VERFAHREN ZUM FÖRDERN BZW. ZUR VORBEREITUNG DER FÖRDERUNG VON FLUIDEN MEDIEN

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fördern bzw. zur Vorbereitung der Förderung von fluiden Medien aus unterirdischen Lagerstätten.

[0002] Moderne geologische Untersuchungsmethoden unterstützen die Geologen beim Aufspüren von Gesteinsformationen im Untergrund, die möglicherweise fluide Medien wie Erdöl und/oder Erdgas enthalten. Diese in den Gesteinsformationen eingeschlossenen Vorkommen von fluiden Medien werden Lagerstätten genannt.

[0003] Die weitaus wichtigste Methode bei der Suche nach fluiden Medien ist die Reflexionsseismik. Dabei macht man sich die Tatsache zunutze, dass Erschütterungswellen sich je nach der Beschaffenheit des Untergrundes mit unterschiedlicher Geschwindigkeit fortpflanzen und an den Grenzflächen zwischen verschiedenen Gesteinsschichten genau wie Schall- oder Lichtwellen gebeugt oder reflektiert werden. Die abgelenkten und zurückgeworfenen Erschütterungswellen werden von hochempfindlichen Messgeräten registriert. Die dabei gewonnenen Daten werden von leistungsfähigen Computern verarbeitet und liefern ein aussagekräftiges dreidimensionales Bild des geologischen Untergrundes.

[0004] Eine Versuchsbohrung zeigt, ob eine so entdeckte Gesteinsformation tatsächlich ein fluides Medium enthält. Ist die Probebohrung erfolgreich, müssen Größe, Qualität und Ergiebigkeit der neu entdeckten Lagerstätte untersucht werden.

[0005] Bis jetzt wurden die Förderungsbohrungen erst angelegt, wenn nach der seismologischen Untersuchung und der ersten Probebohrung feststand, dass die Ausbeutung des Vorkommens kommerziell lohnend ist.

[0006] Für die Förderung von fluiden Medien, die in einer unterirdischen Gesteinsschicht in sogenannten Lagerstätten vorliegen, die von undurchlässigen Schichten umgeben sind, gibt es drei herkömmliche Verfahren: Primärverfahren, Sekundärverfahren und Tertiärverfahren.

[0007] Als Primärförderung wird die Förderphase bezeichnet, in der der Druck in der Lagerstätte ohne künstliche Maßnahmen hoch genug ist, um beispielsweise Erdöl oder Erdgas daraus zu fördern, sei es durch Auspressen mithilfe eines natürlich vorhandenen Überdrucks (Lagerstättendruck) oder durch Pumpen.

[0008] Sinkt im Laufe der Erdölförderung der Lagerstättendruck, kann er durch Einpressen von Wasser oder Erdgas mittels durch Bohrungen eingerichteter Einpresssonden erhöht werden. Man bezeichnet diese Förderphase als Sekundärförderung. Durch Einpressen von Wasser können 30-40 % des insgesamt vorhandenen Öls gefördert werden. Das restliche, zunehmend zähe und dichte Öl erschwert die weitere konstante Förderung.

[0009] Die Durchlässigkeit des Speichergesteins kann ebenfalls durch Einpressen von Säuren erhöht werden, wodurch Komponenten des Speichergesteins, zum Beispiel Karbonate, gelöst werden.

[0010] Durch Dampfinjektionen und unter Zugabe von Chemikalien kann die Oberflächenspannung des Erdöls gesenkt werden, so dass es sich leichter vom Gestein löst und die Ausbeute weiter steigt. Dieses Verfahren der Förderung wird Tertiärverfahren genannt. Verschiedene Maßnahmen (Einpressen von Heißwasser oder Heißdampf, N₂ (Stickstoff), CO₂ (Kohlenstoffdioxid), Leichtbenzin oder Flüssiggas und ....) werden angewendet. Die Tertiärverfahren werden teilweise auch kombiniert.

[0011] Die bekannten Verfahren zur Förderung von fluiden Medien wurden bisher nur bei ertragreichen, wirtschaftlich lohnenden, unterirdischen Lagerstätten angewandt.

[0012] In der US 3,513,913 ist ein Verfahren zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffprodukten aus Ölschieferformationen beschrieben, wobei wenigstens zwei voneinander beabstandete Bohrungen in die unterirdische Ölschieferformationen eingebracht werden. Bevorzugt wird eine zentrale Bohrung gebohrt, in der eine Explosion hervorgerufen wird. Nach der Explosion in der Bohrung werden Richtbohrungen zu der Schuttzone gebohrt. Der durch die Explosion frakturierte Ölschiefer wird aufgebohrt und zur Oberfläche transportiert, wodurch eine Höhle entsteht, in der der Abbrand erfolgt.

[0013] Die US 4,522,260 offenbart ein Verfahren, bei dem um eine erste Bohrung weitere Bohrungen angeordnet sind, wobei die erste Bohrung und jede dieser weiteren Bohrungen zumindest eine horizontale Bohrung aufweist und wobei Sprengstoff in den horizontalen Bohrungen angeordnet und gezündet wird, um eine Schuttzone mit erhöhter Durchlässigkeit zu erzeugen.

[0014] Mit der Abnahme der bekannten ertragreichen Lagerstätten müssen daher neue Lagerstätten entdeckt werden, um weiterhin fluide Medien wie Erdöl, Erdgas, Bitumen oder Dergleichen zu fördern. Als Argument für neue Verfahren zur Steigerung der Förderung von fluiden Medien gelten der steigende Preis dieser Fluide, der die Möglichkeit bietet, bisher nicht intensiv untersuchte Gebiete zu erkunden und nun unkonventionelle, bislang nicht wirtschaftlich lohnende Lagerstätten auszubeuten. Dazu gehören Ölsande, hier vor allem die großen Vorkommen in Alberta in Kanada, Ölschiefer, Tiefseebohrungen, Sibirien- oder Alaska-Exploration, Bitumen und weitere Vorkommen.

[0015] Es sind Vorkommen von Erdöl oder auch Erdgas bekannt, bei denen in einem bestimmten Gebiet eine an sich zunächst einmal für eine Förderung lohnende Menge von Erdöl oder Erdgas vorhanden ist. Allerdings bestehen die Vorkommen von Erdöl oder Erdgas in diesen Gebieten nicht aus einem zusammenhängenden Volumen (Kavität) von Erdöl oder Erdgas, sondern sind in mehreren kleineren Kavitäten gebunden, die untereinander nicht verbunden sind. Das würde bei den bisher bekannten Fördermöglichkeiten bedeuten, dass jede einzelne dieser Kavitäten mit den bisher bekannten Fördermethoden jeweils für sich erschlossen werden müsste. Damit stellt sich aber in diesen Gebieten das Problem, dass die Förderung insgesamt zu aufwendig wird, wenn die Fördermengen in den einzelnen kleineren Kavitäten jeweils eher gering sind, so dass eine separate Erschließung der jeweiligen Kavität wirtschaftlich nicht sinnvoll ist.

[0016] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Fördern bzw. zur Vorbereitung der Förderung von fluiden Medien aus unterirdischen Lagerstätten vorzuschlagen, welches ermöglicht, in effizienter Weise fluide Medien zu fördern, die in Lagerstätten (Minikavitäten) vorliegen, die sich mit den bisherigen Methoden für eine wirtschaftliche Erschließung nicht lohnen.

[0017] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Fördern bzw. zur Vorbereitung der Förderung von fluiden Medien aus unterirdischen Lagerstätten, wobei die Lagerstätten vor Durchführung des Verfahrens als nicht miteinander verbundene Minikavitäten vorliegen, mit den Schritten

• Einbringen von mindestens zwei vertikalen Bohrungen oder Schächten in die Erdoberfläche,
• Einbringen von mindestens einem Rohr, bestehend aus mindestens einem Abschnitt, in jede der vertikalen Bohrungen oder Schächte, wobei mindestens ein Abschnitt des Rohres im unteren Bereich des Mantels mindestens eine Öffnung aufweist, wobei die Öffnungen der Abschnitte der mindestens zwei Rohre auf jeweils einen zwischen zwei Rohren gewählten Bereich ausgerichtet werden und wobei dieser Bereich zwischen den mindestens zwei vertikalen Bohrungen liegt,
• Absenken eines Sprengstoffes in das Rohr der jeweiligen Bohrung bis zu einer Tiefe, die der Tiefe der mindestens einen Öffnung in dem mindestens einen Abschnitt des Rohres, welches jeweils in die vertikale Bohrung oder Schacht eingebracht ist, entspricht und
• Zünden des jeweiligen Sprengstoffes derart, dass jeweils mindestens eine horizontale und gerichtete Druckwelle durch die mindestens eine Öffnung im Mantel des Rohres in die Erdschicht eingebracht wird und die Druckwellen in dem gewählten Bereich aufeinandertreffen,

gelöst.

[0018] Durch das Zünden des Sprengstoffs in der gewünschten Tiefe in dem Rohr der jeweiligen Bohrung wird eine horizontale und gerichtete Druckwelle durch die mindestens eine Öffnung im Mantel des Rohrabschnitts in die Erdschicht eingebracht. Die gewünschte Tiefe entspricht dabei der Tiefe der Öffnung in dem mindestens einen Abschnitt des Rohres, welche in die vertikale Bohrung oder Schacht eingebracht ist.

[0019] Die horizontale Druckwellenausbreitung wird durch die Öffnung im Mantel des Rohrabschnitts auf mindestens einen bestimmten Bereich ausgerichtet. Durch die mindestens zwei im Wesentlichen vertikalen Bohrungen oder Schächte in die Erdoberfläche wird ermöglicht, dass durch das Zünden des jeweiligen Sprengstoffs mehrere dieser horizontalen Druckwellen in mindestens einem gewünschten Bereich aufeinandertreffen.

[0020] Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass durch die aufeinander zulaufenden horizontalen Druckwellen das Erdreich zwischen den Bohrungen in Bewegung gesetzt wird. Durch die unterschiedlichen Kompressibilitäten der fluiden Medien in den Minikavitäten und den umgebenden Gesteinsschichten ändert sich in der Tiefe des Bodens in den Bereichen, in denen die Druckwellen sich ausbreiten, die geologischen Strukturen. Es hat sich dabei gezeigt, dass dabei mehrere Minikavitäten zu einer größeren Kavität miteinander verbunden werden. Selbst wenn diese Minikavitäten nicht unbedingt zu einem vollständig einheitlichen Volumen zusammengefügt werden, genügt es für eine gemeinsame Erschließung vorher getrennter Minikavitäten, wenn diese zumindest eine Verbindung miteinander aufweisen, durch die das fluide Medium aus einer Minikavität gefördert werden kann, indem die andere Minikavität erschlossen wird.

[0021] Die Änderung der geologischen Strukturen lässt sich beispielsweise so erklären, dass die von zuvor von undurchlässigen Schichten umgebenen, bisher nicht wirtschaftlichen Lagerstätten, die hier als Minikavitäten bezeichnet werden, erschüttert werden und die undurchlässigen Schichten, die die Minikavitäten umschließen, Risse ausbilden.

[0022] Die sich in dem Druckwellenbereich befindlichen Minikavitäten, können außerdem durch das insgesamt in Bewegung versetzte Erdreich durch absinkende Erde in vertikaler Richtung komprimiert werden. Die fluiden Medien in den Minikavitäten weichen diesem Druck aus, indem diese sich dabei in etwa horizontal zur Erdoberfläche (senkrecht zu der Bohrung) ausdehnen. Dies führt dann dazu dass sich die Minikavitäten miteinander verbinden. Durch den Druck der Druckwelle von unten sowie der Absenkung des Erdreiches von oben, wird eine horizontale Lagerstätte ausgebildet. Die fluiden Medien dieser entstandenen ertragreichen Lagerstätte können daraufhin mit den zuvor beschriebenen herkömmlichen Verfahren gefördert werden.

[0023] Natürlich ist es ebenfalls zu der Erfindung gehörig, dass mindestens zwei Abschnitte des Rohres in einem Bereich des Mantels mindestens eine Öffnung aufweisen. Es ist auch vorgesehen, dass diese Öffnungen der mindestens zwei Abschnitte pro Rohr auf mindestens einen zwischen den zwei Rohren gewählten Bereich ausgerichtet werden, wobei dieser mindestens eine Bereich zwischen den mindestens zwei im Wesentlichen vertikalen Bohrungen liegt. Somit ist ebenfalls zu der Erfindung gehörig, dass mehre Sprengstoffe auf unterschiedliche gewünschte Tiefen, die den Öffnungen der Abschnitte entsprechen, in dem jeweiligen Rohr abgesenkt und gezündet werden.

[0024] Durch die mindestens zwei Sprengungen pro Rohr, wobei die Öffnungen aufeinander ausgerichtet sind bzw. auf einen oder mehrere Punkte ausgerichtet sind, kann das Erdreich um die Minikavitäten verstärkt und gezielt erschüttert werden. Die jeweilige gewünschte Tiefe für das Absenken des Sprengstoffs kann dabei unterhalb der Minikavitäten liegen, in derselben Tiefe (horizontal zu der Mehrzahl der gefundenen Minikavitäten) oder aber auch oberhalb der Minikavitäten. Es kann dabei auch sinnvoll sein, den Sprengstoff in den Rohren in unterschiedlichen Tiefen zu zünden.

[0025] Alternativ wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Fördern bzw. zur Vorbereitung der Förderung von fluiden Medien aus unterirdischen Lagerstätten, wobei die Lagerstätten vor Durchführung des Verfahrens als nicht miteinander verbundene Minikavitäten vorliegen, mit den Schritten

• Einbringen von mindestens zwei vertikale Bohrungen oder Schächten in die Erdoberfläche,
• Einbringen einer Wandauskleidung in jede der vertikalen Bohrungen oder Schächte,
• Erstes Absenken eines ersten Sprengstoffes in jede der Bohrungen oder Schächte bis zu einer Tiefe, die der Tiefe entspricht, in der nachfolgend der zweite Sprengstoff für die horizontale Ausbreitung der Druckwelle gezündet werden soll,
• Zünden des ersten Sprengstoffes in der Tiefe derart, dass durch das Zünden des ersten Sprengstoffes Löcher in der Wandauskleidung eingebracht werden,
• Absenken eines zweiten Sprengstoffes in jede der Bohrungen oder der Schächte bis zu der Tiefe und
• Zünden des zweiten Sprengstoffes in der Tiefe derart, dass jeweils mindestens eine horizontale und gerichtete Druckwelle durch die durch das Zünden des ersten Sprengstoffs eingebrachten Löcher in die Erdschicht eingebracht wird und die Druckwellen aufeinandertreffen

gelöst.

[0026] Durch das Zünden des abgesenkten ersten Sprengstoffs in der gewünschten Tiefe der jeweiligen Bohrung oder Schacht, erfolgt eine gerichtete Druckwelle auf die Wandauskleidung der jeweiligen vertikalen Bohrung oder Schacht. Das Zünden des ersten Sprengstoffes erfolgt für ein Einbringen von Löchern in die Wandauskleidung und dient damit zur Vorbereitung des zweiten Zündens des Sprengstoffs. Die Wandauskleidung kann beispielsweise aus Zement, Beton oder jeder anderen aushärtenden und stabilisierenden Masse bestehen. Die gewünschte Tiefe entspricht dabei der Tiefe, in der Löcher in die Wandauskleidung eingebracht werden sollen und der Tiefe, in der der Sprengstoff nach dem zweiten Absenken gezündet wird.

[0027] Durch das Einbringen von Löchern in die Wandauskleidung erzeugt das Zünden des Sprengstoffs, der als zweites auf die gewünschte Tiefe herabgesenkt wurde, eine horizontale Druckwellenausbreitung in das Erdreich.

[0028] Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass durch die aufeinander zulaufenden horizontalen Druckwellen die geologischen Strukturen so verändert werden, dass mehrere Minikavitäten zu einer größeren Kavität verbunden werden. Die entsprechenden Effekte sind oben bereits erörtert worden.

[0029] Es ist ebenfalls zu der Erfindung gehörig, dass mehre Sprengstoffe auf unterschiedliche gewünschte Tiefen in demselben Schacht oder der Bohrung, in die eine Wandauskleidung eingebracht wurde, abgesenkt und gezündet werden.

[0030] Durch die mindestens zwei Sprengungen pro Schacht oder der Bohrung können mehrere Druckwellen in gegebenenfalls auch unterschiedlichen Tiefen erzeugt werden. Die jeweilige gewünschte Tiefe für das Absenken des Sprengstoffs kann dabei unterhalb der Minikavitäten liegen, in derselben Tiefe (horizontal zu der Mehrzahl der gefundenen Minikavitäten) oder aber auch oberhalb der Minikavitäten.

[0031] Für die erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 ist vorgesehen, dass der Sprengstoff ein gewerblicher Sprengstoff (Pulverförmiger Sprengstoff, gelatinöser Sprengstoff oder Emulsionssprengstoff und Sprengschlamm) und/oder mindestens ein Treibsatz aus abgerüsteten Waffensystemen sein kann.

[0032] Weiterhin ist für die erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 vorgesehen, dass der Sprengstoff vor dem Schritt des Absenkens mit einer Zündleitung verbunden wird, wobei das andere Ende der Zündleitung mit einer Übertragungsleitung verbunden wird und dieses Ende der Übertragungsleitung mit dem Sprengstoff in die gewünschte Tiefe abgesenkt und das andere Ende der Übertragungsleitung kurz vor dem Schritt des Zündens des Sprengstoffes mit einer Spreng- oder Zündvorrichtung verbunden wird.

[0033] Natürlich ist jedoch auch vorgesehen, dass der Schritt des Zündens des Sprengstoffes durch eine Fernsteuerung erfolgt.

[0034] Es ist ebenfalls zu der Erfindung gemäß Anspruch 3 für die erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 gehörig, dass die fluiden Medien organische flüssige oder gasförmige Kohlenwasserstoffverbindungen sind.

[0035] Diese Kohlenwasserstoffverbindungen liegen vorzugsweise als Erdöl, Erdgas oder ein Gemisch aus Erdöl und Erdgas in der Lagerstätte bzw. der Minikavität vor.

[0036] Bei einer offenen Explosion, bei der der Sprengstoff in dem jeweiligen vertikalen Schacht oder Bohrung hängt, verteilt sich die Sprengkraft (Explosivkraft) des in dem vertikalen Schacht hängenden Sprengstoffes über die Erstreckung des vertikalen Schacht oder der Bohrung hinweg. Im Ergebnis ist der Verlust an Sprengkraft groß und die Sprengkraft ist nicht konzentriert, so dass die Sprengkraft nicht auf den gewünschten Bereich der Öffnung der Bohrung oder der Wandauskleidung des Schachtes einwirkt, wodurch ein fehlerhaftes oder mangelhaftes Sprengergebnis erzielt wird.

[0037] Daher sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 4 vor, dass der Sprengstoff in einer Sprengvorrichtung abgesenkt wird.

[0038] Auch bei einer Sprengvorrichtung kann eine offene Explosion des Sprengstoffes, der in der vertikalen Bohrung oder dem Schacht angeordnet ist, durchgeführt werden. Da sich die Sprengkraft des Sprengstoffes über die offenen oberen und unteren Abschnitte des vertikalen Schachtes oder der Bohrung verteilt, kann es zu Verlusten in der Sprengkraft führen, was wiederum ein Hindernis für die Konzentration der Sprengkraft darstellt.

[0039] Daher ist vorteilhaft gemäß Anspruch 5 vorgesehen, dass die Sprengvorrichtung an mindestens der Ober- oder Unterseite mit einem sprengwirkungshemmenden bzw. explosionssicheren Material verstärkt ist.

[0040] Durch das sprengwirkungshemmende bzw. explosionssichere Material an der Ober- oder Unterseite der Sprengvorrichtung kann die Sprengkraft des Sprengstoffes in einer Richtung senkrecht zur Richtung des vertikalen Schachtes oder der Bohrung konzentriert erfolgen. Ebenfalls wird durch diese Anordnung vermieden, dass auf der gewünschten Tiefe ein Einsturz der Wandauskleidung des vertikalen Schachtes oder ein Zerstören des Rohres in der Bohrung durch Wirkenlassen der Sprengkraft erfolgt.

[0041] Alternativ ist gemäß Anspruch 6 vorteilhaft vorgesehen, dass die Sprengvorrichtung aus einem sprengwirkungshemmenden bzw. explosionssicheren Material besteht oder vollständig mit einem sprengwirkungshemmenden bzw. explosionssicheren Material verstärkt ist und dass die Sprengvorrichtung der Innengeometrie des Rohres oder der Wandauskleidung zumindest teilweise angepasst ist und mindestens eine Sprengöffnung aufweist.

[0042] Die Sprengvorrichtung kann in ihrer Form als Zylinder, Prisma, Kugel, Quader oder Ähnlichem vorliegen. Die Form der Sprengvorrichtung ist jedoch zumindest auf einer Seite in einem Teilbereich der Innengeometrie der Wandauskleidung oder des Rohres angepasst. Dies ist vorteilhaft, da durch diese Ausgestaltung die Sprengvorrichtung bei ihrem Einbringen nicht in dem Rohr oder der Wandauskleidung hin und her schwingen kann. Weiterhin kann durch die Ausgestaltung der Rückstoß vorteilhaft durch die Anpassung der Sprengvorrichtung an die Geometrie des Innenrohres durch ein flächiges Anliegen über eine größere Fläche des Innenrohres abgestützt werden. Dabei ist es weiterhin vorteilhaft, dass die Sprengvorrichtung durch die Anpassung der Form bereits bei der Zündung der Sprengung flächig an dem Innenrohr anliegt und nicht erst durch den Rückstoß gegen die Fläche des Innenrohres geschleudert wird.

[0043] Es ist ebenfalls vorgesehen, dass die Sprengvorrichtung mindestens eine Sprengöffnung aufweist. Durch diese Sprengöffnung wird ermöglicht, dass nach der Sprengung eine konzentrierte, horizontale und gerichtete Druckwelle in das Erdreich geleitet wird.

[0044] Weiterhin ist vorteilhaft gemäß Anspruch 7 vorgesehen, dass der Schritt des Zündens des Sprengstoffes in den mindestens zwei im Wesentlichen vertikalen Bohrungen oder Schächten aufeinander abgestimmt erfolgt.

[0045] Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn der gewählte Bereich, auf den die Sprengungen ausgerichtet sind, durch die unterirdischen Gesteinsformationen nicht zentral gewählt werden kann oder unterschiedliche Erdstrukturen vorliegen, wodurch die Druckwellenausbreitung gestört wird.

[0046] Für das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 2 ist gemäß Anspruch 8 vorteilhaft vorgesehen, dass nach dem Schritt des Einbringens einer Wandauskleidung, die Wandauskleidung im Bereich der gewünschten Tiefe teilweise mit einem sprengwirkungshemmenden bzw. explosionssicheren Material verstärkt ist.

[0047] Durch diese Ausgestaltung wird ermöglicht, dass die Druckwellenausbreitung nicht zu der Seite erfolgt, in der keine Minikavitäten vermutet werden. Ebenfalls wird durch diese Ausgestaltung ermöglicht, dass die erste Sprengung nur Öffnungen an den Seiten der Wandauskleidung des Schachtes einbringt, in der die Minikavitäten vorhanden sind. Die horizontale Druckwellenausbreitung wird durch die Öffnung der Wandauskleidung auf einen bestimmten Bereich ausgerichtet. Durch die mindestens zwei im Wesentlichen vertikalen Schächte in die Erdoberfläche wird ermöglicht, dass durch das Zünden des jeweiligen Sprengstoffs mehrere dieser horizontalen Druckwellen in einem gewünschten Bereich aufeinandertreffen. Dies bewirkt im Ergebnis die Änderung der geologischen Struktur, die oben bereits beschrieben ist.

[0048] Für das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 1 ist gemäß Anspruch 9 vorteilhaft vorgesehen, dass der Abschnitt des Rohres, der im unteren Bereich des Mantels mindestens eine Öffnung aufweist, zumindest teilweise mit einem sprengwirkungshemmenden bzw. explosionssicheren Material verstärkt ist.

[0049] Durch diese Ausgestaltung wird ein durch die Explosion des Sprengstoffes hervorgerufenes Einbrechen oder Kollabieren des Rohres in der gewünschten Tiefe vermieden.

[0050] Alternativ ist gemäß Anspruch 10 für das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 1 vorteilhaft vorgesehen, dass der Abschnitt des Rohres, der im unteren Bereich des Mantels mindestens eine Öffnung aufweist, aus einem sprengwirkungshemmenden bzw. explosionssicheren Material besteht.

[0051] Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

[0052] Es zeigen

Fig. 1

das Einbringen von mindestens zwei im Wesentlichen vertikalen Bohrungen oder Schächten in die Erdoberfläche,

Fig. 2

das Einbringen von mindestens einem Rohr, bestehend aus drei Abschnitten,

Fig. 3

das Absenken eines Sprengstoffes in ein Rohr,

Fig. 4

das Zünden eines Sprengstoffes,

Fig. 5

die Ausbildung von einer wirtschaftlich lohnenden unterirdischen Lagerstätte,

Fig. 6

eine mögliche Anordnung der Bohrungen oder Schächte in der Erdoberfläche aus der Vogelperspektive (Draufsicht),

Fig. 7

eine weitere mögliche Anordnung der Bohrungen oder Schächte in der Erdoberfläche aus der Vogelperspektive (Draufsicht).

[0053] In Figur 1 ist die Erdoberfläche (5) gezeigt, in die mindestens zwei im Wesentlichen vertikale Bohrungen (3) oder Schächte (4) eingebracht werden. Die mindestens zwei Bohrungen (3) oder Schächte (4) werden möglichst um die gefundenen, bisher nicht lohnenden unterirdischen Lagerstätten (2) herum eingebracht. Die Erdoberfläche (5) kann als Ebene vorliegen, aber ebenso als Hügellandschaft oder auch Gebirge. In dem Erdreich befinden sich unterirdische Lagerstätten (2) (Minikavitäten), die wie in Figur 1 dargestellt, relativ klein sind und für eine jeweils separate Erschließung zur Förderung daher bisher als wirtschaftlich nicht lohnend galten.

[0054] In Figur 2 ist das Einbringen von mindestens einem Rohr (6) in jede der vertikalen Bohrungen oder Schächte gezeigt. Das Rohr besteht in Figur 2 aus drei Abschnitten (6a-6c), wobei der unterste Abschnitt (6a) des Rohres (6) im unteren Bereich des Mantels (7) mindestens eine Öffnung (8) aufweist. Natürlich kann das Rohr (6) auch aus wesentlich mehr Abschnitten bestehen. Diese mindestens eine Öffnung (8) des Abschnittes (6a) des jeweiligen Rohres (6) wird auf jeweils einen zwischen den mindestens zwei Rohren gewählten Bereich (9) ausgerichtet, wobei dieser Bereich (9) zwischen den mindestens zwei im Wesentlichen vertikalen Bohrungen liegt.

[0055] Durch diesen Bereich (9) wird ein Volumen definiert, in das die Druckwellen eintreten. Dabei können die Druckwellen durchaus in unterschiedlichen geometrischen Tiefen in diesen Bereich (9) eintreten.

[0056] Figur 3 zeigt das Absenken eines Sprengstoffes (10a) in jedes der Rohre (6) bis zu einer gewünschten Tiefe (11). Das Rohr besteht in Figur 3 aus drei Abschnitten (6a-6c), wobei der unterste Abschnitt (6a) des Rohres (6) im unteren Bereich des Mantels (7) mindestens eine Öffnung aufweist. Die gewünschte Tiefe (11) entspricht dabei der Tiefe der Öffnung in dem mindestens einen Abschnitt des Rohres (6a), welches in die vertikale Bohrung oder Schacht eingebracht ist.

[0057] In Figur 4 ist das Zünden des Sprengstoffes (10a) dargestellt. Durch das Zünden des Sprengstoffs (10a) in der gewünschten Tiefe (11) in dem Rohr (6) der jeweiligen Bohrung (3) oder des Schachtes (4) wird eine horizontale und gerichtete Druckwelle durch die mindestens eine Öffnung im Mantel (7) des Rohrabschnitts (6a) in die Erdschicht eingebracht. Die horizontale Druckwellenausbreitung wird durch die Öffnung im Mantel (7) des Rohrabschnitts (6a) auf einen bestimmten Bereich (9) ausgerichtet. Durch die mindestens zwei im Wesentlichen vertikalen Bohrungen (3) oder Schächte (4) in die Erdoberfläche wird ermöglicht, dass durch das Zünden des jeweiligen Sprengstoffs (10a) mehrere dieser horizontalen Druckwellen in einem gewünschten Bereich (9) oder in mehreren gewünschten Bereichen aufeinandertreffen. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass durch die aufeinander zulaufenden horizontalen Druckwellen die geologische Formation des Erdreiches verändert wird wie oben beschrieben.

[0058] Dies kann auch zu einem Absinken der Erdoberfläche (5) führen, das durch den nach unten zeigenden Pfeil in Figur 5 dargestellt ist. Weiterhin ist in Figur 5 die Ausbildung einer für eine Erschließung zur Förderung in wirtschaftlicher Hinsicht lohnenden Lagerstätte (2) gezeigt.

[0059] Figur 6 zeigt eine mögliche Anordnung der Bohrungen (3) oder Schächte (4) in der Erdoberfläche (5) in Vogelperspektive. Die Druckwellen der gezündeten Sprengstoffe (10a) sind hierbei auf einen einzigen Bereich (9) ausgerichtet.

[0060] In Figur 7 ist eine weitere mögliche Anordnung der Bohrungen (3) oder Schächte (4) in der Erdoberfläche (5) in Vogelperspektive gezeigt. Die Druckwellen der gezündeten Sprengstoffe (10a) sind hierbei auf zwei Bereiche (9a, 9b) ausgerichtet. Es ist jedoch ebenfalls vorstellbar, dass die Druckwellen der gezündeten Sprengstoffe auf mehrere Bereiche ausgerichtet sind.

[0061] Durch das Anordnen von mehreren Bohrungen oder Schächten zueinander kann eine Matrix ausgebildet werden, die für eine kontrollierte Ausbreitung der Druckwellen in die Umgebung um die Minikavitäten sorgt. Dies ist äußerst vorteilhaft für das kontrollierte Absenken der Erdoberfläche.

[0062] In den Figuren sind die Bereiche 9, 9a und 9b jeweils durch einen einzigen Punkt dargestellt. Es ist dabei ersichtlich, dass dieser Punkt lediglich ein Zentrum des jeweiligen Bereichs darstellt. Die Druckwellen breiten sich in Form eines Raumwinkels von dem Ort ausgehend aus, an dem sie erzeugt worden sind. Deswegen sind die Druckwellen nicht in einem entfernten Punkt konzentriert sondern laufen auseinander. Dies führt dann dazu, dass ein entsprechend großer Bereich durch diese Druckwellen in Schwingungen versetzt wird.

Ansprüche

1. Verfahren zum Fördern bzw. zur Vorbereitung der Förderung von fluiden Medien (1) aus unterirdischen Lagerstätten (2), wobei die Lagerstätten (2) vor Durchführung des Verfahrens als nicht miteinander verbundene Minikavitäten vorliegen, mit den Schritten

- Einbringen von mindestens zwei vertikalen Bohrungen (3) oder Schächten (4) in die Erdoberfläche (5),

- Einbringen von mindestens einem Rohr (6), bestehend aus mindestens einem Abschnitt (6a-6c), in jede der vertikalen Bohrungen (3) oder Schächte (4), wobei mindestens ein Abschnitt (6a) des Rohres (6) im unteren Bereich des Mantels (7) mindestens eine Öffnung (8) aufweist, wobei die Öffnungen (8) der Abschnitte (6a) der mindestens zwei Rohre auf jeweils einen zwischen zwei Rohren gewählten Bereich (9) ausgerichtet werden und wobei dieser Bereich (9) zwischen den mindestens zwei vertikalen Bohrungen (3) liegt,

- Absenken eines Sprengstoffes (10a) in das Rohr (6) der jeweiligen Bohrung bis zu einer Tiefe (11), die der Tiefe (11) der mindestens einen Öffnung (8) in dem mindestens einen Abschnitt des Rohres (6a), welches jeweils in die vertikale Bohrung oder Schacht eingebracht ist, entspricht und

- Zünden des jeweiligen Sprengstoffes (10a) derart, dass jeweils mindestens eine horizontale und gerichtete Druckwelle durch die mindestens eine Öffnung (8) im Mantel (7) des Rohres (6) in die Erdschicht eingebracht wird und die Druckwellen in dem gewählten Bereich (9) aufeinandertreffen.

2. Verfahren zum Fördern bzw. zur Vorbereitung der Förderung von fluiden Medien (1) aus unterirdischen Lagerstätten (2), wobei die Lagerstätten (2) vor Durchführung des Verfahrens als nicht miteinander verbundene Minikavitäten vorliegen, mit den Schritten

- Einbringen von mindestens zwei vertikale Bohrungen (3) oder Schächte (4) in die Erdoberfläche (5),

- Einbringen einer Wandauskleidung in jede der vertikalen Bohrungen (3) oder Schächte (4),

- Erstes Absenken eines ersten Sprengstoffes (10b) in jede der Bohrungen (3) oder Schächte (4) bis zu einer Tiefe (11), die der Tiefe entspricht, in der nachfolgend der zweite Sprengstoff für die horizontale Ausbreitung der Druckwelle gezündet werden soll,

- Zünden des ersten Sprengstoffes (10b) in der Tiefe (11) derart, dass durch das Zünden des ersten Sprengstoffes (10b) Löcher in der Wandauskleidung eingebracht werden,

- Absenken eines zweiten Sprengstoffes (10a) in jede der Bohrungen (3) oder der Schächte (4) bis zu der Tiefe (11) und

- Zünden des zweiten Sprengstoffes (10a) in der Tiefe (11) derart, dass jeweils mindestens eine horizontale und gerichtete Druckwelle durch die durch das Zünden des ersten Sprengstoffs eingebrachten Löcher in die Erdschicht eingebracht wird und die Druckwellen aufeinandertreffen.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die fluiden Medien (1) organische flüssige oder gasförmige Kohlenwasserstoffverbindungen sind.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sprengstoff (10a; 10b) in einer Sprengvorrichtung abgesenkt wird.

5. Verfahren gemäß Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Sprengvorrichtung an mindestens der Ober- oder Unterseite mit einem sprengwirkungshemmenden bzw. explosionssicheren Material verstärkt ist.

6. Verfahren gemäß Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Sprengvorrichtung aus einem sprengwirkungshemmenden bzw. explosionssicheren Material besteht oder vollständig mit einem sprengwirkungshemmenden bzw. explosionssicheren Material verstärkt ist und dass die Sprengvorrichtung der Innengeometrie des Rohres (6) oder der Wandauskleidung zumindest teilweise angepasst ist und mindestens eine Sprengöffnung aufweist.

7. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Zündens des Sprengstoffes (10a) in den mindestens zwei im Wesentlichen vertikalen Bohrungen (3) oder Schächten (4) aufeinander abgestimmt erfolgt.

8. Verfahren gemäß Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt des Einbringens einer Wandauskleidung die Wandauskleidung im Bereich der gewünschten Tiefe (11) teilweise mit einem sprengwirkungshemmenden bzw. explosionssicheren Material verstärkt ist.

9. Verfahren gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (6a) des Rohres (6), der im unteren Bereich des Mantels (7) mindestens eine Öffnung (8) aufweist, zumindest teilweise mit einem sprengwirkungshemmenden bzw. explosionssicheren Material verstärkt ist.

10. Verfahren gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (6a) des Rohres (6), der im unteren Bereich des Mantels (7) mindestens eine Öffnung (8) aufweist, aus einem sprengwirkungshemmenden bzw. explosionssicheren Material besteht.

Claims

1. Method of recovering or preparing to recover fluid media (1) from underground reservoirs (2), wherein, prior to carrying out the method, the reservoirs (2) exist as non- interconnected mini-cavities, comprising the following steps

- sinking at least two vertical boreholes (3) or shafts (4) into the earth's surface (5),

- introducing at least one pipe (6) consisting of at least one section (6a-6c) into each of the vertical boreholes (3) or shafts (4), wherein at least one section (6a) of the pipe (6) has at least one opening (8) in the lower portion of the wall (7), wherein the openings (8) in the sections (6a) of the at least two pipes are each aligned with a selected area (9) between two pipes and wherein this area (9) is located between the at least two vertical boreholes (3),

- lowering an explosive charge (10a) into the pipe (6) within each of the boreholes to a depth (11) corresponding to the depth (11) of the at least one opening (8) in the at least one section (6a) of the pipe inserted in each case into the vertical borehole or shaft and

- detonating each of the explosive charges (10a) in such a way that, in each case, at least one horizontal and directional pressure wave is sent through the at least one opening (8) in the wall (7) of the pipe (6) into the layer of earth and the pressure waves collide in the selected area (9).

2. Method of recovering or preparing to recover fluid media (1) from underground reservoirs (2), wherein, prior to carrying out the method, the reservoirs (2) exist as non-interconnected mini-cavities, comprising the following steps

- sinking at least two vertical boreholes (3) or shafts (4) into the earth's surface (5),

- introducing a wall liner into each of the vertical boreholes (3) or shafts (4),

- lowering a first explosive charge (10b) into each of the boreholes (3) or shafts (4) to a depth (11) corresponding to the depth at which it is intended to subsequently detonate the second explosive charge for horizontal propagation of the pressure wave,

- detonating the first explosive charge (10b) at the depth (11) in such a manner that holes are created in the wall liner by the detonation of said first explosive charge (10b),

- lowering a second explosive charge (10a) into each of the boreholes (3) or shafts (4) to the depth (11) and

- detonating the second explosive charge (10a) at the depth (11) in such a manner that, in each case, at least one horizontal and directional pressure wave is sent though the holes created by the detonation of the first explosive charge into the layer of earth and the pressure waves collide.

3. Method according to claim 1 or claim 2,
characterised in that the fluid media (1) are liquid or gaseous organic hydrocarbon compounds.

4. Method according to claim 1 or claim 2,
characterised in that the explosive charge (10a; 10b) is lowered in a blasting device.

5. Method according to claim 4,
characterised in that the blasting device is reinforced, at least at the top or bottom thereof, with a blast-resistant or explosion-proof material.

6. Method according to claim 4,
characterised in that the blasting device consists of a blast-resistant or explosion-proof material or is reinforced completely with a blast-resistant or explosion-proof material, and that the blasting device is adapted, at least in part, to the internal geometry of the pipe (6) or of the wall liner and has at least one blast opening.

7. Method according to claim 1 or claim 2,
characterised in that the step of detonating the explosive (10a) in the at least two substantially vertical boreholes (3) or shafts (4) is mutually coordinated.

8. Method according to claim 2,
characterised in that, after the step of introducing a wall liner, said wall liner is partially reinforced with a blast-resistant or explosion-proof material in the area of the desired depth (11).

9. Method according to claim 1,
characterised in that the section (6a), which has at least one opening (8) in the lower portion of the wall (7), of the pipe (6) is at least partially reinforced with a blast-resistant or explosion-proof material.

10. Method according to claim 1,
characterised in that the section (6a), which has at least one opening (8) in the lower portion of the wall (7), of the pipe (6) consists of a blast-resistant or explosion-proof material.

Revendications

1. Procédé pour extraire ou préparer l'extraction de milieux fluides (1) à partir de gisements souterrains (2), les gisements (2) se présentant sous la forme de mini-cavités non reliées entre elles avant la mise en oeuvre du procédé, procédé comprenant les étapes consistant à :

- Forer au moins deux forages (3) ou puits (4) verticaux dans la surface du sol (5),

- Insérer au moins un tube (6) constitué d'au moins une section (6a-6c) dans chacun des forages (3) ou puits (4) verticaux, au moins une section (6a) du tube (6) présentant au moins une ouverture (8) dans la zone inférieure de l'enveloppe (7), les ouvertures (8) des sections (6a) des au moins deux tubes étant chacune dirigées vers une région (9) choisie entre deux tubes, et cette région (9) étant située entre les au moins deux forages verticaux (3),

- Faire descendre un explosif (10a) dans le tube (6) de chaque forage jusqu'à une profondeur (11) correspondant à la profondeur (11) de l'au moins une ouverture (8) dans la au moins une section de tube (6a) qui est insérée dans le forage ou puit vertical respectif, et

- Mettre à feu chaque explosif (10a) de telle sorte qu'au moins une onde de choc horizontale et orientée soit introduite dans la couche terrestre par l'au moins une ouverture (8) de l'enveloppe (7) du tube (6), et de sorte que les ondes de choc entrent en collision dans la région (9) choisie.

2. Procédé pour extraire ou préparer l'extraction de milieux fluides (1) à partir de gisements souterrains (2), les gisements (2) se présentant sous la forme de mini-cavités non reliées entre elles avant la mise en oeuvre du procédé, procédé comprenant les étapes consistant à :

- Forer au moins deux forages (3) ou puits (4) verticaux dans la surface du sol (5),

- Insérer un revêtement de paroi dans chacun des forages (3) ou puits (4) verticaux,

- Faire premièrement descendre un premier explosif (10b) dans chacun des forages (3) ou puits (4) jusqu'à une profondeur (11) correspondant à la profondeur à laquelle le second explosif doit ensuite être mis à feu pour la propagation horizontale de l'onde de choc,

- Mettre à feu le premier explosif (10b) à la profondeur (11) de telle sorte que suite à la mise à feu du premier explosif (10b) des trous soient percés dans le revêtement paroi,

- Faire descendre un deuxième explosif (10a) dans chacun des forages (3) ou puits (4) jusqu'à la profondeur (11), et

- Mettre à feu le deuxième explosif (10a) à la profondeur (11) de telle sorte qu'au moins une onde de choc horizontale et orientée soit introduite dans la couche terrestre par chacun des trous réalisés par la mise à feu du premier explosif, et de sorte que les ondes de choc entrent en collision.

3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2,
caractérisé en ce que les milieux fluides (1) sont des composés hydrocarbonés organiques liquides ou gazeux.

4. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2,
caractérisé en ce que l'explosif (10a ; 10b) est descendu dans un dispositif d'explosion.

5. Procédé selon la revendication 4,
caractérisé en ce que le dispositif d'explosion est renforcé sur au moins la face supérieure ou inférieure par un matériau inhibant l'effet explosif ou antidéflagrant.

6. Procédé selon la revendication 4,
caractérisé en ce que le dispositif d'explosion est constitué d'un matériau inhibant l'effet explosif ou antidéflagrant, ou est entièrement renforcé avec un matériau inhibant l'effet explosif ou antidéflagrant, et en ce que le dispositif d'explosion est adapté au moins partiellement à la géométrie interne du tube (6) ou du revêtement de paroi, et présente au moins une ouverture d'explosion.

7. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2,
caractérisé en ce que l'étape de la mise à feu de l'explosif (10a) dans les au moins deux forages (3) ou puits (4) sensiblement verticaux est coordonnée.

8. Procédé selon la revendication 2,
caractérisé en ce que, après l'étape d'insertion d'un revêtement de paroi, le revêtement de paroi est partiellement renforcé dans la région de la profondeur souhaitée (11) avec un matériau inhibant l'effet explosif ou antidéflagrant.

9. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que la section (6a) du tube (6) qui présente au moins une ouverture (8) dans la zone inférieure de l'enveloppe (7), est au moins partiellement renforcée avec un matériau inhibant l'effet explosif ou antidéflagrant.

10. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que la section (6a) du tube (6) qui présente au moins une ouverture (8) dans la région inférieure de l'enveloppe (7), est composée d'un matériau inhibant l'effet explosif ou antidéflagrant.

Zeichnung