in a range of 0.5 to 20 m and in particular in a range of 1 to 10 m around the inlet opening.
  • the present invention thus also relates to a catalytic heat generator in which the shaped body catalyst (FK) is arranged in the vicinity of the inlet openings.
  • Shaped body catalyst (FK2), the proppant (S), the combustible mixture (BM) and the exothermic mixture (EM) apply the previously described embodiments and preferences.
  • Figure 1 Vertical section through an underground Erdöllager Too after process step d), the Formkorperkatalysator (4, FK) forms a quasi-annular region in the Bohrlochnahzone.
  • FIG. 3 A vertical section through an underground oil reservoir after process step d), wherein the underground oil reservoir was subjected to a mini-fracking process.
  • Figure 4 Vertical section through an underground Erdöllager Too, in which subsequent to process step d) petroleum (7) by tail cracks for production (22) is promoted.
  • a subterranean oil deposit (shale oil deposit), which is stored in a depth of 3200 m, several vertical holes (B) are drilled.
  • the productive layer of the underground oil reservoir has a thickness of 80 to 120 m.
  • At least one of the vertical holes (B) is perforated in the region of the productive layer using a conventional cumulative perforator to obtain perforations (6).
  • FF fracking liquid
  • S ceramic proppant
  • FF tailing liquid
  • the shaped-body catalyst (FK) contains a ceramic support (KT), on which palladium is applied as active metal (A).
  • the second shaped-body catalyst (FK2) also contains the ceramic support (KT), to which a manganese salt is applied as the second active metal (A2).
  • the flowable composition (FZ) is distributed in a quasi-annular area around the well zone when injected into the subterranean well deposit.
  • the exothermic mixture (EM) contains a 40 wt .-% solution of hydrogen peroxide in water.
  • the exothermic reaction of the exothermic mixture (EM) is catalyzed by the molded article catalyst (FK) and in particular by the second molded article catalyst (FK2). It forms water vapor and oxygen and the underground Erdöllager Anlagen warmed by the released during the exothermic reaction of the exothermic mixture (EM) heat of reaction to temperatures of up to 600 ° C.
  • the shaped-body catalyst (FK) is thus also heated.
  • the gaseous combustible mixture (BM) is injected through hole (B) into the underground oil reservoir for 2 to 3 months.
  • the gaseous combustible mixture (BM) used is a mixture of 30% by volume of methane and 70% by volume of air.
  • the exothermic reaction of the gaseous combustible mixture (BM) is catalyzed by the heated shaped catalyst (FK).
  • the heat of reaction liberated during the exothermic reaction of the combustible mixture (BM) heats the underground oil reservoir to temperatures of up to 1300 ° C.
  • BM combustible mixture

Abstract

The invention relates to a method for the thermal treatment of an underground oil reservoir, comprising the steps of a) drilling a well (B) into the underground oil reservoir, b) injecting a flowable composition (FZ), which contains a molded catalyst (FK), through the well (B) into the underground oil reservoir, c) injecting a combustible mixture (BM) through the well (B) into the underground oil reservoir, d) bringing the combustible mixture (BM) in contact with the molded catalyst (FK) in the underground oil reservoir, wherein the molded catalyst (FK) catalyzes an exothermic reaction of the combustible mixture (BM).

Description

Verfahren zur thermischen Behandlung einer unterirdischen Erdöllagerstätte Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Behandlung einer unterirdischen Erdöllagerstätte sowie ein Verfahren zur Förderung von Erdöl aus einer unterirdischen Erdöllagerstätte. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung einen katalytischen Wärmegenerator. 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.  The present invention relates to a process for the thermal treatment of an underground oil reservoir and to a process for the production of oil from a subterranean oil reservoir. Moreover, the present invention relates to a catalytic heat generator. 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 Frackflüssigkeiten (FF) 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 tail liquors (FF) are pressed under high pressure into the underground oil reservoir. 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 (FF) sind im Stand der Technik Flüssigkeiten beschrieben, die Wasser, Gelbildner und gegebenenfalls Stützmittel (S) wie Sand 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 (FF) enthaltenen Stützmittel (S) dienen dazu, die beim Fracken gebildeten Frackrisse zu stabilisieren, so dass diese Risse nach Beendigung des Frackens offen bleiben. The fracking liquid (FF) described in the prior art are liquids which contain water, gel formers and optionally proppants (S) such as sand. 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 (S) contained in the fraying fluid (FF) serve to stabilize the fracture tears formed during fraying, so that these cracks remain open after the 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 werden hierzu verschiedene Verfahren beschrieben. Bei diesen werden im Allgemeinen der Brennstoff und das Oxidationsmittel und anschließend eine Initiatorlösung, die die exotherme Reaktion des Brennstoffs und des Oxidationsmittels initiiert, in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert. Dabei kommt es häufig zu großen Verlusten des injizierten Brennstoffs und des Oxidationsmittels, da diese nicht vollständig abreagieren sondern in teilweise unreagiertem Zustand in der unterirdischen Erdöllagerstätte verbleiben. 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. The prior art describes various methods for this purpose. These generally inject the fuel and oxidizer and then an initiator solution which initiates the exothermic reaction of the fuel and oxidant into the underground oil reservoir. This often leads to large losses of the injected fuel and the oxidant, since they do not completely abreact but remain in partially unreacted state in the underground Erdöllagerstätte.
Daher wurden Verfahren entwickelt, bei denen die thermische Behandlung der unterirdischen Erdöllagerstätten durch das Verbrennen von brennbaren Mischungen, katalysiert durch einen festen Katalysator, den sogenannten Formkörperkatalysator, in der Bohrung erfolgt, wobei die heißen Produkte des Verbrennens anschließend in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert werden. Die RU 2 447 276 beschreibt ein Verfahren zur thermischen Behandlung einer unterirdischen Erdöllagerstätte mit einer Dampf-Gas-Mischung, die beim Verbrennen einer flüssigen oder gasförmigen brennbaren Mischung entsteht. Dazu wird ein rohrförmiger Reaktor, der einen Formkörperkatalysator enthält, in eine Bohrung eingebracht. Die Formkörperkatalysatoren haben typischerweise Dimensionen von 1 bis 6 mm und enthalten keramische Materialien, wie beispielsweise Aluminiumoxid, Zeolith oder Siliziumdioxid als Trägermaterialien. Therefore, processes have been developed in which the thermal treatment of the underground oil reservoirs is carried out by combusting combustible mixtures catalyzed by a solid catalyst, the so-called shaped catalyst, in the well, the hot products of the burning then being injected into the underground oil reservoir. RU 2 447 276 describes a process for the thermal treatment of an underground oil reservoir with a vapor-gas mixture, which results from the burning of a liquid or gaseous combustible mixture. For this purpose, a tubular reactor containing a shaped catalyst is introduced into a bore. The molded article catalysts typically have dimensions of 1 to 6 mm and contain ceramic materials such as alumina, zeolite or silica as support materials.
Als katalytisch aktive Komponente enthalten die Formkörperkatalysatoren Platin oder Palladium. Die flüssige oder gasförmige brennbare Mischung wird durch einen separaten Rohrstrang in den rohrförmigen Reaktor injiziert, wo der Formkörperkatalysator die Verbrennung der brennbaren Mischung initiiert und katalysiert. As a catalytically active component, the shaped-body catalysts contain platinum or palladium. The liquid or gaseous combustible mixture is injected through a separate tubing string into the tubular reactor where the shaped catalyst catalyst initiates and catalyzes the combustion of the combustible mixture.
Die für die thermische Behandlung verwendete im rohrförmigen Reaktor entstehende Dampf-Gas-Mischung wird kontinuierlich aus diesem abgeführt. The steam-gas mixture produced in the tubular reactor used for the thermal treatment is continuously removed therefrom.
Nachteilig bei dem in der RU 2 447 276 beschriebenen Verfahren, bei dem die thermische Behandlung der unterirdischen Erdöllagerstätte durch das Verbrennen einer brennbaren Mischung in der Bohrung und das anschließende Einpressen der heißen Verbrennungsprodukte in die unterirdische Erdöllagerstätte erfolgt, ist die hohe thermische Belastung der Bohrung. Dies führt zum Verlust der Festigkeit der Verrohrung und zur Zerklüftung der Zementierung der Bohrung. Zudem kann nicht die gesamte entwickelte Wärme für die Behandlung der unterirdischen Erdöllagerstätte genutzt werden, da ein Teil auch die Bohrung erhitzt. Die Verwendung des zusätzlichen Reaktors, der in die Bohrung eingebracht wird, ist außerdem mit hohen Kosten verbunden. Des Weiteren ist das in der RU 2 447 276 beschriebene Verfahren für abgelenkte Bohrungen ungeeignet, da der rohrförmige Reaktor nicht in den horizontalen Abschnitt einer abgelenkten Bohrung eingeführt werden kann. Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur thermischen Behandlung einer unterirdischen Erdöllagerstätte bereitzustellen, das die vorstehend beschriebenen Nachteile des Standes der Technik nicht oder nur in vermindertem Maße aufweist. Es soll außerdem möglichst kostengünstig durchführbar sein. In dem erfindungsgemäßen Verfahren soll die Bohrung einer möglichst geringen thermischen Belastung ausgesetzt und eine Überhitzung der Bohrung ausgeschlossen werden. Außerdem soll auf aufwändige und teure zusätzliche Apparate wie den in der RU 2 447 276 beschriebenen Reaktor verzichtet werden können. Zudem soll das erfindungsgemäße Verfahren mit den üblichen für die Erdölförderung verwendeten und gut erforschten Apparaturen durchführbar sein. A disadvantage of the method described in RU 2 447 276, in which the thermal treatment of the underground oil reservoir is carried out by the burning of a combustible mixture in the well and the subsequent pressing of the hot combustion products into the underground oil reservoir, is the high thermal load of the well. This leads to the loss of the strength of the casing and the fracturing of the cementing of the bore. In addition, not all the heat developed can be used to treat the underground oil reservoir, as part of it also heats the well. The use of the additional reactor which is introduced into the bore is also associated with high costs. Furthermore, the method described in RU 2 447 276 is not suitable for deflected bores because the tubular reactor can not be inserted into the horizontal portion of a deflected bore. The present invention is therefore based on the object to provide a method for the thermal treatment of a subterranean Erdöllagerstätte that does not have the disadvantages of the prior art described above, or only to a reduced extent. It should also be feasible as possible. In the method according to the invention, the bore should be exposed to the lowest possible thermal load and overheating of the bore should be precluded. In addition, it should be possible to dispense with complicated and expensive additional apparatuses such as the reactor described in RU 2 447 276. In addition, the method according to the invention should be feasible with the usual equipment used for crude oil production and well researched.
Darüber hinaus soll das Verfahren zur thermischen Behandlung einer unterirdischen Erdöllagerstätte auch in Kombination mit einem Frackverfahren eingesetzt werden können. Außerdem soll die fließfähige Zusammensetzung (FZ) sicher in Frackrisse in der unterirdischen Erdöllagerstätte eingebracht werden können und gegebenenfalls auch die Funktion eines Stützmittels (S) übernehmen können. In addition, the method for the thermal treatment of an underground Erdöllagerstätte should also be used in combination with a Frackverfahren. In addition, the flowable composition (FZ) should be able to be safely introduced into tailing cracks in the underground oil reservoir and possibly also take over the function of a proppant (S).
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur thermischen Behandlung einer unterirdischen Erdöllagerstätte, umfassend die Schritte a) Niederbringen einer Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte, b) Injizieren einer fließfähigen Zusammensetzung (FZ), die einen Formkörperkatalysator (FK) enthält, durch die Bohrung (B) in die unterirdischeThis object is achieved by a method for the thermal treatment of an underground oil reservoir, comprising the steps of a) bringing down a bore (B) in the underground Erdöllagerstätte, b) injecting a flowable composition (FZ) containing a molded article catalyst (FK) through which Bore (B) into the underground
Erdöllagerstätte, c) Injizieren einer brennbaren Mischung (BM) durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte, d) in Kontakt bringen der brennbaren Mischung (BM) mit dem Formkörperkatalysator (FK) in der unterirdischen Erdöllagerstätte, wobei der Formkörperkatalysator (FK) eine exotherme Reaktion der brennbaren Mischung (BM) katalysiert, wobei die unterirdische Erdöllagerstätte nach Verfahrensschritt b) und vor Verfahrensschritt c) mit einer Frackflüssigkeit (FF), die gegebenenfalls ein Stützmittel (S) enthält, behandelt wird, wobei die Frackflüssigkeit (FF) mit einem Druck, der größer als die minimale örtliche Gesteinsbeanspruchung ist, in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert wird, zur Bildung von Frackrissen in der unterirdischen Erdöllagerstätte. (C) injecting a combustible mixture (BM) through the well (B) into the underground well deposit; d) contacting the combustible mixture (BM) with the shaped catalyst (FK) in the underground well deposit, wherein the shaped catalyst (FK) catalyzes an exothermic reaction of the combustible mixture (BM), the subterranean crude oil deposit after process step b) and before process step c) with a Frackflüssigkeit (FF), optionally containing a proppant (S) is treated, wherein the Frackflüssigkeit (FF) with a pressure greater than the minimum local rock stress injected into the underground oil reservoir to form fracture cracks in the underground oil reservoir.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem ein Verfahren zur thermischen Behandlung einer unterirdischen Erdöllagerstätte, umfassend die Schritte Niederbringen einer Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte, The subject of the present invention is also a process for the thermal treatment of an underground oil reservoir, comprising the steps Sinking a hole (B) in the underground oil reservoir,
Injizieren einer fließfähigen Zusammensetzung (FZ), die einen Formkörperkatalysator (FK) enthält, durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte, c) Injizieren einer brennbaren Mischung (BM) durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte, d) in Kontakt bringen der brennbaren Mischung (BM) mit dem Formkörperkatalysator (FK) in der unterirdischen Erdöllagerstätte, wobei der Formkörperkatalysator (FK) eine exotherme Reaktion der brennbaren Mischung (BM) katalysiert. Injecting a flowable composition (FZ) containing a shaped catalyst (FK) through the well (B) into the underground well deposit; (c) injecting a combustible mixture (BM) through the well (B) into the underground well deposit; Contacting the Combustible Mixture (BM) with the Shaped Catalyst (FK) in the underground well deposit, wherein the Shaped Catalyst (FK) catalyzes an exothermic reaction of the combustible mixture (BM).
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur thermischen Behandlung einer unterirdischen Erdöllagerstätte ist es möglich, in der unterirdischen Erdöllagerstätte Hohlräume zu bilden und durch die bei der thermischen Behandlung auftretenden Wärme- und Gasentwicklung in Verbindung mit dem entstehenden Druck, kann es in der unterirdischen Erdöllagerstätte zur Ausbildung weiterer Risse kommen. Darüber hinaus lassen sich beispielsweise Ablagerungen aus der unterirdischen Erdöllagerstätte entfernen. Bei den Ablagerungen kann es sich beispielsweise um hochviskose Substanzen wie Paraffine, hochviskose Erdöle oder Bitumen (Asphaltene) handeln. With the method according to the invention for thermal treatment of an underground oil reservoir, it is possible to form cavities in the underground oil reservoir and by the heat and gas evolution occurring in the thermal treatment in conjunction with the resulting pressure, it can in the underground Erdöllagerstätte to form further cracks come. In addition, for example, deposits can be removed from the underground oil reservoir. The deposits may be, for example, high-viscosity substances such as paraffins, high-viscosity petroleum oils or bitumen (asphaltenes).
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders geeignet zur thermischen Behandlung von Spalten und Klüften in unterirdischen Formationen, die durch hydraulic fracturing gebildet wurden und bei denen im weiteren Verlauf der Erdölförderung eine Abnahme der Permeabilität durch die Ablagerung der vorstehend genannten hochviskosen Substanzen registriert wurde. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich die vorstehend beschriebenen hochviskosen Substanzen aus den Spalten, Klüften und der Lagerstätte selbst, effektiv entfernen. Darüber hinaus ist es möglich, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren neue Klüfte und Spalten zu erzeugen. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist damit eine effektive Erhöhung der Permeabilität der gegebenenfalls in der Bohrung (B) vorhandenen Perforationsöffnungen (6) sowie eine effektive Verbesserung der Kommunikation zwischen produktiver Schicht und Bohrung (B) möglich. The process according to the invention is particularly suitable for the thermal treatment of fissures and fractures in subterranean formations formed by hydraulic fracturing and in which, in the further course of mineral oil production, a decrease in permeability has been registered by the deposition of the abovementioned highly viscous substances. With the aid of the method according to the invention, the above-described high-viscosity substances from the gaps, fractures and the deposit itself can be effectively removed. In addition, it is possible to produce new fractures and gaps with the method according to the invention. With the aid of the method according to the invention is thus an effective increase in the permeability of possibly in the bore (B) existing perforation (6) and an effective improvement of the communication between productive layer and bore (B) possible.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur thermischen Behandlung einer unterirdischen Erdöllagerstätte ist es zudem möglich, die rheologischen Eigenschaften der in der unterirdischen Erdöllagerstätte vorliegenden Ablagerungen sowie des Erdöls zu modifizieren. Durch die Erwärmung werden die Ablagerungen und das Erdöl flüssiger, die Viskosität nimmt ab. Zudem ist es möglich, Temperaturen zu erzeugen, bei denen das Erdöl und die Ablagerungen thermisch gespalten werden können (sogenanntes cracken). Auch dadurch verringert sich die Viskosität des Erdöls und der Ablagerungen. The inventive method for thermal treatment of an underground oil reservoir, it is also possible to modify the rheological properties of the present in the underground oil reservoir deposits and petroleum. By warming the deposits and the oil liquid, the viscosity decreases. In addition, it is possible to produce temperatures at which the oil and the deposits can be thermally split (cracking). This also reduces the viscosity of the petroleum and the deposits.
Darüber hinaus wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der Kontakt zwischen dem Formkörperkatalysator (FK) und der brennbaren Mischung (BM) in der unterirdischen Erdöllagerstätte sichergestellt. Die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Stoffe, die brennbare Mischung (BM), die fließfähige Zusammensetzung (FZ), gegebenenfalls die exotherme Mischung (EM) und gegebenenfalls die zweite fließfähige Zusammensetzung (FZ2) sind zudem gut und sicher handhabbar. In addition, the process according to the invention ensures contact between the shaped catalyst (FK) and the combustible mixture (BM) in the underground oil reservoir. The substances used in the process of the invention, the combustible mixture (BM), the flowable composition (FZ), optionally the exothermic mixture (EM) and optionally the second flowable composition (FZ2) are also good and safe to handle.
Im Vergleich zu den im Stand der Technik beschriebenen Verfahren zur thermischen Behandlung einer unterirdischen Erdöllagerstätte werden zudem mit dem erfindungsgemäßen Verfahren höhere Temperaturen in der unterirdischen Erdöllagerstätte erreicht. Außerdem kann Rußbildung vermieden werden, wodurch eine Beeinträchtigung der Permeabilität der unterirdischen Erdöllagerstätte durch Ruß vermieden wird. Zudem können aufgrund der hohen Temperaturen, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht werden, Mikro- und Makro-Klüfte erzeugt werden. In addition, compared with the methods described in the prior art for the thermal treatment of an underground oil reservoir, higher temperatures in the underground oil reservoir are achieved with the method according to the invention. In addition, soot formation can be avoided, thereby avoiding deterioration of the permeability of the underground Erdöllagerstätte soot. In addition, due to the high temperatures that are achieved with the method according to the invention, micro and macro-fractures can be generated.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass der in der fließfähigen Zusammensetzung (FZ) enthaltene Formkörperkatalysator (FK) in gegebenenfalls vorhandene Frackrisse eingebracht werden kann und in diesen auch eingeklemmt wird und somit gleichzeitig als Stützmittel (S) fungiert. Wenn der Formkörperkatalysator (FK) in den Frackrisse eingeklemmt ist, wird er durch die brennbare Mischung (BM) nicht weggespült. Daher ist der durch das erfindungsgemäße Verfahren erwärmte Bereich der unterirdischen Erdöllagerstätte genau vorhersagbar. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die erzeugte Wärme zudem tiefer in die unterirdische Erdöllagerstätte eindringen, wodurch ein größerer Bereich in der unterirdischen Erdöllagerstätte thermisch behandelt wird. A further advantage of the process according to the invention is that the shaped-body catalyst (FK) contained in the flowable composition (FZ) can be introduced into any fracture cracks which may be present and is also trapped therein and thus simultaneously acts as a proppant (S). When the molded article catalyst (FK) is trapped in the fracture cracks, it is not washed away by the combustible mixture (BM). Therefore, the heated by the inventive method area of the underground oil reservoir is precisely predictable. Moreover, with the method according to the invention, the heat generated can penetrate deeper into the subterranean crude oil deposit, whereby a larger area in the underground oil reservoir is thermally treated.
Unterirdische Erdöllagerstätte Underground oil deposit
Das erfindungsgemäße Verfahren zur thermischen Behandlung einer unterirdischen Erdöllagerstätte kann prinzipiell in allen unterirdischen Erdöllagerstätten 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 Lagerstätten matrix aufweisen und/oder Erdöl mit einer hohen Viskosität enthalten. Unkonventionelle unterirdische Erdöllagerstätten sind beispielsweise Shale-Öl-Lagerstätten, Bitumenlagerstätten, Schweröllagerstätten oder Öl-Schiefer-Lagerstätten. Die unkonventionellen unterirdischen Erdöllagerstätten weisen dabei im Allgemeinen, 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 method according to the invention for the thermal treatment of an underground oil reservoir can in principle be used in all underground oil reservoirs containing crude oil. However, the process according to the invention is preferably used in unconventional underground oil reservoirs. According to the invention, unconventional subterranean oil reservoirs are deposits which have a dense deposit matrix and / or contain crude oil with a high viscosity. Unconventional underground oil deposits are, for example, 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. 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).
Die unterirdische Erdöllagerstätte kann Risse, Spalten und Klüfte aufweisen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden Risse, Spalten und Klüfte unter dem Oberbegriff„Risse" zusammengefasst. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst die Bezeichnung„Risse" also auch Spalten und Klüfte, sowie Frackrisse. The underground oil reservoir can have cracks, crevices and clefts. In the context of the present invention, cracks, crevices and fractures are summarized under the generic term "cracks." In the context of the present invention, the term "cracks" therefore also includes cracks and clefts, as well as tail cracks.
Die Risse können natürlichen Ursprungs sein oder durch eine Behandlung der unterirdischen Erdöllagerstätte, beispielsweise durch ein Frackverfahren erzeugt worden sein. The cracks may be of natural origin or may have been generated by treatment of the underground oil reservoir, for example by a fracking process.
Verfahrensschritt a) In Verfahrensschritt a) wird eine Bohrung (B) in die unterirdischen Erdöllagerstätte niedergebracht. Bevorzugt wird die Bohrung (B) in die Erdöl-führende Schicht niedergebracht. Techniken zum Niederbringen von Bohrungen in unterirdische Erdöllagerstätten sind dem Fachmann bekannt und werden beispielsweise in der EP 0 952 300 beschrieben. Die Bohrung (B) wird im Allgemeinen stabilisiert und abgedichtet. Dies kann beispielsweise durch eine Zementierung der Bohrlochwand der Bohrung (B) oder durch das Einbringen eines Futterrohrs in die Bohrung (B) erfolgen. Process Step a) In process step a), a well (B) is drilled into the underground oil reservoir. Preferably, the bore (B) is drilled in the petroleum bearing layer. Techniques for drilling down wells into underground oil reservoirs are known to those skilled in the art and are described, for example, in EP 0 952 300. The hole (B) is generally stabilized and sealed. This can be done for example by cementing the borehole wall of the bore (B) or by introducing a casing into the bore (B).
In Verfahrensschritt a) kann genau eine Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte niedergebracht werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, in Verfahrensschritt a) zwei oder mehrere Bohrungen (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte niederzubringen. Der Begriff„eine Bohrung (B)" umfasst sowohl genau eine Bohrung (B) als auch zwei oder mehrere Bohrungen (B). In process step a) exactly one hole (B) can be drilled into the underground oil reservoir. In addition, it is also possible to bring down in process step a) two or more holes (B) in the underground Erdöllagerstätte. The term "a bore (B)" includes both exactly one bore (B) and two or more holes (B).
Die Bohrung (B) kann als vertikale, horizontale oder abgelenkte Bohrung ausgestaltet sein. Bevorzugt wird als Bohrung (B) eine abgelenkte Bohrung niedergebracht. The bore (B) can be configured as a vertical, horizontal or deflected bore. Preferably, a deflected bore is drilled as the bore (B).
Unter„vertikal" wird im Allgemeinen eine Achse (Lotrichtung) verstanden, die auf den Erdmittelpunkt gerichtet ist, beziehungsweise rechtwinklig zur Erdoberfläche verläuft. Erfindungsgemäß wird unter „vertikal" auch ein Abschnitt einer Bohrung (B) verstanden, der um weniger als +/- 30 °C, bevorzugt weniger als +/- 20 °C und insbesondere weniger als +/- 10 °C von der Lotrichtung abweicht. Unter „horizontal" wird im Allgemeinen eine Ebene (Horizontebene) verstanden, die parallel zur Erdoberfläche beziehungsweise rechtwinklig zur Lotrichtung ausgerichtet ist. Erfindungsgemäß wird unter „horizontal" auch ein Abschnitt einer Bohrung (B) verstanden, der um weniger als +/- 30 °C, bevorzugt weniger als +/- 20 °C und insbesondere bevorzugt weniger als +/- 10 °C von der Horizontebene abweicht. The term "vertical" is generally understood to mean an axis (perpendicular direction) which is directed at the center of the earth or at right angles to the surface of the earth. According to the invention, "vertical" also means a section of a bore (B) which is less than +/- 30 ° C, preferably less than +/- 20 ° C and in particular less than +/- 10 ° C deviates from the Lotrichtung. "Horizontal" is generally understood to mean a plane (horizontal plane) which is aligned parallel to the earth's surface or at right angles to the vertical direction.According to the invention, "horizontal" also means a section of a bore (B) which is less than +/- 30 ° C, preferably less than +/- 20 ° C and more preferably less than +/- 10 ° C deviates from the horizontal plane.
Im Fall einer abgelenkten Bohrung (B) weist die Bohrung (B) einen vertikalen Abschnitt und einen horizontalen Abschnitt (1 1 ) auf, wobei diese Abschnitte durch einen gebogenen Abschnitt miteinander verbunden sind. Für den vertikalen Abschnitt und den horizontalen Abschnitt (1 1 ) der Bohrung (B) gelten die vorgenannten Definitionen in Bezug auf horizontal und vertikal entsprechend. In the case of a deflected bore (B), the bore (B) has a vertical portion and a horizontal portion (11), these portions being interconnected by a bent portion. For the vertical portion and the horizontal portion (1 1) of the hole (B), the above definitions apply mutatis mutandis to horizontal and vertical.
Bevorzugt handelt es sich bei der Bohrung (B) um eine abgelenkte Bohrung. Der horizontale Abschnitt (1 1 ) der Bohrung (B) wird dabei bevorzugt in eine Erdöl-führende Schicht der unterirdischen Erdöllagerstätte niedergebracht. Preferably, the bore (B) is a deflected bore. The horizontal section (1 1) of the bore (B) is preferably downed in a petroleum-bearing layer of the underground Erdöllagerstätte.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem die Bohrung (B) eine abgelenkte Bohrung ist, die einen vertikalen Abschnitt und einen horizontalen Abschnitt (1 1 ) umfasst, wobei der horizontale Abschnitt (1 1 ) in der Erdöl- führenden Schicht und parallel zu dieser angeordnet ist. The subject of the present invention is therefore also a method in which the bore (B) is a deflected bore comprising a vertical portion and a horizontal portion (11), the horizontal portion (11) in the petroleum-carrying layer and is arranged parallel to this.
Um die hydrodynamische Verbindung zwischen der Bohrung (B) und der Erdölführenden Schicht zu gewährleisten, wird in einer bevorzugten Ausführungsform ein Teil der Bohrung (B) in Verfahrensschritt a) perforiert, wodurch Perforationsöffnungen (6) erzeugt werden. In order to ensure the hydrodynamic connection between the bore (B) and the oil-carrying layer, in a preferred embodiment a part of the bore (B) is perforated in method step a), whereby perforation openings (6) are produced.
Unter„hydrodynamischer Verbindung" wird erfindungsgemäß verstanden, dass über diese Verbindung Flüssigkeiten eingeleitet (ausgetauscht) werden können, insbesondere die fließfähige Zusammensetzung (FZ) und die brennbare Mischung (BM). "Hydrodynamic compound" is understood according to the invention to mean that liquids can be introduced (exchanged) via this compound, in particular the flowable composition (FZ) and the combustible mixture (BM).
In einer bevorzugten Ausführungsform wird in Verfahrensschritt a) somit nach Niederbringung der Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte, bevorzugt in die Erdöl-führende Schicht der unterirdischen Erdöllagerstätte, ein Abschnitt der Bohrung (B) perforiert, unter Erhalt von Perforationsöffnungen (6). In a preferred embodiment, a portion of the bore (B) is thus perforated in step a) after drilling down the well bore (B) into the subterranean crude oil deposit, preferably into the petroleum-carrying layer of the underground oil reservoir, to obtain perforation openings (6).
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren bei dem in Verfahrensschritt a) ein Abschnitt der Bohrung (B) perforiert wird unter Erhalt von Perforationsöffnungen (6). The subject matter of the present invention is thus also a method in which, in method step a), a section of the bore (B) is perforated to obtain perforation openings (6).
Die Perforationsöffnungen (6) sind bevorzugt in der Erdöl-führenden Schicht angeordnet. Die Länge des Abschnitts der Perforationsöffnungen (6) kann in weiten Bereichen variieren. Für den Fall einer vertikalen Bohrung (B) liegt die Länge des Abschnitts der Perforationsöffnungen (6) im Allgemeinen im Bereich von 1 m bis 100 m. Die Länge des Abschnitts der Perforationsöffnungen (6) entspricht normalerweise der Mächtigkeit der Erdöl-führenden Schicht. Für den Fall, dass die Perforationsöffnungen (6) im horizontalen Bereich (1 1 ) der Bohrung (B) angeordnet sind, ist die Länge des Abschnitts der Perforationsöffnungen (6) nicht durch die Mächtigkeit der Erdöl-führenden Schicht begrenzt. In dieser Ausführungsform kann die Länge des Abschnitts der Perforationsöffnungen (6) ebenfalls im Bereich von 1 bis 100 m liegen. Darüber hinaus kann die Länge auch wesentlich über 100 m liegen, beispielsweise im Bereich von > 100 bis 1000 m. The perforation openings (6) are preferably arranged in the petroleum-carrying layer. The length of the portion of the perforation openings (6) can in wide Ranges vary. In the case of a vertical hole (B), the length of the portion of the perforation holes (6) is generally in the range of 1 m to 100 m. The length of the section of the perforation openings (6) normally corresponds to the thickness of the petroleum-carrying layer. In the event that the perforation openings (6) in the horizontal region (1 1) of the bore (B) are arranged, the length of the portion of the perforation openings (6) is not limited by the thickness of the petroleum-bearing layer. In this embodiment, the length of the portion of the perforation openings (6) may also be in the range of 1 to 100 m. In addition, the length can also be significantly above 100 m, for example in the range of> 100 to 1000 m.
Das Perforieren zu Ausbildung der Perforationsöffnungen (6) kann durch an sich bekannte Verfahren erfolgen. Bevorzugt kommt hierbei die Kugelperforation zum Einsatz, wie sie beispielsweise in der RU 2 358 100 beschrieben ist. Für den Fall, dass die Bohrung (B) mit einer Bohrlochverrohrung stabilisiert ist, wird auch die Bohrlochverrohrung perforiert. The perforation to form the perforation openings (6) can be carried out by methods known per se. The ball perforation is preferably used here, as described for example in RU 2 358 100. In case the well (B) is stabilized with a well casing, the well casing is also perforated.
Die Perforationsöffnungen (6) sind bevorzugt in einer Erdöl-führenden Schicht angeordnet. Für den Fall, dass die unterirdische Erdöllagerstätte mehrere Erdöl- führenden Schichten aufweist, die durch nicht Erdöl-führende Schichten voneinander getrennt sind, erstrecken sich im Fall einer vertikalen Bohrung (B) die Perforationsöffnungen (6) bevorzugt durch sämtliche Erdöl-führenden Schichten und durch sämtliche nicht Erdöl-führenden Schichten. Für den Fall, dass die Bohrung (B) als abgelenkte Bohrung ausgestaltet ist, sind die Perforationsöffnungen (6) bevorzugt im horizontalen Abschnitt (1 1 ) der Bohrung (B) angeordnet. The perforation openings (6) are preferably arranged in a petroleum-carrying layer. In the event that the subterranean oil deposit has multiple oil-bearing layers separated by non-oil bearing layers, in the case of a vertical well (B), the perforations (6) preferably extend through all the oil-bearing layers and through all non-oil-bearing layers. In the event that the bore (B) is designed as a deflected bore, the perforation openings (6) are preferably arranged in the horizontal portion (1 1) of the bore (B).
Darüber hinaus ist es möglich, den Umgebungsbereich der Perforationsöffnungen (6) durch ein Frackverfahren zu behandeln, um die hydrodynamische Verbindung zwischen der Bohrung (B) und der Erdöl-führenden Schicht weiter zu verbessern. Moreover, it is possible to treat the surrounding area of the perforation openings (6) by a fracking process in order to further improve the hydrodynamic connection between the bore (B) and the petroleum-bearing layer.
Dadurch werden Risse in der unterirdischen Erdöllagerstätte erzeugt. Die durch ein Frackverfahren erzeugten Risse werden auch als Frackrisse bezeichnet. Geeignete Frackverfahren sind dem Fachmann prinzipiell bekannt. Bei konventionellen Frackverfahren zur Bildung von Frackrissen in der unterirdischen Erdöllagerstätte wird üblicherweise eine Frackflüssigkeit (FF), die ein Stützmittel (S) enthalten kann, mit hohem Druck (im Allgemeinen 500 bis 1000 MPa) in die unterirdische Erdöllagerstätte eingepresst. Hierdurch werden in der unterirdischen Erdöllagerstätte Frackrisse gebildet. Die Frackflüssigkeit (FF) wird zum Erzeugen der Frackrisse mit einem Druck in die Bohrung (B) eingepresst, der größer ist als die minimale örtliche Gesteinsbeanspruchung der unterirdischen Erdöllagerstätte. Die minimale örtliche Gesteinsbeanspruchung (minimum in-situ rock stress) der unterirdischen Formation wird auch als minimale Grundbelastung (minimum principal stress) bezeichnet. Hierunter wird der Druck verstanden, der notwendig ist, um in der unterirdischen Erdöllagerstätte Frackrisse auszubilden. Der Druck, der hierzu notwendig ist, hängt von den geologischen und geomechanischen Bedingungen der unterirdischen Erdöllagerstätte ab. Zu diesen Bedingungen zählen beispielsweise der Gebirgsdruck/Teufe, Lagerstättendruck, die Schichtung sowie die Gesteinsfestigkeit der unterirdischen Erdöllagerstätte. This creates cracks in the underground oil reservoir. The cracks produced by a fraying process are also referred to as fracking cracks. Suitable tailing methods are known in principle to the person skilled in the art. In conventional tailing processes for forming tailing cracks in the subterranean petroleum deposit, usually a tailing liquid (FF), which may contain a proppant (S), is injected at high pressure (generally 500 to 1000 MPa) into the subterranean crude oil deposit. As a result, fracture cracks are formed in the underground oil reservoir. The fracturing fluid (FF) is injected into the well (B) at a pressure greater than the minimum local rock stress of the subsurface oil reservoir to create the fracture cracks. The minimum in-situ rock stress of the subterranean formation is also referred to as the minimum principal stress. This is understood to mean the pressure that is necessary to form tailings cracks in the underground oil reservoir. The pressure required depends on the geological and geomechanical conditions of the underground oil reservoir. These conditions include, for example, rock pressure / depth, reservoir pressure, stratification, and rock strength of the underground oil reservoir.
In der Praxis wird der Druck während des Frackverfahrens solange erhöht, bis die Bildung von Frackrissen eintritt. Die Drücke, die hierzu notwendig sind, liegen üblicherweise im Bereich von 100 bis 10000 bar oder 100 bis 1000 bar, bevorzugt im Bereich von 400 bis 1000 bar, mehr bevorzugt im Bereich von 600 bis 1000 bar und besonders bevorzugt im Bereich von 700 bis 1000 bar. Gleichzeitig können die Verpumpraten auf 1000 qm/min steigen. Als Frackflüssigkeit (FF) kommt hierbei häufig Wasser zum Einsatz, dem gegebenenfalls weitere Additive wie Verdickungsmittel zugesetzt werden. Geeignete Additive sind dem Fachmann bekannt, es sind beispielsweise die Additive geeignet, die weiter unten für die Trägerflüssigkeit (T) beschrieben werden, so dass die dortigen Ausführungen und Bevorzugungen entsprechend gelten.. In practice, the pressure during the fracking process is increased until the formation of fracking cracks occurs. The pressures which are necessary for this purpose are usually in the range from 100 to 10000 bar or 100 to 1000 bar, preferably in the range from 400 to 1000 bar, more preferably in the range from 600 to 1000 bar and particularly preferably in the range from 700 to 1000 bar. At the same time, the pumping rates can rise to 1000 square meters per minute. As fracking liquid (FF), water is frequently used, to which other additives such as thickening agents are optionally added. Suitable additives are known to the person skilled in the art, for example the additives which are described below for the carrier liquid (T) are suitable, so that the statements there and preferences apply accordingly.
Das Verfahren, in dem als Frackflüssigkeit (FF) Wasser verwendet wird, wird auch als „hydraulic fracturing" bezeichnet. Bei diesem Verfahren werden die gebildeten Frackrisse sowie die Lagerstätten matrix 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. The process, which uses water as the tailing liquid (FF), is also referred to as "hydraulic fracturing." In this process, the fracture cracks and matrix deposits formed are contaminated with water, which can swell clay and clay particles in the underground oil reservoir This is particularly the case when the deposit matrix, that is the surrounding rock, consists of clayey 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. 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.
Geeignete Frackflüssigkeiten (FF) sowie Frackverfahren sind beispielsweise in der WO 2008/106695 und der US 7 213 651 beschrieben. Die räumliche Ausdehnung der Frackrisse hängt stark von den geologischen Gegebenheiten der unterirdischen Erdöllagerstätte ab. Darüber hinaus hängt die räumliche Ausdehnung der Frackrisse vom aufgewendeten Druck und der Dauer des Frackverfahrens ab. Die Frackrisse 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 (B) im Bereich der Perforationsöffnungen (6). Suitable fracking liquids (FF) 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 depends heavily on the geological conditions of the underground oil reservoir. In addition, the spatial extent of the fracture tears depends on the applied pressure and the duration of the fracking process. The fracture cracks 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 (B) in the Perforation openings (6).
Zur Durchführung des Frackverfahrens wird ein Injektionsstrang in die Bohrung (B) eingeführt. Der Bereich der Bohrung (B) oberhalb der Perforationsöffnungen (6) wird mit einem Packer verschlossen. Anschließend wird eine Frackflüssigkeit (FF) mit einem Druck im Bereich von 100 bis 10000 bar über den Injektionsstrang in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert. Unter der Einwirkung des Drucks der Frackflüssigkeit (FF) bilden sich in der unterirdischen Erdöllagerstätte Frackrisse aus. To carry out the fracking process, an injection strand is introduced into the bore (B). The area of the bore (B) above the perforation openings (6) is closed with a packer. Subsequently, a fraying liquid (FF) is injected at a pressure in the range of 100 to 10,000 bar through the injection line into the underground oil reservoir. Under the influence of the pressure of the tailing fluid (FF), fracture cracks develop in the underground oil reservoir.
In der Frackflüssigkeit (FF) kann ein Stützmittel (S) enthalten sein. Darüber hinaus ist es möglich eine Frackflüssigkeit (FF) einzusetzen, die kein Stützmittel (S) enthält. In the fracking liquid (FF), a proppant (S) may be included. In addition, it is possible to use a Frackflüssigkeit (FF), which contains no proppant (S).
Das Stützmittel (S) wird auch als Proppant bezeichnet. Die Begriffe „Stützmittel (S)" und„Proppant" werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung synonym gebraucht. Geeignete Stützmittel (S) sind dem Fachmann bekannt. Geeignete Stützmittel (S) sind beispielsweise partikuläre keramische Materialien, wie Sand, Bauxit oder Glasperlen. Die Partikelgröße des Stützmittels (S) richtet sich nach der Geometrie der gebildeten Frackrisse, die abgestützt werden sollen. Geeignete Partikelgrößen liegen im Allgemeinen im Bereich von 0,15 mm bis 3,0 mm. The proppant (S) is also called proppant. The terms "proppants (S)" and "proppant" are used synonymously in the context of the present invention. Suitable proppants (S) are known to the person skilled in the art. Suitable proppants (S) are, for example, particulate ceramic materials, such as sand, bauxite or glass beads. The particle size of the proppant (S) depends on the geometry of the fracture cracks that are to be supported. Suitable particle sizes are generally in the range of 0.15 mm to 3.0 mm.
Für jede unterirdische Formation (unterirdische Lagerstätte) werden die Partikelgröße und andere Parameter des Stützmittels (S) optimiert. For each subsurface formation (underground deposit) the particle size and other parameters of the proppant (S) are optimized.
Die Durchlässigkeit/Permeabilität der mit Proppant verfüllten Frackrisse sollte um 103 bis 108 größer sein als die Permeabilität der Lagerstätte, dies gewährleistet optimale Bedingungen für die Erdölförderung. The permeability / permeability of the tailings fractions filled with proppant should be greater by 10 3 to 10 8 than the permeability of the deposit, this ensures optimum conditions for oil production.
Das Stützmittel (S) dient dazu, die beim hydraulischen Fracken gebildeten Frackrisse offen zu halten. D.h. das Stützmittel (S) verhindert, dass sich die Frackrisse wieder schließen, wenn das Frackverfahren beendet ist und der durch die Frackflüssigkeit (FF) aufgebaute hydraulische Druck wieder abnimmt. The support means (S) serves to keep the fracture cracks formed during hydraulic fraying open. That the proppant (S) prevents the fracking cracks from closing again when the fracking process is completed and the hydraulic pressure built up by the fraying fluid (FF) decreases again.
Hierzu muss das Stützmittel (S) in die gebildeten Frackrisse eingebracht werden. Das Stützmittel (S) ist daher im Allgemeinen in der Frackflüssigkeit (FF) suspendiert. For this purpose, the proppant (S) must be introduced into the fracture cracks formed. The proppant (S) is therefore generally suspended in the fracking fluid (FF).
Die Frackflüssigkeit (FF) dient dabei als Träger- bzw. Transportmittel um das Stützmittel (S) in die Frackrisse zu transportieren. Das Stützmittel (S) ist im Allgemeinen in Mengen von 1 bis 65 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von 10 bis 40 Gew.-% und besonders bevorzugt in Mengen von 25 bis 35 Gew.-% in der Frackflüssigkeit (FF) enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Frackflüssigkeit (FF) und des Stützmittels (S). Die Menge des eingesetzten Stützmittels (S) ist von den Eigenschaften der unterirdischen Erdöllagerstätte abhängig. The fracking liquid (FF) serves as a carrier or transport to transport the proppant (S) in the tailoring cracks. The proppant (S) is generally contained in amounts of from 1 to 65% by weight, preferably in amounts of from 10 to 40% by weight and more preferably in amounts of from 25 to 35% by weight, in the fracturing fluid (FF) , based on the total weight of the fraying liquid (FF) and the proppant (S). The amount of proppant used (S) depends on the properties of the underground oil reservoir.
Bevorzugte Stützmittel (S) weisen eine Dichte im Bereich von 1 ,5 bis 2,5 g/cm3 auf. Die Dichte des Stützmittels (S) liegt bevorzugt im Bereich der Dichte der Frackflüssigkeit (FF), hierdurch wird das Sedimentieren des Stützmittels (S) verhindert. Geeignete Stützmittel (S) sind beispielsweise in der US 201 1/077176 beschrieben. Für den Fall, dass Stützmittel (S) mit einer Dichte größer 2,5 g/cm3 eingesetzt werden, kann gegebenenfalls die Dichte der Frackflüssigkeit (FF) durch die Zugabe von thermisch stabilen Pulvern, wie Quarzsand, erhöht werden. Durch die Menge des eingesetzten thermisch stabilen Pulvers kann die Viskosität der Frackflüssigkeit (FF) in weiten Bereichen variiert werden. Preferred proppants (S) have a density in the range of 1.5 to 2.5 g / cm 3 . The density of the proppant (S) is preferably in the range of the density of the fracking liquid (FF), thereby preventing the sedimentation of the proppant (S). Suitable proppants (S) are described for example in US 201 1/077176. In the event that proppants (S) are used with a density greater than 2.5 g / cm 3 , optionally, the density of the fracturing fluid (FF) by the addition of thermally stable powders, such as quartz sand, can be increased. Due to the amount of thermally stable powder used, the viscosity of the fracking liquid (FF) can be varied within wide limits.
Für den Fall, dass die Frackflüssigkeit (FF) kein Stützmittel (S) enthält, wird die Frackflüssigkeit (FF) nach Erzeugung der Frackrisse nach Druckabnahme teilweise Wieder aus den Frackrissen herausgepresst. In dieser Ausführungsform schließen sich die erzeugten Frackrisse nach Druckabnahme wieder teilweise. Dies ist jedoch nicht nachteilig, da die teilweise geschlossenen Frackrisse durch das Injizieren der fließfähigen Zusammensetzung (FZ) wieder geöffnet werden. Der Druck, der hierzu aufgewendet werden muss, ist deutlich niedriger als der Druck, der zur Erzeugung der Frackrisse aufgewendet werden musste. In the event that the fracking liquid (FF) contains no proppant (S), the fracking liquid (FF) is partially pressed out of the fracking cracks after generation of the fracking cracks after pressure decrease. In this embodiment, the generated tailing cracks partially close again after pressure decrease. However, this is not disadvantageous because the partially closed tailings cracks are reopened by injecting the flowable composition (FZ). The pressure that must be used for this is significantly lower than the pressure that had to be used to generate the fracture cracks.
Für den Fall, dass die Frackflüssigkeit (FF) ein darin dispergiertes Stützmittel (S) enthält, stabilisiert das Stützmittel (S) die erzeugten Frackrisse, so dass die Frackrisse auch nach Druckabnahme offen bleiben. In the case that the fraying liquid (FF) contains a proppant (S) dispersed therein, the proppant (S) stabilizes the generated fracture cracks so that the fracture cracks remain open even after the pressure has been decreased.
Wie vorstehend ausgeführt sind die Frackrisse nach Durchführung des Frackverfahrens im Allgemeinen stark mit dem in der Frackflüssigkeit (FF) enthaltenen Wasser kontaminiert. Vor dem Injizieren der fließfähigen Zusammensetzung (FZ) und/oder der brennbaren Mischung (BM) kann die Frackflüssigkeit (FF) aus den Frackrissen entfernt werden. Dieser Vorgang wird auch als Sanierung bezeichnet. Geeignete Verfahren zur Sanierung der Frackrisse sind dem Fachmann bekannt. As stated above, after the fracking process has been carried out, the fracking cracks are generally heavily contaminated with the water contained in the fraying liquor (FF). Before injecting the flowable composition (FZ) and / or the combustible mixture (BM), the fraying liquid (FF) may be removed from the fracture tears. This process is also referred to as remediation. Suitable methods for remedying the fracture cracks are known to the person skilled in the art.
Ein übliches Verfahren zur Sanierung der Frackrisse einer unterirdischen Erdöllagerstätte umfasst ein einfaches „Ablaufenlassen" oder Zurückpumpen der Frackflüssigkeit (FF). Eine Sanierung der Frackrisse vor Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist jedoch nicht zwingend erforderlich. In einer Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren somit ohne eine vorherige Sanierung der Frackrisse durchgeführt. One common method for remediating the fracture cracks of a subsurface oil reservoir involves simple "draining" or back pumping of the tailing fluid (FF). However, a remediation of the fracture cracks before carrying out the method according to the invention is not absolutely necessary. In one embodiment, the method according to the invention is thus carried out without a prior refurbishment of the fracture cracks.
Verfahrensschritt b) Process step b)
In Verfahrensschritt b) wird eine fließfähige Zusammensetzung (FZ) durch die Bohrung (B) in die unterirdischen Erdöllagerstätte injiziert. „Fließfähig" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die fließfähige Zusammensetzung (FZ) mittels konventioneller Pumpen verpumpt werden kann. In process step b), a flowable composition (FZ) is injected through the bore (B) into the underground oil reservoir. "Flowable" in this context means that the flowable composition (FZ) can be pumped by conventional pumps.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter „eine fließfähige Zusammensetzung (FZ)" sowohl genau eine fließfähige Zusammensetzung (FZ) als auch zwei oder mehr fließfähige Zusammensetzungen (FZ) verstanden. In the context of the present invention, "a flowable composition (FZ)" is understood to mean both precisely a flowable composition (FZ) and two or more flowable compositions (FZ).
Erfindungsgemäß enthält die fließfähige Zusammensetzung (FZ) einen Formkörperkatalysator (FK) und eine Trägerflüssigkeit (T). According to the invention, the flowable composition (FZ) contains a shaped-body catalyst (FK) and a carrier liquid (T).
„Ein Formkörperkatalysator (FK)" bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung sowohl genau ein Formkörperkatalysator (FK) als auch zwei oder mehr Formkörperkatalysatoren (FK). Gleiches gilt für „eine Trägerflüssigkeit (T)". „Eine Trägerflüssigkeit (T)" bedeutet sowohl genau eine Trägerflüssigkeit (T) als auch Mischungen aus zwei oder mehr Trägerflüssigkeiten (T). In the context of the present invention, "a shaped-body catalyst (FK)" means both exactly one shaped-body catalyst (FK) and two or more shaped-body catalysts (FK). The same applies to "a carrier liquid (T)". "A carrier liquid (T)" means exactly one carrier liquid (T) as well as mixtures of two or more carrier liquids (T).
Die fließfähige Zusammensetzung (FZ) enthält im Allgemeinen 5 bis 70 Gew.% des Formkörperkatalysators (FK) und 30 bis 95 Gew.-% der Trägerflüssigkeit (T), jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der fließfähigen Zusammensetzung (FZ), wobei die Summe der Gewichtsangaben 100 % ergibt. The flowable composition (FZ) generally contains 5 to 70% by weight of the shaped-body catalyst (FK) and 30 to 95% by weight of the carrier liquid (T), in each case based on the total weight of the flowable composition (FZ), the sum of the Weight information gives 100%.
Geeignete Trägerflüssigkeiten (T) sind dem Fachmann als solche bekannt. Erfindungsgemäß bevorzugt wird als Trägerflüssigkeit (T) Wasser oder eine Mischung aus Wasser und anderen Lösungsmitteln wie beispielsweise Glyzerin, eingesetzt. Die Trägerflüssigkeit (T) kann darüber hinaus weitere Additive in gelöster Form enthalten. Suitable carrier liquids (T) are known to those skilled in the art. According to the invention, the carrier liquid (T) used is preferably water or a mixture of water and other solvents, for example glycerol. The carrier liquid (T) may moreover contain further additives in dissolved form.
Additive, die optional in gelöster Form in der Trägerflüssigkeit (T) enthalten sein können, sind beispielsweise Verdickungsmittel, Tenside, Harnstoff, Oxidationsmittel, Säuren und Laugen. Additives which may optionally be present in dissolved form in the carrier liquid (T) are, for example, thickeners, surfactants, urea, oxidants, acids and alkalis.
Als Verdickungsmittel geeignet sind beispielsweise synthetische Polymere, wie Polyacrylamid oder Copolymere aus Acrylamid und anderen Monomeren, insbesondere Sulfonsäuregruppen aufweisende Monomere, sowie Polymere natürlichen Ursprungs wie beispielsweise Glucosylglucane, Xanthan, Diuthane oder Glucan. Bevorzugtes Verdickungsmittel ist Glucan. Durch den Einsatz von Verdickungsmitteln kann die Viskosität der fließfähigen Zusammensetzung (FZ) erhöht werden, um eine Sedimentation des Formkörperkatalysators (FK) sowie eines gegebenenfalls vorhandenen Stützmittels (S) zu verhindern. Der Gehalt an Verdickungsmittel in der Trägerflüssigkeit (T) kann im Allgemeinen im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-% liegen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Trägerflüssigkeit (T). Suitable thickeners are, for example, synthetic polymers, such as polyacrylamide or copolymers of acrylamide and other monomers, especially monomers containing sulfonic acid groups, and also polymers of natural origin such as glucosylglucans, xanthan, diuthane or glucan. Preferred thickener is glucan. Through the use of thickening agents, the viscosity of the flowable composition (FZ) can be increased in order to prevent sedimentation of the shaped-body catalyst (FK) and of an optionally present proppant (S). The content of thickener in the carrier liquid (T) may generally be in the range of 0.01 to 5 wt .-%, based on the total weight of the carrier liquid (T).
Die Viskosität der fließfähigen Zusammensetzung (FZ) liegt im allgemeinen im Bereich von 100 bis 1500 mPas, bevorzugt im Bereich von 200 bis 1000 mPas und besonders bevorzugt im Bereich von 300 bis 800 mPas. Selbstverständlich kann die fließfähige Zusammensetzung (FZ) auch höhere oder niedrigere Viskositäten aufweisen. The viscosity of the flowable composition (FZ) is generally in the range from 100 to 1500 mPas, preferably in the range from 200 to 1000 mPas and particularly preferably in the range from 300 to 800 mPas. Of course, the flowable composition (FZ) may also have higher or lower viscosities.
Als Tenside können anionische, kationische und nicht-ionische Tenside eingesetzt werden. As surfactants anionic, cationic and nonionic surfactants can be used.
Gebräuchliche nicht-ionische Tenside sind beispielsweise ethoxylierte Mono-, Di- und Trialkylphenole, ethoxylierte Fettalkohole sowie Polyalkylenoxide. Neben den ungemischten Polyalkylenoxiden, bevorzugt C2-C4-Alkylenoxiden und phenylsubstituierten C2-C4-Alkylenoxiden, insbesondere Polyethylenoxiden, Polypropylenoxiden und Poly(phenylethylenoxiden), sind vor allem Blockcopolymerisate, insbesondere Polypropylenoxid- und Polyethylenoxidblöcke oder Poly(phenylethylenoxid)-und Polyethylenoxidblöcke aufweisende Polymerisate, und auch statistische Copolymerisate dieser Alkylenoxide geeignet. Derartige Alkylenoxidblockcopolymerisate sind bekannt und im Handel z. B. unter den Namen Tetronic® und Pluronic® (BASF) erhältlich. Common nonionic surfactants are, for example, ethoxylated mono-, di- and trialkylphenols, ethoxylated fatty alcohols and polyalkylene oxides. In addition to the unmixed polyalkylene oxides, preferably C 2 -C 4 -alkylene oxides and phenyl-substituted C 2 -C 4 -alkylene oxides, in particular polyethylene oxides, polypropylene oxides and poly (phenylethylene oxides), especially block copolymers, in particular polypropylene oxide and polyethylene oxide blocks or poly (phenylethylene oxide) and Polyethylene oxide blocks having polymers, and also random copolymers of these alkylene oxides suitable. Such Alkylenoxidblockcopolymerisate are known and commercially z. B. under the name Tetronic ® and Pluronic ® (BASF) available.
Übliche anionische Tenside sind beispielsweise Alkalimetall- und Ammoniumsalze von Alkylsulfaten (Alkylrest: C8-C12), von Schwefelsäurehalbestern ethoxylierter Alkanole (Alkylrest: C12-C18) und ethoxylierter Alkylphenole (Alkylreste: C4-C12) und von Alkylsulfonsäuren (Alkylrest: Ci2-Ci8). Typical anionic surfactants are, for example, alkali metal and ammonium salts of alkyl sulfates (alkyl radical: C 8 -C 12 ), of sulfuric monoesters of ethoxylated alkanols (alkyl radical: C 12 -C 18 ) and ethoxylated alkylphenols (alkyl radicals: C 4 -C 12 ) and of alkylsulfonic acids ( Alkyl radical: Ci 2 -Ci 8 ).
Geeignete kationische Tenside sind beispielsweise C6-C18-Alkyl-, Alkylaryl- oder heterozyklische Reste aufweisende, primäre, sekundäre, tertiäre oder quartäre Ammoniumsalze, Pyridiniumsalze, Imidazoliniumsalze, Oxazoliniumsalze, Morpholiniumsalze, Propyliumsalze, Sulfoniumsalze und Phosphoniumsalze. Beispielhaft seinen Dodecylammoniumacetat oder das entsprechende Sulfat, Disulfate oder Acetate der verschiedenen 2-(N,N,N-Trimethylammonium)ethylparaffinsäure- Ester, N-Cetylpyridiniumsulfat und N-Laurylpyridiniumsalze, Cetyltrimethylammoniumbromid und Natriumlaurylsulfat genannt. Der Gehalt an Tensid in der Trägerflüssigkeit (T) kann im Allgemeinen im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-% liegen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Trägerflüssigkeit (T). Die fließfähige Zusammensetzung (FZ) enthält einen Formkörperkatalysator (FK) und eine Trägerflüssigkeit (T). Als Trägerflüssigkeit (T) kann beispielsweise auch eine Zusammensetzung eingesetzt werden, wie sie vorstehend zu der Frackflüssigkeit (FF) beschrieben wurde. Suitable cationic surfactants are, for example, C 6 -C 18 -alkyl, alkylaryl or heterocyclic radicals, primary, secondary, tertiary or quaternary ammonium salts, pyridinium salts, imidazolinium salts, oxazolinium salts, morpholinium salts, propylium salts, sulfonium salts and phosphonium salts. Examples of its dodecylammonium acetate or the corresponding sulfate, disulfates or acetates of the various 2- (N, N, N-trimethylammonium) ethylparaffinsäure- esters, N-Cetylpyridiniumsulfat and N-Laurylpyridiniumsalze, cetyltrimethylammonium bromide and sodium lauryl sulfate called. The content of surfactant in the carrier liquid (T) may generally be in the range of 0.01 to 5 wt .-%, based on the total weight of the carrier liquid (T). The flowable composition (FZ) contains a shaped catalyst (FK) and a carrier liquid (T). As the carrier liquid (T), it is also possible, for example, to use a composition as described above for the fracking liquid (FF).
Im Hinblick auf die Trägerflüssigkeit (T) gelten daher die vorstehend beschriebenen Ausführungen und Beschreibungen für die Frackflüssigkeit (FF) entsprechend. Die fließfähige Zusammensetzung (FZ) kann als Trägerflüssigkeit (T) in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform die Frackflüssigkeit (FF) enthalten. Bezüglich der Frackflüssigkeit (FF) gelten die zuvor beschriebenen Ausführungen und Bevorzugungen. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem die fließfähige Zusammensetzung (FZ) eine Trägerflüssigkeit (T) enthält, wobei die Trägerflüssigkeit (T) die Frackflüssigkeit (FF) ist. With regard to the carrier liquid (T), therefore, the above-described embodiments and descriptions for the fracking liquid (FF) apply accordingly. The flowable composition (FZ) may contain as the carrier liquid (T) in one embodiment of the invention, the fracking liquid (FF). With regard to the fracking liquid (FF), the previously described embodiments and preferences apply. The present invention thus also relates to a process in which the flowable composition (FZ) contains a carrier liquid (T), the carrier liquid (T) being the fracking liquid (FF).
Formkörperkatalysatoren (FK) sind dem Fachmann als solche bekannt, sie enthalten üblicherweise ein Aktivmetall (A) und einen keramischen Träger (KT). Shaped catalysts (FK) are known in the art as such, they usually contain an active metal (A) and a ceramic support (KT).
Der in der fließfähigen Zusammensetzung (FZ) enthaltene Formkörperkatalysator (FK) enthält in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einen keramischen Träger (KT) und ein Aktivmetall (A). The molded body catalyst (FK) contained in the flowable composition (FZ) contains, in one embodiment according to the invention, a ceramic support (KT) and an active metal (A).
Unter „ein keramischer Träger (KT)" wird erfindungsgemäß sowohl genau ein keramischer Träger (KT) als auch Mischungen aus zwei oder mehr keramischen Trägern (KT) verstanden. Ebenso wird unter„ein Aktivmetall (A)" sowohl genau ein Aktivmetall (A) als auch Mischungen aus zwei oder mehr Aktivmetallen (A) verstanden. The term "a ceramic support (KT)" according to the invention means both exactly one ceramic support (KT) and mixtures of two or more ceramic supports (KT) .Also, "active metal (A)" means both exactly one active metal (A) as well as mixtures of two or more active metals (A) understood.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem der Formkörperkatalysator (FK) einen keramischen Träger (KT) und ein Aktivmetall (A) enthält. In einer Ausführungsform enthält der Formkörperkatalysator (FK) von 0,1 bis 20 Gew.- % des Aktivmetalls (A), bevorzugt von 0,2 bis 15 Gew.-% und insbesondere bevorzugt von 0,5 bis 10 Gew.-% des Aktivmetalls (A), jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Formkörperkatalysators (FK). Als keramischer Träger (KT) sind prinzipiell alle dem Fachmann bekannten keramischen Träger (KT) geeignet. Bevorzugt wird ein keramischer Träger (KT) mit großer innerer Oberfläche und einer hohen Porosität verwendet. Bevorzugt sollte der keramische Träger (KT) außerdem eine hohe Wärmebeständigkeit sowie eine hohe Festigkeit, auch bei hohen Drücken, aufweisen. Unter hohen Drücken sind insbesondere Drücke bis zu 70 MPa zu verstehen. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der keramische Träger (KT) mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumoxid, Aluminiumsilikat, Zirkoniumdioxid und Siliziumdioxid. Als Aluminiumsilikat sind Zeolithe bevorzugt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält der keramische Träger (KT) Aluminiumoxid, insbesondere bevorzugt enthält der keramische Träger (KT) als Aluminiumoxid a-Aluminiumoxid. The present invention thus also relates to a process in which the shaped-body catalyst (FK) contains a ceramic support (KT) and an active metal (A). In one embodiment, the molded article catalyst (FK) contains from 0.1 to 20% by weight of the active metal (A), preferably from 0.2 to 15% by weight and more preferably from 0.5 to 10% by weight of the Active metal (A), in each case based on the total weight of the shaped body catalyst (FK). As a ceramic carrier (KT), in principle, all known to the expert ceramic carrier (KT) are suitable. Preferably, a ceramic carrier (KT) having a large inner surface and a high porosity is used. Preferably, the should ceramic supports (KT) also have high heat resistance and high strength, even at high pressures. Under high pressures are particularly to be understood pressures up to 70 MPa. In a preferred embodiment, the ceramic support (KT) contains at least one compound selected from the group consisting of aluminum oxide, aluminum silicate, zirconium dioxide and silicon dioxide. As aluminum silicate zeolites are preferred. In a particularly preferred embodiment, the ceramic support (KT) contains alumina, particularly preferably contains the ceramic support (KT) as alumina a-alumina.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem der Formkörperkatalysator (FK) einen keramischen Träger (KT) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumoxid, Aluminiumsilikat, Zirkoniumdioxid und Siliziumdioxid enthält. The present invention thus also provides a process in which the shaped-body catalyst (FK) contains a ceramic support (KT) selected from the group consisting of aluminum oxide, aluminum silicate, zirconium dioxide and silicon dioxide.
Die Herstellung derartiger keramischer Träger (KT) sind dem Fachmann bekannt. Sie sind beispielsweise in der US 6 565 825 beschrieben. Im Allgemeinen weist der keramische Träger (KT) eine Porosität im Bereich von 35 bis 70 Vol.%, bevorzugt von 40 bis 65 Vol.% und insbesondere bevorzugt von 45 bis 60 Vol.% auf, jeweils bezogen auf das Gesamtvolumen des keramischen Trägers (KT). Die spezifische Oberfläche des keramischen Trägers (KT) liegt im Allgemeinen im Bereich von 4 bis 50 m2/g, bevorzugt im Bereich von 6 bis 45 m2/g und insbesondere bevorzugt im Bereich von 8 bis 40 m2/g. The preparation of such ceramic supports (KT) are known in the art. They are described, for example, in US Pat. No. 6,565,825. In general, the ceramic support (KT) has a porosity in the range from 35 to 70% by volume, preferably from 40 to 65% by volume and particularly preferably from 45 to 60% by volume, in each case based on the total volume of the ceramic support ( KT). The specific surface area of the ceramic support (KT) is generally in the range from 4 to 50 m 2 / g, preferably in the range from 6 to 45 m 2 / g and particularly preferably in the range from 8 to 40 m 2 / g.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als keramischer Träger (KT) das Stützmittel (S) eingesetzt. Für das Stützmittel (S) gelten die zuvor beschriebenen Ausführungen und Bevorzugungen. In a further embodiment of the present invention, the ceramic support (KT) used is the proppant (S). For the proppant (S) apply the previously described designs and preferences.
Im erfindungsgemäßen Verfahren kann der keramische Träger (KT) prinzipiell in allen bekannten Formen eingesetzt werden. Beispielsweise kann der keramische Träger (KT) in Form von Ringen, Kugeln und/oder Zylindern vorliegen. Bevorzugt liegt der keramische Träger (KT) in Form von Kugeln vor. In the process according to the invention, the ceramic support (KT) can in principle be used in all known forms. For example, the ceramic carrier (KT) may be in the form of rings, balls and / or cylinders. Preferably, the ceramic support (KT) is in the form of spheres.
Im Allgemeinen weist der keramische Träger (KT) einen Durchmesser im Bereich von 0, 1 bis 10 mm, bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 8 mm und insbesondere bevorzugt im Bereich von 1 bis 6 mm auf. Das in dem Formkörperkatalysator (FK) enthaltene Aktivmetall (A) ist im Allgemeinen auf den keramischen Träger (KT) aufgebracht. Wird als keramischer Träger (KT) das Stützmittel (S) eingesetzt, dass wird das Aktivmetall (A) auf das Stützmittel (S) aufgebracht. In general, the ceramic support (KT) has a diameter in the range of 0.1 to 10 mm, preferably in the range of 0.5 to 8 mm and particularly preferably in the range of 1 to 6 mm. The active metal (A) contained in the molded article catalyst (FK) is generally applied to the ceramic support (KT). If the support (S) is used as the ceramic support (KT), the active metal (A) is applied to the support (S).
Zum Aufbringen des Aktivmetalls (A) auf den keramischen Träger (KT) eignen sich alle dem Fachmann bekannten Methoden. Bevorzugt wird das Aktivmetall (A) nasschemisch oder trockenchemisch durch Imprägnierung auf den keramischen Träger (KT) aufgebracht. Methoden hierzu sind dem Fachmann bekannt. For applying the active metal (A) on the ceramic support (KT) are all known in the art methods. Preferably, the active metal (A) is wet-chemically or dry-chemically applied by impregnation on the ceramic support (KT). Methods for this are known to the person skilled in the art.
Das Aktivmetall (A) wird beispielsweise durch Imprägnierung auf den keramischen Träger (KT) aufgebracht. Dazu kann beispielsweise der keramische Träger (KT) mit einer wässrigen Lösung eines Salzes des Aktivmetalls (A) versetzt werden. Dabei wird das Salz des Aktivmetalls (A) an dem keramischen Träger (KT) adsorbiert. Nachfolgend kann der keramische Träger (KT), der dann das Salz des Aktivmetalls (A) enthält, getrocknet und anschließend kalziniert werden. Das Salz des Aktivmetalls (A) wird dadurch in das elementare Metall oder in das Metalloxid überführt. The active metal (A) is applied, for example by impregnation on the ceramic support (KT). For this purpose, for example, the ceramic support (KT) with an aqueous solution of a salt of the active metal (A) are added. In this case, the salt of the active metal (A) is adsorbed on the ceramic support (KT). Subsequently, the ceramic support (KT), which then contains the salt of the active metal (A), dried and then calcined. The salt of the active metal (A) is thereby converted into the elemental metal or the metal oxide.
Als Aktivmetall (A) eigenen sich prinzipiell alle dem Fachmann bekannten Aktivmetalle (A), die die exotherme Reaktion der brennbaren Mischung (BM) katalysieren. Aktivmetalle (A) sind also Metalle, die gegenüber der brennbaren Mischung (BM) katalytisch aktiv sind. As active metal (A) are in principle all known in the art active metals (A), which catalyze the exothermic reaction of the combustible mixture (BM). Active metals (A) are therefore metals which are catalytically active towards the combustible mixture (BM).
Bevorzugt enthält das Aktivmetall (A) mindestens ein Metall, ausgewählt aus den Gruppen 5, 8, 9, 10, 1 1 und 12 des Periodensystems der Elemente nach IUPAC- Nomenklatur der Gruppen, besonders bevorzugt enthält das Aktivmetall (A) mindestens ein Metall, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, Cadmium, Eisen, Gold, Silber, Nickel, Vanadium, Palladium und Platin und insbesondere bevorzugt enthält das Aktivmetall (A) Palladium und/oder Platin. Preferably, the active metal (A) contains at least one metal selected from groups 5, 8, 9, 10, 11 and 12 of the Periodic Table of the Elements according to IUPAC nomenclature of the groups, more preferably the active metal (A) contains at least one metal, selected from the group consisting of copper, cadmium, iron, gold, silver, nickel, vanadium, palladium and platinum and most preferably contains the active metal (A) palladium and / or platinum.
Das Aktivmetall (A) kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren als elementares Metall, als Metalloxid oder als Metallsalz eingesetzt werden. Bevorzugt wird das Aktivmetall (A) als elementares Metall oder als Metalloxid eingesetzt. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem der Formkörperkatalysator (FK) ein Aktivmetall (A) ausgewählt aus den Gruppen 5, 8, 9, 10, 1 1 und 12 des Periodensystems der Elemente enthält. The active metal (A) can be used in the process according to the invention as an elemental metal, as a metal oxide or as a metal salt. The active metal (A) is preferably used as elemental metal or as metal oxide. The present invention thus also provides a process in which the shaped-body catalyst (FK) contains an active metal (A) selected from groups 5, 8, 9, 10, 11 and 12 of the Periodic Table of the Elements.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Formkörperkatalysator (FK) mindestens ein weiteres Metall als Dotierung. „Ein weiteres Metall" bedeutet sowohl genau ein weiteres Metall als auch zwei oder mehr weitere Metalle. Das weitere Metall ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel, Kupfer, Vanadium, Zink, Zirkonium und Gallium. Insbesondere ist das weitere Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Eisen, Cobalt, Nickel und Kupfer. Das weitere Metall kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren als elementares Metall, als Metalloxid oder als Metallsalz eingesetzt werden. Bevorzugt wird das weitere Metall als elementares Metall oder als Metalloxid eingesetzt. Zum Aufbringen des weiteren Metalls auf den keramischen Träger (KT) eignen sich die gleichen Methoden wie sie für das Aktivmetall (A) beschrieben worden sind. In a preferred embodiment, the shaped-body catalyst (FK) contains at least one further metal as doping. "Another metal" means exactly one more metal as well as two or more further metals.The further metal is preferably selected from the group consisting of chromium, manganese, iron, Cobalt, nickel, copper, vanadium, zinc, zirconium and gallium. In particular, the further metal is selected from the group consisting of iron, cobalt, nickel and copper. The further metal can be used in the process according to the invention as an elemental metal, as a metal oxide or as a metal salt. The additional metal is preferably used as elemental metal or as metal oxide. For applying the further metal to the ceramic support (KT), the same methods as described for the active metal (A) are suitable.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der keramische Träger (KT), auf den das Aktivmetall (A) sowie gegebenenfalls das weitere Metall aufgebracht ist, mit einem Bindemittel vermischt werden, unter Erhalt einer Katalysatormasse. Als Bindemittel eignen sich die üblichen, dem Fachmann bekannten Bindemittel wie Aluminiumoxid- und/oder Si-haltige Bindemittel. Besonders bevorzugt sind dabei Si-haltige Bindemittel; insbesondere eignen sich Tetraalkoxysilane, Polysiloxane und kolloidale Si02-Sole. According to another embodiment of the present invention, the ceramic support (KT) to which the active metal (A) and optionally the further metal is applied may be mixed with a binder to obtain a catalyst composition. Suitable binders are the customary binders known to the person skilled in the art, such as aluminum oxide and / or Si-containing binders. Particularly preferred are Si-containing binders; In particular, tetraalkoxysilanes, polysiloxanes and colloidal Si0 2 sols are suitable.
Das Bindemittel liegt dann im Allgemeinen in einer Konzentration von 5 bis 80 Gew.-%, bevorzugt von 10 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt von 10 bis 30 Gew.-% vor, bezogen auf das Gesamtgewicht der Katalysatormasse. The binder is then generally in a concentration of 5 to 80 wt .-%, preferably from 10 to 50 wt .-%, particularly preferably from 10 to 30 wt .-% before, based on the total weight of the catalyst composition.
Nach Zugabe des Bindemittels erfolgt in dieser Ausführungsform ein Formgebungsschritt, in dem die Katalysatormasse gemäß dem Fachmann bekannten Verfahren zu dem Formkörperkatalysator (FK) verarbeitet wird. Als Verfahren sind dabei beispielsweise Versprühen einer den keramischen Träger (KT) bzw. die Katalysatormasse enthaltenden Suspension, Sprühtrocknung, Tablettieren, Verpressen im feuchten oder trockenen Zustand und Extrudieren zu nennen. Zwei oder mehrere dieser Verfahren können auch kombiniert werden. Für das Verformen können Hilfsmittel wie Porenbildner und Anteigungsmittel oder auch andere, dem Fachmann bekannte Zusatzstoffe eingesetzt werden. After addition of the binder, a shaping step takes place in this embodiment, in which the catalyst composition is processed into the shaped-body catalyst (FK) in accordance with processes known to those skilled in the art. As a method, for example, spraying a suspension containing the ceramic support (KT) or the catalyst composition, spray drying, tableting, pressing in the wet or dry state and extruding be mentioned. Two or more of these methods can also be combined. Auxiliaries such as pore formers and pasting agents or else other additives known to the person skilled in the art can be used for shaping.
Porenbildner und/oder Anteigungsmittel werden nach der Verformung bevorzugt durch mindestens einen geeigneten Trocknungs- und/oder Kalzinierungsschritt aus dem erhaltenen Formkörperkatalysator (FK) entfernt. Pore formers and / or pasting agents are preferably removed after deformation by at least one suitable drying and / or calcining step from the resulting molded article catalyst (FK).
Die Geometrie der so hergestellten Formkörperkatalysatoren (FK) kann beispielsweise kugelförmig (hohl oder voll), zylindrisch (hohl oder voll), ring-, sattel-, stern-, bienenwaben- oder tablettenförmig sein. Weiterhin kommen Extrudate beispielsweise in Strang-, Trilob-, Quatrolob, Stern- oder Hohlzylinderform in Frage. Weiterhin kann die zu formende Katalysatormasse extrudiert, kalziniert und die so erhaltenen Extrudate gebrochen und zu Split oder Pulver verarbeitet werden. Der Split kann in verschiedene Siebfraktionen getrennt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Formkörperkatalysator (FK) in sprühgetrockneter Form, vorzugsweise Sprühpulver, eingesetzt. Dabei handelt es sich vorzugsweise um Kugeln. Der Formkörperkatalysator (FK) weist vorzugsweise eine Größe von 0,1 bis 10 mm auf. The geometry of the shaped-body catalysts (FK) produced in this way can be, for example, spherical (hollow or full), cylindrical (hollow or full), ring-shaped, saddle-shaped, star-shaped, honeycomb-shaped or tablet-shaped. Furthermore, extrudates are for example in strand, Trilob, Quatrolob, star or hollow cylindrical shape in question. Furthermore, the catalyst mass to be molded can be extruded, calcined and the extrudates thus obtained broken and processed into a split or powder. The split can be in different sieve fractions are separated. According to a preferred embodiment of the invention, the shaped-body catalyst (FK) is used in spray-dried form, preferably spray powder. These are preferably balls. The molded article catalyst (FK) preferably has a size of 0.1 to 10 mm.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die unterirdische Erdöllagerstätte während Verfahrensschritt b) einem Frackverfahren unterzogen, die unterirdische Erdöllagerstätte wird also gefrackt. Dabei wird die fließfähige Zusammensetzung (FZ) in Verfahrensschritt b) mit einem Druck, der größer ist als die minimale örtliche Gesteinsbeanspruchung, in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert zur Bildung von Frackrissen in der unterirdischen Erdöllagerstätte. In one embodiment of the invention, the underground oil reservoir is subjected to a fracking process during process step b), that is, the underground oil reservoir is being cracked. The flowable composition (FZ) in process step b) is injected into the subterranean crude oil deposit at a pressure greater than the minimum local rock stress to form fracture cracks in the underground oil reservoir.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem die fließfähige Zusammensetzung (FZ) in Verfahrensschritt b) mit einem Druck, der größer als die minimale örtliche Gesteinsbeanspruchung ist, in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert wird, zur Bildung von Frackrissen in der unterirdischen Erdöllagerstätte. The subject matter of the present invention is therefore also a process in which the flowable composition (FZ) is injected into the subterranean crude oil deposit in step b) at a pressure greater than the minimum local rock load, to form fracture cracks in the underground oil reservoir ,
In einer Ausführungsform, bei der die unterirdische Erdöllagerstätte in Verfahrensschritt b) gefrackt wird, enthält die fließfähige Zusammensetzung (FZ) als Trägerflüssigkeit (T) die Frackflüssigkeit (FF). Die fließfähige Zusammensetzung (FZ) enthält dann im Allgemeinen von 30 bis 70 Gew.-% der Frackflüssigkeit (FF), bevorzugt von 30 bis 50 Gew.-% der Frackflüssigkeit (FF) und insbesondere bevorzugt von 30 bis 40 Gew.-% der Frackflüssigkeit (FF), bezogen auf das Gesamtgewicht der fließfähige Zusammensetzung (FZ). Insbesondere bevorzugt besteht in dieser Ausführungsform die Trägerflüssigkeit (T) aus Frackflüssigkeit (FF). In an embodiment in which the subterranean crude oil deposit is scrubbed in process step b), the flowable composition (FZ) as the carrier liquid (T) contains the fracking liquid (FF). The flowable composition (FZ) then generally contains from 30 to 70 wt .-% of Frackflüssigkeit (FF), preferably from 30 to 50 wt .-% of Frackflüssigkeit (FF) and particularly preferably from 30 to 40 wt .-% of Tie liquid (FF), based on the total weight of the flowable composition (FZ). Particularly preferably, in this embodiment, the carrier liquid (T) consists of fracking liquid (FF).
In einer weiteren Ausführungsform, bei der die unterirdische Erdöllagerstätte in Verfahrensschritt b) gefrackt wird, enthält die fließfähige Zusammensetzung (FZ) die Frackflüssigkeit (FF) sowie den Formkörperkatalysator (FK) und sie enthält kein Stützmittel (S). In dieser Ausführungsform dient also der Formkörperkatalysator (FK) als Stützmittel. Anders ausgedrückt, enthält in dieser Ausführungsform die fließfähige Zusammensetzung (FZ) kein Stützmittel (S) außer dem Formkörperkatalysator (FK). Als Stützmittel dient also ausschließlich der Formkörperkatalysator (FK). In a further embodiment in which the subterranean crude oil deposit is scrubbed in process step b), the flowable composition (FZ) contains the fracking liquid (FF) and the shaped catalyst (FK) and does not contain proppant (S). In this embodiment, therefore, the shaped body catalyst (FK) serves as a proppant. In other words, in this embodiment, the flowable composition (FZ) contains no proppant (S) other than the molded article catalyst (FK). As a proppant so only the shaped body catalyst (FK) is used.
In dieser Ausführungsform enthält die fließfähige Zusammensetzung (FZ) im Allgemeinen von 30 bis 70 Gew.-% des Formkörperkatalysators (FK), bevorzugt von 50 bis 70 Gew.-% des Formkörperkatalysators (FK) und insbesondere bevorzugt von 60 bis 70 Gew.-% des Formkörperkatalysators (FK), jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der fließfähigen Zusammensetzung (FZ). In einer bevorzugten Ausführungsform, bei der die unterirdische Erdöllagerstätte in Verfahrensschritt b) gefrackt wird, enthält die fließfähige Zusammensetzung (FZ), den Formkörperkatalysator (FK) und das Stützmittel (S). Für den Formkörperkatalysator (FK) sowie das Stützmittel (S) gelten die vorstehend beschriebenen Ausführungen und Bevorzugungen. In dieser Ausführungsform kann sowohl das Stützmittel (S) selbst als auch der Formkörperkatalysator (FK) als Stützmittel fungieren. In this embodiment, the flowable composition (FZ) generally contains from 30 to 70% by weight of the molded article catalyst (FK), preferably from 50 to 70% by weight of the molded article catalyst (FK), and more preferably from 60 to 70% by weight. % of the shaped-body catalyst (FK), in each case based on the total weight of the flowable composition (FZ). In a preferred embodiment in which the subterranean crude oil deposit is scrubbed in process step b), the flowable composition (FZ), the molded article catalyst (FK) and the proppant (S). For the shaped-body catalyst (FK) and the proppant (S), the above-described embodiments and preferences apply. In this embodiment, both the proppant (S) itself and the molded article catalyst (FK) may function as a proppant.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem die fließfähige Zusammensetzung (FZ) in Verfahrensschritt b) das Stützmittel (S) enthält und mit einem Druck, der größer ist als die minimale örtliche Gesteinsbeanspruchung, in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert wird, zur Bildung von Frackrissen in der unterirdischen Erdöllagerstätte. The subject matter of the present invention is therefore also a process in which the flowable composition (FZ) in process step b) contains the proppant (S) and is injected into the subterranean oil reservoir at a pressure greater than the minimum local rock stress Formation of fracture cracks in the underground oil reservoir.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem die fließfähige Zusammensetzung (FZ) das Stützmittel (S) enthält. The subject matter of the present invention is therefore also a process in which the flowable composition (FZ) contains the proppant (S).
Wenn die fließfähige Zusammensetzung (FZ) den Formkörperkatalysator (FK) und das Stützmittel (S) enthält, ist es besonders bevorzugt, dass der Formkörperkatalysator (FK) als keramischen Träger (KT) ebenfalls das Stützmittel (S) enthält. When the flowable composition (FZ) contains the molded article catalyst (FK) and the proppant (S), it is particularly preferable that the molded article catalyst (FK) as the ceramic carrier (KT) also contains the proppant (S).
In dieser Ausführungsform enthält die fließfähige Zusammensetzung (FZ) die Frackflüssigkeit (FF) als Trägerflüssigkeit (T). Die fließfähige Zusammensetzung (FZ) enthält außerdem den Formkörperkatalysator (FK) und das Stützmittel (S). In this embodiment, the flowable composition (FZ) contains the fracking liquid (FF) as the carrier liquid (T). The flowable composition (FZ) also contains the molded article catalyst (FK) and the proppant (S).
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem die unterirdische Erdöllagerstätte während Verfahrensschritt b) gefrackt wird und die fließfähige Zusammensetzung (FZ) den Formkörperkatalysator (FK) und das Stützmittel (S) enthält, wobei der Formkörperkatalysator (FK) als keramischen Träger (KT) ebenfalls das Stützmittel (S) enthält. The subject matter of the present invention is therefore also a process in which the underground crude oil deposit is scrubbed during process step b) and the flowable composition (FZ) contains the shaped catalyst (FK) and the proppant (S), wherein the shaped catalyst (FK) as a ceramic carrier (KT) also contains the proppant (S).
In dieser Ausführungsform enthält die fließfähige Zusammensetzung (FZ) im Allgemeinen von 10 bis 50 Gew.-% des Formkörperkatalysators (FK) und von 10 bis 70 Gew.-% des Stützmittels (S), bevorzugt von 10 bis 40 Gew.-% des Formkörperkatalysators (FK) und von 20 bis 60 Gew.-% des Stützmittels (S) und insbesondere bevorzugt von 10 bis 30 Gew.-% des Formkörperkatalysators (FK) und von 30 bis 50 Gew.-% des Stützmittels (S), jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der fließfähigen Zusammensetzung (FZ). In this embodiment, the flowable composition (FZ) generally contains from 10 to 50% by weight of the molded article catalyst (FK) and from 10 to 70% by weight of the proppant (S), preferably from 10 to 40% by weight of the Shaped body catalyst (FK) and from 20 to 60 wt .-% of the proppant (S) and particularly preferably from 10 to 30 wt .-% of the shaped body catalyst (FK) and from 30 to 50 wt .-% of the proppant (S), respectively based on the total weight of the flowable composition (FZ).
Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, da sich der Formkörperkatalysator (FK) von dem Stützmittel (S) lediglich durch das im Formkörperkatalysator (FK) enthaltene Aktivmetall (A) unterscheidet. Die physikalischen Eigenschaften des Formkörperkatalysators (FK) und des Stützmittels (S) sind daher sehr ähnlich. Daher stellen sie gleiche Anforderungen an die Trägerflüssigkeit (T), beispielsweise in Bezug auf die notwendige Viskosität der Trägerflüssigkeit (T), um ein Absetzen des Formkörperkatalysators (FK) und des Stützmittels (S) zu vermeiden. Außerdem verhalten sich das Stützmittel (S) und der Formkörperkatalysator (FK) beispielsweise beim Verpumpen gleich. Gegenüber dem Verfahren, in dem ausschließlich der Formkörperkatalysator (FK) als Stützmittel (S) verwendet wird, besteht der Vorteil außerdem darin, dass es kostengünstiger ist, da im Allgemeinen weniger Formkörperkatalysator (FK) und somit auch weniger des darin enthaltenen Aktivmetalls (A) eingesetzt werden muss. Darüber hinaus wird in dieser Ausführungsform der Formkörperkatalysator (FK) besonders gleichmäßig in der unterirdischen Erdöllagerstätte, insbesondere in den Frackrissen, verteilt. In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die unterirdische Erdöllagerstätte zwischen Verfahrensschritt a) und Verfahrensschritt b) und/oder zwischen Verfahrensschritt b) und Verfahrensschritt c) durch ein Frackverfahren behandelt. Bezüglich des Frackverfahrens gelten die zuvor beschriebenen Ausführungen und Bevorzugungen. This embodiment is particularly advantageous since the shaped-body catalyst (FK) of the support means (S) only by the in Formkörperkatalysator (FK) contained active metal (A) differs. The physical properties of the molded article catalyst (FK) and the proppant (S) are therefore very similar. Therefore, they make equal demands on the carrier liquid (T), for example with respect to the necessary viscosity of the carrier liquid (T), in order to avoid settling of the shaped-body catalyst (FK) and of the proppant (S). In addition, the proppant (S) and the shaped catalyst (FK) behave the same way for example when pumping. In addition, compared to the method in which only the molded article catalyst (FK) is used as the proppant (S), the advantage is that it is less expensive since there is generally less molded article catalyst (FK) and thus less of the active metal (A) contained therein. must be used. Moreover, in this embodiment, the molded article catalyst (FK) is particularly evenly distributed in the subterranean crude oil deposit, particularly in the fracture cracks. In a further embodiment according to the invention, the underground oil reservoir between process step a) and process step b) and / or between process step b) and process step c) is treated by a fracking process. With regard to the fracking process, the previously described embodiments and preferences apply.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem die unterirdische Erdöllagerstätte nach Verfahrensschritt a) und vor Verfahrensschritt b) und/oder nach Verfahrensschritt b) und vor Verfahrensschritt c) mit einer Frackflüssigkeit (FF), die gegebenenfalls ein Stützmittel (S) enthält, behandelt wird, wobei die Frackflüssigkeit (FF) mit einem Druck, der größer als die minimale örtliche Gesteinsbeanspruchung ist, in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert wird, zur Bildung von Frackrissen in der unterirdischen Erdöllagerstätte. The subject matter of the present invention is thus also a process in which the underground oil reservoir after process step a) and before process step b) and / or after process step b) and before process step c) is treated with a fracking liquid (FF) which optionally contains a proppant (S). wherein tailing fluid (FF) is injected into the subterranean oil reservoir at a pressure greater than the minimum local rock stress to form fracture tears in the subterranean oil reservoir.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem ein Verfahren, bei dem die unterirdische Erdöllagerstätte nach Verfahrensschritt a) und vor Verfahrensschritt b) mit einer Frackflüssigkeit (FF), die gegebenenfalls ein Stützmittel (S) enthält, behandelt wird, wobei die Frackflüssigkeit (FF) mit einem Druck, der größer als die minimale örtliche Gesteinsbeanspruchung ist, in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert wird, zur Bildung von Frackrissen in der unterirdischen Erdöllagerstätte. The subject matter of the present invention is also a process in which the subterranean crude oil deposit after process step a) and before process step b) is treated with a fracking fluid (FF) optionally containing a proppant (S), the fracking fluid (FF) being treated with a Pressure greater than the minimum local rock stress injected into the underground oil reservoir to form fracture cracks in the underground oil reservoir.
Selbstverständlich ist es erfindungsgemäß auch möglich, dass die unterirdische Erdöllagerstätte zwischen Verfahrensschritt a) und Verfahrensschritt b) und/oder zwischen Verfahrensschritt b) und Verfahrensschritt c) und während Verfahrensschritt b) durch ein Frackverfahren behandelt wird. Ebenso ist es erfindungsgemäß möglich, die das Frackverfahren zwischen Verfahrensschritt a) und Verfahrensschritt b) und/oder zwischen Verfahrensschritt b) und Verfahrensschritt c) sowie während Verfahrensschritt b) mehrmals zu wiederholen. In einer insbesondere bevorzugten Ausführungsform wird zwischen Verfahrensschritt a) und Verfahrensschritt b) die unterirdische Erdöllagerstätte mit einem Frackverfahren behandelt. Anschließend wird Verfahrensschritt b) durchgeführt. Dadurch bildet sich ein quasiringförmiger Bereich in der Bohrlochnahzone, der den Formkörperkatalysator (FK) enthält. Unter„Bohrlochnahzone" wird erfindungsgemäß der Bereich in der unterirdischen Erdöllagerstätte im Abstand von 0 bis 50 m um die Bohrung (B) verstanden, bevorzugt von 0 bis 20 m um die Bohrung (B) und insbesondere von 1 bis 10 m um die Bohrung (B) verstanden. Of course, it is also possible according to the invention that the underground oil reservoir between process step a) and process step b) and / or between process step b) and process step c) and during process step b) is treated by a fracking process. Likewise, it is possible according to the invention to repeat the fracking process between process step a) and process step b) and / or between process step b) and process step c) and during process step b) several times. In a particularly preferred embodiment, the underground oil reservoir is treated with a fracking process between process step a) and process step b). Subsequently, method step b) is performed. As a result, a quasi-ring-shaped region is formed in the borehole near zone which contains the shaped-body catalyst (FK). According to the invention, the term "well area" is understood to mean the area in the underground oil reservoir at a distance of 0 to 50 m around the bore (B), preferably from 0 to 20 m around the bore (B) and in particular from 1 to 10 m around the bore (FIG. B) understood.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem die unterirdische Erdöllagerstätte zwischen Verfahrensschritt a) und Verfahrensschritt b) mit einer Frackflüssigkeit (FF), die gegebenenfalls das Stützmittel (S) enthält, behandelt wird, wobei die Frackflüssigkeit (FF) mit einem Druck, der größer ist als die minimale örtliche Gesteinsbeanspruchung ist, in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert wird, zur Bildung von Frackrissen in der unterirdischen Erdöllagerstätte. The present invention thus also relates to a process in which the underground oil reservoir between process step a) and process step b) with a Frackflüssigkeit (FF), optionally containing the proppant (S) is treated, wherein the Frackflüssigkeit (FF) with a Pressure greater than the minimum local rock stress injected into the subterranean oil reservoir to form fracture cracks in the subsurface oil reservoir.
Figur 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine unterirdische Erdöllagerstätte, die mit einem Verfahren gemäß dieser Ausführungsform behandelt worden ist. In die unterirdische Erdöllagerstätte ist eine vertikale Bohrung (1 ; B) niedergebracht. Die Bohrung (1 ; B) steht über Perforationsöffnungen (6) mit Frackrissen (2) in der unterirdischen Lagerstätte in hydrodynamischer Verbindung. Die Frackrisse (2) wurden durch ein Frackverfahren mit einer Frackflüssigkeit (FF), die das Stützmittel (3; S) enthält, erzeugt bevor die fließfähige Zusammensetzung (FZ) injiziert wurde. Die Frackrisse (2) enthalten daher das Stützmittel (3; S). Durch die anschließende Injektion der fließfähigen Zusammensetzung (FZ) hat sich in der Bohrlochnahzone ein quasiringförmiger Bereich, der den Formkörperkatalysator (4; FK) enthält, ausgebildet. Bei Kontakt der in Verfahrensschritt c) injizierten brennbaren Mischung (BM) mit dem Formkörperkatalysator (4; FK) wird die exotherme Reaktion der brennbaren Mischung (BM) katalysiert (Verfahrensschritt d)). Die bei der exothermen Reaktion der brennbaren Mischung (BM) freigesetzten Reaktionsprodukte und Reaktionswärme (5) werden in die unterirdische Erdöllagerstätte eingebracht. Figure 1 shows a vertical section through an underground well deposit treated with a method according to this embodiment. A vertical hole (1; B) has been drilled into the subterranean crude oil deposit. The bore (1; B) is in hydrodynamic connection via perforation openings (6) with fracking cracks (2) in the underground deposit. The tailing cracks (2) were produced by a fracking liquid (FF) tailing process containing the proppant (3; S) before the flowable composition (FZ) was injected. The Frackrisse (2) therefore contain the proppant (3; S). As a result of the subsequent injection of the flowable composition (FZ), a quasi-ring-shaped region containing the shaped-body catalyst (4, FK) has formed in the borehole near zone. When the combustible mixture (BM) injected with process step c) is in contact with the shaped body catalyst (4, FK), the exothermic reaction of the combustible mixture (BM) is catalyzed (process step d)). The reaction products released during the exothermic reaction of the combustible mixture (BM) and heat of reaction (5) are introduced into the subterranean crude oil deposit.
In einer weiteren insbesondere bevorzugten Ausführungsform wird die unterirdische Erdöllagerstätte zunächst zwischen Verfahrensschritt a) und Verfahrensschritt b) durch ein Frackverfahren behandelt, anschließend gemäß Verfahrensschritt b) die fließfähige Zusammensetzung (FZ) injiziert und schließlich die unterirdische Erdöllagerstätte zwischen Verfahrensschritt b) und Verfahrensschritt c) erneut mit einem Frackverfahren behandelt. Dadurch wird der in der fließfähigen Zusammensetzung (FZ) enthaltene Formkörperkatalysator (FK) tiefer in die unterirdische Erdöllagerstätte verdrängt. Es bildet sich ein quasiringförmiger Bereich aus, der den Formkörperkatalysator (FK) enthält, mit einem Innenringradius (R). Der Innenringradius (R) entspricht dem Abstand (R) des Innenrings vom Zentrum der Bohrung (B). Der Formkörperkatalysator (FK) liegt zwischen dem Innenring und dem Außenring des quasiringförmigen Bereichs mit dem Innenringradius (R) und dem Außenringradius (R1 ) vor. „Quasiringförmig" bedeutet, dass weder der Innenringradius (R) noch der Außenringradius (R1 ) an allen Stellen gleich groß sein muss. Der Abstand (R) des Innenrings kann also variieren. In a further particularly preferred embodiment, the subterranean crude oil deposit is first treated between process step a) and process step b) by a fracking process, then injected according to process step b) the flowable composition (FZ) and finally the underground Erdöllagerstätte between process step b) and process step c) again treated with a fracking process. As a result, the molded body catalyst (FK) contained in the flowable composition (FZ) is displaced deeper into the underground oil reservoir. It forms a quasiringförmiger range containing the shaped body catalyst (FK), with an inner ring radius (R). Of the Inner ring radius (R) corresponds to the distance (R) of the inner ring from the center of the hole (B). The molded article catalyst (FK) is present between the inner ring and the outer ring of the quasi-annular region with the inner ring radius (R) and the outer ring radius (R1). "Quasi-ring-shaped" means that neither the inner ring radius (R) nor the outer ring radius (R1) must be the same size at all points, so the distance (R) of the inner ring can vary.
Der Innenringradius (R) liegt im Allgemeinen in einem Bereich von 1 bis 10 m, bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 10 m und insbesondere bevorzugt in einem Bereich von 7 bis 10 m. The inner ring radius (R) is generally in a range of 1 to 10 m, preferably in a range of 5 to 10 m, and more preferably in a range of 7 to 10 m.
Der Außenringradius (R1 ) des quasiringförmigen Bereichs, der den Formkörperkatalysator (FK) enthält, liegt im Allgemeinen in einem Bereich von 2 bis 20 m, bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 15 m und insbesondere bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 15 m. The outer ring radius (R1) of the quasi-annular region containing the molded article catalyst (FK) is generally in a range of 2 to 20 m, preferably in a range of 5 to 15 m, and more preferably in a range of 10 to 15 m.
Es versteht sich von selbst, dass der Außenringradius (R1 ) größer ist als der Innenringradius (R). Vorzugsweise weist der quasiringförmige Bereich, der den Formkörperkatalysator (FK) enthält, eine Breite (BR) im Bereich von 0,5 bis 10 m, bevorzugt im Bereich von 1 bis 8 m und insbesondere bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 5 m auf. It goes without saying that the outer ring radius (R1) is greater than the inner ring radius (R). Preferably, the quasi-annular region containing the shaped-body catalyst (FK) has a width (BR) in the range of 0.5 to 10 m, preferably in the range of 1 to 8 m and particularly preferably in a range of 2 to 5 m.
Unter der Breite (BR) des quasiringförmigen Bereichs wird die Differenz zwischen dem Außenringradius (R1 ) und dem Innenringradius (R) verstanden. Es gilt also BR = R1 - R. The width (BR) of the quasi-ring-shaped region is the difference between the outer ring radius (R1) and the inner ring radius (R). So BR = R1 - R.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem die unterirdische Erdöllagerstätte zwischen Verfahrensschritt a) und Verfahrensschritt b) sowie zwischen Verfahrensschritt b) und Verfahrensschritt c) mit einer Frackflüssigkeit (FF), die gegebenenfalls das Stützmittel (S) enthält, behandelt wird, wobei die Frackflüssigkeit (FF) mit einem Druck, der größer ist als die minimale örtliche Gesteinsbeanspruchung ist, in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert wird, zur Bildung von Frackrissen in der unterirdischen Erdöllagerstätte. The subject matter of the present invention is therefore also a process in which the underground oil reservoir between process step a) and process step b) and between process step b) and process step c) with a Frackflüssigkeit (FF), optionally containing the proppant (S) is treated wherein the fracking fluid (FF) is injected into the subterranean oil reservoir at a pressure greater than the minimum local rock stress to form fracture cracks in the subterranean oil reservoir.
Es gelten die vorstehend beschriebenen Ausführungen und Bevorzugungen bezüglich des Frackverfahrens. In dieser Ausführungsform ist es insbesondere bevorzugt, wenn die für das Frackverfahren zwischen Verfahrensschritt b) und Verfahrensschritt c) verwendete Frackflüssigkeit (FF) ein Stützmittel (S) enthält, das eine erhöhte Durchlässigkeit (conductivity) aufweist, da dann der Durchfluss der in Verfahrensschritt c) injizierten brennbaren Mischung (BM) erleichtert wird. Figur 2a) zeigt beispielhaft einen vertikalen Schnitt durch eine unterirdische Erdöllagerstätte die zwischen Verfahrensschritt a) und Verfahrensschritt b) sowie zwischen Verfahrensschritt b) und Verfahrensschritt c) einem Frackverfahren unterzogen wurde. In die unterirdische Erdöllagerstätte ist eine vertikale Bohrung (1 ; B) niedergebracht. Die Bohrung (1 ; B) steht über Perforationsöffnungen (6) mit Frackrissen (2) in der unterirdischen Lagerstätte in hydrodynamischer Kommunikation. Die Frackrisse (2) wurden durch ein Frackverfahren mit einer Frackflüssigkeit (FF), die das Stützmittel (3; S) enthält, erzeugt, bevor die fließfähige Zusammensetzung (FZ) injiziert wurde. Im Anschluss an die Injektion der fließfähigen Zusammensetzung (FZ) wurde weitere Frackflüssigkeit (FF), die ebenfalls das Stützmittel (3; S) enthält, injiziert. Die Frackrisse (2) enthalten daher Stützmittel (3; S). Durch die anschließende Injektion der fließfähigen Zusammensetzung (FZ) hat sich in der Bohrlochnahzone ein quasiringförmiger Bereich, der den Formkörperkatalysator (4; FK) enthält, ausgebildet. Dieser wurde durch weitere Injektion von Frackflüssigkeit (FF) um den Innenringradius (R) weiter in die Frackrisse (2) eingebracht. Es bildet sich ein quasiringförmiger Bereich, der den Formkörperkatalysator (4; FK) enthält, mit einem Innenringradius (R) und einem Außenringradius (R1 ) aus. Der Innenring des quasiringförmigen Bereichs ist um den Innenringradius (R) von der Bohrung (1 ; B) entfernt. Bei Kontakt der in Verfahrensschritt c) injizierten brennbaren Mischung (BM) mit dem Formkörperkatalysator (4; FK) wird die exotherme Reaktion der brennbaren Mischung (BM) katalysiert (Verfahrensschritt d)). Die bei der exothermen Reaktion der brennbaren Mischung (BM) freigesetzten Reaktionsprodukte und Reaktionswärme (5) werden in die unterirdische Erdöllagerstätte übertragen. Vorteilhaft bei dieser Ausführungsform ist, dass eine Überhitzung der Bohrung (B) ausgeschlossen wird, da die brennbare Mischung (BM) in Verfahrensschritt d) erst in einem Abstand (R) von der Bohrung (B) mit dem Formkörperkatalysator (FK) in Kontakt gebracht wird. Außerdem kann mit dieser Ausführungsform ein großer Bereich der unterirdischen Erdöllagerstätte thermisch behandelt werden. The above-described embodiments and preferences with regard to the fracking process apply. In this embodiment, it is particularly preferred if the fracking liquid (FF) used for the fracking process between process step b) and process step c) contains a proppant (S) which has an increased permeability (conductivity), since then the flow in process step c ) injected combustible mixture (BM) is facilitated. FIG. 2a) shows by way of example a vertical section through an underground oil reservoir which has been subjected to a fracking process between process step a) and process step b) and between process step b) and process step c). A vertical hole (1; B) has been drilled into the subterranean crude oil deposit. The bore (1; B) is in hydrodynamic communication via perforation openings (6) with fracking cracks (2) in the underground deposit. The fracture tears (2) were produced by a fracking liquid (FF) tailing process containing the proppant (3; S) before the flowable composition (FZ) was injected. Following the injection of the flowable composition (FZ) further tailing liquid (FF), which also contains the proppant (3; S), was injected. The Frackrisse (2) therefore contain proppant (3; S). As a result of the subsequent injection of the flowable composition (FZ), a quasi-ring-shaped region containing the shaped-body catalyst (4, FK) has formed in the borehole near zone. This was further introduced into the fracking cracks (2) by further injection of fracking liquid (FF) around the inner ring radius (R). A quasi-ring-shaped region containing the shaped-body catalyst (4, FK) forms with an inner ring radius (R) and an outer ring radius (R1). The inner ring of the quasi-annular region is removed from the bore (1; B) by the inner ring radius (R). When the combustible mixture (BM) injected with process step c) is in contact with the shaped body catalyst (4, FK), the exothermic reaction of the combustible mixture (BM) is catalyzed (process step d)). The reaction products released in the exothermic reaction of the combustible mixture (BM) and heat of reaction (5) are transferred to the underground oil reservoir. It is advantageous in this embodiment that overheating of the bore (B) is precluded, since the combustible mixture (BM) is brought into contact with the shaped body catalyst (FK) only at a distance (R) from the bore (B) in method step d) becomes. In addition, with this embodiment, a large area of the underground oil deposit can be thermally treated.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst in Verfahrensschritt b) die fließfähige Zusammensetzung (FZ) durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert. Anschließend wird die unterirdische Erdöllagerstätte zwischen Verfahrensschritt b) und Verfahrensschritt c) durch ein Frackverfahren behandelt. Dadurch werden im Allgemeinen Frackrisse erzeugt, die zwischen 5 und 50 m lang sind und eine Weite im Bereich von 5 bis 50 mm aufweisen. Da die derart gebildeten Frackrisse relativ kurz sind, wird dieses Frackverfahren auch als Mini-Frackverfahren und die gebildeten Frackrisse als Mini-Frackrisse bezeichnet. Für das Mini- Frackverfahren gelten die gleichen Ausführungen und Bevorzugungen wie für das Frackverfahren. In dem Mini-Frackverfahren ist es insbesondere bevorzugt, dass die verwendete Frackflüssigkeit (FF) ein Stützmittel (S) enthält, das eine erhöhte Durchlässigkeit (conductivity) aufweist, da dann der Durchfluss der in Verfahrensschritt c) injizierten brennbaren Mischung (BM) erleichtert wird. In a further particularly preferred embodiment of the method according to the invention, first in method step b), the flowable composition (FZ) is injected through the bore (B) into the underground oil reservoir. Subsequently, the underground Erdöllagerstätte between process step b) and process step c) is treated by a fracking process. As a result, fracture cracks are generally generated which are between 5 and 50 m long and have a width in the range of 5 to 50 mm. Since the fracture cracks thus formed are relatively short, this fracking process is also referred to as mini-fracking process and the fracture cracks formed as mini-Frackrisse. For the mini-tailoring process, the same designs and preferences apply as for the tailoring process. In the mini-fracking process, it is particularly preferred that the tailing liquid (FF) used contains a proppant (S) which increases one Having conductivity (conductivity), since then the flow of the injected in step c) combustible mixture (BM) is facilitated.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem die unterirdische Erdöllagerstätte zwischen Verfahrensschritt b) und Verfahrensschritt c) mit einer Frackflüssigkeit (FF), die gegebenenfalls das Stützmittel (S) enthält, behandelt wird, wobei die Frackflüssigkeit (FF) mit einem Druck, der größer ist als die minimale örtliche Gesteinsbeanspruchung, in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert wird, zur Bildung von Frackrissen in der unterirdischen Erdöllagerstätte. The subject matter of the present invention is therefore also a process in which the underground oil reservoir between process step b) and process step c) is treated with a fracking liquid (FF) which optionally contains the proppant (S), the fracking liquid (FF) being treated with a Pressure greater than the minimum local rock stress injected into the underground oil reservoir to form fracture cracks in the underground oil reservoir.
Figur 3 zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine unterirdische Erdöllagerstätte, die durch dieses Mini-Frackverfahren behandelt worden ist. In die unterirdische Erdöllagerstätte ist eine vertikale Bohrung (1 ; B) niedergebracht. Die Bohrung (1 ; B) steht über Perforationsöffnungen (6) mit Mini-Frackrissen (22) in der unterirdischen Lagerstätte in hydrodynamischer Kommunikation. Die Mini-Frackrisse (21 ) wurden durch ein Mini-Frackverfahren erzeugt nachdem die fließfähige Zusammensetzung (FZ) injiziert wurde. Die für das Mini-Frackverfahren verwendete Frackflüssigkeit (FF), die das Stützmittel (3; S) enthält, bringt den Formkorperkatalysator, der in der zuvor injizierten fließfähigen Zusammensetzung (FZ) enthalten ist, weiter in die unterirdische Erdöllagerstätte ein. Es bildet sich so ein quasiringförmiger Bereich mit einem Innenringradius (R) um die Bohrung (1 ; B) aus. Bei Kontakt der in Verfahrensschritt c) injizierten brennbaren Mischung (BM) mit dem Formkorperkatalysator (4; FK) wird die exotherme Reaktion der brennbaren Mischung (BM) katalysiert (Verfahrensschritt d)). Die bei der exothermen Reaktion der brennbaren Mischung (BM) freigesetzten Reaktionsprodukte und Reaktionswärme (5) werden in die unterirdische Erdöllagerstätte übertragen. Figure 3 shows a vertical section through an underground well deposit treated by this mini-fracking process. A vertical hole (1; B) has been drilled into the subterranean crude oil deposit. The hole (1; B) is in hydrodynamic communication via perforations (6) with mini-fracture cracks (22) in the underground deposit. The Mini-Frackrisse (21) were generated by a mini-Frackverfahren after the flowable composition (FZ) was injected. The fracking liquid (FF) used for the mini-fracking process, which contains the proppant (3; S), further introduces the shaped body catalyst contained in the previously injected flowable composition (FZ) into the subterranean crude oil deposit. This forms a quasi-ring-shaped area with an inner ring radius (R) around the hole (1, B). Upon contact of the combustible mixture (BM) injected with process step c) with the shaped body catalyst (4, FK), the exothermic reaction of the combustible mixture (BM) is catalyzed (process step d)). The reaction products released in the exothermic reaction of the combustible mixture (BM) and heat of reaction (5) are transferred to the underground oil reservoir.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird während Verfahrensschritt b) und/oder zwischen Verfahrensschritt b) und Verfahrensschritt c) eine zweite fließfähige Zusammensetzung (FZ2) durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert. In a further embodiment according to the invention, during process step b) and / or between process step b) and process step c), a second flowable composition (FZ2) is injected through the bore (B) into the underground oil reservoir.
Die zweite fließfähige Zusammensetzung (FZ2) enthält eine zweite Trägerflüssigkeit (T2) und einen zweiten Formkorperkatalysator (FK2). The second flowable composition (FZ2) contains a second carrier liquid (T2) and a second shaped body catalyst (FK2).
„Eine zweite Trägerflüssigkeit (T2)" bedeutet erfindungsgemäß sowohl genau eine zweite Trägerflüssigkeit (T2), als auch eine Mischung aus zwei oder mehr zweite Trägerflüssigkeiten (T2). „Ein zweiter Formkorperkatalysator (FK)" bedeutet erfindungsgemäß sowohl genau ein zweiter Formkorperkatalysator (FK), als auch eine Mischung aus zwei oder mehr zweiten Formkörperkatalysatoren (FK). Bezüglich der zweiten Trägerflüssigkeit (T2) gelten die gleichen Ausführungen und Bevorzugungen, wie für die Trägerflüssigkeit (T), die in der fließfähigen Zusammensetzung (FZ) enthalten ist. According to the invention, "a second carrier liquid (T2)" means exactly one second carrier liquid (T2) as well as a mixture of two or more second carrier liquids (T2). "According to the invention, a second shaped body catalyst (FK) means both exactly one second shaped body catalyst (FK ), as well as a mixture of two or more second molded catalysts (FK). With respect to the second carrier liquid (T2), the same designs and preferences apply as for the carrier liquid (T) contained in the flowable composition (FZ).
Der zweite Formkörperkatalysator (FK2) enthält einen zweiten keramischen Träger (KT2) und ein zweites Aktivmetall (A2). The second molded article catalyst (FK2) contains a second ceramic support (KT2) and a second active metal (A2).
„Ein zweiter keramischer Träger (KT2)" bedeutet erfindungsgemäß sowohl genau ein zweiter keramischer Träger (KT2), als auch eine Mischung aus zwei oder mehr zweite keramische Träger (KT2). "A second ceramic support (KT2)" according to the invention means both exactly a second ceramic support (KT2), as well as a mixture of two or more second ceramic support (KT2).
„Ein zweites Aktivmetall (A2)" bedeutet erfindungsgemäß sowohl genau ein zweites Aktivmetall (A2), als auch eine Mischung aus zwei oder mehr zweite Aktivmetalle (A2). "A second active metal (A2)" according to the invention means both exactly one second active metal (A2) and a mixture of two or more second active metals (A2).
Bezüglich des zweiten keramischen Trägers (KT2) gelten die gleichen Ausführungen und Bevorzugungen wie sie zuvor für den keramischen Träger (KT), der in dem Formkörperkatalysator (FK) enthalten ist, beschrieben worden sind. Der zweite Formkörperkatalysator (FK2) kann außerdem ebenfalls das weitere Metall enthalten. With respect to the second ceramic carrier (KT2), the same embodiments and preferences as previously described for the ceramic carrier (KT) contained in the molded article catalyst (FK) apply. The second molded article catalyst (FK2) may also contain the additional metal.
Im Allgemeinen wird das zweite Aktivmetall (A2) auf den zweiten keramischen Träger (KT2) aufgebracht. Dazu können beispielsweise die nasschemischen und trockenchemischen Verfahren zur Imprägnierung verwendet werden, wie sie dem Fachmann bekannt sind und bereits zuvor für das Aufbringen des Aktivmetalls (A) auf den keramischen Träger (KT) beschrieben worden sind. In general, the second active metal (A2) is applied to the second ceramic support (KT2). For this purpose, for example, the wet chemical and dry chemical processes for impregnation can be used, as they are known in the art and have previously been described for the application of the active metal (A) on the ceramic support (KT).
Das zweite Aktivmetall (A2) enthält bevorzugt ein Metall, ausgewählt aus den Gruppen 6 und 7 des Periodensystems der Elemente. Bevorzugt enthält das zweite Aktivmetall (A2) ein Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mangan und Chrom. The second active metal (A2) preferably contains a metal selected from Groups 6 and 7 of the Periodic Table of the Elements. Preferably, the second active metal (A2) contains a metal selected from the group consisting of manganese and chromium.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem der zweite Formkörperkatalysator (FK2) ein zweites Aktivmetall (A2) ausgewählt aus den Gruppen 6 und 7 des Periodensystems der Elemente enthält. Das zweite Aktivmetall (A2) kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren als elementares Metall, als Metalloxid oder als Metallsalz eingesetzt werden. Bevorzugt wird das zweite Aktivmetall (A2) als elementares Metall oder als Metalloxid eingesetzt. The present invention thus also provides a process in which the second shaped-body catalyst (FK2) contains a second active metal (A2) selected from groups 6 and 7 of the Periodic Table of the Elements. The second active metal (A2) can be used in the process according to the invention as an elemental metal, as a metal oxide or as a metal salt. The second active metal (A2) is preferably used as elemental metal or as metal oxide.
Im Anschluss an die Injektion der zweiten fließfähigen Zusammensetzung (FZ2) und vor Verfahrensschritt c) werden im Allgemeinen die folgenden Schritte durchgeführt: b2) injizieren einer exothermen Mischung (EM) durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte, Following the injection of the second flowable composition (FZ2) and before process step c), the following steps are generally carried out: b2) injecting an exothermic mixture (EM) through the well (B) into the underground well deposit,
b3) in Kontakt bringen der exothermen Mischung (EM) mit dem zweitenb3) contacting the exothermic mixture (EM) with the second
Formkörperkatalysator (FK2) in der unterirdischen Lagerstätte, wobei der zweite Formkörperkatalysator (FK2) eine exotherme Reaktion der exothermenShaped Catalyst (FK2) in the underground deposit, the second Shaped Catalyst (FK2) exotherms the exothermic reaction
Mischung (EM) katalysiert. Catalysed mixture (EM).
Unter einer exothermen Mischung (EM) wird eine Mischung verstanden, die in der Lage ist, exotherm zu reagieren. Die exotherme Reaktion der exothermen Mischung (EM) wird erfindungsgemäß durch den zweiten Formkörperkatalysator (FK2) katalysiert. By an exothermic mixture (EM) is meant a mixture capable of exothermic reaction. The exothermic reaction of the exothermic mixture (EM) is catalyzed by the second molded article catalyst (FK2) according to the invention.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die zweite fließfähige Zusammensetzung (FZ2) zusammen mit der fließfähigen Zusammensetzung (FZ) in Verfahrensschritt b) durch die Bohrung (B) injiziert. Anders ausgedrückt wird die zweite fließfähige Zusammensetzung (FZ2) während Verfahrensschritt b) durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert. In dieser Ausführungsform ist es besonders bevorzugt, dass als zweite Trägerflüssigkeit (T2) die Trägerflüssigkeit (T) verwendet wird. In one embodiment according to the invention, the second flowable composition (FZ2) is injected together with the flowable composition (FZ) in process step b) through the bore (B). In other words, during step b), the second flowable composition (FZ2) is injected through the well (B) into the subterranean well deposit. In this embodiment, it is particularly preferred that the carrier liquid (T) is used as the second carrier liquid (T2).
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem während Verfahrensschritt b) eine zweite fließfähige Zusammensetzung (FZ2) durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert wird. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem in Verfahrensschritt b) die fließfähige Zusammensetzung (FZ) und die zweite fließfähige Zusammensetzung (FZ2) gemeinsam durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert werden. Ebenso ist es möglich und erfindungsgemäß bevorzugt, dass die zweite fließfähige Zusammensetzung (FZ2) nach der fließfähigen Zusammensetzung (FZ) und vor der brennbaren Mischung (BM) durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert wird. Anders ausgedrückt bedeutet dies also, dass die zweite fließfähige Zusammensetzung (FZ2) zwischen Verfahrensschritt b) und Verfahrensschritt c) injiziert wird. The subject matter of the present invention is thus also a method in which, during method step b), a second flowable composition (FZ2) is injected through the bore (B) into the subterranean crude oil deposit. The subject matter of the present invention is thus also a process in which, in process step b), the flowable composition (FZ) and the second flowable composition (FZ2) are injected together through the bore (B) into the subterranean crude oil deposit. It is also possible and preferred according to the invention that the second flowable composition (FZ2) after the flowable composition (FZ) and before the combustible mixture (BM) through the hole (B) is injected into the underground Erdöllagerstätte. In other words, this means that the second flowable composition (FZ2) is injected between process step b) and process step c).
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem zwischen Verfahrensschritt b) und Verfahrensschritt c) die zweite fließfähige Zusammensetzung (FZ2) durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert wird. Im Allgemeinen werden dann nach Verfahrensschritt b) und vor Verfahrensschritt c) die folgenden Schritte durchgeführt: b1 ) injizieren der zweiten fließfähigen Zusammensetzung (FZ2), die den zweiten Formkörperkatalysator (FK2) enthält, durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte, The subject matter of the present invention is therefore also a method in which, between method step b) and method step c), the second flowable composition (FZ2) is injected through the bore (B) into the underground oil reservoir. In general, the following steps are then carried out after method step b) and before method step c): b1) injecting the second flowable composition (FZ2) containing the second molded article catalyst (FK2) through the well (B) into the subterranean crude oil deposit,
b2) injizieren einer exothermen Mischung (EM) durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte, b2) injecting an exothermic mixture (EM) through the well (B) into the underground well deposit,
b3) in Kontakt bringen der exothermen Mischung (EM) mit dem zweiten Formkörperkatalysator (FK2) in der unterirdischen Lagerstätte, wobei der zweite Formkörperkatalysator (FK2) eine exotherme Reaktion der exothermen Mischung (EM) katalysiert. b3) contacting the exothermic mixture (EM) with the second molded article catalyst (FK2) in the underground reservoir, wherein the second molded article catalyst (FK2) catalyzes an exothermic reaction of the exothermic mixture (EM).
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem nach Verfahrensschritt b) und vor Verfahrensschritt c) die folgenden Schritte durchgeführt werden: b1 ) Injizieren einer zweiten fließfähigen Zusammensetzung (FZ2), die einen zweiten Formkörperkatalysator (FK2) enthält, durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte, b2) Injizieren einer exothermen Mischung (EM) durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte, b3) in Kontakt bringen der exothermen Mischung (EM) mit dem zweiten Formkörperkatalysator (FK2) in der unterirdischen Erdöllagerstätte, wobei der zweite Formkörperkatalysator (FK2) eine exotherme Reaktion der exothermen Mischung (EM) katalysiert. The subject matter of the present invention is therefore also a process in which, after process step b) and before process step c), the following steps are carried out: b1) injecting a second flowable composition (FZ2) containing a second shaped catalyst (FK2) through the bore (B) into the underground oil reservoir, b2) injecting an exothermic mixture (EM) through the well (B) into the underground well deposit, b3) contacting the exothermic mixture (EM) with the second shaped catalyst (FK2) in the underground well deposit wherein the second molded article catalyst (FK2) catalyzes an exothermic reaction of the exothermic mixture (EM).
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Verfahrensschritt b2) und Verfahrensschritt b3) zumindest zeitweise gleichzeitig durchzuführen. „Zumindest zeitweise" bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass beispielsweise zunächst Verfahrensschritt b2) durchgeführt wird, dann werden Verfahrensschritt b2) und Verfahrensschritt b3) gleichzeitig durchgeführt, beispielsweise für einen Zeitraum im Bereich von 1 bis 10 Tage, und anschließend wird Verfahrensschritt b3) durchgeführt. Selbstverständlich ist es möglich, alle Verfahrensschritte b1 ), b2) und b3) zu wiederholen. Ebenso ist es möglich nur einen oder zwei der Verfahrensschritte b1 ), b2) und b3) zu wiederholen. In one embodiment of the present invention, it is possible to carry out method step b2) and method step b3) at least temporarily simultaneously. "At least temporarily" in the context of the present invention means that, for example, first process step b2) is carried out, then process step b2) and process step b3) are carried out simultaneously, for example for a period in the range of 1 to 10 days, and then process step b3) Of course it is possible to repeat all process steps b1), b2) and b3) It is likewise possible to repeat only one or two of the process steps b1), b2) and b3).
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es außerdem möglich, Verfahrensschritt b) und Verfahrensschritt b1 ) zumindest zeitweise gleichzeitig durchzuführen. „Zumindest zeitweise" bedeutet im Rahmen der vorliegenden FrfinHnnn Hass beispielsweise zunächst Verfahrensschritt b) durchgeführt wird, dann werden Verfahrensschritt b) und Verfahrensschritt b1 ) gleichzeitig durchgeführt, beispielsweise für einen Zeitraum im Bereich von 1 bis 10 Tagen und anschließend wird Verfahrensschritt b1 ) durchgeführt. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem Verfahrensschritt b) und Verfahrensschritt b1 ) zumindest zeitweise gleichzeitig durchgeführt werden. In one embodiment of the present invention, it is also possible to carry out process step b) and process step b1) at least temporarily simultaneously. "At least temporarily" means, for example, in the context of the present invention hate first, process step b) is performed, then Method step b) and method step b1) are carried out simultaneously, for example for a period of time in the range of 1 to 10 days, and then method step b1) is carried out. The subject matter of the present invention is thus also a method in which method step b) and method step b1) are carried out at least temporarily simultaneously.
In Verfahrensschritt b2) wird eine exotherme Mischung (EM) durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert. In step b2), an exothermic mixture (EM) is injected through the well (B) into the subterranean crude oil deposit.
Zur Injektion der exothermen Mischung (EM) durch die Bohrung (B) in die unterirdische Lagerstätte eignen sich prinzipiell alle dem Fachmann bekannten Methoden. Die Zusammensetzung der exothermen Mischung (EM) ist erfindungsgemäß so gewählt, dass sie mittels konventioneller Pumpen verpumpt werden kann. Bei der exothermen Mischung (EM) kann es sich sowohl um eine Lösung, als auch um eine Suspension handeln. In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der exothermen Mischung (EM) um eine wässrige Lösung oder wässrige Suspension. For injection of the exothermic mixture (EM) through the bore (B) into the underground deposit, in principle, all methods known to those skilled in the art are suitable. The composition of the exothermic mixture (EM) according to the invention is chosen so that it can be pumped by conventional pumps. The exothermic mixture (EM) may be both a solution and a suspension. In a preferred embodiment, the exothermic mixture (EM) is an aqueous solution or aqueous suspension.
Erfindungsgemäß bevorzugt enthält die exotherme Mischung (EM) ein Peroxid. According to the invention, the exothermic mixture (EM) preferably contains a peroxide.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird als exotherme Mischung (EM) ein wässrige Wasserstoffperoxid lösung eingesetzt, die 10 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 50 Gew.- % und besonders bevorzugt 20 bis 30 Gew.-% Wasserstoffperoxid enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht der exothermen Mischung (EM). In a preferred embodiment, an aqueous hydrogen peroxide solution containing from 10 to 70% by weight, preferably from 10 to 50% by weight and particularly preferably from 20 to 30% by weight, of hydrogen peroxide, based on the invention, is used as exothermic mixture (EM) Total weight of the exothermic mixture (EM).
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem die exotherme Mischung (EM) ein Peroxid enthält. The present invention thus also provides a process in which the exothermic mixture (EM) contains a peroxide.
In Verfahrensschritt b3) wird die exotherme Mischung (EM) mit dem zweiten Formkörperkatalysator (FK2) in der unterirdischen Erdöllagerstätte in Kontakt gebracht. Der zweite Formkörperkatalysator (FK2) katalysiert die exotherme Reaktion der exothermen Mischung (EM). Es ist möglich, dass auch der Formkörperkatalysator (FK) die exotherme Reaktion der exothermen Mischung (EM) zumindest teilweise katalysiert. In step b3) the exothermic mixture (EM) is contacted with the second molded article catalyst (FK2) in the underground oil reservoir. The second shaped-body catalyst (FK2) catalyses the exothermic reaction of the exothermic mixture (EM). It is possible that also the shaped-body catalyst (FK) at least partially catalyzes the exothermic reaction of the exothermic mixture (EM).
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird durch den zweiten Formkörperkatalysator (FK2), der in der zweiten fließfähigen Zusammensetzung (FZ2) enthalten ist, eine exotherme Reaktion der exothermen Mischung (EM) katalysiert, die keine Verbrennung ist. Beim Einsatz von Peroxiden, bevorzugt einer wässrigen Wasserstoffperoxidlösung, zersetzt sich das Peroxid zu Sauerstoff und im Fall von Wasserstoffperoxid zu Wasser. Bevorzugt ist die exotherme Reaktion der exothermen Mischung (EM) eine exotherme Zersetzung. In one embodiment of the present invention, the second molded article catalyst (FK2) contained in the second flowable composition (FZ2) catalyzes an exothermic reaction of the exothermic mixture (EM) which is not combustion. When using peroxides, preferably an aqueous hydrogen peroxide solution, the peroxide decomposes to oxygen and in the case of hydrogen peroxide to water. Preferably, the exothermic reaction of the exothermic mixture (EM) is an exothermic decomposition.
Bei der exothermen Reaktion werden im Allgemeinen Temperaturen im Bereich von 100 bis 800 °C, bevorzugt im Bereich von 200 bis 700 °C und insbesondere bevorzugt im Bereich von 300 bis 600 °C erreicht. Dadurch wird beispielsweise in der unterirdischen Erdöllagerstätte vorhandenes Wasser, sowie das gegebenenfalls in der exothermen Mischung (EM) enthaltene Wasser, erwärmt oder sogar verdampft. Zusätzlich bilden sich Reaktionsprodukte der exothermen Reaktion der exothermen Mischung (EM), die zusammen mit der Reaktionswärme ebenfalls freigesetzt werden. Enthält die exotherme Mischung (EM) beispielsweise Wasserstoffperoxid, so bildet sich als Reaktionsprodukt der exothermen Reaktion (Zersetzung), Wasser und Sauerstoff. Diese Produkte werden ebenfalls erwärmt und gegebenenfalls verdampft. Dadurch werden die unterirdische Erdöllagerstätte sowie die darin enthaltenen Stoffe wie beispielsweise Erdöl, Ablagerungen und der Formkörperkatalysator (FK) erwärmt. In the exothermic reaction, temperatures in the range of 100 to 800 ° C, preferably in the range of 200 to 700 ° C and more preferably in the range of 300 to 600 ° C are generally achieved. As a result, for example, in the underground oil reservoir existing water, and possibly in the exothermic mixture (EM) contained water, heated or even evaporated. In addition, reaction products of the exothermic reaction of the exothermic mixture (EM) are formed, which are also released together with the heat of reaction. Contains the exothermic mixture (EM), for example, hydrogen peroxide, it forms as the reaction product of the exothermic reaction (decomposition), water and oxygen. These products are also heated and optionally evaporated. This heats the subterranean oil reservoir as well as the substances it contains, such as petroleum, deposits and the shaped catalyst (FK).
Die heißen und gegebenenfalls gasförmigen Reaktionsprodukte werden bevorzugt tiefer in die unterirdische Erdöllagerstätte eingepresst. Methoden hierzu sind dem Fachmann bekannt. Besonders bevorzugt werden die heißen und gegebenenfalls gasförmigen Reaktionsprodukte der exothermen Reaktion der exothermen Mischung (EM) in die neu entstandenen oder bereits vorhandenen Frackrisse eingepresst. The hot and optionally gaseous reaction products are preferably pressed deeper into the underground Erdöllagerstätte. Methods for this are known to the person skilled in the art. Particularly preferably, the hot and optionally gaseous reaction products of the exothermic reaction of the exothermic mixture (EM) are pressed into the newly formed or already present tailings cracks.
Vorteilhaft bei diesem Verfahren ist, dass sich der Formkörperkatalysator (FK) erwärmt und er so die exotherme Reaktion (Verfahrensschritt d)) der in Verfahrensschritt c) injizierten brennbaren Mischung (BM) effektiv katalysieren kann. Ein Erwärmen der brennbaren Mischung (BM) vor der Injektion in die unterirdische Erdöllagerstätte ist dadurch nicht notwendig. An advantage of this method is that the shaped-body catalyst (FK) heats up and thus it can effectively catalyze the exothermic reaction (process step d)) of the combustible mixture (BM) injected in process step c). It is therefore not necessary to heat the combustible mixture (BM) before injection into the underground oil reservoir.
Wenn eine zweite fließfähige Zusammensetzung (FZ2) in die unterirdische Lagerstätte injiziert wird, ist es ebenfalls möglich, die unterirdische Lagerstätte durch ein Frackverfahren zu behandeln. Zum Zeitpunkt der Durchführung des Frackverfahrens sowie für das Frackverfahren selbst gelten die zuvor beschriebenen Ausführungen und Bevorzugungen. Besonders bevorzugt wird die unterirdische Erdöllagerstätte zunächst nach Verfahrensschritt a) und vor Verfahrensschritt b) durch ein Frackverfahren behandelt. Anschließend wird in Verfahrensschritt b) die fließfähige Zusammensetzung (FZ) zusammen mit der zweiten fließfähigen Zusammensetzung (FZ2) injiziert. Gegebenenfalls kann die unterirdische Erdöllagerstätte zwischen Verfahrensschritt b) und Verfahrensschritt c) erneut durch ein Frackverfahren behandelt werden. Besonders vorteilhaft bei dieser Ausführungsform ist, dass der Formkörperkatalysator (FK) und der zweite Formkörperkatalysator (FK2) sehr gleichmäßig in der unterirdischen Erdöllagerstätte verteilt sind. Die Erwärmung des Formkörperkatalysators (FK) durch die exotherme Reaktion der exothermen Mischung (EM), die durch den zweiten Formkörperkatalysator (FK2) katalysiert wird, ist daher besonders gleichmäßig. When a second flowable composition (FZ2) is injected into the underground deposit, it is also possible to treat the underground deposit by a fracking process. At the time of the execution of the fracking process as well as for the fracking process itself, the previously described designs and preferences apply. Particularly preferably, the underground oil reservoir is first treated by process step a) and before process step b) by a fracking process. Subsequently, in process step b) the flowable composition (FZ) injected together with the second flowable composition (FZ2). If appropriate, the underground oil reservoir between process step b) and process step c) can be treated again by a fracking process. Particularly advantageous in this embodiment is that the shaped-body catalyst (FK) and the second shaped-body catalyst (FK2) are very evenly distributed in the underground Erdöllagerstätte. The heating of the molded article catalyst (FK) by the exothermic reaction of the exothermic mixture (EM), which is catalyzed by the second molded article catalyst (FK2), is therefore particularly uniform.
Insbesondere bevorzugt wird die unterirdische Erdöllagerstätte zunächst nach Verfahrensschritt a) und vor Verfahrensschritt b) durch ein Frackverfahren behandelt, d.h. zwischen Verfahrensschritt a) und Verfahrensschritt b). Anschließend wird in Verfahrensschritt b) die fließfähige Zusammensetzung (FZ) injiziert und dann in Verfahrensschritt b1 ) die zweite fließfähige Zusammensetzung (FZ2) injiziert. Gegebenenfalls kann die unterirdische Erdöllagerstätte zwischen Verfahrensschritt b) und Verfahrensschritt c) erneut durch ein Frackverfahren behandelt werden. In allen Ausführungsformen werden der Formkörperkatalysator (FK) und der zweite Formkörperkatalysator (FK2) bevorzugt in einem quasiringförmigen Bereich um die Bohrung (B) in der unterirdischen Lagerstätte verteilt. More preferably, the subterranean crude oil deposit is first treated by process step a) and prior to process step b) by a fracking process, i. between method step a) and method step b). Subsequently, in process step b), the flowable composition (FZ) is injected and then in process step b1) the second flowable composition (FZ2) is injected. If appropriate, the underground oil reservoir between process step b) and process step c) can be treated again by a fracking process. In all embodiments, the molded article catalyst (FK) and the second molded article catalyst (FK2) are preferably distributed in a quasi-annular region around the well (B) in the underground deposit.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem der Formkörperkatalysator (FK) und gegebenenfalls der zweiteThe present invention thus also provides a process in which the shaped-body catalyst (FK) and optionally the second
Formkörperkatalysator (FK2) in einem quasiringförmigen Bereich um die Bohrung (B) in der unterirdischen Erdöllagerstätte verteilt ist. Shaped body catalyst (FK2) is distributed in a quasi-annular region around the bore (B) in the underground oil reservoir.
Verfahrensschritt c) Process step c)
In Verfahrensschritt c) wird die brennbare Mischung (BM) durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert. Als brennbare Mischung (BM) eignen sich prinzipiell alle dem Fachmann bekannten brennbaren Mischungen (BM), deren exotherme Reaktion durch den Formkörperkatalysator (FK) katalysiert wird. In step c), the combustible mixture (BM) is injected through the well (B) into the subterranean crude oil deposit. In principle, all combustible mixtures (BM) known to the person skilled in the art, whose exothermic reaction is catalyzed by the shaped-body catalyst (FK), are suitable as the combustible mixture (BM).
Vor und/oder während der Injektion kann die brennbare Mischung (BM) gegebenenfalls erwärmt werden. Before and / or during the injection, the combustible mixture (BM) can be heated if necessary.
Zur Injektion der brennbaren Mischung (BM) durch die Bohrung (B) in die unterirdische Lagerstätte eignen sich prinzipiell alle dem Fachmann bekannten Methoden. Die Zusammensetzung der brennbaren Mischung (BM) wird erfindungsgemäß so gewählt, dass sie mittels konventioneller Pumpen verpumpt werden kann. Im Allgemeinen enthält die brennbare Mischung (BM) einen Brennstoff und ein Oxidationsmittel. Unter„ein Brennstoff" wird sowohl genau ein Brennstoff als auch eine Mischung aus zwei oder mehr Brennstoffen verstanden. Unter„ein Oxidationsmittel" wird sowohl genau ein Oxidationsmittel als auch eine Mischung aus zwei oder mehr Oxidationsmitteln verstanden. In principle, all methods known to the person skilled in the art are suitable for injecting the combustible mixture (BM) through the bore (B) into the underground deposit. The composition of the combustible mixture (BM) is chosen according to the invention so that it can be pumped by means of conventional pumps. In general, the combustible mixture (BM) contains a fuel and an oxidizer. By "one fuel" is meant both a single fuel and a mixture of two or more fuels "an oxidizer" means both an oxidizer and a mixture of two or more oxidizers.
Geeignete Oxidationsmittel sind beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Luft, Sauerstoff, Wasser und Wasserstoffperoxid. Suitable oxidizing agents are, for example, selected from the group consisting of air, oxygen, water and hydrogen peroxide.
Geeignete Brennstoffe sind beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kohlenwasserstoffen und Alkoholen. Als Kohlenwasserstoffe können sowohl flüssige als auch gasförmige Kohlenwasserstoffe eingesetzt werden. Gasförmige Kohlenwasserstoffe sind beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methan, Ethan, Propan, Butan und Erdgas. Flüssige Kohlenwasserstoffe sind beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Naphtha, Dieseldestillat und Erdöl. Suitable fuels are, for example, selected from the group consisting of hydrocarbons and alcohols. As hydrocarbons both liquid and gaseous hydrocarbons can be used. Gaseous hydrocarbons are, for example, selected from the group consisting of methane, ethane, propane, butane and natural gas. For example, liquid hydrocarbons are selected from the group consisting of naphtha, diesel distillate, and petroleum.
Geeignete Alkohole sind beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methanol, Ethanol, Propanol, iso-Propanol, Butanol, iso-Butanol und tert-Butanol. Suitable alcohols are, for example, selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol and tert-butanol.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem die brennbare Mischung (BM) in Verfahrensschritt c) einen Brennstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kohlenwasserstoffen und Alkoholen enthält. The subject matter of the present invention is thus also a process in which the combustible mixture (BM) in process step c) contains a fuel selected from the group consisting of hydrocarbons and alcohols.
Die in Verfahrensschritt c) injizierte brennbare Mischung (BM) kann flüssig oder gasförmig sein. Die Bezeichnungen„flüssig" und„gasförmig" beziehen sich hierbei auf den Aggregatzustand der brennbaren Mischung (BM) bei Raumtemperatur (20 °C) und Raumdruck (1013 mbar). Es ist möglich, dass die brennbare Mischung (BM) in der unterirdischen Erdöllagerstätte und/oder bereits bei der Injektion einen anderen Aggregatzustand aufweist. Bevorzugt enthält die gasförmige brennbare Mischungen (BM) Methan und Luft. Gegebenenfalls enthält die gasförmige brennbare Mischung (BM) Inertgase. Geeignete Inertgase sind beispielsweise Stickstoff und/oder Kohlenstoffdioxid. Die brennbare Mischung enthält im Allgemeinen 0 bis 50 Gew.-% Inertgase, bevorzugt 0 bis 30 Gew.- % Inertgase und insbesondere bevorzugt 0 bis 20 Gew.-% Inertgase, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der gasförmigen brennbaren Mischung (BM). In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die gasförmige brennbare Mischung (BM) 5 bis 50 Gew.-% Methan und 50 bis 95 Gew.-% Luft, besonders bevorzugt 10 bis 40 Gew.-% Methan und 60 bis 90 Gew.-% Luft und insbesondere bevorzugt 15 bis 35 Gew.-% Methan und 65 bis 85 Gew.-% Luft, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der gasförmigen brennbaren Mischung (BM). Die Summe der Gew.-% von Methan und Luft ergeben im Allgemeinen 100 %. The combustible mixture (BM) injected in process step c) can be liquid or gaseous. The terms "liquid" and "gaseous" refer to the physical state of the combustible mixture (BM) at room temperature (20 ° C) and room pressure (1013 mbar). It is possible that the combustible mixture (BM) has a different state of aggregation in the subterranean oil reservoir and / or already during injection. The gaseous combustible mixtures (BM) preferably contain methane and air. Optionally, the gaseous combustible mixture (BM) contains inert gases. Suitable inert gases are, for example, nitrogen and / or carbon dioxide. The combustible mixture generally contains 0 to 50 wt .-% inert gases, preferably 0 to 30 wt .-% inert gases and particularly preferably 0 to 20 wt .-% inert gases, each based on the total weight of the gaseous combustible mixture (BM). In a preferred embodiment, the gaseous combustible mixture (BM) contains 5 to 50% by weight of methane and 50 to 95% by weight of air, more preferably 10 to 40% by weight of methane and 60 to 90% by weight of air and in particular preferably 15 to 35% by weight of methane and 65 to 85% by weight of air, in each case based on the total weight of the gaseous combustible mixture (BM). The sum of the wt .-% of methane and air generally give 100%.
Insbesondere bevorzugt enthält die in Verfahrensschritt c) injizierte gasförmige brennbare Mischung (BM) Methan und Luft, wenn die in Verfahrensschritt b2) injizierte exotherme Mischung (EM) ein Peroxid enthält. Particularly preferably, the gaseous combustible mixture (BM) injected in process step c) contains methane and air if the exothermic mixture (EM) injected in process step b2) contains a peroxide.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem die exotherme Mischung (EM) in Verfahrensschritt b2) ein Peroxid enthält und/oder die brennbare Mischung (BM) in Verfahrensschritt c) Methan und Luft enthält. The present invention thus also provides a process in which the exothermic mixture (EM) in process step b2) contains a peroxide and / or the combustible mixture (BM) in process step c) contains methane and air.
Eine bevorzugte flüssige brennbare Mischung (BM) enthält Wasser und einen Brennstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Erdgas, Propan, Naphtha, Dieseldestillat, Erdöl und Methanol. In einer insbesondere bevorzugten Ausführungsform enthält die flüssige brennbare Mischung (BM) Wasser, Wasserstoffperoxid und mindestens einen Brennstoff, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Erdgas, Propan, Naphtha, Dieseldestillat, Erdöl und Methanol. In einer am meisten bevorzugten Ausführungsform enthält die flüssige brennbare Mischung (BM) Wasser, Wasserstoffperoxid und Methanol. A preferred liquid combustible mixture (BM) contains water and a fuel selected from the group consisting of natural gas, propane, naphtha, diesel distillate, petroleum and methanol. In a particularly preferred embodiment, the liquid combustible mixture (BM) contains water, hydrogen peroxide and at least one fuel selected from the group consisting of natural gas, propane, naphtha, diesel distillate, petroleum and methanol. In a most preferred embodiment, the liquid combustible mixture (BM) contains water, hydrogen peroxide and methanol.
Insbesondere bevorzugt enthält die flüssige brennbare Mischung (BM) 45 bis 55 Gew.-% Wasser, 30 bis 40 Gew.-% Methanol und 5 bis 25 Gew.-% Wasserstoffperoxid, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der flüssigen brennbaren Mischung (BM). Particularly preferably, the liquid combustible mixture (BM) contains 45 to 55 wt .-% water, 30 to 40 wt .-% methanol and 5 to 25 wt .-% hydrogen peroxide, each based on the total weight of the liquid combustible mixture (BM).
Mehr bevorzugt enthält die flüssige brennbare Mischung (BM) 45 bis 55 Gew.-% Wasser, 25 bis 45 Gew.-% Methanol und 10 bis 20 Gew.-% Wasserstoffperoxid, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der flüssigen brennbaren Mischung (BM). More preferably, the liquid combustible mixture (BM) contains 45 to 55% by weight of water, 25 to 45% by weight of methanol and 10 to 20% by weight of hydrogen peroxide, each based on the total weight of the liquid combustible mixture (BM).
Am meisten bevorzugt enthält die flüssige brennbare Mischung (BM) 40 bis 60 Gew.-% Wasser, 20 bis 50 Gew.-% Methanol und 10 bis 20 Gew.-% Wasserstoffperoxid, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der flüssigen brennbaren Mischung (BM). Most preferably, the liquid combustible mixture (BM) contains 40 to 60% by weight of water, 20 to 50% by weight of methanol and 10 to 20% by weight of hydrogen peroxide, based in each case on the total weight of the liquid combustible mixture (BM). ,
Die Summe der Gew.-% von Wasser, Methanol und Wasserstoffperoxid in der flüssigen brennbaren Mischung (BM) ergibt im Allgemeinen 100 %. Verfahrensschritt d) The sum of the wt% of water, methanol and hydrogen peroxide in the liquid combustible mixture (BM) generally gives 100%. Process step d)
In Verfahrensschritt d) wird die brennbare Mischung (BM) mit dem 5 Formkörperkatalysator (FK) in der unterirdischen Erdöllagerstätte in Kontakt gebracht. In process step d), the combustible mixture (BM) is brought into contact with the 5-shaped catalyst (FK) in the underground oil reservoir.
Der Formkörperkatalysator (FK) katalysiert die exotherme Reaktion der brennbaren Mischung (BM). Bei der exothermen Reaktion der brennbaren Mischung (BM) reagiert der in der brennbaren Mischung (BM) enthaltene Brennstoff mit dem ebenfalls in der brennbaren Mischung (BM) enthaltenen Oxidationsmittel exotherm. Dabei wird der 10 Brennstoff durch das Oxidationsmittel oxidiert. Diese exotherme Reaktion ist im Allgemeinen eine Verbrennung, sie kann mit oder ohne Flammenerscheinung erfolgen.  The molded article catalyst (FK) catalyses the exothermic reaction of the combustible mixture (BM). During the exothermic reaction of the combustible mixture (BM), the fuel contained in the combustible mixture (BM) reacts exothermically with the oxidant also contained in the combustible mixture (BM). In this case, the fuel is oxidized by the oxidizing agent. This exothermic reaction is generally a combustion, it can be done with or without flames.
Bei der exothermen Reaktion der flüssigen brennbaren Mischung (BM) wird die unterirdische Erdöllagerstätte im Allgemeinen auf Temperaturen im Bereich von 15 200 bis 1200 °C, bevorzugt im Bereich von 300 bis 1000 °C und insbesondere bevorzugt im Bereich von 400 bis 1000 °C, erhöht. Es bildet sich eine erwärmte Zone aus. In the exothermic reaction of the liquid combustible mixture (BM), the subsurface oil reservoir is generally at temperatures in the range of 15-200 to 1200 ° C, preferably in the range of 300 to 1000 ° C and particularly preferably in the range of 400 to 1000 ° C, elevated. It forms a heated zone.
Durch die hohen Temperaturen können beispielsweise die in der unterirdischen 0 Erdöllagerstätte vorhandenen Erdöle thermisch gespalten werden. Es ist außerdem möglich, dass das Gestein und die Erdöle in der unterirdischen Erdöllagerstätte pyrolysiert werden. Darüber hinaus wird die Viskosität des in der unterirdischen Erdöllagerstätte enthaltenen Erdöls sowie weiterer Ablagerungen verringert, wodurch eine Förderung des Erdöls erleichtert, zum Teil sogar erst ermöglicht wird.Due to the high temperatures, for example, the oil present in the underground 0 oil reservoir can be thermally split. It is also possible that the rocks and petroleum in the underground oil reservoir are pyrolyzed. In addition, the viscosity of the petroleum contained in the underground oil reservoir and other deposits is reduced, thereby facilitating the extraction of oil, and in some cases is even possible.
5  5
Durch den Temperaturanstieg durch die exotherme Reaktion können zudem die in der unterirdischen Erdöllagerstätte gegebenenfalls vorhandenen Frackrisse saniert werden.  Due to the temperature increase due to the exothermic reaction, the fracture cracks that may be present in the underground oil reservoir can also be remediated.
30 Das insbesondere nach der Durchführung eines Frackverfahrens in der unterirdischen Erdöllagerstätte und insbesondere in den im Frackverfahren erzeugten Frackrissen erhaltene Wasser wird durch die thermische Behandlung (Temperaturanstieg) in der erwärmten Zone erwärmt oder sogar verdampft und dadurch die Mobilität des in den Frackrissen enthaltenen Wassers gesteigert, im Fall des Verdampfens wird dasThe water obtained, in particular, after the completion of a fracking process in the underground oil reservoir, and in particular in the fracking cracks produced in the fraying process, is heated or even vaporized by the thermal treatment (temperature rise) in the heated zone, thereby increasing the mobility of the water contained in the fracking cracks. in the case of evaporation that becomes
35 Wasser aus den Frackrissen sogar entfernt. Additive, die der zur Erzeugung der Frackrisse der verwendeten Frackflüssigkeit (FF) zugesetzt wurden, wie beispielsweise Verdickungsmittel, werden bei der thermischen Behandlung zerstört. Für den Fall, dass zur Erzeugung der Frackrisse eine wässrige Frackflüssigkeit (FF), die Verdickungsmittel (gelbildende Additive) enthält, eingesetzt wurde, nimmt die Viskosität 0 der Frackflüssigkeit (FF) durch das erfindungsgemäße Verfahren zur thermischen Behandlung ab. Dieses Phänomen wird auch als„gelbrechend" bezeichnet. Für den Fall, dass die erwärmte Zone nach Durchführung der thermischen Behandlung Temperaturen von > 100 °C, beispielweise Temperaturen im Bereich von 150 bis 1200 °C, aufweist, wird die Frackflüssigkeit (FF) verdampft. Die in der Frackflüssigkeit (FF) enthaltenen Verdickungsmittel werden dabei thermisch zersetzt. Es ist auch möglich, dass mit der erfindungsgemäßen thermischen Behandlung in der unterirdischen Erdöllagerstätte weitere Frackrisse erzeugt werden. 35 Water even removed from the fracking cracks. Additives which have been added to the fracking fluid (FF) used to form the fracture tears, such as thickeners, are destroyed during the thermal treatment. In the event that an aqueous fracturing fluid (FF) containing thickening agents (gel-forming additives) was used to produce the fracture cracks, the viscosity 0 of the fracturing fluid (FF) decreases as a result of the thermal treatment process according to the invention. This phenomenon is also referred to as "yellowing." In the event that the heated zone after performing the thermal treatment Temperatures of> 100 ° C, for example, temperatures in the range of 150 to 1200 ° C, the Frackflüssigkeit (FF) is evaporated. The thickening agents contained in the fracking liquid (FF) are thermally decomposed. It is also possible that with the thermal treatment according to the invention in the underground Erdöllagerstätte further Frackrisse be generated.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform werden die Verfahrensschritte c) und d) zumindest zeitweise gleichzeitig durchgeführt. Die brennbare Mischung (BM) wird also durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert, während die brennbare Mischung (BM) gleichzeitig mit dem Formkörperkatalysator (FK) in der unterirdischen Erdöllagerstätte in Kontakt gebracht wird. In one embodiment according to the invention, the method steps c) and d) are carried out at least simultaneously at the same time. Thus, the combustible mixture (BM) is injected through the well (B) into the underground well deposit while the combustible mixture (BM) is simultaneously contacted with the shaped catalyst (FK) in the underground well deposit.
„Zumindest zeitweise" bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung dass beispielsweise zunächst Verfahrensschritt c) durchgeführt wird, dann werden Verfahrensschritt c) und Verfahrensschritt d) gleichzeitig durchgeführt, beispielsweise für einen Zeitraum im Bereich von mehreren Tagen bis mehreren Wochen und anschließend wird Verfahrensschritt d) durchgeführt. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem Verfahrensschritt c) und Verfahrensschritt d) zumindest zeitweise gleichzeitig durchgeführt werden. "At least temporarily" means in the context of the present invention that, for example, process step c) is performed, then process step c) and process step d) are carried out simultaneously, for example for a period in the range of several days to several weeks and then process step d) is performed The subject matter of the present invention is thus also a method in which method step c) and method step d) are carried out at least simultaneously at the same time.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird zumindest einer der Verfahrensschritte a), b), c) und d) wiederholt. In a further embodiment according to the invention, at least one of process steps a), b), c) and d) is repeated.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird nach Verfahrensschritt d) Erdöl aus der unterirdischen Erdöllagerstätte durch eine Produktionsbohrung gefördert. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren bei dem nach Verfahrensschritt d) Erdöl aus der unterirdischen Erdöllagerstätte durch eine Produktionsbohrung entnommen wird. In one embodiment of the invention, after process step d), oil from the underground oil reservoir is conveyed through a production well. The subject of the present invention is therefore also a process in which, after process step d), oil is taken from the underground oil reservoir through a production well.
Für die Produktionsbohrung gelten die gleichen Ausführungsformen und Bevorzugungen wie sie zuvor für die Bohrung (B) beschrieben worden sind. For the production well, the same embodiments and preferences apply as previously described for the well (B).
Als Produktionsbohrung kann beispielsweise die Bohrung (B) dienen. As a production hole, for example, the bore (B) are used.
Figur 4 zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine unterirdische Erdöllagerstätte, die Frackrisse zur Produktion (22) aufweist. In die unterirdische Erdöllagerstätte ist eine abgelenkte Bohrung (B) mit einem horizontalen Abschnitt (1 1 ) niedergebracht. Durch ein Frackverfahren mit einer Frackflüssigkeit (FF), die das Stützmittel (3; S) enthält, wurden Frackrisse (2; 22) erzeugt bevor die fließfähige Zusammensetzung (FZ) injiziert wurde. Die fließfähige Zusammensetzung (FZ) wurde nur in einzelne Frackrisse (2) injiziert. Verfahren hierzu sind dem Fachmann bekannt. Im Anschluss an die Injektion der fließfähigen Zusammensetzung (FZ) wurde weitere Frackflüssigkeit (FF), die ebenfalls das Stützmittel (3; S) enthält, injiziert. Die Frackrisse (2; 22) enthalten daher Stützmittel (3; S). Durch die Injektion der fließfähigen Zusammensetzung (FZ) in einzelne Frackrisse (2) hat sich in den Frackrissen (2) in der Bohrlochnahzone ein quasiringförmiger Bereich, der den Formkörperkatalysator (4; FK) enthält, ausgebildet. Dieser wurde durch weitere Injektion von Frackflüssigkeit (FF) um den Innenringdurchmesser (R) weiter in die Frackrisse (2) eingebracht. Es bildet sich ein quasiringförmiger Bereich, der den Formkörperkatalysator (4; FK) enthält, mit einem Innenringradius (R) und einem Außenringradius (R1 ) aus. Der Innenring des quasiringförmigen Bereichs ist um den Innenringradius (R) von der Bohrung (1 ; B) entfernt. Bei Kontakt der nachfolgend injizierten brennbaren Mischung (BM) mit dem Formkörperkatalysator (4; FK) wird die exotherme Reaktion der brennbaren Mischung (BM) katalysiert. Die bei der exothermen Reaktion der brennbaren Mischung (BM) freigesetzten Reaktionsprodukte und Reaktionswärme (5) werden in die unterirdische Erdöllagerstätte eingebracht. Dadurch wird das in der unterirdischen Erdöllagerstätte enthaltene Erdöl (7) mobilisiert und kann über die Frackrisse zur Produktion (22) gefördert werden. Figure 4 shows a vertical section through a subterranean crude oil deposit having tailings cracks for production (22). In the underground Erdöllagerstätte a deflected bore (B) with a horizontal section (1 1) is brought down. By a fracking process with a fracking liquid (FF) containing the proppant (3; S), Tail cracks (2, 22) were generated before the flowable composition (FZ) was injected. The flowable composition (FZ) was injected only in individual fracture tears (2). Processes for this are known to the person skilled in the art. Following the injection of the flowable composition (FZ) further tailing liquid (FF), which also contains the proppant (3; S), was injected. The tailoring cracks (2; 22) therefore contain proppants (3; S). By injecting the flowable composition (FZ) into individual fracture cracks (2), a quasi-ring-shaped region containing the shaped-body catalyst (4, FK) has formed in the fracture flaws (2) in the well region. This was further introduced into the fracking cracks (2) by further injection of fracking liquid (FF) around the inner ring diameter (R). A quasi-ring-shaped region containing the shaped-body catalyst (4, FK) forms with an inner ring radius (R) and an outer ring radius (R1). The inner ring of the quasi-annular region is removed from the bore (1; B) by the inner ring radius (R). Upon contact of the subsequently injected combustible mixture (BM) with the shaped-body catalyst (4, FK), the exothermic reaction of the combustible mixture (BM) is catalyzed. The reaction products released during the exothermic reaction of the combustible mixture (BM) and heat of reaction (5) are introduced into the subterranean crude oil deposit. As a result, the oil contained in the underground oil reservoir (7) is mobilized and can be promoted via the tailings cracks for production (22).
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Förderung von Erdöl aus der unterirdischen Erdöllagerstätte umfassend die Schritte: i) thermische Behandlung der unterirdischen Erdöllagerstätte durch das erfindungsgemäße Verfahren, The present invention furthermore relates to a process for the extraction of crude oil from the underground oil reservoir, comprising the steps of: i) thermal treatment of the underground oil reservoir by the process according to the invention,
ii) Entnahme von Erdöl durch eine Produktionsbohrung. ii) extraction of petroleum through a production well.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird nach Verfahrensschritt d) durch die Bohrung (B) ein Flutmittel in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert, um Erdöl aus der unterirdischen Erdöllagerstätte zu fördern. In a further embodiment of the invention, after process step d), a flood is injected through the well (B) into the subterranean crude oil deposit to extract petroleum from the underground oil reservoir.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem nach Verfahrensschritt d) das Flutmittel in die unterirdische Lagerstätte injiziert wird und Erdöl durch die Produktionsbohrung entnommen wird. The subject matter of the present invention is thus also a process in which after step d) the flooding agent is injected into the underground deposit and oil is taken out through the production well.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Förderung von Erdöl aus der unterirdischen Erdöllagerstätte umfassend die Schritte: i) thermische Behandlung der unterirdischen Erdöllagerstätte durch das erfindungsgemäße Verfahren, ii) Injektion des Flutmittels durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte und Entnahme von Erdöl durch die Produktionsbohrung. The present invention furthermore relates to a process for the extraction of crude oil from the underground oil reservoir, comprising the steps of: i) thermal treatment of the underground oil reservoir by the process according to the invention, ii) Injecting the flooding agent through the well (B) into the underground well deposit and extracting oil through the production well.
Geeignete Flutmittel sind dem Fachmann bekannt. Bevorzugte Flutmittel sind Flutmittel, die mindestens 50 Gew.-%, bevorzugt mindestens 70 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 80 Gew.-% und insbesondere bevorzugt mindestens 90 Gew.-% Wasser enthalten, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Flutmittels. Es ist auch möglich, als Flutmittel nur Wasser einzusetzen. Als Wasser kann vorliegend reines Wasser, teilentsalztes Meerwasser, Meerwasser oder Formationswasser eingesetzt werden. Das Flutmittel 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, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Flutmittels. Als weitere übliche Additive können beispielsweise Verdickungsmittel, Tenside oder Glyzerin eingesetzt werden. Bezüglich der Verdickungsmittel und der Tenside, gelten die vorstehend beschriebenen Ausführungen und Bevorzugungen. Suitable flooding agents are known to the person skilled in the art. Preferred flours 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, in each case based on the total weight of the flooding agent. It is also possible to use only water as flooding agent. Pure water, partially desalinated seawater, seawater or formation water can be used here as water. The flooding agent 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, each based on the total weight of flood agent. Thickeners, surfactants or glycerol, for example, can be used as further customary additives. With regard to the thickeners and the surfactants, the embodiments and preferences described above apply.
Sobald das bevorzugte wässrige Flutmittel auf die erwärmte Zone trifft, wird das im wässrigen Flutmittel enthaltene Wasser erwärmt oder verdampft. Das erwärmte wässrige Flutmittel mobilisiert das in der unterirdischen Erdöllagerstätte vorhandene Erdöl und verdrängt dieses in Richtung der Produktionsbohrung. Das Erdöl wird aus der Produktionsbohrung entnommen. In Abhängigkeit von der Temperatur der erwärmten Zone kann das wässrige Flutmittel auch zu Wasserdampf verdampft werden. As soon as the preferred aqueous flooding agent hits the heated zone, the water contained in the aqueous flocculent is heated or evaporated. The heated aqueous flooding agent mobilizes the oil in the underground oil reservoir and displaces it in the direction of the production well. The oil is taken from the production well. Depending on the temperature of the heated zone, the aqueous flooding agent may also be evaporated to water vapor.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Erdölförderung wird in der erwärmten Zone in situ das wässrige Flutmittel 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 verzichtet werden kann. By means of the method according to the invention for crude oil production, the aqueous flooding agent is heated or evaporated in situ in the heated zone in situ. This has over conventional methods in which water vapor is used as a flood, the advantage that the heat loss is minimal and that can be dispensed with costly and technically complex generators for steam generation on the surface of the underground oil reservoir.
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 durch die Bohrung (B) in die erwärmte Zone der unterirdischen Erdöllagerstätte wird die erwärmte Zone abgekühlt. In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Förderung von Erdöl wird das Injizieren des wässrigen Flutmittels so lange durchgeführt, bis die Temperatur der erwärmten Zone auf Temperaturen unterhalb von 80 °C, bevorzugt unterhalb von 100 °C, abgekühlt ist. Anschließend wird das erfindungsgemäße Verfahren zur thermischen Behandlung der unterirdischen Erdöllagerstätte erneut durchgeführt, um erneut eine erwärmte Zone auszubilden. Nachfolgend kann das Injizieren eines wässrigen Flutmittels erneut vorgenommen werden. By injecting the aqueous flooding agent through the well (B) into the heated zone of the underground well deposit, the heated zone is cooled. In one embodiment of the method according to the invention for the production of crude oil, the injection of the aqueous flooding agent is carried out until the temperature of the heated zone to temperatures below 80 ° C, preferably below 100 ° C, cooled. Subsequently, the inventive method for the thermal treatment of the underground Erdöllagerstätte is performed again to form a heated zone again. Subsequently, the injection of an aqueous flooding agent can be made again.
Katalytischer Wärmegenerator Catalytic heat generator
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem ein katalytischer Wärmegenerator. Erfindungsgemäß umfasst der katalytische Wärmegenerator den Formkörperkatalysator (FK) und eine unterirdische Erdöllagerstätte, in die eine Bohrung (B) niedergebracht ist, die Perforationsöffnungen (6) aufweist, mit einer Erdölführenden Schicht sowie Rissen in der unterirdischen Erdöllagerstätte, wobei die Perforationsöffnungen (6) Eingangsöffnungen des katalytischen Wärmegenerators sind. Durch die Eingangsöffnungen kann die brennbare Mischung (BM) sowie gegebenenfalls die exotherme Mischung (EM) injiziert werden. The subject of the present invention is also a catalytic heat generator. According to the invention, the catalytic heat generator comprises the shaped body catalyst (FK) and a subterranean oil deposit into which is drilled a bore (B) having perforations (6) with a petroleum bearing layer and cracks in the subsurface oil reservoir, the perforation openings (6) having inlet openings of the catalytic heat generator are. Through the inlet openings, the combustible mixture (BM) and optionally the exothermic mixture (EM) can be injected.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein katalytischer Wärmegenerator, umfassend den Formkörperkatalysator (FK) und eine unterirdische Erdöllagerstätte, in die eine Bohrung (B) niedergebracht ist, die Perforationsöffnungen (6) aufweist, mit einer Erdöl-führenden Schicht sowie Rissen in der unterirdischen Erdöllagerstätte, wobei die Perforationsöffnungen (6) Eingangsöffnungen des katalytischen Wärmegenerators sind. The subject of the present invention is thus also a catalytic heat generator, comprising the shaped body catalyst (FK) and an underground oil deposit, in which a bore (B) is drilled having perforation openings (6) with a petroleum-bearing layer and cracks in the subterranean Petroleum deposit, wherein the perforation openings (6) are inlet openings of the catalytic heat generator.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der katalytische Wärmegenerator den Formkörperkatalysator (FK), den zweiten Formkörperkatalysator (FK2) und eine unterirdische Erdöllagerstätte, in die eine Bohrung (B) niedergebracht ist, die Perforationsöffnungen (6) aufweist, mit einer Erdöl-führenden Schicht sowie Rissen in der unterirdischen Erdöllagerstätte, wobei die Perforationsöffnungen (6) Eingangsöffnungen des katalytischen Wärmegenerators sind. In a preferred embodiment, the catalytic heat generator comprises the molded article catalyst (FK), the second molded article catalyst (FK2), and a subterranean well deposit into which is drilled a bore (B) having perforations (6) with a petroleum-bearing layer and cracks in the underground oil reservoir, wherein the perforation openings (6) are inlet openings of the catalytic heat generator.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der katalytische Wärmegenerator den Formkörperkatalysator (FK), das Stützmittel (S) und eine unterirdische Erdöllagerstätte, in die eine Bohrung (B) niedergebracht ist, die Perforationsöffnungen (6) aufweist, mit einer Erdöl-führenden Schicht sowie Rissen in der unterirdischen Erdöllagerstätte, wobei die Perforationsöffnungen (6) Eingangsöffnungen des katalytischen Wärmegenerators sind. In another preferred embodiment, the catalytic heat generator comprises the molded article catalyst (FK), the proppant (S), and a subterranean petroleum deposit into which is drilled a bore (B) having perforations (6) with a petroleum bearing layer and cracks in the underground oil reservoir, wherein the perforation openings (6) are inlet openings of the catalytic heat generator.
In einer insbesondere bevorzugten Ausführungsform umfasst der katalytische Wärmegenerator den Formkörperkatalysator (FK), den zweiten Formkörperkatalysator (FK2), das Stützmittel (S) und eine unterirdische Erdöllagerstätte, in die eine Bohrung (B) niedergebracht ist, die Perforationsöffnungen (6) aufweist, mit einer Erdöl-führenden Schicht sowie Rissen in der unterirdischen Erdöllagerstätte, wobei die Perforationsöffnungen (6) Eingangsöffnungen des katalytischen Wärmegenerators sind. In a particularly preferred embodiment, the catalytic heat generator comprises the molded article catalyst (FK), the second molded article catalyst (FK2), the proppant (S) and a subterranean crude oil deposit into which a bore (B) is drilled Perforation openings (6), with a petroleum-bearing layer and cracks in the underground Erdöllagerstätte, wherein the perforation openings (6) are inlet openings of the catalytic heat generator.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält der katalytische Wärmegenerator 40 bis 85 Vol.-% des Formkörperkatalysators (FK), bevorzugt 60 bis 85 Vol.-% und insbesondere bevorzugt 70 bis 85 Vol.-% des Formkörperkatalysators (FK), bezogen auf das Gesamtvolumen des katalytischen Wärmegenerators. In one embodiment of the present invention, the catalytic heat generator contains 40 to 85% by volume of the molded article catalyst (FK), preferably 60 to 85% by volume, and more preferably 70 to 85% by volume of the molded article catalyst (FK) Total volume of the catalytic heat generator.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält der katalytische Wärmegenerator 5 bis 20 Vol.-% des Formkörperkatalysators (FK) und 60 bis 80 Vol.-% des Stützmittels (S), bevorzugt 10 bis 20 Vol.-% des Formkörperkatalysators (FK) und 60 bis 70 Vol.-% des Stützmittels (S) und insbesondere bevorzugt 15 bis 20 Vol.-% des Formkörperkatalysators (FK) und 60 bis 65 Vol.-% des Stützmittels (S), jeweils bezogen auf das Gesamtvolumen des katalytischen Wärmegenerators. In a preferred embodiment of the present invention, the catalytic heat generator contains 5 to 20% by volume of the shaped body catalyst (FK) and 60 to 80% by volume of the proppant (S), preferably 10 to 20% by volume of the shaped catalyst (FK). and 60 to 70% by volume of the proppant (S) and particularly preferably 15 to 20% by volume of the shaped body catalyst (FK) and 60 to 65% by volume of the proppant (S), based in each case on the total volume of the catalytic heat generator ,
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält der katalytische Wärmegenerator 40 bis 80 Vol.-% des Formkörperkatalysators (FK) und 5 bis 10 Vol.-% des zweiten Formkörperkatalysators (FK2), bevorzugt 40 bis 80 Vol.-% des Formkörperkatalysators (FK) und 5 bis 7 Vol.-% des zweiten Formkörperkatalysators (FK2), jeweils bezogen auf das Gesamtvolumen des katalytischen Wärmegenerators. In a further preferred embodiment of the present invention, the catalytic heat generator contains 40 to 80% by volume of the shaped-body catalyst (FK) and 5 to 10% by volume of the second shaped-body catalyst (FK 2), preferably 40 to 80% by volume of the shaped-body catalyst ( FK) and 5 to 7 vol.% Of the second shaped-body catalyst (FK2), in each case based on the total volume of the catalytic heat generator.
In einer insbesondere bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält der katalytische Wärmegenerator 5 bis 20 Vol.-% des Formkörperkatalysators (FK), 1 bis 5 Vol.-% des zweiten Formkörperkatalysators (FK2) und 60 bis 80 Vol.-% des Stützmittels (S), jeweils bezogen auf das Gesamtvolumen des katalytischen Wärmegenerators. In a particularly preferred embodiment of the present invention, the catalytic heat generator contains 5 to 20% by volume of the molded article catalyst (FK), 1 to 5% by volume of the second molded article catalyst (FK2) and 60 to 80% by volume of the proppant (S ), in each case based on the total volume of the catalytic heat generator.
Üblicherweise enthält der katalytische Wärmegenerator noch weitere Substanzen, die in der unterirdischen Erdöllagerstätte enthalten sind, wie beispielsweise Erdöl und/oder die Frackflüssigkeit (FF). Usually, the catalytic heat generator contains other substances contained in the underground oil reservoir, such as petroleum and / or the fracking liquid (FF).
Als Eingangsöffnungen des katalytischen Wärmegenerators dienen erfindungsgemäß die Perforationsöffnungen (6) der Bohrung (B). Durch die Eingangsöffnungen des katalytischen Wärmegenerators kann die brennbare Mischung (BM), sowie gegebenenfalls die exotherme Mischung (EM) in den katalytischen Wärmegenerator injiziert werden. Durch den Formkörperkatalysator (FK) wird die exotherme Reaktion der brennbaren Mischung (BM) katalysiert. Die bei der exothermen Reaktion frei werdende Reaktionswärme wird durch den katalytischen Wärmegenerator in die unterirdische Erdöllagerstätte übertragen. Der katalytische Wärmegenerator kann somit ebenfalls zur thermischen Behandlung der unterirdischen Erdöllagerstätte eingesetzt werden. According to the invention, the perforation openings (6) of the bore (B) serve as inlet openings of the catalytic heat generator. Through the inlet openings of the catalytic heat generator, the combustible mixture (BM), and optionally the exothermic mixture (EM) can be injected into the catalytic heat generator. The form-body catalyst (FK) catalyzes the exothermic reaction of the combustible mixture (BM). The released during the exothermic reaction heat of reaction is through the catalytic heat generator in the transmit underground oil reservoir. The catalytic heat generator can thus also be used for thermal treatment of the underground oil reservoir.
In einer insbesondere bevorzugten Ausführungsform ist der Formkorperkatalysator (FK) in der Nähe der Eingangsöffnungen angeordnet. Unter„in der Nähe" wird erfindungsgemäß verstanden, dass der Formkorperkatalysator in einem Bereich von 0 bis 50 m, bevorzugt in einem Bereich von 0,5 bis 20 m und insbesondere in einem Bereich von 1 bis 10 m um die Eingangsöffnung angeordnet ist. In a particularly preferred embodiment, the shaped body catalyst (FK) is arranged in the vicinity of the inlet openings. "Near" according to the invention is understood to mean that the shaped body catalyst is arranged in a range of 0 to 50 m, preferably in a range of 0.5 to 20 m and in particular in a range of 1 to 10 m around the inlet opening.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein katalytischer Wärmegenerator, bei dem der Formkorperkatalysator (FK) in der Nähe der Eingangsöffnungen angeordnet ist. The present invention thus also relates to a catalytic heat generator in which the shaped body catalyst (FK) is arranged in the vicinity of the inlet openings.
Bezüglich des Formkörperkatalysators (FK), des zweitenWith respect to the molded article catalyst (FK), the second
Formkörperkatalysators (FK2), des Stützmittels (S), der brennbaren Mischung (BM) und der exothermen Mischung (EM) gelten die zuvor beschriebenen Ausführungen und Bevorzugungen. Shaped body catalyst (FK2), the proppant (S), the combustible mixture (BM) and the exothermic mixture (EM) apply the previously described embodiments and preferences.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 vertikale Bohrung (B) 1 vertical hole (B)
2 Frackriss  2 Frackriss
3 Stützmittel (S)  3 proppants (S)
4 Formkorperkatalysator (FK)  4 Shaped Catalyst (FK)
5 Reaktionsprodukte und Reaktionswärme  5 reaction products and heat of reaction
6 Perforationsöffnungen  6 perforations
7 Erdöl  7 petroleum
1 1 horizontale Bohrung  1 1 horizontal hole
21 kurzer Frackriss  21 short tail crack
22 Frackriss zur Produktion  22 Frack crack for production
R Innenringradius  R inner ring radius
R1 Außenringradius Die Figuren zeigen im Einzelnen  R1 outer ring radius The figures show in detail
Figur 1 : Vertikaler Schnitt durch eine unterirdische Erdöllagerstätte nach Verfahrensschritt d), der Formkorperkatalysator (4; FK) bildet einen quasiringförmigen Bereich in der Bohrlochnahzone aus. Figur 2a): Vertikaler Schnitt durch eine unterirdische Erdöllagerstätte nach Verfahrensschritt d), der Formkörperkatalysator (4; FK) bildet einen quasiringförmigen Bereich mit einem Innenringradius (R) aus. Figur 2b): Horizontaler Schnitt durch die unterirdische Erdöllagerstätte gemäß Figur 2a). Figure 1: Vertical section through an underground Erdöllagerstätte after process step d), the Formkorperkatalysator (4, FK) forms a quasi-annular region in the Bohrlochnahzone. 2a): Vertical section through an underground oil reservoir after process step d), the shaped-body catalyst (4, FK) forms a quasi-annular region with an inner ring radius (R). FIG. 2b): Horizontal section through the underground oil reservoir according to FIG. 2a).
Figur 3: Vertikaler Schnitt durch eine unterirdische Erdöllagerstätte nach Verfahrensschritt d), wobei die unterirdische Erdöllagerstätte einem Mini-Frack- Verfahren unterzogen wurde. FIG. 3: A vertical section through an underground oil reservoir after process step d), wherein the underground oil reservoir was subjected to a mini-fracking process.
Figur 4: Vertikaler Schnitt durch eine unterirdische Erdöllagerstätte, bei der im Anschluss an Verfahrensschritt d) Erdöl (7) durch Frackrisse zur Produktion (22) gefördert wird. Figure 4: Vertical section through an underground Erdöllagerstätte, in which subsequent to process step d) petroleum (7) by tail cracks for production (22) is promoted.
Die vorliegende Erfindung wird durch das nachfolgende Ausführungsbeispiel näher erläutert, ohne sie jedoch hierauf zu beschränken. The present invention will be further illustrated by the following embodiment, without, however, limiting it thereto.
Ausführungsbeispiel 1 Embodiment 1
In eine unterirdische Erdöllagerstätte (Schieferöl-Lagerstätte), die in einer Teufe von 3200 m gelagert ist, werden mehrere vertikale Bohrungen (B) niedergebracht. Die produktive Schicht der unterirdischen Erdöllagerstätte weist eine Mächtigkeit von 80 bis 120 m auf. Mindestens eine der vertikalen Bohrungen (B) wird unter Verwendung eines konventionellen, kumulativen Perforators im Bereich der produktiven Schicht perforiert, unter Erhalt von Perforationsöffnungen (6). In a subterranean oil deposit (shale oil deposit), which is stored in a depth of 3200 m, several vertical holes (B) are drilled. The productive layer of the underground oil reservoir has a thickness of 80 to 120 m. At least one of the vertical holes (B) is perforated in the region of the productive layer using a conventional cumulative perforator to obtain perforations (6).
Die Erdöllagerstätte wird anschließend zunächst gefrackt. Zum Fracken wird eine Frackflüssigkeit (FF) eingesetzt, in der keramisches Stützmittel (S) dispergiert ist. Es werden 400 m3 Frackflüssigkeit (FF), die 25 Gew.-% des keramischen Stützmittels (S) bezogen auf das Gesamtgewicht der Frackflüssigkeit (FF) enthält, in die unterirdische Erdöllagerstätte eingepresst. The oil deposit is then first scanned. For fraying a fracking liquid (FF) is used, in which ceramic proppant (S) is dispersed. 400 m 3 of tailing liquid (FF), which contains 25% by weight of the ceramic proppant (S) based on the total weight of the fracking liquid (FF), are injected into the subterranean crude oil deposit.
Anschließend werden 10 m3 der fließfähigen Zusammensetzung (FZ), die 1 ,8 t des Formkörperkatalysators (FK) und 0,7 1 des zweiten Formkörperkatalysators (FK2) enthält, in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert. Der Formkörperkatalysator (FK) enthält einen keramischen Träger (KT), auf den als Aktivmetall (A) Palladium aufgebracht ist. Der zweite Formkörperkatalysator (FK2) enthält ebenfalls den keramischen Träger (KT), auf den als zweites Aktivmetall (A2) ein Mangansalz aufgebracht ist. Die fließfähige Zusammensetzung (FZ) wird bei der Injektion in die unterirdische Erdöllagerstätte in einem quasiringförmigen Bereich um die Bohrlochnahzone verteilt. Subsequently, 10 m 3 of the flowable composition (FZ) containing 1.8 t of the molded article catalyst (FK) and 0.7 l of the second molded article catalyst (FK2) are injected into the underground oil reservoir. The shaped-body catalyst (FK) contains a ceramic support (KT), on which palladium is applied as active metal (A). The second shaped-body catalyst (FK2) also contains the ceramic support (KT), to which a manganese salt is applied as the second active metal (A2). The flowable composition (FZ) is distributed in a quasi-annular area around the well zone when injected into the subterranean well deposit.
Anschließend werden 15 m3 der exothermen Mischung (EM) durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert. Die exotherme Mischung (EM) enthält eine 40 gew.-%ige Lösung von Wasserstoffperoxid in Wasser. Die exotherme Reaktion der exothermen Mischung (EM) wird durch den Formkörperkatalysator (FK) und insbesondere durch den zweiten Formkörperkatalysator (FK2) katalysiert. Es bildet sich Wasserdampf und Sauerstoff und die unterirdische Erdöllagerstätte erwärmt sich durch die bei der exothermen Reaktion der exothermen Mischung (EM) frei werdende Reaktionswärme auf Temperaturen von bis zu 600 °C. Der Formkörperkatalysator (FK) erwärmt sich dadurch ebenfalls. Subsequently, 15 m 3 of the exothermic mixture (EM) are injected through the hole (B) into the underground oil reservoir. The exothermic mixture (EM) contains a 40 wt .-% solution of hydrogen peroxide in water. The exothermic reaction of the exothermic mixture (EM) is catalyzed by the molded article catalyst (FK) and in particular by the second molded article catalyst (FK2). It forms water vapor and oxygen and the underground Erdöllagerstätte warmed by the released during the exothermic reaction of the exothermic mixture (EM) heat of reaction to temperatures of up to 600 ° C. The shaped-body catalyst (FK) is thus also heated.
Im nächsten Schritt wird die gasförmige brennbare Mischung (BM) 2 bis 3 Monate lang durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert. Als gasförmige brennbare Mischung (BM) wird eine Mischung von 30 Vol.-% Methan und 70 Vol.-% Luft eingesetzt. Die exotherme Reaktion der gasförmigen brennbaren Mischung (BM) wird durch den erwärmten Formkörperkatalysator (FK) katalysiert. Durch die bei der exothermen Reaktion der brennbaren Mischung (BM) frei werdende Reaktionswärme wird die unterirdische Erdöllagerstätte auf Temperaturen von bis zu 1300 °C erwärmt. Während der exothermen Reaktion der brennbaren Mischung (BM) finden in der unterirdischen Erdöllagerstätte Oxidationsreaktionen statt, die Erdöle in der Lagerstätte werden thermisch gespalten (gecrackt) und pyrolysieren zumindest teilweise. Ebenso wird das Lagerstättengestein teilweise pyrolysiert. In the next step, the gaseous combustible mixture (BM) is injected through hole (B) into the underground oil reservoir for 2 to 3 months. The gaseous combustible mixture (BM) used is a mixture of 30% by volume of methane and 70% by volume of air. The exothermic reaction of the gaseous combustible mixture (BM) is catalyzed by the heated shaped catalyst (FK). The heat of reaction liberated during the exothermic reaction of the combustible mixture (BM) heats the underground oil reservoir to temperatures of up to 1300 ° C. During the exothermic reaction of the combustible mixture (BM), oxidation reactions take place in the underground oil reservoir, the petroleum in the reservoir is thermally cracked (cracked) and at least partially pyrolyzed. Likewise, the reservoir rock is partially pyrolyzed.
Sobald die Injektion der gasförmigen brennbaren Mischung (BM) eingestellt worden ist, wird mindestens eine der Bohrungen (B) als Produktionsbohrung verwendet und Erdöl daraus gefördert. Once the gaseous combustible mixture (BM) injection has been stopped, at least one of the holes (B) will be used as a production well to extract petroleum from it.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur thermischen Behandlung einer unterirdischen Erdöllagerstätte, umfassend die Schritte a) Niederbringen einer Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte, b) Injizieren einer fließfähigen Zusammensetzung (FZ), die einen Formkörperkatalysator (FK) enthält, durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte, c) Injizieren einer brennbaren Mischung (BM) durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte, d) in Kontakt bringen der brennbaren Mischung (BM) mit dem Formkörperkatalysator (FK) in der unterirdischen Erdöllagerstätte, wobei der Formkörperkatalysator (FK) eine exotherme Reaktion der brennbaren Mischung (BM) katalysiert, wobei die unterirdische Erdöllagerstätte nach Verfahrensschritt b) und vor Verfahrensschritt c) mit einer Frackflüssigkeit (FF), die gegebenenfalls ein Stützmittel (S) enthält, behandelt wird, wobei die Frackflüssigkeit (FF) mit einem Druck, der größer als die minimale örtliche Gesteinsbeanspruchung ist, in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert wird, zur Bildung von Frackrissen in der unterirdischen Erdöllagerstätte. A method of thermal treatment of a subsurface oil reservoir, comprising the steps of a) drilling a well (B) into the subsurface oil reservoir, b) injecting a flowable composition (FZ) containing a shaped catalyst (FK) through the well (B) c) injecting a combustible mixture (BM) through the well (B) into the underground well deposit; d) contacting the combustible mixture (BM) with the shaped catalyst (FK) in the underground well deposit, wherein the shaped catalyst (FK) catalyzes an exothermic reaction of the combustible mixture (BM), the subterranean crude oil deposit after process step b) and before process step c) being treated with a fracking fluid (FF) optionally containing a proppant (S), the fracking fluid ( FF) with a pressure greater than the minimum local rock stress i in which subterranean oil deposits are injected, to form fracture cracks in the underground oil reservoir.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die unterirdische Erdöllagerstätte nach Verfahrensschritt a) und vor Verfahrensschritt b) mit einer Frackflüssigkeit (FF), die gegebenenfalls ein Stützmittel (S) enthält, behandelt wird, wobei die Frackflüssigkeit (FF) mit einem Druck, der größer als die minimale örtliche Gesteinsbeanspruchung ist, in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert wird, zur Bildung von Frackrissen in der unterirdischen Erdöllagerstätte. 2. The method according to claim 1, characterized in that the underground Erdöllagerstätte after process step a) and before process step b) with a Frackflüssigkeit (FF), which optionally contains a proppant (S) is treated, wherein the Frackflüssigkeit (FF) with a Pressure greater than the minimum local rock stress injected into the underground oil reservoir to form fracture cracks in the underground oil reservoir.
3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die fließfähige Zusammensetzung (FZ) in Verfahrensschritt b) mit einem Druck, der größer als die minimale örtliche Gesteinsbeanspruchung ist, in die unterirdische Erdöllagerstätte injiziert wird, zur Bildung von Frackrissen in der unterirdischen Erdöllagerstätte. 3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the flowable composition (FZ) in step b) with a pressure which is greater than the minimum local rock stress is injected into the underground Erdöllagerstätte to form Frackrissen in the underground oil deposit.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die fließfähige Zusammensetzung (FZ) das Stützmittel (S) enthält. 4. The method according to claim 3, characterized in that the flowable composition (FZ) contains the proppant (S).
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörperkatalysator (FK) einen keramischen Träger (KT) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumoxid, Aluminiumsilikat, Zirkoniumdioxid und Siliziumdioxid enthält. Process according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the shaped-body catalyst (FK) contains a ceramic support (KT) selected from the group consisting of aluminum oxide, aluminum silicate, zirconium dioxide and silicon dioxide.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörperkatalysator (FK) ein Aktivmetall (A) ausgewählt aus den6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the shaped body catalyst (FK) is an active metal (A) selected from the
Gruppen 5, Groups 5,
8, 9, 10, 1 1 und 12 des Periodensystems der Elemente enthält. Contains 8, 9, 10, 1 1 and 12 of the Periodic Table of the Elements.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die brennbare Mischung (BM) in Verfahrensschritt c) einen Brennstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kohlenwasserstoffen und Alkoholen enthält. Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the combustible mixture (BM) in process step c) contains a fuel selected from the group consisting of hydrocarbons and alcohols.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Verfahrensschritt c) und Verfahrensschritt d) zumindest zeitweise gleichzeitig durchgeführt werden. Method according to one of Claims 1 to 7, characterized in that method step c) and method step d) are carried out at least simultaneously at the same time.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach Verfahrensschritt b) und vor Verfahrensschritt c) die folgenden Schritte durchgeführt werden: b1 ) Injizieren einer zweiten fließfähigen Zusammensetzung (FZ2), die einen zweiten Formkörperkatalysator (FK2) enthält, durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte, b2) Injizieren einer exothermen Mischung (EM) durch die Bohrung (B) in die unterirdische Erdöllagerstätte, in Kontakt bringen der exothermen Mischung (EM) mit dem zweiten Formkörperkatalysator (FK2) in der unterirdischen Erdöllagerstätte, wobei der zweite Formkörperkatalysator (FK2) eine exotherme Reaktion der exothermen Mischung (EM) katalysiert. 9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that after process step b) and before process step c), the following steps are carried out: b1) injecting a second flowable composition (FZ2) containing a second molded article catalyst (FK2), b) injecting an exothermic mixture (EM) through the well (B) into the underground well deposit, contacting the exothermic mixture (EM) with the second shaped catalyst (FK2) in the subterranean well Petroleum deposit, wherein the second shaped catalyst (FK2) catalyzes an exothermic reaction of the exothermic mixture (EM).
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Verfahrensschritt b) und Verfahrensschritt b1 ) zumindest zeitweise gleichzeitig durchgeführt werden. 10. The method according to claim 9, characterized in that method step b) and process step b1) are carried out at least temporarily simultaneously.
1 1 . Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die exotherme Mischung (EM) in Verfahrensschritt b2) ein Peroxid enthält und/oder die brennbare Mischung (BM) in Verfahrensschritt c) Methan und Luft enthält. 1 1. A method according to any one of claims 9 or 10, characterized in that the exothermic mixture (EM) in process step b2) contains a peroxide and / or the combustible mixture (BM) in process step c) methane and air.
12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Formkörperkatalysator (FK2) ein zweites Aktivmetall (A2) ausgewählt aus den Gruppen 6 und 7 des Periodensystems der Elemente enthält. 12. The method according to any one of claims 9 to 1 1, characterized in that the second shaped-body catalyst (FK2) contains a second active metal (A2) selected from Groups 6 and 7 of the Periodic Table of the Elements.
13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörperkatalysator (FK) und gegebenenfalls der zweite Formkörperkatalysator (FK2) in einem quasiringförmigen Bereich um die Bohrung (B) in der unterirdischen Erdöllagerstätte verteilt ist. 13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the shaped-body catalyst (FK) and optionally the second shaped-body catalyst (FK2) is distributed in a quasi-annular region around the bore (B) in the underground Erdöllagerstätte.
14. Verfahren zur Förderung von Erdöl aus der unterirdischen Erdöllagerstätte umfassend die Schritte: i) thermische Behandlung der unterirdischen Erdöllagerstätte durch das14. Method of extracting oil from the underground oil reservoir, comprising the steps of: i) thermal treatment of the underground oil reservoir by the
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, Method according to one of claims 1 to 13,
ii) Entnahme von Erdöl durch eine Produktionsbohrung.  ii) extraction of petroleum through a production well.
15. Katalytischer Wärmegenerator, umfassend den Formkörperkatalysator (FK) und eine unterirdische Erdöllagerstätte, in die eine Bohrung (B) niedergebracht ist, die Perforationsöffnungen (6) aufweist, mit einer Erdöl-führenden Schicht sowie Rissen in der unterirdischen Erdöllagerstätte, dadurch gekennzeichnet, dass die Perforationsöffnungen (6) Eingangsöffnungen des katalytischen Wärmegenerators sind. 15. A catalytic heat generator comprising the molded body catalyst (FK) and a subterranean oil deposit into which is drilled a bore (B) having perforations (6) with a petroleum-bearing layer and cracks in the subsurface oil reservoir, characterized in that the perforation openings (6) are inlet openings of the catalytic heat generator.
PCT/EP2015/060916 2014-05-26 2015-05-18 Method for the thermal treatment of an underground oil reservoir WO2015180992A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14169863.9 2014-05-26
EP14169863 2014-05-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015180992A1 true WO2015180992A1 (en) 2015-12-03

Family

ID=50774734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/060916 WO2015180992A1 (en) 2014-05-26 2015-05-18 Method for the thermal treatment of an underground oil reservoir

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2015180992A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2988065A1 (en) * 2014-08-15 2016-02-24 Global Oil EOR Systems, Ltd. Hydrogen peroxide steam generator for oilfield applications
CN106568637A (en) * 2016-10-28 2017-04-19 中国石油大学(华东) Preparation method of fixed perforation rock sample
CN109751026A (en) * 2017-11-01 2019-05-14 中国石油化工股份有限公司 A kind of method and construction technology promoting pressure break exploitation Fracture System complexity
US11008498B2 (en) 2018-08-16 2021-05-18 Saudi Arabian Oil Company Cement slurry responsive to hydrocarbon gas

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2382471A (en) * 1941-03-03 1945-08-14 Phillips Petroleum Co Method of recovering hydrocarbons
US3007520A (en) * 1957-10-28 1961-11-07 Phillips Petroleum Co In situ combustion technique
US3072187A (en) * 1960-05-12 1963-01-08 Phillips Petroleum Co Production and upgrading of hydrocarbons in situ
US3250327A (en) * 1963-04-02 1966-05-10 Socony Mobil Oil Co Inc Recovering nonflowing hydrocarbons
US3712375A (en) * 1970-11-25 1973-01-23 Sun Oil Co Method for catalytically heating wellbores
US20020148608A1 (en) * 2001-03-01 2002-10-17 Shaw Donald R. In-situ combustion restimulation process for a hydrocarbon well
US20070199700A1 (en) * 2006-02-27 2007-08-30 Grant Hocking Enhanced hydrocarbon recovery by in situ combustion of oil sand formations
US20070235187A1 (en) * 2006-04-10 2007-10-11 Schlumberger Technology Corporation Low Temperature Oxidation for Enhanced Oil Recovery

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2382471A (en) * 1941-03-03 1945-08-14 Phillips Petroleum Co Method of recovering hydrocarbons
US3007520A (en) * 1957-10-28 1961-11-07 Phillips Petroleum Co In situ combustion technique
US3072187A (en) * 1960-05-12 1963-01-08 Phillips Petroleum Co Production and upgrading of hydrocarbons in situ
US3250327A (en) * 1963-04-02 1966-05-10 Socony Mobil Oil Co Inc Recovering nonflowing hydrocarbons
US3712375A (en) * 1970-11-25 1973-01-23 Sun Oil Co Method for catalytically heating wellbores
US20020148608A1 (en) * 2001-03-01 2002-10-17 Shaw Donald R. In-situ combustion restimulation process for a hydrocarbon well
US20070199700A1 (en) * 2006-02-27 2007-08-30 Grant Hocking Enhanced hydrocarbon recovery by in situ combustion of oil sand formations
US20070235187A1 (en) * 2006-04-10 2007-10-11 Schlumberger Technology Corporation Low Temperature Oxidation for Enhanced Oil Recovery

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2988065A1 (en) * 2014-08-15 2016-02-24 Global Oil EOR Systems, Ltd. Hydrogen peroxide steam generator for oilfield applications
EP3628921A1 (en) * 2014-08-15 2020-04-01 Global Oil EOR Systems, Ltd. Hydrogen peroxide steam generator
US11028675B2 (en) 2014-08-15 2021-06-08 Global Oil EOR Systems, Ltd. Hydrogen peroxide steam generator for oilfield applications
CN106568637A (en) * 2016-10-28 2017-04-19 中国石油大学(华东) Preparation method of fixed perforation rock sample
CN109751026A (en) * 2017-11-01 2019-05-14 中国石油化工股份有限公司 A kind of method and construction technology promoting pressure break exploitation Fracture System complexity
CN109751026B (en) * 2017-11-01 2021-11-02 中国石油化工股份有限公司 Method for improving complexity of fracture mining system and construction process
US11008498B2 (en) 2018-08-16 2021-05-18 Saudi Arabian Oil Company Cement slurry responsive to hydrocarbon gas

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2421581C2 (en) Process for the extraction of petroleum from underground formations by means of a heating medium and a solvent for the petroleum
DE60308383T2 (en) PROCESS FOR HYDRAULIC CLOSING OF UNDERGROUND FORMATIONS
WO2015180992A1 (en) Method for the thermal treatment of an underground oil reservoir
DE112007003060T5 (en) Differential filters for stopping water during oil extraction
DE2649487A1 (en) EXTRACTION OF Viscous PETROLEUM FROM DENSE TAR SANDS
DE2924493A1 (en) CRUSHING PREHEATING OIL PRODUCTION METHOD
EP2333026B1 (en) Method for producing crude oil
DE112015000858T5 (en) Method of providing multiple cracks in a formation
WO2018212674A1 (en) Method of deriving hydrocarbons from oil-prone kerogen-rich formations and technological complex.
WO2014167012A1 (en) Method for hydraulically fracturing a subterranean formation using aluminium particles
DE2527674A1 (en) PROCESS FOR OBTAINING VISCOSE HYDROCARBONS FROM UNDERGROUND HYDROCARBON FORMATIONS
EP2436748A1 (en) Method for producing crude oil from subterranean crude oil storage areas
WO2003014522A9 (en) In-situ evaporation
DE2606100A1 (en) METHOD OF TREATING A DRILL HOLE
DE2409080A1 (en) PROCESS FOR THE EXTRACTION OF VISCOSE PETROLEUM
WO2019245410A1 (en) Method of selectively treating a bottom hole region of a formation
WO2014167011A1 (en) Flowable composition (fz) for the thermal treatment of cavities
DE3543827A1 (en) OIL EXTRACTION PROCESS
DE2917534A1 (en) PROCESS FOR INCREASED OIL PRODUCTION
EP2900791A1 (en) Flowable aqueous compositions and method for increasing the feed rate of crude oil and/or natural gas from a subterranean reservoir that contains crude oil and/or natural gas
RU2628342C1 (en) Method for complex hydrogen thermo-barochemical processing of production formation
EP2559844B1 (en) Method for transporting crude oil from subterranean storage areas
CN112901110A (en) Method for temporary blocking diversion fracturing by salinity response type emulsion
WO2015036317A1 (en) Method for extracting petroleum from an underground formation
RU2669949C1 (en) Method of development of low-permeable oil deposits

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15722548

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15722548

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1