DE3000776A1

DE3000776A1 - Bohrloch zum aussohlen unterirdischer salzlagerstaetten und verfahren zum betrieb eines solchen bohrloches

Info

Publication number: DE3000776A1
Application number: DE19803000776
Authority: DE
Inventors: Cornelis Kwantes; Michael Mansell; Bob Pieter Stor
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1979-01-12
Filing date: 1980-01-10
Publication date: 1980-07-24
Also published as: BR8000151A; ES487580A0; CA1128414A; NL7900249A; US4325579A; ES8102264A1; GB2041428B; GB2041428A

Description

Bohrloch zum Aussohlen unterirdischer Salzlagerstätten und Verfahren zum. Betrieb eines solchen Bohrlochs.

Die Erfindung betrifft ein Bohrloch zum Aussohlen von Salz aus einer unterirdischen Salzlagerstätte, mit einer von der Erdoberfläche abwärts in die Lagerstätte führenden Bohrung, in die ein Mantelrohr abwärts bis zum Hangenden der Lagerstätte einzementiert ist, innerhalb der wiederum getrennte Leitungseinrichtungen untergebracht sind, welche sich durch die Bohrung abwärts bis unter das Mantelrohr erstrecken und einerseits für die Einführung von Lösungswasser in die Salzlagerstätte sowie andererseits zum Abziehen der Sohle aus der Lagerstätte dienen und dabei eine einstellbare wirksame Länge haben.

Bei der Gewinnung von Salz, insbesondere in Salzlagerstätten, die verschiedene Salzarten enthalten, ist es wünschenswert,

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die Höhen der Einführung und der Abförderung der Flüssigkeit von Zeit zu Zeit einzustellen. Es kann beispielsweise notwendig sein, die Ausströmöffnung der Leitungseinrichtung für das Lösungswasser in einer höheren oder tieferen Lage der Lagerstätte anzuordnen, und zwar in Verbindung mit der sich ändernden Form der Kaverne, die durch die Salzauslösung in der Salzlagerstätte entsteht, oder um diese Form zu beeinflussen. Insbesondere die Höhe dieser Ausströmöffnung muß während des Salzgewinnungsvorgangs regelmäßig geändert werden, wenn das Salz oder die Salze der Salzlagerstätte in übereinanderliegenden schichtförmigen Zonen aufeinanderfolgend gewonnen werden soll.

Es ist auch wünschenswert, daß die Höhe des unteren Endes der Leitungseinrichtung zum Abziehen der Sohle einstellbar ist. Die Zusammensetzung bzw. die Konzentration der in der Kaverne vorhandenen wässrigen Salzlösung ändert sich über die Höhe dieser Kaverne, so daß es durch die Einstellung der Abzugshöhe möglich ist, die gewünschte Salzlösung innerhalb der Grenzen der Zusammensetzungsänderungen dieser Lösung in der Kaverne auszuwählen.

Es ist möglich, als Leitungseinrichtung Rohrstränge zu verwenden und die Höhe des unteren Endes des Zuführungsstranges oder des Produktionsstranges in der Salzlagerstätte durch das Anheben oder Absenken dieser Stränge vom Bohrlochkopf aus herbeizuführen und zwar wahlweise durch eine Verkürzung oder eine Verlängerung der Stränge am oberen Ende durch eine oder mehrere Rohrlängen. Da Salzlagerstätten, die durch Aussohlen (Auslaugen) abgebaut werden, gewöhnlich in verhältnismäßig großer Tiefe liegen, beispielsweise in einer Tiefe von über 1ooo Metern, sind die Zuführungs- und Produktionsstränge ebenfalls lang und dadurch auch schwer. Nach der ersten Installation der Stränge wird daher bei jeder nachfolgenden Neueinstellung der Höhe der unteren Rohrstrangenden jeweils oder dauernd eine schwere Hebeausrüstung benötigt.

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Es wäre in der Tat möglich, die Stellung, in der das Lösungswasser von dem Zuführungsstrang in die Salzlagerstätte hineinfließt oder in der die Sohle in den Produktionsstrang eintritt, auf eine größere Höhe anzuheben, ohne daß gleichzeitig der gesamte Zuführungs- oder Produktionsstrang ebenfalls angehoben werden muß, nämlich durch das Abschneiden oder Absprengen des unteren Strangteils oder durch das Bohren oder Schießen von Löchern in diesem unteren Teil. Diese Verfahren haben jedoch beträchtliche Nachteile. So verhindert beispielsweise ein perforiertes unteres Ende des Stranges die Verwendung bestimmter elektrischer Instrumente für die Gewinnung von Daten aus der Kaverne. Diese Verfahren können natürlich auch nicht für die Verlängerung der Stränge in eine größere Tiefe der Kaverne verwendet werden.

Für die Salzgewinnung durch Aussohlen wurde vorgeschlagen, die Frischlauge über einen Bohrstrang abzuziehen, der sich durch die Bohrung bis in die gewünschte Tiefe der Salzlagerstätte erstreckt, und das Lösungswasser in die Salzlagerstätte über den Ringraum zwischen der Bohrlochverrohrung und dem Rohrstrang einzuspeisen, wobei ein Endrohr mit einer Einsatzanordnung an seinem oberen Ende axial teleskopisch in das untere Ende der Verrohrung eingebaut ist und wobei das Endrohr eine Verlängerung des ringförmigen Zwischenraums unter das Mantelrohr bildet (siehe US-PS 3 391 962). Die Einsatzanordnung kann sich der Innenwand des Mantelrohres in jeder gewünschten Höhe anlegen, wodurch der Zuführungspunkt des Lösungswassers willkürlich eingestellt werden kann.

Wenn jedoch die Einsatzanordnung der Innenwand des Mantelrohres anliegt, wird es unmöglich, ein zweites Endrohr mit einer Einsatzanordnung zur Einstellung der Abzugshöhe der Sohle vorzusehen.

Darüberhinaus kann die Setztiefe der Einsatzanordnung nur eingestellt werden, wenn entweder der Innenstrang von dem Bohr-

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loch entfernt ist, falls eine Einzelbohrlochausführung nach der US-PS 3 391 9 62 verwendet wird, während andernfalls der Einsatz zweier getrennter, jedoch miteinander in Verbindung stehender Bohrlöcher vorgesehen werden muß.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Systems zur Einstellung der wirksamen Länge der Leitungseinrichtung für die Einführung von Lösungswasser und/oder Leitungseinrichtung für das Abziehen der Sohle, wobei die zuvor genannten und weitere Mangel vermieden werden sollen. Hierzu zeichnet sich das erfindungsgemäße Bohrloch dadurch aus, daß die genannten Leitungseinrichtungen jeweils einen Rohrstrang umfassen und die beiden Stränge parallel durch das Mantelrohr verlaufen, wobei wenigstens einer der Rohrstränge ein Endrohr mit geringerem Durchmesser trägt, das axial teleskopisch in dem Strang sitzt und abwärts unter den Strang ausgezogen werden kann, während es in seinem Oberteil eine Einsatzanordnung trägt, die sich der Innenwand des Stranges an jeder gewünschten Stelle über dessen bodenseitigen Ende anlegen kann.

Die EinsatζanOrdnung in dem Ringraum zwischen dem oberen Teil des Teleskop-Endrohres und dem unteren Teil des Stranges umfaßt einen in der Nähe des oberen Endes des Teleskop-Endrohres angebrachten Packer. Während der Einstellung des Teleskop-Endrohres wird der Packer in einer eingezogenen Lage gehalten, in der er der Innenwand des Rohrstranges nicht anliegt. Wenn das Teleskop-Endrohr in Position gebracht ist, wird der Packer betätigt, um sich der Innenwand des Rohrstranges dicht anzulegen.

Es ist möglich, das Teleskop-Endrohr an dem Bohrlochkopf durch ein Seil oder durch Stangen aufzuhängen. Die Einsatzanordnung am oberen Ende des Teleskop-Endrohres ist jedoch vorzugsweise mit einem Aufhänger versehen, der es ermöglicht, daß das Saugrohr durch Festklemmen in den gewünschten Höhenlagen im unteren Teil des Stranges aufgehängt werden kann.

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Wenn das Teleskop-Endrohr verlagert werden muß, wird der Aufhänger von der Innenfläche des Stranges gelöst und danach in der neuen Lage des Teleskop-Endrohrs wieder festgelegt.

Das Ankuppeln oder Abkuppeln des Aufhängers und des Packers sowie das Anheben und das Absenken des Teleskop-Endrohres erfolgt durch Steuereinrichtungen, die an einem Seil vom Bohrlochkopf abgesenkt werden und nach Beendigung des erwünschten Einstellvorganges wieder aus dem Bohrloch herausgezogen und entfernt werden. Die Aufhänger, die Packer und die Steuerungen, die für diesen Zweck geeignet sind, sind von der Ölbohr- und Ölproduktionstechnik her bekannt, bei der sie durch Begriffe wie Seilzug-Produktionsausrüstung und Seilzugwerkzeuge bezeichnet werden. Die Länge des Teleskop-Endrohres ist wenigstens zu Beginn der Salzgewinnung vorzugsweise wenigstens gleich oder eher noch etwas größer als die Dicke der zu gewinnenden Salzformation. Die Länge des Teleskopendrohres beträgt demgemäß nur einen Bruchteil der Gesamtlänge des zugehörigen Rohrstranges, beispielsweise nur 1o bis 2o % oder weniger. Mit dem Fortschritt der Salzgewinnung kann das ursprüngliche Teleskop-Endrohr erwünschtenfalls durch ein kürzeres ersetzt werden, wobei dieser Vorgang während der Salzgewinnung mehrere Male wiederholt werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das untere Ende eines jeden Rohrstranges mit einem Absperrorgan versehen, das automatisch schließt, wenn das entsprechende Endrohr in den Strang zurückgezogen wird. Eine geeignete Ausführungsform dieses Absperrorgans ist eine nach unten öffnende Schwenkklappe, die durch Federdruck in der Schließstellung gehalten wird. In dem letztgenannten Fall ist das Telskop-Endrohr derart in dem Strang angeordnet, daß es am unteren Ende des Stranges in eine untere Position vorsteht, wobei das untere Absperrorgan geöffnet ist. Das untere Absperrorgan kann durch das Teleskop-Endrohr selbst geöffnet werden, beispielsweise weil bei der Ausführungsform des unteren Absperrorgans in Form einer federbetätigten Schwenk-

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klappe das Teleskop-Endrohr bei der Abwärtsbewegung das Absperrorgan gegen den Pederdruck öffnet. Wenn das Teleskop-Endrohr vollständig über das untere Absperrorgan angehoben ist, schließt die Klappe des Schwenkabsperrorgans infolge des Federdruckes. Falls erwünscht, kann das Bodenabsperrorgan so ausgebildet sein, daß die Ventilschwenkklappe auch in der offenen Position durch Steuereinrichtungen festgelegt werden kann, die an einem Seil von dem Bohrlochkopf aus abgesenkt werden können.

Sowohl der Zufuhrungsstrang als auch der Produktionsstrang können mit einem Teleskop-Endrohr und mit einem Bodenabsperrorgan versehen werden. In der Position, in der beide Teleskop-Endrohre über die Bodenabsperrorgane angehoben sind, können diese geschlossen werden oder selbst schließen. In dieser Lage besteht keinerlei Verbindung mehr zwischen dem Kavernenraum und den Zuführungs- und Produktionssträngen. Die Zuführungs- und Produktionsstränge hängen in einem Bohrloch, in dem ein Mantelrohr angeordnet ist, das mit zwischen ihm und der Bohrlochwand eingefülltem Zement festgelegt ist. Am unteren Ende des Mantelrohres ist ein Packer angeordnet, der den Durchgang zwischen dem Mantelrohr und dem Strang abdichtet, jedoch nicht den Durchgang durch die Zuführungs- und Produktionsstränge, die durch den Packer hindurchragen. Wenn keine anderen Stränge in dem Mantelrohr untergebracht sind oder wenn alle anderen zu der Lagerstätte hinführenden und von der Lagerstätte wegführenden Leitungen geschlossen sind, ist die Kaverne beim angehobenen Zustand der Teleskop-Endrohre und geschlossener Stellung der Bodenabsperrorgane vollständig abgedichtet.

Diese Möglichkeit, die Kaverne am Boden der Rohrstränge entweder zur dauernden oder zur zeitweiligen Unterbrechung der Salzgewinnung zu schließen, ist bei einigen Salzlagerstätten, die plastisch fließen können, von großer Bedeutung. Wenn die Kaverne mit einem Raum geringeren Drucks in Verbindung steht, fließen die Salze aus der Salzlagerstätte in Richtung der

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Kaverne. Dadurch können Bodenverlagerungen um die Lagerstätte herum und über der Lagerstätte eintreten, die beispielsweise zu Einbrüchen der Kaverne oder zu Absenkungen an der Oberfläche führen können. Dieses Risiko kann durch das Absperren der Zuführungs- undProduktions stränge am oberen Ende abgewendet werden. Die beschriebene erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der die Kaverne nicht am Bohrlochkopf, sondern am unteren Ende der Rohrstränge abgeschlossen wird, hat den Vorteil, daß die Zuführungs- und Produktionsstränge nicht unter dem hohen Lagerstättendruck gehalten zu werden brauchen, so daß diese Rohrstränge leicht vom Bohrlochkopf her zugänglich bleiben, beispielsweise für darin auszuführende Arbeiten. Wenn das Bodenabsperrorgan nicht in den Rohrstraig selbst, sondern in den Packer des Mantelrohres eingesetzt ist, ist es erwünschtenfalls sogar möglich, den gesamten Rohrstrang aus dem Bohrloch zu entfernen, während zugleich die Kaverne abgeschlossen bleibt.

Das Bohrloch wird üblicherweise wenigstens durch die gesamte zu gewinnende Salzformation hindurchgebohrt. Unter der Voraussetzung, daß sowohl der Zuführungsstrang als auch der Produktionsstrang mit einem erfindungsgemäßen Teleskop-Endrohr versehen sind, werden beide Stränge derart vom Bohrlochkopf in das Bohrloch hineingehängt, daß durch die Teleskopbewegung der Teleskop-Endrohre deren untere Enden zwischen dem Hangenden und dem Liegenden der zu gewinnenden Salzformation eingestellt werden können. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Bohrlochs, dem ein Endrohr mit Hilfe einer hydraulischen Kraft angehoben wird, welche durch das Schließen des Endrohres mit einem Stopfen und die Erzeugung eines hydraulischen Überdrucks unterhalb des Stopfens herbeigeführt wird. Gemäß einem Verfahren zur erfindungsgemäßen Salzgewinnung wird der mit einem Teleskop-Endrohr versehene Produktionsstrang derart angeordnet, daß das untere Ende des Endrohres sich in der Nähe des Liegenden der Formation befindet. Das untere Ende des Teleskop-Endrohres des Zuführstranges ist in einigem Abstand über dem unteren Ende des Endrohres des Produktionsstranges angeordnet. Das Lösungs-

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wasser wird vom Bohrlochkopf durch den Zuführungsstrang und das zugehörige Endrohr in die Lagerstätte gepumpt. Das Lösungswasser löst Salz aus der Lagerstätte, wodurch eine Kaverne entsteht, die mit Sohle gefüllt ist. Die Frischsohle am Boden der Kaverne wird über das Endrohr des Produktionsstranges zum Bohrlochkopf hin abgesaugt.

Dadurch, daß eine inerte Flüssigkeit, die leichter als die Lösungsflüssigkeit und mit dieser unvermischbar ist, wie beispielsweise öl,bis dicht in Höhe des unteren Endes des Teleskop-Endrohrs des Zuführungsstranges gehalten wird, kann der Aussohlprozeß auf die Zone unterhalb dieses Niveaus begrenzt werden. Das stellt sicher, daß die Kaverne sich seitlich ausdehnt und so die größtmögliche Gewinnung bei maximaler Kavernen-Dimensionierung erreicht wird, die beispielsweise durch eine Behörde vorgeschrieben wird.

Nachdem eine gewisse Menge von Salz aus der Lagerstätte ausgesohlt ist, wird die Zuführung von Lösungswasser unterbrochen und das Teleskop-Endrohr des Zuführungsstranges über eine bestimmte Strecke angehoben und wieder in den Zuführungsstrang festgelegt, woraufhin dann die Ölstandshöhe eingestellt und Lösungswasser erneut zugeführt wird, um die nächste horizontale Schichtzone der Salzlagerstätte zu lösen. Dieser Vorgang kann mehreie Male wiederholt werden, wobei j edesmal eine höhere Zone der Salzlagerstätte gelöst wird. Während dieses Betriebsvorgangs braucht die Lage des Produktionsstranges nicht geändert werden. Bei diesem Verfahren zum Aussohlen von Salzlagerstätten unterscheidet sich die Zusammensetzung der gewonnen Sohle über die Höhe der Kaverne, speziell in Salzlagerstätten, die verschiedene Komponenten aufweisen. An der Stelle der Ausströmöffnung des Zuführungsstranges, d.h. im oberen Teil der Kaverne,enthält die Sohle eine sehr geringe_ Salzmenge, während zum Boden der Kaverne die Dichte der Sohle zunimmt.

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Die Zusammensetzung der Sohle in einer bestimmten Höhe der Kaverne hängt von vielen Faktoren ab, unter anderem von der Zusammensetzung der Salzlagerstätte und der Menge des Lösungswassers, die pro Zeiteinheit in die Kaverne gepumpt wird. Wenn auch der Produktionsstrang mit Teleskop-Endrohr versehen und dieses auf eine bestimmte Höhe der Lagerstätte eingestellt wird, kann die Zusammensetzung der aufwärts durch den Produktionsstrang abgeführten Sohle wahlweise beeinflußt werden.

Die Erfindung kann auch vorteilhaft für andere Verfahren zum Aussohlen von Salzen verwendet werden, beispielsweise bei einem Verfahren, bei dem das Lösungswasser über den Zuführungsstrang in den Bodenbereich der Kaverne zugeführt und die Sohle von dem oberen Teil der Kaverne abgezogen wird.

Die Erfindung ist besonders geeignet für die Salzgewinnung aus Lagerstätten, welche verschiedene Komponenten umfassen, beispielsweise Natriumchlorid mit Kaliumchlorid und/oder üagnesiumchlorid, bei denen es wünschenswert ist, wenn der Injektionspunkt des Lösungswassers häufig eingestellt werden kann.

Infolge der geringen Länge des Teleskop-Endrohres gegenüber der Gesamtlänge des Rohrstranges ist dessen Gewicht verhältnismäßig gering. Selbst wenn das Teleskop-Endrohr etwas klemmt, kann es mit einem Seil vom Bohrlochkopf aus angehoben werden. Erfindungsgemäß ist es ebenfalls möglich, ganz oder teilweise Hydraulikkräfte zum Anheben des Teleskop-Endrohres anstelle oder ergänzend zu der Seilzugkraft zu verwenden, beispielsweise, wenn ein· verhältnismäßig schweres Teleskop-Endrohr benutzt wird oder wenn das Teleskop-Endrohr in beträchtlichem Maße in der Kaverne festsitzt. Hierzu wird nach der Unterbrechung der Zuführung von Lösungswasser ein Stopfen auf dem oberen Ende des Teleskop-Endrohres des Zuführungsstranges befestigt, der das Teleskop-Endrohr verschließt. Der Stopfen erstreckt sich radial auch über das Teleskop-Endrohr hinaus bis an oder in die Nähe der Innenwand des Stranges, so daß

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das Teleskop-Endrohr mit dem daran angebrachten Stopfen als Kolben in dem Strang wirken kann. Wenn die Einsatzanordnung des Teleskopendrohres mit dem zuvor erwähnten lösbaren Aufhänger und dem Packer versehen ist, werden diese beiden Teile gelöst, während unterhalb des Stopfens ein höherer Hydraulikdruck aufgebaut wird als über dem Stopfen. Das Teleskop-Endrohr wird durch diese Druckdifferenz in die gewünschte höhere Position gepumpt. Nachdem das Teleskop-Endrohr in der neuen Position festgelegt und der Packer wieder ausgedehnt ist, wird der Stopfen von dem Teleskop-Endrohr entfernt, woraufhin schließlich nach Einstellung des ölspiegels auf die neue Tiefe des Bodenendes des Teleskop-Endrohres des Zuführungsstranges das Zupumpen von Lösungswasser wieder aufgenommen wird.

Die genannte Druckdifferenz über den Stopfen in dem Zuführungsstrang kann durch das Einpumpen von Flüssigkeit in die Kaverne erreicht werden, beispielsweise durch den anderen (Produktions-) Strang, wobei zugleich der Austritt von Flüssigkeit aus dem Zuführungsstrang ermöglicht wird. In entsprechender Weise kann auch der Produktionsstrang mit hydraulischer Hilfe eingestellt werden.

Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Überdruck unterhalb des Stopfens durch das Einpumpen von Flüssigkeit in den Strang durch ein Rückschlagventil erzeugt, welches in der Strangwand unter dem Stopfen auf dem Endrohr des Stranges angebracht ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele· Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt des unteren Teils eines erfindungsgemäßen Bohrlochs,

Fig. 2 das in Fig. 1 dargestellte Bohrloch bei vollständig

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angehobenen Teleskop-Endrohren,

Fig. 3 das in Fig. 1 dargestellte Bohrloch mit einer besonderen Ausgestaltung für das Anheben des Teleskop-Endrohres des Zuführungsstranges unter Zuhilfenahme von Hydraulikkraft.

Die Zeichnung zeigt den unteren Teil einer Bohrung 12, in die ein Mantelrohr 1o einzementiert ist. Das Mantelrohr 1o erstreckt sich abwärts bis unmittelbar über die abzubauende Salzformation. Das unverrohrte Bohrloch erstreckt sich wenigstens durch die Gesamtmächtigkeit der Salzformation und vorzugsweise bis in eine etwas größere Tiefe. In dem Mantelrohr erstrecken sich ein Zuführungsstrang 13 für die Zufuhr von Lösüngswasser und ein Produktionsstrang 14 zum Abziehen der Sohle parallel zueinander. Die Stränge 13 und 14 hängen vom Bohrlochkopf herunter. In der Nähe des unteren Endes des Mantelrohres ist ein Packer 15 angeordnet, durch den die unteren Teile der Stränge 13 und 14 hindurchgehen und die den ringförmigen Durchgang zwischen dem Mantelrohr 1o und den Strängen 13 und 14 örtlich abschließen. Am unteren Ende eines jeden Stranges 13, 14 ist unterhalb des Packers 15 ein Schwenkventil 16, 17 befestigt, die beide mit Federn versehen sind, welche sie in die Schließlage belasten, in der die unteren Enden der Stränge 13 und 14 geschlossen werden. In der in Figur 1 dargestellten Position werden die Absperrorgane durch die Teleskop-Endrohre 18,19 offengehalten ,die in den Strängen 13, 14 durch Aufhänger 22,23 aufgehängt sind, welche um die oberen Enden der Innenrohre 18, 19 festgelegt sind. Ein geeignetes Bodenventil ist das "Otis-Klappenventil".

Weiterhin sind um die oberen Enden der Teleskop-Endrohre Packer 2o, 21 befestigt, die die Ringräume zwischen den Strängen und den darin eingesetzten Teleskop-Endrohren örtlich abdichten. Die Packer und die Aufhänger bilden zusammen die erfindungsgemäßen Einsatzanordnungen. Die Teleskop-Endrohre mit daran befestigten Aufhängern 22,23 und den Packern

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2ο,21 werden an einem Seil vom Bohrlochkopf in die Rohrstränge abgesenkt, ohne daß sie dabei ihre Funktion ausüben. Nachdem die Teleskop-Endrohre in der gewünschten Tiefe angelangt sind, werden die Aufhänger durch das Seil aktiviert, wodurch die Teleskop-Endrohre an der Innenwand der Stränge festgeklemmt werden. Die Packer können, falls erwünscht, derart als integrale Einheit mit den Aufhängern ausgebildet sein, daß sie bei der Aktivierung der Aufhänger ebenfalls ausgedehnt und dichtend gegen die Innenwand der Stränge gedrückt werden.

Die Packer können aber auch aus Elementen bestehen, die separat angebracht und gesteuert werden. Auch das Lösen der Aufhänger und der Packer sowie das Anheben oder Absenken der Teleskop-Endrohre erfolgt durch ein Seil, an dessen unterem Ende geeignete Steuerungen befestigt sind. Alle diese Hilfsmittel und Techniken sind an sich von der ölbohr- und ölproduktionstechnik her bekannt und brauchen deshalb hier nicht näher erläutert werden.

Ein Aufhänger mit Packer, der für den genannten Zweck geeignet ist, ist der "Otis Packer, Typ GO". Eine geeignete Steuerung ist das "Otis Gleit- und Zieh-Werkzeug, Typ GS". Solche und ähnliche weitere Ausrüstung und Hilfen, die in dieser Anmeldung genannt sind, wie der Stopfen 24 (Fig. 3), die zuvor erörtert worden sind, werden von der Otis Engineering Corporation, Dallas, Texas geliefert.

Rückschlagventile 25,26 sind in dem Mantelrohr bzw. in den Strängen 13,14 etwas oberhalb des bodenseitigen Endes vorgesehen. Durch diese Ventile kann Flüssigkeit, die vom Bohrkopf in den Durchgang zwischen dem Mantelrohr 1o und den Strängen 13,14 gepumpt wird, erwünschtenfalls in die Stränge 13,14 eingeführt werden. Die Rückschlagventile 25,26 können mit Hilfe von Seilzugtechniken entfernt, und falls erwünscht, durch Dichtungen ersetzt werden.

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Die Teleskopendrohre 18,19 haben eine Länge, die wenigstens zu Beginn des Salzabbaus größer ist als die Dicke der auszusohlenden Salzformation. Der Durchmesser des Zuführungsstranges 13 und das zugehörige Teleskopendrohr 18 ist vorzugsweise größer als der zugehörige Produktionsstrang 14 und das Teleskonendrohr 19, da es wünschenswert ist, den Zuführungsstrang zum Absenken von Meßinstrumenten in die Salzformation zu verwenden, die in einem weiten Strang leichter abzusenken sind. Darüber hinaus ist es wünschenswert, einen verhältnismäßig engen Produktionsstrang zu verwenden, um eine hohe Aufstiegsgeschwindigkeit in diesem Strang zu erreichen. Diese hohe Geschwindigkeit verhindert einen scharfen Temperaturabfall in der aufsteigenden Sohle, wodurch das Risiko einer Salzkristallisation im Produktionsstrang verringert wird. Diese Gefahr der Auskristallisation kann zusätzlich auch noch dadurch verringert oder verhindert werden, daß Wasser durch das Rückschlagventil 2 6 in den Produktionsstrang eingeführt wird.

Das untere Ende des Teleskopendrohres 19 des Produktionsstranges ist in der Nähe des Liegenden der abzubauenden Salzformation angeordnet, während zu Anfang, d.h. beim Abbau der ersten horizontalen Schicht, das untere Ende des Teleskopendrohres 18 des Zuführungsstranges in einiger Entfernung, beispielsweise 2 bis 5 Meter über diesem Niveau, angeordnet wird.

Während des Salzabbaus wird Lösungswasser vom Bohrkopf durch den Zuführungsstrang 13 und das zugehörige Endrohr 18 in die Lagerstätte eingepumpt und Sohle aus der Kaverne durch den Produktionsstrang 14 und das zugehörige Endrohr 19 dem Bohrlochkopf zugeführt. Zuvor wird eine solche Menge öl durch den Zuführungsstrang und das Endrohr in das Bohrloch gepumpt, daß der untere ölspiegel 27 dicht über der Höhe des Bodenendes des Teleskopendrohres 18 liegt. Das Öl inhem Bohrloch dient zum Abschließen der Kavernenfirst,so daß das aus dem Teleskopendrohr 18 austretende Lösungswasser das Salz der Lager-

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statte hauptsächlich in seitlicher Richtung auslöst. Nachdem eine schichtförmige Zone der Formation in dem erwünschten Maß ausgesohlt ist, wird die Zuführung von Lösungswasser unterbrochen. Durch Steuerungen, die an einem Seil vom Bohrlochkopf abgesenkt werden, werden der Packer 2o und der Aufhänger 22 von der Wand des Zuführungsstranges 13 getrennt und das Teleskopendrohr 18 auf ein gewünschtes höheres Niveau angehoben, wo es erneut durch den Aufhänger 22 in dem Strang 18 festgelegt wird, während der Packer 2o ebenfalls zur Anlage an den Strang gebracht wird. Das Seil und die Steuerungen v/erden dann wieder aus dem Strang 13 entfernt. Der untere ölspiegel in dem Bohrloch wird neu auf die Höhe des Bodenendes des Teleskopendrohres 18 eingestellt; jegliche Fehlmenge oder Überschuß an Öl wird durch den Zuführungsstrang 13 teilweise ergänzt bzw. abgezogen. Die Zuführung von Lösungswasser wird nun wieder aufgenommen und damit eine Salzschicht gelöst, die auf einem höheren Niveau liegt. Dieses Verfahren wird wiederholt, bis die Salzformation über die gesamte Dicke ausgesohlt ist. Erwünschtenfalls ist es auch möglich, das Teleskopendrohr 19 des Produktionsstranges 14 in der gleichen Weise anzuheben. Zum Absenken der Teleskopendrohre 18,19 wird ein entsprechendes Verfahren angewandt, wobei sie in diesem Fall nicht angehoben, sondern durch ihr eigenes Gewicht abgesenkt werden. Anstelle eines wiederholten Anhebens des Teleskopendrohres 18 über eine gewisse Höhe zum Aussohlen immer höher liegender Zonen der Salzformation kann das Teleskopendrohr auch vollständig aus dem Bohrloch herausgezogen und durch ein Teleskopendrohr ersetzt werden, das kürzer als das zuvor verwendete ist. Solch ein. Verfahren kann beispielsweise angewandt werden, um zu verhindern, daß das Teleskopendrohr bis über das Rückschlagventil 25 nach oben steht, was unerwünscht sein kann.

Die Fig. 2 zeigt die Teleskopendrohre in der vollständig angehobenen Position, wobei ihre unteren Enden über den Bodenventilen liegen, die dann geschlossen sind. Die Kaverne

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ist nun vollständig abgeschlossen, mit dem Ergebnis, daß der Druck darin aufrecht erhalten bleibt und kein wesentliches plastisches Fließen der Salzformation auftritt. Darüber hinaus bleibt das Innere des Zuführungs- und des Produktionsstranges vom Bohrlochkopf aus frei zugänglich.

Die Fig. 3 zeigt die Verwendung von Hydraulikkräften zur Ergänzung der Zugkraft, mit der das Teleskopendrohr durch ein Seil angehoben wird. Ein Stopfen 24 (Otis TFL beweglich) der an dem Seil 28 befestigt ist, wird vom Bohrlochkopf abwärts durch den Zuführungsstrang 13 gedrückt. Dieser Stopfen, der am unteren Ende mit einer Kupplung (Otis Gleit/Zugwerkzeug Typ GS) versehen ist, verkuppelt sich automatisch mit dem oberen Ende des Teleskopendrohres 18 und schließt dieses obere Ende ab. Darüber hinaus dichtet der Stopfen örtlich den Durchgang durch den Strang 13 in einem ausreichenden Maße ab, um als Kolben in dem Strang wirken zu können. Nunmehr wird Flüssigkeit durch den Produktionsstrang 14 in die Kaverne hineingepumpt, während man den Ausfluß von Flüssigkeit aus dem Zuführungsstrang 13 zuläßt, wodurch auf den Stopfen eine aufwärts gerichtete Hydraulikkraft wirkt. Diese Kraft bewegt zusammen mit der Zugkraft auf das Seil 28 das Teleskopendrohr 18 aufwärts. Selbst wenn das Teleskopendrohr 18 auf eine solche Höhe aufwärts bewegt ist, daß das Bodenventil 17 schließt, kann Flüssigkeit durch das Rückschlagventil 25 (siehe Fig. 2) unter den Stopfen 24 gepumpt werden. In der neuen Position des Teleskopendrohres 18 wird der Stopfen 2 4 entfernt und das Endrohr erneut mit dem Aufhänger 22 aufgehängt, während der Packer 2o wiederum dem Strang 13 angelegt und der Stopfen 2 4 entfernt wird.

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Claims

Ansprüche :

1. Bohrloch zum Ausssohlen unterirdischer Salzlagerstätten, mit einer Bohrung, die von der Erdoberfläche abwärts in die Lagerstätte führt und in der bis zu einem Niveau oberhalb der Lagerstätte ein Mantelrohr einzementiert ist, in dem getrennte Leitungseinrichtungen angeordnet sind, welche durch die Bohrung über das Mantelrohr hinaus abwärts reichen und der Einführung von Lösungswasser in diese Salzlagerstätte bzw. dem Abziehen der Sohle aus der Salzlagerstätte dienen und einstellbare Wirklängen

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haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungseinrichtungen jeweils einen Rohrstrang (13,14) aufweisen und diese Rohrstränge parallel durch das Mantelrohr verlaufen, wobei wenigstens der eine Bohrstrang ein Endrohr (18/19) kleineren Durchmessers trägt, das in Axialrichtung in dem Rohrstrang teleskopisch verschiebbar ist, abwärts über den Strang hinaus vorstehen kann und in seinem oberen Teil eine Einsatzanordnung (20,21,22, 23) trägt, die sich der Innenwand des Stranges (13,14) an jeder beliebigen Stelle über dem unteren Strangende anlegen kann.

2. Bohrloch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende eines jeden Stranges (13,14) mit einem Ventil (16,17) versehen ist, das beim Zurückziehen des zugehörigen Endrohres (18,19) in säen Strang automatisch schließt.

3. Verfahren zum Betrieb eines Bohrloches nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endrohr (18,19) unter Zuhilfenahme einer Hydraulikkraft angehoben wird, die durch den Verschluß des Endrohres mit einem Stopfen (24) erreicht wird und einen hydraulischen überdruck unterhalb des Stopfens erzeugt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck durch das Einpumpen von Flüssigkeit in das Bohrloch durch den das andere Endrohr enthaltenden Strang erzeugt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck durch das Einpumpen von Flüssigkeit durch ein Rückschlagventil in den Strang erzeugt wird, das unterhalb des Stopfens (24) auf dem Endrohr (18) in dem Strang (13) angeordnet ist.

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