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Verfahren zur Gewinnung von viskosem Erdöl aus unter-
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irdischen, viskoses Erdöl führenden, durchlässigen Formationen Die
Erfindung betrifft ein ölgewinnungsverfahren, insbesondere ein Verfahren zur Gewinnung
von viskosem öl oder viskosem Erdöl aus unterirdischen Lagerstätten derselben einschließlich
Teersandlagern. Bei diesem Verfahren gelangt vornehmlich Dampf zum Einsatz r wobei
man sich spezieller Injektionskomprimier- und häufiger Absenkzyklen bedient. Damit
wird bald nach Beginn der Dampfinjektion begonnen. Gegebenenfalls kann anstelle
der Verwendung von Dampf alleine die Dampfinjektion von einer Injektion eines sauerstoffhaltigen
Gases, z.B. von Luft, oder eines leichten Kohlenwasserstoffs mit 3 bis 12 Kohlenstoffatonen
begleitet werden.
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Bekanntlich existieren überall in der Welt zahlreiche unterirdische,
Erdöl führende Formationen, aus denen das Erdöl in üblicher Weise nicht gewonnen
werden kann, da das darin enthaltene Erdöl so viskos ist, daß es bei Formationstemperatur
und -druck nahezu unbeweglich ist. Das extremste Beispiel für viskoses Erdöl enthaltende
Formationen ist der sogenannte Teersand bzw. eine ölsandablagerung, wie sie im westlichen
Teil der Vereinigten Staaten und in Nordalberta, Kànada, sowie in Venezuela vorkommen.
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Andere geringere Lagerstätten existieren bekanntlich in Europa und
Asien.
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"Teersande'l werden hã-ufig als Sande definiert, die mit einer hochviskosen
Rohölmaterial, das mit üblichen FordermaBmahmen nicht in natürlichem Zustand durch
eine Bohrung q'efc½dert werden kann, gesättigt sind. Das in Teersandlagerstätten
enthaltene Erdöl ist in der Regel in hohes MaBe von bituminoser Art. Bei dem Sandanteil
handelt es sich un einen feinkörnigen Q-uarzsand, der mit einer Wasserschicht uerzogen
ist. Den Porenraum zwischen den mit Wasser benetzten Sandkörnchen nimmt weitgehend
viskoses, bituminöses Erdöl ein.Manchmal ist im Porenraum auch eine geringe Menge
Gas enthalten. Die Sandkörnchen sind bis zu einem Porenvolumen von etwa 35 % entsprechend
einem Sandgewicht von etwa 83 Gew.-% gepackt. Der Rest des Materials besteht aus
bituminösem Erdöl und Wasser. Die Summe aus bituminösem Erdöl und Wasser beträgt
in der Regel etwa 17 Gew.-%, wobei der bituminöse Erdölanteil von etwa 2 bis etwa
16 Gew.-% variiert.
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Die Sandkörnchen sind in der Formation in Teersandablagerungen dicht
gepackt, sie sind jedoch in der Regel nicht verfestigt. Die API-Schwere von bituminösem
Erdöl reicht von etwa 5 bis etwa 8, das spezifische Gewicht bei einer Temperatur
von 15,60C von etwa 1,006 bis etwa 1,027. Die in Viskosität von Teersandlagerstätten
in der Alberta-Region gefundenem bituminösen Erdöl liegt im Bereich von einigen
Millionen Centipoise bei Formationstemperatur (in der Regel etwa 4,40C).
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Obwohl aus Teersandlagerstätten durch "Streifenabbau" (strip mining)
etwas Erdöl gewonnen werden kann, ist dies lediglich bei relativ flachen Lagerstätten
möglich. über 90 % der bekannten Teersandlagerstätten dürften derzeit für einen
Streifenabbau zu tief liegen. Es muß aus diesem Grunde eine in-situ-Trennung von
bituminösen Erdöl im Rahmen eines auf tiefe unterirdische und von Bohrungen durchteufte
Formationen anwendbaren Verfahrens entwickelt werden, wenn
aus
zum Streifenabbau zu tiefen Lagerstätten merkliche Mengen an bituminösem Erdöl gewonnen
werden sollten. Bisher bekannte Verfahren bestehen in einer Dampfinjektion, einer
in-situ-Verbrennung, Lösungsmittelaustreibverfahren und Dampfemulgationsaustreibverfahren.
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Aus der CA-PS 1 004 593 ist ein zur Gewinnung von viskosem Erdöl aus
den Peace River-Ölsandlagerstätten in Alberta durchzuführendes Verfahren bekannt
(vgl. die Ausgabe vom 3. Juli 1974 "Edition of the Daily Oil Bulletin"). Bei diesem
Verfahren erfolgen eine Dampfinjektion und ein Unterdrucksetzen. Hierbei wird unter
Aufrechterhaltung einer, wenn überhaupt, höchstens geringfügigen Förderung lange
Zeit Dampf eingeblasen, und zwar solange, bis der Dampfdruck in der Formation auf
56 - 77 kg/cm2 angestiegen ist.
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Anschließend wird die Formation längere Zeit "durchweicht" oder "durchtränkt",
um die in die Formation in Form von Dampf injizierte thermische Energie maximal
auszunutzen, und zwar so weit, um die Viskosität praktisch des gesamten Öls in der
Formation auf einen sehr niedrigen Wert, bei dem das Öl ohne Schwierigkeiten fließt,
zu erniedrigen.
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Nach Beendigung der Injektion und des "Durchtränkens" kann mit der
Förderung begonnen werden. Vermutlich dauert es mehrere Jahre, bis jeder Injektions-
und Durchtränkzyklus beendet ist.
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Aus der US-PS 3 155 160 ist ein an einer einzigen Bohrstelle durchgeführtes
und lediglich mit einer Dampfinjektion arbeitendes Gegentaktverfahren bekannt. Hierbei
werden abwechselnd Komprimier- und Förderzyklen eingehalten, wobei der Druck in
der sich ständig ausdehnenden und nahe der Bohrung durch die Ölgewinnung gebildeten
Höhlung aufrechterhalten wird.
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Aus den US-PS 3 976 137, 3 978 925 und 3 976 137 ist eine Luft/Dampf-Injektion
im Rahmen eines bei niedriger Temperatur
durchgeführten gesteuerten
Oxidationsverfahrens zur Gewinnung von viskosem Öl bekannt.
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Trotz zahlreicher bekannter Verfahren zur Gewinnung viskosen Erdöl
aus unterirdischen, viskoses Erdöl führenden Formationen einschließlich tiefer Teersandlagerstätten
gibt es derzeit noch keine wirtschaftlich erfolgreiche Nutzungsmöglichkeit tiefer
Lagerstätten durch eine in-situ-Abtrennung. Im Hinblick auf die Tatsache, daß es
enorme Reserven in Form viskoses Erdöl führender Lagerstätten gibt (die Schätzungen
für die Athabasca-Teersandlagerstätten reichen bis zu 700 Milliarden Barrel Erdöl),
besteht ein erheblicher und bislang noch nicht befriedigter Bedarf nach einem wirksamen
und wirtschaftlichen Verfahren zur Gewinnung von viskosem bituminösem Erdöl aus
diesen Teersandlagerstätten.
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Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Gewinnung von
viskosem Erdöl aus einer unterirdischen, viskoses Erdöl führenden, durchlässigen
Formation, die durch mindestens eine Injektionsbohrung und mindestens eine Förderbohrung
durchteuft ist, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man a) über die Injektionsbohrung
unter einem Injektionsdruck von weniger als dem Bruchdruck des Deckgesteins oberhalb
der viskoses Erdöl führenden Formationen und mit bestimmbarer Strömungsgeschwindigkeit
ein dampfhaltiges Fluidum zur thermischen Gewinnung in die Formation injiziert;
b) solange Flüssigkeit aus der Förderbohrung fördert, bis an dieser Dampf erscheint;
c) danach die Strömungsgeschwindigkeit der Fluida aus der Förderbohrung auf einen
Wert unter 50 % der Strömungsgeschwindigkeit des in die Injektionsbohrung injizierten
Fluidums
zur thermischen Gewinnung verringert; d) den Formationsdruck in der Nähe der Förderbohrung
ermittelt; e) mit dem Injizieren des Fluidums für die thermische Gewinnung in die
Injektionsbohrung und mit der verringerten Förderung von Fluida aus der Förderbohrung
fortfährt, bis der Formationsdruck nahe der Förderbohrung gleich einem Wert zwischen
etwa 60 und 95 % des Fluiduminjektionsdrucks an der Injektionsbohrunc ist; f) danach
die Fluidumförderung auf einen maximalen Sicherheitswert erhöht und gleichzeitig
die Injektionsgeschwindigkeit des -Fluidums für die thermische Gewinnung in die
Injektionsbohrung auf einen Wert unter 50 % der ursprünglichen Injektionsgeschwindigkeit,
mit der das Fluidum für die thermische Gewinnung in die-lnjetionsbohruflg -injizlert
worden war, verringert und g) mit der nicht beschränkten Förderung bzw. Vollförderung
von Fluida-åus der Förderbohrung und einer Injektion -des Fluidums für die thermische
Gewinnung in die Injektionsbohrung-mit verminderter Geschwindigkeit solange fortfährt,
bis die Strömungsgeschwindigkeit der Fluida aus der Förderbohrung auf einen Wert
unter 50 % der Anfangsfiuidumströmungsgeschwindigkeit von Stufe (f) gefallen ist.
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Es hat sich gezeigt, daß erfindungsgemäß viskoses Erdöl, z.B.
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das in Teersandlagerstätten gefundene hochviskose bituminöse Erdöl,
unter Verwendung eines Fluidums zur thermischen Gewinnung aus Dampf, Mischung>us
Dampf und Sauerstoff oder einem Gasgemisch, einschließlich von freiem Sauerstoff,
vorzugsweise Luft, oder ein Gemisch aus Dampf und einem leichten Kohlenwasserstoff
mit 3 - 12 Rohlenstoffatomen daraus in wirksamer Weise gewonnen werden kann. Das
Verfahren gemäß der Erfindung bedient sich eines speziellen
Programms
zur Durchführunq von Zyklen zum Unterdrucksetzen der Formation und raschem Absenken
7orzugswelse beginnt man mit diesen Zyklen zu einem frühen Zeitpunkt während der
Injektion des Fluidums zur thermischen Gewinnung.
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Vorzugsweise wird das Fluidum zur thermischen Gewinnung in eine eine
angemessene Verbindung zwischen mindestens einer Injektionsbohrung und mindestens
einer davon im Abstand befindlichen Förderbohrung aufweisende Formation injiziert.
Wenn noch keine angemessene Verbindung besteht, sollte in der Formation in geeigneter
Weise ein solcher Verbindungsweg hergestellt werden, bevor mit den Komprizieren
und raschen Absenken begonnen wird. Wenn gewährleistet ist, daß ein Verbindungsweg
besteht, sollte dieser durch Injizieren von Dampf oder eines Gemischs aus Dampf
und Luft oder aus Dampf und einem Kohlenwasserstoff (inden Verbindungsweg) aufgeheizt
und aus der Förderbohrung solange ein ungedrosselter Fluidumstrom strömen gelassen
werden, bis aus der Förderbohrung Frischdampf zu strömen beginnt. Nachdem das Austreten
von Frischdampf festgestellt ist, wird das Fluidum zur thermischen Gewinnung in
die Injektionsbohrung bei einem Druck unter dem Druck, der einen Bruch des Deckgesteins
über der Teersandlagerstätte bedingt, injiziert. Während dieses zweiten Teils des
Zyklus wird die Fluidumförderung aus den Förderbohrungen gedrosselt, um den Druck
in der Nähe der Förderbohrung über dem Dampfdruck des Dampfes zu halten. Auf diese
Weise wird sichergestellt, daß an der Förderbohrung lediglich Flüssigkeiten gefördert
werden. Die Strömungsgeschwindigkeit der aus der Förderbohrung geförderten Fluida
wird auf einen Wert unter 50 %, vorzugsweise unter 20 % der Injektionsvolumenströmungsgeschwindigkeit
beschränkt bzw. gedrosselt. Unter Überwachung des Formationsdrucks nahe der Förderbohrung
wird der zweite Teil des Zyklus solange fortgesetzt, bis der Druck nahe der Förderbohrung
auf einen Wert von etwa 60 bis
etwa 95 % des Drucks, mit dem das
Fluidum zur thermischen Gewinnung in die Injektionsbohrung injiziert wird, steigt.
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Wenn der Druck an der Förderbohrung einen Wert von mindestens 60,
vorzugsweise von mindestens 80 % des Drucks, mit dem das Fluidum für die thermische
Gewinnung in die Injektionsbohrung injiziert wird, erreicht hat und die Temperaturen
der geförderten Fluida nahe der Sättigungstemperatur von Dampf bei diesem Druck
liegen (zu diesem Zeitpunkt beginnt etwas Dampf aus der Injektionsbohrung auszutreten),
wird die zweite Injektionsphase des Zyklus beendet. Der dritte Teil des Zyklus besteht
in einer Verminderung des Injektionsdrucks auf einen Wert, bei dem die Strömungsgeschwindigkeit
des Fluidums für die thermische Gewinnung in die Formation über die Injektionsbohrung
auf einen Wert unter 50, vorzugsweise unter 20 % der ursprünglichen Fluiduminjektionsgeschwindigkeit
vermindert wird. Gleichzeitig werden nach Öffnung der Förderbohrung die Fluida aus
dieser in der maximal sicheren Menge austreten gelassen.
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Die Drosselung der Fördergeschwindigkeit erfolgt gegebenenfalls lediglich
dann, wenn es für den Schutz der Anlage erforderlich ist. Die Förderphase wird solange
fortgesetzt, solange aus der Förderbohrung Fluida mit relativ hoher Volumengeschwindigkeit
ausströmen. Während der Endphase des Absenkzyklus kann gegebenenfalls zur Erhöhung
der Fluidumfördergeschwindigkeit gepumpt werden. Nachdem der Fluidastrom aus der
Förderbohrung auf einen Wert unter 50, vorzugsweise unter 20 % der Strömungsgeschwindigkeit
zu Beginn der dritten Phase des Zyklus gesunken ist, wird die dritte Phase beendet
und mit einem anderen, zum ersten Zyklus nahezu identischen weiteren Zyklus begonnen.
Diese Zyklusfolge wird während des Rests des Ausfließens fortgesetzt, bis die gewünschte
Ölgewinnung erreicht ist.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Im einzelnen zeigen:
Figur 1 die prozentuale Ölgewinnung
gegen die Dampfporenvolumina bei zwei Versuchen, wobei bei einem Versuch Dampf gerade
durchströmt und beim anderen Versuch ein Dampfstrom strömen gelassen wird, während
bereits frühzeitig wiederholte Komprimier-und Absenkzyklen durchgeführt werden;
Figur 2 die prozentuale Ölgewinnung gegen die Dampfporenvolumina für einen Versuch
mit Dampf und mehrere Versuche mit Gemischen aus Dampf und Luft in geradem Durchsatz
und von Versuchen, bei denen frühzeitig mehrere Komprimier- und Absenkzyklen durchgeführt
werden und Figur 3 die Ölgewinnung gegen die Dampfporenvolumina für sechs Versuche
mit Dampf, Dampf/Propan und Dampf/ Pentan im geraden Durchsatz und bei Versuchen,
bei denen frühzeitig Komprimier- und Absenkzyklen durchgeführt werden.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung läßt sich am besten bei einer unterirdischen,
viskoses Öl führenden Formation, z.B.
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einer Teersandlagerstätte, in der für Dampf und sonstige Fluida eine
angemessene natürliche Durchlässigkeit herrscht oder in der vor der Durchführung
des Hauptteils des Verfahrens gemäß der Erfindung ein geeigneter Verbindungsweg
bzw. eine geeignete Zone hoher Fluidumdurchlässigkeit erzeugt wird, durchführen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann an einer Formation mit nur zwei voneinander
im Abstand angeordneten Bohrungen, die beide mit der Formation in Fluidumverbindung
stehen und von denen eine als Injektionsbohrung und die andere als Förderbohrung
ausgestaltet ist, steher, * Üblicherweise erreicht man optimale Ergebnisse bei mehr
als * durchgeführt werden.
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zwei Bohrungen. Diese werden vorzugsweise in bestimmtem Muster angeordnet,
wie dies auf dem Gebiet der Ölförderung bekannt ist. Ein derartiges Muster ist beispielsweise
ein Fünfpunktmuster, bei dem eine Injektionsbohrung von vier Förderbohrungen umgeben
ist. Ein anderes Muster ist die in-Linie-Treibanordnung, bei der eine Reihe aufeinander
ausgerichteter Injektionsbohrungen und eine Reihe aufeinander ausgerichteter Förderbohrungen
vorgesehen sind. Dies dient dem Zweck einer Verbesserung des horizontalen Spülgrades.
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Wenn in Erfahrung gebracht ist, daß die Formation (bereits) eine ausreichende
Anfangsdurchlässigkeit oder natürliche Durchlässigkeit aufweist, um mit akzeptabler
Geschwindigkeit in die Formation eingeblasenen Dampf oder ein sonstiges Fluidum
ohne die Gefahr einer Verstopfung oder einer sonstigen das Strömen des Fluidums
verhindernden Erscheinung durch die Formation zu den im Abstand angeordneten Bohrungen
fließen zu lassen, kann das im folgenden noch näher erläuterte Verfahren ohne Vorbehandlung
der Formation durchgeführt werden. In der Regel reicht die Durchlässigkeit viskoser
-Formationen nicht aus, um eine direkte Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung
zu ermöglichen. Insbesondere im Falle von Teersandlagerstätten ist es üblicherweise
zunächst erforderlich, durch schrittweise Vorbehandlung der Formation die Durchlässigkeit
der gesamten Formation oder eines Teils derselben zu erhöhen. Zahlreiche derartige
Verfahren sind bekannt. Hierbei erfolgt beispielsweise ein Brechen mit nachgeschalteter
Expansionsbehandlung der Bruchstellen zur Bildung einer Bohrung-zu-Bohrung-Verbindungszone.
Dies geschieht beispielsweise durch Injektion wässriger emulgierender Fluida oder
Lösungsmittel in eine oder beide Bohrung(en), die dann wiederholt in die Bruchzoneneindringen,
bis eine angemessene Verbindung zwischen den Bohrungen erstellt ist. In einigen
Fällen reicht
es aus, in eine Bohrung ein nicht-kondensierbares
Gas, wie Luft, Stickstoff oder einen gasförmigen Kohlenwasserstoff, wie Methan,
zu injizieren und aus der davon entfernten Bohrung Fluida zu fördern, bis in der
Formation vorhandene bewegliche Flüssigkeiten verdrängt sind und sich eine gasgespülte
Zone gebildet hat. Danach kann in die vorher gasgespülte Zone ohne die Gefahr einer
Verstopfung der Formation sicher Dampf injiziert werden. Ein Verstopfen erfolgt
vermutlich in den Fällen einer Dampfinjektion, da durch den injizierten Dampf beweglich
gemachtes viskoses Erdöl eine blank bildet, sich von der Dampfbank zu kälteren Teilen
der Formationen bewegt und danach an einer Stelle ferne der Stelle in der Formation,
an der Dampf injiziert wird, abkühlt und unbeweglich wird. Auf diese Weise wird
ein weiterer Fluidumstrom durch den verstopften Teil der Formation verhindert. Unglücklicherweise
wird, wenn einmal eine Bank aus unbeweglichem Bitumen durch ausreichende Abkühlung
unbeweglich geworden ist, eine Nachbehandlung ausgeschlossen, da Dampf oder sonstige
Fluida, die Bitumen beweglich machen können, nicht mehr durch den verstopften Teil
der Formation zum Inberührunggelangen mit den eingeschlossenen Materialien injiziert
werden können. Somit ist also ein solcher Teil der Formation für eine weitere Ölgewinnung
verloren. Folglich ist es also bei diesem oder einem sonstigen Verfahren, bei dem
erhitzte Fluida, z.B. Dampf, in eine niedrige Durchlässigkeit aufweisende Teersandlagerstätten
injiziert werden, von wesentlicher Bedeutung eine Bohrungzu-Bohrung-Verbindung herzustellen.
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Soweit die horizontale Lage des Verbindungskanals gesteuert werden
kann, wie dies beispielsweise bei einer Ausdehnung einer Bruchzone zu einem Verbindungsweg
zwischen im Abstand angeordneten Bohrungen der Fall ist, wird der Verbindungsweg
vorzugsweise im unteren Teil der Formation, vorzugsweise an ihrem Boden vorgesehen.
Dies ist deshalb zweckmäßig,
weil das erhitzte Fluidum das viskose
Erdöl beweglich macht, und zwar an der Stelle der Formation, die unmittelbar an
dem Kanal liegt, der das beweglich gemachte viskose Erdöl zu dem erwärmten und eine
hohe Durchlässigkeit aufweisenden Verbindungsweg ableitet. In diesem wird das viskose
Erdöl dann ohne Schwierigkeit in Richtung der Förderbohrung hin vorwärtsgetrieben.
Es hat sich gezeigt*, viskoses Erdöl aus einem Teil einer Formation oberhalb des
Verbindungsweges auszutreiben als aus der Stelle der Formation unterhalb des Verbindungsweges.
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Wenn der Verbindungsweg einmal hergestellt ist, wird vorzugsweise
die Temperatur auf einen Wert über dem Dampfdruck des bei dem später näher beschriebenen
Verfahren verwendeten Lösungsmittels erhöht. Dies erfolgt üblicherweise durch Injektion
von Dampf in den Verbindungsweg.
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Häufig erfolgt bei dem zur Erzeugung des Verbindungswegs durchgeführten
Verfahren gleichzeitig eine Erwärmung des Sands oder der sonstigen Formationsmineralien
in dem Weg auf den gewünschten Temperaturbereich, und zwar insbesondere dann, wenn
man zur Erzeugung des Verbindungswegs Dampf injiziert. Die Kritizität des Vorhitzens
des Verbindungswegs sinkt mit zunehmender Durchlässigkeit des Verbindungswegs, da
in eine hohe Durchlässigkeit aufweisenden Verbindungswegen eine geringere Wahrscheinlichkeit
zur Verstopfung besteht.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht in einer Reihe von Zyklen,
wobei sich jeder Zyklus aus drei Teilen zusammensetzt. Der erste Teil besteht im
Vorwärmzyklus und dann in einer Injektion von Dampf, eines Gemischs aus Dampf und
Luft oder einem sonstigen freien Sauerstoff enthaltenden Gas oder eines Gemischs
aus Dampf und einem C3 -C 12 Kohlenwasserstoff, -in den Verbindungsweg, dem Strömenlassen
der Fluida längs des Verbindungswegs und in einer ungedrosselten Förderung aus der
Förderbohrung und zwar solange, wie lediglich Flüssigkeiten gefördert werden. Die
erste, * daß es einfacher ist,
nämlich die Vorwärmphase, sollte
dann abgebrochen werden, wenn an der Förderbohrung in Dampfphase befindlicher Dampf
erscheint.
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Im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung kann entweder gesättigter
oder überhitzter Dampf verwendet werden. Die bevorzugte Dampfqualität reicht von
75 bis etwa 95 %.
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In der zweiten Stufe eines Zyklus des Verfahrens gemäß der Erfindung
wird mit der Dampfinjektion (wie in der ersten Stufe) fortgefahren, die Fluidaförderung
wird jedoch zurückgedrängt bzw. gedrosselt. Der optimale Grad, auf den die Ströme
der Fluida aus Förderbohrungen in der zweiten Stufe beschränkt oder gedrosselt werden
soll, läßt sich auf vielfältige Weise ermitteln. Es reicht manchmal aus, die Fördergeschwindigkeit
so weit zu vermindern, daß die gewünschte oder auch maximale Fluidumförderung ohne
gleichzeitige Förderung von in der Dampfphase befindlichem Dampf erfolgt. Vorzugsweise
sollten die Fördergeschwindigkeit und der Druck in oder nahe der Förderbohrung überwacht
werden.
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Die Strömungsgeschwindigkeit der Fluida aus der Förderbohrung soll
auf einen Wert unter 50, vorzugsweise unter 20 % der Geschwindigkeit, mit der der
Dampf in die Injektionsbohrung injiziert wird, gedrosselt werden. Der Druck in der
Formation nahe der Förderbohrung steigt dann an, und zwar zunächst langsam. Wenn
der Druck der Förderbohrung einen Wert zwischen 60 und 95, vorzugsweise von mindestens
80 % des Drucks, mit dem der Dampf über die Injektionsbohrung in die Formation injiziert
wird, ist die zweite Stufe beendet.
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Wenn beispielsweise der Dampfinjektionsdruck 28 kg/cm2 beträgt, sollte
die Fluidumströmungsgeschwindigkeit an der Förderbohrung so weit gedrosselt werden,
daß der Druck in der Formation nahe der Förderbohrung auf einen Wert von mindestens
16,8, vorzugsweise von mindestens 22,4 kg/cm2 (60 - 80 % des Injektionsdrucks) steigt.
Üblicherweise steigt * erreicht hat,
der Druck nahe der Förderbohrung
nach und nach mit steigendem Formationsdruck (was auf die nicht gedrosselte Dampfinjektion
und den stark gedrosseltO Fluidumstrom aus der Förderbohrung zurückzuführen ist).
Folglich erreicht also der Druck an der Förderbohrung lediglich nahe dem Ende des
zweiten Teils des Zyklus die angegebenen Werte.
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Ein weiteres Verfahren zur Ermittlung des Endpunkts des zweiten Teils
des Zyklus besteht in einer Messung der Temperatur der aus der Förderbohrung geförderten
Fluida. Beendet wird dann der zweite Teil des Zyklus, wenn die Temperatur des geförderten
Fluidums die Sättigungstemperatur von Dampf bei mindestens 13,90C unter der Sättigungstemperatur
von Dampf bei Formationsdruck nahe der Förderbohrung erreicht. Dies läßt sich am
Ende des zweiten Teils des Zyklus durch Förderung einer geringen Menge von in der
Dampfphase befindlichem Dampf oder Frischdampf aus der Förderbohrung feststellen.
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Wenn der dritte Teil des Zyklus begonnen wird, werden sowohl die Injektion
als auch Förderung drastisch verändert.
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Die Drosselung des Fluidumstroms aus der Förderbohrung wird aufgehoben
und Fluidum aus den Förderbohrungen mit der maximal sicheren Strömungsgeschwindigkeit
gefördert. Dies heißt, daß der Fluidumstrom aus der Förderbohrung lediglich dann
gedrosselt wird, wenn dies für die Sicherheit der Anlage und die Betriebssicherheit
erforderlich ist und dann auch nur soweit, bis dieser Grad an Sicherheit erreicht
ist.
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Gleichzeitig wird die Injektionsgeschwindigkeit des Dampfes auf einen
sehr geringen Wert verringert, und zwar im wesentlichen so weit, daß ein Rückstrom
der Fluida aus der Formation in die Injektionsbohrung verhindert wird. Ublicherweise
wird die Injektionsgeschwindigkeit auf einen Wert unter 50, vorzugsweise unter 20
% der ursprünglichen Fluiduminjektionsgeschwindigkeit verringert. Dies stellt sicher,
daß
zu jedem Zeitpunkt von der Injektionsbohrung zur Förderbohrung ein positiver Druckgradient
existiert. Gleichzeitig wird hierdurch eine maximal effektive Ausnutzung des in
hohem Maße vorteilhaften Absenkteils des Zyklus ermöglicht.
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Die dritte Phase, nämlich der Absenkteil des Zyklus wird solange durchgeführt,
wie Fluida mit akzeptabler Geschwindigkeit aus der Förderbohrung weiter ausströmen
oder gepumpt werden können. Wenn die Fluidumströmungsgeschwindigkeit auf einen Wert
unter 50, vorzugsweise unter 20 % der Anfangsfluidumströmungsgeschwindigkeit der
Förderbohrungen gesunken ist, kann der Absenkzyklus beendet und mit einem zweiten
dreistufigen Dampfinjektions-Komprimier-Absenk-Zyklus ähnlich dem beschriebenen
begonnen werden. Die erste, nämlich die Vorwärmstufe des zweiten Zyklus und der
folgenden Zyklen erfordert zur Beendigung in der Regel weit weniger Zeit als beim
ersten Zyklus.
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Das Ölgewinnungsverfahren wird unter Wiederholung der Zyklen aus Aufwärmen,
Unterdrucksetzen bei gedrosselter Förderung und anschließenden Absenkzyklen mit
stark verminderten Injektionsgeschwindigkeiten solange fortgesetzt, bis der Ölgewinnungsgrad
zu sinken beginnt. Dies zeigt sich durch eine Verminderung des bl/Wasser-Verhältnisses
der geförderten Fluida.
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Bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung
besteht das in die Formation injizierte Fluidum aus einem Gemisch aus Dampf und
einem Alkalinisierungsmittel, vorzugsweise einem Alkalimetallhydroxid, wie Natrium-,
Kalium- oder Lithiumhydroxid. Es kann auch Ammoniumhydroxid verwendet werden. Bei
dieser Ausführungsform wird gesättigter
Dampf mit einer Dampfphase
und einer flüssigen (aus heißem Wasser bestehenden) Phase, die üblicherweise 1,0
bis 20,0 Gew.-% des Gesamtfluidums ausmacht, verwendet. Das Alkalinisierungsmittel
ist in der flüssigen Phase gelöst. Dessen Konzentration soll 0,05 - 5,0, vorzugsweise
0,1 - 1,0 Gew.-% betragen. Die Anwesenheit des Alkalinisierungsmittels begünstigt
die Bildung einer Öl-in-Wasser-Emulsion, deren Viskosität weit niedriger ist als
die Viskosität des Formationserdöls. Diese Emulsion läßt sich beträchtlich leichter
durch die Formation vorwärtstreiben als nicht emulgiertes viskoses Erdöl.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß
der Erfindung besteht das in die Formation injizierte Fluidum für die thermische
Gewinnung aus einem Gemisch aus entweder gesättigtem oder überhitztem Dampf und
einer inerten, insbesondere nicht-oxidierenden, nichtkondensierbaren gasförmigen
Substanz, beispielsweise einer Substanz, die bei Formationsdruck und -temperatur
gasförmig bleibt. Geeignete nicht-kondensierbare, inerte Gase sind Stickstoff, Kohlendioxid,
Wasserstoff, Methan, Äthan und Mischungen derselben einschließlich von Heizgas oder
Abgas.
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Das bevorzugte Verhältnis von nicht-kondensierbarem Gas zu Dampf beträgt
0,1 - 20,0 Standard cubic feet Gas/Barrel Dampf (als Wasser). Der Zweck des Vermischens
des nichtkondensierbaren Gases mit Dampf ist die Verhinderung des Entstehens einer
Gesamtflüssigkeitsblockade des viskosen Erdöls und/oder Dampf-Kondensats durch Offenhalten
von Strömungskanälen, durch die Dampf durch die Formation einschließlich irgendwelcher
Ansammlungen flüssigen Dampfkondensats und/oder abgekühlten Erdöls strömen kann.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung
kann der Dampf mit einem freien Sauerstoff
enthaltenden Gas gemischt
werden, wobei dann ein bei niedriger Temperatur ablaufendes gesteuertes Oxidationsverfahren
durchgeführt wird. Das bevorzugte Gas mit einem Gehalt an freiem Sauerstoff ist
Luft, es können jedoch auch mit Sauerstoff angereicherte Luft oder Gemische aus
Sauerstoff und Inertgasen zum Einsatz gelangen. So können beispielsweise Gemische
aus Sauerstoff mit Kohlendioxid verwendet werden. Aus Betriebs- und Kostengründen
stellt in der Regel Luft das sauerstoffhaltige Gas der Wahl dar.
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Das Verhältnis von Luft zu Dampf sollte im Bereich von 0,05 M.S.C.F./bbl.
bis 0,65 M.S.C.F./bbl. (M.S.C.F./bbl. hedeutet Eintausend Standard cubic feet Luft
oder eines sonstigen freien Sauerstoff enthaltenden Gases pro Barrel Dampf, bezogen
auf Flüssigwasseräquivalent)/. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis Luft zu Dampf
0,10 bis 0,40 M.S.C.F./bbl.
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Wenn der Sauerstoffgehalt des sauerstoffhaltigen Gases wesentlich
vom normalen Sauerstoffgehalt der Luft abweicht, sollte das Verhältnis entsprechend
eingestellt werden. Das Verhältnis freier Sauerstoff zu Dampf soll 0,0125 bis 0,13,
vorzugsweise 0,02 bis 0,08 M.S.C.F./bbl. Dampf betragen.
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Durch Injizieren des Gemischs aus Dampf und Luft oder eines sonstigen
freien Sauerstoff enthaltenden Gases mit dem gegebenen Luft/Dampf-Verhältnis in
die Formation erfolgt längs des (der) sich durch die Formation und zwischen den
Injektions- und Förderbohrungen erstreckenden Verbindungsweg; (Verbindungswege)
eine Niedrigtemperaturoxidation.
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Die Temperatur der Niedrigtemperaturoxidation reicht von etwa 1210
bis 2600C. Die Injektion wird bei gedrosselter Förderung bis zum Ansteigen des Drucks
auf den beschriebenen Wert aufrechterhalten. Während der Komprimierphase und der
gegebenenfalls nachgeschalteten "Tränkperiode" wird bei * liegen
der
Niedrigtemperaturoxidationsreaktion Sauerstoff verbraucht. Die hierbei freigesetzte
Wärme entweicht aus dem Verbindungsweg in die stärker mit Öl gesättigten Teile der
Formation nahe der: Weg. Es ist ein einer Niedrigtemperaturoxidationsreaktion eigener
Vorteil, daß hierbei eine relativ geringere Menge des in der Formation enthaltenen
Rohöls verbraucht wird als im Fall der üblicheren Hochtemperatur-in-situ-Verbrennungsreaktion,
bei der Luft allein injiziert und das Rohöl verbrannt wird. Bei letzterem Verfahren
fehlt die temperatursenkende Wirkung der gleichzeitigen Dampfinjektion. Der Unterschied
wird besonders deutlich, wenn, wie erfindungsgemäß, das gesteuerte Oxidationsverfahren
mit wiederholt durchgeführten Zyklen einer Injektion bei gedrosselter Förderung
zur Druckerhöhung und einer anschließenden Vollförderung unter stark verminderter
Injektion zur Druckabsenkung kombiniert wird.
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Ein derartiges Verfahren, das mit einer Luftinjektion ohne Dampf zur
Mäßigung der Reaktionstemperaturen während der Komprimierung arbeitet, ist ineffizient
und führt zum Verbrauch übermäßig großer Mengen des in der Formation enthaltenen
Erdöls. Weiterhin käme es bei der Druckabsenkung unter fast völliger Einstellung
der Luftinjektion im Falle, daß während des nächsten Zyklus zusammen mit der Luft
kein Dampf injiziert wird, möglicherweise zu einem Aufhören der gesteuerten Oxidationsreaktionen.
Unter den Bedingungen einer Niedrigtemperaturoxidation bildet sich eine bestimmte
Menge schwerer bituminöser Fraktionen. Dieses Material wird durch den Sauerstoff
nicht merklich verbraucht, so daß der Sauerstoff diese Ablagerung weitgehend nicht-umgesetzt
umgehen und in der Formation weiter reagieren kann. Erfindungsgemäß läßt sich die
zur Bewegung der Front durch die Formation erforderliche Sauerstoffmenge deutlich
vermindern. Bei dieser Art einer gesteuerten Oxidationsreaktion kommt ea anders
als bei den bekannten Hochtemperaturverbrennungsreaktionen nicht zu einer Blockade
infolge übermäßiger Verkokung oder Verkohlung.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß mit der "Visbreaking" und
Beweglichkeitsverbesserung vor der Front die abgebauten Kohlenwasserstoffe beweglich
werden und in die jungfräuliche Formation gelangen. Dort können sie die an Ort und
Stelle befindlichen Kohlenwasserstoffe verdünnen und deren Beweglichkeit verbessern.
Dieser Verdünnungseffekt erstreckt sich über und/oder unter den Verbindungsweg und
trägt zu einer Austreibung von viskosem Öl aus den vom Verbindungsweg entfernten
Stellen der Formation bei.
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Vermutlich läßt sich die durch die gleichzeitige Verwendung von Dampf
und einem sauerstoffhaltigen Gas auftretende Oxidation durch einen oxidativen Molekülabbau
erklären. Hierbei handelt es sich nicht zwangsläufig um eine Verbrennung sämtlicher
großer asphaltischer Moleküle, die bekanntlich in Teersanden enthalten sind. Der
Mechanismus läßt sich als Spaltung asphaltischer Molekülkomplexe zu Kohlenwasserstoffen
relativ niedrigen Molekulargewichts größerer Beweglichkeit deuten. Der Molekülabbau
kann von einer milden thermischen Krackung (visbreaking) herrühren.
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Es hat sich gezeigt, daß diese Maßnahmen ohne Verwendung von in dBBohrlöcher
abgesenkten elektrischen Heizeinrichtungen oder Gasbrennern oder chemische Zündmaßnahmen
die Niedrigtemperaturoxidation bzw. gesteuerte Verbrennung in Gang setzen.
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Es ist erforderlich, daß in Kombination mit dem freien Sauerstoff
enthaltenden Gas gesättigter Dampf verwendet wird, da die Anwesenheit einer flüssigen
Wasserphase zur Mäßigung der Reaktionstemperaturen und zum Aufrechterhalten der
Niedrigtemperaturoxidationsreaktion nötig ist. Die bevorzugte Dampfqualität reicht
von 75 bis etwa 95 %.
-
Der Druck, mit dem das Gemisch aus Dampf und Luft n die Formation
injiziert wird, ergibt sich in der Regel aus dem
Druck, bei dem
ein Bruch des Deckgesteins oberhalb der Formation erfolgen würde (da der Injektionsdruck
auf einem Wert unterhalb des Deckgesteinbruchdrucks gehalten werden muß). Andererseits
kann die maximale Druckerzeugungsfähigkeit des für die Ölgewinnung zur Verfügung
stehenden Dampfgenerators, wenn sie unterhalb des Bruchdrucks liegt, auf maximalen
Injektionsdruck eingestellt werden. Zweckmäßigerweise sollten der Dampf und die
Luft mit der größstmöglichen Strömungsgeschwindigkeit und dem maximal noch sicheren
Druck, die mit den angegebenen Grenzwerten in Einklang stehen, injiziert werden.
Die tatsächliche Geschwindigkeit der Fluiduminjektion ergibt sich aus dem Druck
und der Formationdurchlässigkeit. Das Dampf/ Luft-Gemisch wird mit der maximal erreichbaren
Geschwindigkeit bei dem maximal noch sicheren Druck injiziert. Durch die vorherigen
Ausführungen wird der Fall einer Injektion eines Dampf/Luft-Gemischs erläutert.
Selbstverständlich erreicht man dieselben Ergebnisse auch durch gleichzeitige, jedoch
getrennte Injektion von Luft und Dampf unter Bildung des Gemischs in der Formation
nahe dem Punkt, an dem die Luft- und Dampfinjektion erfolgt. In ähnlicher Weise
können Luft und Dampf auch in abwechselnden Luft- und in Dampfschüben unter Gewährleistung
einer Vermischungider Formation injiziert werden. Wesentlich ist lediglich, daß
in die Formation ein Gemisch aus Luft und Dampf eingeführt wird. Wie dies geschieht,
ist nicht kritisch.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung
kann mit dem Dampf ein Kohlenwasserstoff, beispielsweise ein aliphatischer Kohlenwasserstoff
mit 3 - 12 Kohlenstoffatomen oder eine Mischung solcher Kohlenwasserstoffe gemischt
werden. Beispiele für verwendbare Kohlenwasserstoffe sind Propan, Butan, Pentan,
Hexan, Heptan, Octan, Nonan, Decan, Undecan und Dodecan. Die ein höheres Molekulargewicht
aufweisenden Kohlenwasserstoffe innerhalb des angegegebenen
Bereichs
sind in der Regel wirksamer als die ein niedrigeres Molekulargewicht aufweisenden
Kohlenwasserstoffe. Erfindungsgemäß eignen sich in hervorragender Weise gesättigte
Kohlenwasserstoffe, einschließlich paraffinischer Kohlenwasserstoffe. Bevorzugte
Lösungsmittel sind handelsübliche Gemische, wie natürliches Benzin, Naphtha, Kerosin
und dergleichen. Ferner eignen sich auch noch handelsübliche Gemische mit Aromatenfraktionen.
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Der Konzentrationsbereich für leichte Kohlenwasserstoffe in dem Kohlenwasserstoff/Dampf-Gemisch
reicht von etwa 2 bis etwa 40, vorzugsweise von etwa 5 bis etwa 20 Gew.-%.
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In Kombination mit den Kohlenwasserstoffen kann entweder gesättigter
oder überhitzter Dampf verwendet werden. Die bevorzugte Dampfqualität reicht von
75 % bis etwa 95 %.
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Zur Demonstration der Durchführbarkeit und der optimalen Betriebsbedingungen
des Verfahrens gemäß der Erfindung werden die in den folgenden Beispielen näher
beschriebenen Versuche gefahren. Die in den Beispielen 1, 3 und 5 beschriebenen
Versuche werden in einem dreidimensionalen Simulatorkasten, der aus einem Abschnitt
eines Stahlrohrs besteht und einen Durchmesser von 45,7 cm und eine Länge von 38,1
cm aufweist, durchgeführt. In den Kasten werden Bohrungen eines Durchmessers von
2,5 cm eingeführt. Eine Bohrung dient zur Fluiduminjektion, die andere zur Fluidumförderung.
Die beiden Bohrungen sind 7,5 cm von der Kastenwand entfernt und bilden miteinander
einen 1800 Winkel.
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Das obere Ende des Kastens wird mit einem Kolben und einem Dichtungsring,
mit deren Hilfe auf das in den Kasten gefüllte Teersandmaterial ein hydraulischer
Druck ausgeübt werden kann, versehen. Dies dient zur Simulierung eines
Deckgesteindrucks,
wie er in einer tatsächlichen Formation auftritt.
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Der Kasten wird bei jedem Versuch mit Teersandmaterial, der durch
bergmännischen Abbau der Athabasca-Region der kanadischen Provinz Alberta erhalten
wurde, gepackt. Zwischen den Bohrungen wird ein etwa 3,1 mm starker und 5 cm breiter
sauberer Sandweg als Verbindungsweg gebildet. Das Teersandmaterial wird dicht in
den Kasten gefüllt und mit Hilfe von auf den Kolben am oberen Ende des Kastens ausgeübtem
hydraulischem Druck komprimiert, bis die Dichte und Durchlässigkeit des Teersandmaterials
in etwa einer unterirdischen Teersandlagerstätte entspricht.
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Beispiel 1 Beim ersten Versuch wird Dampf einer Qualität von etwa
100 % in den Kasten injiziert, während mittels der Förderbohrung aus dem Kasten
Fluida gefördert werden. Der Versuch wird "durchlaufend" gefahren, d.h. ohne Wiederholung
der Zyklen Komprimieren durch Dampfinjektion" bei gedrosselter Förderung und "rascher
Förderung zu Absenkzwecken. Durch die Kurve 1 der Figur 1 wird die Gesamtölförderung
als Funktion der Dampfporenvolumina angegeben.
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Es werden etwa 7 Porenvolumina Dampf injiziert. Hierbei zeigt sich,
daß selbst nach Injektion von 9 Porenvolumina Dampf lediglich etwa 33 % des Öls
gewonnen wurden. Bei Versuch 1 erfolgt keine Druckabsenkung.
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Bei zweiten Versuch wird Dampf injiziert. Mit den Absenkzyklen wird
frühzeitig im Zyklus begonnen. Aus Kurve 2 ergibt sich, daß die Gewinnung bei sämtlichen
Werten an injiziertem Dampfvolumen besser ist als bei Versuch 1.
-
Die endgültige Ölgewinnung beträgt etwa 60 %. Dies zeigt,
daß,
wenn mit der Absenkung frühzeitig in jeder Folge begonnen wird, bei dem Versuch
mit Dampf und einem frühzeitigen Beginn der Komprimier- und Absenkzyklen eine etwa
50 e höhere Ölgewinnung möglich ist als bei einem entsprechenden unter Verwendung
von Dampf durchgeführten Verfahren ohne frühzeitige Komprimier- und Absenkzyklen
oder bei Beginn der Komprimier-Absenk-Zyklen erst zu einem späten Zeitpunkt des
Versuchs.
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Die Versuchsergebnisse zeigen deutlich, daß die Anwendung einer Dampfinjektion
bei der beschriebenen Folge aus Unterdrucksetzen durch Dampfinjektion bei gedrosselter
Fluidumförderung und anschließender verminderter Fluiduminjektion bei Vollförderung
aus der Förderbohrung einen deutlich verbesserten Ölgewinnungsgrad zur Folge hat
als die Verwendung von Dampf ohne frühzeitig begonnene Komprimier- und Absenkzyklen.
Darüber hinaus wurde gefunden, daß man die besten Ergebnisse erreicht, wenn mit
den Absenkzyklen zum frühestmöglichen Zeitpunkt nach Beginn der Dampfinjektion in
die Formation begonnen wird.Genauer gesagt, sollte mit dem ersten Absenken begonnen
werden, bevor 4, vorzugsweise bevor die ersten 2 Porenvolumina Dampf injiziert sind.
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Die Gründe für diese merkliche Verbesserung sind noch nicht vollständig
geklärt. Vermutlich bedingen das Erwärmen und die anschließende Druckerniedrigung
eine Verdampfung bestimmter Fluidumkomponenten der Formation, z.B. des Wasserfilms
auf den Sandkörnchen der Formation sowie ein niedrigeres Molekulargewicht aufweisender
Kohlenwasserstoffe, die in dem Formationsrohöl von Hause aus vorkommen. Eine Verdampfung
dieser Materialien führt zu einer Porenvergrößerung, welche die zum Austreiben des
erwärmten und/ oder verdünnten viskosen Erdöls aus dem oberhalb des Verbindungswegs
liegenden Teil der Formation in den Verbindungsweg und anschließend durch den Verbindungsweg
zur Förderbohrung, an dem es zur Erdoberfläche gefördert werden kann, benötigte
Verdrängungsenergie liefert. Ferner bewirkt
die Durchführung der
Absenkzyklen, insbesondere wenn sie zu einem früheren Zeitpunkt bei dem Dampf/Kohlenwasserstoff-Injektionsprogramm
begonnen werden, eine periodische Säuberung des Verbindungswegs, dessen Durchlässigkeit
erhalten bleiben muß, wenn bei jedem thermischen Ölgewinnungsverfahren eine fortlaufende
Ölgewinnung gewünscht wird. Die gegebenen Erklärungen müssen nicht zwangsläufig
die einzigen oder wesentlichsten Hauptmechanismen des Verfahrensablaufs des erfindungsgemäßen
Verfahrens erläutern, es können vielmehr auch noch ganz andere Mechanismen für den
Erfolg verantwortlich sein.
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Beispiel 2 Der folgende Feldversuch dient zur weiteren Erläuterung,
insbesondere zur Veranschaulichung einer bevorzugten Ausführungsform der Durchführung
des Verfahrens gemäß der Erfindung.
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Die Teersandlagerstätte, die eine Stärke von 26 m aufweist, liegt
unter einem Deckgestein einer Stärke von 152 m.
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Durch das Deckgestein sind bis zum Boden der Teersandlagerstätte zwei
Bohrungen niedergebracht. Die Bohrungen sind im Abstand von 24,5 m angeordnet. Die
Bohrungen enden im unteren, etwa 1,5 m tiefen Abschnitt der Teersandlagerstätte.
Um das geschlitzte Einsteckrohr am Ende der Förderbohrung ist eine Kieselpackung
vorgesehen. Am Rohrende der Injektionsbohrung ist lediglich ein geschlitztes Einsteckrohr
vorgesehen.
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An die Injektionsbohrung ist der Auslaß eines Luftkompressors angeschlossen.
In die Injektionsbohrung wird Luft mit einer Anfangsgeschwindigkeit von etwa 250
Standard cubic feet/h injiziert. Diese Geschwindigkeit wird bis zum Austreten von
Luft aus der Förderbohrung beibehalten.
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Danach wird die Luftinjektionsgeschwindigkeit etwa 8 Tage lang nach
und nach erhöht, bis eine Luftinjektionsgeschwindigkeit von 1000 Standard cubic
feet Luft/h erreicht
ist. Diese Luftinjektionsgeschwindigkeit wird
48 h lang aufrechterhalten, um die Bildung einer akzeptablen Luftspülzone in der
Formation sicherzustellen.
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Nun wird in die Injektionsbohrung Dampf einer Qualität von 85 % injiziert
und durch die Luftspülzone strömen gelassen.
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Dies dient zur Erhöhung der Durchlässigkeit der Zone und zur Ausbildung
eines erwärmten Verbindungswegs zwischen der Injektions- und Förderbohrung. Der
Injektionsdruck beträgt zunächst 24,5 kg/cm2. Dieser Druck wird über die nächsten
5 Tage auf etwa 33,4 kg/cm2 erhöht und 2 Wochen lang auf diesem Wert belassen. Zusammen
mit Dampfkondensat wird aus der Förderbohrung Bitumen gewonnen. Während der Vorwärmstufe
wird, solange kein Frischdampf gefördert wird, die Fluidumförderung nicht gedrosselt.
Sämtliche Fluida werden zur Erdoberfläche gefördert. Es ist zweckmäßig, den Dampfdurchsatz
durch die Formation während der Eingangsstufe des Verfahrens in ungedrosseltem Zustand
aufrechtzuerhalten, um zwischen der Injektions- und Förderbohrung einen erwärmten
und stabilen Verbindungsweg zu gewährleisten. Der Dampf dient zur Erwärmung und
zum Beweglichmachen von Bitumen in den vorher luftgespülten Zonen.
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Das beweglich gemachte Bitumen wird in Richtung auf die Förderbohrung
hin verschoben und dann zur Erdoberfläche transportiert. Eine Entfernung des Bitumens
aus dem luftgespülten Teil der Formation verringert deren Sättigung mit bituminösem
Erdöl und erhöht infolgedessen die Durchlässigkeit einer im unteren Teil der Formation
befindlichen und sich im wesentlichen fortlaufend von der Injektions- zur Förderbohrung
erstreckenden Zone. Zusätzlich wird die Verbindungszone durch Hindurchleiten von
Dampf erwärmt. Hierbei handelt es sich zweckmäßigerweise um eine der Durchführung
des Verfahrens gemäß der Erfindung vorgeschaltete Stufe
Nach etwa
2-monatiger Dampfinjektion ohne jegliche Hemmung des Fluidumstroms zeigt sich, daß
ein stabiler erwärmter Verbindungsweg entstanden ist. Ferner wird eine geringe Fördermenge
Dampf in der Dampfphase festgestellt.
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Nun wird in die Injektionsbohrung beieinem Injektionsdruck von 35
kg/cm2 unter Drosselung des Fluidumstroms aus der Förderbohrung mittels einer 4,7
mm Drossel Dampf injiziert.
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Auf diese Weise wird eine Strömungsgeschwindigkeit der Fluida aus
der Formation von weniger als etwa 40 Barrel pro Tag erreicht. Dies ist weniger
als 10 % der Volumenströmungsgeschwindigkeit des Dampisin die Injektionsbohrung,
die 450 Barrel/Tag beträgt. Der Druck an der Förderbohrung steigt über 4 Monate
hinweg nach und nach bis auf 18,3 kg/cm2. An der Förderbohrung wird eine geringe
Menge Frischdampf gefördert. Hierdurch wird das Erreichen des Endes der zweiten
Phase des ersten Zyklus des Verfahrens gemäß der Erfindung angezeigt.
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Zur Durchführung des dritten Teils des Komprimier-Absenk-Zyklus des
Verfahrens gemäß der Erfindung wird der Dampfinjektionsdruck auf etwa 21 kg/cm2
erniedrigt. Hierdurch wird die Dampfströmungsgeschwindigkeit in die Injektionsbohrung
auf etwa 40 Barrel pro Tag, also weniger als 10 % der ursprünglichen Volumeninjektionsgeschwindigkeit
erniedrigt. Gleichzeitig werden an der Förderbohrung die Drossel entfernt und aus
der Förderbohrung Fluida in Vollförderung entnommen. Die an der Förderbohrung geförderten
Fluida bestehen aus Gemischen aus im wesentlichen "freiem" Bitumenjaus Bitumen und
darin emulgiertem Wasser und einer Öl-in-Wasser-Emulsion. Die Öl-in-Wasser-Emulsion
macht etwa 80 % der aus der Förderbohrung geförderten Gesamtfluida aus. Das freie
Bitumen trennt sich ohne Schwierigkeiten von der Öl-in-Wasser-Emulsion. Die Öl-in-Wasser-Emulsioh
wird
danach zur Auflösung in eine relativ wasser freie bituminöse
Erdölphase und Wasser mit Chemikalien behandelt. Das Wasser wird nach geeigneter
Behandlung in den Dampfgenerator rückgeführt.
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Die Förderung von Fluida unter den angegebenen Bedingungen wird solange
fortgesetzt, bis die Strömungsgeschwindigkeit auf etwa 15 % der ursprünglichen Strömungsgeschwindigkeit
zu Beginn des Absenkzyklus gesunken ist. Dies zeigt an, daß der maximale Absenkeffekt
erreicht ist. Hierzu sind etwa 120 Tage erforderlich.
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Danach wird mit einen neuen Dampfinjektionszyklus unter Drosselung
der Förderung mittels einer Drossel begonnen.
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Die Förderung wird über mehrere Zyklen "Injektion bei gedrosselter
Förderung" und "Vollförderung aus der Förderbohrung unter stark verringerter Dampfinjektion"
hinweg fortgesetzt. Die Folge der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung
ist, daß keine Probleme bezüglich einer Blockade durch bituminöses Erdöl auftreten.
Etwa 80 % des in dem Teil der Formation, der durch die in die Injektionsbohrung
injizierten Fluida ausgespült wurde, enthaltenen bituminösen Erdöls werden aus der
Formation gefördert.
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Beispiel 3 Die in diesem Beispiel unter Verwendung von Dampf und C3
- C12-Kohlenwasserstoffen erreichten Ergebnisse sind in Figur 2 der Zeichnung dargestellt.
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Beim ersten Versuch (B-1) wird Dampf (ohne Kohlenwasserstoffe) einer
Qualität von etwa 100 % in den Kasten injiziert. Aus dem Kasten werden mittels der
Förderbohrung Fluida gefördert. Dies erfolgt in geradem Durchsatz, d.h.
-
ohne Durchführung der wiederholten Zyklen aus Komprimieren durch Dampfinjektion
und Absenken. Es werden etwa 9 Porenvolumina
Dampf injiziert.
Selbst nach Injektion von 9 Porenvolumina Dampf lassen sich lediglich etwa 30 %
des Öls gewinnen. Bei Versuch (B-1) werden keine Druckabsenkungen vorgenommen.
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Beim zweiten Versuch (B-2) wird ohne Komprimier/Absenk-Zyklen ein
Gemisch aus Dampf und durchschnittlich 23 % Pentan bis zur Injektion von etwa 7
Porenvolumina Dampf in die Formation injiziert. Hierbei werden etwas über 40 % des
in der Formation enthaltenen Öls gewonnen. Danach wird abgesenkt. Die Gesamtgewinnung
steigt nach zahlreichen Komprimier/Absenk-Zyklen und einer Gesamtinjektion von bis
zu etwa 8 Porenvolumina Dampf auf etwa 60 %.
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Beim dritten Versuch (B-3) wird ein Gemisch aus Dampf und 26 % Pentan
injiziert. Zu Beginn des Zyklus wird mit dem Absenkzyklus begonnen. Aus Kurve B3
geht hervor, daß bei sämtlichen Volumina an injiziertem Dampf die Gewinnung deutlich
besser ist als bei Versuch B2. Hierbei läßt sich feststellen, daß bei dem Versuch,
der mit Dampf und Pentan durchgeführt wird und bei dem die Komprimier/Absenk-Zyklen
zu einem frühzeitigen Zeitpunkt des Verfahrensablaufs beginnen, etwa ein Drittel
mehr Öl gewonnen wird als bei dem entsprechenden Versuch mit Dampf und Pentan ohne
frühzeitigen Beginn von Komprimier/Absenk-Zyklen oder in einem Falle, in dem mit
den Komprimier/Absenk-Zyklen erst zu einem späten Zeitpunkt begonnen wird (wie dies
bei Versuch B2 der Fall ist, bei dem das Absenken nach Injektion von 7 Porenvolumina
Dampf beginnt).
-
Bei Versuch (B-4) wird ein Gemisch aus Dampf und 20 % Propan injiziert.
Mit dem Absenken wird erst begonnen, nachdem etwa 7 Porenvolumina Dampf injiziert
worden sind. Zu diesem Zeitpunkt sind 60 % des Öls gefördert. Das nach der Injektion
von
7 Porenvolumina Dampf begonnene Absenken hat kaum einen Einfluß auf die Gesamtölgewinnung.
Dies ist bei dem mit Dampf und Pentan arbeitenden Versuch B2 anders, da durch das
zu einem späten Zeitpunkt eingeleitete Absenken die Ölgewinnung deutlich erhöht
wird.
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Bei Versuch (B-5) wird ein Gemisch aus Dampf und 14 % Propan verwendet.
Mit den Komprimier/Absenk-Zyklen wird zu einem sehr frühen Zeitpunkt des Versuchs
begonnen. Es zeigt sich, daß die Ölgewinnung bei Versuch B5 bei entsprechenden Werten
an injizierten Dampfvolumina deutlich besser ist als bei Versuch B4, der mit Dampf
und Propan, jedoch ohne frühzeitige Absenkzyklen gefahren wird.
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Der Versuch (B-6) wird mit einem Gemisch aus Dampf und 9 % (unifiner)
Naphtha unter frühzeitigem Komprimieren und Absenken gefahren. Nach Injektion von
5,6 Porenvolumina Dampf sind 71,3 % Bitumen gewonnen.
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Während der mit Dampf und Propan unter frühzeitigem Absenken gefahrene
Versuch B4 dem mit Dampf und Pentan ohne frühzeitiges Absenken gefahrenen Versuch
B2 überlegen ist, zeigen sich bei einer vergleichenden Betrachtung der Versuche
B3 und B5 die umgekehrten Verhältnisse. Hierbei ist die Verwendung von Dampf und
Pentan unter Absenken der Verwendung von Dampf und Propan unter Absenken überlegen.
Letzteres Verhalten stimmt mit den Beobachtungen bei einer Reihe von Versuchen unter
Verwendung von Dampf und Kohlenwasserstoff und unter Einhaltung frühzeitiger Absenkzyklen
überein. Der ölgewinnungsgrad steigt mit einer Erhöhung des durchschnittlichen Molekulargewichts
des in Kombination mit dem Dampf verwendeten leichten Kohlenwasserstoffs bis zu
12 Kohlenstoffatomen hin. Natürliches Benzin ist Propan
überlegen.
Naphtha ist natürlichem Benzin überlegen. Diese Beobachtungen beruhen auf mit Teersandmaterialien
durchgeführten Versuchen. Somit liegen diese Kohlenwasserstoffe im oberen Teil des
angegebenen Bereichs für aliphatische und sonstige gesättigte Kohlenwasserstoffe,
die in der Regel bei Normalbedingungen flüssig sind.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß
der Erfindung wählt man den jeweiligen Rohlenwasserstoff danach aus, daß seine Siedetemperatur
bei Formationsdruck während der Injektion zwischen der Formationstemperatur und
der Temperatur, auf die der Verbindungsweg erwärmt wurde, liegt.
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Die vorherigen Versuchsergebnisse veranschaulichen deutlich, daß die
Durchführung einer Injektion aus leichtem Kohlenwasserstoff und Dampf bei der beschriebenen
Folge wiederholter Zyklen, bestehend aus einem Komprimieren durch Injektion von
Dampf und Kohlenwasserstoff bei gedrosselter Fluidumförderung und einer anschließenden
verminderten Fluiduminjektion und einer im wesentlichen ungedrosselten Fluidumförderung
an der Förderbohrung im Vergleich zur Verwendung von Dampf und desselben leichten
Kohlwasserstoffs ohne frühzeitige Komprimier/Absenk-Zyklen zu einer deutlichen Verbesserung
des ölgewinnungsgradesg Darüber hinaus hat es sich gezeigt, daß man die Ergebnisse
optimieren kann, wenn man mit den Absenkzyklen zum frühestmöglichen Zeitpunkt nach
Beginn der Dampf- und Rohlenwasserstoffinjektion in die Formation beginnt. Insbesondere
sollte man mit dem ersten Absenken zu einem Zeitpunkt, an dem die ersten 4, vorzugsweise
bevor die ersten 2 Porenvolumina Dampf injiziert sind, beginnen. Die besten Ergebnisse
erreicht man mit den innerhalb des angegebenen Bereichs für aliphatische Kohlenwasserstoffe
von 3 - 12 Kohlenstoffatomen ein höheres * führt.
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Molekulargewicht aufweisenden Kohlenwasserstoffen, insbesondere bei
Normaltemperatur flüssigen Kohlenwasserstoffen, wie Naphtha- und natürlichen Benzinfraktionen.
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Beispiel 4 Der folgende Feldversuch dient zur weiteren Erläuterung
und Veranschaulichung derjenigen Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung,
bei der Dampf und ein C3 -C12 - Kohlenwasserstoff verwendet wird.
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Die Teersandlagerstätte, in der dieserVersuch durchgeführt wird, entspricht
der Teersandlagerstätte von Beispiel 2. Zur Ausbildung einer geeigneten Luftspülzone
in der Formation bedient man sich ähnlicher Bohrungen und einer ähnlichen Luftinjektion
wie in Beispiel 2.
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In der ersten Phase des ersten Zyklus des Verfahrens gemäß der Erfindung
wird eine Qualität von 85 % aufweisender Dampf in der in Beispiel 2 geschilderten
Weise in die Injektionsbohrung injiziert. Dies dient einer weiteren Erhöhung der
Durchlässigkeit der Zone und einer Erwärmung des Verbindungswegs zwischen der Injektions-
und Förderbohrung.
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Nach etwa 2-monatiger Dampfinjektion ohne irgendeine Art Drosselung
des Fluidumstroms zeigt sich, daß ein akzeptabler, stabiler und erwärmter Verbindungsweg
entstanden ist.
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Zu diesem Zeitpunkt wird auch Frischdampf gefördert.
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Als leichter Kohlenwasserstoff wird im zweiten Teil des Zyklus des
Verfahrens gemäß der Erfindung in Kombination mit Dampf handelsübliches Naphtha
verwendet. Das Naphtha ist mit den Dampf in einer Menge von etwa 6,5 Gew.-% gemischt.
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Das Gemisch aus Dampf und Naphtha wird mit einem Injektionsdruck
von
35 kg/cm2 in die Injektionsbohrung injiziert.
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Der Fluidastrom aus der Förderbohrung wird mittels einer 4,7 mm Drossel
so weit gedrosselt, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Fluida aus der Formation
unter etwa 40 Barrel pro Tag liegt. Dies ist weniger als 10 % der Volumenströmungsgeschwindigkeit
von in die Injektionsbohrung injiziertem Dampf und Kohlenwasserstoff, die 450 Barrel
pro Tag beträgt. Der Druck an der Förderbohrung steigt innerhalb von 4 Monaten nach
und nach auf 28 kg/ cm2. Zu diesem Zeitpunkt wird an der Förderbohrung eine geringe
Menge Frischdampf gefördert. Dies zeigt, daß das Ende der zweiten Phase des ersten
Zyklus des Verfahrens gemäß der Erfindung erreicht ist.
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Zur Durchführung des dritten Teils des Komprimier/Absenk-Zyklus des
Verfahrens gemäß der Erfindung wird der Dampf/ Kohlenwasserstoff-Injektionsdruck
auf etwa 21 kg/cm2 erniedrigt. Hierdurch wird wirksam die Strömungsgeschwindigkeit
des Dampfs und Kohlenwasserstoffs in die Injektionsbohrung auf etwa 40 Barrel pro
Tag, also weniger als 10 % der ursprünglichen Volumeninjektionsgeschwindigkeit,
erniedrigt. Gleichzeitig werden die Drosseln an der Förderbohrung entfernt und aus
der Förderbohrung Fluida in Vollförderung entnommen. Die aus der Förderbohrung entnommenen
Fluida bestehen aus einem Gemisch aus im wesentlichen "freiem" Bitumen'aus Bitumen
und lediglich einer geringen Menge an darin emulgiertem Wasser sowie einer Öl-in-Wasser-Emulsion.
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Die Öl-in-Wasser-Emulsion macht etwa 80 % der aus der Förderbohrung
geförderten Gesamtfluida aus. Das freie Bitumen trennt sich leicht von der Öl-in-Wasser-Emulsion.
Danach wird die bl-in-Wasser-Emulsion zur Auflösung in eine relativ wasserfreie
bituminöse Erdölphase und Wasser mit Chemikalien behandelt. Das Wasser wird nach
einer angemessenen Behandlung in den Dampfgenerator rückgeführt.
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Die Förderung von Fluida unter den angegebenen Bedingungen wird solange
fortgesetzt, bis die Strömungsgeschwindigkeit auf einen Wert von etwa 15 % der ursprünglichen
Strömungsgeschwindigkeit zu Beginn des Absenkzyklus gesunken ist. Dies zeigt, daß
der maximale Absenkeffekt erreicht ist. Hierzu sind etwa 120 Tage nötig. Nun wird
erneut mit dem Anwärmen durch Dampfinjektion und einem anschließenden Dampf/Rohlenwasserstoff-Injektionszyklus
bei mittels der Drossel gedrosselter Förderung begonnen. Die Förderung wird über
mehrere Zyklen aus Anwärmen, Injektion bei gedrosselter Förderung und schließlich
Vollförderung aus der Förderbohrung bei stark verminderter Dampf/Kohlenwasserstoff-Injektion
fortgesetzt.
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Das Ergebnis der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist,
daß keine Schwierigkeiten hinsichtlich einer Blockade durch bituminöses Erdöl auftreten.
Rechnerisch werden etwa 85 % des in den Teil der Formation, der durch die in die
Injektionsbohrung injizierten Fluida ausgespült wird, enthaltenen Erdöls aus der
Formation gewonnen.
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Beispiel 5 Die im vorliegenden Beispiel mit Dampf und Luft erhaltenen
Ergebnisse sind in Figur 3 der Zeichnung dargestellt.
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Beim ersten Versuch C1 wird luftfreier Dampf einer Qualität von etwa
100 % in den Kasten injiziert. Die Fluida werden aus dem Rasten über die Förderbohrung
gefördert.
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Die Förderung erfolgt in geradem Durchsatz, d.h. ohne Durchführung
wiederholter Zyklen aus Komprimieren durch Dampfinjektion bei gedrosselter Strömung
(bis zum Erreichen des angezeigten Endpunkts) und anschließender Vollförderung zur
Absenkung bei drastisch verminderter Dampfinjektionsgeschwindigkeit.
Es
werden etwa 9 Porenvolumina Dampf injiziert. Aus Kurve C1 der Figur geht hervor,
daß selbst nach Injektion von 9 Porenvolumina Dampf lediglich etwa 30 % des Öls
gewonnen sind. Bei Versuch Ci erfolgt keine Druckabsenkung.
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Beim zweiten Versuch (C2) wird ohne Durchführung von Komprimier/Absenk-Zyklen
bis zur erfolgten Injektion von etwa 4 Porenvolumina Dampf in die Formation ein
Gemisch aus Dampf und Luft mit kostantem Verhältnis 0,24 M.S.C.F./ bbl. verwendet.
Aus Kurve C2 der Figur geht hervor, daß etwas über 45 % des in der Formation enthaltenen
Öls gefördert werden. Gegen Ende des letzten Teils dieses Versuchs werden Zyklen
aus 20-minütiger Dampfinjektion, 20-minütiger Tränkdauer und 10-minütiger Dränage
durchgeführt. Hierbei ist lediglich eine geringe Erhöhung der Ölförderung festzustellen.
Dies zeigt, daß ein Beginn von Komprimier/ Absenkzyklen zu einen späten Zeitpunkt
des Verfahrensablaufs nur einen geringen Einfluß auf den Ölgewinnungsgrad besitzt.
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Beim dritten Versuch (C3) wird ohne Komprimier/Absenk-Zyklen ein Gemisch
aus Dampf und Luft injiziert. Das Luft/ Dampf-Verhältnis beträgt 0,17 M.S.C.F./bbl.
Es zeigt sich, daß Änderungen im Luft/Dampf-Verhältnis nach erfolgter Injektion
von 3 Porenvolumina Dampf nur einen geringen Einfluß auf die Ölgewinnung ausüben.
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Der Versuch C4 wird mit einem Gemisch aus Luft und Dampf im Verhältnis
0,12 M.S.C.F./bbl. unter Durchführung von Absenkzyklen in einer sehr frühen Verfahrensstufe
(beispielsweise nach der Injektion von weniger als 1/2 Porenvolumen Dampf, gefahren.
Die Dauer der Dampf/Luft-Injektion beträgt 10 min, der Druckabsenkzyklen 30 min.
Aus Kurve C4 geht hervor, daß in den frühen Stufen des Gewinnungszyklus,
beispielsweise
in den aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten signifikanten Intervall von 1 - 4 Porenvolumen
(-volumina) an injiziertem Dampf der Olgewinnungsgrad deutlich verbessert ist. Die
Menge der Ölgewinnung bei 2 Porenvolumina Dampf erhöht sich von 24 auf 40 % (67%ige
Verbesserung). Diese Verbesserung ist vollständig auf die Durchführung wiederholter
Komprimier/Absenk-Zyklen zurückzuführen. Mit anderen Worten gesagt, erreicht man
bei einer Luft/Dampf-Injektion unter Druckabsenkung dieselbe Fördermenge mit weit
weniger Dampf als bei üblichen Luft/Dampf-Injektionen bei üblichem geradem Durchsatz.
Wenn mit einem Komprimier/Absenk-Zyklus zu einem frühen Zeitpunkt des Dampfinjektionszyklus
begonnen wird, erfordert eine 32%ige Förderung oder Gewinnung etwas mehr als 1 Porenvolumen
Dampf. Wenn dagegen auf eine wiederholte Durchführung einer Komprimierung und Absenkung
verzichtet wird, werden für die gleiche Fördermenge über 2 Porenvolumina Dampf benötigt.
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Beispiel 6 Der folgende Feldversuch dient zur weiteren Erläuterung
und Veranschaulichung der Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung, bei
der Dampf und Luft verwendet werden.
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Die Teersandlagerstätte, in der dieser Feldversuch durchgeführt wird,
entspricht den Teersandlagerstätten der Beispiele 2 und 4. In ähnlicher Weise wie
in den genannten Beispielen werden die Bohrungen niedergebracht. Wie bei den Beispielen
2 und 4 wird zur Ausbildung einer Luftspülzone zunächst Luft injiziert. Weiterhin
erfolgt, ebenfalls in der beschriebenen Weise eine Dampfinjektion zur Erhöhung der
Durchlässigkeit der Luftspülzone.
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Nach etwa 2-monatiger Dampfinjektion ohne irgendeine Art Drosselung
des Fluidumstroms zeigt sich, daß ein akzeptabler,
stabiler und
erwärmter Verbindungsweg entstanden ist. Zu diesem Zeitpunkt wird an der Förderbohrung
ein Austritt von Frischdampf festgestellt. Mit gesättigtem Dampf einer Qualität
von 85 % wird Luft im Verhältnis 0,25 M.S.C.F./ bbl. Dampf vermischt. Das erhaltene
Gemisch wird bei einem Injektionsdruck von 31,6 kg/cm2 in den Verbindungsweg injiziert.
Der Fluidumstrom der Förderbohrung wird mittels einer 4,7 mm Drossel so weit gedrosselt,
daß die Strömungsgeschwindigkeit der Fluida aus der Formation weniger als etwa 40
Barrel/Tag beträgt. Dies ist weniger als 10 % der Volumenströmungsgeschwindigkeit
des Dampund der Luft in die Injektionsbohrung, die 450 Barrel/Tag beträgt. Der Druck
an der Förderbohrung steigt über 4 Monate nach und nach bis auf 18,3 kg/cm2. Die
Temperatur des an der Förderbohrung durch die Drossel geförderten Fluidums beträgt
nach 4-monatiger Injektion 194,40C. Zu diesem Zeitpunkt wird an der Förderbohrung
eine geringe Menge Frischdampf gefördert. Dies zeigt das Ende der ersten Phase des
Zyklus des Verfahrens gemäß der Erfindung an.
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Zur Durchführung des zweiten Teils des Komprimier/Absenk-Zyklus des
Verfahrens gemäß der Erfindung wird der Dampf/ Luft-Injektionsdruck auf etwa 21
kg/cm2 reduziert. Hierdurch wird in höchst-wirksamer Weise die Strömungsgeschwindigkeit
des Dampfes und der Luft in die Injektionsbohrung auf etwa 40 Barrel pro Tag, d.h.
weniger als 10 % der ursprünglichen Volumeninjektionsgeschwindigkeit, erniedrigt.
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Zu diesem Zeitpunkt werden die Drosseln an der Förderbohrung entfernt
und aus der Förderbohrung Fluida in Vollförderung entnommen. Die an der Förderbohrung
geförderten Fluida bestehen aus einem Gemisch aus im wesentlichen "freiem" Bitumen1
aus Bitumen mit etwa 50 % an darin emulgiertem Wasser und einer Öl-in-Wasser-Emulsion.
Die Ölin Wasser-Emulsion macht etwa 80 % der an der Förderbohrung gewonnenen gesamten
Fluida aus. Das freie Bitumen trennt
sich leicht von der Öl-in-Wasser-Emulsion.
Die Öl-in-Wasser-Emulsion wird danach zur Auflösung in eine relativ wasserfreie
bituminöse Erdölphase und Wasser mit Chemikalien behandelt. Das Wasser wird nach
geeigneter Nachbehandlung in den Dampfgenerator rückgeführt.
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Die Förderung von Fluida unter diesen Bedingungen wird solange fortgesetzt,
bis die Strömungsgeschwindigkeit auf einen Wert von etwa 15 % der ursprünglichen
Strömungsgeschwindigkeit zu Beginn des Absenkzyklus gesunken ist. Dies zeigt an,
daß der maximale Absenkeffekt erreicht ist. Hierzu sind etwa 120 Tage erforderlich.
Danach wird ein weiterer Zyklus aus Dampfinjektion bei ungedrosselter Förderung
bis zum Erscheinen von Frischdampf (an der Förderbohrung) und einen Dampf/Luft-Injektionszyklus
bei mittels einer Drossel in der geschilderten Weise gedrosselter Förderung begonnen.
Die Förderung wird über mehrere Zyklen aus Aufwärmen, Injektion bei gedrosselter
Förderung und Vollförderung aus der Förderbohrung bei stark gedrosselter Dampf/Luft-Injektion
fortgesetzt.
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Das Ergebnis der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist,
daß keine Schwierigkeiten hinsichtlich einer Blockade durch bituminöses Erdöl auftritt.
Rechnerisch werden etwa 85 % des in dem Teil der Formation, der durch die in die
Injektionsbohrung injizierten Fluida ausgespült wird, enthaltenen bituminösen Erdöls
gefördert.