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AT204985B - Process for underground exploitation of combustible organic matter contained in underground deposits - Google Patents

Process for underground exploitation of combustible organic matter contained in underground deposits

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Publication number
AT204985B
AT204985B AT679654A AT679654A AT204985B AT 204985 B AT204985 B AT 204985B AT 679654 A AT679654 A AT 679654A AT 679654 A AT679654 A AT 679654A AT 204985 B AT204985 B AT 204985B
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
products
combustion
outlet
holes
boreholes
Prior art date
Application number
AT679654A
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German (de)
Original Assignee
Svenska Skifferolje A B
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Svenska Skifferolje A B filed Critical Svenska Skifferolje A B
Application granted granted Critical
Publication of AT204985B publication Critical patent/AT204985B/en

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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Description

  

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  Verfahren zur Untertagsausbeutung in unterirdischen Vorkommen enthaltener brennbarer organischer Substanz 
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Untertagsausbeutung in unterirdischen Vorkommen enthaltener organischer Substanz an der natürlichen Lagerstätte. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Verfahren zu einer solchen   Untertagsausbeutung   von brennstoffhalrigen oder andern, brennbare Substanz enthaltenden Vorkommen, die sich nicht in wirtschaftlicher Weise   bergmännisch abbauen   und übertage verwerten lassen. 



   Es wurde bereits ein Verfahren zur Verbrennung der brennbaren Substanz derartiger abbauunwürdiger Vorkommen an ihrer natürlichen La-   gerstätte   unter Anwendung von mehreren, die   Lagerstätte   durchdringenden Bohrlöchern vorgeschlagen, wobei durch ein Bohrloch sauerstoffhaltiges Gas in das Vorkommen eingeleitet wird, um die Verbrennung der Substanz hervorzurufen und heisse Verbrennungsprodukte zu bilden, die durch ein anderes Bohrloch abgezogen werden, und wobei angrenzende organische Substanz des Vorkommens durch diese Verbrennung verschwelt und die   Medurch erzeugten Schwelprodukte   durch ein drittes, in   Abstand ! von. den   beiden erstgenannten gelegenes Bohrloch abgezogen werden.

   Diese Vorschläge stiessen jedoch bei der Verwirklichung auf die bisher unüberwindliche Schwierigkeit, das sauerstoffhaltige Gas, wie z.   ss.   Luft, so in dem Gestein zu verteilen, dass eine   jlm   wesentlichen gleichförmige   Verbrennungszo-   ne entsteht. Die Einpressung des sauerstoffhaltige Gases durch ein Bohrloch in das Gestein ergibt keine   gleichmässige   Strömung des Gases, weil diese Strömung fast immer durch das Vorhandensein von Rissen, Spalten, Verwerfungen, Hohlräumen u. dgl.   Unregelmässigkeiten   in dem Gestein gestört wird.

   Infolge dieses ungleichmässigen Flusses pflanzt sich die Verbrennungszone längs eines Risses in einer Richtung sehr schnell zu einer von dem Einlassloch für das sau-   erstoffhaltige   Gas verhältnismässig weit entfernten Stelle fort, während gleichzeitig die Fortpflanzung in einer andern Richtung, wegen grö- sserer Dichte oder Undurchdringlichkeit oder struktureller Verwerfung des Gesteins sehr ver- langsamt sein kann. Unter diesen Umständen hat es sich bisher als unmöglich erwiesen, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem der Zufluss der   Vel1breIlnungsgase   und der Schwelprodukte zu den   Abzugslöchern   gleichförmig und nach Wunsch steuerbar ist. Hiedurch wird auch die   angestrebte getrennte Abziehung   der Verbrennungsprodukte und der Schwelprodukte erschwert und oft sogar vereitelt. 



   Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein 
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 gleichmässigemprodukten getrennt für sich aus dem Vorkommen zu schaffen, trotz Unregelmässigkeiten in dessen geologischem Aufbau, welche die Gleich-   müssigkeit   der Gasströmung und damit der Wär-   meüberführung   stören könnten. 



   Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung einer steuerbaren Verbrennungszone in einem unterirdischen, brennbare Substanz enthaltenden Vorkommen und einer gelenkten Wärmeübertragung zu andern Teilen des Vorkommens. 



   Diese Ziele werden gemäss der Erfindung im wesentlichen dadurch erreicht, dass zwischen dem Einlassloch für das sauerstoffhaltige Gas und den   Abzugslöchern   für die Verbrennungsprodukte bzw. die Schwelprodukte ein Druckgefälle in einer Richtung geschaffen wird. Zweckmässig sind hiebei ein oder mehrere Vorkommen in an sich bekannter Weise durch in einem Muster angeordnete Bohrlöcher durchbohrt, wobei gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung. so verfahren wird, dass das   sauerstoffhaltl-   ge Gas durch einige der Bohrlöcher eingeführt wird, dass die Verbrennungsprodukte und die Schwelprodukte getrennt für sich durch mehrere andere dieser Bohrlöcher, welche als   Abzugslö-   cher dienen, abgezogen werden, und dass das   Druckgefälle zwischen.

   den Einlasslöchern   für das sauerstoffhaltige Gas und den Auslasslöchern für , die Verbrennungsprodukte geschaffen, dagegen zwischen diesen Auslasslöchern und den Auslass- 

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 löchern für die Schwelprodukte ungefähr gleicher Druck aufrechterhalten wird. 



   Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme lauf eine in den anliegenden Zeichnungen schematisch dargestellte Ausführungsform näher beschrieben. Hiebei werden auch weitere die Erfindung kennzeichnende Eigenschaften angegeben. Fig. 1 ist eine Draufsicht auf ein Arbeitsfeld mit einer Anzahl von Bohrlöchern, die gemäss dem Leitgedanken der vorliegenden Erfindung angewendet werden sollen. Fig. 2 ist ein lotrechter Querschnitt durch das in der Fig. 1 gezeigte Feld. Fig. 3 ist eine Teilansicht des . Schnittes der Fig. 2 in vergrössertem Massstab. 



  Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie   4-4   der Fig. 3. Fig. 5 schliesslich ist ein Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3 und veranschaulicht eine 
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 Wärmezone. 



   Das in der Fig. 1 in Draufsicht dargestellte, zur Hauptachse waagrechte Feld enthält eine Anzahl von lotrechten Bohrlöchern, die für aufeinanderfolgende Benutzung als Auffanglöcher A für durch Aufheizung und Verschwelung von brennstoffhaltigen Gesteinsschichten erhaltene verflüchtigt Schwelprodukte, Auslässe B für Verbrennungsgase und Einlasslöcher C für Luft oder/und andere sauerstoffhaltige Gase bestimmt   , sind.   Die Ausbeutung des Vorkommens kann in einem kontinuierlichen Verfahren erfolgen. Entsprechend der gewünschten Fortpflanzung der Heizzone werden neue Löcher für die flüchtigen Schwelprodukte gebohrt, die bisherigen Löcher für das Auffangen der flüchtigen Schwelprodukte erhalten als neue Zweckbestimmung, Auslässe für Verbrennungsgase zu bilden, und die bishergen Auslässe für Verbrennungsgase dienen fortab als Lufteinlasslöcher.

   Hinter den Reihen von Lufteinlasslöchern sind einige Reihen von Löchern D dargestellt, die nacheinander für die genannten Zwecke gedient haben, aber nicht mehr benutzt werden und verschlossen worden sind. 



  Wie aus Fig. 2 ersichtlich, durchdringen die vorbeschriebenen Lochreihen Hangende E und brennstoffhaltige Lager F. 



   Fig. 3, die in Vergrösserung einen Teil der Fig. 2 mit einem   Lufteinlassloch   C und einem Abzugsloch B für Verbrennungsgase zeigt, lässt erkennen, wie die Verbrennungszone   hauptsäch-   lich in den Spalten und Höhlungen des Gesteins vorrückt. Die gestrichelte Linie G zeigt die Lage der Verbrennungszone in einem bestimmten Au- genblick. 



   Es leuchtet ein, dass der Wärmeübergang an die Umgebung von einer Oberfläche mit derart unregelmässiger Form sehr unregelmässig sein muss. Wenn die Verbrennungsgase nicht gezwun- gen werden, in einer bestimmten Richtung zu strömen, werden sie sich unregelmässig in das Gs- stein um das Lufteinlassloch herum ausbreiten, insbesondere entlang der Spalten   1,   2 usw. und um Risse in den Schichten. Dieses unregelmässige Strömen ist in der Fig. 4 dargestellt. Die Linie H veranschaulicht in diesem Schnitt die Lage der Verbrennungszone in einem bestimmten Augenblick. Die Unregelmässigkeit im Fortschreiten der Aufheizzone ist somit offensichtlich. 



   Wird jedoch der Strom der Verbrennungsgase durch Schaffung eines Druckes in der Reihe der   Ausllasslöcher B,   der niedriger ist als der Druck in dem umgebenden Gestein, in eine bestimmte Richtung gezwungen, so erhält die Verbrennungszone eine regelmässigere Form, wie aus der Fig. 5 hervorgeht. Auch wenn hier noch einige Unregelmässigkeiten in der Verbrennungszone vorhanden sein können, ist offensichtlich der regelmässige Wärmefluss in diesem Falle im Vergleich zu dem in der Fig. 4 veranschaulichten Fall erheblich verbessert. Um jedes Auslassloch ss herum bildet sich eine heisse, zylindermantelförmige Zone aus, indem die sich dank des Druckgefälles in jedem Loch B sammelnden hei- ssen Verbrennungsgase einen Teil ihrer Wärme an die Wände dieser Löcher B abgeben.

   Wenn in den Löchern B derselbe Unterdruck aufrechterhalten wird wie in den Auslässen   A   für die gasförmigen Schwelprodukte, findet kein Fluss von   Ver. brennungs- oder   Schwelprodukten in der Richtung von A nach B oder umgekehrt statt. 



  Demzufolge bleiben die Streifen der Wände der 
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 dem durch die   brennstoffriihrende   Schicht hindurchgehenden Teil mit Löcherungen versehen sein, um eine Verteilung des ausströmenden oder einströmenden Fluidums durch die ganze brenn-   stofìf1haltige   Schicht zu ermöglichen, oder sie können an ihren unteren Enden offen sein und in einer bestimmten Höhenlage, beispielsweise oben an dem   brennstoffhaltigen   Lager, enden. 



  Die unten offenen Rohre können mit Vorteil in Ablagerungen benutzt werden, die konsolidiert sind und bei denen das ganze Lager ungefähr dieselbe Durchlässigkeit für Fluida aufweist, wie es   : beispie1sweise mit ölschiefer   und Olschieferkoks der Fall ist. 



   Die Rohre in den Bohrlöchern gehen durch das Hangende hindurch. In dem Hangenden soll um jedes Rohr herum eine Dichtung vorgesehen sein, um Gase und Dämpfe daran zu hindern, zwsichen dem Rohr und dem Bohrloch aus dem brennstoffhaltigen Vorkommen zu entweichen oder in es einzusickern.   ûbertage   sind die Rohre mit einem Ventil versehen und entweder an Luftkompressoren (wenn die Löcher für Einpressen von Luft benutzt werden) oder an Luftzieher (wenn die Löcher als Auslässe für Gase oder Dämpfe benutzt werden) angeschlossen. Die Ventile können von Hand oder selbsttätig   betätigbar   sein, um die in den Rohren benötigten Drücke einzustellen. Die Dampfauslässe in den Rohren   A   sollen ferner mit Mitteln zum Niederschlagen und Sammeln der erhaltenen Dämpfe oder andern Schwelprodukte verbunden sein. 



   Bei einem Versuchsbetrieb durch Verbrennung   von Olschieferkoks, dem Rückstand   nach der Gewinnung von   öl,   auf   elektrothermischem'We-   ge auf dem Olschiefervorkommen in Kvarntorp an Schweden war das Feld durchzogen von Bohrlöchern, die in einem sechseckigen Muster mit einer Kantenlänge des Sechseckes von 2, 20 m niedergebracht waren. Die Dicke des Hangenden betrug etwa 8 m und die Dicke des Schieferkok- . ses ungefähr 15 m. Der Durchmesser der Bohrlöcher betrug ungefähr   0,     06 ni   und ihre Tiefe war 23 m, womit sie also den Boden, des Schieferkokses erreichten. Die eingesetzten Rohre hatten einen Durchmesser von etwa 0, 055 m. Der ringförmige Zwischenraum zwischen dem Rohr und der Bohrlochwand war mit gepacktem feinkörnigem Sand ausgefüllt.

   Die Länge der Rohre betrug ungefähr 9 m und ihr unteres Ende befand sich ungefähr 0, 5 m unter der Oberseite der Schieferkoksschicht. Unterhalb der Rohrenden waren die Bohrlöcher durch den Schieferkoks hindurch offen. 



   Es wurde Luft in drei benachbarte Löcher eingeblasen, u. zw. in einer Menge zwischen 100 und   300 m3Jh insgesarm :.   Als der Druck, der benötigt wurde, um die Luft in das Gestein zu zwingen, wurden etwa 150 mm Hg abgelesen. Während des Einblasens der Luft wurde die 
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 denen, in ungleichem Abstand von der Einpresslochgruppe gelegenen Stellen gas- oder dampfförmige Produkte abgezogen. Der Schieferkoks hatte zu Anfang eine Temperatur von etwa   300"C. Dies war   ausreichend, um beim Einblasen von Luft den Koks zu entzünden. Seine Wärme rührte von   der. früheren   elektrothermischen Aufheizung des Versuchsfeldes her. Die Strömungen der Verbrennungsgase in den Gesteinsschichten liessen sich mit Hilfe der an verschiedenen Stellen des Feldes   entnommenen   Gasprodukte verfolgen.

   Vor dem Beginn des Versuchsbetriebes war die ganze Schieferkoksschicht mit gasförmigen oder   dampfförmigen   Kohlenwasserstoffen unter einem durch Messen festgestellten Druck von etwa   100 mm !   Hg gefüllt. 



  Diese Kohlenwasserstoffe sind ein Rückstand der vomusgegangen elektrothermischen Verschwelung. Ihr Druck war ziemlich gleichmässig über   den ganzen Schieferkokskörper   verteilt. Es zeigte sich, dass sich die Verbrennungsprodukte von der Gruppe der Einlasslöcher aus in alle Richtungen   ausbreiteten.   Die Ausbreitungsgeschwindigkeit war in allen Richtungen ungefähr dieselbe,   ausser   in einer, in welcher die Verbrennungsgase sehr viel rascher strömten. In einem bestimmten Augenblick war der Halbmesser, innerhalb dessen   VeI1brenmmgsgase     erhalfen   wurden, in fast allen Richtungen von den Einblaselöchern aus ungefähr 10-12m.

   In einem schmalen Sektor wurde jedoch festgestellt, dass sich die Verbrennungsgase nicht weniger als 27 m von der Gruppe der   Binlass1öcher   vorwärts bewegt hatten. 



  Der schnellere Fluss in dieser Richtung muss einem entsprechend verlaufenden Spalt oder einer   ändern Unregelmässigkeit im   Gestein zugeschrieben werden. 
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 wurde der Versuchsbetrieb nach öffnen einiger der Auslasslochventile in die Atmosphäre wiederholt. An diesen Punkten wurde der Druck in dem Gestein somit unter den Druck der Umge-   bung von ungefähr 100 mm Hg gesenkt. Die Versuchsbedmgungen erhielten somit dieselbe   
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   alsLagerstätte anschaulich gemacht. Die Erfindung lässt sich aber auch bei beliebigen andern unterirdischen Vorkommen mit brennbarer organischer Substanz anwenden.

   Hiezu gehören unbearbeiteter Ulschiefer, Teersand und verkokter Teersand (gebildet durch Verschwelung von Teersand an seiner natürlichen Lagerstätte)* sand und ausgebeuteter Olsand, der noch eine kleine Menge 01 enthält, Lignit, Kohle oder andere kohlenstoffhaltige und brennbare oder brennstoffhaltige Vorkommen. 



  PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Untercagsausbeutung in unterirdischen Vorkommen enthaltener brennbarer organischer Substanz an der natürlichen Lagerstätte unter Anwendung von mehreren, die Lagerstätte durchdringenden Bohrlöchern, wobei durch ein Bohrloch sauerstoffhaltiges Gas in das Vorkommen eingeleitet wird, um die Verbrennung der Substanz hervorzurufen und heisse Verbrennungsprodukte zu bilden, die durch ein   
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 und die hiedurch erzeugten Schwelprodukte durch ein drittes, in Abstand von den beiden erstgenannten gelegenes Bohrloch abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ein- 
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 ner Richtung geschaffen wird.



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  Process for underground exploitation of combustible organic matter contained in underground deposits
The invention relates to methods for underground exploitation of organic matter contained in underground deposits at the natural deposit. In particular, the invention relates to a method for such underground exploitation of deposits containing fuel or other combustible substances which cannot be mined economically and exploited above ground.



   A method has already been proposed for incinerating the combustible substance of such un-degradable deposits at its natural deposit using several boreholes penetrating the deposit, whereby oxygen-containing gas is introduced into the deposit through a borehole to cause the substance to burn and is hot To form combustion products, which are withdrawn through another borehole, and where adjacent organic matter of the deposit is carbonized by this combustion and the carbonization products generated by a third, at a distance! from. the first two located boreholes mentioned.

   However, these proposals encountered the previously insurmountable difficulty in the implementation of the oxygen-containing gas such. ss. To distribute air in the rock in such a way that a substantially uniform combustion zone is created. Forcing the oxygen-containing gas through a borehole into the rock does not result in a uniform flow of the gas, because this flow is almost always due to the presence of cracks, crevices, faults, cavities and the like. Like. Irregularities in the rock is disturbed.

   As a result of this uneven flow, the combustion zone propagates along a crack in one direction very quickly to a place relatively far away from the inlet hole for the oxygen-containing gas, while at the same time propagation in another direction, because of greater density or impenetrability or structural distortion of the rock can be very slow. Under these circumstances, it has hitherto proven impossible to develop a method in which the influx of the expansion gases and carbonization products to the drain holes is uniform and controllable as desired. This also makes the desired separate removal of the combustion products and the smoldering products more difficult and often even thwarted.



   The aim of the present invention is to provide a
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 to create uniform products separately from the deposit, despite irregularities in its geological structure, which could disturb the evenness of the gas flow and thus the heat transfer.



   Another object of the invention is to provide a controllable combustion zone in a subterranean reservoir containing combustible matter and a directed heat transfer to other parts of the reservoir.



   According to the invention, these objectives are essentially achieved in that a pressure gradient is created in one direction between the inlet hole for the oxygen-containing gas and the outlet holes for the combustion products or the carbonization products. Expediently, one or more deposits are drilled through in a manner known per se through boreholes arranged in a pattern, according to an advantageous embodiment of the invention. the procedure is such that the oxygen-containing gas is introduced through some of the boreholes, that the combustion products and the smoldering products are drawn off separately through several other of these boreholes, which serve as drainage holes, and that the pressure gradient between.

   the inlet holes for the oxygen-containing gas and the outlet holes for the combustion products created, however, between these outlet holes and the outlet

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 holes for the smoldering products about the same pressure is maintained.



   The invention is described in more detail below with reference to an embodiment shown schematically in the accompanying drawings. Further properties characteristic of the invention are also given here. Fig. 1 is a plan view of a working field having a number of boreholes to be used in accordance with the principle of the present invention. FIG. 2 is a vertical cross-section through the field shown in FIG. 1. Fig. 3 is a partial view of the. Section of FIG. 2 on an enlarged scale.



  Fig. 4 is a section along the line 4-4 of Fig. 3. Finally, Fig. 5 is a section along the line 4-4 of Fig. 3 and illustrates one
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 Heat zone.



   The field shown in plan view in FIG. 1, which is horizontal to the main axis, contains a number of vertical boreholes which, for successive use as collecting holes A for volatilized carbonisation products obtained by heating and charring of fuel-containing rock layers, outlets B for combustion gases and inlet holes C for air or / and other oxygen-containing gases are determined. The deposit can be exploited in a continuous process. Corresponding to the desired propagation of the heating zone, new holes are drilled for the volatile carbonization products, the previous holes for collecting the volatile carbonization products are given a new purpose to create outlets for combustion gases, and the previous outlets for combustion gases are now used as air inlet holes.

   Behind the rows of air inlet holes are a few rows of holes D which have served one after the other for the purposes mentioned, but are no longer used and have been closed.



  As can be seen from Fig. 2, the previously described rows of holes penetrate hanging wall E and fuel-containing bearings F.



   FIG. 3, which shows an enlarged part of FIG. 2 with an air inlet hole C and an outlet hole B for combustion gases, shows how the combustion zone advances mainly in the crevices and cavities of the rock. The dashed line G shows the position of the combustion zone at a specific moment.



   It is clear that the heat transfer to the environment from a surface with such an irregular shape must be very irregular. If the combustion gases are not forced to flow in a certain direction, they will spread irregularly into the stone around the air inlet hole, especially along crevices 1, 2 etc. and around cracks in the layers. This irregular flow is shown in FIG. In this section, the line H illustrates the position of the combustion zone at a specific moment. The irregularity in the progression of the heating zone is thus obvious.



   However, if the flow of the combustion gases is forced in a certain direction by creating a pressure in the row of outlet holes B which is lower than the pressure in the surrounding rock, the combustion zone acquires a more regular shape, as can be seen in FIG. Even if some irregularities may still be present in the combustion zone here, the regular heat flow is obviously considerably improved in this case compared to the case illustrated in FIG. 4. A hot, cylinder jacket-shaped zone is formed around each outlet hole ss, in which the hot combustion gases that collect in each hole B thanks to the pressure gradient give off part of their heat to the walls of these holes B.

   If the same negative pressure is maintained in the holes B as in the outlets A for the gaseous carbonization products, there is no flow of Ver. burning or smoldering products in the direction from A to B or vice versa instead.



  As a result, the strips of the walls remain the
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 the part passing through the fuel-carrying layer can be provided with holes in order to enable the outflowing or inflowing fluid to be distributed through the entire fuel-containing layer, or they can be open at their lower ends and at a certain height, for example at the top of the fuel-containing layer Camp, end.



  The tubes, which are open at the bottom, can be used to advantage in deposits that are consolidated and in which the entire store has approximately the same permeability for fluids as is the case with oil shale and oil shale coke, for example.



   The pipes in the boreholes go through the hanging wall. A seal should be provided around each pipe in the hanging wall to prevent gases and vapors from escaping from or seeping into the fuel-containing deposit between the pipe and the borehole. Above the surface, the pipes are provided with a valve and connected either to air compressors (if the holes are used for the injection of air) or to air extractors (if the holes are used as outlets for gases or vapors). The valves can be operated manually or automatically in order to set the pressures required in the pipes. The steam outlets in the pipes A should also be connected to means for precipitating and collecting the vapors obtained or other carbonization products.



   In a trial operation by burning oil shale coke, the residue after the extraction of oil, on an electrothermal path on the oil shale deposit in Kvarntorp, Sweden, the field was criss-crossed by boreholes in a hexagonal pattern with an edge length of the hexagon of 2.20 m were brought down. The thickness of the hanging wall was about 8 m and the thickness of the shale coke. ses about 15 m. The diameter of the boreholes was approximately 0.06 ni and their depth was 23 m, which means they reached the bottom of the shale coke. The pipes used had a diameter of about 0.055 m. The annular space between the pipe and the borehole wall was filled with packed fine-grain sand.

   The length of the pipes was approximately 9 m and their lower end was approximately 0.5 m below the top of the shale coke layer. Below the pipe ends, the boreholes were open through the shale coke.



   Air was blown into three adjacent holes, u. between 100 and 300 m3Jh in total:. The reading was about 150 mm Hg as the pressure required to force the air into the rock. While the air was being blown in, the
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 gaseous or vaporous products are withdrawn from those points at an unequal distance from the injection hole group. The shale coke initially had a temperature of about 300 "C. This was sufficient to ignite the coke when air was blown in. Its warmth came from the earlier electrothermal heating of the test field. The flow of combustion gases in the rock layers was also possible Help track the gas products extracted at various points in the field.

   Before the start of the trial operation, the entire shale coke layer with gaseous or vaporous hydrocarbons was under a pressure of about 100 mm, which was determined by measurements! Hg filled.



  These hydrocarbons are a residue of the electrothermal smoldering that went away. Their pressure was distributed fairly evenly over the entire body of the shale coke. It was found that the combustion products spread in all directions from the group of inlet holes. The speed of propagation was about the same in all directions, except one in which the combustion gases flowed much faster. At a certain moment the radius within which combustion gases were obtained was about 10-12 m in almost all directions from the injection holes.

   In a narrow sector, however, it was found that the combustion gases had advanced no less than 27 m from the group of inlet holes.



  The faster flow in this direction must be attributed to a correspondingly running gap or a different irregularity in the rock.
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 the trial operation was repeated after opening some of the exhaust port valves to the atmosphere. At these points the pressure in the rock was thus reduced below the pressure of the surroundings of approximately 100 mm Hg. The test conditions were thus given the same
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   as a storage facility. However, the invention can also be applied to any other subterranean deposits with combustible organic substance.

   This includes unprocessed ulschiefer, tar sand and coked tar sand (formed by carbonization of tar sand in its natural deposit) * sand and exploited oil sand which still contains a small amount of oil, lignite, coal or other carbonaceous and combustible or fuel-containing deposits.



  PATENT CLAIMS: 1. Process for underground exploitation of combustible organic matter contained in underground deposits at the natural deposit using several boreholes penetrating the deposit, with oxygen-containing gas being introduced into the deposit through a borehole to cause the substance to burn and produce hot combustion products form that through a
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 and the carbonization products thus generated are withdrawn through a third borehole spaced from the first two mentioned, characterized in that
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 a direction is created.

 

Claims (1)

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein oder mehrere Vorkommen durch nach einem Muster angeordnete Bohrlöcher durchbohrt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das sauerstoffhaltige Gas durch einige der Bohrlöcher eingeführt wird, dass die Verbrennungsprodukte und die Schwelprodukte getrennt für sich durch mehrere andere dieser Bohrlöcher, welche als Abzugslöcher dienen, abgezogen werden, und dass das Druckefälle zwischen den Einlasslöchern für das sauer- EMI4.3 chern für die Schwelprodukte ungefähr gleicher Druck aufrechterhalten wird. 2. The method according to claim 1, wherein one or more deposits are drilled through boreholes arranged according to a pattern, characterized in that the oxygen-containing gas is introduced through some of the boreholes, that the combustion products and the smoldering products separately through several other of these boreholes, which serve as drainage holes, and that the pressure drop between the inlet holes for the acidic EMI4.3 approximately the same pressure is maintained for the smoldering products. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlasslöcher und die beiden Gruppen von Auslasslöchern jeweils in zueinander parallelen Reihen angeordnet sind, so dass die Verbrennungsgase durch das Druckgefälle zum Fliessen in einer Richtung in Form ei- ner gleichmässig fortschreitenden Wärmefront gebracht werden, wodurch eine von im Vorkommen vorhandenen Spalten, Rissen und Hohlräumen unbehinderte, im wesentlichen gleichförmige Wärmeausbreitung in dem Vorkommen in der Reihe der Einlasslöcher zu der Reihe der EMI4.4 der Reihe der Auslasslöcher für die Schwelprodukte geschaffen wird. 3. The method according to claim 2, characterized in that the inlet holes and the two groups of outlet holes are each arranged in mutually parallel rows so that the pressure gradient causes the combustion gases to flow in one direction in the form of a uniformly progressing heat front, whereby a substantially uniform heat propagation unhindered by existing crevices, cracks and voids in the deposit in the row of inlet holes to the row of EMI4.4 the row of outlet holes for the smoldering products is created. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihen. der Bohrlöcher nacheinander so angeordnet werden, dass der Auslass für die Verbrennungsgase vor dem Ein- Jass für das sauerstoffhaltige Gas und der Auslass für die Schwelprodukte vor dem Auslass für die Verbrennungsgase liegt, und dass die Gewinnung unterbrochen wird, sobald der Auslass für die Schwelprodukte nicht mehr in wesentlicher Men- EMI4.5 sprüngliche Einlass für das sauerstoffhaltige Gas verschlossen und dieses Gas in den ursprüngli- chen Auslass für Verbrennungsprodukte eingeleitet wird, die Verbrennungsgase durch den ursprünglichen Auslass für die Schwelprodukte abgezogen und die Schwelprodukte durch ein vor den andern Bohrlöchern niedergebrachtes neues Bohrloch aufgefangen werden. 4. The method according to claim 3, characterized in that the rows. the boreholes are arranged one after the other in such a way that the outlet for the combustion gases is in front of the inlet for the oxygen-containing gas and the outlet for the carbonization products is in front of the outlet for the combustion gases, and that extraction is interrupted as soon as the outlet for the carbonization products is not more in essential EMI4.5 The initial inlet for the oxygen-containing gas is closed and this gas is introduced into the original outlet for combustion products, the combustion gases are drawn off through the original outlet for the carbonization products and the carbonization products are collected by a new borehole sunk in front of the other boreholes. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubmassnahmen wiederholt werden, um die Verbrennungszone und die Schwelzone über das ganze Vorkommen in seiner vollen Erstreckung wandern zu lassen. 5. The method according to claim 4, characterized in that the advancing measures are repeated in order to let the combustion zone and the smoldering zone migrate over the entire occurrence in its full extent. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die heissen Verbrennungsprodukte an eine übertage gelegene Stelle abgezogen und von dort einer Aufheizzone zur Verstärkung der durch die Verbrennung erzeugten Verschwelungshitze zugeführt werden. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the hot combustion products are withdrawn to a point located above ground and fed from there to a heating zone to increase the carbonization heat generated by the combustion. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass diie Verteren- EMI4.6 ständen eines Vorkommens nach Pyrolyse desselben geschaffen wird. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the Verteren- EMI4.6 stands of an occurrence after pyrolysis of the same is created. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennung durch die Einleitung von sauerstoffhaltigem Gas so rasch an die Pyrolyse angeschlossen wird, dass die or- EMI4.7 her heiss genug sind, um sich durch die blosse Zufuhr des sauerstoffhaltigen Gases zu entzünden. 8. The method according to claim 7, characterized in that the combustion is connected to the pyrolysis so quickly by the introduction of oxygen-containing gas that the or- EMI4.7 are hot enough to ignite simply by supplying the oxygen-containing gas.
AT679654A 1954-03-03 1954-12-09 Process for underground exploitation of combustible organic matter contained in underground deposits AT204985B (en)

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