DE2421072A1 - Bitumen recovery from tar sand deposits - by solution mining using a rotatable injection pipe - Google Patents

Abstract

In the recovery of bitumen-from subterranean tar and formations by soln. mining, in which >=1 injection well is sunk into the formation and >=1 flow path for the mixt. of solvent and bitumen is provided from the formation to the surface, the solvent is injected through an injection well equipped with a rotatable injection pipe with >=1 outlet nozzle at its lower end. The solvent is pref. CS2 and/or an aromatic hydrocarbon and/or a 3-8C aliphatic hydrocarbon an inert water-immiscible halogenated hydrocarbon (e.g. CCl4), or a mixt. of CS2 and CCl4. The flow path for the solvent/bitumen mixt. is pref. the annular space between the injection well casing and the rotatable injection pipe.

Description

Verfahren zur Bitumengewinnung aus untertägigen Teersandlagerstätten. Process for bitumen extraction from underground tar sand deposits.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Bitumen aus untertägigen Teersandlagerstätten mittels Lösungsbergbau (solution mining) und ist insbesondere auf Teersandlagerstätten anwendbar, welche nicht dem Abräumbergbau (strip mining) zugänglich sind, weil das Verhältnis von Deckschichtstärke zur Stärke der Teersandlagerstätte größer als 1 ist.The present invention relates to a method for obtaining Bitumen from underground tar sand deposits using solution mining and is particularly applicable to tar sand deposits, which are not used for clearing mining (strip mining) are accessible because of the ratio of surface layer thickness to thickness the tar sand deposit is greater than 1.

Erdöl wird in untertägigen Formationen oder Reservoirs, in welchen es sich angesammelt hat, gefunden und die Förderung wird durch Abteufen von Bohrungen in diese Reservoirs und Ausströmen des Fluids an die Erdoberfläche infolge des existierenden natürlichen Drucks oder, falls nur ungenügender natürlicher Druck gegeben ist, durch Pumpen ausgeffihrt. Viele erdölhaltige Reservoirs enthalten Erdöl, welches zu viskos ist, um es unter normalen Bedingungen durch Strömen oder Pumpen aus dem Reservoir zu gewinnen. Liegen derartige Reservoirs vor, ist die Förderung nur mittels Zusatzgewinnungsverfahren möglich, üblicherweise als Sekundär- oder Tertiärgewinnung bezeichnet, bei welchen Energie, um das Erdöl in Bewegung zu bringen, der Lagerstätte zugeführt wird, oder es wird ein Lösungsmittel eingebracht, um die Erdölviskosität zu senken.Petroleum is found in underground formations or reservoirs in which it has accumulated, found and production is by drilling holes into these reservoirs and leakage of the fluid to the surface of the earth as a result of the existing natural pressure or, if only insufficient natural pressure is given, carried out by pumping. Many petroleum-containing reservoirs contain petroleum, which is too viscous to make it under normal conditions by flowing or pumping from the reservoir. If there are such reservoirs, the promotion is only possible by means of additional extraction processes, usually as secondary or Tertiary extraction describes the energy at which to get the crude oil in motion, is fed to the deposit, or a solvent is introduced to the Lower petroleum viscosity.

Das herausragende Beispiel für Formationen, welche Erdöl enthalten, das zu viskos ist, um es mittels üblicher Verfahren zu fördern, sind die sogenannten Teer- oder Bitumensande. Diese werden beispielsweise in den westlichen Staaten der USA, im westlichen Canada und Venezuela angetroffen. Es ist bekannt, daß diese Formationen überaus große Reserven an bituminösem Erdöl aufweisen, jedoch ist das in diesen enthaltene Erdöl zu viskos, um es durch übliche Techniken zu gewinnen.The outstanding example of formations containing petroleum, that is too viscous to be conveyed by conventional methods are the so-called Tar or bitumen sands. These are for example in the western states of the USA, found in western Canada and Venezuela. It is known that these formations have extremely large reserves of bituminous petroleum, but that is in these The petroleum it contains is too viscous to be obtained by conventional techniques.

Der gegenwärtige Stand der Technik zur Gewinnung von Bitumen aus Teersandlagerstätten kann allgemein als Abräumbergbau (strip mining) oder in situ-Abtrennung klassifiziert werden.The current state of the art for the extraction of bitumen from tar sand deposits can be broadly classified as strip mining or in situ separation will.

Das Abräumen erfordert die Entfernung der Deckschicht auf mechanischem Wege und die Mischung aus Bitumen und Sand, welche die Teersandlagerstätte darstellt, wird sodann in ähnlicher Weise auf mechanischem Wege entfernt und an die Oberfläche in eine Verarbeitungsanlage gefördert, um eine Trennung von Bitumen und Sand durchzuführen. Die in situ-Abtrennverfahren machen von der Technik der Abtrennung des Bitumens vom Sand in der Teersandlagerstätte selbst Gebrauch, so daß Bitumen in etwas modifizierter Form zur Oberfläche transportiert werden kann, während der Sand in der Lagerstätte verbleibt.Clearing away requires the removal of the top layer on mechanical Paths and the mixture of bitumen and sand that makes up the tar sand deposit, is then similarly removed mechanically and to the surface conveyed to a processing plant to separate bitumen and sand. The in situ separation processes make use of the bitumen separation technique use of the sand in the tar sand deposit itself, so that bitumen is slightly modified Mold can be transported to the surface while the sand is in the deposit remains.

Die-gegenwärtig angewandten Techniken für die in situ-Abtrennung können als thermische oder Emulgierverfahren bezeichnet werden. Die thermischen Verfahren sind die in situ-Verbrennung (Hitzefluten) und Dampffluten. Die Emulgierverfahren beinhalten auch die Dampfanwendung und den weiteren Zusatz einer Chemikalie, um die Emulgierung des hochviskosen Bitumens zu fördern, so daß es an die Oberfläche transportiert werden kann. Obwohl viele in situ-Abtrenntechniken vorgeschlagen wurden, erwies sich keine als wirtschaftlich und technisch erfolgreich.The techniques currently used for in situ separation can referred to as thermal or emulsification processes. The thermal process are the in situ combustion (heat floods) and steam floods. The emulsification process also include the use of steam and the further addition of a chemical, around promote the emulsification of the highly viscous bitumen so that it comes to the surface can be transported. Although many in situ separation techniques have been proposed, none proved to be economically and technically successful.

Der Abräumbergbau ist nur dann wirtschaftlich brauchbar, wenn das Verhältnis von Deckschichtstärke zur Stärke der Teersandlagerstätte etwa 1 oder weniger ist. Viele Lagerstätten weisen dieses Verhältnis nicht auf und können deshalb mittels Abräumen nicht ausgebeutet werden. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß eine beträchtliche, unerfüllte Notwendigkeit zur Gewinnung bituminösen Materials aus Teersandlagerstätten, insbesondere solchen, welche für einen Abräumbergbau infolge des den Wert 1 übersteigenden Verhältnisses von Deckschichtstärke zu Formationsstärke nicht geeignet sind, besteht.Clearing mining is only economically viable if that Ratio of cover layer thickness to the thickness of the tar sand deposit about 1 or is less. Many deposits do not have this ratio and can therefore cannot be exploited by clearing them away. From the foregoing it follows that a considerable unmet need for the extraction of bituminous material from tar sand deposits, especially those which are used for clearing mining as a result of the ratio of surface layer thickness to formation thickness exceeding the value 1 are not suitable.

Die beigefügte Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch die oberirdische und untertägige Anlage für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The accompanying drawing shows a cross-section through the above-ground and underground plant for the application of the method according to the invention.

Es wurde gefunden, daß Bitumen aus untertägigen Teersandlagerstätten durch Lösungsbergbau gefördert werden kann, wobei ein rotierendes Injektionsrohr, welches an seinem unteren Ende mit Düsenmundstücken ausgestattet ist, verwendet wird, so daß ein Lösungsmittel als Düsenstrahl gegen die Teersandlagerstätte gerichtet werden kann. Eine getrennte Verbindung zur Oberfläche unterstützt die Bewegung des injizierten Lösungsmittels, in welchem Bitumen gelöst ist, zur Erdoberfläche und zur wei teren Verarbeitung. Das Injektionsrohr ist derart konstruiert, daß es sich während der Injektion des Lösungsmittels durch das Rohr und aus den Düsenmundstücken heraus drehen kann. Dadurch schöpft ein Lösungsmittelstrom die Teersandlagerstätte aus. Geeignete Lösungsmittel für das erf-indungsgemäße Verfahren sind CS2, aromatische Lösungsmittel, halogenierte Kohlenwasserstoffe, 0014 oder Mischungen von CS2, aromatischen Lösangsmittein und halogenierten Kohlenwasserstoffen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das verwendete Lösungsmittel einen wesentlich niedrigeren Siedepunkt als der des Bitumen auf, so daß die erzeugte Lösungsmittel-Bitumen-Mischung leicht an der Oberfläche getrennt und das Lösungsmittel, um die Menge an benötigtem Lösungsmittel zu senken, erneut injiziert werden kann.It has been found that bitumen from underground tar sand deposits can be promoted by solution mining, whereby a rotating injection pipe, which is equipped with nozzle mouthpieces at its lower end is so that a solvent is directed as a jet against the tar sand deposit can be. A separate connection to the surface supports the movement of the injected solvent, in which bitumen is dissolved, to the earth's surface and for further processing. The injection tube is designed so that it during injection of the solvent through the tube and out of the nozzle tips can turn out. As a result, a solvent stream scoops up the tar sand deposit the end. Suitable solvents for the process according to the invention are CS2, aromatic Solvents, halogenated hydrocarbons, 0014 or mixtures of CS2, aromatic Solvents and halogenated hydrocarbons. In a preferred embodiment the solvent used has a significantly lower boiling point than that of bitumen on, so that the solvent-bitumen mixture produced slightly separated on the surface and the solvent to the amount needed Lower solvent can be re-injected.

Gemäß der Zeichnung befindet sich die Teersandlagerstätte (1) in einer Tiefe, welche es unwirtschaftlich erscheinen läßt, einen üblichen Abräumbergbau vorzunehmen. Eine Injektionsbohrung (2) wird auf den Boden der Teersandlagerstätte abgeteuft und die Verrohrung (3) wird auf den Kopf der Formation aufgesetzt. Ein getrenntes Injektionsrohr (4) läuft in der Verrohrung (3) bis auf den Boden der Teersandlagerstätte. Das Injektionsrohr (4) ist mit mindestens einem Mundstück (5) nahe des Endes des Rohrs ausgerüstet, während die Ausrüstung an der Erdoberfläche Mittel zum Drehen des Injektionsrohrs, wenn Flüssigkeit nach unten durch das Rohr gepumpt wird, aufweist.According to the drawing, the tar sand deposit (1) is in a Depth, which makes it seem uneconomical, a usual clearing mining to undertake. An injection well (2) is made in the bottom of the tar sand deposit sunk and the casing (3) is placed on top of the formation. A separate injection pipe (4) runs in the piping (3) to the bottom of the Tar sands deposit. The injection tube (4) is equipped with at least one mouthpiece (5) near the end of the pipe while the equipment is on the surface Means for rotating the injection tube when liquid is down through the tube is pumped, has.

Diese Mittel sind in der Zeichnung durch einen Motor (6), der dem Rohr (4) benachbart ist, und Dichtvorrichtungen (7) und (8), welche eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen den drehenden und nichtdrehenden Teilen der Anlage sichern, dargestellt. Eine Pumpe (9) pumpt mit relativ hohem Druck und Strömungsgeschwindigkeit, welche notwendig sind, um das für das richtige Funktionieren des erfindungsgemäßen Verfahrens benötigte Verdüsen zu gewährleisten, Lösungsmittel nach unten durch das Injektionsrohr.These means are in the drawing by a motor (6), the Tube (4) is adjacent, and sealing devices (7) and (8), which a liquid-tight Secure the connection between the rotating and non-rotating parts of the system, shown. A pump (9) pumps at a relatively high pressure and flow rate, which are necessary for the correct functioning of the invention Atomization needed to ensure solvent down through the process Injection tube.

Ein getrennter Strömungskanal zur Aufnahme einer Lösungsmittel-Bitumen-Mischung ist ebenfalls vorgesehen. Dieser kann die Form einer getrennten Bohrung oder es kann der Ringraum (10) zwischen der Verrohrung (3) und dem Injektionsrohr (4) für diesen Zweck verwendet werden. An der Oberfläche ist die Flüssigkeitsleitung (11) mit dem Ringraum (10) an einem Ende und am anderen Ende mit dem Abtrenntank (12) verbunden. Der Abtrenntank (12), welcher mit einer Mischvorrichtung und einem Erhitzer ausgerüstet sein kann, weist am Kopf eine Leitung (13) auf, welche mit dem Ansaugstutzen des Kompressors (14) verbunden ist. Ferner ist ein Kondensator (15) auf der Erdoberfläche vorhanden.A separate flow channel for receiving a solvent-bitumen mixture is also provided. This can take the form of a separate hole or it can the annular space (10) between the piping (3) and the injection pipe (4) for be used for this purpose. On the surface is the liquid line (11) with the annular space (10) at one end and with the separation tank (12) at the other end tied together. The separation tank (12), which is equipped with a mixer and a heater can be equipped, has a line (13) on the head, which with the suction port of the compressor (14) is connected. There is also a capacitor (15) on the earth's surface available.

Bei Betrieb wird anfänglich Lösungsmittel aus einem externen Versorgungstank (16) eingepumpt. Es ist nicht notwendig, bei Beginn das Lösungsmittel bei dem hohen Druck, wie er später im Verfahrensablauf benötigt wird, zu injizieren, da das Lösungsmittel nur eine relativ kurze Entfernung bis zur Oberfläche der Teersandlagerstätte zurückzulegen hat-. Das Lösungsmittel, beispielsweise eine Mischung von CS2 und einem aromatischen Lösungsmittel, wie z. B. Toluol, wird durch das Rohr (4) unter Druck aus dem Mundstück (5) gegen die Oberfläche der Teersandlagerstätte injiziert. Der Bitumen wird vom Lösungsmittel gelöst und, infolge der hohen Geschwindigkeit des Strahls (17), kann eine beträchtliche Sandmenge zusammen mit der Bitumen-Lösungsmittel-Mischung erzeugt werden.In operation, solvent is initially drawn from an external supply tank (16) pumped in. It is not necessary to start the solvent at the high To inject pressure, as it is needed later in the process sequence, as the solvent to travel only a relatively short distance to the surface of the tar sands deposit Has-. The solvent, for example a mixture of CS2 and an aromatic one Solvents such as B. toluene, is through the pipe (4) under pressure from the mouthpiece (5) injected against the surface of the tar sands deposit. The bitumen is from Solvent dissolved and, due to the high speed of the jet (17), can creates a significant amount of sand along with the bitumen-solvent mixture will.

Bei der Entfernung von Bitumen und möglicherweise von Sand aus der Lagerstätte bildet sich in der Nähe der Mundstücke ein Hohlraum aus. Die Größe dieses Hohlraumes wächst im Verlauf der Zeit. Diese Zeitlinien sind in der Zeichnung mit T1, 2 und T3 bezeichnet. Wenn der Hohlraum wächst, ist es notwendig, den Injektionsdruck zu erhöhen, so daß der Düsenstrahl (17) die Hohlraumwände mit genügender Geschwindigkeit erreicht, um den Bitumen zu verdrängen und zu lösen.When removing bitumen and possibly sand from the Deposit forms a cavity near the mouthpieces. The size of this The cavity grows over time. These timelines are included in the drawing T1, 2 and T3. When the cavity grows, it is necessary to increase the injection pressure to increase so that the nozzle jet (17) the cavity walls with sufficient speed reached to displace and loosen the bitumen.

Im Laufe des erfindungsgemäßen Verfahrens fließt eine Mischung aus Bitumen und Lösungsmittel mit etwas suspendiertem Sand durch den für diesen Zweck als Verbindungsweg ausgewählten Ringraum (10) zur Erdoberfläche. Die hergestellte Lösungsmittel-Bitumen-Mischung fließt durch die Leitung (11) in den Abtrenntank (12). Der Ansaugstutzen des Kompressors (14) ist über die Leitung (13) mit dem Kopf des Tanks (12) verbunden, wodurch eine verdampfende Abtrennung des Lösungsmittels aus der Mischung bewirkt wird. Das verdampfte Lösungsmittel strömt durch die Leitung (13) zum Kompressor (14), wo es komprimiert und nach Passieren des Kondensators (15) erneut verflüssigt wird. Das verflüssigte Lösungsmittel wird sodann mittels Pumpe (9) durch das Injektionsrohr (4) zurück zu den Mundstücken gepumpt.In the course of the method according to the invention, a mixture flows out Bitumen and solvent with some suspended sand through the for this purpose as a connection path selected annulus (10) to the earth's surface. The manufactured Solvent-bitumen mixture flows through line (11) into the separation tank (12). The intake port of the compressor (14) is connected to the head via the line (13) of the tank (12) connected, whereby an evaporative separation of the solvent is effected from the mixture. The evaporated solvent flows through the pipe (13) to the compressor (14), where it is compressed and after passing the condenser (15) is liquefied again. The liquefied solvent is then by means of Pump (9) is pumped back to the mouthpieces through the injection tube (4).

Jedes für die Lösung bituminöser Kohlenwasserstoffe der Teersandlagerstätte geeignete Lösungsmittel kann für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden. CS2 ist ein insbesondere bevorzugtes Lösungsmittel wegen seiner ausgezeichnten Lösungseigenschaften für asphal,tische, bituminöse Materialien.Each for the dissolution of bituminous hydrocarbons in the tar sands deposit suitable solvents can be used for the process of the invention. CS2 is a particularly preferred solvent because of its excellent dissolving properties for asphalt, table, bituminous materials.

Ferner erleichtert sein niedriger Siedepunkt die Ab trennung des Lösungsmittels von der hergestellten Bitumen-Lösungsmittel-Mischung. Die oberirdische Abtrennung und Rückführung des Lösungsmittels ist nicht erfindungswesentlich, aber aus wirtschaftlichen Gründen ist es allgemein vorzuziehen, wenn das Lösungsmittel von der hergestellten Mischung abgetrennt und erneut in die Formation injiziert wird, da hierdurch die benötigten Lösungsmittelmengen beträchtlich verringert werden.Furthermore, its low boiling point facilitates the separation of the solvent of the bitumen-solvent mixture produced. The aboveground partition and recycling of the solvent is not essential to the invention, but for economic reasons For reasons, it is generally preferable if the solvent is from the manufactured Mixture is separated and re-injected into the formation, as this causes the required amounts of solvent can be reduced considerably.

Aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Toluol, Benzol odergemischte, aromatische Lösungsmittel, sind häufig aus Raffinerien zugänglich und stellen sehr befriedigende Lösungsmittel dar. Demgemäß wird in einer bevorzugten Ausführungsform ein aromatisches Lösungsmittel, wie beispielsweise Toluol, durch das Injektionsrohr und die Mundstücke bei sich drehendem Injektionsrohr injiziert, so daß das injizierte Toluol gegen/Hohlraumwandung in der Teersandlagerstätte prallt. Die Bitumen-Toluol-Mischung wird durch den zwischen Injektionsrohr und äußerer Verrohrung gebildeten Ringraum zur Erdoberfläche gefördert, wo das Toluol durch Vakuumabtrennung aus der Mischung entfernt wird.Aromatic hydrocarbons, such as. B. toluene, benzene or mixed, aromatic solvents, are often available from refineries and represent a great deal satisfactory solvents. Accordingly, in a preferred embodiment an aromatic solvent such as toluene through the injection tube and injecting the mouthpieces with the injection tube rotating so that the injected Toluene hits against / cavity wall in the tar sand deposit. The bitumen-toluene mixture is created by the annular space formed between the injection pipe and the external piping conveyed to the earth's surface, where the toluene is vacuum-separated from the mixture Will get removed.

Eine Mischung von CS2 und Toluol wird in einer weiteren bevo'rzugten Ausführungsform eingesetzt.A mixture of CS2 and toluene is preferred in another Embodiment used.

Halogenierte Kohlenwasserstoffe, welche im wesentlichen unlöslich in Wasser sind und mit diesem nicht reagieren, sowie CCl4, sind ebenfalls wirkungsvolle Lösungsmittel. Eine Mischung aus CCl4 und CS2 wird als Lösungsmittel besonders bevorzugt.Halogenated hydrocarbons, which are essentially insoluble are in water and do not react with it, as well as CCl4, are also effective Solvent. A mixture of CCl4 and CS2 is particularly preferred as the solvent.

Aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Propan, Butan, Hexan, usw. sowie Mischungen verschiedener Materialien im C'3-C9-Bereich, können auch verwendet werden, obgleich sie im allgemeinen als Bitumenlösungsmittel nicht ausreichend wirk--sam sind, was ihren alleinigen Einsatz nicht gestattet. Eine Mischung von GS2 und/oder einem aromatischen Material, wie z. B. Toluol, zusammen mit einem aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel kann jedoch verwendet werden und dieses Gemisch ist eines der billigsten Lösungsmittelgemische für das Verfahren. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein Lösungsmittelgemisch, bestehend aus CS2 und/oder Toluol plus einem aliphatischen Kohlenwasserstoff, wie z. B.Aliphatic hydrocarbons, such as. B. propane, butane, hexane, etc. as well as mixtures of different materials in the C'3-C9 range, can can also be used, although generally not as bitumen solvents are sufficiently effective, which does not permit their sole use. A mixture of GS2 and / or an aromatic material such as. B. toluene, along with one however, aliphatic hydrocarbon solvent can be used and this Mixture is one of the cheapest mixed solvents for the process. In a Another preferred embodiment is a solvent mixture consisting of CS2 and / or toluene plus an aliphatic hydrocarbon, such as. B.

Butan, eingesetzt. Vorzuziehen ist ein ausreichend niedermolekularer aliphatischer Kohlenwasserstoff mit einem Siedepunkt, welcher genügend nahe bei denen von beispielsweise CS2 und Toluol liegt, so daß die beiden Materialien von der hergestellten Mischung abgetrenn't und erneut als Lösungsmittel verwendet werden können.Butane, used. A sufficiently low molecular weight is preferable aliphatic hydrocarbon with a boiling point sufficiently close to those of, for example, CS2 and toluene, so that the two materials of separated from the mixture produced and reused as a solvent can.

Eine auszubeutende Teersandlagerstätte wies eine Stärke von 15,2 m auf und hatte eine 38,1 m starke Deckschicht. Da das Verhältnis von Deckschicht stärke zu Stärke der Teersandlagerstätte größer als 1 war, schied ein Abräumbergbau aus. Eine Bohrung wurde auf den Boden der Lagerstätte abgeteuft und eine Verrohrung auf den Kopf der Lagerstätte gesetzt. Es wurde ein Rohr durch die Verrohrung niedergebracht, wobei das Rohr mit zwei Düsenmundstüdken ausgerüstet war, so daß durch das Rohr gepumpte Flüssigkeiten durch diese Mundstücke in horizontaler Richtung mit beträchtlicher Geschwindigkeit austraten.A tar sand deposit to be exploited had a thickness of 15.2 m and had a 38.1 m thick top layer. As the ratio of top layer strength to strength of the tar sands deposit was greater than 1, a clearing mine decided the end. A well was sunk to the bottom of the deposit and a casing was made placed on the head of the deposit. A pipe was sunk through the piping the pipe being equipped with two nozzle mouthpieces so that through the pipe liquids pumped through these mouthpieces in a horizontal direction with considerable Speed exited.

An der Oberfläche waren am Rohr ein als Dreheinrichtung zur Herstellung einer flüssigkeitsdichten Abdichtung zwischen drehenden und nichtdrehenden Teilen angebracht. Eine Mischung aus 40 /a CS2, 30 % Toluol und 30 % Butan wurde mit einer oberirdisch aufgestellten Pumpe in das Rohr injiziert. Anfäng-2 lich betrug der Inåektionsdruck annähernd 3,52 kg/cm , da der aus den Mundstücken abgegebene Strahl nur eine kurze Entfernung strömen mußte, um gegen die Lagerstätte zu prallen. Die Mischung aus Bitumen und Lösungsmittelmischung wurde durch den zwischen Injektionsrohr und Verrohrung gebildeten Ringraum zur arbeitender elektrische Motor und Dichtvorrichtungen Oberfläche gefördert. Die hergestellte Mischung wurde in einen Abtrenntank überführt und der Ansaugstutzen eines Kompressors am Tankkopf angelegt, wobei der Tank auch eine Heiz- und Rührvorrichtung aufwies, um die Lösungsmittel für die nachfolgende Kompression, Wiederverflüssigung und erneute. Injektion zu verdampfen.On the surface of the pipe there was a turning device for manufacturing a liquid-tight seal between rotating and non-rotating parts appropriate. A mixture of 40 / a CS2, 30% toluene and 30% butane was combined with a above-ground pump injected into the pipe. Initially the was Injection pressure approximately 3.52 kg / cm because of the jet emitted from the mouthpieces had to stream only a short distance to crash into the deposit. the Mixture of bitumen and solvent mixture was through the between injection pipe and piping formed annulus for operating electric motor and sealing devices surface promoted. The prepared mixture was transferred to a separation tank and the Suction nozzle of a compressor placed on the tank head, whereby the tank also has a heating and stirrer to keep the solvents for the subsequent compression, Reliquefaction and renewed. Vapor injection.

Als sich der Hohlraum vergrößerte, mußten die Lösungsmittelströme aus den Mundstücken am Ende des Injektionsrohrs grössere Entfernungen zurücklegen, bevor sie auf die Hohlraumwand in der Lagerstätte auftrafen, so daß der Injektionsdruck erhöht werden mußte. Der Anstieg des Injektionsdrucks wird bestimmt durch Ermittlung der Bitumenkonzentration in der an die Oberfläche geförderten Mischung. Eine Bitumenabnahme in der Mischung zeigte an, daß die Lösungsmittelstrahlen nicht genügend weit aus den Mundstücken ausgestoßen worden waren, um unberührten Versand zu erreichen. Der Injektionsdruck wurde langsam erhöht, da es nicht erwünscht ist, eine Bruchstelle zwischen abgedrückter Formation und Erdoberfläche zu schaffen, was zu einer unerwünschten Verbindung zwischen Deckschicht und Oberfläche führen würde. Durch Steigern des Injektionsdrucks um kleine Beträge, z. B. 0,35 oder 0,7 kg/cm2 pro Zeiteinheit, kann der Lösungsmittelstrom stetig die äusseren Hohlraumwandungen in der Lagerstätte beruhren. Allgemein gilt, daß der in kg/cm2 wiedergegebene Injektionsdruck die in Metern wiedergegebene Deckschichtstärke nicht überschreiten sollte, um einen Deckschichtbruch zu vermeiden. Das Verfahren wurde fortgesetzt, bis eine beträchtliche Abnahme des Bitumengehalts in der geförderten Mischung aultrat und eine Injektionsdruckerhöhung auf 8,79 kg/cm2 keinen entsprechenden Anstieg im Bitumengehalt der Mischung ergab. Dies zeigte an, daß der maximale Bereich des Lösungsmittelstrahls im Hohlraum erreicht worden war und kein weiterer Bitumen mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gewonnen werden konnte.As the cavity increased, the solvent streams had to cover greater distances from the mouthpieces at the end of the injection tube, before they hit the cavity wall in the reservoir, so that the injection pressure had to be increased. The increase in the injection pressure is determined by determination the bitumen concentration in the mixture raised to the surface. A bitumen decrease in the mixture indicated that the solvent jets were not reaching far enough the mouthpieces had been ejected to achieve pristine shipping. Of the Injection pressure was slowly increased as it was undesirable to have a break point to create between the depressed formation and the surface of the earth, resulting in an undesirable Connection between the top layer and the surface. By increasing the Injection pressure by small amounts, e.g. B. 0.35 or 0.7 kg / cm2 per unit of time, the flow of solvent can steady the outer cavity walls in the deposit touch. In general, the injection pressure given in kg / cm2 corresponds to that in Meters of surface layer thickness should not be exceeded in order to avoid a surface layer break to avoid. The procedure continued until there was a significant decrease in the Bitumen content in the pumped mixture and an increase in injection pressure to 8.79 kg / cm2 there was no corresponding increase in the bitumen content of the mixture. This indicated that the maximum area of the solvent jet was reaching the cavity had been obtained and no further bitumen was obtained by means of the method according to the invention could be.

Nachdem festgestellt worden war, daß das Lösungsmittel soweit wie möglich in der Lagerstätte vorgedrungen war, wurde das im Hohlraum verbliebene Lösungsmittel zur Wiederverwendung in benachbarten Bereichen der Lagerstätte durch Wasserinjektion in die Formation und Verdrängen des lösungsmittels aus derselben wiedergewonnen.. Falls die Lösungsmitteldichte größer als die des Wassers ist, ist es notwendig, den normalen Injektionsablauf umzukehren, indem Lösungsmittel vom Boden der Lagerstätte gefördert und Wasser in den Kopf derselben injiziert wurde. Ist die Lösungsmitteldichte kleiner als 1, wurde Wasser durch das Originalinjektionsrohr injiziert und Lösungsmittel aus der vom Kopf des Hohlraumes ausgehenden Verbindung gefördert.After it was found that the solvent was as far as was possible in the deposit, this was in cavity remaining solvents for reuse in adjacent areas of the deposit by injecting water into the formation and displacing the solvent therefrom recovered .. If the solvent density is greater than that of water, is it is necessary to reverse the normal course of injection by removing solvent from the The bottom of the deposit was raised and water was injected into the head of the same. If the solvent density is less than 1, water has passed through the original injection tube injected and solvent from the compound emanating from the head of the cavity promoted.

Claims (8)

Pat entansprüchePatent claims 1.) Verfahren zur Bitumengewinnung aus untertägigen Teersandlagerstätten mittels Lösungsbergbau, wobei mindestens eine Injektionsbohrung in die Lagerstätte abgeteuft und mindestens ein Strömungsweg von der Lagerstätte zur Erdoberfläche, durch welchen eine Mischung aus Lösungsmittel und Bitumen gefördert wird, eingerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch die mit einem drehbaren Injektionsrohr, welches mindestens ein Ausgangsmundstück an seinem unteren Ende aufweist, ausgerüstete Injektionsbohrung ein Bitumenlösungsmittel injiziert wird.1.) Process for bitumen extraction from underground tar sand deposits by means of solution mining, with at least one injection well in the deposit sunk and at least one flow path from the deposit to the surface of the earth, through which a mixture of solvent and bitumen is promoted, set up is characterized in that with a rotatable injection tube, which has at least one exit mouthpiece at its lower end Injection hole a bitumen solvent is injected. 2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bitumenlö sungsmittel CS2, ein aromatischer Eohlenwasserstoff, wie Toluol oder Benzol, ein aliphatischer gohlenwasserstoff mit 3 bis 8 G-Atomen-, ein Gemisch aus CS2 und aromatischen Kohlenwasserstoffen, ein solches aus CS2 und aliphatischen Kohlenwasserstoffen, ein solches aus aliphatischen Kohlenwasserstoffen mit 3 bis 8 C-Atomen und aromatischen Rohlenwasserstoffen, ein solches aus CS2, aromatischen Kohlenwasserstoffen und aliphatischen Kohlenwasserstoffen mit 3 bis 8 C-Atomen, ein im wesentlichen nicht mit Wasser reagierender und in demselben unlöslicher halogenierter Kohlenwasserstoff, wie CCl4, oder ein Gemisch aus CS2 und CCl4 verwendet wird.2.) The method according to claim 1, characterized in that as Bitumenlö solvent CS2, an aromatic hydrocarbon such as toluene or benzene aliphatic hydrocarbon with 3 to 8 carbon atoms, a mixture of CS2 and aromatic Hydrocarbons, one made of CS2 and aliphatic hydrocarbons, one made of aliphatic hydrocarbons with 3 to 8 carbon atoms and aromatic ones Raw hydrocarbons, one made of CS2, aromatic hydrocarbons and aliphatic Hydrocarbons with 3 to 8 carbon atoms, one that does not essentially react with water and in the same insoluble halogenated hydrocarbon such as CCl4, or a Mixture of CS2 and CCl4 is used. 3.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Bitumenlösungsmittel ein Gemisch aus 052, Toluol und Butan verwendet wird.3.) The method according to claim 2, characterized in that the bitumen solvent a mixture of 052, toluene and butane is used. 4.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Strömungsweg der zwischen der Bohrlochverrohrung und dem im Bohrloch befindlichen Injektionsrohr ausgebildete Ringraum benutzt wird.4.) The method according to claim 1, characterized in that the flow path that between the well casing and the downhole injection pipe trained annulus is used. 5.) Verfahren nach einem der vorhergehinB«n Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des injizierten Lösungsmittels stufenweise erhöht wird.5.) Method according to one of the preceding claims, characterized in that that the pressure of the injected solvent is gradually increased. 6.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bitumenkonzentration in der geförderten Mischung regelmäßig bestimmt und der Inåektionsdruck bei abnehmender Bitumenkonzentration erhöht wird.6.) Method according to one of the preceding claims, characterized in that that the bitumen concentration in the pumped mixture is regularly determined and the infection pressure is increased with decreasing bitumen concentration. 7.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel an der Oberfläche aus der geförderten Mischung abgetrennt und erneut injiziert wird.7.) Method according to one of the preceding claims, characterized in that that the solvent is separated from the conveyed mixture at the surface and injected again. 8.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkeit, wie beispielsweise wasser, in die Lagerstätte zur Wiedergewinnung des Lösungsmittels injiziert wird, nachdem im wesentlichen aller Bitumen gefördert worden ist.8.) Method according to one of the preceding claims, characterized in that that a liquid, such as water, into the reservoir for recovery The solvent is injected after substantially all of the bitumen has been pumped has been. L e e r s e i t eL e r s e i t e