CA1155645A - Procede de consolidation de formations geologiques - Google Patents
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Abstract
Procédé de consolidation d'une formation géologique, comprenant les deux étapes successives suivantes: on injecte dans la formation un mélange organique liquide contenant au moins un composé chimique apte à se polymériser par oxydation et un catalyseur, ledit mélange étant capable de subir in situ, au contact d'un gaz oxydant, des réactions démarrant à la température normale de la formation géologique et conduisant à l'obtention d'un produit solide qui consolide cette formation sans affecter notablement sa perméabilité. Puis, on injecte un gaz oxydant en quantité suffisante pour obtenir une solidification sensiblement complète dudit liquide organique, cette quantité étant cependant limitée de façon que la température atteinte dans la formation, au cours desdites réactions ne dépasse pas 350.degree.C et soit de préférence comprise entre 150.degree.C et 250.degree.C. Le procédé est caractérisé en ce que ledit mélange organique liquide contient un catalyseur comportant en combinaison au moins un élément du groupe constitué par le baryum, le zirconium, le cérium, le lanthane et les lanthanides et au moins un élément appartenant au groupe formé par le vanadium, la manganèse, le fer, le cobalt et le zinc.
Description
1 1~5~4~
La présente invention concerne un procédé de consolidation de for-mations géologiques, ce procedé étant notamment applicable dans des réser-voirs contenant du pétrole ou du gaz, pour éliminer les venues de sable dans les puits traversant des formations sableuses peu ou pas consolidées.
D'une manière plus générale, ce procédé peut être utilisé pour consolider localement des formations perméables.
Diverses méthodes ont déjà été proposées pour empêcher les venues de sable dans les puits neufs ou pour traiter des puits donnant lieu à
des venues de sable, lors de l'exploitation des gisements de pétrole ou de gaz.
Un premier type de méthode consiste à retenir le sable par un moyen mécanique, en utilisant des écrans artificiels à orifices calibrés, ou des empilages de graviers ayant une répartition granulométrique bien definie, selon la dimension des grains de sable de la formation géologique traver-sée par le puits. Une telle méthode, de mise en oeuvre délicate, est sou-vent utilisée pour équiper des puits neufs.
Un second type de méthode consiste à injecter, dans la formation géologique, une résine liquide qui, en se polymérisant, crée une liaison entre les grains de sable. L'efficacité d'une méthode chimique de ce se-
La présente invention concerne un procédé de consolidation de for-mations géologiques, ce procedé étant notamment applicable dans des réser-voirs contenant du pétrole ou du gaz, pour éliminer les venues de sable dans les puits traversant des formations sableuses peu ou pas consolidées.
D'une manière plus générale, ce procédé peut être utilisé pour consolider localement des formations perméables.
Diverses méthodes ont déjà été proposées pour empêcher les venues de sable dans les puits neufs ou pour traiter des puits donnant lieu à
des venues de sable, lors de l'exploitation des gisements de pétrole ou de gaz.
Un premier type de méthode consiste à retenir le sable par un moyen mécanique, en utilisant des écrans artificiels à orifices calibrés, ou des empilages de graviers ayant une répartition granulométrique bien definie, selon la dimension des grains de sable de la formation géologique traver-sée par le puits. Une telle méthode, de mise en oeuvre délicate, est sou-vent utilisée pour équiper des puits neufs.
Un second type de méthode consiste à injecter, dans la formation géologique, une résine liquide qui, en se polymérisant, crée une liaison entre les grains de sable. L'efficacité d'une méthode chimique de ce se-
2~ cond type est aléatoire, car la réaction de polymérisation de la résineinjectée dépend essentiellement des conditions régnant dans le puits au niveau de la formation et des caractéristiques de cette dernière. Une telle méthode ne permet donc pas de contrôler le degré d'avancement de la réaction chimique. Il en résulte le risque, soit d'une consolidation in-suifisante de la formation, si le degré de polymérisation de la résine est trop faible~ soit d'une trop forte réduction de la perméabilité ou même d'un colmatage complet de la formation géologique, si une trop gran-de quantité de polymère est retenue dans certains pores.
Une autre méthode, décrite dans le brevet britannique 975.229 con-siste à introduire successivement dans la Eormatio~ un matériau à based'acide gras insaturé, puis un gaz oxygéné, en vue d'obtenir une résini-fication dudit matériau.
~ 1~56~
Cependant ce procede ne clonne une consolidation satisfaisante que si la forma-tion cl consolider se trouve, ou est portee, a une temperature comprise entre 150 et 300C, ce qui est bien superieure a la tempera-ture normale des réser-voirs dlhuile ou de gaz.
Il est egalement envisage dans ce brevet anterieur d'ajouter un catalyseur constitue de naphtenate de cobalt où
de naphtenate de manganese. Meme dans ce dernier cas la con~
solidation obtenue n'est réellement sa-tisfaisante que si la temperature des formations est suffisamment elevee.
Le brevet americain US 3 388 7~3 présente egalement un procede de consolidation dans le~uel, apres introduction d'une huile siccative autour d'un puits, on injecte un gaz oxydant. I,'huile partiellemen-t oxydee ~orme un bon liant pour les grains de sable.
L'utilisation d'un catalyseur d'oxydation tels que le naphténate de plomb ou celui de cobalt permet de raccourcir la durée d'oxydation de l'huile.
Cependant, les consolidations obtenues sont genérale-ment insuffisantes pour le but recherche.
On connaît egalement par le brevet français 1.409.599un procedé pour la consolidation des sols dans lequel ces sols sont traites par des pol~mères huileux renfermant des capata-lyseurs siccatifs qui durcissent par séchage à l'air sur la surface du sol à consolider. Ce traitement qui produit des masses dures imperméalbes n'est cependant pas applicable a la consolidation des formations geologiques souterrai~es dont on souhaite maintenir la permeabilite.
L'objet de la presente invention est, par suite, de proposer un procedé simple et sur pour réaliser la consoli-dation d'une formation géologique, sans reduire sa permeabilité
de manière appréciable, ce procede etant applicable à des :
^.;
1 1~564~
formations dont les carac-téristiques peuvent vari.er assez largement. Cette méthode convient particulièrement bien ~u traitement de puits de pétrole ou de gaz donrlant lieu a des venues de sable.
Selon la présen-te invention, il est prévu un procédé
de consolidation d'une formation geologique comprenant les deux étapes successives suivantes: !
a) on injecte dans la forma-tion un mélange organique liquide contenant au moins un compose chimique apte a se polymériser par oxydation et un catalyseur, ledit mélange étant capable de subir in situ, au contact d'un gaz oxydant, des réactions démarrant a la température normale de la forma-tion géologique et conduisant a la formation d'un produit solide qui consolide cette formation sans affecter notablement sa perméabilité, et b) on injecte un yaz oxyclant en quantité suEfisante pour obtenir une solidification sensiblement complète dudit liquide organique, cette quantité étant cependant limitée de façon que la température atteinte dans la formation~au cours desdites réactions ne dépasse pas 350C, caractérisé en ce que ledit mélange organique liquide contient un catalyseur com-portant en combinaison au moins un élément du groupe constitué
par le baryum, le zirconium, le cérium, le lanthane et les lanthanides et au moins un élément appartenant au groupe formé par la vanadium, le manganèse, le fer, le cobalt et le zinc.
Par conséquent, avec un procéde selon la présente invention on assure le contrôle de l'altération chimique d'une substance.polymérisable. Donc, ce procëde comporte l'injection, dans la formation, d'un mélange liquide de produits organiques dont on réalise in situ une altération chimique ménagée par la mise en contact de ce mélange liquide avec une quantité
donnée de gaz oxydant, de façon a transformer par une réaction ~7
Une autre méthode, décrite dans le brevet britannique 975.229 con-siste à introduire successivement dans la Eormatio~ un matériau à based'acide gras insaturé, puis un gaz oxygéné, en vue d'obtenir une résini-fication dudit matériau.
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Cependant ce procede ne clonne une consolidation satisfaisante que si la forma-tion cl consolider se trouve, ou est portee, a une temperature comprise entre 150 et 300C, ce qui est bien superieure a la tempera-ture normale des réser-voirs dlhuile ou de gaz.
Il est egalement envisage dans ce brevet anterieur d'ajouter un catalyseur constitue de naphtenate de cobalt où
de naphtenate de manganese. Meme dans ce dernier cas la con~
solidation obtenue n'est réellement sa-tisfaisante que si la temperature des formations est suffisamment elevee.
Le brevet americain US 3 388 7~3 présente egalement un procede de consolidation dans le~uel, apres introduction d'une huile siccative autour d'un puits, on injecte un gaz oxydant. I,'huile partiellemen-t oxydee ~orme un bon liant pour les grains de sable.
L'utilisation d'un catalyseur d'oxydation tels que le naphténate de plomb ou celui de cobalt permet de raccourcir la durée d'oxydation de l'huile.
Cependant, les consolidations obtenues sont genérale-ment insuffisantes pour le but recherche.
On connaît egalement par le brevet français 1.409.599un procedé pour la consolidation des sols dans lequel ces sols sont traites par des pol~mères huileux renfermant des capata-lyseurs siccatifs qui durcissent par séchage à l'air sur la surface du sol à consolider. Ce traitement qui produit des masses dures imperméalbes n'est cependant pas applicable a la consolidation des formations geologiques souterrai~es dont on souhaite maintenir la permeabilite.
L'objet de la presente invention est, par suite, de proposer un procedé simple et sur pour réaliser la consoli-dation d'une formation géologique, sans reduire sa permeabilité
de manière appréciable, ce procede etant applicable à des :
^.;
1 1~564~
formations dont les carac-téristiques peuvent vari.er assez largement. Cette méthode convient particulièrement bien ~u traitement de puits de pétrole ou de gaz donrlant lieu a des venues de sable.
Selon la présen-te invention, il est prévu un procédé
de consolidation d'une formation geologique comprenant les deux étapes successives suivantes: !
a) on injecte dans la forma-tion un mélange organique liquide contenant au moins un compose chimique apte a se polymériser par oxydation et un catalyseur, ledit mélange étant capable de subir in situ, au contact d'un gaz oxydant, des réactions démarrant a la température normale de la forma-tion géologique et conduisant a la formation d'un produit solide qui consolide cette formation sans affecter notablement sa perméabilité, et b) on injecte un yaz oxyclant en quantité suEfisante pour obtenir une solidification sensiblement complète dudit liquide organique, cette quantité étant cependant limitée de façon que la température atteinte dans la formation~au cours desdites réactions ne dépasse pas 350C, caractérisé en ce que ledit mélange organique liquide contient un catalyseur com-portant en combinaison au moins un élément du groupe constitué
par le baryum, le zirconium, le cérium, le lanthane et les lanthanides et au moins un élément appartenant au groupe formé par la vanadium, le manganèse, le fer, le cobalt et le zinc.
Par conséquent, avec un procéde selon la présente invention on assure le contrôle de l'altération chimique d'une substance.polymérisable. Donc, ce procëde comporte l'injection, dans la formation, d'un mélange liquide de produits organiques dont on réalise in situ une altération chimique ménagée par la mise en contact de ce mélange liquide avec une quantité
donnée de gaz oxydant, de façon a transformer par une réaction ~7
- 3 -1 ~55~
exothermique ledlt mélange liquide en une substance liant les éléments non consolidés de la formation, l'injection du gax oxydant permettant d'eviter une reduction appréciable de la permeabilite de cette derniere. aux fluides tels que le petrole ou le gaz naturel. La compositlo~ du m~lange li~uide, ainsi ~ue la teneur en ox~gene et la quantite de gaz oxydant, sont ajustees de maniere à assurer le demarraye de la reaction à la temperature normale de la formation et ~ contrôler le degre d'avancement de la polymerisation oxydante du melange liquide.
Parmi les catalyseurs ci-dessus definis, les catalyseurs suivants se sont révéles particulièrement appropriés a la mise en oeuvre du procede selon l'invention: les com binaisons du cerium (avec eventuellement, en outre, au moins une lanthanide) et du cobalt, du zirconium et du cobalt, ~u cerium et du manganese, du baryum et du manganèse.
La température atteinte dans la formation au cours de ces réactions est de préférence, comprise entre 150C et 250~
.
~. ,.~ . . . ... . .
ll 1~55~
Le procédé selon l'invention es~ efficace rneme 9i la température de la formation (qui dépend notan~lent de sa pro~ondeur) est basse, car la réaction d'o~ydation du mélange organique provoque dans la zone traitée un d~gagement de chaleur suffisant pOUL' que soit atteint le niveau ther-mique permettant audit mélange organique de se polymériser efficacement et d'assurer la cohésion entre les grains de la formation. De plus, la te-neur en oxygène du gaz oxydant injecté et la quantité d'oxygène introduite dans la formation sont contrôlées afin de ne pas dépasser la température maximale qui conduirait à la dégradation de la substance polymérisée.
Le mélange organique utilisé dans le procédé selon l'invention pourra avantageusement être constitué d'une huile siccative, éventuellement diluée par un solvant organique, additionnéed'un catalyseur tel que défini ci-dessus. L'huile siccative utilisée sera avantageusement de l'huile de lin, de l'huile de bois, de l'huile de carthame,ou d'une manière générale des huiles végétales ayant une teneur élevée en composés polyéthyléniques.
Les solvants utiliscs seront constitués,par exemple, par des hydrocarbu-res tels que benzène, toluène, xylène ou par une coupe pétrolière ; la te-neur en sol~ant sera avantageusement comprise entre 0 et 50 % pour limiter la réduction de réactivité due ~ la dilut:ion.
Les éléments du catalyseur seront utilisés sous forme de sels, tels que carboxylates, naphténates, sulfonates, octoates..., solubles dans les constituants de base du mélange organique. La teneur de la solution en chacun des métaux utilisés dans le catalyseur sera inférieure à 3% poids e~
de pr~férence comprise entre 0,007 et 2 % poids. La composition exacte du catalyseur (métaux utilisés et teneurs en métaux) dépendra de la nature du milieu et des conditions de gisement (pression, température...).
La quantité de mélange organique injectée sera de préférence infé-rieure à 500 litres par mètre d'épaisseur de formation géologique ; des quantités supérieures n'affectent cependant pas l'efficacité du procédé
30 selon l'invention.
Lors de l'application de la méthode dans des réservoirs d'huile, le ~5~
gaz oxydant injecté sera de préférence de l'oxygène ou de l'air, dilués ~ventuellement par de l'azote, du gaz carbonique,ou un autre gaz inerte dans les conditions de l'essai. Lors de l'application de la méthode dans des r~servoirs de gaz, le mélange gaze-Jx oxydant utilisé sera de préféren-ce de l'oxygène Oll de l'air dilués par de l'azote, un autre gaz inerte ou du gaz naturel sec ; cependant, la teneur en gaz naturel devra être telle que le mélange gazeux reste à l'extérieur des limites d'inflammabilité
dans les conditions de l'essai.
La teneur volumétrique en oxygène du mélange gazeux sera avantageu-sement comprise entre 0,5 et 100%, et de préférence entre 1 et 21%. ~ateneur en oxygène, pour une composition donnée du mélange organique, sera de préférence d'autant plus faible que la pression d'injection estP~élevée.
La présence d'eau dans le mélange gazeux sera évitée par un traitement de séchage approprié, si nécessaire. Le dosage du mélange oxydant se fera en surface, les constituants du mélange étant fournis, soit par des bouteil-les de gaz comprimé ou cryogénique, soit par des compresseurs.
Le volurne d'oxygène contenu dans le gaz injecté, rapporté aux con--ditions standard de température et de pression, sera de préférence infé-rieur à 200 litres par litre de mélange organique injecté ; d'excellents résultats sont obtenus en utilisant entre lo et 80 litrcs d'oxygène par litre de mélange organique.
Sur la figure 1 annexée, illustrant schématiquement un mode de mise en oeuvre de l'invention, la référence 1 désigne une formation géologique sableuse traversée par un puits 2, qui comporte un cuvelage 3 muni de per-forations 4 au niveau de la formation 1 dont ~n désire extraire un flui-de, tel que du petrole ou du gaz naturel.
Dans cet exemple de réalisation, le procédé selon l'invention est mis en oeuvre en injectant successivement dans la formation 1 à traiter des quantités prédéterminées du mélange organique 5, tel qu'une huile siccative additionnée d'un catalyseur tel que défini ci-dessus, éventuel-lement en mélange avec un autre liquide organique tel qu'un solvant ou une coupe pétrolière,et d'un gaz oxydant 6, tel que l'air ou l'oxygène, dilués selon les indications ci-dessus.
~ 1556~
Le melange organique liquide et le gaz peuvent être injectés à la suite l'un de l'autre par l'intermediaire d'une même colonne de production ou tubing 7 débouchant, à sa partie inférieure, sensiblement au niveau des perforations 4.
Un dispositif 9, du type packer, assurera l'étanchéité en obturant l'espace annulaire entre le cuvelage 3 et la colonne de production 7, au-dessus de la formation 1. Dans la colonne de production 7, le gaz oxy-dant est séparé du mélange organique par un bouchon 8 d'une substan;ce non ou peu oxydable, ce bouchon étant constitué,par exemple,par un petit volu-10 me de solvant ou d'une coupe pétrolière,dans un puits à huile, ou de gaznaturel,dans un puits à gaz. On évite ainsi que des réactions du mélange organique ne se produisent à l'intérieur meme de la colonne de production.
Bien entendu, le mode de mise en oeuvre décrit ci-dessus n'est nulle-ment limitatif, d'autres modes de réalisation pouvant etre envisagés.
D'une façon générale, le liquide injecté en 5 est un mélange organi-que qui, au contact d'un ~a~ oxydant, est capable de participer,d~s la température de la formation l,à une altération chimique conduisant à la consolidation ~e ladite formation aux abords du puits. Le liquide 5 est plus facilement altérable par le mélange gazeux oxydant pour donner lieu 20 à la consolidation que les hydrocarbures contenus dans la formation 1 et que les composés organiques de base ne contenant pas de catalyseur.
Dans le cas des gisements de pétrole, on pourra avantageusement fai - re précéder l'injection du liquide 5 par l'injection de fluides tels que le xylène ou une coupe pétrolière et un alcool, tel que l'isopropanol, afin de chasser le pétrole et l'eau présents aux abords du puits qui, s'ils sont en quantités excessives, peuvent avoir un effet néfaste sur l'efficacité de la consolidation du milieu.
La quantité de gaz oxydant injectée sera déterminée de façon à obte-nir une solidification complète du liquide organique 5, sans que la tem-30 pérature atteinte dans la formation par suite du dégagement de chaleurprovoqué par la réaction d'oxydation du liquide 5 ne dépasse 350C . On évite ainsi, selon ]'invention, la combustion à haute température du li-1 ~l S~B45 quide organique 5, ce qui permet d'éviter la dégradation du polymérisatet d'assurer la protection des equipements du puits, notamment du cuvela-ge 3.
L'eff;cacité du procédé selon l'invention est illustrée par les essais suivants, les caractéristiques de mise en oeuvre de ces essais n'a-yant aucun caractère limitatif.
Essai n 1 . _ Un mélange intime de sable de carrière (granulométrie comprise entre 150 et 300 microns) et d'huile de lin est tassé à la température ambiante dans un tube vertical à paroi mince de 20 cm de diamètre, sur une hauteur de 15cm. Des colliers chauffants sont mis en place autour du tube sur la hauteur occupée par le mélange, afin de permettre le contrôle de la fuite thermique transversale. En cas d'augmentation de température, la puissan-r~e électrique fournie aux colliers est réglée de telle manière que la tem-pérature déterminée dans le mélange ne soit pas supérieure de plus de 10C
3 la température mesurée au même niveau contre la paroi externe du tube.
Le massif, obtenu en tassant un mélange de 7,2kg de sable et 0,63kg d'huile de lin, a une porosité de 3~% et une saturation en huile de lin égale à environ 40% du volume des pores. Sa température initiale est de 20C.
Un débit d'air, égal à 1,55 litre/mn, est injecté à la pression at-mosphérique par la face supérieure du tube, pendant 7 heures. On n'observe ~ucune d;minution de la teneur en oxygène du g~az e.ffluent et aucune aug-mentation de température dans le milieu poreux imprégné. En fin d'essai, on observe que le massif n'est pas consolidé.
Il apparalt donc que, dans les conditions opératoires choisies, au-cune réaction ne se produit dans un massif imprégné d'huile de lin ne con-tenant pas de catalyseur.
~ 15~64S
Essai n 2 .,~ .
Une expérience analogue à celle de l'essai n 1 a été effectuée avec du sable imprégné d'huile de lin additionnée de o,O6% poids de cobalt, sous ~orme de naphténate.
L'air est injecté à la pression atmosphérique pendant ~ h à un dë-bit de 1,6 l/mn. Une fraction importante de l'oxygène du gaz injecte est consommée par les réactions d'oxydation. Celles-ci provoquent un échauffe-ment progressif du milieu poreux jusqu'à 140C ; la température décroit ensuite pendant que la teneur en oxygène du gaz effluent augmente. On cons-10 tate que la perte de charge à travers le massif est sensiblement la memeavant, pendant et après l'essai, ce qui montre que la perméabilité du mi-lieu reste inchangée.
On constate, après essai, que le milieu a été consolidé ; la résis-tance à la compression des carottes obtenues est de 22 bars.
Il apparait que la réact;on qui se produit avec de l'huile de lin additionnée d'un sel de cobalt permet de donner une certaine résistance mécanique au massif.
Essai n 3 Une expérience analogue à celle de l'essai n 1 a été effectuée avec 20 du sable imprégné d'huile de lin additionnée de 0,12~ poids de cérium, et de 0,06~ poids de cobalt sous forme de naphténates.
L'air est injecté à la pression atmosphérique pendant 8h~5 à un dé-bit de 1,5 l/mn.Au cours de l'essai on constate une consommation importan-te de l'oxygène et une augmentation de température jusqu'à un maximum de 160C. On constate que la perte de charge à travers le massif reste sensi-blement la même avant, pendant et après l'essai.
On vérifie que la consolidation du milieu a été excellente. La ré-sistance à la compression des carottes obtenues est de 70 bars, leur co-hésion n'est pas altérée par un écoulement de pétrole brut et d'eau ;
leur perméabilité est comprise entre 3 et 3,7 Darcy.
1 1556~!~
Ainsi, il apparaît que la réaction qui se produit avec de l'huile de lin contenant le catalyseur défini ci-dessus conduit 3 l'obtention d'une excellente cohésion du massif, nettement supérieure à celle obtenue dans l'essai précédent.
Essai n 4 ~ ne expérience ana]ogue à celle de l'essai n 1 a été e~fectuée avec du sable imprégné d'huile de lin additionnée de 0,12% poids de zirco-nium et de 0,03% poids de cobalt, sous fdrme de naphténates.
L'air est injecté à la pression atmosphérique penda~t 10 heures à
un débit de 1,5 l/mn. La réaction d'oxydation se traduit par une élévation de température jusqu'à un maximun de 143C. On vérifie après essai que le milieu a gardé sa perméabilité et que sa consolidation est excellente ;
sa résistance à la compression est de 63 bars.
Le catalyseur utilisé lors de cet essai donne des résultats analo-gues à ceux de l'essai n 3.
Essai n~ 5 Un mélange intime d'un sable de gisement lavé et de méLange organi-que liquide est tassé à la température ambiante dans un tube vertical à
paroi mince de 12,5 cm de diamètre, constituant l'enceinte intérieure d'une cellule cylindrique haute pression. Le tube intérieur est muni de colliers chauffants et d'un isolant thermique pour compenser la fuite thermique lors de l'augmentation de température du massif.
Le mélange organique utilisé est de l'huile de lin additionnée de 0,14% poids de cérium, de 0,16% poids d'autres lanthanides (lanthane, praséodyme, néodyme, samarium), sous forme d'octoates et de 0,35% poids de cobalt sous forme de naphténate.
La pression relative dans la cellule est portée à 10 bars et de l'air est injecté pendant 7,5h à un débit de 3 litres (conditions stan-~5~6~
tard~ par minute. La réaction se traduit par une élévation de la tempéra-ture jusqu'~ 168C. On vérifie après essai que le milieu a gardé sa per-méabilité et qu'il est parfaitement consolidé : sa résistance à la com-pression est de 1~0 bars.
Le catalyseur utilisé ici donne des resultats remarquables dans les conditions opératoires de cet essai, qui se rapprochent des conditions de pression susceptibles d'être rencontrées en pratique au fond d'un puits.
Essai n 5 Un essai a été effectué dans l'appareillage décrit pour l'essai n5, - 10 avec du sable de carrière additionné de 5% de kaolinite et en utilisant comme mélange organique de l'huile de lin additionnée de 0,40% poids de man~anèse sous forme d'octoate. La durée de l'expérience, réalisée sous une pression relative de 10 bars et avec un débit d'air de 3 litres par minute (conditions standard), a été de 7 heures.
La température mesurée au sein du massif~ initialement égale à 20C, augmente SGUS l'effet de la réaction exothermique qui se produit, et elle atteint un extremum égal à 216C. Cependant, en fin d'essai, seuls les 5 premiers centimètres/ontmacquis une certaine cohésion ; la résistance à
la compression des carottes obtenues dans cette partie du massif est de 20 30 bars.
Essai n 7 Un essai a été effectué dans des condit~ons opératoires identiques à celles de l'essai n 6, mais en utilisant comme mélange organique de l'huile de lin additionnée de 0,30% poids de cérium sous forme de naph~
ténate et de 0,40~ poids de manganèse sous forme d'octoate La durée de l'essai a été de 7 heures.
La réaction se traduit par une élévation de température au sein du massif jusqu'à un extremum égal à 21~C. On vérifie,après essai, que le milieu a gardé sa perméabilité et est fortement consolidé dans tout son 30 volume. La résistance à la compression des carottes obtenues est de 70 bars.
1~556~i Essai No ~
Un essai analogue à l'essai No 5 a été réalisé en utilisant cette fois, comme mélange organique, de l'huile de bois additionnée de 0,]4% en poids de cérium, de 0,16% poids d'autres lanthanldes (lanthane, praséodyme, néodyme, samarium sous forme d'octoates) et de 0,36% en poids de cobalt sous forme de naphténate.
La pression relative dans la cellule es-t portée à
10 bars et de l'air est injecté pendant 7 heures 15 minutes à un déhit de 3 litres par minute. La réaction se traduit par une élévation de température jusqu'à 200C.
On vérifie après l'essai que le milieu est parfaite-ment consolidé. Sa résistance à la compression est de 80 bars.
Essai No 9 On a~oute à un support minéral sableux contenant 5% de kaolinite une quantité d'eau et de pétrole brut (de densité égale à 0,87), de manière à obtenir un mélange a~ant des teneurs en eau et en huile égales chacune à 7% poids.
Le mélange est mis en place et tassé dans la cellule décrite pour l'essai No 5.
Après déplacement partiel des fluides en place par un bouchon d'alcool isopropylique, on injecte le mélange organique constitué d'huile de lin additionnée de 0,13~ poids de zirconium et de 0,72% poids de cobalt sous forme de naph-ténates. La pression relative dans la cellule est alors portée à 10 bars et de l'air est injecté pendant 26 heures à
un débit de 1,5 litre (conditions standard) par minute. La réactlon se traduit par une élévation de température jusqu'à
300C apres 10 heures d'essai; on coupe alors l'alimentation des colliers chauffants jusqu'à la fin de l'expérience. Le milieu obtenu a gardé sa permeabJlité et est fortement 1~55~
consolidé; sa rés:istance à la compression est de 80 bars.
Essai No lO
-Un mélange à 80~ d'huile de lin et 20% de xylène est additionné de catalyseur, de manière à réaliser une solu-tion contenant 0,30'~ poids de cérium e-t 0,42~ poids de cobalt sous forme de naphténates; ce mélange organique liquide est malaxe avec du sable et mis en place dans la cellule décrite pour l'essai No 5. La pression relative dans la cellule est alors portée à 60 bars. Un gaæ oxygéné constitué d'un mélange air + azote contenant 4% d'oxygène est in~ecté pendant 7,25 heures à un débit de 14 litres (conditions standard) par minute. La réaction se traduit par une élévation de la tempé-rature jusqu'à 245C. Le mllieu obtenu en fin d'essai est bien consolidé; sa résistance à la compression est de 48 bars.
Cet essai montre la possibilité de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention sous des pressions beaucoup plus élevées tout en contrôlant les réactions chimiques, grâce à
un ajustement de la teneur en ox~gène du mélange gazeux.
Essai No 11 Un essai a été efEectué dans des conditions identi-ques à celles de l'essai No 6, mais en utilisant comme mélange organique de l'huile de lin additionnée de 0,25% poids de baryum, de 0,4% poids de manganèse sous forme d'octoates.
La durée de l'essai a é-té de 7 heures.
La réaction se traduit par une élévation de tempé
rature de massif jusqu'à un maxirnum égal à 226C. On vérifie après essai que le milieu a gardé sa perméabilité et est bien consolidé dans tout son volume. La résistance à la compres-sion des carottes obtenues est de 72 bars.
exothermique ledlt mélange liquide en une substance liant les éléments non consolidés de la formation, l'injection du gax oxydant permettant d'eviter une reduction appréciable de la permeabilite de cette derniere. aux fluides tels que le petrole ou le gaz naturel. La compositlo~ du m~lange li~uide, ainsi ~ue la teneur en ox~gene et la quantite de gaz oxydant, sont ajustees de maniere à assurer le demarraye de la reaction à la temperature normale de la formation et ~ contrôler le degre d'avancement de la polymerisation oxydante du melange liquide.
Parmi les catalyseurs ci-dessus definis, les catalyseurs suivants se sont révéles particulièrement appropriés a la mise en oeuvre du procede selon l'invention: les com binaisons du cerium (avec eventuellement, en outre, au moins une lanthanide) et du cobalt, du zirconium et du cobalt, ~u cerium et du manganese, du baryum et du manganèse.
La température atteinte dans la formation au cours de ces réactions est de préférence, comprise entre 150C et 250~
.
~. ,.~ . . . ... . .
ll 1~55~
Le procédé selon l'invention es~ efficace rneme 9i la température de la formation (qui dépend notan~lent de sa pro~ondeur) est basse, car la réaction d'o~ydation du mélange organique provoque dans la zone traitée un d~gagement de chaleur suffisant pOUL' que soit atteint le niveau ther-mique permettant audit mélange organique de se polymériser efficacement et d'assurer la cohésion entre les grains de la formation. De plus, la te-neur en oxygène du gaz oxydant injecté et la quantité d'oxygène introduite dans la formation sont contrôlées afin de ne pas dépasser la température maximale qui conduirait à la dégradation de la substance polymérisée.
Le mélange organique utilisé dans le procédé selon l'invention pourra avantageusement être constitué d'une huile siccative, éventuellement diluée par un solvant organique, additionnéed'un catalyseur tel que défini ci-dessus. L'huile siccative utilisée sera avantageusement de l'huile de lin, de l'huile de bois, de l'huile de carthame,ou d'une manière générale des huiles végétales ayant une teneur élevée en composés polyéthyléniques.
Les solvants utiliscs seront constitués,par exemple, par des hydrocarbu-res tels que benzène, toluène, xylène ou par une coupe pétrolière ; la te-neur en sol~ant sera avantageusement comprise entre 0 et 50 % pour limiter la réduction de réactivité due ~ la dilut:ion.
Les éléments du catalyseur seront utilisés sous forme de sels, tels que carboxylates, naphténates, sulfonates, octoates..., solubles dans les constituants de base du mélange organique. La teneur de la solution en chacun des métaux utilisés dans le catalyseur sera inférieure à 3% poids e~
de pr~férence comprise entre 0,007 et 2 % poids. La composition exacte du catalyseur (métaux utilisés et teneurs en métaux) dépendra de la nature du milieu et des conditions de gisement (pression, température...).
La quantité de mélange organique injectée sera de préférence infé-rieure à 500 litres par mètre d'épaisseur de formation géologique ; des quantités supérieures n'affectent cependant pas l'efficacité du procédé
30 selon l'invention.
Lors de l'application de la méthode dans des réservoirs d'huile, le ~5~
gaz oxydant injecté sera de préférence de l'oxygène ou de l'air, dilués ~ventuellement par de l'azote, du gaz carbonique,ou un autre gaz inerte dans les conditions de l'essai. Lors de l'application de la méthode dans des r~servoirs de gaz, le mélange gaze-Jx oxydant utilisé sera de préféren-ce de l'oxygène Oll de l'air dilués par de l'azote, un autre gaz inerte ou du gaz naturel sec ; cependant, la teneur en gaz naturel devra être telle que le mélange gazeux reste à l'extérieur des limites d'inflammabilité
dans les conditions de l'essai.
La teneur volumétrique en oxygène du mélange gazeux sera avantageu-sement comprise entre 0,5 et 100%, et de préférence entre 1 et 21%. ~ateneur en oxygène, pour une composition donnée du mélange organique, sera de préférence d'autant plus faible que la pression d'injection estP~élevée.
La présence d'eau dans le mélange gazeux sera évitée par un traitement de séchage approprié, si nécessaire. Le dosage du mélange oxydant se fera en surface, les constituants du mélange étant fournis, soit par des bouteil-les de gaz comprimé ou cryogénique, soit par des compresseurs.
Le volurne d'oxygène contenu dans le gaz injecté, rapporté aux con--ditions standard de température et de pression, sera de préférence infé-rieur à 200 litres par litre de mélange organique injecté ; d'excellents résultats sont obtenus en utilisant entre lo et 80 litrcs d'oxygène par litre de mélange organique.
Sur la figure 1 annexée, illustrant schématiquement un mode de mise en oeuvre de l'invention, la référence 1 désigne une formation géologique sableuse traversée par un puits 2, qui comporte un cuvelage 3 muni de per-forations 4 au niveau de la formation 1 dont ~n désire extraire un flui-de, tel que du petrole ou du gaz naturel.
Dans cet exemple de réalisation, le procédé selon l'invention est mis en oeuvre en injectant successivement dans la formation 1 à traiter des quantités prédéterminées du mélange organique 5, tel qu'une huile siccative additionnée d'un catalyseur tel que défini ci-dessus, éventuel-lement en mélange avec un autre liquide organique tel qu'un solvant ou une coupe pétrolière,et d'un gaz oxydant 6, tel que l'air ou l'oxygène, dilués selon les indications ci-dessus.
~ 1556~
Le melange organique liquide et le gaz peuvent être injectés à la suite l'un de l'autre par l'intermediaire d'une même colonne de production ou tubing 7 débouchant, à sa partie inférieure, sensiblement au niveau des perforations 4.
Un dispositif 9, du type packer, assurera l'étanchéité en obturant l'espace annulaire entre le cuvelage 3 et la colonne de production 7, au-dessus de la formation 1. Dans la colonne de production 7, le gaz oxy-dant est séparé du mélange organique par un bouchon 8 d'une substan;ce non ou peu oxydable, ce bouchon étant constitué,par exemple,par un petit volu-10 me de solvant ou d'une coupe pétrolière,dans un puits à huile, ou de gaznaturel,dans un puits à gaz. On évite ainsi que des réactions du mélange organique ne se produisent à l'intérieur meme de la colonne de production.
Bien entendu, le mode de mise en oeuvre décrit ci-dessus n'est nulle-ment limitatif, d'autres modes de réalisation pouvant etre envisagés.
D'une façon générale, le liquide injecté en 5 est un mélange organi-que qui, au contact d'un ~a~ oxydant, est capable de participer,d~s la température de la formation l,à une altération chimique conduisant à la consolidation ~e ladite formation aux abords du puits. Le liquide 5 est plus facilement altérable par le mélange gazeux oxydant pour donner lieu 20 à la consolidation que les hydrocarbures contenus dans la formation 1 et que les composés organiques de base ne contenant pas de catalyseur.
Dans le cas des gisements de pétrole, on pourra avantageusement fai - re précéder l'injection du liquide 5 par l'injection de fluides tels que le xylène ou une coupe pétrolière et un alcool, tel que l'isopropanol, afin de chasser le pétrole et l'eau présents aux abords du puits qui, s'ils sont en quantités excessives, peuvent avoir un effet néfaste sur l'efficacité de la consolidation du milieu.
La quantité de gaz oxydant injectée sera déterminée de façon à obte-nir une solidification complète du liquide organique 5, sans que la tem-30 pérature atteinte dans la formation par suite du dégagement de chaleurprovoqué par la réaction d'oxydation du liquide 5 ne dépasse 350C . On évite ainsi, selon ]'invention, la combustion à haute température du li-1 ~l S~B45 quide organique 5, ce qui permet d'éviter la dégradation du polymérisatet d'assurer la protection des equipements du puits, notamment du cuvela-ge 3.
L'eff;cacité du procédé selon l'invention est illustrée par les essais suivants, les caractéristiques de mise en oeuvre de ces essais n'a-yant aucun caractère limitatif.
Essai n 1 . _ Un mélange intime de sable de carrière (granulométrie comprise entre 150 et 300 microns) et d'huile de lin est tassé à la température ambiante dans un tube vertical à paroi mince de 20 cm de diamètre, sur une hauteur de 15cm. Des colliers chauffants sont mis en place autour du tube sur la hauteur occupée par le mélange, afin de permettre le contrôle de la fuite thermique transversale. En cas d'augmentation de température, la puissan-r~e électrique fournie aux colliers est réglée de telle manière que la tem-pérature déterminée dans le mélange ne soit pas supérieure de plus de 10C
3 la température mesurée au même niveau contre la paroi externe du tube.
Le massif, obtenu en tassant un mélange de 7,2kg de sable et 0,63kg d'huile de lin, a une porosité de 3~% et une saturation en huile de lin égale à environ 40% du volume des pores. Sa température initiale est de 20C.
Un débit d'air, égal à 1,55 litre/mn, est injecté à la pression at-mosphérique par la face supérieure du tube, pendant 7 heures. On n'observe ~ucune d;minution de la teneur en oxygène du g~az e.ffluent et aucune aug-mentation de température dans le milieu poreux imprégné. En fin d'essai, on observe que le massif n'est pas consolidé.
Il apparalt donc que, dans les conditions opératoires choisies, au-cune réaction ne se produit dans un massif imprégné d'huile de lin ne con-tenant pas de catalyseur.
~ 15~64S
Essai n 2 .,~ .
Une expérience analogue à celle de l'essai n 1 a été effectuée avec du sable imprégné d'huile de lin additionnée de o,O6% poids de cobalt, sous ~orme de naphténate.
L'air est injecté à la pression atmosphérique pendant ~ h à un dë-bit de 1,6 l/mn. Une fraction importante de l'oxygène du gaz injecte est consommée par les réactions d'oxydation. Celles-ci provoquent un échauffe-ment progressif du milieu poreux jusqu'à 140C ; la température décroit ensuite pendant que la teneur en oxygène du gaz effluent augmente. On cons-10 tate que la perte de charge à travers le massif est sensiblement la memeavant, pendant et après l'essai, ce qui montre que la perméabilité du mi-lieu reste inchangée.
On constate, après essai, que le milieu a été consolidé ; la résis-tance à la compression des carottes obtenues est de 22 bars.
Il apparait que la réact;on qui se produit avec de l'huile de lin additionnée d'un sel de cobalt permet de donner une certaine résistance mécanique au massif.
Essai n 3 Une expérience analogue à celle de l'essai n 1 a été effectuée avec 20 du sable imprégné d'huile de lin additionnée de 0,12~ poids de cérium, et de 0,06~ poids de cobalt sous forme de naphténates.
L'air est injecté à la pression atmosphérique pendant 8h~5 à un dé-bit de 1,5 l/mn.Au cours de l'essai on constate une consommation importan-te de l'oxygène et une augmentation de température jusqu'à un maximum de 160C. On constate que la perte de charge à travers le massif reste sensi-blement la même avant, pendant et après l'essai.
On vérifie que la consolidation du milieu a été excellente. La ré-sistance à la compression des carottes obtenues est de 70 bars, leur co-hésion n'est pas altérée par un écoulement de pétrole brut et d'eau ;
leur perméabilité est comprise entre 3 et 3,7 Darcy.
1 1556~!~
Ainsi, il apparaît que la réaction qui se produit avec de l'huile de lin contenant le catalyseur défini ci-dessus conduit 3 l'obtention d'une excellente cohésion du massif, nettement supérieure à celle obtenue dans l'essai précédent.
Essai n 4 ~ ne expérience ana]ogue à celle de l'essai n 1 a été e~fectuée avec du sable imprégné d'huile de lin additionnée de 0,12% poids de zirco-nium et de 0,03% poids de cobalt, sous fdrme de naphténates.
L'air est injecté à la pression atmosphérique penda~t 10 heures à
un débit de 1,5 l/mn. La réaction d'oxydation se traduit par une élévation de température jusqu'à un maximun de 143C. On vérifie après essai que le milieu a gardé sa perméabilité et que sa consolidation est excellente ;
sa résistance à la compression est de 63 bars.
Le catalyseur utilisé lors de cet essai donne des résultats analo-gues à ceux de l'essai n 3.
Essai n~ 5 Un mélange intime d'un sable de gisement lavé et de méLange organi-que liquide est tassé à la température ambiante dans un tube vertical à
paroi mince de 12,5 cm de diamètre, constituant l'enceinte intérieure d'une cellule cylindrique haute pression. Le tube intérieur est muni de colliers chauffants et d'un isolant thermique pour compenser la fuite thermique lors de l'augmentation de température du massif.
Le mélange organique utilisé est de l'huile de lin additionnée de 0,14% poids de cérium, de 0,16% poids d'autres lanthanides (lanthane, praséodyme, néodyme, samarium), sous forme d'octoates et de 0,35% poids de cobalt sous forme de naphténate.
La pression relative dans la cellule est portée à 10 bars et de l'air est injecté pendant 7,5h à un débit de 3 litres (conditions stan-~5~6~
tard~ par minute. La réaction se traduit par une élévation de la tempéra-ture jusqu'~ 168C. On vérifie après essai que le milieu a gardé sa per-méabilité et qu'il est parfaitement consolidé : sa résistance à la com-pression est de 1~0 bars.
Le catalyseur utilisé ici donne des resultats remarquables dans les conditions opératoires de cet essai, qui se rapprochent des conditions de pression susceptibles d'être rencontrées en pratique au fond d'un puits.
Essai n 5 Un essai a été effectué dans l'appareillage décrit pour l'essai n5, - 10 avec du sable de carrière additionné de 5% de kaolinite et en utilisant comme mélange organique de l'huile de lin additionnée de 0,40% poids de man~anèse sous forme d'octoate. La durée de l'expérience, réalisée sous une pression relative de 10 bars et avec un débit d'air de 3 litres par minute (conditions standard), a été de 7 heures.
La température mesurée au sein du massif~ initialement égale à 20C, augmente SGUS l'effet de la réaction exothermique qui se produit, et elle atteint un extremum égal à 216C. Cependant, en fin d'essai, seuls les 5 premiers centimètres/ontmacquis une certaine cohésion ; la résistance à
la compression des carottes obtenues dans cette partie du massif est de 20 30 bars.
Essai n 7 Un essai a été effectué dans des condit~ons opératoires identiques à celles de l'essai n 6, mais en utilisant comme mélange organique de l'huile de lin additionnée de 0,30% poids de cérium sous forme de naph~
ténate et de 0,40~ poids de manganèse sous forme d'octoate La durée de l'essai a été de 7 heures.
La réaction se traduit par une élévation de température au sein du massif jusqu'à un extremum égal à 21~C. On vérifie,après essai, que le milieu a gardé sa perméabilité et est fortement consolidé dans tout son 30 volume. La résistance à la compression des carottes obtenues est de 70 bars.
1~556~i Essai No ~
Un essai analogue à l'essai No 5 a été réalisé en utilisant cette fois, comme mélange organique, de l'huile de bois additionnée de 0,]4% en poids de cérium, de 0,16% poids d'autres lanthanldes (lanthane, praséodyme, néodyme, samarium sous forme d'octoates) et de 0,36% en poids de cobalt sous forme de naphténate.
La pression relative dans la cellule es-t portée à
10 bars et de l'air est injecté pendant 7 heures 15 minutes à un déhit de 3 litres par minute. La réaction se traduit par une élévation de température jusqu'à 200C.
On vérifie après l'essai que le milieu est parfaite-ment consolidé. Sa résistance à la compression est de 80 bars.
Essai No 9 On a~oute à un support minéral sableux contenant 5% de kaolinite une quantité d'eau et de pétrole brut (de densité égale à 0,87), de manière à obtenir un mélange a~ant des teneurs en eau et en huile égales chacune à 7% poids.
Le mélange est mis en place et tassé dans la cellule décrite pour l'essai No 5.
Après déplacement partiel des fluides en place par un bouchon d'alcool isopropylique, on injecte le mélange organique constitué d'huile de lin additionnée de 0,13~ poids de zirconium et de 0,72% poids de cobalt sous forme de naph-ténates. La pression relative dans la cellule est alors portée à 10 bars et de l'air est injecté pendant 26 heures à
un débit de 1,5 litre (conditions standard) par minute. La réactlon se traduit par une élévation de température jusqu'à
300C apres 10 heures d'essai; on coupe alors l'alimentation des colliers chauffants jusqu'à la fin de l'expérience. Le milieu obtenu a gardé sa permeabJlité et est fortement 1~55~
consolidé; sa rés:istance à la compression est de 80 bars.
Essai No lO
-Un mélange à 80~ d'huile de lin et 20% de xylène est additionné de catalyseur, de manière à réaliser une solu-tion contenant 0,30'~ poids de cérium e-t 0,42~ poids de cobalt sous forme de naphténates; ce mélange organique liquide est malaxe avec du sable et mis en place dans la cellule décrite pour l'essai No 5. La pression relative dans la cellule est alors portée à 60 bars. Un gaæ oxygéné constitué d'un mélange air + azote contenant 4% d'oxygène est in~ecté pendant 7,25 heures à un débit de 14 litres (conditions standard) par minute. La réaction se traduit par une élévation de la tempé-rature jusqu'à 245C. Le mllieu obtenu en fin d'essai est bien consolidé; sa résistance à la compression est de 48 bars.
Cet essai montre la possibilité de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention sous des pressions beaucoup plus élevées tout en contrôlant les réactions chimiques, grâce à
un ajustement de la teneur en ox~gène du mélange gazeux.
Essai No 11 Un essai a été efEectué dans des conditions identi-ques à celles de l'essai No 6, mais en utilisant comme mélange organique de l'huile de lin additionnée de 0,25% poids de baryum, de 0,4% poids de manganèse sous forme d'octoates.
La durée de l'essai a é-té de 7 heures.
La réaction se traduit par une élévation de tempé
rature de massif jusqu'à un maxirnum égal à 226C. On vérifie après essai que le milieu a gardé sa perméabilité et est bien consolidé dans tout son volume. La résistance à la compres-sion des carottes obtenues est de 72 bars.
Claims (44)
1. Procédé de consolidation d'une formation géo-logique, comprenant les deux étapes successives suivantes:
a) on injecte dans la formation un mélange orga-nique liquide contenant au moins un composé chimique apte à
se polymériser par oxydation et un catalyseur, ledit mélange étant capable de subir in situ, au contact d'un gaz oxydant, des réactions démarrant à la température normale de la forma-tion géologique et conduisant à l'obtention d'un produit solide qui consolide cette formation sans affecter notablement sa perméabilité et, b) on injecte un gaz oxydant en quantité suffisante pour obtenir une solidification sensiblement complète dudit liquide organique, cette quantité étant cependant limitée de façon que la température atteinte dans la formation, au cours desdites réactions ne dépasse pas 350°C, caractérisé en ce que:
ledit mélange organique liquide contient un catalyseur comportant en combinaison au moins un élément du groupe cons-titué par le baryum, le zirconium, le cérium, le lanthane et les lanthanides et au moins un élément appartenant au groupe formé par le vanadium, le manganèse, le fer, le cobalt et le zinc.
a) on injecte dans la formation un mélange orga-nique liquide contenant au moins un composé chimique apte à
se polymériser par oxydation et un catalyseur, ledit mélange étant capable de subir in situ, au contact d'un gaz oxydant, des réactions démarrant à la température normale de la forma-tion géologique et conduisant à l'obtention d'un produit solide qui consolide cette formation sans affecter notablement sa perméabilité et, b) on injecte un gaz oxydant en quantité suffisante pour obtenir une solidification sensiblement complète dudit liquide organique, cette quantité étant cependant limitée de façon que la température atteinte dans la formation, au cours desdites réactions ne dépasse pas 350°C, caractérisé en ce que:
ledit mélange organique liquide contient un catalyseur comportant en combinaison au moins un élément du groupe cons-titué par le baryum, le zirconium, le cérium, le lanthane et les lanthanides et au moins un élément appartenant au groupe formé par le vanadium, le manganèse, le fer, le cobalt et le zinc.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que ledit mélange organique liquide contient un cata-lyseur comportant en combinaison du cérium et du cobalt.
en ce que ledit mélange organique liquide contient un cata-lyseur comportant en combinaison du cérium et du cobalt.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé
en ce que le catalyseur contient en outre au moins une autre lanthanide.
en ce que le catalyseur contient en outre au moins une autre lanthanide.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que ledit mélange organique liquide contient un cata-lyseur comportant en combinaison du zirconium et du cobalt.
en ce que ledit mélange organique liquide contient un cata-lyseur comportant en combinaison du zirconium et du cobalt.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que ledit mélange organique liquide contient un cataly-seur comportant en combinaison du cérium et du manganèse.
en ce que ledit mélange organique liquide contient un cataly-seur comportant en combinaison du cérium et du manganèse.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que ledit mélange organique liquide contient un cataly-seur comportant en combinaison du baryum et du manganèse.
en ce que ledit mélange organique liquide contient un cataly-seur comportant en combinaison du baryum et du manganèse.
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que les éléments du catalyseur sont utilisés sous forme de sels solubles dans les constituants de base du mélange organique liquide.
en ce que les éléments du catalyseur sont utilisés sous forme de sels solubles dans les constituants de base du mélange organique liquide.
8. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la température atteinte dans la formation au cours desdites réactions est comprise entre 150°C et 250°C.
9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel on contrôle la teneur en oxygène du gaz oxydant injecté et la quantité d'oxygène introduite dans la formation afin de ne pas dépasser une température maximale qui conduirait à la dégradation de la substance polymérisée.
10. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les éléments du catalyseur sont utilisés sous forme de sels solubles dans les constituants de base du mélange organique liquide.
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel lesdits sels solubles sont des carboxylates, naphténates, sulfonates, octoates.
12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel la teneur de la solution. en chacun des métaux utilisés dans le catalyseur est inférieure à 3% poids.
13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel ladite teneur de la solution est comprise entre 0,007 et 2%
poids.
poids.
14. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la quantité dudit mélange organique injectée est inférieure à 500 litres par mètres d'épaisseur de formation géologique.
15. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on utilise comme gaz oxydant de l'oxygène lorsqu'on applique le procédé dans des réservoirs d'huile.
16. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on utilise comme gaz oxydant de l'air lorsqu'on applique le procédé dans des réservoirs d'huile.
17. Procédé selon la revendication 15, dans lequel l'oxygène est dilué par de l'azote, du gaz carbonique ou un gaz inerte.
18. Procédé selon la revendication 16, dans lequel l'air est dilué par de l'azote au gaz carbonique ou un gaz inerte.
19. Procédé selon la revendication 15, dans lequel l'oxygène est dilué par du gaz naturel sec lorsqu'on applique le procédé dans des réservoirs de gaz.
20. Procédé selon la revendication 16, dans lequel l'air est dilué par du gaz naturel sec lorsqu'on applique le procédé dans des réservoirs de gaz.
21. Procédé selon la revendication 18, dans lequel la teneur volumétrique en oxygène du mélangé gazeux est com-prise entre 0.5 et 100%.
22. Procédé selon la revendication 21, dans lequel ladite teneur volumétrique en oxygène est comprise entre 1 et 21%.
23. Procédé selon la revendication 22, dans lequel on évite la présente d'eau dans le mélange gazeux par un traitement de séchage.
24. Procédé selon la revendication 21, 22 ou 23, dans lequel le dosage du mélange oxydant est fait en surface.
25. Procédé selon la revendication 15, dans lequel le volume d'oxygène contenu dans le gaz oxydant injecté, rapporté aux conditions standard de température et de pression est inférieur à 200 litres par litre de mélange organique injecté.
26. Procédé selon la revendication 25, dans lequel le volume d'oxygène contenu dans le gaz injecté est entre 10 et 80 litres par litre de mélange organique.
27. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le mélange organique liquide et le gaz oxydant sont injectés à la suite l'un de l'autre par l'intermédiaire d'une même colonne de production débouchant, à sa partie inférieure, au niveau des perforations.
28. Procédé selon la revendication 27, dans lequel on sépare dans ladite colonne ledit gaz oxydant dudit mélange organique par un bouchon d'une substance non ou peu oxydable.
29. Procédé selon la revendication 28, dans lequel on constitue ledit bouchon par un petit volume de solvant ou d'une coupe pétrolière dans un puits à huile.
30. Procédé selon la revendication 28, dans lequel on constitue ledit bouchon par un gaz naturel, dans un puits à gaz.
31. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on fait précéder l'injection du mélange organique liquide par une injection de fluide afin de chasser le pétrole et l'eau présents aux abords du puits.
32. Procédé selon la revendication 31, dans lequel ledit fluide est le xylène.
33. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on fait précéder l'injection du mélange organique liquide par une injection d'une coupe pétrolière et un alcool afin de chasser le pétrole et l'eau présents aux abords du puits.
34. Procédé selon la revendication 33, dans lequel ledit alcool est de l'isopropanol.
35. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le mélange organique liquide contient une huile siccative.
en ce que le mélange organique liquide contient une huile siccative.
36. Procédé selon la revendication 7 ou 35, carac-térisé en ce que le mélange organique liquide contient de l'huile de lin.
37. Procédé selon la revendication 7 ou 35, caractérisé en ce que le mélange organique contient de l'huile de bois.
38. Procédé selon la revendication 35, dans lequel on dilue ladite huile siccative par un solvant organique.
39. Procédé selon la revendication 35, dans lequel l'huile siccative utilisée est de l'huile de carthame.
40. Procédé selon la revendication 35, dans lequel l'huile siccative utilisée est une huile végétale ayant une teneur élevée en composés polyéthyléniques.
41. Procédé selon la revendication 38, dans lequel ledit solvant organique est constitué par des hydrocarbures.
42. Procédé selon la revendication 40, dans lequel ces hydrocarbures sont choisis parmi le benzène, toluène ou xylène.
43. Procédé selon la revendication 38, dans lequel ledit solvant organique est constitué par une coupe pétrolière.
44. Procédé selon la revendication 38, dans lequel la teneur en solvant est comprise entre 0 et 50%.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR79/32018 | 1979-12-28 | ||
| FR7932018A FR2472659A1 (fr) | 1979-12-28 | 1979-12-28 | Nouveau procede de consolidation de formations geologiques par injection d'un compose chimique polymerique |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1155645A true CA1155645A (fr) | 1983-10-25 |
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ID=9233306
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