NO178903B

NO178903B - Gelsammensetninger og fremgangsmåter for retardering av fluidström i underjordiske formasjoner

Info

Publication number: NO178903B
Application number: NO860682A
Authority: NO
Inventors: Burton Burns Sandiford; Chii-Shyoung Chiou; Roger Carroll Zillmer; Matthew L Marrocco
Original assignee: Oxy Usa Inc; Cities Service Oil & Gas
Priority date: 1984-06-25
Filing date: 1986-02-24
Publication date: 1996-03-18
Also published as: DE3588019D1; EP0186663B1; ATE122708T1; NO860682L; EP0186663A1; NO178903C; EP0186663A4; WO1986000330A1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår geldannende sammensetninger, fremgangsmåte for dannelse in situ av en gel i en underjordisk formasjon, fremgangsmåter for retardering av strømmen av fluid i en underjordisk formasjon, fremgangsmåte for retardering av strømmen av et karbondioksydholdig stoff i en underjordisk formasjon, fremgangsmåte for redusering av damptap til ikke-produktive dampkanaler i en hydrokarbonutvinningsoperasjon i en underjordisk formasjon, samt fremgangsmåte for redusering av tapet av sirkulasjonsfluider i strømningspassasjer i en underjordisk formasjon under brønnborings-, kompletterings- eller brønnoverhalingsoperasjoner.

Ved oppfinnelsen oppnås det en polyvinylalkoholbasert aldehydhydrogel eller for korthets skyld betegnet gel, som kan brukes for å immobilisere store jord- eller vann-volumer. Gelen kan brukes for å redusere permeabiliteten i jord og til underjordiske formasjoner med hensyn til gjennomstrømning av forskjellige fluider, så som vann og saltlake, foruten damp og karbondioksyd. Nevnte geler er spesielt verdifulle fordi de retarderer strømmen av fluider så som vann eller saltlaker under hydrokarbonfrem-stilling fra et brønnhuU eller av gassoljelamper.

Utvinningen av hydrokarboner, både i flytende og i gassform fra underjordiske soner resulterer ofte i at man samtidig får fremstilt store mengder vann eller saltlaker. I visse tilfeller vil man selv om man har kunnet påvise en relativt stor tilstrømning av hydrokarboner fått så stor vannproduksjon og så store omkostninger med å fjerne vannet at hydrokarbonproduksjonen er blitt uøkonomisk. Det er derfor meget ønskelig å finne en måte eller en fremgangsmåte for å redusere eller avskjære vannstrømmen samtidig som man kan opprettholde en kontinuerlig hydrokarbonrfemstilling.

En slik fremgangsmåte for å redusere strømmen av vann er blitt beskrevet i US patent nr 3.762.476 hvor en første fortykket vandig polymeroppløsning valgt fra polyakrylamid, et delvis hydrolysert polyakrylamid, et polysakkarid, en karboksymetylcellulose, en polyvinylalkohol og et polystyrensulfonat, injiseres inn i en underjordisk formasjon. Deretter injiserer man inn i den underjordiske formasjonen en kompleks-dannende ionisk oppløsning av flerverdige kationer og retarderende anioner som bl.a innbefatter aluminiumcitrat, fulgt av en annen fortykket vandig oppløsning. Den kompleksdannede ioniske oppløsningen av flerverdige kationer og retarderende anioner er i stand til å geldanne både den første og den andre vandige polymeroppløs-ningen.

US patent nr 4.098.337 beskriver en fremgangsmåte for å danne en hydroksymetylert polyakrylamidgel in situ for derved å redusere permeabiliteten i den behandlede sone hvor man bruker vannfyllingsmetoden for oljeutvinning. I dette tilfellet ble gelen dannet in situ ved å injisere en vandig polyakrylamidoppløsning og en vandig formalde-hydoppløsning.

Under vannfyllingsoperasjoner kan det være ønskelig å behandle de brønner hvor man injiserer vannet med en polymergeldannende oppløsning for å kontrollere og/eller dirigere vannstrømprofilen. En slik behandling kan hindre en kanalisering av vannet i injektorbrønnen og/eller kontrollere eller dirigere vannstrømmen gjennom områder med variabel permeabilitet.

Skjønt polyakrylamidbaserte geler kan være effektive med hensyn til å retardere vannproduksjon eller strøm i visse typer underjordiske formasjoner, så vil polyakrylamidbaserte geler ikke være stabile eller effektive i alle typer formasjoner. Generelt vil polyakrylamidbaserte geler være tilfredsstillende i formasjoner som har temperaturer under ca 65 °C. Over denne temperaturen vil polyakrylamidbaserte geler bli meget følsomme overfor hardheten i saltlakene, spesielt når hardheten er over ca 1000 ppm. Vannets hardhet er en mer skadelig faktor ved høyere temperaturer, og i meget varme områder vil selv meget lav hardhet på vannet gjøre gelene ineffektive. Formasjoner som derfor har høyere temperatur, hardhet eller høyt innhold av totalt oppløste faste stoffer innenfor de foran nevnte områder, vil således ikke med hell kunne behandles med polyakrylamidbaserte geler for derved å retardere vannstrømmen.

Polyakrylamider vil vanligvis være opparbeidet med et dikromat som er redusert fra en valens på pluss seks til pluss tre, og i denne tilstanden vil kromionet virke som et tverrbindingsmiddel for polymeren. Det er voksende bekymring at bruken av dikro-matsanimensetiiinger for å blokkere væskestrømmen i underjordiske formasjoner kan forurense underjordiske vannstrømmer. Det er således et behov og et ønske om å kunne erstatte slike sammensetninger som inneholder dikromater, f. eks enkelte polyakrylamider og lignosulfonater, med sammensetninger som er dikromatfrie. Gelsys-temene ifølge foreliggende oppfinnelse inneholder ikke dikromat.

I mange hydrokarbonproduserende brønner vil man møte temperaturer på 80 °C eller høyere. Vann i underjordiske formasjoner har meget ofte en hardhet som overstiger 1000 ppm. Det er derfor meget ønskelig å kunne utvikle en gel som kan brukes for å retardere eller blokkere vannstrømmen i en underjordisk formasjon hvor temperaturen er 65°C eller høyere eller hvor vannet har en hardhet på 1000 ppm eller høyere.

Under andre fyllingsoperasjoner kan man bruke andre væsker enn vann. Noen fluider som brukes er karbondioksyd og damp. Dampinjeksjon kan i betydelig grad øke oljeproduksjonen i mange reservoarer, men ofte vil effektiviteten være lav på grunn av stor damplekkasje. På grunn av de store tetthetsforskjellene mellom dampen og reser-voarfluidene, så vil dampen stige til toppen av et ikke-produktivt dampreservoar som ligger over oljelegemet, og vil lett trenge inn i formasjonen hvorved man skaper en ikke-produktiv damplekkasje. For eksempel har man ofte opplevd at under damp-fylling så vil dampen for tidlig bryte gjennom formasjonen og inn i produksjons-brønner på en slik måte at de mer oljeholdige deler av reservoaret blir kortsluttet. Damp har derfor en tendens til å åpne opp kanaler som ikke eksisterte tidligere, og mange av disse kanaler vil være ikke-produktive. Slike ikke-produktive kanaler er vanskelig å tette, spesielt for lange tidsrom. Mesteparten av de vanlige brukte polymerbaserte tetningsmidler som brukes for å tette vannkanaler, vil kunne brytes ned ved damptemperaturer og miste sin tetningsevne i løpet av et par døgn. De mer tem-peraturstabile tetningsmidlene er vanligvis for viskøse til at de effektivt vil tette de vanligvis mindre og mer vanskelig tilgjengelige ikke-produktive dampkanalene. På grunn av dette er det vanligvis ansett å være meget vanskelig å oppnå en langvarig tettning av ikke-produktive dampkanaler, og ofte har det vist seg helt umulig. Det vil derfor følgelig være meget ønskelig å kunne tilveiebringe et bestandig tetningsmiddel som er stabil ved nevnte damptemperatur.

Fordi det brukes en rekke forskjellige typer skumdannende midler for å lede damp, men på grunn av deres ustabilitet ved damptemperaturene har de en tendens til å bryte ned i løpet av et par døgn og vil således ikke lenger være effektiv for å hindre damptap. Som et resultat av dette må nevnte skumdannende midler vanligvis injisere fra en til to ganger i uken for å tette dampkanalene og lede dampen inn i de mer produktive deler av reservoaret. Eksempler på skumdannende midler og overflateaktive midler som brukes for å lede damp er sulfonater av a-olefiner, eller blandinger av slike så som natriumalkensulfonat og hydroksysulfonat, eller natrium og aminooksyetylensul-fater enten med eller uten tilsetning av karboksymetylcellulose, eller alifatiske sulfonater så som natriumdedekylbenzensulfonat. Karboksymetylcellulose eller "CMC" antas å innkapsle dampskummet og hindre at det skumdannende midlet blir aktivert inntil CMC blir brutt ned på grunn av varmen. Denne fremgangsmåten ble utformet slik at skumme skal kunne trenge dypere inn i formasjonen. Dessverre synes denne fremgangsmåten ikke å være særlig heldig, og synes ikke å gi bedre resultater enn når mange bruker nevnte skumdannende middel uten CMC. Videre vil blandingen av det skumdannende midlet med CMC være meget kostbar, fordi det synes nødvendig med store mengder av begge forbindelser. Dessverre har det vist seg at mesteparten av de skumdannende midler brytes ned ved damptemperaturer og vil vanligvis være effektive ved opptil fire døgn, noe som krever at man reinjiserer de skumdannende midlene meget ofte, noe som er både tidsforbrukende og kostbart.

Lignosulfonater har vært foreslått som et tetningsmiddel i US patent nr 4.074.757, men det er antatt at deres bruk er meget begrenset, og at det er nødvendig med relativt store mengder. Skjønt de danner permanent gel ved høyere temperaturer, så antar man at for å hindre alvorlige skader på de oljebærende soner, så er det nødvendig å isolere behandlingen til de ikke-produktive dampkanalene. En slik isolasjon er imidlertid meget vanskelig å oppnå. Disse resultatene er antagelig i det minste en av årsa-kene til at lignosulfonater ikke har fått vid anvendelse.

Det er således et behov i den oljeproduserende industrien for et tettemiddel som er stabil ved damptemperaturer, og som dessuten er tilstrekkelig mobil til at det kan bæres eller føres inn i de ikke-produktive dampkanalene og som er tilstrekkelig forenelig med den oljebærende delen av reservoaret at dette ikke alvorlig skades.

Under fyllingsoperasjoner hvor man bruker karbondioksyd og andre gasser som det drivende fluid, vil man ofte oppleve et tap av drivende fluid til de ikke-produktive deler av reservoaret på grunn av at disse gasser lettere forsvinner inn i slike kanaler i motsetning til væsker. Tap av drivende gasser under fyllingsoperasjoner og under stimuleringsmetoder er vanskeligere å hindre fordi de kanaler som er ansvarlig for slike tap, har meget liten diameter eller bredde, noe som gjør dem meget vanskelig å fylle med et blokkeringsmiddel.

Polyvinylalkoholgeler har vært brukt for å beskytte brønnforinger mot korrosjon. US patent nr 2.832.414 beskriver en slik fremgangsmåte hvor man pumper en vandig oppløsning av en vannoppløselig polyvinylalkohol som er i stand til å danne en gel hvis den holdes i en stillestående tilstand, inn i det ringformede rommet mellom foringen og veggen i brønnhullet. Hvis polymeren for bli i tilstand over et visst tidsrom, vil man få dannet en gel. Den således fremstilte gelen vil hindre en inntregning av formasjonsvann inn i det ringformede rommet, hvorved man reduserer korrosjonen av metallfor ingen. Det brukes intet tverrbindende middel, og det har vært antatt at denne spesielle gel derfor ikke vil være særlig hensiktsmessig for å tiltette kanaler eller sprekker på permanent basis.

Studier av de makroskopiske forandringer som skjer i polyvinylacetatgeler når de fjernes fra en svellende likevekt med isopropylalkohol, er angitt i Journal of Colloid and Interface Science, Vol 90, No. 1, november 1982, sidene 34 til 43. Disse under-søkelser ble utført ved å bruke gelfilmer med forskjellig grad av tverrbinding og polymerkonsentrasjon. Polyvinylacetatgelene ble fremstilt fra foreløpige polyvinylalkoholgeler som ble tverrbundet med glutarsyredialdehyd som så ble omdannet til acetatgeler med en polymerhomologacetylering.

US patent nr 3.265.657 beskriver en fremgangsmåte for fremstilling av en vandig polyvinylalkoholsammensetning som forblir flytende i det minste et par sekunder etter fremstilling, hvoretter man får en spontan geldannelse. Gelen blir fremstilt ved å kontakte en geldannende flytende vandig polyvinylalkoholopløsning med en seksver-dig kromforbindelse og et reduksjonsmiddel for å omdanne Cr(VI) til Cr(UI). Sammensetningen av denne typen er brukt for å fremstille et skum som er egnet for bruk i pakkematerialet, isolerende eller akustisk materiale. Disse gelene blir tverrbundet med krom og ikke med aldehyd.

US patent nr 3.658.745 beskriver en hydrogel som er i stand til å utvide seg i betydelig grad ved kjøling i vann og har en reversibel krymping ved oppvarming, og hvor nevnte gel består av en tverrbundet acetalert hydrogel dannet ved å reagere en polyvinylalkohol som på forhånd er oppløst i vann og et monoaldehyd og et dialdehyd. Det skjer en større krymping i disse gelene ved en svak oppvarming til temperaturer mellom 12 og 37°C, noe som klart indikerer at disse gelene vil ha liten verdi for å blokkere vannstrømmer i underjordiske formasjoner, da spesielt ved temperaturer på 37°C eller høyere.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en geldannende sammensetning for dannelse av en gel, og denne sammensetningen er kjennetegnet ved at den omfatter: (i) et første stoff valgt fra gruppen bestående av polyvinylalkoholer, polyvinylalkohol-kopolymerer, og blandinger derav, hvor mengden av nevnte første stoff er i

området 0,1 - 5% av vekten av den geldannende sammensetningen,

(ii) et annet stoff valgt fra gruppen bestående av dialdehyder, polyaldehyder, stoffer som vil utvikle dialdehyder, og blandinger derav, som kan tverrbindes med det første stoffet gjennom dannelse av acetal-tverrbindinger, hvor det totale aldehyd-inneholdet i den geldannende sammerisetningen er i området 0,005 - 4% av vekten av den geldannende sammensetningen, og

(iii) vann eller saltoppløsning, og

hvor H2O i vannet eller saltoppløsningen utgjør minst 64% av vekten av den geldannende sammensetning, og hvor den geldannende sammensetningen har en pH-verdi på mindre enn 7.

Foretrukne utførelser av denne geldannende sanimensetningen fremgår fra de medføl-gende krav 2-10.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også en fremgangsmåte for dannelse in situ av en gel i en underjordisk formasjon, og denne fremgangsmåten er kjennetegnet ved de trekk som fremgår fra medfølgende krav 11-31. Videre tilveiebringer oppfinnelsen fremgangsmåter for retardering av strømmen av fluid i en underjordisk formasjon, og disse fremgangsmåtene er kjennetegnet ved de trekk som fremgår fra medfølgende krav 32-56. Det tilveiebringes dessuten en fremgangsmåte for retardering av strøm-men av et karbondioksydholdig stoff valgt fra gruppen bestående av karbondioksyd, karbonsyre og blandinger derav, i karbondioksydgjennombruddsfmgre i en underjordisk formasjon, og denne fremgangsmåten er kjennetegnet ved de trekk som fremgår fra medfølgende krav 57-60. Oppfinnelsen tilveiebringer også en fremgangsmåte for redusering av damptap til ikke-produktive dampkanaler i en hydrokarbonutvinningsoperasjon utført i en underjordisk formasjon under anvendelse av damp og hvorved et damp til ikke-produktive dampkanaler har inntruffet, og denne fremgangsmåten er kjennetegnet ved de trekk som fremgår fra medfølgende krav 61-68. Sluttelig tilveiebringer oppfinnelsen en fremgangsmåte for redusering av tapet av sirkulasjonsfluider i strømingspassasjer i en underjordisk formasjon under brønnborings-, kompletterings- eller brønnoverhalingsoperasjoner, og denne fremgangsmåten er kjennetegnet ved de trekk som fremgår fra medfølgende krav 69-71.

Foreliggende gelsammensetning og fremgangsmåter vil bli omtalt i detalj i det neden-stående.

Med den heri benyttede betegnelse "aldehyd" menes et dialdehyd, et polyaldehyd, et stoff som vil utvikle dialdehyder, og blandinger derav. Et hvilket som helst av disse materialene kan være substituerte eller usubstituerte. Polyaldehyder kan brukes og vil i mange tilfeller være ønskelig, men polyaldehyder er vanligvis ikke så lett kommersielt tilgjengelige som dialdehyder, og følgelig vil bruken av polyaldehyder ofte ikke være praktisk.

Eksempler på dialdehydtverrbindende midler er glykosal, malonaldehyd, suksinaldehyd, glutaraldehyd, adipaldehyd, terefthaldehyd. Eksempler på dialdehydderivater er glykosalbisulfiddaddisjonsforbindelse

trimert glykosaldihydrat, malonaldehydbisdimetylacetal, 2,5-dimetoksytetrahydro-furan, 3,4-dihydro-2-metoksy-2H-pyran og furfural. Acetaler, hemiacetaler, cykliske acetaler, bisulfittaddisjonsforbindelser, Shiffs baser eller andre forbindelser som utvikler dialdehyder i vann, enten alene eller i en reaksjon med et tilsettende middel, slik som en syre eller f.eks en tilstand, f.eks en oppvarming, inngår også i begrepet "aldehyd" slik det brukes her.

Eksempler på polyaldehyder er polyakroleindimetylacetal, addisjonsprodukter av akrolein, f. eks etylen, glykol og glycerol.

Med begrenet "sur katalysator" eller "tverrbindende katalyserende stoff" brukes her til å innbefatte et stoff eller en forbindelse som er protondonor eller en forbindelse som i sitt miljø vil danne eller bli en protondonor. Alle typer syrer kan brukes som en sur katalysator i de her beskrevne gelsystemer, f.eks Brønnsted-syrer så som mineral-syrer og karboksylsyrer, eller Lewis-syrer. Eksempler på en Lewis-syre er sinkklorid, jernklorid, tinnklorid, aluminiumklorid, bariumfluorid og svoveltrioksyd. Enkelte av disse kjemikalier vil i vann hydrolyseres til metalloksyder eller hydroksyder og HC1 eller HF. Hydrolysehastigheten på mange Lewis-syrer er avhengig av at temperaturen og andre oppløste forbindelser i oppløsningen. Produksjonshastigheten av den sure katalysatoren HC1 fra enkelte av de ovennevnte Lewis-syrer vil kunne bestemme hastigheten på geldannelsen.

En forsinket katalysator er en forbindelse eller et stoff som ikke er surt i seg selv, men som langsomt utvikler en sur katalysator ved et samvirke med vannet ved den temperatur som forefinnes. For eksempel vil utviklingshastigheten av syren i olje-brønnen vanligvis være regulert ved den reservoartemperatur man har under in situ geldannelsen. For mange forskjellige formål vil dannelsen eller frigjøringen av den sure katalysatoren kunne reguleres ved sammensetningen på den geldannende væsken fra et par minutter til et par døgn eller mer.

I en utførelse av oppfinnelsen vil syrekatalysatoren være et tokomponentsystem, f.eks en tokomponentforsinkende katalysator kan bestå av en første komponent som vil reagere med en annen komponent for å danne en syrekatalysator. Et eksempel på slik tokomponentforsinkende katalysator er natriumpersulfat og et reduksjonsmiddel. I et slikt forsinkende katalysatorsystem vil natriumpersulfatet reagere med reduksjons-midlet og produsere svovelsyre. I et annet tokomponentforsinkende katalysatorsystem vil reaksjonsproduktet av de to komponentene kunne reagere med vannet og danne syrekatalysatoren.

Syrekatalysatoren og/eller den forsinkede katalysator må selvsagt ha en viss oppløse-lighet i vann. På visse oljefelter vil bruken av en syrekatalysator med delvis oppløse-lighet i oljeproduktet være fordelaktig, hvis behandlingen innbefatter underjordiske soner som inneholder både olje og vann. Den delen av syrekatalysatoren eller den forsinkede katalysatoren som oppløses i oljen vil selvsagt ikke kunne være tilgjengelig for å katalysere geldannelsen i slike soner med høyt oljeinnhold, og følgelig vil slike olje-vannsoner ikke kunne bli blokkert ved en geldannelse i samme grad som de soner hvor man har lite eller ingen olje tilstede.

Eksempler på forsinkede katalysatorer er metylformat, etylformiat, metylacetat, etyl-acetat, glycerolmonoacetat eller acetin og glyceroldiacetat eller diacetin.

Laboratorieprøver utført på kjerneprøver har vist at diacetin hydrolyseres langsommere enn metylformal ved alle temperaturer og heri inngår også høyere temperaturer. Når man derfor har underjordiske formasjoner med høyere temperaturer vil man kunne bruke diacetin eller acein på grunn av deres langsommere hydrolysehastighet, for derved å få en lengre reaksjonstid for den tverrbindende reaksjonen, noe som igjen vil gi lenger tid tilgjengelig for at den geldannende væsken kan trenge inn i porene i en slik underjordisk formasjon ekker sine før det skjer en geldannelse. Eksempler på katalysatorer med forsinket virkning og deres syrekatalysatorprodukter er føl-gende;

De sure katalysatorene med forsinket virkning kan være estere som langsomt hydrolyseres i vann, og har ved hydrolysehastigheten vært avhengig av temperaturen og den opprinnelige pH. Andre forsinkede katalysatorer er analoger av estere og syrer så som sulfoner, xantater, xantinsyrer, tibcyanater, og lignende. I enkelte av disse eksempler vil hydrolysen gi en syrekatalysator som øker den tverrbindende reaksjonen foruten en alkohol som ikke påvirker geldannelsen. Et eksempel på en forsinkende syrekatalysator er metylformiat, som påvirkes av miljøet med hensyn til hastigheten på syredannelsen. Ved høyere temperaturer vil f.eks metylformiat relativt raskt bli hydrolysen og utvikle maursyre.

Ved begrepet "Brønnsted-syre" slik det brukes her, forstås kjemisk forbindelse som kan virke som en protonkilde. Med begrénet "Lewis-syre" slik det brukes her, forstås kjemisk forbindelse som kan akseptere et elektronpar fra en base. Med begrepet "forsinkende syre" slik det brukes her, forstås syrekatalysator som gjør tilgjengelig eller utvikler donorproton over et tidsrom eller etter et første tidsrom, enten som en konsekvens av sine egenskaper, eller som en konsekvens av de egenskaper som forefinnes i det miljøet hvor forbindelsen brukes.

Med begrepet "gel" slik det brukes her, forstås et kjemisk tverrbundet tredimensjonalt elastisk nettverk av langkjedete molekyler med en viss mengde av immobiliserte opp-løsningsmiddel (fortynnende) molekyler.

Med begrepet "PV A baserte stoff" eller PV A" (i det etterfølgende ofte betegnet som "det første stoff") forstås langkjedede molekyler valgt fra polyvinylalkoholer, polyvinylalkohol-kopolymerer og blandinger av disse.

Med begrepet "PVA-aldehydgel" slik det brukes her, forstås et kjemisk tverrbundet tredimensjonalt elastisk nettverk av langkjedete molekyler valgt fra en polyvinylalkohol, en polyvinylalkohol-kopolymer og blandinger av disse, tverrbundet med et aldehyd, og inneholdende en viss mengde av immobiliserte og kjemisk bundede vannmolekyler.

Med begrepet "PVA-glutaraldehydgeler" forstås her et kjemisk tredimensjonalt elastisk nettverk av forskjellige PVA-baserte stoffer tverrbundet med glutaraldehyd, og inneholdende en viss mengde av immobiliserte kjemisk bundede vannmolekyler.

Med begrepet "polyvinylaldehyd" eller "PV-aldehyd" slik det brukes her, forstås et aldehyd fremstilt av en polyvinylalkohol, en polyvinyl-kopolymer, eller blandinger av disse. I visse utførelser er PV-aldehydet fremstilt ved å oksydere det første stoffet, dvs den samme PVA-sammensetningen som den sanimensetning fra hvilken PV-aldehydet ble fremstilt. I visse utførelser vil PV-aldehydet også inneholde enkelte hydroksylgrupper som ikke er blitt oksydert til aldogrupper.

Med begrepet "PVA-PV-aldehydgel" slik det brukes her, forstås et kjemisk tverrbundet, tredimensjonalt, elastisk nettverk av langkjedete molekyler valgt fra gruppen bestående av polyvinylalkohol, en polyvinyl-kopolymer eller blandinger av disse, tverrbundet med et polyvinylaldehyd og inneholdende en mengde av immobiliserte og kjemisk bundete vannmolekyler.

Alle de ovennevnte syrekatalysatorer er effektive tverrbindende katalyserende stoffer for de forskjellige PVA-aldehyd gelsystemer som er beskrevet her.

Eksempler på polyvinylalkohol-kopolymer er polyvinylalkohol-krotonsyre, poly-vinylalkoholakrylsyre, polyvinylalkohol-metakrylsyre, polyvinylalkohol-vinylpyrridin og polyvinylalkohol-vinylacetat, og hvor sistnevnte ofte er tilstede i små mengder i polyvinylalkoholer av kommersiell kvalitet.

Foreliggende gelsammensetning fremstilles ved at man i nærvær av en syrekatalysator omsetter nevnte første stoff med nevnte andre stoff og vann, hvor vannet tilveiebringer minst 64 vekt-% av gelen. Vannet kan være tilstede i form av en saltlake. Saltlaken kan utgjøre minst 91 vekt-% av gelen. Dersom vannet er relativt saltfritt, vil vannet utgjøre minst 95 vekt-% av gelen. Vannet kan også velges å utgjøre minst 96 % eller minst 97 % eller minst 98 % eller ca 99 vekt-% av gelen.

Gelsammensetningen kan også fremstilles ved at man i nærvær av en syrekatalysator omsetter et nevnte første stoff som har tverrbindbare posisjoner med nevnte andre stoff hvor aldehydmengden er justert slik at støkiometrisk kan ikke mer enn 8 % av de tverrbindbare posisjoner i det første stoffet bli tverrbundet ved hjelp av aldehydet; foruten vann. Mengden av nevnte aldehyd kan justeres slik at støkiometrisk kan ikke mer enn 4 %, eller ikke mer enn 2 %, eller ikke mer enn 1 %, av de tverrbindbare posisjoner i første stoff, bli tverrbundet med aldehydet.

Det foretrekkes at aldehydet er dialdehyd, og valgt fra glykosal, malonaldehyd, suksinaldehyd, glutaraldehyd, adipaldehyd og blandinger av disse. Mengden av aldehydet kan variere fra 0,005 til 4,0 vekt-% av gelen.

Det vann som brukes for å fremstille gelene kan ha en pH mellom 2 og mindre enn 7, eller en pH mellom 2 og 5, fortrinnsvis mellom 2,5 og 4,5. pH-verdier som ligger utenfor disse områder kan imidlertid være foretrukket i visse utførelser, slik det vil bli beskrevet i det etterfølgende. I visse utførelser vil aldehydet i ovennevnte geler bestå av minst 50 vekt-% malonaldehyd, mens i andre utførelser vil aldehydet bestå"av minst 50 vekt-% glutaraldehyd.

I visse sammenheng er det ønsket at det første stoffet, nemlig polyvinylalkohol, en en polyvinylalkohol-kopolymer eller blandinger derav har en midlere molekylvekt på minst 100.000.

Det kan også være aktuelt at gelen er blitt behandlet med et basisk stoff, og fortrinnsvis vil slik behandling nøytralisere gelen og/eller syrekatalysatoren som brukes for å fremstille gelen, eller det umiddelbare miljø hvor gelen brukes.

I visse utførelser vil polyvinylalkohol og/eller polyvinylalkohol-kopolymerene i de ovennevnte beskrevne geler være tverrbundet med aldehyder slik at det dannes hydro-geler inneholdende 95-98 % vann. Slike utførelser hvor det anvendes saltlaker i steden for vann, kan ha så lite som ca 46 % vann, og disse er spesielt fordelaktige i miljøer med høyt alkalisk innhold, og vil bli mer detaljert beskrevet i det etterføl-gende.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også en fremgangsmåte for fremstilling in situ av en gel i en underjordisk sone som innbefatter at man fører en vandig oppløsning som inneholder et første stoff valgt fra polyvinylalkohol, polyvinylalkohol-kopolymer og blandinger av disse, inn i hulrom i en underjordisk sone, hvoretter man fører et annet stoff bestående av et aldehyd inn i nevnte hulrom, hvorved man får dannet et gel i hulrommet ved at det første stoffet reagerer med aldehydene i nærvær av en syrekatalysator.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også en fremgangsmåte hvor man in situ fremstiller en gel i en underjordisk sone som innbefatter at man fører en vandig opp-løsning inneholdende et første stoff valgt fra gruppen bestående av polyvinylalkoholer, polyvinylalkohol-kopolymer, og blandinger av disse inn i hulrom i en underjordisk sone, hvoretter man fører et annet stoff bestående av et aldehyd inn i nevnte hulrom, hvoretter man fører en syrekatalysator inn i hulrommene og danner en gel i disse hulrom ved at det første stoffet reagerer med det andre stoffet i nærvær av nevnte syrekatalysator.

I visse utførelser av de ovenfor angitte fremgangsmåter vil den vandige oppløsningen ha en pH mellom 2 og 5, og i foretrukne utførelser har oppløsningen en pH mellom 2,5 og 4,5. Sure pH-verdier utenfor disse områder kan brukes; hastigheten kan imidlertid være enten for hurtig eller for langsom for visse formål. Ikke desto mindre så vil viktige utførelser av foreliggende oppfinnelse kreve sure pH-verdier utenfor disse områder, og slike utførelser er mer detaljert beskrevet i det etterfølgende.

Den sure katalysatoren kan være en Brønnsted-syre eller en Lewis-syre. I andre utfø-relser kan den sure katalysatoren være en forsinkende katalysator. Ved de ovenfor beskrevne fremgangsmåter kan den vandige oppløsningen og det andre stoffet føres inn i hulrommet samtidig, hvoretter den sure katalysatoren føres inn i hulrommene på et annet tidsrom som er forskjellig fra første tidsrom. Alternativt kan den vandige opp-løsningen føres inn i hulrommene på et tidspunkt, mens det andre stoffet og den sure katalysatoren føres inn i hulrommene på et annet tidspunkt, mens det andre stoffet og den sure katalysatoren føres inn i hulrommene på et annet tidspunkt som er forskjellig fra første tidspunkt. Som et ytterligere alternativ kan den vandige oppløsningen, det andre stoffet og den sure katalysatoren blandes før de føres inn i hulrommene. Den sure katalysatoren kan også vøre en forsinkende katalysator.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for å retardere strømmen av fluid i en underjordisk sone, og som innbefatter at man behandler en underjordisk sone med en effektiv mengde av et gel som kan retardere fluidstrømmen i sonen, og hvor gelen i nærvær av en syrekatalysator kan fremstilles fra en vandig oppløsning inneholdende et første stoff valgt fra polyvinylalkohol, en polyvinylalkohol-kopolymer og blandinger av disse, og et annet stoff bestående av et aldehyd.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også en fremgangsmåte for å retardere strømmen av fluid i en underjordisk sone som innbefatter at man behandler sonen med en effektiv mengde av en gel under slike betingelser at gelen retarderer fluidstrømmen i sonen, og hvor gelen fremstilles under sure betingelser ved at man reagerer en vandig oppløsning inneholdende et første stoff valgt fra polyvinylalkohol, en polyvinylalkohol-kopolymer eller blandinger av disse, og et annet stoff bestående av et aldehyd, og hvor man lar den vandige oppløsningen og aldehydet reagere i sonen i nærvær av syrekatalysatoren for derved å få fremstilt en gel i sonen som effektivt retarderer fluidstrømmen i denne.

For å forbedre produksjonen av hydrokarboner og retardere produksjonen av vann fra en underjordisk hydrokarbonproduserende sone, behandles den underjordiske vann-førende sonen hvor vannet er i kombinasjon med en underjordisk hydrokarbonproduserende sone, med en effektiv mengde av en gel som retarderer vannstrømmen i den underjordiske vannførende sonen, og hvor gelen fremstilles i nærvær av en sur katalysator, ved at man omsetter en vandig oppløsning inneholdende nevnte første stoff valgt fra polyvinylalkohol, polyvinylalkohol-kopolymer eller blandinger av disse, og nevnte andre stoff bestående av et aldehyd. Denne spesielle utførelsen innbefatter videre at man lar den vandige oppløsningen og aldehydet reagere i den underjordiske vannførende sonen for derved å få fremstilt en gel på dette stedet, og hvor gelen vil retardere vannstrømmen i en slik sone, samtidig som man får retardert produksjonen av vann fra den hydrokarbonproduserende sonen, hvorved man kontinuerlig kan produsere hydrokarboner og få en retardert produksjon av vann fra den underjordiske hydrokarbonproduserende sonen.

De ovennevnte beskrevne fremgangsmåter for å retardere væskestrømmene i underjordiske soner kan praktiseres med alle de ovenfor beskrevne geler ifølge foreliggende oppfinnelse.

Når geler ifølge foreliggende oppfinnelse skal brukes for å retardere eller blokkere strømmen av ikke-hydrokarbonfluider forbundet med produksjon av hydrokarbonet fra brønner, så er det foretrukket å fremstille gelen fra en så høy molekylær polyvinylalkohol eller polyvinylalkohol-kopolymer som praktisk mulig, og tverrbinde denne med et dialdehyd som har så lang karbonatomkjede som praktisk mulig, slik at man får dannet så få tverrbundne posisjoner som er nødvendig for å holde gelen sammen, fordi man da får brukt en maksimal vannmengde for fremstilling av gelen. Dette vil f.eks være tilfelle når gelen oppfyller et eller flere av følgende betingelser: Den midlere molekylvekten på polyvinylalkoholen eller en kopolymer av poly meralkohol er minst 100.000.

Polyvinylalkoholen eller kopolymeren utgjør fra 0,5 til 5 vekt-% av gelen.

Aldehydet er et dialdehyd valgt fra glykosal, malonaldehyd, suksinaldehyd, glutaraldehyd, adipaldehyd og blandinger av disse.

Aldehydet utgjør fra 0,0005 til 4 vekt-% av gelen.

Vannet i den geldannende sammensetningen utgjør fra 64 % eller mer av gelens vekt. Et slikt vann kan tilveiebringes av reservoar saltlake som kan tilveiebringe minst 91 vekt-% av gelen.

Geler som oppfyller et eller flere av de ovenfor angitte spesifikasjoner lar seg strekke, de er elastiske og relativt stabile i høytemperaturformasjoner som har vann med høy hardhet.

En generell beskrivelse av visse geler utviklet for visse spesifikke formål er beskrevet i det følgende.

I reservoarer som har et høyt innhold av alkaliske saltlaker, f.eks av den typen med høyt leirinnhold, er det ikke mulig å fremstille en gel fra en sammensetning som krever sure pH-betingelser, f.eks en pH på ca 5 eller lavere for tverrbinding. I slike høyalkaliske reservoarer vil man kontinuerlig få en strøm av alkaliske saltlaker inn i den geldannende sammensetningen, og dette vil hindre at sammensetningen opprettholder en lav pH. Det er derfor ønskelig å kunne ha en geldannende sammensetning som kan geldannes innenfor brukbare tidsrom i et alkalisk reservoar og med alkaliske saltlaker. Det er derfor et stort behov for slike geldannende sammensetninger som gir stabile geler over lange tidsrom ved forhøyede temperaturer.

Man har oppdaget at forbedrede geler kan fremstilles som er stabile og effektive i alkaliske reservoarer som har forhøyede temperaturer, ved at man bruker en høy konsentrasjon av glutaraldehyd som det tverrbindende midlet som brukes for fremstilling av gelen. Disse geler har en stor fordel fremfor de ovenfor angitte PVA-aldehyd geler ved at disse gelene kan fremstilles fra en geldannende sammensetning under svakt sure betingelser. Denne egenskap ved disse spesifikke geldannende sammensetninger gjør at det kan brukes i reservoarer som inneholder vesentlige mengder av alkaliske forbindelser, og heri inngår karbonater. Man har funnet at man ved å bruke en høy konsentrasjon av glutaraldehyd, så kan pH på den geldannende sammensetiiingen holdes på en verdi fra 5 til under 7, samtidig som man får fremstilt en stabil gel ved forhøyede temperaturer. Man har også oppdaget at i mildt alkaliske reservoarer så kan ved å bruke en relativt høy konsentrasjon av glutaraldehyd så er det ikke nødvendig å separat tilveiebringe en sur katalysator eller en tverrbindende katalyserende forbindelse. Denne oppdagelsen gir en meget distinkt fordel fremfor andre PVA-aldehyd systemer ved at de foreliggende geldannende sammensetninger kan trenge dypt inn i den underjordiske sonen ut fra brønnhullet før gelen er herdende, enn det som ville være mulig i gelsystemer som må katalyseres over sterkere sure betingelser. Man har oppdaget at den høyere glutaraldehydkonsentrasjonen kontinuerlig produserer og opprettholder svake sure betingesler etterhvert som den geldannende sammensetningen begynner å herde. Dette fenomenet gjør at den spesifikke geldannende sammensetningen kan trenge lenger inn i formasjonen, hvorved disse geler effektivt kan blokkere væskestrømmene i de underjordiske formasjoner over lengre tidsrom etter behandlingen. Følgelig tilveiebringer oppfinnelsen en fremgangsmåte for å retardere strømmen av fluid i en underjordisk formasjon som innbefatter at man fører en effektiv mengde av en geldannende sanmiensetning inn i en underjordisk formasjon, og hvor den geldannende sammensetningen er funksjonerbar når den geldannes i formasjonen for å retardere fluidstrømmen i denne, og hvor den geldannende sammensetningen består av (1) en vandig oppløsning inneholdende et PVA-basert stoff eller et første stoff valgt fra polyvinylalkohol, en polyvinylalkohol-kopolymer eller blandinger av disse, og (2) en mengde av glutaraldehyd som er funksjonell for å fremme tverrbinding av det første stoffet og glutaraldehyd under svakt sure betingelser, hvoretter man lar den geldannende sammensetningen danne en gel i den underjordiske formasjonen, og hvor gelen effektivt vil retardere fluidstrømmen i nevnte sone. I en annen utførelse vil de svakt sure betingelsene fortrinnsvis være slik at pH i den gel-dannende sammensetningen er over 5, men under 7. Når den underjordiske formasjonen har en reservoar saltlake med en pH på over 7, så innbefatter fremgangsmåten at man utvinner en forutbestemt mengde av reservoarets saltlake og justerer pH på denne til en verdi som er over 5, men under 7, hvorved man får fremstilt en justert saltlake, hvoretter denne brukes som et oppløsningsmiddel for et det PVA-baserte stoffet, for derved å få fremstilt den vandige oppløsningen. Den geldannende sammensetningen kan i alt vesentlig være fri for effektive mengder av tverrbindende katalyserende stoffer som er funksjonelle for å fremme en tverrbindende reaksjon mellom det første stoffet og glutaraldehydet, og hvor gelen dannes i den underjordiske formasjonen uten at den geldannende sammensetningen er kontaktet ytterligere effektive mengder av tverrbindende katalyserende stoffer.

Glutaraldehydmengden kan også være operabel for dannelse av den geldannende sammensetningen i en underjordisk formasjon i tidsrom på fra Vi døgn til 3 døgn etter at den geldannende sammensetningen er ført inn i den underjordiske formasjonen. I en annen utførelse kan glutaraldehydmengden være slik at geltiden i den underjordiske formasjonen ligger på mellom 1 og 2 døgn.

Glutaraldehydmengden kan velges slik at den er minst 15 vekt-% av den geldannende sammensetningen. Alternativt kan glutaraldehydmengden være fra 0,15 til 4, og er fortrinnsvis fra 0,5 til 2 vekt-% av den geldannende sammensetningen. I en annen utførelse kan glutaraldehydmengden være større enn 8 % av den støkiometriske mengden for å tverrbinde alle de tverrbindbare posisjonene i det første stoffet. Alternativt kan glutaraldehydmengden være tilstrekkelig til å holde pH på den geldannende sammensetningen på den sure siden og i det minste over 5,0, skjønt i visse utførelser er det foretrukket å ha en pH fra 5,5 til 6,5 for å få en bedre dybdebehandling.

I en alternativ utførelse kan den geldannende sarnmensetningen inneholde minst 91 vekt-% saltlake.

I en annen utførelse omfatter fremgangsmåten hindring av innføring i den underjordiske formasjonen av en effektiv mengde av et tverrbindende katalyserende stoff som er forskjellig fra glutaraldehyd, under betingelser som er slik at man får en vesentlig kontakt mellom det tverrbindbare katalyserende stoffet og den geldannende sammensetningen, og hvor det tverrbindbare katalyserende stoffet vil kunne fremme en tverrbindende reaksjon mellom det første stoffet og glutaraldehydet.

I en annen utførelse hvor den underjordiske formasjonen inneholder en vesentlig mengde av et basisk stoff som når det kommer i kontakt med den geldannnende sammensetningen vil øke pH på denne, så vil glutaraldehydmengden i den geldannende sammensetningen være tilstrekkelig til å holde den geldannende sammensetningen på et surt nivå etter at den er ført inn i den underjordiske formasjonen, dvs med en pH-verdi fra 5,5 til 6,5. Når den underjordiske formasjonen også inneholder vesentlige mengder av basiske forbindelser som kan øke pH på den geldannende sammensetningen til en verdi på 7 eller mer, så vil en annen utførelser innbefatte at den underjordiske formasjonen bringes i kontakt med en effektiv mengde av en sur forbindelse som er tilstrekkelig mengde som nøytraliserer de basiske forbindelsene i så høy grad, at når den geldannende sammensetningen føres inn i den underjordiske formasjonen, så vil de basiske forbindelsene være i stand til å øke pH på den geldannende sammensetningen til en verdi på 7 eller over, før den geldannende sammensetningen har dannet en gel i den underjordiske formasjonen.

Denne fremgangsmåten er spesielt fordelaktig når den underjordiske formasjonen er en hydrokarbonproduserende formasjon. En ytterligere utførelse av foreliggende fremgangsmåte innbefatter følgelig at man utvinner olje fra formasjonen. Denne fremgangsmåten er spesielt fordelaktig under sekundære oljeufrinningsoperasjoner. I en utførelse vil den væske som retarderes være vann, og i en ytterligere utførelse utvinner man olje ved vannfyIling.

Det første stoffet kan ha en midlere molekylvekt på ca 30.000, fortrinnsvis minst 100.000. I en foretrukken utførelse er det første stoffet polyvinylalkohol.

I en utførelse hvor den underjordiske formasjon også har porøse strukturer med lav permeabilitet som i det minste er delvis tettet med strømhindrende avsetninger som er oppløselige i syre, og hvor slike avsetninger hindrer væskestrømmen i den underjordiske formasjonen, så kan man føre inn en syre som effektivt oppløser slike avsetninger i den underjordiske formasjonen etter at gelen er dannet fra den geldannende sammensetningen.

Den geldannende sammensetningen kan under visse utførelser bortsett fra glutaraldehydet, i alt vesentlig være fri for effektive mengder av tverrbindbare katalyserende stoffer som er funksjonelle for å fremme en vesentlig tverrbindende reaksjon mellom det første stoffet og glutaraldehydet.

Alternativt vil glutaraldehydmengden være i stand til at den geldannende sammensetningen, når denne holdes på en forutbestemt temperatur, til å denne en gel i løpet av et tidsrom fra y2 døgn til 3 døgn etter at den geldannende sammensetningen er fremstilt, eller glutaraldehydmengden kan være slik at geldannelsestiden ved en forutbestemt temperatur ligger på mellom 1 og 2 døgn. Glutaraldehydmengden kan eksem-pelvis være fra 0,5 til 4, fortrinnsvis ca 2 vekt-% av den geldannende sammensetningen.

I en annen utførelse vil vannet i den geldannende sammensetningen være en saltlake, og denne saltlaken vil utgjøre minst 91 vekt-% av den geldannende sammensetningen.

I en annen utførelse er det første stoffet polyvinylalkohol. Fortrinnsvis har polyvinylalkoholen en midlere molekylvekt på minst 30.000, og utgjør fra 1,5 til 5 vekt-% fra den geldannende sammensetningen. Det er spesielt foretrukket at den midlere molekylvekten på det første stoffet eller polyvinylalkoholen er minst 100.000. Det er videre spesielt foretrukket at det første stoffet eller polyvinylalkoholen utgjør ca 2,5 vekt-% av den geldannende sammensetningen.

I en utførelse for å hemme eller å retardere væskestrømmene i en underjordisk formasjon som ikke har vesentlige mengder av basiske forbindelser, så er det følgelig ikke noe krav at det tilveiebringes en syrekatalysator eller en forsinkende katalysator til den geldannende sammensetningen, eller at man separat tilveiebringer slike katalysatorer til den underjordiske formasjonen for å få dannet en gel. Den geldannende sarnmensetningen holdes på en svakt sur tilstand ved økende konsentrasjoner av glutaraldehyd når blandingen holdes på en temperatur på ca 65°C eller høyere.

Kinetikken under geldannelsen vil også kunne reguleres ved hjelp av glutaraldehydkonsentrasjonen. For eksempel for en geltid på 24 timer kan glutaraldehydkonsentra-sjoneri variere fra 0,15 til 2 %, avhengig av saltlakens opprinnelige pH, eventuelle buffere i saltlaken og de basiske komponenter i den underjordiske formasjonen.

Enkelte geler som er fremstilt med høy glutaraldehydkonsentrasjon har en tendens til å være mindre stabile i det lange løp enn geler med lavere glutaraldehydkonsentrasjon. Man har oppdaget at mengden av tverrbindingsmiddel, dvs aldehyd, og da spesielt glutaraldehyd, kan reduseres ved å forvarme den geldannende sammensetningen til en forhøyet temperatur i tilstrekkelig lang tid til at man får utført en forutbestemt mengde av delvis tverrbinding mellom nevnte PV A og aldehydet. Etter å ha fullført en slik tverrbinding av den geldannende blandingen, så kan denne avkjøles til lavere temperatur og man vil ikke desto mindre få dannet en gel innenfor akseptable tidsrom samtidig som gelen kan brukes i underjordiske strømningskanaler. Hvis den geldannende sanraiensetningen imidlertid ikke blir delvis tverrbundet slik det er beskrevet ovenfor, man bare holdt på den nevnte lavere temperatur, så vil man enten ikke få dannet noen gel, eller hvis en gel dannes, så vil den ta for lang tid til å dannes til at den kan være av praktisk verdi for underjordiske formasjoner. Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer således en forbedret fremgangsmåte for å retardere fluidstrømmen i kanaler i en underjordisk formasjon. Spesielt i en underjordisk formasjon med kanaler som har høy permeabilitet overfor fluidstrøm, tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for å retardere fluidstrømmen i nevnte kanaler ved at man tilveiebringer en geldannende sammensetning som i alt vesentlig er fullstendig geldannet i de høypermeable kanalene slik at fluidstrømmen der retarderes, og hvor nevnte geldannende sammensetning består av (1) en vandig oppløsningn inneholdende et første stoff valgt fra gruppen bestående av polyvinylalkohol, en polyvinylalkohol-kopolymer eller blandinger av disse, og (2) en effektiv mengde av et aldehyd svarende tilstrekkelig til at man får dannet en gel med nevnte vandige oppløsning hvor nevnte geldannende sammensetning er sur, hvoretter man oppvarmer i det minste en del av den geldannende sammensetningen til en forvarmingstemperatur som er høyere enn den midlere in situ temperaturen i den underjordiske formasjonen, holder den geldannende sammensetningen på nevnte forvarmingstemperatur i et tilstrekkelig langt tidsrom til at man får utført en delvis tverrbinding av den geldannende sarnmemetningen, hvorved man får fremstilt en delvis tverrbundet sarninensetning, som føres inn i de høypermeable kanaler, hvoretter man lar den delvis tverrbundne sammensetningen danne en gel som i alt vesentlig danner en fullstendig gel i de høypermeable kanaler hvorved man retarderer fluidstrømmen i disse kanalene.

I en annen utførelse vil en forutbestemt grad av delvis tverrbinding være tilstrekkelig til at den delvis tverrbundne sammensetningen i alt vesentlig blir fullstendig geldannet i de høypermeable kanalene innenfor et forutbestemt tidsrom. I en utførelse vil dette tidsrom ikke være større enn ca 5 døgn. I en annen utførelse vil det forutbestemte tidsrommet være minst Vi døgn.

I en annen utførelse av ovennevnte fremgangsmåte innbefatter at man oppvarmer en annen del av den geldannende sammensetningen til en annen forvarmingstemperatur

som er høyere enn den midlere in situ temperaturen i den underjordiske formasjonen, holder nevnte andre del av den geldannende sammensetningen på nevnte andre temperatur i et annet tidsrom som er tilstrekkelig til å utføre en annen forutbestemt grad av delvis tverrbinding den geldannende sammensetning som er større enn den forutbestemte mengden eller graden av delvis tverrbinding som på forhånd var utført i den første delen av den geldannende sammensetningen som er ført inn i de høypermeable kanaler, hvorved man får en høyere delvis tverrbundet sammensetning, hvoretter denne høyere delvis tverrbundne sammensetningen føres inn i de høypermeable kanalene etter den første delvis tverrbundne sammensetningen, hvoretter man lar den nevnte høyere delvis tverrbundne sammensetningen danne en gel som i alt vesentlig er fullstendig geldannet i de høypermeable kanalene etter den delvis tverrbundne første sammensetningen, noe som ytterligere retarderer væskestrømmen i slike permeable kanaler. I en annen utførelse vil nevnte andre forutbestemte graden eller mengde av delvis tverrbinding være tilstrekkelig til at den nevnte høyere delvsi tverrbundne sammensetningen i alt vesentlig danner et fullstendig gel i de høypermeable kanalene innenfor et annet forutbestemt tidsrom som er mindre enn nevnte første forutbestemte tidsrom. I en annen utførelse vil det første forutbestemte tidsrommet være mindre enn 5 døgn, mens det andre forutbestemte tidsrommet er mindre enn 3 døgn. I enda en utførelse vil det første forutbestemte tidsrommet hvor den første delen av gelsammensetningen blir geldannet, være minst 2 døgn, mens andre forutbestemte tidsrom hvor den andre delen av den geldannende sammensetningen danner en gel, er minst Vi døgn.

I en annen ytterligere utførelse vil den andre forvarmingstemperaturen som andre delen av den geldannende sanimensetningen oppvarmes til, være høyere enn den første forvarmingstemperaturen som første delen av den geldannende sammensetningen ble oppvarmet til. I enda en utførelse vil andre oppvarmingstid for andre del av den geldannende sammensetningen ved nevnte andre forvarmingstemperatur, være lengre enn det tidsrom som man holdt den første geldannende sammensetningen ved første forvarmingstemperatur.

I en annen utførelse vil det PVA-baserte stoffet eller første stoff være polyvinylalkohol og aldehydet er glutaraldehyd. I en annen utførelse vil konsentrasjonen av glutaraldehyd i den geldannende sammensetningen være mindre enn 4 %, og i en annen utførelse være mindre enn 0,7 %. I enda en utførelse vil molekylvekten på det PVA-baserte stoffet være minst 30.000 og i en annen utførelse vil det være minst 100.000.

I en annen utførelse vil forvarmingstemperaturen være minst 65 °C, i en ytterligere utførelse vil forvarmingstemperaturen være minst 90 °C, og i en ytterligere utførelse vil forvarmingstemperaturen være minst 125°C.

I en annen utførelse av ovennevnte fremgangsmåte vil den således fremstilte geldannende sammensetningen ikke danne en i alt vesentlig fullstendig gel i løpet av et tidsrom på 5 døgn i de kanalene uten først å være oppvarmet til en for høy temperatur som er høyere enn den midlere in situ temperaturen i den underjordiske formasjonen, i tilstrekkelig langt tidsrom til at man får utført den forutbestemte mengden av delvis tverrbinding av den geldannende sanmien-setiiingen. I en annen utførelse vil gelen som dannes i kanalene ha en mindre grad av krymping etter geldannelsen forskjellig fra andre geler som måtte være dannet i kanalene fra andre geldannende sammensetninger, og hvor de andre geldannende sammensetninger har samme sainmensetning som den geldannende sammensetningen tilveiebragt ved hjelp av foreliggende oppfinnelse, bortsett fra at de andre geldannende sanraiensetninger har en høyere konsentrasjon av aldehydkomponenten enn de foreliggende geldannende sammensetninger, og videre når den høyere konsentrasjonen av aldehydet i slike andre geldannende sammensetninger er tilstrekkelig til at det blir dannet en i alt fullstendig gel i løpet av et tidsrom som er mindre enn ca 5 døgn etter tilføringen i kanalen uten forvarming til å bli holdt på et tidsrom på en temperatur som er høyere enn den midlere in situ temperaturen i den underjordiske formasjonen. Med andre ord, geler i denne utførelsen vil ikke danne en gel i løpet av 5 døgn etter injeksjon i kanalene hvis ikke gelen først er forvarmet i tilstrekkelig langt tidsrom til at man får utført en forutbestemt mengde av tverrbinding, mens tilsvarende geler av samme sammensetning, bortsett fra at de har en høyere konsentrasjon av aldehydkomponentene, vil geldanne seg uten forvarming i løpet av en 5 døgns periode etter injeksjon. Disse geler med høyere innhold av aldehydkomponenten har høyere krympingsgrad enn geler ifølge denne spesielle utførelse av oppfinnelsen.

I en annen utførelse vil den underjordiske formasjonen være en oljebærende formasjon, og etter at man har latt den delvis tverrbundne sammensetningen danne en gel i de høypermeable kanaler, så vil man utføre en vannfylling i den oljebærende formasjonen slik at man får fremstilt olje.

Man har funnet at man kan fremstille meget stabile PVA-baserte-glutarladehyd-vann geler fra geldannende sammensetninger med lav konsentrasjon av glutaraldehyd. For eksempel kan man fremstille meget stabile geler fra slike geldannende sammensetninger hvor glutaraldehydkonsentrasjonen er ca 0,5 vekt-%. En slik gel med lav glutaraldehydkonsentrasjon er stabil i lengre tidsrom ved temperaturer på ca 90°C. Van-skeligheten med slike lave glutaraldehydgeldannende sammensetninger er at det tar meget lang tid å danne en gel, og i visse tilfeller vil man ikke få fremstilt en fullstendig gel. Denne ulempen er unngått i foreliggende oppfinnelse ved å forvarme den geldannende sammensetningen til en forhøyet temperatur i tilstrekkelig langt tidsrom til at man får utført en forutbestemt grad av delvis tverrbinding i den geldannende sammensetningen. Etter at dette er oppnådd, kan så sammensetningen injiseres inn i reservoaret hvoretter man får en fullstendig geldannelse. Sammensetningen omdannes til en fullstendig gel i løpet av et forutbestemt tidsrom som er avhengig av slike fak-torer som graden av delvis tverrbinding av sammensetningen før injeksjon i den underjordiske formasjonen, den midlere in situ temperaturen på formasjonen, pH på den geldannende blandingen når denne er tilstede i kanalene, og saltlakens kjemiske sammensetning.

Ved å bestemme de underjordiske betingelser hvor man vil anvende en spesiell gel-dannende sammensetning, kan man bestemme den nødvendige grad av delvis tverrbinding som er nødvendig for at man skal få en fullstendig gel innenfor et ønsket tidsrom etter injeksjon i formasjon. Geldannelsestiden er en faktor som bestemmer hvor langt inn den geldannende sammensetningen vil trekke inn i formasjonen og blokkere væskekanalene. Foreliggende oppfinnelse kan derfor brukes i mange formasjoner uavhengig av formasjonstemperaturen fordi det er mulig å bruke lave mengder aldehyd, hvorved man får frambragt en mer stabil gel. I høy temper aturformasj oner vil man således kunne fremstille en mer stabil gel ved å bruke en lavglutaraldehydgel-dannende sammensetning som først er blitt delvis tverrbundet før den injiseres i den underjordiske formasjonen. I formasjoner med lavere temperatur kan liknende forbedrede geler fremstilles ved å tilveiebringe en større mengde av delvis tverrbinding før injeksjon.

I en utførelse vil den geldannende sammensetningen være delvis tverrbundet i så høy grad at den vil trenge seg inn i den underjordiske formasjonen i ca 4 døgn før man får en fullstendig geldannelse. En slik fylling kan så følges av en ny fylling av en geldannende sammensetning som har vært delvis tverrbundet i høyere grad slik at den vil trenge inn i formasjonen i ca 3 døgn slik at man får en fullstendig gel. Deretter kan denne andre fyllingen føles av en tredje fylling av en geldannende sammensetning som er delvis tverrbundet i enda høyere grad slik at den vil trenge inn i formasjonen i ca 2 døgn før man får en fullstendig geldannelse. Denne tredje fyllingen vil dannes i kanalene etter den andre fyllingen. Denne fremgangsmåten kan så gjentas slik at hver etterfølgende geldannende sammensetning er blitt mer tverrbundet enn den fore-gående, slik at man nedsetter den tiden som medgår for at sammensetningen blir en fullstendig gel. Denne fremgangsmåten gjør det mulig å danne gelene i større avstand fra brønnhullet og over lengre tidsrom i de høypermeable strørrmingskanalene uten at det er et behov for kontinuerlig å forandre sammensetningen på den geldannende sammensetningen samtidig som man muliggjør en plassering av stabile geler med lavt innhold av aldehyd eller glutaraldehyd i slike kanaler uavhengig av in situ formasjo-nens temperatur.

I en utførelse vil den geldannende sammensetningen i et kort tidsrom bli oppvarmet til 125°C til 150°C eller enda høyere, hvorved man får den forønskede grad av delvis tverrbinding i løpet av et kort tidsrom.

I en annen utførelse vil den geldannende sammensetningen bli forvarmet ved en temperatur på minst hvor Tp er temperaturen i °C som den geldannende sammensetningen forvarmes til og holdes på et forutbestemt tidsrom slik at man får den forønskede graden av delvis tverrbinding, og Tf er den midlere underjordiske formasjonstemperaturen i °C.

I en annen utførelse hvor den underjordiske formasjonen har et reservoar av saltlake med en pH på høyere enn 7, så innbefatter foreliggende fremgangsmåte at man utvinner en forutbestemt mengde av reservoarets saltlake og justerer pH på denne til en verdi på mellom 5 og 7, hvoretter man bruker den justerte saltlaken i det minste som en vesentlig del av det vannet som anvendes i den geldannende sammensetningen.

Foreliggende gel kan være fremstilt av en geldannende sammensetning som inneholder et PVA-basert stoff, et aldehyd som kan tverrbindes med det nevnte PVA-baserte stoffet, når den geldannende sammensetningen er sur, og vann, ved at man oppvarmer den geldannende sammensetningen til en forutbestemt forhøyet temperatur i et forutbestemt tidsrom som er tilstrekkelig til at man får en forutbestemt mengde eller grad av delvis tverrbinding av sammensetningen slik at når denne avkjøles til en forutbestemt lavere temperatur, så vil den danne en gel ved nevnte forutbestemte lavere temperatur, i et tidsrom som varierer fra Vi døgn til 5 døgn, og hvor den geldannende sanamensetning ikke vil danne en gel i løpet av 5 døgn ved den forutbestemte lavere temperatur hvis den ikke på forhånd er oppvarmet til nevnte forutbestemte høyere temperatur i nevnte forutbestemte tidsrom.

I en annen utførelse vil den forutbestemte forhøyede temperatur være minst så høy

som 65 °C, og den forutbestemte lavere temperatur være maksimalt 25 °C. I en annen utførelse vil den forutbestemte forhøyede temperaturen være minst så høy som 80°C, og den forutbestemte lavere temperatur vil være lavere enn 50°C. I en annen utførelse vil den forutbestemte forhøyede temperatur være minst så høy som ca 100°C, mens den forutbestemte lavere temperaturen vil være lavere enn 75 °C. I en annen utførelse vil den forutbestemte forhøyede temperatur være minst så høy som 125 °C, og den forutbestemte temperatur være under 95 °C. I en annen utførelse vil den forutbestemte lavere temperatur ikke være høyere enn

og fortrinnsvis ikke høyere enn

hvor Te og Tl er den forutbestemte forhøyede temperatur og den forutbestemte lavere temperatur uttrykt henholdsvis i °C.

I en annen utførelse vil gelen være fremstilt av geldannende sammensetning som inneholder minst 64 vekt-% vann.

I en annen utførelse vil vannet til den geldannnende sammensetningen være tilveiebragt ved hjelp av en saltlake som utgjør minst 91 vekt-% av sammensetningen. I en annen utførelse vil saltlaken være saltlake fra et reservoar. I en annen utførelse vil saltlaken være en reservoar-saltlake med pH på over 7 som så er blitt justert til en pH på mellom 6 og 7.

I en utførelse blir gelen fremstilt fra en geldannende sammensetning hvor aldehydmengden er fra 0,01 til 4 % av den geldannende sarnmensetningen. I en annen utfø-relse vil aldehydet være glutaraldehyd, mens i en annen utførelse vil mengden av glutaraldehyd variere fra 0,03 til 4 vekt-% av den geldannende sammensetningen.

I en annen utførelse vil gelen bli fremstilt fra en geldannende sammensetning hvor det PVA-baserte stoffet utgjør fra 1,5 til 5 vekt-% av den geldannende sammensetningen. I en annen utførelse vil det PVA-baserte stoffet være polyvinylalkohol.

Som nevnt tidligere så vil man i enkelte hydrokarbonutvinningsoperasjoner ofte injisere karbondioksyd inn i reservoaret, vanligvis under en fyllingsoperasjon. Ofte har man funnet at det injiserte karbondioksydet ikke effektivt kan utnyttes på grunn av at det går tapt i kanaler, noe som ofte betegnes som en "karbondioksydlekkasje gjennom fingre".

Ved uttrykket "karbondioksydlekkasje gjennom fingre" slik det brukes her, forstås ikke-reservoarkanaler som har høy permeabilitet for en strøm av karbondioksyd

og/eller saltlakediformasjon. Vanligvis vil disse fingrene gjøre at karbondioksyd føres inn i de ikke-produktive områder av reservoaret, hvorved man i vesentlig grad senker effekten av denne karbondioksydinjeksjon. Slike fingre eller kanaler vil ofte inneholde vesentlige mengder av absorbert karbondioksyd.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer således en fremgangsmåte for å retardere strømmen av karbondioksydholdige stoffer valgt fra karbondioksyd, karbonsyre og blandinger av disse, inn i karbondioksydlekkasje-fingerkanaler i en underjordisk formasjon, og hvor fremgangsmåten innbefatter at man fører en effektiv mengde av en geldannende sanmensetning inn i en underjordisk formasjon, og hvor den geldannende sammensetningen når den kommer i kontakt i de nevnte karbondioksydlekkasje-kanalene som inneholder saltlake hvor det er absorbert vesentlige mengder karbondioksyd, kan danne en kanal i nevnte kanaler som er i stand til å retardere strømmen av nevnte karbondioksydholdige stoffer i disse fingerkanalene, og hvor nevnte geldannende sammensetning består av: 1. en vandig oppløsning inneholdende et PVA-basert stoff eller et første stoff valgt fra polyvinylalkohol, en polyvinylalkohol-kopolymer eller blandinger av disse, og 2. en mengde av et aldehyd som vil frembringe en geldannelse av en geldannende sammensetning i nevnte fingerkanal etter at sammensetningen er bragt i kontakt med en saltlake hvor det er absorbert vesentlige mengder av karbondioksyd, mens som ikke vil gi en geldannelse av den geldannende sammensetningen i pas-sasjer inneholdende saltlake som ikke har absorbert vesentlige mengder av karbondioksyd, eller som er fri for effektive mengder av tverrbindende katalyserende stoffer, og 3. hvor før man kontakter den geldannende sammensetningen med en saltlake inneholdende vesentlige mengder av absorbert karbondioksyd, i alt vesentlig er fri for effektive mengder av tverrbindende katalysatorstoffer som vil fremme en vesentlig tverrbindingsreaksjon mellom nevnte første stoff og aldehydet, hvoretter man lar den geldannende sammensetningen kontakte saltlaken inneholdende vesentlige mengder absorbert karbondioksyd for dannelse av en gel i de nevnte fingerkanalene i den underjordiske formasjonen, hvorved gelen effektivt retarderer strøm-men av nevnte karbondioksydholdige stoff i disse fingerkanalene.

I en utførelse er aldehydet glutaraldehyd. I en annen utførelse er aldehydmengden fra 0. 01 til 2 vekt-% av den geldannende sanimensetning. I en annen utførelse vil gel-mengden være minst 2 % av den støkiometriske mengden som er nødvendig for å reagere med alle de tverrbindbare posisjoner i det første stoffet. I en annen utførelse vil aldehydmengden ikke være tilstrekkelig til å få en i alt vesentlig fullstendig geldannelse av den geldannende sarnmensetningen når surheten på den geldannende sammensetningen er høyere enn en pH på 6. I en annen utførelse vil aldehydmengden ikke være tilstrekkelig til å gi en i alt vesentlig fullstendig geldannelse av sammensetning når surheten på den geldannende sarnmensetningen er høyere enn en pH på 5.

I en annen utførelse vil mengden av det PVA-baserte stoffet være fra 1,5 til 5 vekt-% av den geldannende sarrmierisetningen. I en foretrukken utførelse vil mengden av det første stoffet være ca 2,5 % av den geldannende sammensetningen, og aldehydet er glutaraldehyd i en mengde på ca 0,1 vekt-% av den geldannende sammensetningen.

I en annen utførelse vil den geldannende sammensetningen inneholde minst 65 vekt-% vann. I en annen utførelse vil den geldannende sammensetningen inneholde minst 93 vekt-% saltlake. I en annen utførelse vil det første stoffet ha en midlere molekyl vekt på minst 30.000, fortrinnsvis minst 100.000. Det første stoffet er fortrinnsvis polyvinylalkohol.

I en annen utførelse vil fremgangsmåten ytterligere kunne hindre at man fører inn i

den underjordiske formasjonen en effektive mengde av et tverrbindende katalyserende stoff under betingelser slik at man får en vesentlig blanding av det tverrbindende katalyserende stoffet og den geldannende sammensetningen, hvor det tverrbindende katalyserende stoffet ikke er en saltlake som har absorbert karbondioksyd, men som ellers ville fremme en vesentlig tverrbindingsreaksjon mellom første stoffet og aldehydet. Oppfinnelse tilveiebringer også en geldannende sammensetning bestående av 1. et første stoff valgt fra polyvinylalkohol, en polyvinylalkohol-kopolymer og blandinger av disse, og

2. vann, og

3. en aldehydmengde som er tilstrekkelig til å danne en gel med det første stoffet og vannet når surheten på den geldannende sammensetningen har tilstrekkelig lav pH, men som ikke danner en gel når pH er 6 eller høyere.

I en annen utførelse vil den geldannende sammensetningen få tilstrekkelig lav pH ved en kontakt med en effektiv mengde av en reservoarlake med effektive mengder av absorbert karbondioksyd som er tilstrekkelig til at man får katalysert i den tverrbindende sammensetningen en tverrbindende reaksjon mellom det første stoffet og aldehydet, og hver den geldannende sammensetningen i alt vesentlig er fri for effektive mengder av tverrbindende katalyserende stoffer som vil fremme en tverrbindende reaksjon i den geldannende sammemetningen mellom det første stoffet og aldehydet. I en ytterligere utførelse er aldehydet glutaraldehyd. I en annen utførelse vil den geldannende sammemetningen ikke danne en gel når surheten på sammensetningen har en pH-verdi på 5 eller høyere.

I en annen utførelse utgjør vann minst 65 % av den geldannende sammensetningen. I en annen utførelse vil det PVA-baserte stoffet utgjøre fra 1,5 til 5 vekt-% av den gel-dannende sammensetningen. I en annen utførelse vil aldehydet variere fra 0,03 til 2 vekt-% i forhold til vekten av den geldannende sammensetningen. I en annen utførelse vil vannet være tilveiebragt ved hjelp av en saltlake, og denne utgjør minst 93 vekt-% av den geldannende sammensetningen. I en annen utførelse vil aldehydmengden være minst 2 % av den støkiometriske mengden som er nødvendig for å reagere med alle de tverrbindbare posisjoner i det første stoffet. I en utførelse vil det første stoffet være polyvinylalkohol. I en annen utførelse vil det første stoffet ha en midlere molekylvekt på minst 30.000. I en annen utførelse vil det første stoffet ha en midlere molekylvekt på minst 100.000.

Foreliggende gel kan også fremstilles ved å reagere

a) en geldannende sammensetning inneholdende et første stoff valgt fra gruppen bestående av en polyvinylalkohol, polyvinylalkohol-kopolymer og blandinger av

disse, vann og en mengde av et aldehyd som kan danne gel med det første stoffet og vannet, når surheten på den sanmiensetningen har tilstrekkelig lav pH, men som ikke danner en gel når pH er 6 eller høyere, med

b) en effektiv mengde av karbondioksyd som er tilstrekkelig til å senke surheten på den geldannende sarnmensetningen til en pH-verdi på mindre enn 6. I en annen

utførelse er det første stoffet polyvinylalkohol med en midlere molekylvekt på minst 30.000. I en annen utførelse vil aldehydet være glutaraldehyd. I enda en annen utførelse utgjør vann minst 65 vekt-% av den geldannende sammensetningen som benyttes for å fremstillle gelen.

Vanligvis vil den geldannende sarrmiensetoingen ikke bli sammensatt slik at den ikke danner en gel hvis den ikke kommer i kontakt med en sur saltlake av den typen som opptrer på de karbondioksyd-gjennombrytningspunktene i den underjordiske formasjonen hvis det ikke også er tilstede en effektiv mengde av et tverrbindende katalyserende stoff. I en annen utførelse vil den geldannende sammensetningen ikke danne en gel bortsett fra i kanaler som inneholder en saltlake som har en pH under 6. Fortrinnsvis er gelen sammensatt slik at gelen ikke vil danne en gel i saltlaken med en pH på 5 eller høyere. Disse gelsammensetninger er således utformet slik at de ikke vil danne geler i strømkanaler som inneholder saltlaker med høyere sure pH-verdier. Denne utførelsen er derfor anvendbar når karbondioksydfyllinger eller i cyklerende karbondioksydinjeksjoner hvor effekten ofte blir redusert på grunn av lekkasje av karbondioksyd i reservoaret. Ved å danne geler i karbondioksydlekkende kanaler vil effekten av operasjonen bli bedret i vesentlig grad.

Denne fremgangsmåten kan også anvendes i produksjonsbrønner som har vært brukt for karbondioksydinjeksjon for derved å redusere viskositeten på oljen. En absorbsjon av karbondioksydet i oljen gjør at denne sveller og derved får en lavere viskositet. Oljen kan deretter fremstilles langt lettere enn tidligere. Med at man først blokkerer lekkasjekanalene som forårsaker et stort tap av karbondioksyd over i ikke-produktivt lag, så kan oljeutvinningen ved at man senker dennes viskositet ved en karbondiok-sydabsorbsjon bli øket i vesentlig grad.

I en utførelse angår oppfinnelsen karbondioksydfyllingsoperasjoner hvor det ofte er ønskelig å behandle injeksjonsbrønnene med en polymergeldannende oppløsning for å kontrollere karbondioksydstrømprofilen. I denne utførelsen vil en slik behandling hindre at man får en ikke-produktiv lekkasje av karbondioksyd i injeksjonsbrønnen og/eller man kan kontrollere og/eller dirigere karbondioksydstrømmen gjennom områder med variabel permeabilitet. Etter som polymeren i denne utførelsen blir injisert som en vandig fase med relativt lav viskositet, så vil den fortrinnsvis trenge inn i de områder med den høyeste permeabiliteten. Følgelig vil man, etter at det er dannet gel i disse områder, omdanne disse til områder med lav permeabilitet, noe som ytterligere vil redusere strømmen av karbondioksyd gjennom områdene slik at man ved en etter-følgende karbondioksydinjeksjon vil kunne dirigere karbondioksydet til områder som tidligere ikke var tilgjengelige på grunn av lav permeabilitet. Ved å forlenge eller øke karbondioksydstrømmen til slike tidligere utilgjengelige områder, kan mer hydrokarboner utvinnes enn det som kunne utvinnes i fråvær av en slik polymerbehandling. Det er følgelig en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en anordning for å kontrollere karbondioksyd/karbonsyrestrømmen i de ikke-produktive delene av reservoaret.

Foreliggende oppfinnelse angår også plasseringen av den geldannende sammensetningen i de ikke-produktive dampkanaler i et oljereservoar som effektivt vil redusere strømmen av dampen i slike kanaler. Mer spesielt vil den geldannende sammensetningen bestå av et PVA-basert stoff, et aldehyd som kan tverrbindes med det PVA-baserte stoffet under sure betingelser, foruten vann. Vannet kan tilføres som en saltlake, og vannet eller saltlaken kan være surt. Det er hensiktsmessig å oppløse det PVA-baserte stoffet i saltlake fra formasjonen og danne en blanding på forhånd som er sur. Like før injeksjon i den underjordiske formasjonen er det således foretrukket at aldehydet tilsettes til forblandingen, hvorved man får fremstilt den geldannende blandingen. I en alternativ utførelse kan ferskt, mykt vann av den typen som brukes for å fremstille den injiserte dampen, og som brukes for fremstilling av den geldannende sammensetningen. PVA-aldehyd-vanngeler som brukes i denne fremgangsmåten har langt bedre stabilitet ved damptemperaturen enn de fleste skum, og er lettere å plassere i dampkanalen enn de mer viskøse stoffer så som tjære som er stabile ved damptemperaturer, og er dessuten mindre skadelig på de oljebærende deler av reservoaret enn lignosulfonater.

Under en hydrokarbonutvinning i de underjordiske formasjoner hvor det opptrer et lekkasjetap av damp, vil man ifølge foreliggende oppfinnelse kunne bruke en fremgangsmåte for å redusere dette tapet i ikke-produktive dampkanaler ved at man fører en effektiv mengde av geldannende sammensetning inn i den underjordiske formasjonen og inn i de ikke-produktive dampkanalene, og hvor nevnte sammensetning vil danne en gel i de ikke-produktive dampkanalene og derved retardere eller hemme dampstrømmen i kanalene, og hvor denne geldannende sammensetningen består av 1. en vandig oppløsning inneholdende et første stoff valgt fra gruppen bestående av polyvinylalkohol, en polyvinylalkohol-kopolymer og blandinger av disse, og 2. en aldehydmengde som under sure betingelser vil tverrbinde seg med det første stoffet i de ikke-produserende dampkanaler og der danne en gel som effektivt retarderer strømmen av damp i nevnte kanaler, slik at man reduserer damptapet i disse kanalene når man fortsetter med hydrokarbonutvinningen.

I en utførelse vil den geldannende sarnmensetningen føres inn i den underjordiske formasjonen samtidig med dampen. I en annen utførelse vil tilførselen av damp i den underjordiske formasjonen stoppe under tilføringen av den geldannende sammensetningen.

I en annen utførelse av den ovennevnte fremgangsmåten vil man føre en skumdannende sammensetning inn i den underjordiske formasjonen, og der danne et skum i de ikke-produktive dampkanaler før man fører den geldannende sammensetningen inn i den underjordiske formasjonen. I en annen utførelse blander man den geldannende

sammensetningen med en del av skummet i de ikke-produktive dampkanalene og danner en gel av den geldannende sammensetningen inn i hulrommene inne i skummet i de ikke-produktive dampkanalene.

I en annen utførelse hvor de ikke-produktive dampkanalene har en vesentlig høyere temperatur enn temperaturen på de oljebærende deler av den underjordiske formasjonen, så vil den geldannende sammensetningen kunne danne en gel innenfor et forutbestemt tidsrom hvis den holdes på en temperatur som forefinnes i dampkanalene, men vil ikke være i stand til en fullstendig geldannelse innenfor et forutbestemt tidsrom når den holdes på den temperatur som forefinnes i den oljebærende delen av den underjordiske formasjonen. Denne utførelsen er spesielt fordelaktig når temperaturen på de ikke-produktive dampkanalene er ca 22 °C eller høyere enn temperaturen på den Oljebærende delen av den underjordiske formasjonen. Jo større forskjell det er på temperaturen mellom dampkanalene og den oljebærende delen av reservoaret, jo større fordel vil man ha av denne utførelsen.

Den benyttede gelen kan også gelfremstilles fra en geldannende sanmiensetning bestående av 1. et første stoff som er valgt fra polyvinylalkohol, et polyvinylalkohol-kopolymer og blandinger av disse, 2. en aldehydmengde som lar seg tverrbinde med det første stoffet under en forutbestemt sur betingelse når den geldannende sammensetningen i et forutbestemt tidsrom holdes på en forhøyet temperatur, og hvor den geldannende sammensetningen ikke danner en fullstendig gel i et tidsrom på mindre enn 5 døgn når den holdes på en kjøligere temperatur som er vesentlig lavere enn nevnte forutbestemte forhøyede temperatur,

og hvor den geldannende sanmensetningen fremstilles ved å oppvarme den geldannende sammensetningen under de forutbestemte sure betingelser i et forutbestemt tidsrom ved en forutbestemt forhøyet temperatur. I en annen utførelse vil den forutbestemte forhøyede temperatur være minst 125 °C, og den lavere temperaturen vil være ca 22°C under den forutbestemte forhøyede temperatur. I en annen utførelse vil aldehydet være glutaraldehyd.

I brønner hvor det er alvorlige problemer med hensyn til ikke-produktive dampkanal-lekkasjer vil man ofte injisere en skumdannende sammensetning før man injiserer den geldannende sammensetningen, noe som vil øke effektiviteten av en etterfølgende oljeutvinning. Ikke-begrensende eksempler på skumdannende sammensetninger eller overflateaktive midler er sulfonater av a-olefiner, hydroksysulfonater, alifatiske sulfonater og blandinger av slike. De skumdannende sammensetninger kan føres inni dampkanaler ved hjelp av damp. Deretter kan man injisere den geldannende sammensetningen i nevnte dampkanaler. I en utførelse vil den geldannende sammensetningen føres inn i de ikke-produktive dampkanalene ved hjelp av damp. Det er imidlertid underforstått at injiseringen av den skumdannende sammensetningen bare er temporær og at den prinsipielle fordelen ligger i at man injiserer den geldannende sammensetningen. Den geldannende sammensetningen vil trenge gjennom skumme og fylle det opp og avstive skummet. I en utførelse av skummet blandet med syren og aldehydet, hvoretter det injiserte PVA-baserte stoffet trenger inn i blandingen av skum, syre og aldehyd. I en annen utførelse vil enten syrekatalysatoren eller aldehydet bli injisert sammen med skummet hvoretter dette er fulgt av gjenværende deler av den geldannende sammensetningen. I en utførelse vil syre-aldehyd-kombinasjonen som injiseres sammen med skummet være glutarsyre eller glutaraldehyd.

I en annen utførelse eller en annen gel vil mengden av aldehyd være fra 0,01 til 4 vekt-% av den geldannende sammensetningen. I en annen utførelse vil aldehydmengden være minst 0,7 % av den støkiometriske mengden som er nødvendig for å reagere med alle tverrbindbare posisjoner i det første stoffet. I en annen utførelse vil aldehydet være glutaraldehyd. I en utførelse vil mengden av det PVA-baserte stoffet være fra 1,5 til 5 vekt-% av den geldannende sammensetningen. I en annen utførelse vil det første stoffet ha en midlere molekylvekt på minst 100.000. I en foretrukken utførelse er det PVA-baserte stoffet eller første stoffet en polyvinylalkohol. I en annen utførelse vil den geldannende sammensetningen inneholde minst 64 vekt-% vann. I en annen utførelse vil vannet være tilveiebragt ved hjelp av en saltlake, og hvor denne utgjør minst 91 vekt-% av den geldannende sammensetningen. I en foretrukken ut-førelse er det PVA-baserte stoffet polyvinylalkohol, mengden av denne er fra 2,5 til 3 vekt-% av den geldannende sairmieiisetningen, aldehydet er glutaraldehyd og mengden er fra 0,01 til 1 vekt-% av den geldannende sammensetningen, og hvor resten av den geldannende sammensetningen er en saltlake med en pH på mindre enn 7. I en annen utførelse vil den geldannende sammensetningen også inneholde en separat tilsatt syrekatalysator.

Denne fremgangsmåten er ikke bare brukbar for dampfyllinger, men også for stimu-leringsprosessen hvor damp injiseres inn i ca 9 døgn, hvoretter man pumper ut oljen i ca 6 måneder eller mer. I en utførelse vil således hydrokarbomnnvinningsoperasjonen være en dampfyllingsoperasjon. Disse fremgangsmåter er spesielt fordelaktige når den underjordiske formasjonen har en midlere temperatur på minst 125°C.

På grunn av sin stabilitet ved forhøyede temperaturer kan de ovenfor angitte geler også fremstilles og brukes i formasjoner som har en midlere in situ temperatur på ca 125°C eller høyere, og i visse utførelser hvor den midlere in situ temperaturen er 200°C eller høyere.

Den benyttede gel kan også fremstilles ved å reagere et PVA-basert stoff, PV-aldehyd og vann i en sur blanding. I en ytterligere utførelse av ovennevnte gel vil PV-aldehydet være fremstilt ved oksydasjon av et PVA-basert stoff. I en ytterligere utførelse vil PV-aldehydet være fremstilt ved å oksydere det samme PVA-baserte stoffet som brukes for fremstilling av gelen. I en annen utførelse vil PV-aldehydet være fremstilt ved en fremgangsmåte som innbefatter at man reagerer et første stoff valgt fra gruppen bestående av polyvinylalkohol, polyvinylalkohol-kopolymer eller blandinger av disse, men hydrogenperoksyd i vann ved en forhøyet temperatur i nærvær av metal-lisk ionekatalysator. I en ytterligere utførelse vil den metalliske idnekatalysatoren være valgt fra gruppen bestående av Cu(H), Cu(Hl), Fe(II), Fe(IH) og blandinger av disse. I en annen utførelse vil PV-aldehydet være fremstilt med en oksydasjon av et PV A med perjodsyre. I en annen utførelse har PV-aldehydet i middel fra 5 til 500 karbonatomer pr PV-aldehydmolekyl. I en annen utførelse har PV-aldehydet minst to aldogrupper i middel pr molekyl av PV-aldehydet. I en ytterligere utførelse har PV-aldehydet en rekke hydroksylgrupper i middel pr molekyl av PV-aldehydet. I en annen utførelse vil mengden av PV-aldehydet være mer enn 0,7 % av den støkiome-triske mengden som er nødvendig for å reagere med alle de tverrbindbare posisjonene i det PVA-baserte stoffet. I en annen utførelse vil PV-aldehydet være fra 0,01 til 4 vekt-% av gelen.

I en annen utførelse vil vannet til den geldannende sammensetningen utgjøre minst 64 vekt-% av gelen. I en annen utførelse vil det PVA-baserte stoffet utgjøre fra 0,1 til 5 vekt-% av gelen. I en utførelse vil det PVA-baserte stoffet være polyvinylalkohol. I en annen utførelse vil det PVA-baserte stoffet ha en midlere molekylvekt på 30.000, og fortrinnsvis minst 100.000.

I ytterligere utførelser av alle de ovennevnte gelene vil gelen fremstilles ved å reagere det PVA-baserte stoffet, PV-aldehydet og vannet i nærvær av en syrekatalysator.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også en fremgangsmåte for å retardere fluid-strømmene i høypermeable kanaler i underjordiske formasjoner som består av at man fører en effektiv mengde av en geldannende sammensetning inn i den underjordiske formasjonen og inn i de høypermeable kanaler, hvor den geldannende sammensetningen kan geldannes i de høypermeable kanalene for derved å retardere fluidstrøm-men i nevnte kanaler, og hvor sammensetningen består av en vandig oppløsning av et PVA-basert stoff, en effektiv mengde av PV-aldehyd som er tilstrekkelig til å danne en gel med den vandige oppløsningen, hvoretter man lar den geldannende sammensetningen danne en gel i de høypermeable kanaler slik at man effektivt får retardert væskestrømmen i disse. I andre utførelser av den ovennevnte beskrevne fremgangsmåten kan spesielle geler som er beskrevet ovenfor brukes. I en utførelser fremstilles gelen i nærvær av en tverrbindende katalyserende forbindelse. I en annen utførelse vil syrekatalysatoren være en forsinkende syrekatalysator, fortrinnsvis en ester som langsomt hydrolyserer i formasjonen og danner en svak syre.

Som nevnt ovenfor, vil det PVA-baserte stoffet i en utførelse av oppfinnelsen være oksydert slik at enkelte av diolgruppene er blitt omdannet til aldogrupper, hvorved man får fremstilt et PV-aldehyd. I denne utførelsen vil størrelsen og reaktiviteten på nevnte PV-aldehyd tverrbindingsmiddel kunne varieres slik at man får optimale egenskaper på gelen slik at den er tilpasset de spesielle reservoarbetingelser som måtte opptre. Det PVA-baserte stoffet som brukes for å fremstille PV-aldehydet trenger nødvendigvis ikke å ha den samme høye molekylvekten som det PVA-baserte stoffet som aldehydet tverrbindes med. Molekylstørrelsen og strukturen på diolgruppene på det PVA-baserte stoffet som brukes til å fremstille PV-aldehydet kan således være tilpasset slik at man får fremstilt en gel som har de beste egenskapene i forhold til det spesielle reservoar som skal behandles. Acetaliseringsreaksjoner mellom det PVA-baserte stoffet og PV-aldehydet gir den ønskede tverrbinding. Man kan fremstille geler med varierende grad av stivhet og viskositet ved å forandre forholdet mellom det PVA-baserte stoffet og PV-aldehydet.

Fremgangsmåter for tverrbinding av prefabrikerte polyvinylalkoholstrukturer med selektiv oksydering av 1,2 diolenheter er beskrevet i US patenter nr 3.859.269, 4.154.912, 4.262.067 og 4.262.470. Disse patenterte fremgangsmåter skjønt de ikke angår dannelsen eller fremstillingen av geler, er av interesse fordi de beskriver fremgangsmåter for å utvikle aldehydgrupper på polyvinylalkoholer, og for tverrbinding av prefabrikerte polyvinylalkoholplater. Disse patenter beskriver at fra 0,5 til 20 % av hydroksylgruppene i polyvinylalkohol kan eksistere som 1,2-dioler, mens resten er 1,3-dioler.

Dannelsen av 1,2- og 1,3-dioler er avhengig av polymeriseringstemperaturen i poly-vinylacetattrinnet. Under oksydasjonen av polyvinylalkohol vil kjeden bli spaltet ved 1,2-diolposisjonene, noe som gjør at det blir aldogrupper i enden av kjedene. Deretter kan 1,3-diolene i en kjede reagere med aldogruppene i en annen kjede når pH er under 7, hvorved man får dannet en PVA-PV-aldehyd-vanngel.

Et problem som enkelte ganger opptrer på oljefeltene er et tap av sirkulasjonsvæske så som borevæsker, opparbeidingsvæsker osv i den underjordiske formasjonen. Tap av sirkulasjonsvæsker i formasjonen kan skade borekronen på grunn av overoppvarrning og dessuten en nedsatt borehastighet noe som kan forårsake store omkostninger, at formasjonen omkring borehullet kan falle sammen, noe som kan skade borehullet slik at det ikke lenger kan repareres, eller at man får en tiltetting av formasjonen i så høy grad at reservoaret ikke lenger kan brukes.

For å kunne stoppe eller å retardere tapet av sirkulasjonsfluider i reservoaret, er det meget ønskelig at man så raskt som mulig får tettet de strømningspassasjer som er ansvarlig for slike tap. For dette formålet bruker man ofte sement og silikater, men på grunn av strømningsegenskapene på disse stoffene så vil en slik effektiv tetting ikke alltid bli oppnådd. De store partiklene i sementen gjør at de sjelden trenger mer enn 8 cm inn i kanaler med lav strørmiingshastighet. I kanaler med høyere stxømningshas-tighet vil sementen ofte ikke stoppe tapet av sirkulasjonsvæskene fordi sementen ikke får tid til å herdne, noe som skyldes en fortynning på grunn av formasjonsvannet eller fordi at den raske strørnningshastigheten hindrer selve herdingen. Sementtettinger nær borehullet vil ofte bli kortsluttet ved hjelp av sirkulasjonsvæsken relativt kort tid etter at man har gjenopptatt en boring eller opparbeiding av borehullet. Det er således et behov for et system som vil tette både de kanaler som har lave og de som har høye strømningshastigheter nær et borehull og som vil stoppe lekkasjen av sirkulasjonsvæsker.

PVA-aldehyd gelsystemer ifølge foreliggende oppfinnelse kan trenge inn i formasjonen langt utover de 8 cm som er nevnt ovenfor, enten formasjonen har en matrise av sandtypen eller karbonattypen, og vil også feste seg til matrisen etter geldannelsen. Geltiden for PVA-aldehyd gelsystemer ifølge foreliggende oppfinnelse kan varieres fra et par minutter til et par døgn. imidlertid vil det i de fleste tilfellene være meget kostbart å stoppe selve boringen eller opparbeidingen. Følgelig vil man så langt det er mulig, unngå tidsforsinkelser. Man ønsker derfor meget raskt å kunne hindre tap av sirkulasjonsvæsker når dette opptrer. Det har derfor lenge vært ønskelig å kunne ha et hurtigherdende tettningsmiddel som kan brukes nær borehullet.

I alvorlige sirkulasjonstap vil man ofte kunne miste opp til 20 m3 eller mer av sirkulasjonsvæsker i løpet av 10 rninutter.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer de hurtigherdende PVA-aldehydgeler som er sammensatt slik at de blir geldannet i løpet av meget kort tidsrom etter at de har trengt inn i formasjonen, fortrinnsvis i løpet av et tidsrom på mindre enn 12 minutter, fortrinnsvis fra umiddelbart til ca 10 minutter etter at de har trengt inn i formasjonen. Slike geler kan delvis sammensettes på overflaten, men den fullstendige sammensetningen bør fortrinnsvis skje i borehullet eller ved eller nær det punktet hvor man taper sirkulasjonsvæske. De geldannende sammensetningene blir geldannet i nærvær av en syrekatalysator, som i kombinasjon med aldehydmengden gjør at man får en rask herding av gelen. I en utførelse blir syrekatalysatoren tilsatt den geldannende blandingen enten i borehullet eller fortrinnsvis ved eller nær det punkt hvor man taper sirkulasjonsvæske. I en annen utførelse vil aldehydet være den siste komponent i den geldannende sammensetningen som tilsettes blandingen, og den tilsettes i borehullet nær det punkt hvor man taper sirkulasjonsvæske. Bruken av slike hurtigherdende PVA-aldehyd gelsystemer gjør at man får store fordeler ved rensing av borehullet i forhold til sement, og langt bedre høytemperaturstabilitet i forhold til andre gelsystemer f.eks av den typen som er basert på polyakrylamid, som vanligvis ikke er stabile ved temperaturer på 65°C eller høyere. De foreliggende PVA-aldehyd geldannende sammensetninger har også den fordel at de kan sammensettes slik at de bruker saltlake fra formasjonen i stedet for rent ferskvann. Denne foreneligheten er en meget viktig fordel på steder hvor ferskvann ikke er lett tilgjengelig.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer således en fremgangsmåte for å redusere tapet av sirkulasjonsvæske i fluidpassasjer i en underjordisk formasjon under en brønn-boring, en ferdiggjøring eller en opparbeiding, og hvor nevnte sirkulasjonsvæsker er valgt fra gruppen bestående av borevæsker, kompletteringsvæsker, eller opparbeidingsvæsker, og hvor fremgangsmåten innbefatter at man stopper injeksjonen av sirkulasjonsvæsken i borehullet, fører inn i fluidpassasjen en effektiv mengde av den gel-dannende sammensetningen som består av (1) en vandig oppløsning inneholdende et første stoff valgt fra gruppen bestående av polyvinylalkohol, en polyvinylalkohol-kopolymer og blandinger av disse, (2) en aldehydmengde og (3) en mengde av et tverrbindende katalyserende stoff som i kombinasjon med aldehydmengden effektivt vil frembringe en geldannelse ved en temperatur som hersker i den underjordiske formasjonen i løpet av et kort tidsrom, fortrinnsvis mindre enn 12 minutter etter at blandingen er ført inn i den underjordiske formasjonen, hvoretter man lar den geldannende sammensetningen strømme inn i passasjene og der danne en gel i løpet av et kort tidsrom, hvorved man reduserer tapet av sirkulasjons væsken når boringen eller fullsten-diggjøringen eller opparbeidingen gjenopptas. I en spesielt foretrukken utførelse vil mengden av den tverrbindende katalyserende forbindelsen og aldehydet kunne utføre en geldannelse ved en temperatur som hersker i den underjordiske formasjonen i løpet av et tidsrom som varierer fra 0 til 10 minutter etter at blandingen er ført inn i den underjordiske formasjonen.

I en utførelse vil den hurtigherdende geldannende sanimensetningen ha en aldehydmengde fra 0,03 til 4 vekt-% av sammensetningen, mens sammensetnings-pH er lavere enn 5,5. Fortrinnsvis vil pH på den geldannende sammensetningen ligge under 5.1 en annen utførelse av oppfinnelsen vil aldehydmengden være lavere enn 2 % av den støkiometriske mengden som er nødvendig for å reagere med alle de tverrbindbare posisjoner som forefinnes i det første stoffet. I en annen utførelse er aldehydet glutaraldehyd. I en annen utførelse vil den geldannende sammensetningen inneholde minst 64 vekt-% vann. I en annen utførelse vil den geldannende sammensetningen inneholde minst 91 vekt-% saltlake. I en annen utførelse vil mengden av det PVA-baserte stoffet eller første stoff være fra 1,5 til 5 vekt-% av den geldannende sammensetningen. I en ytterligere utførelse vil det første stoffet ha en midlere molekylvekt på minst 30.000, fortrinnsvis minst 100.000. Det første stoffet er fortrinnsvis polyvinylalkohol. I en foretrukken utførelse vil den geldannende sammensetningen inneholde ca 3 vekt-% polyvinylalkohol og ca 2 % glutaraldehyd. Denne sammensetningen kan brukes for behandling av brønner hvor det hersker en underjordisk temperatur på minst 80°C.

I en annen utførelser vil man før man tilsetter den hurtigherdende geldannende sammensetningen i borehullet, tilsette et hurigvirkende tettingsmiddel i borehullet hvoretter strømpassasjene temporært vil bli lukket inntil det dannes en gel i disse passasjene av den geldannende sammensetningen. Eksempler på slike korttids- eller hur-tigvirkende tetningsmidler er diatoméjord, oppmalte nøtteskall, voksperler og blandinger av disse. I en annen utførelse føres sement inn i borehullet og fra denne inn i den underjordiske formasjonen etter at man har tilsatt den hurtigherdende geldannende sammensetningen. Fortrinnsvis vil et silikat følges av en sement i borehullet etter at man har tilsatt den geldannende sammensetningen.

De ovennevnte fremgangsmåter er spesielt fordelaktige for å redusere tapet av sirkulasjonsvæsker i brønner hvor man har et alvorlig sirkulasjonstapproblem. Hvor det skjer et tap av sirkulasjonsvæske i sprekker som har ekstremt høy permeabilitet, så er det ønskelig at man før man tilsetter den geldannende sammensetningen, bruker et temporært tetningsmiddel så som diatoméjord, malte nøtteskall, voksperler eller andre stoffer for derved å redusere permeabiliteten i disse sprekkene, slik at den geldannende sammensetningen vil ha mulighet til å herdne å danne en gel i slike sprekker. Vanligvis vil man bruke en geldannende sammensetning med relativt hurtig herding for å redusere tapet av borevæske. Dette oppnås f.eks ved å ha en relativt høy glutaraldehydkonsentrasjon i den geldannende sammensetningen med en høy pH. PVA-aldehydgeler slik det er beskrevet her, er stabile ved høye temperaturer over lange tidsrom, og har betydelige fordeler fremfor mange andre polymerbaserte geler som ikke er effektive i formasjoner med høy temperatur. Ved at gelen herdner i løpet av et tidsrom på maksimalt 12 minutter etter at den kommer i kontakt med formasjonen, vil disse fremgangsmåter gi betydelige fordeler fremfor sement som ikke trenger særlig dypt inn i formasjonen og som dessuten krever lenger herdningstid. I enkelte brønner hvor det er store sprekker vil bruken av sement være ineffektiv fordi sementen går tapt før den har sjanse til å herdne. I slike situasjoner vil tapet av sirkulasjonsvæske bare bli redusert i liten grad. I foreliggenede oppfinnelse vil imidlertid de geldannende sarnmensetninger raskt herdne og man vil i sterk grad redusere tapet av sirkulasjonsvæske.

Foreliggende gel som således brukes for å redusere tapet av sirkulasjonsvæske, men som også kan brukes for andre formål hvor det er ønskelig med en raskt herdende gel. Gelen oppnås ved at man i nærvær av en effektiv mengde av en syrekatalysator reagerer komponentene i en geldannende sammensetning inneholdende 1. første stoff valgt fra polyvinylalkohol, en polyvinylalkohol-kopolymer og blandinger av disse,

2. en effektiv aldehydmengde, og

3. vann, hvor vannet utgjør minst 64 vekt-% av gelen og

hvor mengden av syrekatalysatoren i kombinasjon med aldehydmengden frembringer en effektiv geldannelse ved en forutbestemt temperatur og innenfor et relativt kort tidsrom som fortrinnsvis er maksimalt 12 minutter etter at den geldannende sammensetningen er fremstilt. Fortrinnsvis vil mengden av syrekatalysatoren i kombinasjon med aldehydmengden frembringe en geldannelse ved en forutbestemt temperatur i løpet av et tidsrom fra 0 til ca 10 minutter etter at den geldannende sammensetningen er fremstilt. Lengre geldannelsestider kan brukes hvis herdingstiden ikke er særlig kritisk eller viktig.

I en utførelse vil aldehydmengden variere fra 0,03 til 4 vekt-% av den geldannende sammensetningen. I en annen utførelse vil aldehydmengden være minst 2 % av den støkiometriske mengden som er nødvendig for å reagere med alle tverrbindbare posisjoner i det PVA-baserte stoffet eller første stoff. I en foretrukken utførelse er aldehydet glutaraldehyd. I en annen utførelse vil mengden av syrekatalysatoren være tilstrekkelig til å holde pH på den geldannende sarnmensetningen på en maksimalverdi på 4. I en annen utførelse vil mengden av det PVA-baserte stoffet eller første stoff være fra 1,5 til 5 % av den geldannende sammensetningen. I en annen utførelse vil det første stoffet ha en midlere molekylvekt på minst 30.000, fortrinnsvis minst 100.000. I en annen utførelse vil det første stoffet være polyvinylalkohol. I en annen utførelse vil vannet i den geldannende sarnmensetningen være en saltlake, og denne vil da utgjøre minst 91 vekt-% av den geldannende sammensetningen.

Et annet problem som ofte opptrer i forbindelse med oljeutvinningsoperasjoner så som fylling eller stimulering, er tap av injiserte væsker over i ikke-produktive og vanligvis høypermeable deler av reservoaret, hvorved de produktive deler av reservoaret forblir i alt vesentlig utilgjengelig på grunn av sin lave permeabilitet. Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også en kombinasjonsprosess hvor de høypermeable kanalene som normalt er ikke-produktive, blir behandlet for å retardere eller å hemme fluidstrøm-mene, da spesielt av vann eller saltlake, mens de lavpermeable sonene som vanligvis er de oljebærende syrebehandles for å øke permeabiliteten og derved strømmen av olje eller de drivende eller stimulerende væsker. En spesiell kombinasjon av trinn gjør det relativt enkelt og effektivt å behandle reservoarer hvor man både har et tap av væsker til ikke-produktive områder samtidig som man forbedrer utvinningen fra de produktive oljebærende deler av reservoaret.

I denne utførelsen av foreliggende fremgangsmåte tilveiebringer man således en fremgangsmåte for å trenge inn i de ikke-produktive høypermeable kanaler i relativt stor avstand fra brønnhullet og effektivt blokkere vannstrømmen eller saltlakestrømmen i disse slik at man får bedre anvendelse av de drivende eller stimulerende væsker. Dette blir så koordinert med en surgjøringsprosess for å bedre strømmene i de ønskede områder slik at resultatet av kombinasjonsprosessen vil gi bedre effektivitet med hensyn til oljeutvinningen. Oppfinnelsen tilveiebringer således en fremgangsmåte for å retardere vannstrømmen i høypermeable kanaler i en underjordisk formasjon, og hvor denne fremgangsmåten innbefatter at man i den underjordiske formasjonen tilsetter en forutbestemt mengde av en geldannende sammensetning som når den geldannes i de høypermeable kanaler vil redusere vannstrømmen i disse, og hvor denne geldannende sammensetning består av (1) en vandig oppløsning inneholdende et første stoff valgt fra gruppen bestående av en polyvinylalkohol, en polyvinylalkohol-kopolymer og blandinger av disse, og (2) en effektiv mengde av et aldehyd som er tilstrekkelig til at man får dannet en gel med nevnte vandige oppløsning, og som i nærvær av en effektiv mengde av en tverrbindende katalyserende forbindelse vil gjøre at den geldannende sammensetningen danner en gel, noe som skjer i de høypermeable kanalene som derved effektivt får en redusert vannstrøm, og hvor man etter å ha ført den geldannende sammensetningen inn i de høypermeable kanalene fører inn i den underjordiske formasjonen en forutbestemt mengde av et surgjørende stoff som vil trenge inn i de lavpermeable porøse sprekker eller strukturer og oppløse strømningshindrende avsetninger i disse, hvoretter man lar det surgjørende stoffet oppløse disse hemmede avsetninger, noe som igjen vil øke permeabiliteten på disse lavpermeable porøse strukturer eller sprekker. I en utførelse av kombinasjonsprosessen vil det surgjørende stoffet føres inn i den underjordiske formasjonen i løpet av et tidsrom fra 0 til 1 døgn etter at gelen er dannet i de høypermeable kanalene. I en annen utførelse vil det surgjørende stoffet føres inn i den underjordiske formasjonen etter at gelen er dannet i de høyper-meable kanalene. I en annen utførelse vil det surgjørende stoffet føres inn i den underjordiske formasjonen i løpet av et tidsrom fra 0 til 10 timer etter at gelen er dannet i disse kanalene. Lange tidsrom mellom det tidspunktet man injiserer gelen og surgjør formasjonen kan brukes hvis dette er ønskelig, og det er ikke kritisk med en forsin-kelse mellom de to prosessene. I en annen utførelse vil man etter å ha ført inn i den underjordiske formasjonen en forutbestemt mengde av et tverrbindende katalyserende stoff inn i samme formasjon som gjør at den geldannende sammensetningen danner en gel i de høypermeable kanalene. I en annen utførelse vil den tverrbindende katalyserende forbindelsen og den surgjørende forbindelsen ha samme sanimensetning.

I en annen utførelse av den kombinerte prosessen, vil aldehydet være glutaraldehyd og mengden av glutaraldehyd er slik at man fremmer en tverrbinding av det første stoffet og glutaraldehydet under svakt sure betingelser, slik at det ikke er nødvendig med en separat tilført syrekatalysator slik det er beskrevet ovenfor.

I en ytterligere utførelse av den kombinerte prosessen vil man etter å ha dannet gelen i de høypermeable kanaler oppløse strømmngshindrende avsetninger i de lavpermeable porøse strukturer, hvoretter man utvinner olje fra den underjordiske formasjonen.

I en foretrukken utførelse av kombinasjonsprosessen vil det tverrbindende katalyserende stoffet være en forsinkende katalysator så som ester, som langsomt vil hydro-lysere etter hvert som det beveger seg ut fra brønnhullet og inn i formasjonen. Este-ren velges slik at den langsomt vil danne svakt organiske syrer, etterhvert som den trenger inn i formasjonen. I denne utførelsen vil den svake organiske syren også reagere med strømingshindrende avsetninger i de lavpermeable kanalene. Kombinasjonen av å velge et tverrbindende katalyserende stoff som gjør at den geldannende sammensetningen langsomt geldanner seg slik at man får en tiltetting i dybden av de høyper-meable kanalene samtidig som man får en dybdesurgjøring av de lavpermeable kanalene er en spesielt fordelaktig kombinasjon. Denne utførelsen har den fordel fremfor mange tidligere kjente fremgangsmåter, at bare to sammensetninger inngår, nemlig den geldannende sammensetningen og den tverrbindbare katalyserende forbindelsen som også tjener som surgjøringsforbindelsen. De to stoffene eller sammensetningene kan blandes på forhånd eller injiseres samtidig eller injiseres i alternerende plugger i formasjonen. Hvis de injiseres separat men samtidig i formasjon, så kan man avslutte injeksjonen etter at den høypermeable sonen er tiltettet mens man fortsetter injeksjonen av det surgjørende stoffet. Fordelen ved ikke å ha flere forskjellige sammensetninger å pumpe inn i brønnen eller å måtte forblande sarnmensetninger på forskjellige tidspunkter, gjør at denne fremgangsmåten er meget lett å bruke for å få en forbedret oljeutvinning. Idet man bare har to sammemetriinger for injeksjon, reduserer også i høyere grad sjansene for at det oppstår feil. Denne fremgangsmåten er spesielt verdifull på slike steder hvor det kan være vanskelig å tilveiebringe forskjellige sammensetninger og dessuten mangler separate lagringstanker. For eksempel vil bore-steder i jungelen være meget vanskelig å drive fordi en generell mangel på utstyr gjør at komplekse prosesser lett får store forsinkelser på grunn av relativt små problemer. Det er således et behov for en relativt enkel fremgangsmåte for å få en forbedret oljeutvinning. I alle disse utførelsene er det dessuten en ytterligere fordel ved at man kan bruke saltlake fra formasjonen som en vannkilde for fremstilling av de blandinger som skal injiseres, og at gelene har høy stabilitet ved forhøyede temperaturer.

I ytterligere utførelser av de ovenfor angitte geler og fremgangsmåter vil det vann som brukes for gelen ha en hardhet på minst 1.000 ppm. I en annen utførelse vil vannet ha en hardhet på minst 3.000 ppm eller 4.000 ppm, eller høyere. I andre utfør-elser av de ovenfor angitte geler vil det vann som brukes for fremstilling av gelen ha et innhold av totalt oppløste faste stoffer på minst 30.000 ppm. I en annen utførelse vil slikt vann ha et innhold av totalt oppløste faste stoffer på minst 80.000 ppm.

I utførelsen av foreliggende oppfinnelse vil de forskjellige aldehyder tverrbindes med polyvinylalkoholen eller polyvinylalkohol-kopolymeren, gjennom dannelse av acetaler. Man har funnet at geler fremstilt på denne måten er forenelig med hardheten i det vannet som brukes for deres fremstilling eller som de eksponeres ovenfor. Disse geler er også mer stabile ved høye tempearturer enn polyakrylamidbaserte geler eller geler fremstilt fra biopolymerer eller polyvinylalkohol geldannet med andre tverrbin-dingsmidler så som borater.

På grunn av tilpasningsevnen og foreneligheten av disse geler ovenfor en vannhardhet eller et innhold av totalt oppløste faste stoffer som nevnt ovenfor, så kan disse geler fremstilles ved å bruke formasjonsvann, brakkvann, sjøvann eller enhver annen hen-dig vannkilde som måtte være for hånden. Fordi vann utgjør vektmessig den største komponenten i de ovenfor angitte geler, så vil man oppnå en vesentlig økonomisk fordel ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte hvor man kan fremstille geler ved hjelp av det billigste tilgjengelige vann. Oppfinnelsen ved foreliggende oppfinnelse er imidlertid ikke bare begrenset til økonomiske fordeler, fordi foreliggende geler også gir vesentlige tekniske fordeler fremfor andre geler. For eksempel så vil mange geler under bruk komme i kontakt med eller bli infusert eller blandet med sterkt forurenset vann før gelmassen når sitt geldannélsespunkt. Når denne blandingen eller infusjonen av forurenset vann skjer i mange andre geldannende væsker, så vil geldannelsen kunne gå tapt eller bli så sterkt skadet i disse andre gelene, slik at gelen ikke blir effektiv for sitt påtenkte formål.

På grunn av sin stabilitet ved forhøyede temperaturer vil de ovenfor angitte geler ifølge foreliggende oppfinnelse brukes og fremstilles i formasjoner hvor man har en midlere in situ temperatur på 80°C eller høyere, og for visse utførelser hvor nevnte temperatur er 125°C eller høyere.

De ovenfor angitte fremgangsmåter for fremstilling av en gel in situ i underjordiske formasjoner kan anvendes og brukes med geler ifølge foreliggende oppfinnelse.

Prinsippene i foreliggende oppfinnelse kan brukes når den underjordiske vannførende sone ligger under den underjordiske hydrokarbonproduserende sonen, eller hvor den underjordiske vannførende sonen omgir den underjordiske hydrokarbonproduserende sonen, eller hvor i det minste en del av den underjordiske vannførende sonen faller sammen med i det minste en del av den underjordiske hydrokarbonproduserende sonen.

I en utførelse av foreliggende oppfinelse som direkte angår en vannfyllingsoperasjon, så er det ofte ønskelig å kunne behandle vanninjeksjonsbrønnene med en polymergeldannende oppløsning for å kotrollere vannstrømprofilen. I denne utførelse vil en slik behandling hindre en vannlekkasje i injeksjonsbrønnen. Fremgangsmåten vil også kunne brukes for å kontrollere og/eller dirigere vannstrømmen gjennom områder med forskjellig permeabilitet. Ettersom polymeren i denne utførelsen blir injisert som en relativt lavviskøs vandig fase, så vil den fortrinnsvis trenge inn i de områder som har høyeste permeabilitet overfor vann. Etter at det er dannet seg en gel i disse høyper-meable områdene så vil slike områder bli omdannet til lavpermeable områder slik at man får en ytterligere retardert vannstrøm i områdene, hvoretter man ved ytterligere vanninjeksjon får en vanntilførsel til de tidligere utilgjengelige områdene av formasjonen som vanligvis har relativt lav permeabilitet. Ved å dirigere vannstrømmen til slike tidligere utilgjengelige områder vil kan kunne utvinne flere hydrokarboner enn det som ville være mulig i fravær av en slik polymerbehandling.

Geler ifølge foreliggende oppfinnelse har forbedret motstand mot varmenedbrytning og mere stabile i hardt vann. Disse egenskapene gjør at disse gelene er spesielt godt egnet for anvendelse på oljefelter f.eks for vannmobilitetsregulering. Disse gelene kan med fordel også brukes i andre miljøer, f.eks ved konstruksjon av såkalte solare dammer hvor de kan brukes for å konsollidere løst jordsmonn og retardere eller stoppe en lekkasje av saltlake gjennom damgulvet, eller for å hindre konveksjons-strømmer av varmt vann fra lavere nivåer opp til nivåer ovenfor som inneholder kjø-ligere vann. For oljefeltsanvendelse kjenner man ingen andre geler som har den stabilitet og holdbarhet som de foreliggende geler, spesielt i varme reservoarer som har høyt innhold av karbonat eller leire.

Det er følgelig en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en metode for å regulere væskebevegelsen i oljebrønner og underjordiske formasjoner, da spesielt i formasjoner med temperaturer på 80°C eller høyere, eller hvor det foreligger saltvann eller meget hardt vann.

En annen hensikt ved oppfinnelsen er å tilveiebringe et middel for å fortykke et gelvann med en billig polymer for andre oljefeltformål, slik som fraktureringsfluider for sekundær og tertiær oljeutvinning. Det er også en hensikt ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en gel som kan fremstilles ved hjelp av hardt vann og vann som inneholder store mengder oppløste faste stoffer, f.eks sjøvann og det formasjonsvann man ofte finner i undersjøiske hydrokarbonfelter.

En annen hensikt ved oppfinnelsen er å tilveiebringe en gel som er stabil ved høye temperaturer, og som er spesielt mer stabil enn andre geler ved slike temperaturer.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Figur 1 er et diagram som angir prosent av opprinnelig permeabilitet på sandstein-kjerner etter at de er behandlet ifølge foreliggende oppfinnelse. Figur 2 er et diagram som viser statiske geltider som en funksjon av glutaraldehydkonsentrasjonen i en geldannende sammensetning fremstilt ved hjelp av syntetisk saltvann. Figur 3 er et diagram av statiske geltider som en funksjon av den opprinnelige pH på en geldannende sammensetning fremstilt med naturlig buffret oljereservoar-saltvann. Figur 4 er et diagram av statiske geltider som en funksjon glutaraldehydkonsenta-sjonen i en geldannende sammensetning fremstilt med naturlig bufret oljereservoar-saltvann. Figur 5 er et diagram av den dynamiske geltiden som en funksjon av glutaraldehydkonsentrasjonen i en geldannende sammensetning fremstilt med naturlig bufret olje-reservoarsaltlake eller vann. Figur 6 er et diagram av pH i et naturlig bufret oljereservoarsaltvann inneholdende visse konsentrasjoner av glutaraldehyd som en funksjon av tiden. Figur 7 er et diagram av en gelkvalitetsskala for bedømmelse av geldannelsen på den geldannende sammensetningen som er referert til på figur 8. Figur 8 er et diagram av en gelkvalitet for et polyvmylalkohol-glutaraldehyd-salt-vannssystem som viser effekten av å forvarme den geldannende sammemetningen under geldannelsen.

BESKRIVELSE AV DE FORETRUKNE UTFØRELSER

En oljebrønn som har større vannproduksjon enn det som er ønskelig, kan behandles ved at man injiserer en polyvinylalkoholoppløsning inneholdende fra 1 til 50.000 ppm polyvinylalkohol med en midlere molekylvekt på 100.000 eller høyere. Dette følges av at man injiserer et tverrbindingsmiddel så som glykosal med en syrekatalysator. Polymeren vil tverrbindes og geldanne seg in situ i et tidsrom som varierer fra et tidsrom på et par timer til flere døgn avhengig blant annet av temperatur og mengden av syrekatalysatoren. De følgende eksempler viser hvorledes man kan fremstille enkelte geler ifølge foreliggende oppfinnelse, og hvorledes slike geler er effektive for å redusere permeabiliteten i sansteinmaterialet med hensyn til strømmen av saltvann eller saltlake.

EKSEMPLER

De følgende eksempler beskriver de fremgangsmåter man kan bruke for å geldanne polyvinylalkohol (PA) oppløsninger ved å bruke melonaldehydbisdimetylacetal som tverrbindingsmiddel og svovelsyre eller eddiksyre som katalysator. I dette eksempel og alle senere eksempler brukte man en konsentrasjon på 2,5 vekt-% PA i alle vann eller saltvann, og man fremstilte en forrådsoppløsning ved at man først langsomt tilsatte en passende utmålt mengde tørt PA pulver til vannet ved romtemperatur og under omrøring langsomt hevet temperaturen til 100°C i et varmebad. Man fikk en klar homogen oppløsning etter 30 minutter ved 100°C, hvoretter man lot oppløsnin-gen avkjøles til romtemperatur. Polyvinylalkoholen (hvis intet annet er angitt) var en 98 % hydrolysen polyvinylalkohol med en molekylvekt på 126.000 (Aldrich Chemi-cal Co.) eller Elvanol HV 99 % hydrolysen polyvinylalkohol (DuPont).

Med hensyn til saltlake A refereres det her til en syntetisk saltlake som er fremstilt ved å tilsette de følgende saltmengder til deionisert vann og justere volumet til 1 liter:

Slik det brukes her, refererer saltlake B seg til en syntetisk saltlake som var fremstilt ved å tilsette følgende saltmengder til deionisert vann og justere volumet til 1 liter:

Med hensyn til saltlake C så refererer dette seg til en syntetisk saltlake fremstilt ved å tilsette de følgende saltmengder til deionisert vann og justere volumet til 1 liter:

EKSEMPEL 1

0,01 milliliter (0,01 ml) malonaldehydbisdimetylacetal ble tilsatt 5 ml av en 2,5 vekt-% oppløsning av PA i deionisert vann. Denne oppløsningen ble surgjort ved å tilsette 0,05 ml konsentrert H2SO4. Etter 3,25 timer ved romtemperatur hadde oppløsningen geldannet seg til et uklart hvitt fast stoff. Etter 4 timer begynte en mindre vannmengde å skille seg ut fra gelen.

EKSEMPEL 2

0,01 ml malonaldehydbisdimetylacetal ble tilsatt 5 ml av en 2,5 vekt-% PA i deionisert vann. Oppløsningen ble surgjort ved å tilsette 0,05 ml eddiksyre. Prøven ble holdt i et lukket glasskår ved 95 °C. Etter 1 3/4 time ved romtemperatur hadde det dannet seg en blekhvit gel.

EKSEMPEL 3

Dette eksempel illustrerer effekten på gelstabiliteten ved å nøytralisere syrekatalysa-

toren etter at gelen er dannet.

To prøverør ble hver tilsatt 5 ml 2,5 vekt-% PA i deionisert vann. Til hvert av rørene ble det tilsatt 0,005 ml malonaldehydbisdimetylacetal og 0,05 ml 1,8 M svovelsyre. Rørene ble så lukket og plassert i en ovn ved 95 °C. Etter 1 time ble ett av rørene tatt ut av ovnen og behandlet med 48 mg NaHC03 i 2 ml vann i 16 timer, hvoretter oppløsningen ble hellet av og den gjenværende klare gelen ble vasket med tre 5 ml porsjoner av deionisert vann. Gelen bel så satt inn i ovnen igjen. Etter 1 uke ved 95°C var den gelen som var behandlet med NaHCC>3 klar. Den prøven som ikke var behandlet med NaHCC«3 ble uklar i løpet av 24 timer og brøt sammen i løpet av 1 uke.

EKSEMPLENE 4 - 8

Geldannelse av polyvinylalkohol med glutaraldehyd.

Man fikk fremstilt en lageroppløsning av 2,5 vekt-% polyvinylalkohol i saltlake A. 20 ml av denne oppløsningen ble tilsatt 0,5 ml eddiksyre, og 0,02 ml av en 25 vekt-% oppløsning av glutaraldehyd i vann. pH ble så justert til den ønskede verdi med natri-umacetatoppløsning (0,344 g NaC^H^C^ • 3H.20 pr ml saltlake). Den resulterende oppløsningen ble blandet og plassert i et lukket kar ved konstant temperaturbad på 80 °C. Gelpunktet som er karakterisert ved rask økning i viskositeten, ble bestemt ved å følge viskositeten ved help av et Brookfield Viskosimeter eller notere seg visuelt motstand mot omrøring ved hjelp av en magnetisk rørestav. Hver prøve i eksemplene 4 til 8 ble utført ved 80°C. Testparametrene og geltider er vist i tabell 1.

EKSEMPLENE 9 -11

Eksemplene 9 til 11 viser effekten av temperaturen på geltidene.

Man fremstilte en forrådsoppløsning av 2,5 vekt-% PA i syntetisk saltlake A. 20 ml

av denne oppløsningen ble tilsatt 9,5 ml eddiksyre, 0,04 ml malonaldehydbisdimetylacetal, og tilstrekkelig av en natriumacetatoppløsning (0,344 g NaC2H3C>2 • 3H20 pr 1 ml saltlake A) til at oppløsningen fikk en pH på 2,9. Oppløsningen ble så plassert i

et lukket rør ved konstant temperaturbad ved temperaturer som er vist i tabell 2. Geltidene ble bestemt i eksemplene 4 til 8.

Eksemplene 12 til 18 illustrerer bruken av en forsinkende syrekatalysator.

EKSEMPEL 12

En blanding av 20 ml 2,5 vekt-% PA i saltlake A, 0,005 ml glutaraldehyd og 79 ml

ZnCl2 i 1 ml saltlake A ble plassert i lukket rør og holdt ved 82°C. Etter 21 timer var oppløsningen ikke geldannet. Man tilsatte så ytterligere 30 mg ZnCl2- Etter 141 timer ved 42°C hadde det dannet seg en halvstiv gel. Liknende eksperimenter ble utført ved å bruke 0,5 %, 1 % og 2 % ZnCl2, og 2,5 % PA i sjøvann dannet ikke geler etter

350 timer ved 82 °C.

EKSEMPLENE 13 TIL 16

I eksemplene 13 til 16 ble prøvene fremstilt med et totalt volum på 20 ml ved at man brukte de følgende vekt-% konsentrasjoner.

KONSENTRASJON ( vekt -%)

Etter 5 timer ved 82°C var oppløsningen ikke synlig fortykket. Etter 21 timer var de prøver som var fremstilt under saltlake B geldannet. Prøvene med vanlig ferskvann tok noe lenger tid å danne, og var ikke så stive som de som var fremstilt med saltlake

B.

EKSEMPLENE 17 OG 18

10 ml av en oppløsning av 2,5 vekt-% PA i saltlake B ble tilsatt 0,007 ml (0,075 vekt-% av den totale blandingen) av glutaraldehyd og 0,015 ml (0,18 vekt-% av den totale blandingen) av glyserolmonoacetat. Det ble fremstilt en annen oppløsning ved å bruke 0,015 ml glyseroldiacetat i stedet for glyserolmonoacetat. Oppløsningene ble holdt i 82 °C. Etter 20 timer var ingen observerbare forandinger. Etter 25 timer var det dannet meget myke flytende geler i begge rørene. Etter 92 timer var det begge steder dannet stive elastiske geler og noe vann var utskilt.

EKSEMPLENE 19 OG 20

Disse eksemplene viser bruken av polyvinylalkoholgeler for å redusere permeabiliteten av saltvann eller saltlake i porøse media.

KJERNEPRØVE-FREMSTILLINGSMETODE

En sandstenkjerne med en lengde på ca 7,6 cm og 3,8 cm diameter ble først mettet med saltlake og så plassert i en kjerneholder som er lik de kommersielt tilgjengelige kjerneholdere som selges av Core Laboratories, Inc. i Dallas, Texas. Slike kjerneholdere har en tett tilpasset ekspanderbar hylse som kan strekkes utover hele sylinder-lengden på kjernen og utover endene på kjernen. Hylsen brukes for å teste og montere kjernen i kjerneholdeapparatet. Kjerneholderen ble så plassert i en ovn, ekvilibrert til den ønskede prøvetemperatur og forbundet med et system som gjør at man kan føre en geldannende væske inn i kjernens porer. Trykkfallet over kjernelengden ble målt under behandlingen med den geldannende væsken.

For å simulere en formasjon hvor oljen er blitt forskjøvet ved hjelp av vann, f.eks av den typen man finner i underjordiske oljeproduserende formasjoner, så ble kjernen etter ekvilibrering til prøvetemperaturen infusert med paraffin og deretter med saltlake for å stimulere det miljø man finner i en slik underjordisk formasjon. Saltlaken og prøvetemperaturen bør velges slik at man i best grad simulerer de spesielle betingelser man finner i den formasjonen man ønsker å prøve. Behandlingen av kjernen på denne måten vil i det etterfølgende bli betegnet som "residual-oljeformasjonssimulering".

Når man hadde utført nevnte residual-oljeformasjonssimulering på kjernen ble dens permeabilitet overfor saltlake bestemt ved å bruke Darcys lov ved å måle trykkfallet og kjernelengden for forskjellige gjennomstrømningshastigheter av saltalke. Bereg-ningene ble utført på følgende måte:

K er permeabiliteten på kjernen i millidarcier,

1 er kjernelengden i kjernen i cm,

u er saltlakens viskositet i centipoise (cp),

q er gjermomstrømningshastigheten av saltlake i cm<3>/sek,

p er trykkfallet over kjernelengden i atmosfærer, og

A er kjernens tverrsnitt i cm<2>.

Etter at prøvegelen hadde dannet seg i porene i selve kjernen, var dens permeabilitet i vesentlige krad redusert. Dette fremgikk av et økende trykkfall over kjernen i forhold til det som var før geldannelse. Ved å bruke Darcys likning kan den nye permeabiliteten uttrykke som en prosent av den opprinnelige permeabiliteten på følgende måte, hvor av opprinnelig permeabilitet,

Kt er permeabiliteten på tidspunkt t etter geldannelsen, og

Kq er den opprinnelige permeabiliteten.

Varigheten av gelens effektivitet som her betegnes som dens stabilitet, kan følges ved å bestemme K^ som en funksjon av tiden. Under prøvingen ble kjernen hele tiden holdt på den samme temperaturen.

For å hindre at gelen tettet hele apparatet, pumpet man først inn i kjernen en ikke-geldannende sammensetning fulgt av prøvesarnmensetningen som så ble fulgt av mindre mengde av en ikke-geldannende sammensetning. Ettersom en slik væske strømmer gjennom kjernen som en enhetlig fylling, ble væskemengdene regulert slik at den gel-dannende væsken bare ble inne i kjernen, mens den ikke-geldannende sanmiensetningen forble i apparatet på hver side av kjernen.

Eksemplene 19 og 20 viser den virkelige reduksjon av permeabiliteten etter at man hadde blandet en PVA-aldehydgel i porene i sandsteinkjernene.

EKSEMPEL 19, geldannelse ved 127°C

Etter ekvilibrering til 127°C ble en Berea santsteinskjerne med en lengde på 7,6 cm og en diameter på 3,8 cm behandlet for residual-oljeformasjonssimulering ved å bruke saltlake C, som beskrevet ovenfor. En porsjon geldannende væske som tilsvarer 0,70 % av porevolumet (14,9 cm<3>) ble infusert inn i kjernen og så fulgt av 0,20 % porevolum (4,3 cm3) av saltlake C. På denne måten ble den geldannende væsken plassert i den sentrale delen av kjernen, mens hver ende av kjernen (ca 0,10 % av porevolumet i en ende, og ca 0,20 % av porevolumet i den andre enden av kjernen) i alt vesentlig var fri for geldannende væske. Strømmen ble stoppet i 4 timer og man lot gelen danne seg i porene. Deretter ble en periodevis infusering med saltlake C utført over de neste 50 døgnene for å bestemme permeabiliteten på den således "geldannende" kjernen i forhold til saltlake C. Resultatene er gitt i tabell 3 og vist på figur 1 hvor kjernens permeabilitet er uttrykt som prosent av den opprinnelige kjernepermeabiliteten som en funksjon av tiden.

I dette eksemplet ble den geldannende væsken fremstilt ved å blande 100 cm3 2,5 vekt-% polyvinylalkohol i saltlake C, tilsette 1 cm<3> iseddik, 0,365 g natriumacetattri-hydrat og 0,20 ml malonaldehydbisdimetylacetal. pH på den geldannende væsken etter blandingen var 3,4.

EKSEMPEL 20, geldannelse ved 82°C

En annen Berea sandsteinkjerne ble ekvilibrert til 82°C og behandlet for residual-olje-formasjonsdannelse ved å bruke saltlake B som beskrevet ovenfor. En porsjon av den geldannende væsken tilsvarende 0,75 porevolum (13,7 ml) ble infusert i kjernens porer. Den geldannende væsken ble så presset inn i kjernen med en forskyvning med 7,0 ml 2,5 % polyvinylalkohol. Strømmen ble stoppet etter 3 timer og hvoretter man lot gelen danne seg. Deretter utførte man en periodevis saltlakeinfusjon over de neste 3 månedene for å bestemme permeabiliteten på den således "geldannende" kjernen overfor saltlake B.

Den geldannende væsken i dette eksemplet ble fremstilt ved å blande 100 ml 2,5 vekt-% polyvinylalkohol i saltlake B og 0,125 ml 25 % vandig glutaraldehyd hovretter man justerte pH til 2,7 med 0,8 ml iseddik. Resultatene av dette eksperiment er vist i tabell 4 og vist på figur 1.

FORETRUKNE UTFØRELSER UTFØRT MED STERKT SUR pH

En oljebrønn med en midlere in situ temperatur på 80°C eller høyere og hvor man dessuten hadde en for stor vannproduksjon, ble behandlet ved injisering av en polyvinylalkohol-glutaraldehyd-saltlakeblanding inn i borehullet og derfra inn i reservoaret. Blandingen inneholdt ca 2,5 % polyvinylalkohol med en midlere molekylvekt på 126.000 eller høyere, ca 2 % glutaraldehyd mens resten var 95,5 % saltlake med et totalt innhold av faste oppløste stoffer på ca 50.000 ppm og en hardhet på ca 5.000 ppm. Polymeren vil tverrbinde seg og gel vil blande seg i løpet av et tidsrom som varierer fra flere timer til flere døgn avhengig blant annet av den midlere in situ temperaturen. De følgende eksempler viser hvorledes enkelte geler ifølge foreliggende oppfinnelse kan fremstilles og hvorledes slike geler er effektive for å redusere permeabiliteten i sandsteinsmatérialer overfor strømmen av saltlaker eller saltvann.

EKSEMPEL 21

De følgende data som er angitt i tabellform i tabell 5 viser at geler kan fremstilles fra geldannende sammensetninger som i alt vesentlig er frie for syrekatalysatorer eller tverrbindingskatalysatorer ved å øke konsentrasjonen av glutaraldehyd i minst 0,15 %. Man kunne observere geltider på fra 24 til 48 timer. Disse forlengede geltider gjør at den geldannende sammensetningen kan trenge dypt inn i reservoaret slik at man kan tette høypermeable væskestrømkanaler i den avstand som er større enn 8 m fra borehullet. De observerte geltider kan imidlertid i virkeligheten indikere at en slik væske-strøm i ikke-produktive kanaler kan retarderes i avstander på 15 eller 30 m eller mer fra borehullet.

Tabell 5

De følgende prøver ble utført i ampuller. I alle prøver var polyvinylalkoholkonsen-trasjonen i den geldannende sammensetningen 2,5 %. Den midlere molekylvekten på polyvinylalkoholen var angitt av fabrikken til å være 126.000.

Det totale innhold av faste stoffer i det syntetiske saltvannet var 1,82 %.

Disse data viser at en gel kan fremstilles fra de geldannende sammensetninger som inneholder høyere glutaraldehydkonsentrasjoner uten å tilsette en syrekatalysator. De ovennevnte data viser at selv svakt basiske blandinger kan omdannes til svakt sure blandinger uten å tilsette en syrekatalysator til den geldannende blandingen. Omdan-nelsen av sammensetninger fra basisk til nøytral antar man skyldes at en del av glutaraldehydet omdannes til sure forbindelser.

EKSEMPEL 22

Et rustfritt rør med en lengde på 90 cm og en diameter på 2,5 cm ble pakket med ren Wedron silisiumdioksydsand. Sandpakken ble fylt inntil den var mettet med en svakt bufret saltlake med en pH på 7,7. Man fremstilte en geldannende sammensetning med en konsentrasjon på 2,5 % polyvinylalkohol med en midlere molekylvekt på 126.000 og 1,0 % glutaraldehyd idet man brukte et svakt bufret saltvann eller saltlake som oppløsningsmiddel. Sandpakken og ledningene som førte til denne ble holdt på 93 °C i en ovn. Den geldannende sarmriensetningen ble ført inn i sandpakken og etter 13 timers gjennomstrømning gjennom sandpakken øket innløpstrykket raskt, noe som indikerte en geldannelse. Ved å ta fra hverandre røret og sanden fant man at sanden var stiv på grunn av gelen og hadde en viss strukturell styrke. Resultatene viser at et PVA-basert stoff kan tverrbindes med glutaraldehyd uten å tilsette en syrekatalysator ganske enkelt ved å omdanne en del av glutaraldehydet til en sur forbindelse direkte i den geldannende blandingen.

EKSEMPEL 23

En annen sandpakke ble fremstilt for prøver som beskrevet i eksempel 22 bortsett fra at man brukte knust Berea sandstein i steden for Wedron sand. Sandpakken ble fylt med den samme geldannende sammensetningen og på samme måte som beskrevet i eksempel 22. Man fant at geltiden var 30 timer.

EKSEMPEL 24

En tredje sandpakke ble fremstilt for prøving som angitt i eksempel 22, bortsett fra at man brukte en kunst stein fra W. Pico reservoaret med høyt leirinnhold i steden for Wedron sanden. Sandpakken ble fylt med den samme geldannende sammensetningen og på samme måte som angitt i eksempel 22. Geltiden var i dette tilfelle 55 timer.

Eksemplene 22, 23 og 24 viser at sandens kjemiske sammensetning har innvirkning på geltiden. Eksempel nr 24 viser videre at en gel kan fremstilles ved alkaliske bergarter med høyt leirinnhold fra en geldannende sammensetning som ikke inneholdt noen syrekatalysator bortsett fra de dekomponeringsprodukter av glutaraldehyd som måtte opptre, og at slike dekomponeringsprodukter blir fremstilt, in situ fra den gel-dannende sammensetningen direkte fra glutaraldehydet.

EKSEMPEL 25

Eksemplene 25 til 28 ble utført ved 93 °C. Figur 2 er et diagram som viser de statiske geltidene i ampuller som en funksjon av glutaraldehydkonsentrasjonen i den geldannende sammensetningen. Man brukte en syntetisk saltlake inneholdende 1,8 % NaCl og 0,2 % CaCl2 ved fremstilling av den geldannende blandingen. Diagrammet viser at geldannelsen av blandinger av PVA-basert stoff, glutaraldehyd og saltlake skjer relativt raskt i ubuffret saltlake ved høye temperaturer. Med begrepet "ubufret saltlake" slik det brukes her, forstås en saltlake som er fri for bufre som ville motsette seg forandringer i pH i den geldannende sammensetningen, da spesielt de forandringer av pH-verdien med en enhet på 1 eller 2 eller mer. Diagrammet viser videre at geltiden kan nedsettes ved å øke konsentrasjonen av glutaraldehyd i sammensetningen uten at det er nødvendig å tilsette en syrekatalysator.

EKSEMPEL 26

Figur 3 er et diagram av den statiske geltiden i ampuller som en funksjon av den opprinnelige pH på den geldannende sammensetningen, og hvor sistnevnte er fremstilt ved å bruke naturlig bufret saltlake fra W. Pico feltet som har et høyt leireinnhold. Med begrepet "naturlig bufret saltlake" forstås en saltlake som inneholder vesentlige mengder bufre som vil motsette seg forandringer av pH på den geldannende sammensetningen når den fremstilles ved hjelp av en slik saltlake. Et eksempel på en naturlig bufret saltlake er reservoarsaltlaken fra W. Pico oljereservoaret som krever relativt store mengder av syre for å senke pH-verdien da spesielt med ett eller to eller flere enheter. Betegnelsen 0,5 og 1,0 %-kurvene representerer opprinnelige glutaraldehydkonsentrasjoner på 1 og 1,0 % henholdsvis. Diagrammet viser at ved å nedsette den opprinelige pH-verdien på saltlaken som brukes for å fremstille den geldannende blandingen, vil nedsette den statiske geltiden.

EKSEMPEL 27

Figur 4 er et diagram som viser den statiske geltiden i ampuller som en funksjon av glutaraldehydkonsentrasjonen i en geldannende sammensetning som er fremstilt ved å bruke naturlig bufret W. Pico felt saltlake som var behandlet med saltsyre for å senke dens pH til 6,0. Resultatene kan sammenlignes med figur 2, og viser da at bufrings-virksomheten av W. Pico saltlaken øker geltiden.

EKSEMPEL 28

Figur 5 er et diagram av de dynamiske geltider i sandpakker som en funksjon av glu-raladehydkonsentrasjonen i en geldannende sarnmensetning fremstilt ved å bruke naturlig buffret W. Pico saltlake som var behandlet med saltsyre for å senke dets pH til 6,0. Sandpakken besto av en alkalisk knust W. Pico stein med leireinnhold. De forlengede datapunktene indikerer spredningen av data man får i slike strømningssys-temer. Prøvene ble utført på samme måte som beskrevet i eksempel 23. Ved sam-menligning med figur 4 viser det seg at geltiden i sandpakker vanligvis er lenger enn det man finner i ampuller.

De geldannende sammensetninger som ble brukt ved eksemplene 24 til 28 hadde en konsentrasjon på 2,5 % polyvinylalkohol hvor sistnevnte hadde en molekylvekt på ca 126.000 og temperaturen var 93°C under prøvene.

EKSEMPEL 29

Figur 6 er et diagram av pH på en naturlig buffret W. Pico saltlake som en funksjon av tiden for tre opprinnelige glutaraldehydkonsentrasjoner. Den naturlig buffrede saltlaken ble behandlet med saltsyre for å senke dens pH til mellom 6,6 og 6,9 før til-setningen av glutaraldehydet. De oppnådde data viser at pH på saltlaken gradvis synker med tiden. Dette fenomenet skyldes at glutaraldehydet i saltlaken dekompo-nerer til sure produkter. Dataene indikerer at saltlaken blir svakt sur med en pH fra 5,5 til 6,5 avhengig av den opprinnelige glutaraldehydkonsentrasjonen.

EKSEMPEL 30

Et felt med høyt leireinnhold og med en midlere formasjonstemperatur på 90°C ble behandlet ved vannfyIling ved hjelp av reservoarinjisert vann (RIW) eller en reservoar saltlake som er naturlig buffret, og som har en naturlig pH på 7,7. Man besluttet å behandle feltet ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte for å bedre effekten av vannfyllingen. Følgelig ble 130 m3 PJW behandlet med en 12 % HC1 vandig oppløs-ning for å senke dens pH til 6,0. Det behandlede vannet ble tilsatt en mengde polyvinylalkohol med en midlere molekylvekt på ca 126.000, hvor man fikk en konsentrasjon på 2,5 %. Blandingen av saltlake og polymer ble oppvarmet i en tank til 90°C og lagret i en isolert tank i minst 3/4 time for fullstendig å oppløse polymeren. Like før man startet injeksjonen tilsatte man en mengde av en 50 % glutaraldehydvandig oppløsning (kommersiell kvalitet) til blandingen av polymeren og vannet, hvorved man fikk en konsentrasjon på 2,0 % av glutaraldehydet, og dette ga en geldannende sanimensetning. Behandlingen gitt ut på at alle de 130 m<3> av den geldannende sammensetningen ble injisert inn i brønnen over en 10 timers periode. I det minste i en nærliggende produksjonsbrønn forventet man at ved gjenopptak av vannfyllingen så ville vannproduksjonen bli redusert med ca 30 % og oljeproduksjonen øke med minst ca 30 % ca 1 måned etter at behandlingen var ferdig, sammenlignet med produksjonen før behandlingen.

EKSEMPEL 31

Man behandlet et oljefelt med en midlere formasjonstemperatur på ca 130°C ved hjelp av vannfyIling ved at man brukte reservoarinjisert vann (RIW) eller reservoarsaltlake med en pH på 6,3. Man besluttet å behandle feltet ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte. 160 m3 (PJW) ble tilsatt en mengde polyvinylalkohol med midlere molekylvekt på 126.000 til man fikk en konsentrasjon på 2,5 %. Blandingen av saltlake og polymer ble oppvarmet til 90°C og lagret i en isolert tank i minst 45 minutter for å få en fullstendig oppløsning av polymeren. Like før injeksjon tilsatte man en mengde av en 50 % glutaraldehydvandig oppløsning (kommersiell kvalitet) til blandingen, slik at man fikk en konsentrasjon på 2,0 % glutaraldehyd i den geldannende sammensetningen. Med behandlingen ble alle de 160 m3 av sammensetningen injisert i løpet av 24 timer. I minst nærliggende produksjonsbrønn ventet man at ved gjenopptak av vannfyllingen så ville vannproduksjonen bli redusert med ca 30 % mens oljeproduksjonen ville øke med minst ca 30 %, ca 1 måned etter at behandlingen var ferdig, sammenlignet med produksjon før behandling.

FORETRUKNE UTFØRELSER FOR Å RETARDERE STRØMMEN AV KARBONDIOKSYD

EKSEMPEL 32

En oljebrønn med en midlere in situ temperatur på 65°C eller høyere, og med høy permeabilitet overfor karbondioksyd hvor man hadde opplevet store tap av karbondioksyd til ikke-produktive deler av reservoaret, ble behandlet ved at man injiserte en blanding av polyvinylalkohol, glutaraldehyd og vann i brønnhullet og derfra inn i reservoaret. Blandingen inneholdt ca 2,5 % polyvinylalkohol med en midlere molekylvekt på 125.000 eller høyere, ca 0,1 % glutaraldehyd mens resten har en saltlake med totalt oppløste faste stoffer på ca 50.000 ppm og en hardhet på ca 5.000 ppm. Polymeren tverrbinder seg til en gel in situ i løpet av et tidsrom som varierer fra et par timer til flere døgn avhengig av blant annet av den midlere in situ temperaturen. De følgende eksempler viser at geler ifølge foreliggende

oppfinnelse kan undersøkes og brukes for å redusere permeabiliteten på sandsteins-materialer og for karbondioksyd og/eller karbonsyre.

EKSEMPEL 33

Dette eksempel viser hvorledes man kan bestemme en passende geldannende sammensetning for et reservoar hvor man har karbondioksyd-lekkasje gjennom en karbondioksyd-fyllingsoperasjon. Man bruker fortrinnsvis en reservoar-saltlake for å fremstille den geldannende sammensetningen, men hvis det er ønskelig, kan man selvsagt også bruke en syntetisk saltlake som simulerer reservoarets saltlake. En brukbar sammensetning for en simulert saltlake er 4,5% NaCl, 0,4% CaCl2 og 0,1% MgCl2. Den geldannende sammensetningen fremstilles ved åtilsette ca. 2,5% polyvinylalkohol med en midlere molekylvekt på ca 125.000 til saltlaken og holde blandingen i 45 minutter på 95 °C for å få en fullstendig polymer-oppløsning. Blandingen kan så avkjøles til romtemperatur. Like før injeksjon tilsetter man ca 0,1% glutaraldehyd for derved å få fremstilt en geldannende sammensetning.

En høytrykkskjerneholder med en lengde på 60 cm og en indre diameter på 5 cm ble pakket med knust reservoarstein for fremstilling av en pakket prøvekjerne som så ble mettet med saltlake og oppvarmet til 70°C. Saltlaken ble pumpet gjennom kjerne-prøven med en hastighet på en ca 30 cm pr døgn, og man målte trykkfallet over prø-ven. Man pumpet så mineralolje med en viskositet på 10 centipoise (10 cp) ved 25 °C gjennom prøven med en hastighet på ca 30 cm pr døgn inntil man ikke fikk ut mer saltlake. Mer saltlake ble så pumpet gjennom prøven i en hastighet på 30 cm pr døgn inntil man fikk ut mer mineralolje, hvoretter man målte trykkfallet. Saltlake mettet med karbondioksyd ble så pumpet gjennom prøven i en hastighet på 30 cm pr døgn og man bestemte igjen trykkfallet. Deretter pumpet man nylig fremstilt geldannende sammensetning inn i prøven i en hastighet på 30 cm pr døgn samtidig som man fortsatte strømmen av karbondioksyd-mettet saltlake, og man målte trykkfallet. Gelpunktet skjer når trykkfallet øker meget raskt.

EKSEMPEL 34

En produksjonsbrønn med midlere formasjonstemperatur på over 65 °C ble behandlet ved å føre brønnrøret ned i gjennom brønnen til formasjonsdybden. Som en forsiktig-hetsregel ble ca 16 m3 formasjonssaltlake injisert inn i reservoaret for eventuelt å for-skyve saltlake hvor det måtte være absorbert vesentlige mengder karbondioksyd som kunne virke som et tverrbindende katalyserende stoff. Ca 160 m3 av den ovenfor angitte geldannende sammensetningen ble injisert gjennom brønnrøret og inn i formasjonen eller alternativt ble den geldannende sammensetningen injisert inntil pumpe-trykket øket meget raskt. Dette trinn ble så fulgt ved at man injiserte ytterligere formasjonssaltlake inn i reservoaret for å skyve den geldannende sammensetningen dypere inn i formasjonen. Brønnen ble så lukket i ca 48 timer hvoretter produksjonen ble stanset igjen. Produksjonen før behandling var 10 m3 plje pr døgn og 50 m3 vann pr døgn, men dette vil etter 1 måned etter behandlingen med den geldannende sammensetningen gi en produksjon på ca 20 m3 olje og 20 m3 vann pr døgn.

I alle de ovenfor angitte eksemplene for å retardere strømmen av karbondioksyd er det underforstått at den geldannende sammensetningen ikke vil danne en gel før den kommer i kontakt med en saltlake hvor det er absorbert vesentlige mengder karbondi oksyd. Man kan således av systemet eliminere effektive mengder av sure katalyserende stoffer som skulle fremme en tverrbinding av polymeren og aldehydet.

Gelene, fremgangsmåte for fremstilling av gelene og fremgangsmåtene for å retardere strømmen av karbondioksyd og/eller karbonsyre har en viss grad av fleksibilitet. Hvis for eksempel det miljøet hvor gelene skal brukes har relativt høy temperatur, så kan geltiden senkes ved å bruke mindre mengder av aldehydet eller glutaraldehyd. På liknende måte hvis temperaturen er relativt lav, så kan geldannelsen gjøres raskere ved å bruke større mengder av aldehydet.

FORETRUKNE UTFØRELSER FOR Å REDUSERE DAMPTAP

Det er foretrukket å utføre strømningsprøver på kjerneprøver av knust stein fra reservoaret for å sikre et geltidene ikke skiller seg naturlig fra det man finner i naturlige bergarter. Dette første eksempel viser en fremgangsmåte for å bestemme geltiden.

EKSEMPEL 35

Etter som man vanligvis bruker bløtt ferskvann for åfremstille den injiserte dampen, så bør man bruke samme vann for å fremstille den geldannende sammensetningen. Polyvinylalkohol med midlere molekylvekt på ca 125.000 ble tilsatt det bløtgjorte ferskvannet slik at man fikk en konsentrasjon på 10 %, hvoretter blandingen ble holdt på 95 °C i 3/4 time for fullstendig å oppløse polymeren. En høytrykkskjerneholder ble pakket med knust reservoarstein i en lengde på 60 cm og en diameter på 5 cm. Kjer-neprøven ble så mettet med et bløtt vann og holdt på 230°C for gjermomføring av strørnningsprøve. Damp ved 230°C ble injisert inn i prøven i en hastighet basert på vannekvivalens på 300 cm pr døgn, og man målte trykkfallet over prøven. Den gel-dannende sammensetningen ble fremstilt ved å blande 24 deler av den således fremstilte 10 % polymer-oppløsningen med 1 vektdel av en 50 % glutaraldehydoppløsning (komersiell kvalitet). Den geldannende sarnmensetningen ble injisert i en hastighet på 60 cm pr døgn samtidig med damp ved 230°C basert på en vannekvivalens som tilsvarer 180 cm pr døgn i prøven. Den geldannende sammensetningen var normalt sammensatt slik at man fikk en geltid på 3 timer ved 230°C. Variasjonen av geltiden fra den nominelle er en indikasjon på reservoarsteinens innflytelse på reaksjonshastig-heten.

EKSEMPEL 36

Etter at man har bestemt den optimale geldannende sammensetningen i den knuste reservoar steinen for en gitt dampkanaltemperatur og en ønsket geltid, så kan man ut-føre en behandling av en injeksjonsbrønn hvor man har store damptap med PVA-aldehydgelsystemer ifølge foreliggende oppfinnelse. For eksempel ble en injeksjons-brønn med et 15 m reservoarintervall hvor de øverste 1,5 m tok ca 90 % av den injiserte dampen og de øverste 3 m tok ca 100 % av dampen, og med en midlere intervallpermeabilitet på ca 500 millidarcies (500 md) og porøsitet på 25 %, behandlet med ca 130 m<3> pr døgn, basert på en vannekvivalens av injisert damp ved 230°C med et overflatetrykk på ca 50 kg pr cm<3>.

En vandig geldannende sanmiensetning fremstilt og sammensatt som beskrevet i eksempel 35, ble holdt på 95 °C og lagret i en isolert tank i ca 2 timer. Den geldannende sammensetningen ble så ført inn i en mengde på 30 m3 pr døgn til en blander som samtidig mottok 100 m3 damp basert på vannekvivalens. Den geldannende sammensetningen ble så ført inn i reservoaret ved hjelp av den injiserte dampen i løpet av en 12 timers periode, hvoretter den ble skjøvet inn i formasjonen med 100 cm3 pr døgn av damp basert på vannekvivalens inntil den bar fullstendig skjøvet ut av brønn-hullet og inn i reservoaret. Brønnen ble så lukket i ca 24 timer hvoretter dampinjeksjonen ble tatt opp igjen. Etter denne behandlingen er det å forvente at de øvre 300 cm av intervallet vil motta mindre enn 50 % av den injiserte dampen.

EKSEMPEL 37

En produksjonsbrønn 60 m fra en dampinjeksjonsbrønn i en dampfyllingsoperasjon, produserte damp og varmt vann som tilsvarte 80 cm3 pr døgn av vann og 10 cm3 pr døgn av olje. En produksjonsundersøkelse viste at de øvre 3 m av et 15 m intervall hadde betydelig damplekkasje. Temperaturen på dampen på produksjonspunktet i pro-duksjonsbrønnen var 125 °C mens den opprinnelige reservoartemperaturen var 50°C. Dampinjeksjonen hever den midlere væsketemperaturen nær brønnhullet til 90°C. Det ble så besluttet å behandle produksjonsbrønnen ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte. Følgelig ble 160 m3 geldannende sammensetning med en konsentrasjon på 2,5% polyvinylalkohol med en midlere molekylvekt på ca 125.000, og 0,1% glutaraldehyd med en pH på 5,5 fremstilt for injeksjon i produksjonsbrønnen.

Før injeksjonen av den geldannende sammensetningen ble produksjonsbrønnen lukket og man injiserte 60 m3 kaldt vann inn i produksjonsbrønnen i en mengde som tilsvarer 160 m3 vann pr døgn. Mesteparten av det kalde vannet vil trenge inn i dampkanalen i de øvrige 3 m av intervallet, mens ca 25 % av det kalde vannet går også inn i de nedre 12 m.

Den geldannende sammensetningen var sammensatt slik at man fikk en geldannelse i løpet av ca 30 timer ved 120°C, men ingen geldannelse i løpet av 7 døgn ved temperaturer på maksimalt 80°C. Den geldannende sammensetningen ble injisert over en 24 timers periode og brønnen ble lukket i 24 timer. I denne perioden vil den geldannende sammensetningen bare danne en gel i høytemperatur-dampkanalene. Brønnen ble så åpnet for produksjon igjen, og den sammemetningen som ikke var geldannet i de nedre 12 m av intervallet ble tatt ut igjen fra produksjonsbrønnen. Det er forventet at etter behandlingen vil vannproduksjonen bli redusert til 20 m3 pr døgn og oljeproduksjonen øke til ca 20 mm3 pr døgn.

EKSEMPEL 38

En produksjonsbrønn er inne i sin tredje syklus med hensyn til sin dampinjeksjon, og resultatene av den andre syklusen viser et fall av oljeproduksjonen sammenlignet med første syklus. Andre brønner på feltet viser lignende resultater. En bedømmelse på formasjonen basert på geologiske data og kjernedata, indikerer at det finnes en høy-permeabel kanal nær bunnen av produksjonsintervallet. Det ble således tatt en beslut-ning om å tette denne høypermeable kanalen ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte. Kjerneprøvedata viser at en geldannende sammensetning med en konsentrasjon på ca 2,5 % polyvinylalkohol med midlere molekylvekt på 125.000 og 0,5 % glutaraldehyd, vil med bløtt vann danne en gel i løpet av 3 timer ved en temperatur på 230°C. Denne sammensetningen ble fremstilt ved hjelp av en polymerblanding hvor man hadde en konsentrasjon på 10 % polyvinylalkohol med en midlere molekylvekt på 125.000 og injisere blandingen i en mengde på 24 m3 pr døgn i en strøm av injisert damp som ble injisert i en mengde på 100 m3 pr døgn av vann. 50 % glutaraldehyd vannoppløsning ble så injisert inn i brønnen i en mengde på 1 m3 pr døgn. Polymerblandingen og den vandige glutaraldehydoppløsningen ble samtidig injisert inn i brønnen i løpet av 6 timer i det man startet en dag etter at man hadde begynt den tredje dampinjeksjonssyklusen. Den totale dampbehandlingen fortsatte i 9 døgn og i løpet av dette tidsrommet vil den geldannende sammensetningen danne en gel i de dype dampkanalene. Etter ca 2,5 døgn i den tredje syklusen vil den således dannede gelen gjøre at dampen ledes inn i deler av den oljebærende strukturen som tidligere ikke var tilført damp. Produksjonshastigheten 1 uke etter at man hadde stoppet dampinjeksjonen viste en økning av oljeproduksjonen og en nedsatt vannproduksjon i denne tredje syklusen. Produksjonsdata som man forventet 1 uke etter at man stoppet dampinjeksjonen i hver av de første tre dampsyklusene er som følger:

De forskjellige dampmengder som nevnes her er slik å forstå at de uttrykkes som sin ekvivalente vannmengde enten dette er uttrykt som hastighet eller på volumbasis.

FORETRUKNE UTFØRELSER FOR PARTIELT TVERRBUNDNE GELER

En oljebrønn med en midlere in situ temperatur på ca 50°C eller høyere, og.dessuten med for høy vannproduksjon, ble behandlet ved at man injiserte en polyvinylalkohol - glutaraldehyd - vannblanding inn i brønnhullet og deretter inn i reservoaret. Blandingen inneholder ca 2,5% polyvinylalkohol med en midlere molekylvekt på 125.000 eller høyere, ca 0,5% glutaraldehyd mens resten er saltlake fra oljereservoaret hvor det totale inneholdet av det faste oppløste stoffet er ca 50.000 og hvor saltlaken har en hardhet på ca 5.000 ppm. Blandingen ble forvarmet i 4 timer i 90°C og så injisert inn i et oljereservoar.

Man fikk en fullstendig tverrbinding og en gel ble dannet in situ i løpet av et tidsrom som er fra 2 til 3 døgn, blant annet avhengig av reservoarets alkalinitet. De følgende eksempler viser hvorledes disse geler ifølge foreliggende oppfinnelse kan fremstilles og hvordan visse sammensetninger ikke vil danne geler ved avkjøling fordi man har fått en utilstrekkelig delvis tverrbinding under forvarming ved nevnte forhøyede temperatur.

EKSEMPEL 39

Syv geldannende sammensetninger ble fremstilt og forvarmet ifølge foreliggende oppfinnelse. Alle de syv geldannende sammensetninger ble fremstilt fra en 2,5 vekt-% polyvinylalkoholoppløsning oppløst i syntetisk saltlake A med en pH på ca 7,0. Forskjellige mengder glutaraldehyd ble så tilsatt til de filtrerte prøvene. Prøvene ble oppvarmet og holdt på 93 % i forskjellige forutbestemte tidsrom, og deretter umiddelbart avkjølt til romtemperatur. Gelene ble så bedømt på forskjellige spesifiserte tidspunkt etter forvarmingen slik det er vist i tabell 6. Konsentrasjonen av glutaraldehyd i den geldannende sarnmensetningen, varigheten av forvarmingen og den resulterende gelkvaliteten for de syv prøvene er gitt i tabellen 6. Gelkvaliteten ble gradert ifølge den skalaen som er vist på figur 7. De syv diagrammene på figur 7 viser utseende på den geldannende sammensetningen slik den var i en 20 ml ampulle etter at ampullen var snudd opp ned. Den mørke delen representerer gelen, mens den hvite gelen var luft-rommet i ampullen. Gelkvalitetsbedømmelsen er vist under den ene ende av hver ampulle på figur 7. Gelkvalitetsbedømmelsen tilsvarer de følgende geltilstander, "0" ingen gel, "2" viskøs væske", "4" flytende gel, "6" myk gel, "8" semi fast gel, og "10" fast gel. Prøvene nr. 3 og 4 i tabell 6 viser prinsippene ifølge foreliggende oppfinnelse. Som vist ved prøve nr. 4 viste det seg at en 4 timers forvarming ga en gel etter ca 4 døgn, mens som vist med prøve nr. 3, så fikk man ingen gel ved bare en forvarming på 2 timer. Dette viser at geltiden kan endres ved å holde gelen på den forutbestemte forvarmingstemperatur tilstrekkelig langt tidsrom til at man får en forutbestemt grad av delvis tverrbinding, slik at man kan få dannet en fullverdig gel ved en lavere temperatur. Det er også underforstått at den ønskede grad av tverrbinding kan oppnås ved forskjellige kombinasjoner av forhøyede temperaturer og forvarmingstider. Således vil 4 timers forvarming ved 90 °C gi en viss grad av delvis tverrbinding for en gitt geldannende sammensetning. Den samme grad av tverrbinding kan oppnås ved lavere forvarmingstemperatur, men med lengre forvarmingstider eller ved høyere temperaturer og kortere tidsrom.

EKSEMPEL 40

Figur 8 er et diagram av gelkvaliteten som en funksjon av tiden for en geldannende sammensetning bestående av syntetisk saltlake D med 2,5 % polyvinylalkohol og 2,0 % glutaraldehyd. Syntetisk saltlake D ble fremstilt ved å tilsette de følgende saltmengder til dejonisert vann og justere volumet til 1 liter:

Saltlake D ble filtrert gjennom et 0,22 mikrons filter før den ble brukt i forskjellige prøver som her er beskrevet.

Gelen for kurve A ble fremstilt ved å forvarme den ovenfor beskrevne geldannende sammensetningen i 4 timer ved 93 °C og deretter la den avkjøle seg til romtemperatur og geldanne seg. Man fikk en fullstendig gel i løpet av ca 48 timer etter forvarming. Dette kan sammenlignes med kurve B som ligger langs geltids-aksen på diagrammet og representerer den samme geldannende sammensetningen, men uten forvarming. Datapunktene for kurve A er vist med små sirkler, mens datapunktene for kurve B er vist med små x-er. Som vist på diagrammet fikk man ikke dannet noen gel uten forvarming, selv etter 144 timer, og sammensetningen ble følgelig gitt en verdi på 0. Som vist på figur 7 betyr en gelkvalitet på 0 at det ikke skjer noen geldannelse. Den polyvinylalkoholen som ble brukt ved fremstillingen av den geldannende sammensetningen i eksemplene 2 og 3, var en kommersiell kvalitet med en midlere molekylvekt på ca 126.000.

EKSEMPEL 41

Dette eksempel viser hvordan man kan bestemme forholdet mellom aldehydkonsentrasjonen i den geldannende sammensetningen, forvarmingstemperaturen og det tidsrom hvor den geldannende sanraiensetningen ble holdt på forvarmingstemperaturen, for en spesiell reservoarbergart. Reservoarinjeksjonsvann PJW eller reservoar-saltlake ble fortrinnsvis brukt for å fremstille den geldannende sammemetningen. Polyvinylalkoholen med en midlere molekylvekt på ca 125.000 ble så tilsatt nevnte injeksjonsvann, hvorved man fikk en konsentrasjon på 2,5 %, og blandingen ble så holdt på 95 °C i 3/4 time for fullstendig å oppløse polymeren.

En høytrykkskjerneholder ble pakket med knust reservoarbergart slik at man fikk en kjerneprøve på 60 cm lengde og 5 cm diameter. Denne prøven ble mettet med injeksjonsvann og holdt på 50°C under gjennomstrømningsprøven. Reservoarinjeksjonsvann ved 50°C ble så injisert inn i kjerneprøven i en hastighet på 30 cm pr døgn, og man målte trykkfallet over prøven. Mineralolje ved 50°C med en viskositet på 10 cp ved 25°C, ble så pumpet gjennom prøven i en hastighet på 30 cm pr døgn inntil man ikke fikk ut mer injeksjonsvann. Ytterligere injeksjonsvann ved 50°C ble så pumpet gjennom prøven i en hastighet på 30 cm pr døgn inntil man ikke fikk ut mer mineralolje, og man målte trykkfallet.

Den geldannende sammensetningen ble fremstilt ved å blande 99 deler av den fremstilte 2,5% polymeroppløsningen med 1 vektdel av en 50% vandig glutaraldehydopp-løsning (kommersiell kvalitet). Den fremstilte geldannende sammensetningen ble så oppvarmet til 90°C i 2 timer, og deretter umiddelbart injisert inn i prøven i en hastighet på 30 cm pr. døgn inntil man nådde et gelpunkt, noe som ble indikert ved at man fikk en rask trykkøkning. Den virkelige geltiden ble sammenlignet med nominell geltid i en nøytral bergart. Variasjonen med hensyn til geltid fra en nominell verdi er en indikasjon på hvorledes reservoarbergarten påvirker den reaksjon som foregår ved tverrbindingen.

EKSEMPEL 42

For å bestemme effekten av forvarmingstemperaturen på graden av delvis tverrbinding av polyvinylalkoholen og glutaraldehyd, gjentok man den prøven som er beskrevet i eksempel 41, bortsett fra at temperaturen ble hevet fra 90 til 100°C.

EKSEMPEL 43

For å bestemme effekten av tiden på forvarmingen med hensyn til graden av delvis tverrbinding av polyvinylalkoholen og glutaraldehydet, så gjentok man prøven fra eksempel 41, bortsett fra at forvarmingen av den geldannende sammensetningen ble øket fra 2 timer til 4 timer.

EKSEMPEL 44

Fortrinnsvis etter at man har bestemt den optimale forvarmingstemperatur og varighet for å oppnå en forutbestemt og ønskelig grad av delvis tverrbinding av den geldannende sammensetningen i kjerneprøven av knust reservoarbergart, for eksempel slik det er beskrevet i eksempel 41, så kan man med den forønskede geldannende sammensetningen gjennomføre en behandling av en injeksjonsbrønn hvor man har et betydelig vannkanalproblem eller vanntap. For eksempel i en injeksjonsbrønn med et 30 m reservoarintervall hvor de nedre 1,5 m tok ca 50 % av det injiserte vannet, mens de nedre 3 m tok ca 75% og de nedre 6 m tok ca 100 % av vannet, og med en midlere intervallpermeabilitet på ca 200 millidarcies (200 md), en porøsitet på ca 20 % og en reservoartemperatur på 50°C, ble således injisert med 160 m3 pr døgn av injeksjonsvann ved et overflatetrykk på ca 20 kg pr cm2. En 2,5% polyvinylalkohol-vandig oppløsning fremstilt som beskrevet i eksempel 1, ble oppvarmet til 95 °C og lagret i en isolert tank i minst 45 minutter for å få en fullstendig oppløsning av polymeren. Den geldannende sammensetningen ble fremstilt fra en 2,5 % vandig poly-meroppløsning av kommersiell kvalitet, en 50 % glutaraldehydvandig oppløsning som beskrevet i eksempel 3, oppvarmet og så injisert inn i intervallet ved hjelp av følgende program i følgende rekkefølge. a) oppvarm 80 m3 av den geldannende sammensetningen til 85 °C og injisert i en mengde på 160 m3 pr døgn, b) oppvarm 80 m3 av den geldannende sammensetningen til 90°C og injisere den i en mengde på 160 m3 pr døgn, c) oppvarm 80 m3 av den geldannende sammensetningen til 95 °c og injisere den i en mengde på 160 m3 pr døgn, d) oppvarm 80 m3 av den geldannende sammensetningen til 100°C og injisere den i en mengde på 160 m3 pr døgn, og e) press den geldannende sammensetningen inn i intervallet med injeksjonsvann i en mengde på 160 m3 rp. døgn, uten mer enn 1 m<3> overvolum, dvs. at man ikke

overskrider volumet av borehullet med med enn 1 m3.

Under trinnet a) til e) lot man ikke injeksjonstrykket øke utover oppbrytningstrykket for reservoaret. Det er åpenbart at man vil nå oppbrytningstrykket ved en injeksjonsmengde på 160 m3 pr døgn, og injeksjonshastigheten ble da redusert slik at injeksjonstrykket ikke nådde oppbrytningstrykket.

Brønnen ble så lukket i to døgn, hvoretter vannfyllingen ble gjenopptatt.

Det er forventet at injeksjonsoverflatetrykket vil øke til ca 50 kg/cm<3> under behandlingen, til ca 80 kg/cm<3> etter behandlingen, og at de nedre 1,5 m av intervallet vil ta ca 10% av injeksjonsvannet, de nedre 3 m ca 2 %, de nedre 6 m ca 25 %, mens de nedre 12 m ca 50 %, mens 100 % av det injiserte vannet vil trenge inn i hele intervallet.

I denne utførelsen kan geltidene varieres ved graden av delvis tverrbinding som frem-bringes ved hjelp av forvarmingstrinnet.

FORETRUKNE UTFØRELSER AV PVA-PV ALDEHYDGELER

En oljebrønn med midlere in situ temperatur på 80°C eller høyere og hvor man også hadde en uønsket høy vannproduksjon, ble behandlet ved injeksjon av en polyvinylalkohol - polyvinylaldehyd - vannblanding i brønnhullet og derfra inn i reservoaret. Blandingen inneholdt ca 2.5% polyvinylalkohol med midlere molekylvekt på 125.000 eller høyere, fra 0,2 til ca 0,5% PV - aldehyd, fortrinnsvis ca 0,3% PV-aldehyd, mens resten var en saltlake med totalt oppløste faste stoffer på ca 50.000 ppm, og en hardhet på ca 5.000 ppm. pH på den geldannende sammensetningen ble så justert til ca 5,5 ved å tilsette 12% HC1 oppløsning. Polymeren vil deretter tverrbinde seg og danne en gel in situ i løpet av et tidsrom som varierer fra flere timer til flere døgn, avhengig delvis av den midlere in situ temperaturen og mengden av syrekatalysatoren. De følgende eksempler viser hvorledes geler ifølge foreliggende oppfinnelse kan prø-ves og brukes for åredusere permeabiliteten på reservoaret med hensyn på strømmen av saltlaker.

EKSEMPEL 45

Dette eksempel viser hvorledes man skal bestemme en passende geldannende sammensetning for en reservoar hvor man har en ineffektiv vannfyIling. Fortrinnsvis bruker man er reservoarsaltlake for å fremstille den geldannende sammensetningen, men hvis det er ønskelig, så kan man bruke syntetisk saltlake for å simulere reservoarets saltlake. En brukbar sammensetning for en simulert saltlake er 2,7% NaCl, 0,1 % CaCl2 og 0,2% MgCl2- Den geldannende sammensetningen ble fremstilt ved å tilsette ca 2,5% polymeralkohol med en midlere molekylvekt på ca 125.000 og inneholdende 1,7% av sine diolgrupper med 1,2 dioler, til saltlaken og holde blandingen i 45 minutter på 95 °C for å få en fullstendig oppløsning av polymeren i saltlaken.

En 10% PV-aldehyd oppløsning ble så fremstilt ved å tilsette en lavmolekylær polyvinylalkohol med en midlere molekylvekt på ca 30.000 og inneholdende ca 10% av sine diolgrupper som 1,2 dioler, til en annen saltlakemengde og holde også denne blandingen på 95 °C i 45 minutter for å fa en fullstendig oppløsning av polymeren. Denne blandingen ble så tilsatt 1% hydrogenperoksyd oppløsning inneholdende 0,1% CU.CO4 " 5H2O som katalysator, i et 50:50 forhold med nevnte 10% polyvinylalkohol oppløsning. Den således fremstilte blandingen ble så holdt på 95 °C i 3/4 time. Hydrogenperoksydet ville reagere med den nevnte lavmolekylære polyvinylalkoholen og gi en 5% PV-aldehyd oppløsning. Like før bruken ble denne oppløsningen blandet i en konsentrasjon på 0,5% i nevnte 2,5% polyvinylalkohol - saltlakeblanding, hvorved man fikk fremstilt en geldannende blanding.

En høytrykkskjerneholder med en lengde på 60 cm og en diameter på 5 cm ble pakket med knust reservoarbergart, hvorved man fikk fremstilt en pakket kjerneprøve som så ble mettet med saltlake og oppvarmet til 80°C. Saltlaken ble pumpet gjennom prøven i en hastighet på 30 cm pr døgn og man målte trykkfallet over prøven. Mineralolje med en viskositet på 10 cp ved 25 °C ble så pumpet gjennom prøven i en hastighet på 30 cm pr døgn, inntil man ikke fikk ut noe mer saltlake. Ytterligere saltlaker ble så pumpet gjennom prøven i en hastighet på 30 cm pr døgn inntil man ikke fikk ut noe mer mineralolje, og man målte trykkfallet. Deretter ble den friskt fremstilte geldannende sammensetningen pumpet inn i prøven i en hastighet på 30 cm pr døgn, inntil man nådde gelpunktet, noe som ble indikert ved en rask trykkøkning. En geltid på ca 30 timer er ønskelig.

EKSEMPEL 46

En produksjonsbrønn med en midlere formasjonstemperatur på 93 °C ble bearbeidet for behandling ved at man førte et rør ned i borehullet til formasjonsdypet. Ca 160 m<3> av en geldannende sammensetning inneholdende 2,5% polyvinylalkohol og 0,5% PV-aldehyd med et middel av ca 40 karbonatomer er PV- aldehydmolekyl, ble injisert gjennom røret og inn i formasjonen. Brønnen ble så lukket i ca 48 timer hvoretter produksjonen ble tatt opp igjen. Etter ca 1 måned forventet man en reduksjon av vanntrykket på ca 60% og en økning av oljeproduksjonen på ca 20%.

FORETRUKNE UTFØRELSER FOR Å HINDRE TAP AV SIRKULASJONSVÆSKE

Det er en annen hensikt ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en gel som er rasktherdende slik at den kan brukes for å stoppe tap av sirkulasjonsvæsker så som borevæsker, opparbeidingsvæsker og lignende.

I en utførelse blir den geldannende blandingen først fremstilt ved eller nær det punktet hvor man taper sirkulasjonsvæske i borehullet ved at man injiserer en av komponentene av den geldannende blandingen separat inn i formasjonen nær eller ved det punktet hvor man taper væske. For eksempel kan syrekatalysatoren som sådan eller blandet med aldehydet, eller aldehydet alene injiserer inn i formasjonen gjennom et separat rør som føres ned i borehullet til et punkt nær eller ved der hvor man taper sirkulasjonsvæske. Den vandige oppløsningen av det PVA-baserte stoffet kan så føres direkte inn i borehullet eller i et annet separat rør som munner ut nær det punktet hvor man taper sirkulasjonsvæske. De to separate strømmene vil møtes og blandes meget nær eller ved det punktet hvor man taper sirkulasjonsvæske. I de hurtigherdende geldannende sammensetningene ifølge foreliggende oppfinnelse vil en isolasjon av enhver av de tre komponentene, det vil si aldehydet, syrekatalysatoren eller det TVA-baserte stoffet, hindre at tverrbindingen og geldannelsen starter.

EKSEMPEL 47

Dette eksempel viser hvorledes man kan bestemme forholdet mellom aldehydkonsentrasjonen og pH på den geldannende sammensetningen og geltiden på sammensetningen i en spesiell reservoar-bergart hvor man har en brønn med stort tap av sirkulasjonsvæske. Reservoar-injeksjonsvann (RIW) eller reservoar-saltlake ble fortrinnsvis brukt for å fremstille den geldannende sammensetningen. Polyvinylalkohol med en midlere molekylvekt på ca 125.000 ble tilsatt vannet, til en konsentrasjon på 3% og blandingen ble holdt på 95 °C i 45 minutter for å få en fullstendig oppløsning av polymeren. pH blandingen ble justert til 5,0 ved å tilsette 12% HC1- oppløsning.

En høytrykkskjerneholder ble pakket med knust reservoarbergart til en prøve på 60 cm lengde og 5 cm diameter. Prøven ble mettet med injeksjonsvann og holdt på 90°C. Injeksjonsvannet ved 90°C ble så injisert inn i prøven i en hastighet på 30 cm pr døgn og man målte fallet over prøven. Mineralolje ved 90 °C med en viskositet på 10 cp ved 25°C, ble så pumpet gjennom prøven i en hastighet på 30 cm pr døgn inntil man ikke fikk ut mer injeksjonsvann. Ytterligere injeksjonsvann ved 90°C ble så pumpet gjennom prøven i en hastighet på 30 cm pr døgn, inntil man ikke fikk ut noe mer mineralolje, og man målte trykkfallet.

Den geldannende sammensetningen ble fremstilt ved å blande 24 deler av den ovenfor beskrevne 3% polymeroppløsningen med en vektdel av en 50% vandig glutaraldehyd-oppløsning (kommersiell kvalitet) i en blandedyse som var plassert nær inntaket på høytrykkskjerneholderen. Den geldannende sammensetningen ble deretter injisert inn i prøven umiddelbart etter at den var fremstilt. Man brukte en injeksjonshastighet på 30 cm pr døgn inntil man nådde et gelpunkt, noe som var indikert ved en rask trykk-økning. Den virkelige geltiden ble sammenlignet med den nominelle geltiden i en nøytral bergart. Variasjon med hensyn til geltiden fra den nominelle verdi er en indikasjon på hvorledes bergartens kjemi influerer på tverrbindingshastigheten.

EKSEMPEL 48

Etter at man har bestemt den effektive aldehydkonsentrasjonen og pH på den geldannende sammensetningen, i kjerneprøve av knust reservoarbergart, for eksempel slik som beskrevet i eksempel 47, kan man utføre en behandling av en brønn hvor man har et tap av sirkulasjonsvæske med en geldannende sammensetning som er effektiv for å stoppe dette tapet. I en brønn med en temperatur på ca 90 °C og hvor man hadde et tap på sirkulasjonsvæske i 30 cm intervall med en dybde på 2.700 m, så ble enden av borerøret plassert nær dette 30 cm intervallet i nevnte dybde. Separate rør ble også ført ned til dette 30 cm intervallet.

En 3% polyvinylalkohol i injeksjonsvann med pH justert til 5,0 ble injisert inn i brønnhullet i en mengde på 20 m<3> pr time inntil man hadde injisert 160 m<3>. Samtidig som man injiserte polymerblandingen injiserte man en 50% vandig glutaraldehydopp-løsning i det separate røret i en slik mengde at det tilsvarte den effektive glutaraldehydkonsentrasjonen som var bestemt i prøven av den knuste reservoarbergarten, eller alternativt i en forutbestemt mengde som tilsvarer et forutbestemt forhold mellom glutaraldehyd og polyvinylalkohol. For eksempel kan glutaraldehyd injiseres i en mengde på0,83 m<3> pr time.

Hvis trykket ikke var øket vesentlig etter at man hadde injisert 80 m<3> av den geldannende sammensetningen, så injiserte man de resterende 80 m<3> av polymerblandingen tilsatt ca 0,04 m<3> av et tettemiddel. Eksempler på tettemidler er diatomejord, voksperler, knuste valnøttskall eller andre tettemidler.

På et hvert punkt under tiltettingen kan man når injeksjonstrykket øker meget raskt, noe som betyr at tiltettingen av det nevnte 30 cm intervallet er oppnådd, så kan man stoppe injeksjonen av den geldannende vandige oppløsningen i formasjonen og den geldannende blandingen skyves så inn i formasjonen med ikke mer enn ca 0,5 m<3 >saltlake.

Den geldannende sammensetningen er fremstilt slik at den vil geldanne seg i løpet av 5 minutter etter at den går inn i det intervall hvor man har tap av sirkulasjonsvæske. Den første delen av den dannede gelen føres vekk fra borehullet og inn i intervallet. Denne fremgangsmåten gjentas med deretter fremstilte gelsegmenter inntil tilstrekkelig gel er dannet i hele intervallet og injeksjonstrykket for den vandige blandingen vil da øke raskt. Selv om blandingen er utformet slik at den skal geldanne seg raskt, så vil flere timers injeksjon antageligvis være nødvendig for å injisere hele blandingen og få den nødvendige tiltettingen av intervallet. I visse tilfeller vil det være nødvendig med fra 80 til 160 m<3> av den geldannende sammensetningen. Etter at man har tettet det intervallet hvor man har tap av sirkulasjonsvæske, så kan boringen gjenopptas.

FORETRUKNE UTFØRELSER FOR KOMBINASJONSPROSESSER

EKSEMPEL 49

Dette eksempel viser hvordan man kan bestemme forholdet mellom den geldannende sammensetningen og pH og geltid for en spesiell reservoarbergart som er forbundet med en brønn hvor man har store vannsirkulasjonstap under vannfyIling. Reserva-sjonsinjeksjonsvann eller reservoar saltlake brukes fortrinnsvis for fremstilling av den geldannende sammensetningen. Polyvinylalkoholen med en midlere molekylvekt på ca 125.000 tilsettes vannet, hvorved man får en konsentrasjon på 2,5% og blandingen holdes på 95 °C i 45 minutter for å få en fullstendig oppløsning av polymeren.

En kjerneprøve fra reservoaret med en lengde på 60 cm og en diameter på 0,8 cm ble rullet inn i teflontape og mettet med injeksjonsvann. Et hull med en diameter på 0,4 cm ble boret i kjernen langs dens akse, hvorved man fikk en ringformet kjerneprøve av reservoarbergarten. En porøs fordelingsskive ble festet til den ene enden av den ringformede prøven med teflontape. Det indre sentrale sylindriske hulrommet i den ringformede kjerneprøven ble så pakket med knust reservoarbergart og sammen med den tilfestede fordelingsskiven så ble hele prøven satt inn i et tett varmekrympbart teflonrør og røret ble så lukket. Den pakkede sentrale kolonne representerer en sone med høy permeabilitet, mens den ringformede kjernen omkring representerer en sone med lav permeabilitet. Kjerneenheten ble så plassert i en celle, mettet med injeksjonsvann og oppvarmet til 90°C for en strømprøve. Injeksjonsvann ved 90°C ble så injisert inn i prøven med en hastighet på 30 cm pr døgn og man målte trykkfallet over prøven. Mineralolje ved 90°C med en viskositet på 10 cp ved 25°C, ble så pumpet gjennom prøven i en hastighet på 30 cm pr døgn inntil man ikke fikk ut mer injeksjonsvann. Ytterligere injeksjonsvann ved 90 °C ble så pumpet gjennom prøven med en hastighet på 30 cm pr døgn inntil man ikke fikk ut noe mer mineralolje, og man målte trykkfallet.

Det ble fremstilt en geldannende sanimensetning ved å blande 99 deler av den fremstilte 2,5% polymeroppløsningen med en vektdel av en 50% vandig glutaraldehydopp-løsning (kommersiell kvalitet), hvoretter pH blir justert til 4,9 ved å tilsette en 12% HC1 oppløsning. Mengden av glutaraldeyd og pH på sammensetningen var slik at man fikk en geltid på ca 3 timer.

Den fremstilte geldannende sammensetningen ved 90°C ble så injisert inn i den pakkede kjerneprøven i en hastighet på 150 cm pr døgn inntil man nådde gelpunktet, noe som lar seg påvise ved en rask trykkøkning over prøven. På dette punkt var den pakkede kolonnen av knust reservoarbergart blitt tettet, mens dette ikke var tilfelle med den ringformede prøven. Injeksjonsvann ved 90°C ble så injisert i prøven med en hastighet på 30 cm pr døgn og man målte trykkfallet. Forholdet mellom trykkfallet over prøven før behandlingen med den geldannende sammensetningen og etterbe-handlingen og geldannelsen er en indikasjon på hvor effektiv selve tettingen er. Jo høyere et slikt forhold er, jo mer effektivt vil tettingen være.

Den lave permeabiliteten på den ringformede kjerneprøven ble nå øket ved å injisere en 3 % HCl-vandig oppløsning inn i prøven med en jevn strømningshastighet inntil man fikk et signifikant trykkfall. Injeksjonsvann ved 90°C ble så injisert inn i en hastighet på 30 cm pr døgn og man målte igjen trykkfallet. Effektiviteten av surgjørings-trinnet kan indikeres ved en reduksjon av trykkfallet over prøven.

EKSEMPEL 50

Etter at man har bestemt den effektive geldannende sammensetningen og dens pH i en kjerneprøve slik det er beskrevet i eksempel 49, så kan man behandle et reservoar hvor man har betydelig vannfyllingstap med en geldannende sanraiensetning som effektivt reduserer vannstrømmen i de høypermeable kanalene. Reservoaret kan ha en temperatur på 90°C, en midlere permeabilitet på 200 md og en porøsitet på 20 %, og før behandling har man en injeksjonsmengde med hensyn til vann på 32 m<3> pr døgn ved et overflatetrykk på 70 kg for cm<3>. Før behandling ble ca 50% av det injiserte vannet borte i 25 cm av et 470 cm intervall, 75 cm ble borte i bunnen av de nederste 50 cm av intervallet og ca 100% ble borte i den nedre delen av intervallet.

En 2,5% polyvinylalkohol vandig oppløsning fremstilt som beskrevet i eksempel 49, ble oppvarmet til 95 °C og lagret i en isolert tank i minst 3/4 time for å få en fullstendig oppløsning av polymeren. Den geldannende sammensetningen ble fremstilt som beskrevet i eksempel 49 ved å blande 99 deler av polymeroppløsningen med en vektdel av en 50% vandig glutaraldehydoppløsning og justere pH til 4,0. Ca 100 m<3 >av den geldannende blandingen ble injisert inn i en injeksjonsbrønn i løpet av tre døgn. Den geldannende sammensetningen ble så skjøvet inn i reservoaret fortrinnsvis med ikke mer enn 1 m3 av den vannmengden som går i borehullet. Brønnen ble så lukket i 2 døgn hvoretter man utførte en surgjøring. Surgjøringsbehandlingen ble ut-ført ved å injisere 7,6 m<3> av en 3% HCl-oppløsning. Etter den surgjørende oppløs-ningen fortsatte man med vannfyIlingen.

Det er antatt at den samlede prosess med hensyn til å forsinke vannstrømmen i de høypermeable kanalene med den geldannende sammensetningen og øke permeabiliteten i de lavpermeable kanalene ved den etterfølgende surgjøring, vil redusere injeksjonsoverflatetrykket til ca 35 kg pr cm<3>, øke injeksjonsmengden av vann til ca 160 m<3> pr døgn foruten at man fikk en forbedret injeksjonsprofil over nevnte intervall på 470 cm, slik at 10% av vannet forsvinner i 25 cm av den nedre delen av intervallet, 20% i de nedre 50%, 25% i de nedre 1 m, 50% i de nedre 2 m og 100% i hele intervallet.

Med mindre annet er angitt er alle prosentsatser heri beregnet på vekt.

Gelene, fremgangsmåter for fremstilling av gelene og fremgangsmåter for å retardere væskestrørnmen har en viss grad av fleksibilitet. Hvis for eksempel det miljøet hvor gelene skal brukes, har en relativ høy temperatur, så kan geltiden senkes ved å bruke en mindre mengde av aldehydet eller syrekatalysatoren. Hvis på den annen side miljø-temperaturen er relativt lav, så kan geldannelsen økes ved å bruke større mengder av aldehyd eller syrekatalysator. Det er videre mulig å bruke formasjonssaltlake fra den underjordiske sonen som et vann som brukes for fremstilling av den geldannende sammemetningen, etter som gelen også vil kunne danne seg med hardt vann. Andre variasjoner med hensyn til sammemetningen, fremgangsmåte og metoder vil fremgå av den foreliggende oppfinnelse.

Det kan lett foretas forskjellige endringer med hensyn til geldannelse og gelsammensetning så vel som anvendelse av slike geler som kan dannes in situ i underjordiske formasjoner for å retardere eller blokkere væsker i underjordiske formasjoner uten at man derved forlater oppfinnelsens intensjon, slik denne fremgår av de etterfølgende krav. Man kan for eksempel sette sammen gelene på mange måter som man kan videre anvende mange fremgangsmåter for dannelse av slike geler in situ i underjordiske formasjoner, noe som vil fremgå av den foreliggende oppfinnelse. For eksempel kan man ha enhver rekkefølge av injeksjonstrinnene av den geldannende sammensetningen. Videre kan nødvendige konsentrasjoner, mengder og sekvenser med hensyn til injeksjon av de forskjellige komponenter i de geldannende sarnmensetninger tilpas-ses slik at de egner seg for spesielle brønner eller underjordiske formasjoner man ønsker å behandle.

Claims

1. Geldannende sammensetning for dannelse av en gel,karakterisert ved at den omfatter: (i) et første stoff valgt fra gruppen bestående av polyvinylaikoholer, polyvinylalko-holkopolymerer, og blandinger derav, hvor mengden av nevnte første stoff er i området 0,1 - 5 % av vekten av den geldannede sammensetningen, (ii) et annet stoff valgt fra gruppen bestående av dialdehyder, polyaldehyder stoffer som vil utvikle dialdehyder, og blandinger derav, som kan tverrbindes med det første stoffet gjennom dannelse av acetaltverrbindinger, hvor det totale aldehydinnholdet i den geldannende sammensetningen er i området 0,005 - 4 % av vekten av den geldannende sammensetningen, og (iii) vann eller saltoppløsning, og hvor H2O i vannet eller saltoppløsningen utgjør minst 64 % av vekten av den geldannende sammensetning, og hvor den geldannende sanmensetningen har en pH-verdi på mindre enn 7.

2. Geldannende sammensetning ifølge krav 1,karakterisert ved at den ytterligere omfatter en sur katalysator.

3. Geldannende sammensetning ifølge krav 1 eller 2,karakterisert ved at det første stoffet er polyvinylalkohol.

4. Geldannende sammensetning ifølge hvilke som helst av kravene 1-3, karakteris ert ved at mengden av det første stoffet er i området 1,5-5 % av vekten av den geldannende sammensetning.

5. Geldannende sammensetning ifølge hvilke som helst av kravene 1-4, karakteris ert ved at det andre stoffet er valgt fra gruppen bestående av glyoksal, malonaldehyd, succinaldehyd, glutaraldehyd, adipaldehyd, stoffer som utvikler slike aldehyder og blandinger derav.

6. Geldannende sammensetning ifølge krav 1,karakterisert ved at det andre stoffet er glutaraldehyd, det totale aldehydinnholdet i den geldannende sammensetningen er i området 0,15 - 4% av vekten av den geldannende sammensetningen, og at mengden av nevnte glutaraldehyd også er tilstrekkelig til å bevirke at den geldannende sammensetningen får en pH-verdi fra 5 til 7.

7. Geldannende sammensetning ifølge krav 6,karakterisert ved at den med unntagelse av nevnte glutaraldehyd og sure produkter dannet i gelsammensetningen fra glutaraldehydet, er vesentlig fri for effektive mengder av tverrbindende, katalyserende stoffer som vil kunne fremme vesentlig sur katalyse av en tverrbindingsreaksjon mellom det første stoffet og glutaraldehyd.

8. Geldannende sarnmensetning ifølge hvilke som helst av kravene 1-7, karakteri sert ved at en reservoarsaltoppløsning som har en pH-verdi høyere enn 7 er justert til en pH-verdi fra 5 til mindre enn 7 for derved å danne en justert saltopp-løsning, og at den justerte saltoppløsningen tilveiebringer nevnte mengde vann som benyttes for dannelse av den geldannende sammensetningen.

9. Geldannende sammensetning ifølge krav 1,karakterisert ved at den gjennomsnittlige molekylvekten til det første stoffet er minst 30.000.

10. Gel ifølge hvilke som helst av kravene 1-9,karakterisert ved at den omfatter minst 91 vekt-% saltoppløsning.

11. Fremgangsmåte for dannelse in situ av en gel i en underjordisk formasjon, karakt erisertved: (a) innføring av et første stoff valgt fra gruppen bestående av polyvinylalkoholer, polyvinylalkohol-kopolymerer, og blandinger derav, i en underjordisk formasjon; (b) innføring av et annet stoff i den underjoridske formasjonen, hvor dette andre stoffet velges fra gruppen bestående av dialdehyder, polyaldehyder, stoffer som vil utvikle dialdehyder, og blandinger derav, som kan tverrbindes med det første stoffet gjennom dannelse av acetal-tverrbindinger; (c) innføring av vann eller saltoppløsning i den underjordiske formasjonen; og (d) dannelse av en gel i den underjordiske formasjonen ved reaksjon av det første stoffet med det andre stoffet og vannet eller saltoppløsningen under sure betingelser, (e) i det mengden av det første stoffet er i området 0,1 - 5% av vekten av den således dannede gel, det totale aldehydinnhold innført i den underjordiske formasjonen er i området 0,005 - 4% av vekten av den således dannede gel, og H2O ut-gjør minst 64% av vekten av den således dannede gel.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11,karakterisert ved at den ytterligere omfatter innføring i den underjordiske formasjonen, før dannelse av gelen i formasjonen, av et tredje stoff omfattende en sur katalysator, hvor mengden av den sure katalysa toren er tilstrekkelig til å opprettholde de sure betingelsene i den underjordiske formasjonen ved en pH-verdi fra 2 til 7.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 11,karakterisert ved innføring av nevnte første og andre stoffer og vannet eller saltoppløsningen i den underjordiske formasjonen ved dannelse av en geldannende sammensetning fra nevnte første og andre stoffer og vannet eller saltoppløsningen, og innføring av den geldannende sammensetningen i den underjordiske formasjonen; hvorved gelen dannes i den underjordiske formasjonen ved at: nevnte første og andre stoffer og vannet eller saltoppløsningen får reagere i den underjordiske formasjonen under sure betingelser til dannelse av gelen deri hvilket er effektivt med henblikk på reterdering av strømmen av fluid i den underjordiske formasjonen.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, hvor den undejordiske formasjonen har en fluidfør-ende sone i fluidkommunikasjon med en underjordisk hydrokarbonproduserende formasjon, karakterisert ved at den geldannende sammensetningen innføres i den underjordiske fluidførende sonen og får danne gelen deri, hvilken gel vil kunne reterdere strømmen av fluid i den underjordiske fluidførende sonen ved produksjon av hydrokarboner fra den hydrokarbonproduserende formasjonen; og at det deretter produseres hydrokarboner fra den underjordiske hydrokarbonproduserende formasjonen.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 14,karakterisert ved at den geldannende sammensetningen også omfatter et tredje stoff som omfatter en sur katalysator.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 13, 14 eller 15, karakterisert ved at den geldannende sammensetningen består av fra 0,01 til 4 vekt-% polyvinylaldehyd.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 11,karakterisert ved at gelen dannes i den underjordiske formasjonen ved dannelse av den geldannende sarnmensetningen i formasjonen ved å bringe nevnte første og andre stoffer og vannet eller saltoppløsningen i kontakt i formasjonen, og ved at nevnte første og andre stoffer og vannet eller salt-oppløsningen får reagere i den underjordiske formasjonen under sure betingelser til dannelse av gelen deri, hvilken gel er effektiv med henblikk på reterdering av strøm-men av fluid i formasjonen.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 11, hvor den underjordiske formasjonen har en fluid-førende sone i fluidkommunikasjon med en underjordisk hydrokarbonproduserende formasjon, karakterisert ved at gelen dannes i den underjordiske fluid-førende sonen ved: innføring av nevnte første og andre stoffer og vannet eller saltopp-løsningen i nevnte sone, dannelse av en geldannende sammensetning i sonen ved å bringe nevnte første og andre stoffer og vannet eller saltoppløsningen i kontakt i sonen, nevnte første og andre stoffer og vannet eller saltoppløsningen får reagere I I W V»J under sure betingelser i nevnte sone til dannelse av gelen deri, hvilken gel vil kunne retardere strømmen av fluid i nevnte sone; og ved at det deretter produseres hydrokarboner fra den underjordiske hydrokarbonproduserende formasjonen.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 11, hvor den underjordiske formasjonen har en fluid-førende sone i fluidkommunikasjon med en underjordisk hydrokarbonproduserende formasjon, karakterisert ved at gelen dannes i den underjordiske fluid-førende sonen ved innføring av nevnte første og andre stoffer vannet eller saltoppløs-ningen, og et tredje stoff omfattende en sur katalysator i nevnte sone, en geldannende sammensetning dannes i sonen ved å bringe nevnte første, andre og tredje stoffer og vannet eller saltoppløsningen i kontakt i nevnte sone, og den geldannende sammensetningen får danne gelen i nevnte sone hvilken gel vil kunne retardere strømmen av fluid i sonen ved produksjon av hydrokarboner fra den hydrokarbondannende formasjonen; og ved at hydrokarboner deretter produseres fra den underjordiske hydrokarbonproduserende formasjonen.

20. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 11, 12 eller 17till9,karakte r i s e r t ved at det første stoffet innføres i den underjordiske formasjonen i en tidsperiode og det andre stoffet innføres i den underjordiske formasjonen i en annen tidsperiode som er forskjellig fra nevnte første tidsperiode.

21. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 11, 12 eller 17 til 19, k a r a k t e risert ved at den ytterligere omfatter sammenblanding av det første stoffet, det andre stoffet og vannet eller saltoppløsningen før de innføres i den underjordiske formasjonen.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 12 eller 19,karakterisert ved at det første stoffet og det andre stoffet innføres i den underjordiske formasjonen i en tidsperiode, og at det tredje stoffet innføres i den underjordiske formasjonen i en annen tidsperiode som er forskjellig fra nevnte første tidsperiode.

23. Fremgangsmåte ifølge krav 12 eller 19, karakterisert ved at det første stoffet innføres i den underjordiske formasjonen i en tidsperiode, og at det andre stoffet og det tredje stoffet innføres i den underjordiske formasjonen i en annen tidsperiode som er forskjellig fra nevnte første tidsperiode.

24. Fremgangsmåte ifølge krav 12 eller 19, karakterisert ved at den ytterligere omfatter sammenblanding av det første stoffet, det andre stoffet, vannet eller saltoppløsningen, og det tredje stoffet før innføring i den underjordiske formasjonen.

25. Fremgangsmåte ifølge krav 11,karakterisert ved at det første stoffet og vannet eller saltoppløsningen innføres i den underjordiske formasjonen ved dannelse av en vandig oppløsning av det første stoffet og vannet eller saltoppløsningen, og den vandige oppløsningen innføres i den underjordiske formasjonen; og at den ytterligere omfatter innføring i formasjonen før dannelse av gelen i formasjonen av et tredje stoff omfattende en sur katalysator, hvor gelen dannes i formasjonen ved reaksjon av den vandige oppløsningen med det andre stoffet i nærvær av det tredje stoffet; og at mengden av nevnte sure katalysator er tilstrekkelig til åopprettholde de sure betingelsene i formasjonen ved en pH- verdi fra 2 til 7.

26. Fremgangsmåte ifølge krav 11-24, karakterisert ved at den underjordiske formasjonen har kanaler av høy permeabilitet, at den andre stoffet er polyvinylaldehyd, og at gelen dannes i kanalene av høy permeabilitet.

27. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 11-26,karakterisert ve d at det første stoffet har en gjennomsnittlige molekylvekt på minst 30.000.

28. Fremgangsmåte ifølge krav 27,karakterisert ved at det første stoffet har en gjennomsnittlig molekylvekt på minst 100.000.

29. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 11-28,karakterisert ve d at det første stoffet er polyvinylalkohol.

30. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 11-29, karakterisert ve d at aldehydet er glutaraldehyd.

31. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 13-19 eller et hvilket som helst krav som er avhengig av et av disse kravene, karakterisert ved at den geldannende sammensetningen utgjøres av minst 91 vekt-% saltoppløsning.

32. Fremgangsmåte for retardering av strømmen av fluid i en underjordisk formasjon k a rakterisert ved: (a) innføring av en effektiv mengde av en geldannende sammensetning ifølge hvilke som helst av kravene 1-8 i en underjordisk formasjon, i det den geldannende sammensetningen vil kunne geldannes i formasjonen for reterdering av strøm-men av fluid deri, hvor den geldannende sammensetning omfatter: (i) en vandig oppløsning omfattende et første stoff valgt fra gruppen bestående av polyvinylalkoholer, polyvinylalkohol-kopolymerer og blandinger derav, hvor mengden av det første stoffet er i området 0,1 - 5% av vekten av den gel-dannende sammensetningen, og (ii) en mengde glutaraldehyd som vil kunne fremme tverrbinding av det første stoffet og glutaraldehyd under svakt sure betingelser, hvor det totale aldehyd innholdet i den geldannende sammensetningen er i området 0,15 - 5% av vekten av den geldannende sammensetningen, og hvor mengden av H2O i den geldannende sammensetningen er minst 64% av vekten av den geldannende sammensetningen; og (b) den geldannende sammensetningen får danne en gel i den underjordiske formasjonen hvilken gel er effektiv med henblikk på retardering av strømmen av fluid deri.

33. Fremgangsmåte ifølge krav 32, hvor den underjordiske formasjonen er en oljebærende underjordisk formasjon, karakterisert ved at gelen er effektiv med henblikk på retardering av strømmen av ikke-hydrokarbonfluid i formasjonen, og at olje utvinnes fra den underjordiske formasjonen.

34. Fremgangsmåte ifølge krav 32 eller 33,karakterisert ved at glutaraldehyd er til stede i en mengde som er tilstrekkelig til å opprettholde pH-verdien til den geldannende sammensetningen i området fra 5 til 7.

35. Fremgangsmåte ifølge krav 33, karakterisert ved at det eneste tverrbindende, katalyserende stoffet som innføres i den underjordiske formasjonen i en effektiv mengde for å fremme sur katalyse av en tverrbindingsreaksjon mellom det første stoffet og glutaraldehyd, er nevnte glutaraldehyd og sure produkter produsert i den geldannende sammensetningen fra nevnte glutaraldehyd.

36. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 32-35, karakterisert ve d at den underjordiske formasjonen omfatter en vesentlig mengde basisk materiale som ved kontakt med den geldannende sammensetningen vil økde dens pH-verdi, og at mengden av glutaraldehyd i den geldannende sammensetningen er tilstrekkelig til å opprettholde den geldannende sanmiensetningens surhet, etter dens innføring i formasjonen, ved en pH-verdi fra 5 til 7.

37. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 32-36, karakterisert ve d at den underjordiske formasjonen har en reservoar saltoppløsning med en pH-verdi på over 7, og ved at den omfatter de ytterligere trinn med gjenvinning av en forutbestemt mengde av nevnte reservoar saltoppløsning og justering av dens pH-verdi til fra 5 til 7 for derved å danne en justert saltoppløsning, og anvendelse av den justerte saltoppløsningen som et oppløsningsmiddel for det første stoffet for dannelse av den vandige oppløsningen i trinn (a).

38. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 32-37, karakterisert ve d at nevnte mengde av glutaraldehyd vil kunne forårsake at den geldannende sammensetningen geleres i den underjordiske formasjonen i en tidsperiode fra en halv til tre dager etter innføring av den geldannende sammensetningen i den underjordiske formasjonen.

39. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 32-38, karakterisert ve d at mengden av glutaraldehyd er i området 0,15-4% av vekten av den geldannende sammensetningen.

40. Fremgangsmåte for retardering av fluidstrøm i en underjordisk formasjon som har kanaler av høy permeabilitet overfor strømmen av fluider, karakterisert ve d: (a) tilveiebringelse av en gel-dannende sammensetning som når den er vesentlig fullstendig geldannet i kanalene av høy permeabilitet vil kunne retardere fluidstrøm deri, hvor den geldannende sammensetning omfatter (i) en vandig oppløsning omfattende et første stoff valgt fra gruppen bestående av polyvinylalkoholer, polyvinylalkohol-kopolymerer, og blandinger derav, i det mengden av det første stoffet er i området 0,1-5% av vekten av den gel-dannende sammensetningen, og (ii) en effektiv mengde av et annet stoff som er tilstrekkelig til å danne en gel med den vandige oppløsningen når den geldannende sammensetningen er sur, i det det andre stoffet er valgt fra gruppen bestående av dialdehyder, polyaldehyder, stoffer som vil utvikle dialdehyder, og blandinger derav, som kan tverrbindes med det første stoffet gjennom dannelse av acetal-tverrbindinger, hvor det totale aldehydinnholdet i den geldannende sammensetningen er i området 0,005-4% av vekten av den geldannende sammensetningen, og hvor H2O utgjør minst 64% av vekten av den geldannende sammensetningen; (b) oppvarming av i det minste en del av den geldannende sammensetningen til en forvarmingstemperatur som er høyere enn gjennomsnittstemperaturen til den underjordiske formasjonen; (c) opprettholdelse av den geldannende sarnmensetningen ved nevnte forvarmingstemperatur i en forutbestemt tidsperiode som er tilstrekkelig til å bevirke et forutbestemt omfang av delvis tverrbinding av den geldannende sammensetningen for derved å frembringe en delvis tverrbundet sammensetning; (d) innføring av nevnte delvis tverrbundede sammensetning i kanalene av høy permeabilitet; og (e) at den delvis tverrbundede sammensetningen får danne en gel som blir i det minste vesentlig fullstendig geldannet i kanalene av høy permeabilitet og derved retarderer fluidstrøm i kanalene.

41. Fremgangsmåte ifølge krav 40,karakterisert ved at den geldannende sammensetningen ikke vil danne gel i løpet av en forutbestemt tidsperiode på ikke over 5 dager ved nevnte gjennomsnittlige temperatur med mindre den geldannende sammensetningen oppvarmes til forvarmingstemperaturen i en tid som i det minste er så lang som nevnte forutbestemte tidsperiode i trinn (c).

42. Fremgangsmåte ifølge krav 40 eller 41,karakterisert ved at det forutbestemte omfanget av delvis tverrbinding i trinn (c) er tilstrekkelig til å bevirke at nevnte delvis tverrbundede sammensetning geldannes vesentlig fullstendig i kanalene av høy permeabilitet i løpet av en forutbestemt tidslengde.

43. Fremgangsmåte ifølge krav 42,karakterisert ved at den forutbestemte tidslengden ikke er over 5 dager.

44. Fremgangsmåte ifølge krav 42 eller 43,karakterisert ved at den forutbestemte tidslengden er minst en halv dag.

45. Fremgangsmåte ifølge krav 40,karakterisert ved at den ytterligere omfatter: (a) oppvarming av en annen del av den geldannende sammensetningen tilveiebragt i trinn (a) til en annen forvarmingstemperatur som er høyere enn nevnte gjennomsnittlige temperatur for den underjordiske formasjonen; (b) opprettholdelse av nevnte andre del av den geldannende sammensetningen ved nevnte andre forvarmingstemperatur i en annen tidsperiode som er tilstrekkelig for å bevirke et annet forutbestemt omfang av delvis tverrbinding av den geldannende sammensetningen som er større enn nevnte forutbestemte omfang av delvis tverrbinding bevirket i trinn (c), for derved å frembringe en sammensetning av høyere delvis tverrbinding; (c) innføring av nevnte sanimensetning av høyere delvis tverrbundethet i kanalene av høyere permeabilitet etter at nevnte tverrbundete sammensetning er innført i trinn (d); og (d) at den geldannete sanimensetningen av høyere delvis tverrbundethet får danne en gel som er i det minste vesentlig fullstendig geldannet i kanalene av høy permeabilitet bak nevnte delvis tverrbundete sammensetning som har fått danne en gel deri i trinn (e), for derved ytterligere å retardere fluidstrøm i kanalene.

46. Fremgangsmåte ifølge krav 45,karakterisert ved at nevnte forutbestemte omfang av delvis tverrbinding i trinn (c) er tilstrekkelig til å forårsake at nevnte vesentlig tverrbundete sammensetning dannet i trinn (c) i det vesentlige fullstendig geldannes i kanalene av høy permeabilitet iløpet av en første forutbestemt tidsperiode; og at nevnte forubestemte omfang av delvis tverrbinding i trinn (g) er tilstrekkelig til å forårsake at nevnte sanraiensetning av nøyere delvis tverrbinding dannet i trinn (g) i det vesentlige fullstendig geldannes i kanalene av høy permeabilitet i løpet av en annen forutbestemt tidsperiode som er kortere enn den første forutbestemte tidsperioden.

47. Fremgangsmåte ifølge krav 46,karakterisert ved at den første forutbestemte tidsperioden ikke er lengre enn 5 dager, og at den andre forutbestemte tidsperioden ikke er lengre enn 3 dager.

48. Fremgangsmåte ifølge krav 46 eller 47,karakterisert ved at den første forutbestemte tidsperioden er minst 2 dager, og at den andre forutbestemte tidsperioden er minst en Vi dag.

49. Fremgangsmåte ifølge krav 40,karakterisert ved at det første stoffet er polyvinylalkohol og det andre stoffet er glutaraldehyd, at forvarmingstemperaturen er i det minste så høy som 65°C, og at det forutbestemte omfang av delvis tverrbinding i trinn (c) er tilstrekkelig til åforårsake at den delvis tverrbundete sammensetningen i det vesentlige fullstendig geldannes i kanalene av høy permeabilitet i løpet av en forutbestemt tidsperiode som ikke er lengre enn 5 dager.

50. Fremgangsmåte ifølge krav 49,karakterisert ved at den forutbestemte tidsperioden er minst en Vi dag.

51. Fremgangsmåte ifølge krav 49 eller 50, karakterisert ved at den ytterligere omfatter: (a) oppvarming av en annen del av den geldannende sammensetningen tilveiebragt i trinn (a) til en annen forvarmingstemperatur som ikke er høyere enn gjennom-snittemperaturen i den underjordiske formasjonen, og minst 65 °C; (b) opprettholdelse av nevnte andre del av den geldannende sammensetningen ved den andre forvarmingstemperaturen i en annen tidsperiode som er tilstrekkelig til åbevirke et annet forutbestemt omfang av delvis tverrbinding av den geldannende sarnmensetningen som ikke er lengre enn nevnte forutbestemte omfang av delvis tverrbinding bevirket i trinn (c) for derved å oppnå en sammensetning av høyere delvis tverrbinding; (c) innføring av nevnte sammensetning av høyere delvis tverrbinding i kanalene av høyere permeabilitet etter nevnte delvis tverrbundete sammensetning innført i trinn (d); og (d) at sammemetningen av høyere delvis tverrbinding får danne en gel som blir i det minste vesentlig fullstendig geldannet i kanalene av høy permeabilitet bak nevnte gel dannet deri i trinn (e) for derved ytterligere å retardere fluidstrøm i kanalene, og hvorved nevnte andre forutbestemte omfang av delvis tverrbinding i trinn (g) er tilstrekkelig til å forårsake at sammensetningen av høyere delvis tverrbinding dannet i trinn (g) i det vesentlige fullstendig geldannes i kanalene av høy permeabilitet i løpet av en annen forutbestemt tidsperiode som er kortere enn nevnte forutbestemte tidsperiode i trinn (e).

52. Fremgangsmåte ifølge krav 51,karakterisert ved at den andre forutbestemte tidsperioden i trinn (i) ikke er lengre enn 3 dager.

53. Fremgangsmåte ifølge krav 51 eller 52,karakterisert ved at den forutbestemte tidsperioden i trinn (e) er minst 2 dager, og at den andre forutbestemte tidsperioden i trinn (i) er minst en Vi dag.

54. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 45-48 eller 51-53, karakteri sert ved at den andre forvarmingstemperaturen til hvilken den andre delen av den geldannende sammensetningen oppvarmes i trinn (f) er høyere enn den forvarmingstemperatur til hvilken den geldannende sanmiensetningen oppvarmes i trinn (b).

55. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 45-48 eller 51-54, karakteri sert ved at den andre tidsperioden i hvilken den andre delen av den geldannende sammensetningen holdes ved den andre forvarrningstemperaturen i trinn (g) er lengre enn den tidsperiode i hvilken den geldannende sammensetningen holdes ved nevnte forvarmingstemperatur i trinn (c).

56. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 40-55, karakterisert ve d at den geldannende sarnmensetningen tilveiebragt i trinn (a) ikke vil danne en gel i kanalene uten først å bli forvarmet til en forhøyet temperatur som er høyere enn gjennomsnittstemperaturen i den underjordiske formasjonen i en tidsperiode som er tilstrekkelig til å bevirke nevnte forutbestemte omfang av den delvise tverrbinding av den geldannende sammensetningen i trinn (c).

57. Fremgangsmåte for retardering av strømmen av et karbondioksydholdig stoff valgt fra gruppen bestående av karbondioksyd, karbonsyre og blandinger derav, i karbondi-oksydgjennombruddsfmgere i en underjordisk formasjon, karakterisert ved at den omfatter: (a) innføring av en effektiv mengde av en geldannende sammensetning i en underjordisk formasjon, hvor den geldannende sammensetningen ved kontakt med karbondioksydgjennombruddsfingre inneholdene saltoppløsning som har absorbert vesentlige mengder karbondioksyd vil kunne danne en gel i nevnte fingre som vil kunne retardere strømmen av nevnte karbondioksydholdige stoff i fingrene, idet den geldannende sammensetningen omfatter: (i) en vandig oppløsning omfattende et første stoff valgt fra gruppen bestående av polyvinylalkoholer, polyvinylalkohol-kopolymerer, og blandinger derav, idet mengden av det første stoffet er i området 0,1-5 % av vekten av den geldannende sammensetningen, og (ii) en mengde av et aldehyd valgt fra dialdehyder, polyaldehyder, stoffer som vil utvikle dialdehyder, og blandinger derav, som vil kunne bevirke geldannelse av den geldannende sammensetningen i nevnte fingre etter at den geldannende sanimensetiiingen er bragt i kontakt med en saltoppløsning som har absorbert vesentlige mengder karbondioksyd, men som ikke vil kunne bevirke geldannelse av den geldannende sammensetningen i strømningspassasjer som inneholder en saltoppløsning som ikke har absorbert vesentlige mengder karbondioksyd og som er fri for effektive mengder av tverrbindende katalyserende stoffer, idet nevnte aldehyd kan tverrbindes med nevnte første stoff gjennom dannelse av acetal-tverrbindinger, hvor det totale aldehydinnhold i den geldannende sammensetningen er i området 0,005- 4 % av vekten av den geldannende sammensetningen, og hvor mengden av H2O i den geldannende sammensetningen er minst 64 % av vekten av den geldannende sammensetningen, og (iii) den geldannende sammensetningen før kontakt derav med en saltoppløsning som inneholder vesentlige mengder av absorbert karbondioksyd, er vesentlig fri for effektive mengder av tverrbindende katalyserende stoffer som vil kunne fremme vesentlige tverrbindingsreaksjoner mellom nevnte første stoff og nevnte aldehyd; og (b) at den geldannende sammensetningen får komme i kontakt med saltopp-løsningen inneholdene vensentlige mengder absorbert karbondioksyd og får danne en gel i nevte fingre i den underjordiske formasjonen som er effektiv med henblikk på retardering av strømmen av nevnte karbondioksydholdige stoff i fingrene.

58. Fremgangsmåte ifølge krav 57,karakterisert ved at mengden av nevnte aldehyd er tilstrekkelig til åbevirke vesentlig fullstendig geldannelse av den geldannende sammensetningen mens sammensetningens surhet er høyere enn en pH-verdi på 6.

59. Fremgangsmåte ifølge krav 57 eller 58, karakterisert ved at det eneste tverrbindende, katalyserende stoffet som innføres i den underjordiske formasjonen i en effektiv mengde for å fremme en tverrbindingsreaksjon mellom et første stoff og nevnte aldehyd er karbondioksyd.

60. Fremgangsmåte ifølge krav 57,karakterisert ved at det første stoffet er polyvinylalkohol og at aldehydet er glutaraldehyd, og at fremgangsmåten etter at gelen er dannet i nevnte finger ytterligere omfatter uwinning av olje fra den underjordiske formasjonen.

61. Fremgangsmåte for redusering av damptap til ikke-produktive dampkanaler i en hydrokarbonutvinningsoperasjon utført i en underjordisk formasjon under anvendelse av damp og hvorved et tap av damp til ikke-produktive dampkanaler har inntruffet, k arakterisert ved: (a) innføring av en effektiv mengde av en geldannende sammensetning i den underjordiske formasjonen og i de ikke- produktive dampkanalene, hvor den gel-dannende sammensetningen i geldannet tilstand i de ikke-produktive dampkanalene vil kunne retardere strømmen av damp deri, idet den geldannende sammensetningen omfatter: (i) en vandig oppløsning omfattende et første stoff valgt fra gruppen bestående av polyvinylalkoholer, polyvinylalkohol-kopolymerer, og blandinger derav, hvor mengden av det første stoffet er i området 0,1-5 % av vekten av den geldannende sammensetningen, og (ii) en mengde av et aldehyd valgt fra dialdehyder, polyaldehyder, stoffer som vil utvikle dialdehyder, og blandinger derav, som under sure betingelser vil kunne danne en gel med det første stoffet i nevnte ikke-produktive dampkanaler, hvor aldehydet kan tverrbindes med det første stoffet gjennom dannelse av acetal-tverrbindinger, hvor det totale aldehydinnholdet i den geldannende sammensetningen er i området 0,005-5 % av vekten av den geldannende sammensetningen, og hvor mengden av H2O i den geldannende sammensetningen er minst 64 % av vekten av den geldannende sammensetningen; og (b) at den geldannende sammensetningen under sure betingelser får danne en gel i de ikke-produktive dampkanalene hvilket er effektivt med henblikk på retardering av strømmen av damp deri, for derved å redusere damptap til de ikke-produktive dampkanalene ved gjennopptakelse av hydrokarbonutvinningsoperasjonen.

62. Fremgangsmåte ifølge krav 61,karakterisert ved at det første stoffet er polyvinylalkohol og at aldehydet er glutaraldehyd.

63. Fremgangsmåte ifølge krav 61 eller 62,karakterisert ved at den ytterligere omfatter innføring av en skumdannende sammensetning i den underjordiske formasjonen og dannelse av et skum i nevnte ikke-produktive dampkanaler før innføring av nevnte geldannende sammensetninger inn i nevnte underjordiske formasjon.

64. Fremgangsmåte ifølge krav 63,karakterisert ved at den ytterligere omfatter en blanding av nevnte geldannende sammensetningen med et skum for dannelse av en blanding og innføring av denne blandingen i de ikke-produktive dampkanalene som nevnte geldannende sanmensetninger.

65. Fremgangsmåte ifølge krav 63,karakterisert ved at den ytterligere omfatter blanding av den geldannende sammensetningen med en del av nevnte skum i de ikke- produktive dampkanalene og dannelse av en gel fra nevnte geldannende sammensetninger i mellomrommene i nevnte del av skummet i nevnte ikke-produktive dampkanaler.

66. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 61-65,karakterisert ve d at den geldannende sammensetningen innføres i den underjordiske formasjonen samtidig med damp.

67. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 61-65,karakterisert ve d at den ytterligere omfatter avbryting av innføring av damp i den underjordiske formasjonen mens den geldannende sammensetningen innføres deri.

68. Fremgangsmåte ifølge krav 61, hvor den underjordiske formasjonen også har en oljebærende del som har en temperatur som er vesentlig lavere enn temperaturen i de ikke-produktive dampkanalene, karakterisert ved at mengden av aldehyd vil kunne danne gelen med det første stoffet under forutbestemte sure betingelser når den geldannende sammensetningen holdes i en forutbestemt tidsperiode ved nevnte temperatur i de ikke-produktive dampkanalene, og at den geldannende sammensetningen ikke vil kunne geldannes fullstendig når den befinner seg ved nevnte temperatur i den oljebærende delen av den underjordiske formasjonen.

69. Fremgangsmåte for redusering av tapet av sirkulasjonsfluider i strørnningspassasjer i en underjordisk formasjon under brønnborings-, kompletterings- eller brønnover-halingsoperasjoner, hvor sirkulasjonsfluidene er valgt fra gruppen bestående av borefluider, kompletteringsfluider og brønnoverhalingsfluider inneholdene: (a) stans av injeksjonen til et sirkulasjonsfluid valgt fra gruppen inneholdene borefluider, kompleteringsfluider og brønnoverhalingsfluider inn til et brønn-hull, (b) introduksjon inn i nevnte strørnningspassasjer av en effektiv mengde av en geldannende sammensetning omfattende: (i) en vandig oppløsning omfattende et første stoff valgt fra gruppen bestående av polyvinylalkoholer, polyvinylalkohol-kopolymerer, og blandinger derav, hvor mengden av det første stoffet er i området 0,1-5 % av vekten av den geldannende sarnmensetningen, (ii) en mengde aldehyd valgt fra dialdehyder, polyaldehyder, stoffer som vil utvikle dialdehyder, og blandinger derav, som kan tverrbindes med det første stoffet gjennom dannelse av acetal-tverrbindinger, hvor det totale aldehydinnholdet i den geldannende sammemetningen er i området 0,005-4 vekt-% av nevnte geldannende sammensetning og hvor mengden av H2O i nevnte geldannende sammensetning er minst 64 % av vekten av den geldannende sammensetningen, og (iii) en mengde av et tverrbindende, katalyserende stoff som i kombinasjon med den vandige oppløsningen og aldehydet vil kunne bevirke geldannelse, ved temperaturen i den underjordiske formasjonen, av den geldannende sammensetningen i en tidsperiode som ikke er lengre enn 12 minutter etter å ha blitt innført i den underjordiske formasjonen; og (c) at den geldannende sanimensetningen får komme inn i strømningspasa-sjene og danne en gel deri i løpet av tidsperioden angitt i trinn (b), for derved å redusere tapet av sirkulasjonsfluid ved gjennopptakelse av brønnborings-, kompleterings-eller brønnoverhalingsoperasjonen.

70. Fremgangsmåte ifølge krav 69,karakterisert ved at mengdene av tverrbindende, katalyserende stoff og aldehyd vil kunne bevirke geldannelse ved tempera-turene i den underjordiske formasjonen av den geldannende sammensetningen i en tidsperiode fra 0 til 10 minutter etter å ha blitt innført i den underjordiske formasjonen.

71. Fremgangsmåte ifølge krav 11, hvor den underjordiske formasjonen har både kanaler av høy permeabilitet overfor vannstrøm og en porøs struktur av lav permeabilitet, k a rakterisert ved at gelen dannes i kanalene av høy permeabilitet i nærvær av en effektiv mengde av tverrbindende katalyserende stoff, og ved at det i den underjordiske formasjonen innføres en forutbestemt mengde av et surgjørende stoff som vil kunne gjennomtrenge den porøse strukturen av lav permeabilitet og oppløse flytinhi-berende avsetninger deri, og at det surgjørende stoffet får oppløse nevnte strørnnings-inhibierende avsetninger for derved å forøke permeabiliteten til nevnte porøse struktur av lav permeabilitet.