DE305794C - - Google Patents
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E21C—MINING OR QUARRYING
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- E21C41/16—Methods of underground mining; Layouts therefor
- E21C41/24—Methods of underground mining; Layouts therefor for oil-bearing deposits
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Description
DEUTSCHES REICH
R EICH S PATENTAMT
PATENTSCHRIFT
- JVl: 305794 KLASSE 5 b. GRUPPE
Es ist begreiflich, daß man ölausbissen,
d. h. zutage tretenden ölspureh zunächst dadurch nachforscht, daß man sie durch Grabung
kleiner Vertiefungen weiter verfolgt, wobei sich häufig zeigt, daß sich der ölzüfluß
schon in geringer Tiefe verstärkt. Hierdurch sah man sich veranlaßt, immer tiefer zu
graben, um. die Ergiebigkeit der Quellen noch mehr zu vergrößern.
ίο Dies führte daher bald zu bergmännischen
Betriebseinrichtungen, da größere Vertiefungen einer Versicherung gegen Einsturz
einer Haspelförderung u. dgl. bedurften. Es entwickelte sich hierdurch ein richtiger
Schachtbetrieb, der an vielen Orten bis über die Mitte des vorigen Jahrhunderts angewendet
wurde und heute noch hier und da, wie z. B. in Rumänien, in teilweiser Anwendung steht. Man erkannte aber bald an vielen
Orten, daß die Schwierigkeiten, welche dieses Schachtgraben mit sich brachte, die Erreichung
größerer Tiefen kaum zuließen und daß, wenn doch versucht, die Sicherheitsverhältnisse immer ungünstiger wurden. Bald
fand man auch ein Ersatzmittel. Seit Ende des vorigen Jahrhunderts hat sich der gesamte
ölbergbau des Erdbohrers bemächtigt und infolge der erzielten großartigen Erfolge
mit anderen Abbaumöglichkeiten fast nicht mehr befaßt. Infolge dieser Entwicklung
findet der Erdölabbau nicht einmal in den bedeutendsten und ausführlichsten Werken
der Erdölliteratur eine technische Behänd lung. Eine nähere Prüfung des Erdölvorkpmmens
beweist aber, daß die Bohrtechnik nür als eine rohe Abbauförm angesehen werden
kann. Das Erdöl ist an die Sedimente gebunden. Das öl kann als Flüssigkeit allein
keine nur aus ihr bestehende parallele. Einlagerungen in den Geschichtsteineri bilden, es
benötigt einen Träger, welcher ein poröses Gestein ist, so z.B. Sand, Sandstein, Schotter,
Konglomerat, Kalk, Dolomit. Die genannten Sedimente bilden den Träger und sozusagen
den Schwamm des Öles. Wenn, wie -45 dies oft geschieht, von unterirdischen 01-reservoiren
gesprochen wird, so hat man sich hierunter ein mit Erdöl gefülltes poröses
Gestein vorzustellen. Derartige Höhlen wurden niemals gefunden. Sie würden sich
beim Bohren dadurch verraten haben, daß der Meißel mit dem Gestänge während der Arbeit
plötzlich auf eine größere Höhe herabgefallen wäre, was ,bisher nirgends, beobachtet würde,
da sich geringere Fallhöhen stets als offene. steilstehende Spalten erwiesen haben. Ein
poröses Gestein ist daher die erste Bedingung zur Bildung einer entsprechenden primären
und überhaupt einer bauwürdigen Erdöllagerstätte. Die Ergiebigkeit einer Erdöllager-
statte hängt neben dem ölreichtum von deren
Porosität ab. Bei dem heutigen Böhrbetrieb ist die totale Ergiebigkeit abhängig von dem
Gasdruck, denn die Gase strömen durch die Poren der Lagerstätte und drängen das öl
zum Bohrloch, das sonst vermöge der Kapillarität haften bleiben würde. Die .Ergiebigkeit
ist infolgedessen' im wesentlichen Maße abhängig von dem vorhandenen Gasdruck.
Die Ergiebigkeit eines Bohrloches nimmt infolgedessen nach der Erschließung der öllagerstätte
rasch ab, sinkt jedoch später oft nur ganz allmählich. Bei der Bohrlochtechnik hängt also die Ergiebigkeit wesentlich
weniger von dem wirklichen ölreichtum als ;
davon' ab, daß die physikalischen Verhältnisse ein Emportreiben des Erdöles erzeugen, Bei
dem Verschwinden des Gasdruckes, großer Kapillarität bzw. geringerer Porosität kann
eine Erdöllagerstätte für einen Bohrbetrieb · schon nicht mehr abbauwürdig erscheinen.
Zur Gewinnung des Erdöls und der Kohlenwasserstoffe einer Erdölquelle werden gemäß
ίο der Erfindung durch die porösen Sedimente
der öllagerstätten nach der Seite des öllagers abgeschlossene rohrartige Verdränger, z. B.
mit Hilfe hydraulischer Pressen, hindurchgetrieben, die mit siebartig abgedeckten Auffängern,
sowie mit Pumpwerken zum Abfördern des Erdöls versehen sind. Diese,
zylindrischen Verdränger, die vorteilhaft in geeigneter Weise , teleskopartig über die
festen Rohrteile vorgeschoben werden, erzeugen den notwendigen Überdruck innerhalb
des ertragenden Sediments oder bieten die Möglichkeit zur Erzeugung eines solchen, gestatten
ein Arbeiten auf der Sohle der öllagerstätten und geben einen sicheren Ort zur
Ausführung der erforderlichen bergmännischen Arbeiten. Mit Rücksicht auf die vorhandene
regelmäßige Gestaltung der öllagerstätten läßt sich mit Hilfe dieses Verfahrens
eine fast restlose Ausbeutung des öllagers vornehmen. Entsprechend regelmäßig wie
die Gestalt des porösen Sediments ist auch die öllagerstätte, welche alle Typen der
erstereh zeigen kann. Bei plattenförmiger Gestalt spricht man von einem Flöz, bei
linsenförmiger Gestalt von einem Lager, und falls dessen Richtung nach einer Seite besonders
ausgedehnt ist, spricht man von einem Lagerschlauch. Alle diese Gestaltungen
eignen sich in sehr vorteilhafter Weise zur Benutzung des vorliegenden Verfahrens.
Seltener sind primäre öllagerstätten, welche eine ganz unregelmäßige Form zeigen, wie
solche als Lagerstöcke bezeichnet werden. Ebenso vorteilhaft ist ferner der Umstand
für die Anwendung des Erfindungsgegenstandes,, daß die grundlegende Bedingung zur
Bildung einer Öllagerstätte ihre Umgrenzung durch ein ölundurchlässiges Gestein ist. Dies
wird gewöhnlich nur vom Hangenden vorausgesetzt, gilt, jedoch auch vom Liegenden:
Der durch den Rohrverdränger innerhalb des porösen Sedimentes verursachte Überdruck
läßt sich infolgedessen wirkungsvoll durch Erzeugung eines Vakuums innerhalb des
Rohrverdrängers vergrößern. Desgleichen ist es möglich, Rohrverdränger von kleinerem
Durchmesser, die ebenfalls mit siebartigem Auf fänger versehen sind, aus dem Hauptverdrängerstrang
seitlich in das poröse Sediment zu treiben. Der Überdruck im Sediment läßt sich naturgemäß aber auch durch
Einpressen von Luft oder Kohlenwasserstoffgasen erhöhen. An sich bekannt sind die
Versuche, den Auftrieb im Bohrloch beim Bohrlochbetrieb durch Einpressen von Gasen
oder Erzeugung von Vakuum zu fördern. Die Vorteile dieser Mittel erwiesen sich aber
durchweg als ungenügend gegenüber dem Energieaufwand. Es ist verständlich, daß
ein Unter- oder Überdruck nur in allernächster Nähe des Bohrloches eine Wirkung
äußern kann. Das Unterdrucksetzen eines Flözes, eines Lagers, eines Lagerschlauches,
oder von Lagerstätten erfordert mit Rücksicht auf die geringe Gasdurchlässigkeit des
ölgetränkten Sedimentes Arbeitsleistungen, die man mit maschinellen Einrichtungen in
absehbarer Zeit gar nicht erzeugen kann. Unter der Riesenlast des Gebirges und infolge
der mit Sicherheit anzunehmenden BiI-dung
des Erdöls hat das öl das Gas in reichlicher Menge absorbiert, ähnlich wie das
Wasser die Kohlensäure im Siphon absorbiert. Diese Gasabsorption auch nur im kleinen Umfange zur Erhöhung der ölförderung
zu erneuern, läßt sich praktisch nicht erreichen, dagegen läßt sich mit Hilfe des
auf der Sohle der öllagerstätte weiter wandernden Verdrängers eine, lokale Wirkung infolge
des Widerstandes der darüber lagernden ölgetränkten Sedimente mit ungleich
höherem Erfolg erzeugen.
Neben dem öl lassen sich durch den Erfindungsgegenstand
in sinngemäßer Weise auch die Kohlenwasserstoffgase der Erdölquelle zutage fördern.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel.
Sobald der fahrbare Schacht a, der bis in die ölführenden Schichten abgetäuft wird,
auch diese durchsunken hat, werden von demselben aus rohrförmige Verdränger, die ähnlich
den beim Tunnelbau bekannten Vortriebszylindern mit Stirnschilden versehen sind, Strecken e in der Streichrichtung des i°5
Öllagers oder auch in einer Geneigten im Lager selbst aufgefahren. Von dem mit Bohrlochstutzen / versehenen Stirnschild ei
aus werden alsdann Horizontal- oder Schrägbohrungen g· innerhalb des öllagers vorge- no
trieben,' diese Bohrlöcher mit Filterrohren ausgekleidet, durch welche das Erdöl aus der
ölführenden Schicht im gesamten Bereiche der Bohrlöcher einfiltert und abfließt; das Öl
sammelt sich alsdann in dem hinter dem Schutzschilde befindlichen Hohlräume h und
wird von dort durch eine öffnung im Schutzschilde durch eine Ölpumpe i und eine geschlossene
Druckleitung fe zutage, gepumpt. Durch das Pumpen entsteht hinter dem iao
Schutzschilde . in dem Hohlräume h ein Vakuum, welches sich naturgemäß auch bis
in die Bohrlöcher hinein fortsetzt, so daß das
gesamte öl der ölführenden Schichten angesaugt wird und dadurch den Filterbohrrohren
und dem Hohlräume h hinter dem Schutzschild zufließt. Um den Zufluß des Erdöles
zu den Filterrohren noch zu verstärken, kann durch einzelne Bohrlöcher, besonders in der
Nähe des Hangenden, deren Verbindung mit dem Vakuum durch die Manschetten m unter brachen
ist, komprimierte Luft oder komprimiertes Kohlenwasserstoffgas eingepreßt
w erden, so daß die komprimierten Gase auf das öl im Gebirge drücken und den Zufluß
des Erdöles zu den mit dem Vakuum in offener Verbindung stehenden Filterrohren
verstärken.
Nachdem das öl vollständig am Schutzschilde abgezapft ist, wird eine mit dem
Vakuum in Verbindung stehende Luftpumpe / angestellt und die in der Lagerstätte
vorhandenen Schlagwetter und sonstigen Gase.
nach Lösen der Manschetten m angesaugt
« und durch eine Rohrleitung η zu dem über
Tage befindlichen Gasometer ρ geleitet und von dort aus verwertet.
Nachdem die Lagerstätte im Bereiche der
Bohrlöcher vollständig entölt und entgast ist, wird der Vortriebszylinder mit Schutzschild
. weiter vorgetrieben, bis man das unverritzte gas- und ölführende Gebirge erreicht, woselbst,
das Verfahren wiederholt Wird. Auch von der fertiggestellten Strecke aus kann
man nunmehr Horizontalbohrungen oder Schrägbohrungen/) in das öllager seitwärts
führen.
Claims (4)
1. Abfahren zur Gewinnung von Erdöl
und Kohlenwasserstoffgasen aus Erdöllagerstätten mit Hilfe eines bis zu
der ölhaltigen Schicht niedergebrachten Schachtes, dadurch gekennzeichnet, daß durch die porösen Sedimente der öllagerstätten
rohrförmige Verdränger ζ. Β. mit Hilfe hydraulischer Pressen hindurchgetrieben
werden, die am Vorderteil schildartig abgedeckt sind und auf der Oberfläche siebartig überdeckte Auffänger besitzen,
aus denen das Erdöl und die Kohlenwasserstoffgase vom Inneren der Verdränger, aus durch Pumpwerke zutage
gefördert werden.
2. Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß
der Verdränger derartig ausgebildet ist, daß seitliche Bohrungen ausgeführt werden
können, in die dann ebenfalls mit Auffängern ausgerüstete Verdränger oder Rohrkörper eingeschoben werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem
innerhalb des Verdrängers oder der Auffangvorrichtungen Und den seitlichen
Bohrungen und Rohrleitungen wirksamen Vakuum gearbeitet wird. "
4. Verfahren nach Anspruch 1 und Unteransprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß hinter die Oberfläche des Verdrängers gepreßte Luft oder gepreßte Kohlenwasserstoffgase getrieben werden.
Hierzu ι Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
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