CS242551B1 - Způsolj odstraňování vodorozpustných derivátů celulózy z hornin - Google Patents

Abstract

Odstraňování vodorozpustných derivátů celulózy z hornin, především z okolí hlubinných nebo těžebních vrtů a sond. Do cirkulující pracovní kapaliny upravené deriváty celulózy, např. vrtného výplachu, se postupně nebo ve směsi přidávají vodní roztok obsahující enzym Celuláza mikrobiálního původu v množství 0,01 až 5 hmotnostních procent vztaženo na hmotu derivátů celulózy v hornině a minerální kyseliny, např. kyseliny chlorovodíkové, kterou se upraví pH prostředí na hodnotu 2,5 až 6,0. Využití vynálezu přichází v úvahu při hlubinném vrtání, při těžbě ropy, plynu, rud ěi vody nebo v provozu při opravách podzemních zásobníků uhlovodíků.

Description

Vynález se týká odstraňováni vodorozpustných derivátů celulózy z hornin, především z okoli hlubinných nebo těžebních vrtů a sond, v provozu geologického průzkumu nebo těžby ropy, plynu, vody 21 rud nebo v provozu a při opravách podzemních zásobníků uhlovodíků.

Při hloubeni vrtů na ropu, zemni plyn e vodu a sond pro chemickou těžbu vyluhováním se používají vrtné výplachy upravené různými chemickými činidly, které působí jako ztekucovadla, antif1Itračni činidla, zatěžkávadla, mazací přísady apod. Tato chemické činidla obsahuji velmi často deriváty celulózy, předevSIm karboxymetylcelulozu, karboxymetylhydroxyetylcelulózu, hydroxyetyIcelulózu apod. v koncentracích od 0,1 do 2,0 1 více hmotnostních procent. Také při opravách ropných či plynových sond a podzemních zásobníků se pracovní kapaliny - pakrovaci, štěpící, těsnicí, naplavovaci apod. - upravuji přídavkem vodných roztoků derivátů celulózy, často siiovanýml do gelovitého stavu. Výplachy 1 pracovní kapaliny pronikají do horniny v okolí vrtu, zaplňuji póry zájmových horizontů, ucpávají je, vytvářejí součást filtrační kůry na stěnách vrtu a horninu zpevňuji. Zpevněni stěn vrtu je čisto žádoucím účinkem používáni chemických činidel ve výplachu nebo pracovní kapalině. Po ukončeni vrtných prací nebo oprav sa vSak toto zpevněni hornin stává překážkou pro těžbu nebo její obnoveni. Zpevněná hornina s ucpanými póry ztěžuje přítok těžených ložiskových tekutin, jako je ropa# zemni plyn či voda. V krajních případech dochází 1 k tomu, že se přítoku ložiskových kapalin zcela zabráni. Je proto nutno odstraňovat nežádoucí účinky chemických činidel.

Je známo, že pro odstraňováni chemických činidel a jejich zbytků se používá Intenzivního promýváni zájmového horizontu vodou nebo vodnými roztoky různých soli a tenzidů. K vymýváni se používá taká kyselin nebo jejich směsi. Účinkem kyselin dochází však k vysráženl derivátů celulózy e sraženiny mechanicky ucpávají póry hornin, čímž se propustnost horniny ještě

- 2 242 551 dále snižuj·. Řešeni problémů nus1 vyhovovat také ekologický· požadavků· ochrany životního prostředí a požadavků· hygienický·.

Je obecni znáno, že vodné roztoky derivátů celulózy lze rozkládat přldavk·· enzynů, např. enzynu celulázy. Pokusy však ukázaly, že použiti tohoto enzynu u jílových výpbáahů je neúčinná vzhled·· k nevhodnému pH těchto výplachů a k přítomnosti organických ztekucovadsl, jež se do jílových výplachů přidávají za úěele· sníženi jejich viskozity. Překážkou pro použiti tohoto enzyau je taká Intenzivní sorpce, až 1 chenlsorpce derivátů celulázy na jílových částicích, při niž se vytvářejí agloaeráty ztěžující interakci enzynu s nolekulanl derivátů eelultfzy.

Tyto nedostatky vylučuje způsob odstraňováni vodorozpustných derivátů celulázy z hornin podle vynálezu, jehož podstata spočívá v to·, že do cirkulující pracovní kapaliny upravená deriváty celulózy, např. vrtného výplachu, se postupná nebo ve sněsl přidávají vodný roztok obsahující enzyn Celuláza Mikrobiálního původuvanožstvi 0,01 až 5 hnotnostnich procent vztaženo na hnotu derivátů celulázy v hornině a Minerální kyseliny, např. kyseliny chlorovodíková, kterou se upraví pH prostřod'1 na hodnotu 2,5 až 6,0.

Přldavk·· minerální kyseliny, předevěln kyseliny chlorovodíková, výjimečná táž kyseliny sírová nebo fosforečná, se ěn1 pH prostředí. Rozmezí hodnoty pH 2,5 &£ó,0 je optimální pro činnost enzyau· Minerální kyseliny rychle a Intenzívně roz ruiujl agloneráty derivátů celulózy a jílovými částicemi, rozrušuji 1 chenlsorpčnl vazby skupin nesoucích náboj na volná valence na povrchu jílových částic. Přítomná organická ztekucovadla se působeni· minerální kyseliny převádí z formy soli na M* cyklus, který je pro činnost enzynu příznivější.

Příklady praktického použiti způsobu podle vynálezu vycházejí praxe vrtných a těžebních podniků. Běžný jílový vrtný výplach, upravený polyfenollckýni deriváty jako zteku-, covadlon a karboxymetyIcolulózou jako antlf1Itračnln činidle·, jehož pH se pohybuje v rozmezí 9 az10, kolnatuje Intenzivně zájnový horizont a ztěžuje resp. omezuje přitékáni ložisková tekutiny, áo cirkulujícího výplachu ta na povrchu přidává

242 551 postupně kyselina chlorovodíková tak, až pH dosáhlo hodnoty přibližně 5. Pří intenzivní cirkulaci vrtného výplachu s při-* davkea HCl dochází k rozkladu sorpčnich agloaerátů KHC s jilovýai částiceaí a uaožňuje se také rozrušeni soli vytvořených ztekucovadlea s volnýai ionty ve výplachu. Za neustálé cirkulace vrtného výplachu se do něho přidává enzya Celuláza v anožstvi odpovídájiciau anožstvi KHC ve výplachu tj. 0,01 aí.5 haotnostnich procent enzyau, o aktivitě 1000 Λζ11 000. Po přidáni enzyau Celulázy dochází k intenzívniau rozkladu KHC, k ůplnéau rozkladu dochází nejpozději do 24 hodin v závislosti na koncentraci enzyau. Produktea KHC jsou nizkoaolekulárni cukry, které neaaji kolaatačni efekty a neztěžuji přítok ložiskových tekutin.

Uvedený postup lze aodifikovat také tak, že k rozrušeni filtrační kůry a uvolněni zablokovaného horizontu se použije vodného roztoku kyseliny chlorovodíkové s kondenzovanými fosfáty s přidavkea potřebného anožstvi celulázy, načež se tento rottok ponechá po určitou dobu v zájmovém horizontu působit na okolní horniny. Zvýšeni tlaku při této operaci přippivá k pronik~áni enzyau Celuláza do zablokovaných pórů horizontu, a tia se zvyšuje intenzita čištěni vrtu.

Následující příklady dokládají použiti způsobu podle vynálezu v různých podainkách.

Přiklad 1

K 1 a³ vrtného výplachu obsahujícího 40 kg bentonitu a 10 kg karboxyaetylcelulózy TS-20 o zdánlivé viskozitě 53 aPa.s bylo přidáno 0,65 l koncentrované kyseliny chlorovodíkové, aby upravilo pH na hodnotu 4,8. Poté byl do vrtného výplachu dávkován enzya Celuláza, vzniklý působenía bakterie Trichoderaa viride, o aktivitě 8 400 jednotek v anožstvi 120 g. Ihned po proaicháni byla naaěřena hodnota zdánlivá viskozity 13 aPa.s, která běhéa 1 hodiny klesla na konečnou hodnotu 8 aPa.s. Přitoanost KHC pak již nebyla zjištěna.

Přiklad 2

K 1 a³ vrtného výplachu obsahujícího 40 kg bentonitu, kg karboxyaetylcelulózy TS-20 a 5 kg ztekucovadla polyfenolického charakteru o zdánlivé viskozitě 33,5 aPa.s bylo po

242 551 okyseleni HCl na pH 5 přidáno 120 g enzymu Celuláza, vzniklého působeni* bakterie Trichoderaa viride, o aktivitě 8 400 jednotek. Ihned po pro*ichéni klesla hodnota zdánlivé viskozity na 10 *Pa.s a po 1 hodině se ustálila na hodnotě 7 aPa.s.

Přiklad 3

K 1 *³ vrtná kapaliny obsahující 20 kg karboxyaetyIceluló zy TS-20 bylo po okyseleni kyselinou sirovou na pH 5,13 přidáno 12 g enzyau Celuláza, vzniklého působeni* bakterie Tricho der*a viride, o aktivitě 8 400 jednotek. Hodnota zdánlivá viskozity okeažitě po proMicháni klesla z 33,5 *Pa.s na 4,5 *Pa.s a v průběhu 5 hodin se ustálila na hodnotě 1,5 «Pa.s.

Přiklad 4

K 1 *³ vrtná kapaliny obsahující 20 kg hydroxyetyleelózy o zdánlivá viskozitě 78 «Pa.s byle po okyseleni HCl na pH 5 přidáno 12 g enzynu vzniklého působeni* bakterie Trichoderaa viride, o aktivitě 8 400 jednotek. Hodnota zdánlivá viskozity poklesla ihned ne 50 »Pa.s*v průběhu 2 hodin se ustálila na hodnotě 2,5 *Pa.s.

Přiklad 5

Při pokusech na pískovcových jádrech v přístroji ftestored per*eebi11 ty tester byly zjiětěny tyto hodnoty:

Propustnost jádra proniklého vodou 146,4 *0

Propustnost jádra po průniku 2% roztoku KHC TS-20 64,10 «0

Propustnost zakolaatovanáho jádra po pro*yti roztoke* enzynu Celuláza o aktivitě 8 400 jednotek 142,04 *0

Přiklad 6

Čističi kapalina pro odbouráváni kůry vrtného výplachu a likvidaci kolnatace horniny byla připravena rozpuštěni* 10 kg hexanetafosfátu v 1 *3 vody, načež byl roztok upraven přidavke* kyseliny solná na pH 4,5. Nato bylo dávkováno 60 g enzyau Celuláza, vzniklého působeni* bakterie Trichoderaa viride o aktivitě 8 400 jednotek. Roztok se začerpal do vrtu a nechal se působit ve vrtu 48 hodin, načež se z vrtu vyčerpal.

Přiklad 7

K 1 *3 vrtné kapaliny, obsahující 20 kg karboxynetylcelulózy TS-20, byly po okyseleni kyselinou solnou na pH 5 přidány 2 g enzyau Celuláza, vzniklého působeni* bakterie Trichoderaa

- 5 242 551 viride, o aktivitě 1 750 jednotek. Hodnota zdánlivé viskozity poklesla v průběhu 24 hodin · 33,5 aPa.t na hodnotu 3,5 nPa.s Přiklad 8

K 1 i³ vrtné kapaliny, obsahující 20 kg karboxynetyIcelulózy TS-20, bylo po okyseleni kyselinou solnou na pH 5 přidáno 1 200 g enzynu Celuléza, vzniklého působeni· bakterie Trichoderna viride, o aktivitě 9 000 jednotek. Hodnota zdánlivé viskozity okanžltě poklesla z 33,5 nPa.s na hodnotu 1,0 aPo.t·

Použiti Minerálních kyselin jiných než kyselina chlorovodíková je onezeno na případy, kde se v horninách nevyskytuji ionty Ca, Mg, a nioiž nohou vytvářet nálo rozpustné soli.

Claims (1)

1. pIeďmět vynálezu

   Způsob odstraňováni vodorozpustných derivátů celulózy z hornin, zejnána v okoli vrtu nebo sondy, vyznačený ti·, že do cirkulující pracovní kapaliny, upravené deriváty celulózy, např vrtného výplachu, se postupně nebo ve sněsi přidávají vodný roztok obsahující enzyn Celulóza Mikrobiálního původu v nnožstvi 0,01 až 5 hnotnostnich procent vztaženo na hnotu derivátů celulózy v hornině a Minerální kyseliny, např. kyseliny chlorovodíkové, kterou se upraví pH prostředí na hodnotu 2,5 až 6,0.