DE4292759C2 - Vorrichtung zum Behandeln von Formationen unter Benutzung alternativer Fließwege sowie die Verwendung einer entsprechenden Vorrichung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von For­ mationen unter Benutzung alternativer Fließwege sowie die Ver­ wendung einer entsprechenden Vorrichtung. Die Vorrichtung und die Verwendung betreffen insbesondere Formationen mit Schich­ ten verschiedener Durchlässigkeiten.

Beim Fördern von Kohlenwasserstoffen oder ähnlichen Mate­ rialien aus einem Bohrloch ist es nicht ungewöhnlich, die Kohlenwasserstoff tragenden Formationen zu behandeln, um die Förderung aus diesen Formationen zu verbessern und/oder ihre Betriebsdauer auszudehnen. Beispielsweise liegen viele Lager­ stätten, aus denen gefördert wird, in unverfestigten und/oder gebrochenen Formationen, die gewöhnlich große Volumina teil­ chenförmigen Materials, wie Sand, zusammen mit den gewünsch­ ten Flüssigkeiten fördern.

Wenn solche Formationen nicht behandelt werden, führt das fortgesetzte Fördern von teilchenförmigen Feststoffen im all­ gemeinen zu verschiedenen Problemen, die zusätzliche Kosten und beträchtliche Stillstandzeiten des Bohrlochs nach sich ziehen. D. h., daß das Fördern von teilchenförmigen Feststof­ fen (1) starke Erosion der Rohre im Bohrloch und anderer För­ dervorrichtungen, (2) ein teilweises oder vollständiges Ver­ stopfen des Strömungswegs aus dem Bohrloch mit der notwendi­ gen Folge von dessen Überarbeitung, (3) ein Nachfallen von Ma­ terial in der Formation sowie ein Zusammenbrechen der Bohr­ lochverrohrung und (4) zusätzliche Rosten bei der Weiterver­ arbeitung der Förderflüssigkeiten an der Oberfläche und bei der Beseitigung der geförderten Feststoffe verursacht. Dementsprechend ist es üblich, spezielle Techniken zur Kon­ trolle des Sandes anzuwenden und damit solche Formationen zu behandeln, um diese Förderung von Feststoffteilchen zu steu­ ern.

Ein bekanntes Verfahren zur Bohrlochbehandlung, das zur Kon­ trolle des Sandes benutzt wurde, wird allgemein als "Verfestigen" der Formation bezeichnet. Bei einer typischen Methode zur Sandverfestigung läßt man ein Verfestigungsmit­ tel, z. B. ein wärmehärtendes Harz, unter Druck in das Bohr­ loch hinunter und in die Formation fließen. Das Harz dringt normalerweise mehrere Zentimenter in die Formation ein, wo es die Porenhohlräume ausfüllt und die Sandkörner in der das Bohrloch umgebenden Formation umhüllt. Die Temperatur der Formation verursacht ein Aushärten des Verfestigungsmittels. Beim Härten überzieht das Harz die Sandkörner und bindet sie aneinander, schrumpft aber auch auf die Hälfte oder ein Drit­ tel seines ursprünglichen Flüssigkeitsvolumens, wodurch offe­ ner Porenraum, d. h. eine Durchlässigkeit, in der Formation zurückbleibt, um die Förderung von Formationsflüssigkeiten durch diesen Porenraum zu ermöglichen.

Andere Lagerstätten liegen in Formationen, die hauptsächlich aus Kalkstein oder anderen Carbonatmaterialien bestehen, wel­ che die Durchlässigkeit der Formation nachteilig beeinflus­ sen. Bei dieser Art von Lagerstätten ist es üblich, die For­ mation "anzusäuern", wobei eine Säure, z. B. Salzsäure, in das Bohrloch hinunter und in die Formation eingedüst wird, um wenigstens einen Teil des Carbonatinaterials aufzulösen, um hierdurch die Durchlässigkeit zu erhöhen und die Förderung anzuregen.

Bei einer typischen Bohrlochbehandlung, wie sie oben be­ schrieben wurde, wird der Bohrlochabschnitt, der nahe dem zu behandelnden Formationsbereich liegt, mit Packern oder ähnli­ chem isoliert, und ein Rohrstrang wird in diesen isolierten Abschnitt abgesenkt. Die Behandlungsflüssigkeit fließt aus dem Unterende des Rohres aus und in den isolierten Bohr­ lochabschnitt hinein, von dem aus sie unter Druck in die zu behandelnde Formation gezwungen wird. Unglücklicherweise sind viele kohlenwasserstoffhaltige Lagerstätten (d. h. Förderbe­ reiche) aus mehreren verschiedenen Schichten oder Förderzo­ nen mit unterschiedlichen Durchlässigkeiten zusammengesetzt.

Die durchlässigeren Schichten geben die Formationsflüssigkei­ ten leicht frei, während diese von den weniger durchlässigen Schichten langsamer gefördert werden können, wenn überhaupt. Wird die gesamte Dicke einer solchen Lagerstätte einer Be­ handlung, zum Beispiel einer Sandverfestigung, Ansäuerung usw., in einem einzigen Arbeitsgang unterworfen, neigt die Behandlungsflüssigkeit dazu, den Weg des geringsten Wider­ standes zu nehmen und tritt in die durchlässigere Schicht oder Zone ein, während nur wenig oder keine Flüssigkeit in die weniger durchlässigen Zonen gelangt. Wenn dann wieder über das Bohrloch gefördert wird, verhalten sich die unbehan­ delten Zonen innerhalb des Formationsbereichs normalerweise nicht so, wie sie sollten und erlauben dadurch ein Fördern von Sand in solchen Fällen, in denen die Bohrlochbehandlung der Kontrolle des Sandes dient oder es besteht weiterhin eine verminderte Förderung in Fällen, in denen die Bohrlochbehand­ lung eine Säurebehandlung ist.

Bei bekannten Behandlungsmethoden dieser Art erforderten die unterschiedlichen Durchlässigkeiten der Schichten, daß Zonen innerhalb der Lägerstätte oder des Formationsbereichs iso­ liert oder abgedichtet wurden, so daß eine spezielle Zone in­ dividuell behandelt werden konnte. Ein Rohrstrang wird bis zu einem Punkt nahe der isolierten Zone abgesenkt, und die Be­ handlungsflüssigkeit fließt aus dem Unterende des Rohrstrangs aus, um in das Bohrloch nahe der isolierten Zone, normaler­ weise zuerst nahe der am wenigsten durchlässigen Zone, abge­ geben zu werden. Nachdem die erste Zone behandelt worden ist, wird eine andere Zone isoliert und das Verfahren wiederholt, bis alle gewünschten Zonen innerhalb des Förderbereichs be­ handelt sind. Es ist ersichtlich, daß solche Behandlungen nicht in einem einzigen Arbeitsgang durchgeführt werden kön­ nen sowie zeitraubend und im allgemeinen in ihrer Durchfüh­ rung sehr teuer sind.

Aus der US-A-4,842,068 ist ein Verfahren zur selektiven Behandlung einer unterirdischen Formation bekannt, bei welchem die oberhalb und unterhalb der Formation angeordneten Zonen nicht in die Behandlung mit einbezogen werden. Dabei wird ein Behandlungsfluid in einen an die zu behandelnde Formation angrenzenden Bohrlochringraum eingespritzt. Gleichzeitig werden zwei nicht mit dem Behandlungsfluid mischbare Schutzfluide in den an die Zonen angrenzenden Ringraum eingespritzt, wobei das Behandlungsfluid und die Schutzfluide innerhalb des Bohrlochringraums lediglich durch eine Fluidgrenzfläche zwischen dem Behandlungsfluid und den nicht mit diesem mischbaren Schutzfluiden voneinander getrennt sind.

Die US-A-4,424,859 beschreibt eine Vorrichtung zur Injektion eines Fluids in unterirdische, kohlenwasserstoffhaltige Formationen. Die Vorrichtung umfaßt eine Leitung mit mehreren Kanälen, welche gleichzeitig Fluid von einem Bohrlochkopf zu einer Vielzahl an Behandlungszonen in einem Bohrloch transportieren kann. Des weiteren weist die Vorrichtung ein Bohrlochkopfanschlußstück auf, welches mit der Leitung mit mehreren Känalen in Verbindung steht, wobei das Bohrlochkopfanchlußstück derart ausgestaltet ist, daß dieses in zumindest zwei Kanäle der Leitung mit mehreren Kanälen ein Fluid einführt. In den einzelnen Kanälen sind Füllkörper enthalten, welche den Fluidtransport durch die Kanäle zu einer einzelnen Behandlungszone innerhalb eines Bohrloch aufhalten. Schließlich weist die Vorrichtung auch noch eine Back-off-Einrichtung auf, welche oberhalb der Füllkörper angeordnet ist und welche die Verbindung zwischen der Leitung mit den mehreren Kanälen und einem Füllkörper unterbricht, sobald dieser einer rotierenden Scherkraft ausgesetzt ist, welche geringer ist, als die Verdrehspannung, die nötig ist, um die Leitung mit mehreren Kanälen dauernd zu verformen.

Die US-A-3,730,273 offenbart ein Verfahren zur gleichzeitigen Injektion einer Mehrzahl von Fluidgemischen bestehend aus verschiedenen Anteilen an Fluiden mit zwei oder mehr Komponenten in eine gleiche Mehrzahl von vertikal angeordneten, durchlässigen, unterirdischen Schichten, in welche ein Injektionsbohrloch eingebracht ist. Dabei fließt jedes der Fluide mit den Komponenten separat durch das Bohrloch zu den vertikal angeordneten, durchlässigen, unterirdischen Schichten. Dann werden die Fluide mit den Komponenten kontinuierlich in kontrollierten Anteilen in einer Mehrzahl von vertikal angeordneten Abschnitten des Bohrlochs vermischt, um ein Fluidgemisch zur Verfügung zu stellen, welches aus ausgewählten, verschiedenen Anteilen der Fluide mit den Komponenten besteht und sich benachbart zu jedem der vertikal angeordneten, durchlässigen, unter­ irdischen Schichten befindet. Gleichzeitig wird jedes der Fluidgemische in die angrenzenden unterirdischen Schichten drückt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung an­ zugeben, mit welcher von einem einzigen Bohrloch aus in einem einzigen Arbeitsgang mehrere Schichten innerhalb eines Behand­ lungsbereichs behandelt werden können. Diese Aufgabe löst die Erfindung durch die Vorrichtung gemäß dem Patentanspruch .

Der Arbeitsstrang der Vorrichtung kann eine Leitung aufweisen, die so gestaltet ist, daß sie von der Erdoberfläche aus abge­ senkt werden kann und innerhalb des zu behandelnden Bereichs endet. Die "Vorrichtung mit alternativen Wegen" umfaßt eine Mehrzahl von Öffnungen, die im Abstand voneinander entlang dem Abschnitt der Leitung, die im wesentlichen nahe den verschie­ denen zu behandelnden Schichten liegt, angeordnet sind.

Die Vorrichtung mit alternativen Wegen kann eine Mehrzahl von Leitungen mit verschiedenen Längen aufweisen, die so ausgebil­ det sind, daß sie in verschiedenen Höhen nahe den entsprechen­ den zu behandelnden Schichten enden. Vorzugsweise hat der Ar­ beitsstrang entweder ein äußeres Rohrelement, das die genann­ te Mehrzahl an Leitungen umschließt und entlang eines Abschnitts, der im wesentlichen nahe dem zu behandelnden Formationsbereich liegt, perforiert ist, oder ein zentrales Rohrelement mit einer Einrichtung zum Anbringen der genannten Mehrzahl von Leitungen an der Außenoberfläche des zentralen Rohrelements.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Arbeitsstrang mit einer Leitung versehen, die einen perforierten Abschnitt auf­ weist, der so ausgebildet ist, daß er im wesentlichen nahe dem zu behandelnden Abschnitt liegt. Ferner ist die genannte Vorrichtung mit alternativen Wegen mit einer Mehrzahl von Ne­ benleitungsrohren versehen, die verschiedene Längen aufweisen und innerhalb des genannten perforierten Abschnitts der ange­ gebenen Leitung angebracht sind, so daß ihre Oberenden im we­ sentlichen nahe dem Oberende des perforierten Abschnitts lie­ gen und ihre jeweiligen Unterenden in verschiedenen Höhen in­ nerhalb des genannten perforierten Abschnitts enden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat der Arbeitsstrang eine Leitung, die so ausgebildet ist, daß sie sich abwärts in das Bohrloch bis zu einem Punkt erstreckt, der im wesentli­ chen nahe dem Oberende des zu behandelnden Abschnitts liegt. Ferner weist die genannte Vorrichtung mit alternativen Wegen eine Mehrzahl an Rohren verschiedener Länge auf, die jeweils über eine Flüssigkeit mit dem Unterende der genannten Leitung verbunden sind, wobei die jeweiligen Unterenden der genannten Rohre derart ausgebildet sind, daß sie in verschiedenen Höhen nahe den jeweiligen zu behandelnden Schichten enden.

Es wird auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Behandeln einer Mehrzahl von Schichten in einem Behandlungsbereich mittels einem einzigen Arbeitsgang von einem einzigen verrohrten Bohrloch aus beschrieben. Das Bohrloch durchdringt den Be­ handlungsbereich, und die genannten Schichten haben verschie­ dene Durchlässigkeiten. Bei der genannten Verwendung wird eine Behandlungsflüssigkeit direkt an die verschiedenen Schichten über alternative Fließwege abgegeben, um dadurch die ver­ schiedenen Schichten zu behandeln.

Die Verwendung der Vorrichtung kann die Stufe des Perforierens des verrohrten Bohrlochs in verschiedenen Höhen nahe den ver­ schiedenen Schichten des Behandlungsbereichs beinhalten, wodurch die Be­ handlungsflüssigkeit in einen Abschnitt des Bohrlochs abgege­ ben werden kann, des nahe dem erwähnten Behandlungsbereich liegt, und zwar durch alternative Fließwege direkt zu den verschiedenen Höhen innerhalb des genannten Bohrlochbereichs und durch die Perforationen in dem verrohrten Bohrloch, um dadurch die verschiedenen Schichten in dem Behandlungsbereich zu behandeln.

Des weiteren kann die Verwendung der Vorrichtung die Stufe des Iso­ lierens eines Bohrlochabschnitts beinhalten, der sich im wesentlichen nahe dem Behandlungsbereich befindet, bevor die genannte Behand­ lungsflüssigkeit über die alternativen Fließwege abgegeben wird.

Die Behandlungsflüssigkeit wird vorzugsweise gleichzeitig durch alle alternativen Fließwege geführt.

Die Behandlungsflüssigkeit kann beispielsweise ein. Sandverfe­ stigungsmittel oder eine Säure sein.

Nachfolgend wird auf die beigefügten Zeichnungen bezug genom­ men. Dort zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Vor­ richtung zur Bohrlochbehandlung mit alternativen Fließwegen, angeordnet in einer Betriebsstellung innerhalb eines Bohrlochs nahe einer zu behandeln­ den Formation;

Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Aus­ führungsform der vorliegenden Vorrichtung zur Bohr­ lochbehandlung mit verschiedenen alternativen Fließ­ wegen gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines wei­ teren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung zur Bohrlochbehandlung;

Fig. 4 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer wei­ teten Ausführungsform zur Bohrlochbehandlung;

Fig. 5 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer wei­ teren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung zur Bohrlochbehandlung;

Fig. 6 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Aus­ führungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bohrlochbehandlung mit Nebenleitungsrohren als alter­ nativen Fließwegen;

Fig. 7 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Ausführungsform der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Bohrlochbehandlung innerhalb eines vorher mit Kies gepackten Bereichs des Bohrlochs durchgeführt wird.

In Fig. 1 ist das Unterende einer Förder- und/oder Einlaß­ sonde 10 dargestellt. Die Sonde 10 weist ein Bohrloch 11 auf, das sich von der (nicht gezeigten) Erdoberfläche durch den Behandlungsbereich 12 hindurch erstreckt. Das Bohrloch 11 ist typischerweise mit einem Futterrohr 13 versehen, das seiner­ seits an Ort und Stelle einzementiert ist (nicht gezeigt). Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf ein vertikales, verrohrtes Bohrloch erläutert wird, ist es selbstverständlich, daß sie auch in gleicher Weise in unverrohrten und/oder unterschnittenen Bohrlochanordnungen sowie in geneigten und horizontalen Bohrlöchern, je nach Situation, verwendet werden kann.

Wie dargestellt, weist der Behandlungsbereich 12 eine Mehr­ zahl (von der nur zwei gezeigt sind) von Zonen 14, 15 mit verschiedenen Durchlässigkeiten auf. Das Futterrohr 13 ist in verschiedenen Höhen perforiert und hat damit mindestens zwei Perforationsgruppen 16, 17, die im wesentlichen jeweils in der Nähe der Zonen 14, 15 liegen. Da die vorliegende Erfin­ dung auch in horizontalen und geneigten Bohrlöchern anwendbar ist, sind die Ausdrücke "oberer" und "unterer", "Oberseite" und "Unterseite", wie sie hier benutzt werden, relative Be­ griffe, die sich auf die jeweiligen Positionen innerhalb eines speziellen Bohrlochs beziehen, während der Ausdruck "Zone" sich auf die jeweiligen Positionen bezieht, die ent­ lang des Bohrlochs zwischen den Enden des Behandlungsbereichs vorhanden sind.

Die Vorrichtung 20 zur Bohrlochbehandlung wird im Bohrloch 11 im wesentlichen in der Nähe des Behand­ lungsbereichs 12 angeordnet. Die Aufbrechvorrichtung 20 (Fracturing-Vorrichtung) besteht aus einem Rohr oder Arbeits­ strang 21, das bzw. der an seinem Unterende 22 geschlossen ist und sich bis zur Erdoberfläche erstreckt (nicht gezeigt). Der Rohrstrang 21 ist mit einer Mehrzahl von Öffnungen (z. B. mit einer oberen und einer unteren Gruppe von Öffnungen 23, 24) versehen, die im Abstand oberhalb des Unterendes (22) ange­ ordnet sind und sich im wesentlichen mit den Perforationen 16, 17 des Futterrohrs decken. Geeignete Packer 25, 27 oder andere Mittel, z. B. Flüssigkeitssäulen in dem Bohrlochring, "isolieren" den Abschnitt 26 des Bohrlochs 11, der nahe dem Behandlungsbereich 12 liegt. Im vorliegenden Zusammenhang be­ zieht sich der Ausdruck "isolierter Abschnitt" auf denjenigen Bohrlochabschnitt, der nahe dem zu behandelnden Bereich liegt.

Beim Betrieb wird eine Behandlungsflüssigkeit, z. B. ein Ver­ festigungsmittel (Harz, Natriumsilicat oder ähnliches) oder eine Säure (Salzsäure usw.), durch den Arbeitsstrang 21 nach unten und aus den oberen und unteren Öffnungen 23, 24 in den isolierten Abschnitt 26 des Bohrlochs 11 hinausgepumpt. Da sich der Abschnitt 26 mit der Behandlungsflüssigkeit füllt und der Druck ansteigt, wird die Behandlungsflüssigkeit durch die Futterrohrperforationen 16, 17 hindurchgedrückt und kommt in Kontakt mit den Zonen 14, 15 des Behandlungsbereichs 12. Da jedoch, wie dargestellt, die Zone 15 eine höhere Durchläs­ sigkeit aufweist, nimmt die Behandlungsflüssigkeit den Weg des geringsten Widerstands, so daß im wesentlichen die ge­ samte Flüssigkeit in die Zone 15 fließt.

Bei einer üblichen Bohrlochbehandlung, bei der die Behand­ lungsflüssigkeit nur durch das untere Ende eines Arbeits­ strangs austritt, fließt die Behandlungsflüssigkeit weiterhin in die Zone 15, und nur wenig oder keine Flüssigkeit wird durch die oberen Futterrohrperforationen 16 in die Zone 14 gedrückt. Diese ungleichmäßige Verteilung der Behandlungs­ flüssigkeit über den Behandlungsbereich führt dazu, daß in den weniger durchlässigen Zonen im Behandlungsbereich nur eine geringe oder keine Behandlung stattfindet. Dies wiederum hat zur Folge, daß die anderen Zonen individuell isoliert, der Arbeitsstrang innerhalb dieser Zonen wieder positioniert und die Behandlungsflüssigkeit getrennt in jede dieser Zonen eingeführt werden muß, um den gesamten Behandlungsbereich 12 in ausreichendem Maße zu behandeln.

Bei der vorliegenden Erfindung strömt selbst dann, wenn die Behandlungsflüssigkeit in die durchlässigere Zone 15 fließt, diese Flüssigkeit weiterhin auch durch die oberen Öffnungen 23 (d. h. die alternativen Fließwege) im Rohrstrang 21 und wird direkt nahe den weniger durchlässigen Zonen abgegeben, wodurch auch die weniger durchlässige Zone 14 über die Fut­ terrohrperforationen 16 behandelt wird. Obwohl nur zwei Zonen in dem Behandlungsbereich und zwei Gruppen von Öffnungen sowohl im Arbeitsstrang als auch im Futterrohr dargestellt wurden, ist es selbstverständlich, daß der Arbeitsstrang und das Futterrohr Öffnungen in mehr als zwei Höhenbereichen auf­ weisen können, um in dem gewünschten Behandlungsbereich mehr als zwei Zonen zu versorgen. Ein wichtiges Merkmal ist die Bereitstellung alternativer Fließwege für die Behandlungs­ flüssigkeit zu verschiedenen Höhen oder Zonen des Behand­ lungsbereichs, so daß alle Zonen in einem einzigen Arbeits­ gang von einem einzigen Rohrstrang aus behandelt werden kön­ nen. D. h., die Behandlungsflüssigkeit wird weiterhin an die jeweiligen Höhenbereiche in dem Behandlungsbereich abgegeben, um die entsprechenden Zonen zu behandeln, bis diese alle der Behandlung unterworfen worden sind, unabhängig von ihren Durchlässigkeiten.

Obwohl bei den meisten Arbeitsgängen die Behandlungsflüssig­ keit gleichzeitig durch alle alternativen Fließwege zu allen verschiedenen Höhenbereichen innerhalb des Behandlungsbe­ reichs fließt, kann es zeitweise wünschenswert sein, die Schichten eines speziellen Behandlungsbereichs in einer be­ vorzugten Reihenfolge zu behandeln. Dementsprechend können die jeweiligen Öffnungen im Arbeitsstrang in ihrer Größe der­ art bemessen sein, daß sich die Behandlungsflüssigkeit den Weg des geringsten Widerstands sucht und hauptsächlich durch die größeren Öffnungen im Arbeitsstrang austritt, die in der Nähe der zuerst zu behandelnden Schicht liegen. Nachdem die erste Schicht im wesentlichen behandelt worden ist, baut sich in der Nähe der größeren Öffnungen der Druck auf und die Hauptmenge der Flüssigkeit wird dann durch eine zweite Gruppe von kleineren Öffnungen, die in der Nähe einer zweiten Schicht liegen, strömen, und so weiter, bis alle Schichten behandelt worden sind. Auch Ventile (nicht gezeigt) zum Bei­ spiel Scheiben, die bei verschiedenen Drücken bersten, können benutzt werden, um ausgewählte Öffnungen im Arbeitsstrang in speziellen Höhen zu schließen, so daß durch diese Öffnungen kein Abfluß erfolgt, bis in dem Arbeitsstrang ein gewünschter Druck erreicht ist.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Vorrichtung zur Bohrlochbehandlung. Eine Behandlungsvorrich­ tung 20a enthält ein Bündel oder eine Mehrzahl von Leitungen 31, 32 (es sind nur zwei dargestellt), die innerhalb eines perforierten Trägerrohrs 33 befestigt und davon umschlossen sind, welches seinerseits die Leitungen 31, 32 stützt und mit ihnen eine strukturelle Einheit bildet. Die Leitungen 31, 32 können verschiedene Längen aufweisen (wie gezeigt), so daß sie innerhalb des Rohres 33 in verschiedenen Höhen enden, wo­ bei sie nur an ihren Unterenden offen sind, oder sie können gleiche oder variierende Längen haben und in verschiedenen Höhen mit Öffnungen (nicht gezeigt) versehen sein, die im we­ sentlichen mit den verschiedenen Perforationen des Futterroh­ res 13a übereinstimmen.

Wie Fig. 2 zeigt, wird die Behandlungsflüssigkeit aus den Un­ terenden der einzelnen Leitungen 31, 32 abgegeben, um das Un­ terende des Trägerrohres 33 zu füllen. Die Flüssigkeit fließt aus den Perforationen im Rohr 33 aus und füllt den isolierten Abschnitt 26a des Bohrlochs. Wie oben beschrieben wurde, tritt die Flüssigkeit zu Beginn in die durchlässigere Zone 15a ein. Wenn dies geschieht, wird die Behandlungsflüssigkeit weiterhin durch die Leitung 32 abgegeben, um die zweite Zone in dem Behandlungsbereich zu behandeln.

Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung zur Bohrlochbehandlung 30b mit einer Mehrzahl von Leitungen 31a, 32a, die an einem zentralen Rohrelement 33a befestigt sind und von diesem getragen werden. Bänder 34 oder ähnliches sichern die Leitungen an der Außen­ oberfläche des zentralen Rohrelements 33a. Die Leitungen 31a, 32a enden in verschiedenen Höhen und werden dazu benutzt, um die Bohrlochbehandlung in der gleichen Weise durchzuführen, wie sie oben unter Bezugnahme auf die Vorrichtung zur Bohr­ lochbehandlung 20a beschrieben wurde.

Fig. 4 und 5 erläutern weitere Ausführungsformen der vorlie­ genden Erfindung, wobei eine Vorrichtung 30c zur Bohrlochbe­ handlung jeweils einen Arbeitsstrang 21b, 21c aufweist, der so ausgebildet ist, daß er sich nach unten in das Bohrloch bis zu einem Punkt erstreckt, der sich im wesentlichen nahe dem Oberende des Behandlungsbereichs (nicht gezeigt) befin­ det. In Fig. 4 ist eine einzige Leitung 35, die einen vermin­ derten Durchmesser aufweist, mit dem Unterende des Arbeits­ strangs 21b verbunden und mit Öffnungen 36, 37 (alternative Fließwege) versehen, die im Abstand zueinander und in der Nähe der zu behandelnden Zonen angeordnet sind, wenn sich die Vorrichtung 30c in dem Bohrloch in der Betriebsposition be­ findet. In Fig. 5 sind eine Mehrzahl von Leitungen 31c, 32c (es sind nur zwei gezeigt), die verschiedene Längen haben, mit der Unterseite des Arbeitsstrangs 21c verbunden und weisen eine Flüssigkeitsverbindung damit auf.

Wenn sich die Vorrichtung 30c in dem Bohrloch in einer Betriebsstellung befindet, enden die Leitungen 31c, 32c innerhalb des Bohrlochs in verschiedenen Höhen in der Nähe der verschiedenen Zonen des Behandlungsbereichs. Jede der Leitungen 31c, 32c ist entlang ihres jeweiligen Unteren­ des perforiert, um eine Mehrzahl entsprechender Öffnungen 40, 41 bereitzustellen. Die Behandlungsflüssigkeit fließt den Rohrstrang 21c hinunter und wird direkt in verschiedenen Hö­ hen innerhalb des isolierten Abschnitts 26c durch die Öffnun­ gen in den Leitungen (d. h. durch alternative Fließwege) ab­ gegeben, um den Behandlungsarbeitsgang, wie oben beschrieben, durchzuführen.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt, wo eine Vorrichtung 30d zur Bohrloch­ behandlung ein Trägerrohr 33d mit einem perforierten unteren Abschnitt aufweist, der so ausgebildet ist, daß er im wesent­ lichen nahe dem Behandlungsbereich liegt, wenn sich die Vor­ richtung 30d in dem Bohrloch 11d in Betriebsstellung befin­ det. Eine Mehrzahl von Nebenleitungsrohren 31d, 32d (es sind nur zwei gezeigt) mit verschiedenen Längen ist innerhalb des perforierten Abschnitts des Arbeitsstrangs befestigt, wobei ihre Oberenden im wesentlichen nahe dem Oberende des per­ forierten Abschnitts liegen und ihre Unterenden in verschie­ denen Höhen innerhalb dieses perforierten Abschnitts enden. Die Nebenleitungsrohre sind sowohl an ihren oberen als auch ihren unteren Enden offen, um einen Flüssigkeitsdurchfluß zu ermöglichen.

Im Betrieb strömt die Behandlungflüssigkeit den Arbeitsstrang hinunter und an seinem Unterende aus dem perforierten Ab­ schnitt hinaus. Gleichzeitig fließt Behandlungflüssigkeit durch die Nebenleitungsrohre 31d, 32d (d. h. durch alter­ native Fließwege) und die in der Nähe liegenden Öffnungen in dem perforierten Abschnitt, um direkt in den verschiedenen Höhen abgegeben zu werden. Sogar wenn die Behandlungsflüssig­ keit in die durchlässigeren Zonen strömt, fließt sie auch durch die anderen Nebenleitungsrohre 31d, 32d, um die anderen Zonen innerhalb des Behandlungsbereichs zu behandeln.

Fig. 7 erläutert die Verwendung der erfindungsgemäßen Vor­ richtung in einem vorher mit Kies gepackten Abschnitt des Bohrlochs. Ein Sieb 50 wird nahe an die Perforationen im Futter­ rohr 13 gesetzt und ist von einer Kiesmasse 51 umgeben. Ein Arbeitsstrang 52, an dessen Unterende eine perforierte Leitung 53 befestigt ist, wird eingebracht und an das Sieb 50 heran­ geführt. Dann läßt man Behandlungflüssigkeit durch das Rohr nach unten fließen und durch die Öffnungen in der Leitung 52 austreten, um die Flüssigkeit innerhalb des Siebs in ver­ schiedenen Höhen abzugeben. Die Flüssigkeit wird in der je­ weiligen Höhe aus dem Sieb heraus und durch den Kies hin­ durchtreten, um die verschiedenen Zonen in dem Behandlungsbe­ reich in gleicher Weise, wie oben beschrieben, zu behandeln.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Behandeln mehrerer unterirdischer Schich­ ten innerhalb eines Behandlungsbereichs in einem einzigen Arbeitsgang von einem einzigen Bohrloch aus, mit einem Arbeitsstrang, der einen alternativen Fließweg für die Zufuhr einer Behandlungsflüssigkeit von der Erdoberfläche direkt zu den jeweiligen Schichten des genannten Behandlungsbereichs aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsstrang (33; 33a; 21c; 33d) im genannten Be­ handlungsbereich mit einer Mehrzahl von Nebenleitungsroh­ ren (31, 32; 31a, 32a; 31c, 32c; 31d, 32d) als alternativem Fließweg ausgerüstet ist, die unterschiedliche Längen aufweisen und in der Betriebsstellung der Vorrichtung im Bohrloch (11) in verschiedenen Höhen enden, wobei sie nur an ihren Unterenden offen sind, oder gleiche oder verschiedene Längen aufweisen und mit Öffnungen in verschiedenen Höhen des Bohrlochs (11) versehen sind, wobei die genannten Höhen in der Nähe der genannten unterirdischen Schichten (14, 15) des Behandlungsbereichs (12) liegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Abschnitt des Arbeitsstrangs (33; 33d) perfo­ riert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Abschnitt der Nebenleitungsrohre (31c, 32c) perforiert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Abschnitt des Arbeitsstrangs (33d) perforiert und derart angeordnet ist, daß er in der Betriebsstellung der Vorrichtung in der Nähe des Behandlungsbereichs (12) liegt, und die Nebenleitungsrohre (31d, 32d) innerhalb des perforierten Abschnitts des Arbeitsstrangs (33d) be­ festigt sind, wobei deren Oberenden in der Nähe des Ober­ endes jenes perforierten Abschnitts liegen und deren Unterenden in verschiedenen Höhen innerhalb jenes perfo­ rierten Abschnitts enden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Arbeitsstrang (33; 33d) als äußeres Rohrelement vorliegt und die Mehrzahl der Nebenleitungs­ rohre (31, 32; 31d, 32d) umschließt sowie entlang eines Abschnitts perforiert ist, der sich in der Betriebsstel­ lung der Vorrichtung in der Nähe des Behandlungsbereichs (12) des Bohrlochs (11) befindet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Arbeitsstrang (33a) als zentrales Rohrele­ ment vorliegt und an dessen Oberfläche die Nebenleitungs­ rohre (31a, 32a) durch Befestigungsmittel (34) angebracht sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Nebenleitungsrohre (31c, 32c) mit der Unter­ seite des Arbeitsstrangs (21c) verbunden sind und damit eine Flüssigkeitsverbindung aufweisen.

8. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Behandeln mehrerer unterirdischer Schichten in­ nerhalb eines Behandlungsbereichs in einem einzigen Ar­ beitsgang von einem einzigen Bohrloch aus.