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Verfahren zum Einbringen eines Abdeckmediums in
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eine Kaverne Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 genannten Art zum Einbringen eines Abdeckmediums in eine Kaverne.
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Durch die DE-PS 25 49 313 und der darin erläuterten Literatur ist
ein Verfahren zum Herstellen einer dichten Abdeckung von Flüssigkeiten und Feststoffen
in unterirdischen Speichern, insbesondere des Sumpfes von Kavernen, bekannt.
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Dabei werden verschiedene Abdeckmedien verwendet, die alle dem Zweck
dienen sollen, auf dem nach Auslagern der Sole aus der Kaverne unvermeidlich zurückbleibenden
Sumpf eine Abdeckung herzustellen, die das in dem Solesumpf vorhandene Wasser an
einer Diffusion hindert und damit eine Feuchtigkeitsanreicherung des Speichergases
im Kavernenraum verhindert.
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Es werden die verschiedensten Abdeckmedien verwendet, die den Anforderungen
hinsichtlich geringer Diffusion, Selbstheilungseigenschaften bei Zerstörung z.B.
durch herabfallende Gesteinsbrocken, Fließverhalten und dergleichen genügen. Sie
werden
in fliegfähiger Form eingebracht, nachdem die Sole ausgelagert worden ist. Das bedeutet,
daß das Gas im solefreien Raum der Kaverne während der Aus lagerung und vor dem
Einbringen des Abdeckmediums mit der Sole und auch mit den solebenetzten Wänden
der Kaverne in Berührung kommt und damit einen hohen Anteil von Wasserdampf aufnimmt.
Das Auslagern der Sole erfolgt durch Einpressen von Speichergas, also beispielsweise
Erdgas, so daß damit bei der Erstbefüllung der Kaverne das Speichergas ein hohes
Maß an Feuchtigkeit aufnimmt, das eine nachträgliche Trocknung erforderlich macht.
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Erst nach mehrfachem Austausch des Speichergases sinkt der Feuchtigkeitsanteil
langsam ab, so daß erst später Trocknungsgrade erreicht werden, für die das Abdeckmedium
auf dem Sumpf eine Rolle spielt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil der bekannten
Verfahren zu vermeiden, also ein Verfahren anzugeben, bei dem bereits bei der Erstbefüllung
das Abdeckmedium zur Wirkung kommt.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen
des Patentanspruchs 1 angegebene Lehre gelöst.
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Gemäß der Erfindung wird das Abdeckmedium nicht in die Kaverne nach
Auslagerung der Sole, sondern bereits vorher eingebracht, also zu einem Zeitpunkt,
zu dem praktisch noch keine nennenswerten Gasmengen in der Kaverne vorhanden sind.
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Beim Einpressen von Gas zum Zwecke der Aus lagerung der
SOle
sinkt das auf der Sole schwimmende Abdeckmedium mit dem Solespiegel ab und verhindert
damit ständig einen Kontakt der Sole mit dem eingepreßten Gas, so daß dies gegen
eine Feuchtigkeitsanreicherung geschützt ist. Ist dabei das eingeleitete Druckgas,
wie üblich, das Speichergas, z.B.
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Erdgas, so ist dies gegen eine Feuchtigkeitsanreicherung geschützt,
so daß eine Trocknung des Speichergases nach der Entnahme nicht mehr erforderlich
ist, auch nicht nach der ersten Befüllung bzw. den ersten Befüllungen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat darüber hinaus den Vorteil, daß
mit Sicherheit auch im Bereich der Seitenwände in Taschen zurückbleibende Solereste
ebenfalls abgedeckt werden. Damit ist die Gefahr ausgeschlossen, daß Wasser aus
diesen Soleresten noch über viele Füllungen hinweg das Speichergas mit Feuchtigkeit
anreichern und damit die Verwendung von Trocknungsanlagen bei der Entnahme des gespeicherten
Gases erforderlich machen.
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Nach der im Patentanspruch 3 angegebenen Weiterbildung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird der auszulagernde Volumenanteil der Sole durch die auf den Boden
der Kaverne reichende Rohrtour durch Ein leiten von Druckgas in die Kaverne ausgelagert.
Danach erfolgt eine Druckentlastung auf der Gasseite und das Einfüllen des Abdeckmediums
durch eine in die Kaverne führende Rourtour. Wegen der Druckentlastung läßt sich
das Abdeckmedium aufgrund der Schwerkraft einfüllen, so daß ein Einpressen unter
Druck nicht erforderlich ist. Grundsätzlich ist aber auch das Einbringen des Mediums
ohne
Druckveduzierung init Hochdruckpumpen möglich.
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Dabei ist es gemäß einer Weiterbildung zweckmäßig, als Rohrtour zum
Einfüllen des Abdeckmediums die auf den Boden der Kaverne reichende Rohrtour zur
Auslagerung der Sole zu verwenden. In diesem Fall sinkt das Abdeclrrnedium durch
die Rohrtour aufgrund des darin herrschenden ;statischen Überdrucks bis auf den
Boden der Kaverne ab, ritt dort aus und steigt durch die Sole an deren Oberfläche
in den freien Kavernenraum, bis dieser ganz oder größtenteils mit dem Abdeckmedium
gefüllt ist. Diese Verfahrensweise hat den Vorteil, daß empfindliche Teile oder
Meßsonden im unteren Bereich des Bohrloches nicht mit dem Abdeckmedium in Berührung
kommen und von diesem somit auch nicht beeinträchtigt werden können.
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Dies gilt immer dann, wenn das Einfüllen des Abdeckmediums durch eine
Rohrtour erfolgt, deren unteres Ende in einer Teufe unterhalb der Teufe empfindlicher
Teile endet.
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Da bei der Druckentlastung des zum teilweisen Aus lagern der Sole
verwendeten Druckgases eine Volumenverringerung des geschaffenen solefreien Raumes
auftritt, ist es zweckmäßig, dies entsprechend bei dem auszulagernden Volumenanteil
der Sole zu berücksichtigen und diesen zumindest um so viel größer zu machen als
den Volumenanteil des einzufüllenden Abdeckmediums, daß das Volumen des solefreien
Raumes nach der Druckentlastung gleich oder vorzugsweise etwas größer aTs das gewünschte
Volumen des Abdeckmediums ist.
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Das zum vollständigen Aus lagern der Sole eingeleitete
Druckgas
kann grundsätzlich eine beliebige Beschaffenhtit haben, wenn es auf seine Eigenschaft
für die spätere Verwendung der Kaverne nicht ankommt. Dienen die Kavernen jedoch
zur Nutzgasspeicherung, beispielsweise zur Speicherung von Erdgas, so ist es natürlich
zweckmäßig, als Druckgas unmittelbar das Nutzgas, vorzugsweise Erdgas, zu verwenden.
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Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
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Fig. 1 bis 3 dienen zur Erläuterung einer ersten Durchführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 4 bis 6 dienen zur Erläuterung einer zweiten
Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 7 bis 9 dienen zur Erläuterung
einer dritten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In den Fig. 1 bis 3 ist jeweils eine Kaverne 1 dargestellt, die einen
Sumpf 2 aufweist und zu der ein Bohrloch 3 führt, das durch eine Casingtour 4 ausgefüttert
ist, durch die sich eine Fördertour 5 erstreckt, die im oberen Bereich der Kaverne
1 endet. Durch die Fördertour 5 verläuft ein Solestrang 6, der sich bis in den Bereich
des Sumpfes 2 am Boden der Kaverne erstreckt. Zwischen dem Solestrang 6 und der
Fördertour 5 befindet sich ein Ringraum 7. Der Ringraum zwischen der Fördertour
5 und der Casingtour 4 ist durch einen Packer 8 abgedichtet.
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Nach Beendigung des Solvorganges ist die Kaverne 1 vollstAndig mit
Sole 9 gefüllt, ebenso der Ringraum 7 und Rohr 6.
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Danach wird in den Ringraum 7 Abdeckmedium 1o eingefüllt, wobei gleichzeitig
Sole über den Solestrang 6 zutritt.
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Fig. 1 zeigt diesen Verfahrensstand, in dem sich das Abdeckmedium
schon teilweise oben in der Kaverne 1 ausgebreitet hat.
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Ist die gewünschte Menge Abdeckmedium eingefüllt, so wird Erdgas
unter Druck in den Ringraum 7 eingepreßt, wie das in Fig. 2 durch Pfeile 11 angedeutet
ist. Dabei entweicht Sole in Richtung eines Pfeiles 12 durch den Solestrang 6, so
daß der Spiegel der Sole 9 in der Kaverne 1 weiter absinkt und damit auch das Abdeckmedium
1o auf der Oberfläche der Sole. Ein Zwischenstadium ist in Fig. 2 gezeigt.
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Fig. 3 zeigt den Endzustand, in dem sich Sole 9 nur noch in dem Sumpf
2 befindet und dabei durch das Abdeckmedium 1o abgedeckt ist. Der Raum oberhalb
des Abdeckmediums 10 ist jetzt vollständig mit unter Druck stehendem Erdgas 13 gefüllt.
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Da während der gesamten Zeit der Befüllung der Kaverne mit Erdgas
13 die Sole 9 durch das Abdeckmedium 10 abgedeckt ist, besteht zu keiner Zeit die
Möglichkeit einer Wasserdampfdiffusion und damit einer Anreicherung des Erdgases
13 mit Wasserdampf.
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Die Fig. 4 bis 5 verdeutlichen eine Abwandlung der Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens, gleiche Teile sind
mit gleichen Bezugsziffern
bezeichnet. Im Gegensatz zu den Durchführungsformen in den Fig. 1 bis 3 wird der
Solestrang 6 nur bis in den oberen Kavernenbereich eingebaut, so daß oberhalb eines
durch sein unteres Ende bestimmten Niveaus ein Raum 14 definiert ist, aus dem durch
Einleiten von Druckgas durch den Ringraum 7 Sole durch den Solestrang 6 ausgelagert
wird. Anschließend wird der Gasdruck durch Gasrücknahme reduziert.
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Danach wird gemäß Fig. 5 Abdeckmedium 1o durch den Solestrang 6 in
der gewünschten Menge eingefüllt, so daß der solefreie Raum 14 weitgehend mit Abdeckmedium
gefüllt ist. Da die Zeichnungen nicht maßstabgerecht sind, wird dies in den Fig.
4 und 5 nicht deutlich.
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Im Anschluß an die Einfüllung des Abdeckmediums 1o wird der Solestrang
6 bis in den Bereich des Sumpfes 2 abgesenkt, wonach in gleicher Weise wie in Fig.
2 gezeigt Druckgas durch den Ringraum 7 in Richtung von Pfeilen 11 eingeleitet und
Sole in Richtung des Pfeiles 12 durch den Solestrang 6 ausgelagert wird. Zum Schluß
herrschen die gleichen Verhältnisse wie in Verbindung mit Fig. 3 erläutert.
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Fig. 7 bis 9 zeigen eine weitere Alternative der Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens. Gleiche Teile sind wieder mit gleichen Bezugszeichen
versehen. Gemäß Fig. 7 wird zunächst in Richtung von Pfeilen 11 Druckgas eingeleitet,
so daß der solefreie Raum 14 gebildet wird, wobei Sole durch den Solestrang 6 ausgelagert
wird. Danach erfolgt eine Druckentlastung des Raumes 14, und Abdeckmedium 1o wird
durch den Solestrang
6 eingeleitet, wie das in Fig. 8 gezeigt
ist, das zunächst bis in den Bereich des Sumpfes 2 wandert und von dort aufsteigt
und sich schließlich auf der Oberfläche der Sole 9 sammelt und diese abdeckt. Das
Einleiten des Abdeckmediums lo durch den Solestrang 6 erfolgt dabei im wesentlichen
durch Schwerkraft, gegebenenfalls durch Druckunterstützung. Zum vollständigen Herausdrücken
des in dem Solestrang 6 verbleibenden Abdeckmediums kann gegebenenfalls eine Einleitung
von Druckgas oder Flüssigkeit in den Solestrang 6 erfolgen, bis dieser vollständig
entleert ist.
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In Fig. 9 ist verdeutlicht, daß wie bei den Durchführungsformen nach
den Fig. 1 bis 3 und 4 bis 5 als letzter Verfahrensschritt Erdgas 13 unter Druck
in Richtung von Pfeilen 11 in die Kaverne 1 eingeleitet wird, bis der Solespiegel
mit dem darauf befindlichen Abdeckmedium 1o bis auf eine Teufe dicht oberhalb des
unteren Endes des Solestranges 6 abgesunken ist.
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