DD237866A1

DD237866A1 - MEDIUM FOR REGULATING / BLOCKING WATER ACCESSORIES OR GAS MOVEMENTS IN HOLES

Info

Publication number: DD237866A1
Application number: DD27677685A
Authority: DD
Inventors: Hans-Juergen Kretzschmar; Peter Bittkow; Peter Czolbe; Manfred Heilmann; Peter Thulke; Ingo Wassermann; Volker Zeeh; Roland Ohme; Detlef Ballschuh; Jochen Rusche
Original assignee: Freiberg Brennstoffinst
Priority date: 1985-05-30
Filing date: 1985-05-30
Publication date: 1986-07-30
Also published as: DD237866B5

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Medium zur Regulierung/Blockierung von Wasserzufluessen oder Gasbewegungen in Bohrungen, insbesondere in Sonden von Untergrundgasspeichern, Erdgassonden und sonstigen Wassersonden. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Medium mit blockierenden Eigenschaften zu entwickeln, das in die Speicherformation eingepresst werden kann. Erfindungsgemaess besteht das Medium aus einem Gemisch aus polymeren Pyrrolidiniumsalz, Alkalisilikat und als Aktivator Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat, Harnstoff oder Tensid.The invention relates to a medium for regulating / blocking water inflows or gas movements in bores, in particular in probes of underground gas storage, natural gas probes and other water probes. The object of the invention is to develop a medium with blocking properties, which can be pressed into the storage formation. According to the invention, the medium consists of a mixture of polymeric pyrrolidinium salt, alkali silicate and as activator ammonium chloride, ammonium sulfate, urea or surfactant.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Medium zur Regulierung/Blockierung von Wasserzuflüssen oder Gasbewegungen in Bohrungen, insbesondere in Sonden von Untergrundgasspeichern, Erdgassonden und sonstigen Wassersonden.The invention relates to a medium for regulating / blocking water inflows or gas movements in boreholes, in particular in probes of underground gas storages, natural gas probes and other water probes.

Characteristic of the known technical solutions

In erschlossenen Erdöl- und/oder Erdgaslagerstätten wird das Speichergestein beim Niederbringen der Bohrungen, bei Sondenreparaturen und durch Ablagerungen während des Förderprozesses geschädigt.In developed oil and / or natural gas deposits, the storage rock is damaged during the drilling down, during probe repairs and through deposits during the production process.

Zur Überwindung der Speicherschädigung und zum Öffnen neuer Fließwege erfolgen Stimulation gemäß DD-WP160779 sowie DD-WP 159657, wie Formationswaschungen, Säure- und Fracbehandlungen mit unterschiedlichen Flüssigkeitssystemen, beispielsweise Säuren, Kohlenwasserstoffen, Emulsionen mit Zusätzen wieTenside, Alkohole, Emulgatoren und Demulgatoren.To overcome the storage damage and to open new flow paths are stimulation according to DD-WP160779 and DD-WP 159657, as Formationswaschungen, acid and Fracbehandlungen with different fluid systems, such as acids, hydrocarbons, emulsions with additives such as surfactants, alcohols, emulsifiers and demulsifiers.

Die Ziele werden im wesentlichen erreicht, doch bringt die Wiederherstellung bzw. Verbesserung der Fließbedingungen für Gas und/oder Erdöl meist auch eine unerwünschte Verbesserung der Zuflußbedingungen für Lagerstättenwasser mit sich.The objectives are essentially achieved, but recovering or improving the flow conditions for gas and / or petroleum usually also entails an undesirable improvement in the inflow conditions for reservoir water.

Als Nachteil erweist sich außerdem die Reduzierung des aktiven Porenraumes für den Kohlenwasserstofffluß durch den hohen Flüssigkeitsanfall bei Anwendung der genannten Stimulationsverfahren.Another disadvantage is the reduction of the active pore space for the hydrocarbon flow due to the high liquid attack when using said stimulation method.

Nach DD-WP 147950 ist ein Verfahren zur Herstellung eines polymeren organischen Silikates bekannt, das elastische bis strukturstabile Gele liefert.According to DD-WP 147950 a process for the preparation of a polymeric organic silicate is known which provides elastic to structurally stable gels.

Das eingesetzte Polymer der allgemeinen Formel I,The polymer used of the general formula I,

H₉C - GH - GHH ₉ C - GH - GH

i ιi ι

HG CHHG CH

V/V /

- CEL- CEL

X"-X "-

in welcher Ri und R₂ gleiche oder verschiedene Alkylreste, X Anionen wie Chlorid, Bromid, Hydroxyl, Acetat oder ein Äquivalent Sulfat, und der Polymerisationsgrad η ii 100 ist, oder Copolymere des Dialkyldiallylammoniums, insbesondere Polymere oder Copolymere des Dimethyldiallylammoniums, erfindungsgemäß mit Alkalisilikat-Lösungen umgesetzt werden. Das nach DD-WP 147950 hergestellte Medium ist wenig für eine funktionssichere Abdichtung bzw. Regulierung von Wasserzuflüssen oder Gasmigrationen in Bohrungen, insbesondere von Erdgassonden, Sonden von Untergrundgasspeichern und sonstigen Wassersonden, geeignet, weil eine aktivierende Substanz fehlt oder häufig in ausreichendem Maße vorhanden ist.in which Ri and R _{2 are} identical or different alkyl radicals, X anions such as chloride, bromide, hydroxyl, acetate or one equivalent of sulfate, and the degree of polymerization η ii 100, or copolymers of dialkyldiallylammonium, in particular polymers or copolymers of dimethyldiallylammonium, according to the invention with alkali silicate Solutions are implemented. The medium produced according to DD-WP 147950 is little suitable for a functionally reliable sealing or regulation of water inflows or gas migrations in boreholes, in particular of natural gas probes, probes of underground gas storages and other water probes, because an activating substance is absent or frequently present to a sufficient extent.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung ist, bei der Gasentnahme den Wasserzufluß in Erdgassonden oder Sonden von Untergrundgasspeichern zu reduzieren, zu blockieren oder in Wassersonden den Wasserzufluß zu kontrollieren oder Gasbewegungen in Bohrungen zu verhindern unter Vermeidung der vorgenannten Verfahrensnachteile.The aim of the invention is to reduce the gas flow in gas probes or probes of underground gas storage, to block or monitor the Wasserzufluß in water probes or to prevent gas movements in holes while avoiding the aforementioned procedural disadvantages.

Explanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Medium mit blockierenden Eigenschaften zu entwickeln, das in die Speicherformation eingepreßt werden kann. Bei Anwendung der Erfindung werden der Zufluß von Schichtwasser oder der Gasfluß in Gassonden oder Wassersonden durch Verpressen geeigneter Behandlungsflüssigkeiten verhindert. Durch Mischung und Vorbereitung der reaktiven Lösungen außerhalb der Sonde wird eine gleichmäßige Behandlung der abzusperrenden Speicherbereiche erzielt. _; The object of the invention is to develop a medium with blocking properties, which can be pressed into the storage formation. When using the invention, the inflow of layered water or the gas flow in gas probes or water probes by compressing suitable treatment liquids are prevented. By mixing and preparing the reactive solutions outside the probe, a uniform treatment of the storage areas to be shut off is achieved. _;

Die abdichtende Wirkung soll zeitlich vorbestimmt im Speichergestein durch gleichmäßige und vollständige Gelierung des Sperrmittels erfolgen. jThe sealing effect is intended to be predetermined in time in the storage rock by uniform and complete gelation of the blocking agent. j

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß wäßrige Lösungen polymerer Pyrrolidiniumsalze der Formel I mit η S100 mit Lösungen von Alkalisilikaten unter Zusatz von Aktivatoren wie Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat, Harnstoff oder Tenside außerhalb der Bohrung zu einer Sperrmittellösung vermischt werden.The object is achieved in that aqueous solutions of polymeric pyrrolidinium salts of the formula I are mixed with η S100 with solutions of alkali silicates with the addition of activators such as ammonium chloride, ammonium sulfate, urea or surfactants outside the bore to form a barrier solution.

Nach Einpressen des Mediums in die abzudichtenden Sonden erfolgt nach vorberechenbaren Zeiten abhängig von den Konzentrationen der Mischungskomponenten und der Temperatur die Bildung strukturstabiler Gele im Porenraum, wodurch die gewünschte Abdichtung erreicht wird. Die Gelierzeiten können im Bereich von Minuten bis zu Tagen variiert werden. Die Zusammensetzung des gelbildenden Sperrmittels wird vorzugsweise so gewählt, daß pro Mal der Polypyrrolidiumkomponente 0,05 bis 1 Mol Alkalisilikat verwendet werden. Als Aktivator werden der Lösung 0,05 bis 2,5 Ma.-% Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat, Harnstoff oder Tensid zugesetzt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren, bei denen größere Wassermengen mit Stimulationsreagenzien verpreßt werden und den Porenraum zusätzlich belasten (zum Beispiel Tensidinjektionen), wird patentgemäß in der verwässerten Speicherzone der Zufluß von Wasser durch Gel, das den Porenraum ausfüllt, abgeschirmt. Die Gele erfüllen dabei hohe qualitative Ansprüche hinsichtlich der Stabilität und Resistenz gegenüber dem Strömungsdruck des Lagerstättenwassers, von gasförmigen und öflüssigen Kohlenwasserstoffen bis zu einem Druckgradienten von 6,5MPa/m. Das Einbringen der gelierenden Flüssigkeit ist mit geringem technischen Aufwand unter Anwendung bekannter verfahrenstechnischer Lösungen möglich.After pressing the medium into the probes to be sealed, the formation of structurally stable gels in the pore space takes place after predeterminable times, depending on the concentrations of the mixture components and the temperature, whereby the desired sealing is achieved. The gelling times can be varied in the range of minutes to days. The composition of the gel-forming blocking agent is preferably selected such that 0.05 to 1 mole of alkali silicate is used per mole of the polypyrrolidium component. As the activator, 0.05 to 2.5% by weight of ammonium chloride, ammonium sulfate, urea or surfactant are added to the solution. In contrast to conventional methods in which larger quantities of water are pressed with stimulation reagents and additionally load on the pore space (for example surfactant injections), the inflow of water through gel which fills the pore space is shielded according to the patent in the water-cooled storage zone. The gels meet high quality requirements in terms of stability and resistance to the flow pressure of reservoir water, gaseous and liquid hydrocarbons up to a pressure gradient of 6.5 MPa / m. The introduction of the gelling liquid is possible with little technical effort using known process engineering solutions.

Die besondere Eignung des genannten Verfahrens beruht auf dem guten Eindringvermögen der Behandlungsflüssigkeit in das Speichergestein, der Einstellbarkeit der Gelierzeit und der Stabilität der wasserblockierenden Gele.The particular suitability of said method is based on the good penetration of the treatment liquid into the storage rock, the adjustability of the gelling time and the stability of the water-blocking gels.

embodiment

Totalabdichtung einer GasbohrungTotal sealing of a gas well

Eine bohrtechnisch undichte Bohrung ermöglicht längs der Bohrung eine vertikale Gasströmung, bei der die Bergbau- und Bevölkerungssicherheit nicht mehr aufrechterhalten werden kann.A drilling-leaking well allows a vertical gas flow along the well that can not sustain mining and population security.

Durch Verpressen von 20 m³ Behandlungsflüssigkeit, angemischt aus 15 Ma.-% des Polymers, 6 Ma.-% der Alkalisilikatlösung, 0,2 Ma.-% Ammoniumchlorid und 78,8 Ma.-% Wasser, in den bohrungsnahen Raum der gas- und wasserführenden Zone in der Speicherschicht wird jeglicher Gas- und Wasserzufluß in die Bohrung vollständig blockiert, so daß die Bohrung gasfrei bleibt und die technische Undichtheit somit keine Gefährdung mehr darstellt.By compressing 20 m ^{3 of} treatment liquid, mixed from 15% by mass of the polymer, 6% by mass of the alkali silicate solution, 0.2% by mass of ammonium chloride and 78.8% by mass of water, into the well-near space of the gas - And water-bearing zone in the storage layer, any gas and water flow into the hole is completely blocked, so that the hole remains gas-free and the technical leakage is therefore no longer a hazard.

Claims

Claim:

1. Medium for blocking / regulating water inflows or gas migrations, in particular in natural gas probes, underground gas storage probes and other water probes based on a mixture of 1 mol of polymeric pyrrolidium salt and from 0.05 to 1 mol of alkali silicate solution, which is pressed into water-bearing or hydrocarbon storage zones , characterized in that 0.05 to 2.5 Ma .-% ammonium chloride, ammonium sulfate, urea or surfactants are added as activator.

2. Medium according to claim 1, characterized in that surfactants are used as foam-forming surfactant, for example, oxyethylated fatty alcohols such as alkyl polyglycol ether or sodium alkyl benzene sulfonate.