DD143451A1 - Verfahren zum abdichten unerwuenschter lagerstaettenwasserzufluesse in erdoel-und erdgassonden - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abdichten von wasserführenden Schichten in erdöl- und erdgasfiihrenden Speichergestcinen. Das Verfahren basiert auf der Anwendung eines ümsetzungsproduktes eines Emulsionspolymerisates auf Basis Butadien-Styrol-Carbonsäure-Halb- und/oder -Vollesters der Diels-Alder-Addukte der Maleinsäure mit Alkalien in verdünntem Zustand. Die Sperrmittellösung wird bei erhöhten Temperaturen in das Speichergestein gedrückt und koaguliert dort unter dam Einfluß des elektrolytreichen Lagerstättenwassers bzw. durch anorganische Säuren zu festen Koagulaten, die die FlieRwege blockieren. Die Erfindung kann im Bereich der Erdöl- und Erdgasförderung angewendet werden.

Description

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Titel der Erfindung

Verfahren zum Abdichten unerwünschter Lagerstättenwasserzuflüsse in Erdöl- und Erdgassonden

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abdichten von wasserführenden Schichten in erdöl- und erdgasführenden Speichergesteinen. Das erfindungsger.äße Verfahren kann sowohl zur Bekämpfung sondennaher Zuflüsse (auch Hinterrohrzirkulationen), als auch zur Bekämpfung von sondenfernen Zuflüssen eingesetzt werden. ..

Charakteristik dor bekannten technischen Lösung

Im Zuge des Aufschlusses von erdöl- und erdgasführenden Speichergesteinen werden teilweise die Gas-iiasserkontaktzonen bzw. Öl-V/asserkontaktzonen durchteuft. (Grund dafür: Klärung der geologischreservouririechanischen Bedingungen der Lagerstätte). Das nachfolgende Einbringen der Produktionsrohrtour und deren Zementierung soll u. a. der Isolierung dieser wasserführenden Schichten gegenüber den produktiven erdöl- oder erdgasführenden Schichten bewirken,

Eine Störung der Erdöl- bzw. Erdgasproduktion durch das Sindringen von Lagerstättenwassern kann erfolgen durch:

. mangelhafte Zementation zwischen Speicher und Rohrtour

(Hinterrohrzirkulation) . sondennahe oder sondenferne Fließ-wege im Speichergestein (Störungen).

Es ist bekannt, daß diese Wassereinbrüche durch Zementationen bekämpft werden,

, Nachzementationen über Retainer bei genügend großer Hinter-

rohrumläufigkeit . Abwerfen von verwässerten Speicherbereichen durch Bodenzementationen.

Die Zementationsarbeiten beinhalten folgende Nachteile:

- Keine Elastizität des Zementsteines, deshalb besteht bei depressionsabhängiger Förderung der Sonde die Gefahr des wiederholten Wa ssereinbruches.

~ Nachzementationen sind sehr oft nicht möglich, da die Zementschlämme infolge geringer Speicher bzw. Fließwegpermeabilität abgepreßt würde.

- Bodenzementationen sind mit teilweisen Verlusten von Speicherbereichen und damit von Produktionsverlusten verbunden.

- Vorpressen von ZemGntschlämmen in die Speicher zur Bekämpfung sondenferner Fließwege ist nicht möglich.

- Das Zementieren kann bei Erfolg nur die vollständige Abdichtung des Horizontes bewirken, eine Permeabilität gegenüber dem Schichtmedium ist danach nicht mehr vorhanden.

- Hohe Vorbereitungs-, Durchführungs- und Nacharbeitungskosten.

Ziel der Erfindung

Der Zweck, dor durch die Erfindung erreicht werden soll, besteht darin, ein Material zum Abdichten von unerwünschten Lagerstättenwas-

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serzuflüssen zur Sonde einzusetzen, welches den Anforderungen einer hohen Druckfestigkeit, Elastizität, Thermostabilität, Resistenz gegenüber Lagerstättenwasser, Salzsäure und einer Permeabilität zum Schichtmedium genüge tut.

Dieses Material muß sich technisch-technologisch gut verarbeiten lassen und die Mangel, die bei der bisherigen Verfahrensweise liegen, eliminieren. '

Darlegung des Wesens der Erfindung

- Die technische Aufgabe aie durch die Erfindung gelöst wird

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mittels einer wäßrigen Lösung eines Polymeren, die sich in das Speichergestein hydraulisch verpressen läßt und die im Kontakt mit Lagerstättenwasser voluminöse, nicht zersetzbare Ausrällungen ergibt, aie i'ließvJoge für Lagerstättenwasser zu blockieren. Dabei sollen diese Ausfällungen eine gewisse Festigkeit, keine Permeabi- ' lität zu Wasser besitzen, Lagerstättenwasser und Salzsäure resistent und Temperaturbeständig bis 130 C sein. Eriolgt kein Kontakt mit Lagerstättenwasser (im erdöl- bzw. erdgasführenden Speicherbereich) dan keino chemo-physikalische Änderung dieser Lösung eintreten.

- Merkmale der Erfindung

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, da.ß ein nach bekannten Veriahren hergestellte Emulsionspolymerisat auf Basis Butadien-Styrol-Carbonsäure-Hölb- und/oder Vollestern der Diesl-Alder-Addukte der Maleinsäure benutzt wird. Die Herstellung derartiger Emulsionspolymerisate ist in der DDR-PS 115 beschrieben.

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Das erfindungsgemäße Emulsionspolymerisat kann, verdünnt mit Wasser, durch Alkalien, vorzugsweise Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid, chemisch umgesetzt und in eine wäßrige Lösung-überführt werden. Überraschend wurde gefunden, daß diese 4-10%ige alkalische PoIyjnerlösung im Gegensatz zur Ausgangsdispension, eine ausgezeichnete mechanische Stabilität besitzt, die ein Verpressen bei hohen Drücken erlaubt.

Überraschend wird durch die beschriebene chemische Umsetzung auch die thermische Stabilität verbessert, so daß die Lösung auch bei erhöhten Temperaturen, 40 - 60° C, verarbeitet werden kann. Die Slektrolytstabilität der Lösung ist so eingestellt, daß der Plastanteil der Lösung bei Kontakt mit dem elektrolytreichen Lagerstättenwasser voluminös ausflockt.und bei Temperaturen von mindestens 70 C harte, porige, voluminöse Koagulate bildet, die die Fließwege des Lagerstättenwassers blockieren.

Die Aushärtung und Verfestigung der Koagulate erfolgt in einer vorgegebenen Reaktionszeit von mehreren Tagen, Die Reaktionszeit kann durch nachpressen von anorganischen Säuren, vorzugsweise 10 ^igcr Salzsäure, beschleunigt werden. Zur Verzögerung der Ausflockung des Plastanteils aus der Sperrmittellösung kann vor dem Einpressen der Sperrmittellcsung ein neutrales Puffervolumen zwischen Lagerstättenwasser und alkalischer Sperrmittellosung eingebracht werden.

Ausführungsbeispiel:

Herstellung der Sperrmittellösung

1000 Teile Wasser (elektrolytarm)

60 Teile erfindungsgsmäße Plastdispersion

Die Mischung wird homogenisiert und unter ständigen Umpumpen mit

6 Teilen Na OH (fest) vermischt.

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Nach einer Reaktionszeit von 2-3 Stunden unter ständigen Umpumpen ist d,ie alkalische Sperrmittellösung verarbeitunsbercit. . Die Reaktionszeit kann gegebenenfalls durch Temperaturerhöhung auf 40 - 60 C verkürzt werden. Gleichseitig wird dadurch die Verarbeitbarkeit verbessert.

Nach dem Aufbau des Pufforvolumens im Speichergestein durch elektrolytarmes Wasser, wird die auf 40 - 60 C erwärmte Sperrmittellösung mittels Hochdruckpumpe.;) in das wasserführende Speichergestein gedruckt.

Die Koagulation erfolgt durch Kontakt mit dem im Speicher befindlichen elektrolytreichen Lagerstättenwasser und/oder durch Nachpressen einer 10 folget) Salzsäure.

Nach einer Koagulationszeit und Reifezeit von mehreren Tagen ist die Polymerkoagulntsperrschicht im Speichergestein soweit gefestigt, daß die Fördersonde wieder in Betrieb genommen werden kann.

Claims (3)

1. Patentansprüche .

   1. Verfahren zum Abdichten unerwünschter Lagerstättenzuflü&se in Erdöl- und Erdgassonden, gekennzeichnet dadurch, daß als Sperrmediuia ein Emulsionspolymerisst auf Basis eines Butadien-Styrol-Carbonsäure-Halh- und/oder Vollesters der Diels-Alder-Addukte der Maleinsäure verwendet wird,

   2. Verfahren nach' Punkt 1, gekannzeichnet dadurch, daß die Dispersion durch elektrolytarmes Wasser auf einen Feststoifgehalt von 2-15 % vorzugsweise 4-6 % verdünnt und anschließend mit Alkalien, vorzugsweise Natriumhydroxid und Xaliumhydroxid, umgesetzt wird, wobei eine wäßrige Lösung entsteht.
2. 3. Verfa-hren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Umsetzung bei Temperaturen zi
   durchgeführt wird.

   bei Temperaturen zwischen 20 und 80 C, vorzugsweise A-O - 60 C

   A, Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet· dadurch, daß die Sperrinittellösung mittels Kochdruckpumpaggregaten bei Temperaturen zwischen 20 - 80° C, vorzugsweise A-O - 60° C verpresst wird.

   5e Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen La~ gerstättenwasser und Sperrmittellösung ein Puffervolumen aus elektrolytarmen V/asser eingebracht wird.
3. 6. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur Beschleunigung der Koagulation der Sperrmittellösung Salzsäure einer Konzentration von 5-20 %, vorzugsweise 8 - 12 % nachgepresst wird.