DE3517484A1 - Method for working deposits of liquid hydrocarbons - Google Patents

Abstract

Method for working a deposit with an essentially horizontally running storage layer, in which, through an injection borehole (1) in the lower part of the storage layer, an unheated gas is pressed in with controllable flow quantity, which gas is kept at a pressure which lies slightly above the fracturation pressure for this layer (1) so that a horizontally running fracture (12) is formed which extends at least as far as the producing boreholes (5). The gas pressure is kept at a constant value during the entire duration of working (Fig. 1). <IMAGE>

Description

Verfahren zur Ausbeutung von Lagerstätten von flüssigen KohlenwasserstoffenProcess for the exploitation of deposits of liquid hydrocarbons

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Produktion von flüssigen Kohlenwasserstoffen, bei der Lagerstätten erbohrt bzw. aufgebrochen werden, die mittelmäßige oder sehr mittelmäßige petrophysische Eigenschaften aufweisen, die bei Anwendung der bisher bekannten Explorationsarten die Einrichtung einer untragbar großen Anzahl von Bohrlöchern erforderlich machen würden. The present invention relates to the production of liquid hydrocarbons by drilling or excavating deposits which exhibit mediocre or very mediocre petrophysical properties which would require an prohibitively large number of wells to be drilled using the previously known types of exploration.

Es ist bekannt, eine Speicherschicht einer Lagerstätte örtlich um die Bohrlöcher herum dadurch aufzubrechen, daß man während kurzer Zeiträume geeignete Injektionsmedien einpreßt, die dadurch erzeugten Frakturen durch Injektion eines die mechanische Abstützung oder Spreizung besorgenden Mittels offenhält und somit die Ergiebigkeit der produzierenden Bohrlöcher oder gegebenenfalls das Aufnahme- oder Schluckvermögen der Injektionsbohrlöcher (im Fall des sog. Sekundär-Produktionsverfahrens) steigert. Allerdings führen diese herkömmlichen Brüche lediglich zu einer örtlichen Ver-It is known to use a storage layer of a deposit locally to break the holes around by that injects suitable injection media for short periods of time, the resulting fractures by injection of a mechanical support or splay Means keeps open and thus the productivity of the producing boreholes or possibly the receiving or The absorption capacity of the injection wells (in the case of the so-called secondary production process) increases. However lead these conventional fractions merely lead to a local

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besserung in der Nähe des jeweiligen Bohrloches; ein Vorkommen von mittelmäßiger Qualität wird stets mittelmäßig bleiben, und wenn es sich um; eine sehr mäßige Qualität handelt, kann es mit den bisher bekannten Methoden dennoch nicht wirtschaftlich ausgebeutet bzw. abgebaut werden. '"■ -.. '■: ' improvement in the vicinity of the respective borehole; an occurrence of mediocre quality will always remain mediocre, and if it is; If the quality is very poor, it cannot be economically exploited or mined with the methods known up to now. '"■ - .. ' ■: '

Ein Ziel dieser Erfindung besteht demgegenüber darin, die zum Abbau einer Lagerstätte .Notwendige Anzahl von Bohrlöchern mit Hilfe eines Verfahrens von^; neuartiger Konzeption beträchtlich zu verringern, indem das Vorkommen selbst bzw. seine Qualität verbessert wird. Dabei soll eine sehr wirksame Schwerkraftdränage hervorgerufen werden, die im Gegensatz steht zu der bisher bekannten Dränage durch Einpressen von Wasser in den oberen Abschnitt der Speicherschicht, womit aufgrund der geringen Bindungsfähigkeit oder Affinität von Wasser bezüglich flüssiger Kohlenwasserstoffe nur sehr begrenzte Wirkungen erzielt werden. :An object of this invention is, in contrast, the mining of a deposit .Nnecessary number of boreholes with the aid of a method of ^; a new concept to reduce considerably by the occurrence itself or its quality is improved. A very effective gravity drainage is to be created, which is in contrast to the previously known drainage by pressing water into the upper section of the storage layer, whereby only very limited effects are achieved due to the low binding capacity or affinity of water with regard to liquid hydrocarbons. :

Dieses erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit Vorteil beispielsweise bei Lagerstätten mit schwach durchlässigen Speicherschichten anwenden, in denen Kohlenwasserstoffe einer Dichte zwischen 15 und 5o Grad API unter Standardbe— dingungen enthalten sind, wobei die Speicherschichten in mäßiger Tiefe (in Kalkgestein bei Tiefen von weniger als 8oo m) liegen, so daß die vorhandenen Erd- oder Gesteinsdrücke die Erzeugung von etwa horizontal verlaufenden Frakturen ermöglichen. Zur vollkommenen Wirksamkeit des Verfahrens sollte darüberhinaus die Neigung oder das Gefälle . der den Speicher bildenden Schicht gering sein und nur einige Winkelgrade betragen, sollten außerdem die Salbänder oder Grenzschichten des Ganges undurchlässig sein, sollteThis inventive method can be used with advantage, for example apply to deposits with poorly permeable storage layers in which hydrocarbons have a Density between 15 and 50 degrees API are contained under standard conditions, with the storage layers in moderate depth (in limestone at depths of less than 8oo m), so that the existing earth or rock pressures enable the creation of approximately horizontal fractures. To the total effectiveness of the procedure should also include the incline or slope. of the layer forming the memory may be small and only a few Be angular degrees, the ligaments or boundary layers of the corridor should also be impermeable, should

" ⁵ - C 157 -" ⁵ - C 157 -

die vertikale Durchlässigkeit der Speicherschichten nicht den Wert Null besitzen und sollten schließlich die Speicherschichten nicht verschoben oder verworfen sein. the vertical permeability of the storage layers is not have the value zero and ultimately the storage layers should not be moved or discarded.

■ Verfahren
Das erfindungsgemäße^zum Abbau einer Lagerstätte mit einer im wesentlichen horizontal verlaufenden Speicherschicht, die zwischen einer unteren ''Mauerschicht" und einer oberen "Dachschi cht^ir verläuft, flüssige Kohlenwasserstoffe mit einer Dichte zwischen 15 und 5o Grad API unter Standardbedingungen enthält und sich in einer Tiefe befindet, welche noch die Erzeugung von in der Schicht etwa waagerecht verlaufenden Frakturen ermöglicht, umfaßt die Anwendung von mindestens einer Abbau- oder Fördereinrichtung mit einem vertikalen Injektionsbohrloch, das wenigstens auf dem Injektions- oder Sinpreßniveau mit einer begrenzten Höhe der Speicherschicht in Verbindung steht, und mit mehreren produzierenden verti-' _v kalen Bohrlöchern, die dem Injektionsbohrloch dadurch zugeordnet sind, daß sie mit der Speicherschicht auf wenigstens einer der Einpreßhöhe - benachbarten Höhe in Verbindung stehen. Das Verfahren ist im einzelnen dadurch gekennzeichnet, daß in die Speicherschicht in Höhe nahe der unteren Mauerschicht ein Injektionsgas mit regelbarer Strömungsmenge über das Injektionsbohrloch eingepreßt wird, das ohne besondere Aufheizung auf einem Injektionsdruck gehalten wird, der etwas oberhalb des Bruch- oder Frakturationsdruckes der Speicherschicht liegt, so daß in der Speicherschicht auf dem Injektionsniveau ein sich horizontal mindestens bis zu den produzierenden Bohrlöchern erstreckender Bruch entsteht, der dann während' der gesamten Abbäu-bzw. Förderdauer auf einem konstanten Druck (an der Schwelle des Durchdringungsdruckes der anliegenden Gesteinsschicht) gehalten wird.■ Procedure
The invention ^ for the mining of a deposit with a substantially horizontally running storage layer, which runs between a lower "wall layer" and an upper "Dachschi cht ^ir , contains liquid hydrocarbons with a density between 15 and 50 degrees API under standard conditions and is in a Depth, which still allows the creation of approximately horizontal fractures in the layer, includes the use of at least one mining or conveying device with a vertical injection borehole, which is at least at the injection or pressure level in connection with a limited height of the storage layer, that they and with several producing verti- _'v kalen wells which are assigned to the injection well characterized with the storage layer on at least one of the Einpreßhöhe - are adjacent height together. The method is specifically characterized in that an injection gas with a controllable flow rate is injected into the storage layer at the level near the lower wall layer via the injection borehole, which is kept at an injection pressure which is slightly above the fracture or fracture pressure of the storage layer without special heating , so that in the storage layer at the injection level a break occurs which extends horizontally at least as far as the producing boreholes and which then during 'the entire mining or. The delivery time is kept at a constant pressure (at the threshold of the penetration pressure of the adjacent rock layer).

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- 6 - - C 157 -- 6 - - C 157 -

Zur Durchführung des Verfahrens wird die Strömungsmenge des Injektionsgases in Abhängigkeit von den an den einzelnen produzierende Bohrlöchern erzielten Fördermengen in Bezug auf das InjektiOnsgases und bezüglich der Flüssigkeiten der Lagerstätten geriegelt. Während des Dauerbetriebes wird diese Regelung in der Art vorgenommen, daß die Menge des in den einzelnen produzierenden Bohrlöchern anfallenden Injektionsgases,So gering wie möglich bleibt.To carry out the method, the flow rate of the injection gas is dependent on the production rates achieved at the individual producing wells locked with regard to the injection gas and the liquids of the storage facilities. During continuous operation this regulation is made in such a way that the amount of the in the individual producing wells accruing injection gas, as low as possible.

Weiterhin wird vorgesehen, das überschüssige Injektionsgas abzutrennen, das sich mit den in den produzierenden Bohrlöchern gewonnenen Flüssigkeiten' des Erdölvorkommens vermischt haben.kann, und dieses überschüssige Gas in den Injektxonsbohrlöchern erneut einzusetzen, nachdem es wieder, verdichtet worden ist.Provision is also made to separate off the excess injection gas that is mixed with the in the producing Fluids extracted from the wells' of the petroleum deposit. May, and this excess gas in the Reinserting the injection holes after it has been reinserted, has been condensed.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das In- ' jektionsgas vorzugsweise aus der Gruppe natürlicher Gase ausgewählt, wobei das natürliche■Gas mit Propan-Butan, mit Stickstoff, mit Kohlendioxid und mit Verbrennungsgas angereichert wird. Erdgas besitzt eine große Affinität zu den flüssigen Kohlenwasserstoffen aufgrund seiner ähnlichen Zusammensetzung, während Stickstoff, Kohlensäure und Verbrennungsgase Ausgleichs- oder Ersatzeigenschaften ähnlich denen der flüssigen Kohlenwasserstoffe besitzen, was zu einer guten Mischbarkeit führt.According to a further feature of the invention, the in- ' jection gas preferably from the group of natural gases selected, the natural ■ gas with propane-butane, with Nitrogen, carbon dioxide and combustion gas. Natural gas has a great affinity for liquid hydrocarbons due to its similar composition, while nitrogen, carbonic acid and combustion gases Equalizing or replacing properties similar to those of liquid hydrocarbons, resulting in a good one Miscibility leads.

Im Funktionsablauf des Verfahrens entwickelt,sich zunächst eine waagerechte Fraktur bzw. ein Bruch, der sich in Richtung auf die produzierenden Bohrlöcher fortsetzt, bis er diese unterschneidet. Ein Anteil des Injektionsgases dringt in die Speicherschicht ein und r.ekomprimiert die FlüssigkeitenIn the operational sequence of the procedure develops, initially a horizontal fracture or a fracture that continues in the direction of the producing boreholes until it reaches them undercut. A portion of the injection gas penetrates the storage layer and r. compresses the fluids

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der Lagerstätte, bis sich diese auf dem Injektionsdruck befindet. Auf diese Weise entsteht schließlich ein Dauerzustand, bei dem sich die Abmessungen und der Verlauf des Bruches bzw. der Fraktur nicht weiterentwickeln und die eingepreßte. Menge gleichgroß ist wie ungefähr den peripher en Strömungsverlusten b-zw. der an den produzierenden Bohrlöchern über die horizontale Fraktur austretenden Menge, die aufgrund des dort hindurch strömenden Mediums offengehalten wird.the deposit until it is at the injection pressure is located. In this way, a permanent state is ultimately created in which the dimensions and the course of the The fracture or fracture does not develop further and the pressed in. The amount is about the same as that of the periphery en flow losses b-betw. the one to the producing Drilled holes over the horizontal fracture emerging amount, which was kept open due to the medium flowing through there will.

Ein Dauerbetrieb bzw. ein Gleichgewichtszustand kann am Ende eines kurzen Zeitraumes oder eines langen Zeitraums erreicht werden.' Er kann sich nicht einstellen, bevor der Durchgang zu den produzierenden Bohrlöchern geschaffen worden ist. Dieser notwendige Übergangszeitraum vor dem Erreichen eines Dauerzustandes ist umso langer, je durchlässiger die Speicherschicht ist und je weiter die produzierenden Bohrlöcher vom Injektionsbohrloch aus entfernt sind. Continuous operation or a state of equilibrium can be achieved on Be reached at the end of a short period or a long period of time. ' He can't adjust before that Passage to the producing wells has been created. This necessary transition period before reaching a permanent state is longer, the more permeable the Storage layer is and the further the producing wells are from the injection well.

Falls die produzierenden Bohrlöcher vom Injektionsbohrloch fern sind und falls das Matrizengestein der Speicherschicht durchlässiger als vorgesehen .ist, dauert das Eindringen des eingepressten Gases in das Matrizengestein lange und findet in erheblichem Umfang statt; diesen Vorgang kann man als einen Vorlauf oder die vorangehende Stufe zum zukünftigen permanenten Zustand und folglich.als Beginn der Förderung ansehen. Falls demgegenüber die produzierenden Bohrlöcher dem Injektionsbohrloch nahe sind und das Matrizengestein weniger durchlässig als angenommen sein sollte, so wird der Durchbruch zu den produzierenden Bohrlöchern sehr bald erfolgt sein, ohne daß zuvor eine nennenswerte Förderung überhaupt einsetzt. Diese Förderung wird in einem solchen FallIn case the producing wells from the injection well are far away and if the matrix rock of the storage layer is more permeable than intended, the penetration of the injected gas into the matrix rock for a long time and takes place to a considerable extent; This process can be seen as a forerunner or the previous stage to the future permanent state and consequently as the beginning of the promotion watch. If, on the other hand, the producing boreholes are close to the injection borehole and the matrix rock less permeable than should be assumed, the breakthrough to the producing wells will take place very soon without any noteworthy funding even starting beforehand. This promotion will be in such a case

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erst dann eintreten, wenn zuvor die Strömungsmenge des ein- " v.fonly occur when the flow rate of the in "v.f

gepreßten . Mediums geregelt wird. Diese Regelung kann sich Jpressed. Medium is regulated. J

über eine lange Zeitdauer erstrecken, bevor der eigentliche .;.-% extend over a long period of time before the actual .; .-%

Dauerbetrieb oder Dauerzustand erreicht wird, bei dem in ϊ3Continuous operation or permanent state is achieved in which in ϊ3

Abhängigkeit von der jeweiligen Lagerstätte die Menge des ■ . -^lDepending on the respective deposit, the amount of ■. - ^ l

eingepreßten Gases sich in ^lxäer Flüssigkeit, der Lagerstätte ^lpressed gas in ^l xäer liquid, the deposit ^ l

wiederfindet, die über die produzierenden Bohrlöcher über Jrecovered from the producing wells above J

die Fraktur der S pe icher schicht gewonnen wird. \ Ithe fracture of the protective layer is obtained. \ I

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird insbesondere der "■"-.: Grundgedanke verfolgt, den Übergangs zustand! und den Dauer- j zustand miteinander zu verbinden und die eigentliche Durch- i bruchs- oder Frakturationsdäuer als Beginn des Gewinnungs- '..] oder Förderverfahrens zu betrachten. Mit dem Verfahren wer- ; -~\ den die am Ende der FrakturatiönsZeitdauer erreichten Bö- A dingungen über die gesamte ÄusbeutuhgsZeitdauer aufrechter- ^; i halten, die sich beispielsweise über 1ö uiid 2o Jähre er-_; " - " ■ i strecken kann. Das eingepreßte Gas befindet sich über die / gesamte Oberfläche der Fraktur mit der Speicherschicht in . · ; Kontakt. Die unterschiedlichen Dichten der in der Lagerstätte vorhandenen Flüssigkeiten und des eingepreßten Gases
in Verbindung mit den Kapiliärkräften sorgen entlang der _; Fraktur über die gesamte vertikale Höhe für einen Austausch
der Medien, wobei das eingepreßte Gas ständig.in die Speicherschicht weiter eindringt und die eingelagerten Flüssigkeiten .\ durch die Fraktur herauslaufen;With the method according to the invention, in particular the "■" - .: The basic idea is pursued, the transition state! and to combine the permanent state with one another and to consider the actual breakthrough or fracturing period as the beginning of the extraction or extraction process. With the procedure being; - ~ \ to the aufrechter- conditions at the end of FrakturatiönsZeitdauer reached BOE A over the entire ^{ÄusbeutuhgsZeitdauer;} i hold, for example, over 10 uiid 20 years _; "-" ■ i can stretch. The injected gas is over the / entire surface of the fracture with the storage layer in. ·; Contact. The different densities of the liquids present in the reservoir and of the injected gas
in conjunction with the capillary forces along the _; Fracture over the entire vertical height for an exchange
of the media, whereby the gas that is pressed in continuously penetrates the storage layer and the stored liquids. \ run out through the fracture;

Die Fördermenge pro Oberflächeneinheit, in der diese Austauschvorgänge stattfinden, ist gering* jedoch ist die Ober- .,'
fläche, an der sich diese Äustauschvorgänge abwickeln groß
und kann leicht bis in Größenordnungen von mehreren Quadratkilometern ja sogar mehreren ^ehner-Eiriheiten von Quadra tr- The delivery rate per surface unit in which these exchange processes take place is low * but the upper., '
area on which these exchange processes take place large
and can easily be in the order of several square kilometers, even several units of squares.

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kilometern führen.kilometers lead.

Im übrigen bestehen keine Hinderungsgründe, diese Austauschfläche zu vergrößern, insbesondere durch Vervielfachung der horizontal einer über der anderen verlaufenden Frakturen vor allem bei dickeren bzw. stärkeren Speicherschichten.mit ungenügender vertikaler Permeabilität.Otherwise there are no obstacles to this exchange area to enlarge, especially by multiplying the horizontally one over the other running fractures, especially with thicker or stronger storage layers insufficient vertical permeability.

Falls die vertikalen Durchlässigkeitswerte der Speicherschacht nicht Null sind, so impliziert die Tatsache, daß diese Speicherschicht sehr dick sein könnte (beispielsweise in der Größenordnung von einigen zehner Einheiten von Metern) keinesfalls, daß eine mit eingepreßtem Gas gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren eingeleitete Dränage nicht auch bei, einer einzigen Fraktur wirksam sein könnte; dies gilt auch im entgegengesetzten Fall und um so mehr bei noch dikkeren Speicherschichten.If the vertical permeability values of the storage well are not zero, the fact implies that this storage layer could be very thick (for example on the order of a few tens of meters) by no means that one with injected gas according to the invention Procedure-initiated drainage could not even be effective in a single fracture; this applies also in the opposite case, and all the more so in the case of even thicker ones Storage layers.

Die mlt dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielte Ausfluß bzw. Fördermenge ist der Oberfläche der horizontalen Fraktur proportional und kann damit zu großen Werten bzw. Qualitäten führen, soweit dies die geomechanisehen Eigenschaften der Speicherschicht und des sie abdeckenden Dachgesteines erlauben. Diese Werte werden normalerweise wesentlich über denjenigen liegen, die sich mit herkömmlichen Erdbohrungen erreichen lassen, selbst unter Anwendung aller bekannten Stimulati on smethoden einschließlich hydraulisch induzierter Frakturen durch kurzzeitiges .(über einige Stunden) Einpressen einer geeigneten Flüssigkeit mit anschließendem Offenhalten unter Anwendung mechanischer Abstützmittel. Auf diese Weise erzeugte Frakturen besitzen.eine wesentlich geringere Länge und auch eine wesentlich geringere, praktisch vernachlässigebare Leitfähigkeit im Vergleich zu einer mit dem erfindungs-The outflow achieved by the method according to the invention or flow rate is the surface of the horizontal fracture proportional and can thus lead to great values or qualities, as far as this is the geomechanical properties of the Allow storage layer and the roofing rock covering it. These values are usually significantly above that that can be reached with conventional earth drilling, even using all known stimuli methods including hydraulically induced fractures by brief (over a few hours) pressing a suitable liquid with subsequent holding open using mechanical props. Fractures produced in this way are much shorter in length and also a much smaller, practically negligible Conductivity compared to one with the invention

gemäßen Verfahren erzeugten horizontalen Fraktur. . |horizontal fracture produced according to the procedure. . |

Bei den bekannten verbesserten Verfahren zum Abbau bzw. *With the known improved methods of degradation or *

zur Förderung von Kohlenwasserstoffen,, bei denen das "-\ for the promotion of hydrocarbons "for which the " - \

injizierte Medium selbst im. Gestein der Speicherschicht |injected medium even in. Rock of the storage layer |

zirkuliert, gelangen die "sekundären" oder "tertiären" ;circulated, get the "secondary" or "tertiary";

Kohlenwasserstoffe erst nach einer bestimmten Zeitdauer ι Hydrocarbons ι only after a certain period of time

(nach allgemeiner Regel innerhalb von mehreren Jahren j(according to the general rule within several years j

nach Beginn der Injektion) an die Oberfläche, was ohne- t. after the start of the injection) to the surface, which without t.

hin wirtschaftlich ungünstig ist., um so mehr als das in- ' ' \ is economically unfavorable., all the more so than the in- '' \

jizierte Medium noch teurer igt- ■ , \ projected medium even more expensive igt- ■, \

Demgegenüber ist das erfindungsgemäße Verfahren durch sei- k In contrast, the method according to the invention is characterized by its k

ne Einfachheit und seinen geringen Aufwand gekennzeichnet. i ne simplicity and its low effort. i

Sobald sich der Dauerbetriebszustand eingestellt hat, reicht IAs soon as the permanent operating status has been set, I is sufficient

es bei optimaler Regelung der !.njektionsgasmenge, wenn Tag ;jwith optimal control of the injection gas quantity, if day; j

für Tag ein einziger Kubikmeter Injektionsgas (unter der Be- ■ ?a single cubic meter of injection gas per day (under the ■?

dingungen der Lagerstätte beim Druck der Bruchbildung) für fconditions of the deposit during the pressure of the fracture formation) for f

jeden gleichzeitig an der Oberfläche gewonnenen Kubikmeter fevery cubic meter gained at the same time on the surface f

Flüssigkeit einzusetzen. Falls an den produzierenden Bohr- I To use liquid. If the producing drilling I

löchern gleichzeitig mit den Flüssigkeiten der Lagerstätte Iholes at the same time as the fluids from deposit I

ein Überschuß an Injektionsgas empfangen bzw·, aufgefangen . ίan excess of injection gas received or collected. ί

werden sollte (wobei es im allgemeinen schwierig ist, eine jshould be (although it is generally difficult to find a j

optimale Regelung für alle dem Injektionsbohrlöch zugeord- ' ί optimal regulation for all of the injection boreholes assigned ' ί

neten produzierenden Bohrlöcher durchzuführen), so kann *to carry out producing drill holes), then *

dieser Überschuß stets zurückgeleitet und neu injiziert ίthis excess is always returned and re-injected ί

werden. ίΐwill. ίΐ

Ausführungsbeispiele für die Durchführung des Verfahrens ge- j Embodiments for carrying out the method ge j

maß der Erfindung sind nachfolgend mit weiteren Merkmalen |Measures of the invention are given below with further features |

und Einzelheiten anhand der Zeichnungen erläutert. -?and details are explained with reference to the drawings. -?

-/-■ :■ - / - ■ : ■

BAD ORiGlNAL ίBAD ORiGlNAL ί

- 11 - - G 157 -- 11 - - G 157 -

Es zeigenShow it

Fig. 1 einen schematischen senkrechten Teilschnitt durch ein Injektionsbohrlo-ch und ein produzierendes Bohrloch, die in einer Lagerstätte von flüssigen Kohlenwasserstoffen einander zugeordnet sind,1 shows a schematic vertical partial section through an injection borehole and a producing wellbore in a fluid reservoir Hydrocarbons are assigned to each other,

Fig* 2 in schematischer Draufsicht eine Ausbeutungseinrichtung mit einem zentralen Injektions-Bohrloch und über den Umfang verteilten vier produzierenden Bohrlöchern undFIG. 2 shows a schematic plan view of an exploitation device with a central injection well and four producing wells distributed over the circumference and

Fig. 3 in einem schematischen senkrechten Schnitt eine Speicherschicht f.ür auszubeutende flüssige Kohlenwasserstoffe mit der an einer Stelle dieser Schicht gebildeten horizontalen Fraktion durch Einpressen von Gas.3 in a schematic vertical section a storage layer for liquid hydrocarbons to be exploited with the one point of this layer formed horizontal fraction by pressing in Gas.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 1 enthält eine horizontal verlaufende Speicherschicht 1 zwischen einer unteren Mauerschicht 2 und einer oberen Dachschicht 3 flüssige Kohlenwasserstoffe. Außerdem zeigt Fig. 1 ein Injektions-Bohrloch und ein produzierendes Bohrloch 5, das eines auf dem Plan gemäß Fig. 2 erkennbaren vier-Produktions-Bohrlöcher 5 bis darstellt. Die Entfernung zwischen den Produktions-Bohrlöchern bis 8 und dem Injektions-Bohrloch 4 kann beispielsweise zwischen 1 bis 1o km betragen. Das Injektions-Bohrloch 4 ist in der Einpreßhöhe mit seitlichen Öffnungen 9 versehen. BeimAs shown in Fig. 1, contains a horizontal running storage layer 1 between a lower wall layer 2 and an upper roof layer 3 liquid hydrocarbons. In addition, Fig. 1 shows an injection well and a producing well 5, the one on the map according to FIG. 2 recognizable four production wells 5 bis represents. The distance between the production wells 8 to 8 and the injection well 4 can be, for example be between 1 and 10 km. The injection borehole 4 is provided with lateral openings 9 at the injection height. At the

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gezeigten Ausführungsbeispiel trifft das Einpreßniveau bezüglich der Erdoberfläche Io etwas oberhalb der Höhe der Mauerschicht 2 die Speichersehicht 1. Die produzierenden Bohrlöcher sind mit ungefähr über die gesamte Höhe der Speichersehicht 1 verteilten seitlichen Öffnungen 11 versehen, die sieh somit höhenmäßig zwischen der Mauerschicht 2 und der Dachschicht 3 befinden und wirksam sind, um die aus einer Fraktion der gezeigten waagerechten Art 12 kommenden Medien zu erfassen. Der Bruch oder die Fraktur 12 ist ausgehend von den Öffnungen 9 erzeugt worden und muß nicht absolut waagerecht verlaufen und auch nicht zwingend in der Speichersehicht 1 verbleiben. Fig. 2 zeigt die horizontale Fortsetzung der Fraktur 12, wie sie sich über die Bohrlöcher 4 und 5 hinauserstreckt*The embodiment shown applies to the press-fit level the earth's surface Io slightly above the level of the Wall layer 2 the storage layer 1. The producing Boreholes are approximately the entire height of the Storage layer 1 provided lateral openings 11 distributed, which are thus located in terms of height between the wall layer 2 and the roof layer 3 and are effective to the to capture media coming from a fraction of the shown horizontal type 12. The break or fracture 12 has been generated starting from the openings 9 and must do not run absolutely horizontally and also do not necessarily remain in the storage layer 1. Fig. 2 shows the horizontal Continuation of fracture 12 as it spreads across the Drill holes 4 and 5 extends out *

Das Injektionsbohrloeh 4 wird mit unter Druck stehendem Gas von einem Eingang 13 aus beaufschlagt. Das Injektionsgas kommt über eine Rohrleitung 14 an, durchströmt einen Mengenregler 15, anschließend einen Mischer 16, um dann vor dem Eingang 13 in einem Verdichter 17 komprimiert zu werden. . ■ .The injection well 4 is pressurized Gas acted upon from an input 13. The injection gas arrives via a pipe 14, flows through one Volume regulator 15, then a mixer 16 to then before the input 13 in a compressor 17 is compressed will. . ■.

An den Ausgängen 18 der produzierenden Bohrlöcher 5 bis 8 wird ein Medium oder eine Medienmischung aufgefangen, die durch einen Separator 19 geleitet wird/ von deren Ausgang 2o flüssige Kohlenwasserstoffe und von deren Ausgang 21_: eventuell vorkommendes überschüösiges Injektionsgas abgezogen wird, das am Ausgang 18 gleichzeitig mit den geförderten Flüssigprodukten aufgefangen worden ist. Dieser Überschuß an Injektionsgas wird im Mischer 16 dem frischen Gas beigemischt, das über die Röhrleitung 14 ankommt,, umAt the outlets 18 of the producing boreholes 5 to 8, a medium or a mixture of media is collected, which is passed through a separator 19 / from whose outlet 2o liquid hydrocarbons and from whose outlet 21 _: any excess injection gas that may occur is drawn off at the same time at the outlet 18 has been collected with the pumped liquid products. This excess of injection gas is mixed in the mixer 16 with the fresh gas that arrives via the pipe 14

BADBATH

- 13 - - C 157 -- 13 - - C 157 -

dann erneut durch das Injektions-Bohrloch 4 in die Fraktur 12 gedrückt zu werden.then again through the injection drill hole 4 into the fracture 12 to be pressed.

Am Ausgang 2o befindet sich ein Durchflußmengenmesser 22 und am Ausgang 21 ein Durchflußmengenmesser 23. Diese Mengenmesser 22 und 23 liefern Informationen für ein Datenverarbeitungs- und Steuergerät.24, von dem aus der Mengenregler 15 gesteuert wird.A flow meter 22 is located at the output 2o and at the output 21 a flow meter 23. This flow meter 22 and 23 provide information for a data processing and control device. 24, from which the flow controller 15 is controlled.

Anhand von Fig. 3 läßt sich der Verfahrensablauf verfolgen. Mit einer Injektion von Gas wie diejenige entsprechend Fig. verursachen die Schwerkraftwirkungen die Auflösung des instabilen Gleichgewichtes zwischen Injektionsgas und den flüssigen Kohlenwasserstoffen, so daß das Gas in der Speicherschicht nach oben steigt und die dort vorhandenen flüssigen Kohlenwasserstoffe ersetzt, die nach unten fließen und die Fraktur unter den Längsriß 12 füllen. Beim Durchströmen dieser Fraktur 12 vom Injektions-Bohrloch 4 aus in Richtung auf die produzierenden Bohrlöcher 5 bis 8 findet sich ein zunehmend an Injektionsgas verarmendes Medium, das sich zunehmend mit flüssigen Kohlenwasserstoffen anreichert. Die Austauschvorgänge der Medien untereinander erfolgen in vertikaler Richtung und sind in Fig. 3 durch eine Mehrzahl von nach oben zeigenden bzw. nach unten zeigenden Pfeilen veranschaulicht, wobei die aufsteigenden Pfeile das injizierte Gas und die abwärts gerichteten Pfeile die flüssigen Kohlenwasserstoffe andeutet. The process sequence can be followed with the aid of FIG. 3. With an injection of gas like that according to Fig. the effects of gravity cause the dissolution of the unstable Equilibrium between the injection gas and the liquid hydrocarbons, so that the gas in the storage layer rises upwards and replaces the liquid hydrocarbons present there, which flow downwards and which Fill the fracture under the longitudinal crack 12. When flowing through this fracture 12 from the injection borehole 4 in the direction on the producing boreholes 5 to 8 can be found Medium with increasing depletion of injection gas, which is increasingly enriched with liquid hydrocarbons. the Exchange processes between the media take place vertically Direction and are illustrated in FIG. 3 by a plurality of arrows pointing upwards or downwards, where the ascending arrows indicate the injected Gas and the downward arrows indicate the liquid hydrocarbons.

Indem man das Injektionsgas unter Berücksichtigung der Art der Kohlenwasserstoffe in der Speicherschicht 1 auf geeignete Art auswählt, die Dränagewirkungen durch Schwerkraft ergänzen unter Anwendung von wichtigen thermodynamischenBy using the injection gas taking into account Art of the hydrocarbons in the storage layer 1 to suitable Selects type that complement drainage effects by gravity using important thermodynamic

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Austauschwirkungen und/oder Mischungs- oder Bindungswirkungen, mit denen sich der Austausch der Medien in hohem Maße beschleunigen läßt.Exchange effects and / or mixing or binding effects, with which the exchange of the media can be accelerated to a great extent.

Eine möglichst günstige Regelung der Injektionsgasmenge wird erreicht, wenn die gesamte in die Fraktur 12 eingeführte Injektionsgasmenge in die Speieherschicht 1 einströmen und dort den Platz der Kohlenwasserstoffe einnehmen kann, die ihrer-? seits die Speicherschicht 1 verlassen und sich der Ausflußströmung durch die Fraktur 12 anschließen. Auf diese Weise kann man durch aufeinanderfolgende Annäherungen bzw. Nachregelungen im Dauerbetriebszustand optimalen Bedingungen nahekommen. Falls sich solche Optimalbedingungen nicht letztlich genau erreichen lassen, kann man den Überschuß an Injektionsgas, falls erforderlich zurückleiten, der andernfalls abgefackelt bzw. abgebrant wird.The most favorable possible regulation of the amount of injection gas is achieved when the entire amount of injection gas introduced into the fracture 12 can flow into the storage layer 1 and take the place of the hydrocarbons that their-? on the other hand, leave the storage layer 1 and join the outflow connect through fracture 12. In this way, successive approximations or readjustments can be made come close to optimal conditions in continuous operation. If such optimal conditions are not ultimately can be achieved exactly, you can return the excess injection gas, if necessary, which is otherwise flared or is canceled.

Der Verdichter 17 entsprechend Fig. 1 ist regelbar, um den Druckanstieg nach der Bruchbildung bzw. nach Beginn des Anfbrechens zu ermöglichen und um danach die Aufrechterhaltung dieses Druckes auf einem gewünschten Frakturationsdruckwert sicherzustellen.The compressor 17 according to FIG. 1 is adjustable to the To enable pressure to rise after the fracture or after the beginning of the fracture and to maintain it afterwards to ensure this pressure at a desired fracture pressure value.

Obwohl in der Zeichnung nur ein einziges Frakturatxonsniveau dargestellt ist, kann man selbstverständlich je nach Anwendungsfall Frakturationen in mehreren Höhen durchführen. Ebenfalls ist in Fig. 2 nur ein einziges Injektions-Bohrloch dargestellt, jedoch kann man noch eine Vielzahl solcher Vorrichtungen nebeneinander verschachtelt oder überlappend anordnen, um so die gesamte Oberfläche einer ausgedehnten Lagerstätte zu erfassen.Although only a single fracture level is shown in the drawing, it goes without saying that, depending on the application, fractures can be carried out at several levels. Likewise Only a single injection borehole is shown in FIG. 2, but a large number of such devices can still be used nested next to each other or overlapping to cover the entire surface of an extensive reservoir capture.

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Die Äusbeutungseinrichtung muß nicht zwangsläufig im Dauerbetrieb benutzt werden. Sie kann beispielsweise periodisch und diskontinuierlich oder mit Unterbrechungen angewendet werden und dann nach Belieben bei Auftreten eines Spitzenbedarfes oder einer großen Marktnachfrage wieder aufgenommen werden; dies gilt auch allgemein für die Einrichtungen an den Injektions-Bohrlöchern und an den Produktionsbohrlöchern, um ein Größtmaß an Anpassungsfähigkeit bezüglich der injizierten und produzierten Mengen zu gewährleisten.The exploitation device does not necessarily have to be in continuous operation to be used. For example, it can be applied periodically and discontinuously or with interruptions and then at will if there is a peak demand or to resume a large market demand; this also applies in general to the facilities at the injection wells and at the production wells, to the greatest possible degree of adaptability in terms of of the injected and produced quantities.

Die Unterbrechungen können je nach der Gewinnungs- oder Abbaupolitik von kürzerer oder längerer Zeitdauer sein. Das von der Oberfläche aus überwachte Druckniveau bestimmt das gepufferte unterirdische Speichervolumen. Dies Druckniveau wird:zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von der voraussichtlichen Zeitdauer der unterbrechung geregelt.The interruptions can vary depending on the extraction or Be a dismantling policy of shorter or longer duration. The pressure level monitored from the surface determines this buffered underground storage volumes. This pressure level is: appropriately depending on the expected Duration of the interruption regulated.

Der physische Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens macht eine Intervention von außen nicht erforderlich und vollzieht sich auf natürliche Weise sowohl während der Produktion als auch während der Zeit der'Produktionsunterbrechung. Sobald die Dauer der Unterbrechung genau bzw. vernünftig vorherbestimmt oder vorhergesagt werden kann braucht kein Produktionsverlust befürchtet zu werden; denn die Dränage aus der Speicherschicht setzt sich ohne Unterbrechung fort, und jeglicher augenblicklicher Produktionsverlust läßt sich augenblicklich bei der Wiederaufnahme der Produktion zurückgewinnen. Dazu ist lediglich notwendig, daß die Fraktur eine ausreichende Öffnungsweite besitzt.The physical process of the method according to the invention makes external intervention is not required and occurs naturally both during production and also during the period of production interruption. As soon the duration of the interruption can be precisely or reasonably predetermined or predicted, there is no need for a loss of production to be feared; because the drainage from the storage layer continues without interruption, and everything instant loss of production can be regained instantly when production is resumed. For this it is only necessary that the fracture has a sufficient opening width.

Das vorbeschriebene Verfahren läßt sich mit Vorteilen bei zahlreichen mittelmäßigen Lagerstätten anwenden, wo es dieThe method described above can be used with advantages numerous mediocre deposits apply where there is the

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vervielfältige Einbringung von Bohrlöchern vermeidet. i'ids Verfahren ist außerdem das .einzigsite, das in bestimmten sehr mäßigen oder mittelmäßigen Lagerstätten überhaupt angewendet werden kann,die man bisher als nicht ausbeutungswert oder nicht abbauwürdig bezeichnet hat. Das Verfahren ist ebenfalls vorteilhaft bei .ier Anwendung in Lagerstätten von dickflüssigen Kohlenwasserstoffen mit Dichten zwischen 15 und 2o API unter 8-c.andardbedingungen, bei niedrigen Volumenverhältnissen· -•äs/öl, "GOR" genannt, da durch .die Ausnutzung des Gases gleichzeitig die Viskusität gesenkt werden und der GOR-,vürt erhöht werden kann, womit der Druck erhöht und die Ausbeutung beträchtlich erleichert wird.Avoids duplicate drilling of boreholes. i'ids procedure is also the .einzigsite that is used in certain very moderate or mediocre deposits can be applied at all, which one has hitherto considered designated as not exploitable or not capable of being mined Has. The method is also advantageous when used in deposits of viscous hydrocarbons with densities between 15 and 2o API under 8-c. standard conditions, at low volume ratios - • as / oil, called "GOR", because it uses the gas at the same time the viscosity can be lowered and the GOR-, vürt can be increased, thus increasing the pressure and making the exploitation considerably easier.

BAD ORIGIiSiALORIGIiSiAL BATHROOM

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Claims (5)

AnsprücheExpectations 1. Verfahren zum Abbau einer Lagerstätte mit einer zwischen einer unteren Mauerschicht (2) und einer Dachschicht (3) im wesentlichen horizontal verlaufenden Speicherschicht, die flüssige Kohlenwasserstoffe mit einer Dichte zwischen 15 und 5o Grad API unter Standardbedingungen enthält und sich in einer Tiefe befindet, welche noch die Erzeugung von horizontal Frakturen ermöglicht, unter Anwendung von mindestens einer Abbaueinrichtung mit einem vertikalen Injektionsbohrloch (4), daß mindestens auf einem Einpreßniveau auf einer begrenzten Höhe mit der Speicherschicht in Verbindung steht, und mit mehrere produzierenden vertikalen Bohrlöchern (5 bis 8) die mit der Speicherschicht auf wenigstens einer der Einpreßhöhe benachbarten Höhe in Verbindung stehen und damit dem Injektionsbohrloch (4) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Speicherschicht (1) in einer Höhe nahe der unteren Mauerschicht (2) ein Injektionsgas mit regelbarer Strömungsmenge über das Injektionsbohrloch (4) eingepreßt wird, das ohne besondere Ausheizung auf einem Injektionsdruck gehalten wird, der etwas oberhalb des Frakturationsdruckes der Speicherschicht (1) liegt, so daß in der Speicherschicht auf dem Einpreßniveau ein sich horizontal mindestens bis zu den produzierenden Bohrlöchern (5 bis 8) erstreckender Bruch bzw. eine Fraktur (12) entsteht, der danach während der gesamten Abbaudauer auf einem konstanten Druck (an der Schwelle des Durchdringungsdruckes der anliegenden Gesteinsschicht) gehalten wird.1. Method of mining a deposit with a between one lower wall layer (2) and a roof layer (3) essentially horizontally running storage layer, the liquid Hydrocarbons with a density between 15 and 50 degrees API under standard conditions and is located at a depth which still allows the generation of horizontal fractures allows, using at least one mining device with a vertical injection well (4) that at least at a press-in level at a limited height with the storage layer is in communication, and with several producing vertical boreholes (5 to 8) which with the storage layer on at least one height adjacent to the press-in height in connection stand and are thus assigned to the injection borehole (4), characterized in that that in the storage layer (1) at a height close to the lower wall layer (2) an injection gas with a controllable flow rate is pressed in via the injection borehole (4), which is kept at an injection pressure that is somewhat above the fracture pressure of the storage layer (1), so that a A fracture or fracture (12) that extends horizontally at least as far as the producing boreholes (5 to 8) occurs, which is then kept at a constant pressure (at the threshold of the penetration pressure of the adjacent Rock layer) is held. ' - 2 - . - C 157 -'- 2 -. - C 157 - 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß die Strömungsmenge des Injektionsgases in Abhängigkeit von den an den einzelnen produzierenden Bohrlöchern (5 bis 8) erzielten Fördermengen bezüglich einerseits des Injektionsgases (23) und bezüglich andererseits der Flüssigkeiten der Lagerstätte (22) geregelt wird.2. The method according to claim 1, characterized in »that the flow rate of the injection gas as a function of the production quantities achieved at the individual producing wells (5 to 8) on the one hand of the injection gas (23) and, on the other hand, the liquids of the reservoir (22). 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß3. The method according to claim 2, characterized in that im Dauerbetriebs zustand die Strömungsmenge des Injek.tiohsgases derart geregelt wird, daß die Injektionsgasmenge (23), die an den produzierenden Bohrlöchern (5 bis 8) aufgefangen wird, so klein wie möglich wird.the flow rate of the injection gas was in continuous operation is regulated in such a way that the amount of injection gas (23) collected at the producing wells (5 to 8) becomes as small as possible. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet> daß der Überschuß an Injektionsgas (21) separiert (9) wird/ das sich mit den in den produzierenden Bohrlöchern (5 bis 8) gewonnenen Flüssigkeiten aus der Lagerstätte (2ö) gegebenenfalls vermischt hat/ Worauf man "das überschüssige zurückgewonnene Gas erneut in dem Injektionsbohrloch einsetzt, nachdem es zuvor verdichtest (17) worden ist.4. The method according to claim 1, characterized in> that the excess of injection gas (21) is separated (9) / which has mixed with the in the producing boreholes (5 to 8) obtained liquids from the deposit (20) if necessary / what the excess recovered gas is used again in the injection well after it has been previously compressed (17). 5. Verfahren nach Anspruch 1, cfadütreh gekennzeichnet, daß das Injektionsgas· aus der Gruppe der natürlichen Gase ausgewählt wird t wobei das natürliche Gas^ mit Propan-Butän* mit Stickstoff, Kohlendioxid und Verbrennung-sgas oder einem dieser Gase angereichert wird.5. The method according to claim 1, cfadütreh characterized in that the injection gas · is selected from the group of natural gases t whereby the natural gas ^ with propane-butane * is enriched with nitrogen, carbon dioxide and combustion gas or one of these gases.