DE1571201B2 - Verfahren zur gewinnung bon bitumina aus untertaegigen lagerstaetten durch anwendung von kernenergie - Google Patents

Description

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Wärmeträgermediums die vom Reaktor erzeugte keit und anderen geologischen Faktoren der zu beWärme abgeführt werden kann, so daß ein zu starkes handelnden Lagerstätte beeinflußt wird.
Aufheizen desselben nicht zu befürchten ist. Da das Nachdem die Zuführung des Wärmeträgermediums Wärmeträgermedium unter Druck in die Bohrung abgebrochen wurde, wird der gesteuerte nukleare geleitet wird, ist es in der Lage, einen größeren Lager- t Zerfall des Reaktors in einen ungesteuerten Zerfall Stättenbereich in der Umgebung des Reaktors aufzu- übergeführt. Hierdurch wird die Rißbildung in dem reißen und für nachfolgende Arbeitsschritte vorzü- vorbereiteten Lagerstättenmaterial wesentlich verbereiten, größert. Die in der Nähe der Behandlungsbohrung

In einer Weiterbildung des Verfahrens zeichnet es abgeteuften Rißleitbohrungen, durch die O₂-haltige

sich dadurch aus, daß die Vorbereitung und Aus- io Stoffe in die Lagerstätte gedrückt worden sind und

beutung der Lagerstätte in zwei oder mehreren Lager- die eine konventionelle Sprengstoffladung enthalten,

Stättenabschnitten durchgeführt wird, die so weit von- werden zu gleicher Zeit wie der Reaktor zur Spren-

einander entfernt liegen, daß die Randzonen einander gung gebracht, wodurch die Risse von der Behand-

nicht berühren, daß in dem Zwischenabschnitt min- lungsbohrung auf die Rißleitbohrungen hingelenkt

destens eine Rißleitbohrung niedergebracht wird und 15 werden.

daß der Zwischenabschnitt entgast wird und anschlie- Durch die Behandlungsbohrung wird nach vollßend einer Vergasung unterworfen wird, indem von zogener Sprengung ein O₂-haltiges Medium eingeüber Tage O₂-haltige Medien durch die erschöpften preßt, das die Verbrennung des Lagerstätteninhaltes Abschnitte zur Rißleitbohrung des Zwischenabschnit- bewirkt. Die entstehenden Ent- und Vergasungsprotes gedrückt werden. 20 dukte werden durch die Rißleitbohrungen nach über

Diese Weiterbildung des Verfahrens offenbart bei- Tage geleitet.

spielhaft, auf welche Art und Weise, bezüglich der Nach der Beschaffenheit der Bitumina richtet sich

Anordnung der niedergebrachten Bohrungen, ein die Anzahl der abzuteufenden Behandlungsbohrungen

Lagerstättenfeld ausgebeutet werden kann. pro Flächeneinheit. Die Anzahl der Behandlungsboh-

An Hand eines Beispieles soll das erfindungs- 25 rangen und Rißleitbohrungen, deren Anordnung in

gemäße Verfahren beschrieben werden. bezug auf die Behandlungsbohrung und ihr Abstand

Um die untertägigen Bitumina zu gewinnen, wird voneinander richtet sich auch noch nach folgenden zur Erzeugung vorgewärmter Zonen der zu behan- Gegebenheiten: Zähe Lagerstättenbitumina benötigen delnde Abschnitt durch eine Mehrzahl von Bohren- kleinere Abstände, spröde Bitumina dagegen erlauben gen aufgeschlossen, die in sogenannte Behandlungs- 30 größere Abstände. Eine größere Lagerstättenmächtigbohrungen und Rißleitbohrungen unterschieden wer- keit erlaubt ebenfalls größere Abstände, da die den. In die Behandlungsbohrungen wird ein Reaktor Sprengwirkungen in den Behandlungs- und Rißleiteingeführt und in Betrieb gesetzt. Die dabei entwik- bohrungen größer gewählt werden können. Die gekelte Wärme wird von einem Wärmeträgermedium nauen Abstände lassen sich daher in der Praxis immer aufgenommen, das beispielsweise aus Kohlenwasser- 35 nur nach Auswertung der Kontrollbohrungen in der stoffen und/oder Wasser oder sonstigen Stoffen, die Lagerstätte mit ihrem Deckgebirge festlegen. Vorais Wärmeträgermedien dienen können, besteht. Der stehende Überlegungen für die Bohrlochabstände Druck im Wärmeaustauscher des Reaktors muß sogroß müssen auch mit herangezogen werden, um den Zeitsein, daß das gebildete Dampfgemisch zusammen mit punkt der Sprengung zu ermitteln,
dem Entgasungsprodukt in die Formation eindringen 40 Obwohl für das Verfahren auch ungesteuerte Zerkann. Der Druck bewirkt eine zunächst mehr oder fallsenergie verwendet wird, ist der Abbau der Bituweniger starke Zerreißung der Formation, die sich mina nach diesen Verfahren relativ ungefährlich. In konzentrisch um die Behandlungsbohrung ausbreitet, den Vereinigten Staaten von Amerika durchgeführte und die Wärme der Dämpfe leitet hierbei die Ent- Versuchssprengungen untertägiger Formationen gasung des Lagerstätteninhaltes ein, wodurch zusatz- 45 haben ergeben, daß die übertägige Umwelt durch die lieh die Porosität in der Lagerstätte erhöht wird. Das Sprengung der Reaktoren nicht in Mitleidenschaft geEindrücken des Wärmeträgermediums wird längere zogen wird, wenn man die Menge des nuklearen Zeit fortgesetzt, bis aus dem Druckverlauf in Abhän- Materials richtig bemißt. Höhlensprengungen haben gigkeit von der ermittelten Struktur der jeweiligen sogar ergeben, daß nach nur 60 Tagen nach der Lagerstätte ersehen werden kann, daß eine Rißbil- 50 Sprengung die angrenzenden Höhlen wieder begangen dung und Erwärmung mit teilweiser Entgasung in werden konnten, da die Strahlungsintensität weit einem Umkreis um die Behandlungsbohrung eingetre- unter ein den Menschen gefährdendes Maß abgesunten ist, dessen Radius von der Struktur, der Mächtig- ken war.

Claims (2)

1 2 '"'statte -für' die Verbrennung bzw. Erwärmung die Patentansprüche: Ausnutzung vohandener Grubenausbauten und das Frac-Verfahren zur Bildung von Rissen.

1. Verfahren zur Gewinnung von Bitumina aus Nach der deutschen Patentschrift 972 286 ist es untertägigen Lagerstätten, gemäß dem zunächst 5 bekannt, die Lagerstätten durch zweckentsprechend ein durch eine Reihe von Bohrungen erschlossenes gesteuerten Einsatz atomarer Zerfallsenergie teilweise Lagerstättenfeld durch Anwendung von Kern- oder ganz zu entgasen und somit porös zu machen energie durch gesteuerte Kernspaltung in einen und anschließend die derartig für die nachfolgenden porösen Zustand überführt wird, worauf durch Prozesse reifgemachten Lagerstätten entweder unter Zuführung von O₂-haltigen Medien unter.Druck io weiterer Zuführung atomarer Zerfallsenergie mit zuin einzelne Bohrlöcher unter Verbrennung in situ" sätzlichem Wasserstoff bei erhöhtem Druck zu und Vergasung von Anteilen der Bitumina ein hydrieren oder unter Abschaltung der Energiezufuhr Generatorprozeß in dem Lagerstättenfeld durch₇ mit Sauerstoffträgern und/oder Wasserdampf in an geführt wird und . die Ent- und Vergasungs- sich bekannter Weise zu vergasen.

produkte durch weitere Bohrlöcher nach über 15 Die Hauptmenge des Bitumens wird bei den vor-Tage abgezogen werden, dadurch gekenn- genannten Verfahren in Form von CO und CO₂ gezeichnet, daß in eine Behandlungsbohrung ein wonnen. Ein Nachteil der bekannten Verfahren, ins-Reaktor eingebracht und in Betrieb gesetzt wird, besondere bei dem zuletzt genannten, liegt nun darin, daß ein Wärmeträgermedium unter Druck von daß bei der Vergasung die Temperatur in der Verüber Tage in diese Bohrung geleitet wird, die die 20 gasungszone selten über 500 bis 700° C ansteigt, wovom Reaktor abgegebene Wärmeenergie aufnimmt durch das Verhältnis von CO zu CO₂ nach der CO₂- und an die Lagerstätte weiterleitet, wodurch die Seite hin verschoben wird. Ein weiterer Nachteil des Lagerstätte durch Rißbildung und teilweise Ent- bekannten mit Zerfallsenergie arbeitenden Verfahrens gasung aufgelockert wird, daß nach Auflockerung besteht darin, daß mittels Wärmeleitung eine Entder Lagerstätte der gesteuerte nukleare Zerfall in 25 gasung der Formation durchgeführt werden soll. Die einen ungesteuerten Zerfall übergeführt wird und Wärmeleitung der durch gesteuerte Zerfallsenergie daß gleichzeitig in in der Nähe der Behandlungs- frei werdenden Wärme ist bei einem ΔΤ von ~ 700° C bohrung abgeteuften Rißleitbohrungen Spreng- aber so gering, daß der Reaktor in kurzer Zeit stark ladungen zur Explosion gebracht werden, die die aufheizen und infolge der übermäßigen Aufheizung durch die Sprengung der Behandlungsbohrung 30 der Regelstab des Reaktors den atomaren Zerfall fast gebildeten Risse.auf sich ziehen und erweitern. ganz zum Erliegen bringen würde. Es ist also auf

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Grund der ungenügenden Wärmeableitung nicht mögkennzeichnet, daß die Vorbereitung und Aus- lieh, eine verbesserte Förderleistung mittels direkter, beutung der Lagerstätte in zwei oder mehreren gesteuerter Zerfallsenergie zu erzielen.
Lagerstättenabschnitten durchgeführt wird, die so 35 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weit voneinander entfernt liegen, daß die Rand- Verfahren zur Gewinnung von Bitumina aus unterzonen einander nicht berühren, daß in dem Zwi- tägigen Lagerstätten zu schaffen, gemäß dem zunächst schenabschnitt mindestens eine Rißleitbohrung ein durch eine Reihe von Bohrungen erschlossenes niedergebracht wird und daß der Zwischen- Lagerstättenfeld durch Anwendung von Kernenergie abschnitt entgast wird und anschließend einer 40 durch gesteuerte Kernspaltung in einen porösen ZuVergasung unterworfen wird, indem von über stand überführt wird, worauf durch Zuführung von | Tage O₂-haltige Medien durch die erschöpften O₂-haltigen Medien unter Druck in einzelne Bohr-Abschnitte zur Rißleitbohrung des Zwischen- löcher unter Verbrennung in situ und Vergasung von abschnittes gedrückt werden. Anteilen der Bitumina ein Generatorprozeß in dem I

45 Lagerstättenfeld durchgeführt wird und die Ent- und |

Vergasungsprodukte durch weitere Bohrlöcher nach

über Tage abgezogen werden und bei dem die vorbenannten Nachteile, insbesondere das übermäßige

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewin- Aufheizen des Reaktors, vermieden werden,
nung von Bitumina aus untertägigen Lagerstätten, ge- 50 In Lösung der gestellten Aufgabe ist ein Verfahren maß dem zunächst ein durch eine Reihe von Boh- der vorgenannten Gattung geschaffen worden, das rungen erschlossenes Lagerstättenfeld durch Anwen- sich dadurch auszeichnet, daß in eine Behandlungsdung von Kernenergie durch gesteuerte Kernspaltung bohrung ein Reaktor eingebracht und in Betrieb ge- \ in einen porösen Zustand überführt wird, worauf setzt wird, daß ein Wärmeträgermedium unter Druck ' durch Zuführung von O₂-haltigen Medien unter 55 von über Tage in diese Bohrung geleitet wird, die die Druck in einzelne Bohrlöcher unter Verbrennung in vom Reaktor abgegebene Wärmeenergie aufnimmt situ und Vergasung von Anteilen der Bitumina ein und an die Lagerstätte weiterleitet, wodurch die Generatorprozeß in dem Lagerstättenfeld durchge- Lagerstätte durch Rißbildung und teilweise Entgasung führt wird und die Ent- und Vergasungsprodukte aufgelockert wird, daß nach Auflockerung der Lagerdurch weitere Bohrlöcher nach über Tage abgezogen 60 statte der gesteuerte nukleare Zerfall in einen ungewerden. steuerten Zerfall übergeführt wird und daß gleich-

Wenn man von der Gewinnung im Bergbauverfah- zeitig in in der Nähe der Behandlungsbohrung abgeren absieht, werden die Inhaltsstoffe bituminöser teuften Rißleitbohrungen Sprengladungen zur Lagerstätten, deren Bitumenanteil fest, eventuell auch Explosion gebracht werden, die die durch die Sprenhochviskos oder erstarrt ist, durch Teilverbrennung, 65 gung der Behandlungsbohrung gebildeten Risse auf Entgasung und Vergasung ausgebeutet. Bekannte sich ziehen und erweitern.

Verfahren sind die In-situ-Verbrennung, das Elek- Vorteilhaft bei den erfindungsgemäßen Verfahren

trolink-Verfahren oder zur Vorbereitung der Lager- ist es, daß insbesondere durch Verwendung eines