DE1207309B - Verfahren zur Behandlung durchlaessiger Massen - Google Patents

Verfahren zur Behandlung durchlaessiger Massen

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DE1207309B
DE1207309B DES86584A DES0086584A DE1207309B DE 1207309 B DE1207309 B DE 1207309B DE S86584 A DES86584 A DE S86584A DE S0086584 A DES0086584 A DE S0086584A DE 1207309 B DE1207309 B DE 1207309B
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Germany
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epoxy compound
bis
mass
methane
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DES86584A
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English (en)
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Cornelis Bezemer
Franciscus Hendrikus Meijs
Marinus Van Zanten
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/50Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Epoxy Resins (AREA)

Description

  • Verfahren zur Behandlung durchlässiger Massen Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von entweder oberhalb oder unterhalb der Erdoberfläche gelagerten durchlässigen Massen unter Anwendung einer Epoxyverbindung, die beim Härten - das bei der Umgebungstemperatur der Masse oder auch bei erhöhter Temperatur durchgeführt werden kann -entweder die Poren der betreffenden durchlässigen Masse ganz ausfüllt oder einen Film bildet, der die Wände der Poren der Masse auskleidet.
  • Falls die betreffende Masse gegenüber dem Durchgang von Flüssigkeit oder Gasen abgedichtet werden soll, kann diejenige Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens angewendet werden, gemäß deren die gehärtete Epoxyverbindung die Poren der durchlässigen Massen ausfüllt und somit den gesamten Porenraum verstopft. Dies ist z. B. oft bei Dämmen oder Deichen oder bei in den Boden gegrabenen Löchern der Fall oder wenn die Verbindung zwischen einer unterirdischen, öl-, wasser- oder gashaltigen Formation und dem Innenraum einer Bohrung oder eines Schachtes, der in eine derartige Lagerstätte eindringt, unterbrochen werden soll. Weiterhin ist es oft wünschenswert, den Porenraum völlig auszufüllen, wenn es sich um Erstellung eines Fundaments handelt, worin die Festigkeit einer entweder schon abgebundenen oder noch nicht abgebundenen Masse verbessert werden soll. Insbesondere kann die Behandlung durchgeführt werden, um die unter Gebäuden oder an den unteren Enden von Pfeilern befindliche unterirdische Bodenschicht zu befestigen.
  • Die andere Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welcher die gehärtete Epoxyverbindung einen Film bildet, der die Wände des Porenraumes einer durchlässigen Masse bedeckt, kann mit Vorteil dann angewendet werden, wenn die Festigkeit einer nicht abgebundenen oder im wesentlichen nicht abgebundenen Masse verbessert werden soll, z. B. bei der Fundamentierung.
  • Da bei einer Masse, die erfindungsgemäß derart behandelt ist, daß die gehärtete Epoxyverbindung einen Film an den Porenwänden bildet, die Durchlässigkeit im wesentlichen erhalten bleibt, ist diese Durchführungsform des Verfahrens jedoch insbesondere dazu geeignet, eine Bindung zwischen den losen Körnern einer unterirdischen Formation zu erzeugen, die von einem Bohrloch durchbrochen wird, um hierdurch zu verhindern, daß die Körner von der Flüssigkeit oder dem Gas mitgerissen werden, die bzw. das in die betreffende Formation hinein oder aus ihr heraus geführt werden soll. Insbesondere dann, wenn eine derartige Bohrung zur Gewinnung von Gas, Wasser oder Öl aus einer unterirdischen Lagerstätte benutzt wird, kann an den Gewinnungseinrichtungen durch derartige Körner, die durch den Strom in der Bohrung nach oben geführt werden, beträchtlicher Schaden angerichtet werden. Die gröberen Körner, die von dem Strom nicht bis zum oberen Ende des Bohrloches mitgeführt werden, sammeln sich in dem Ausbringungsabschnitt des Bohrloches an und verringern so die Produktivität der Bohrung. Fällt die Produktion zu sehr ab, so muß das Bohrloch gereinigt werden, bevor ein neuer Ausbringungszyklus beginnen kann. In manchen Fällen dringen die Körner in derartigen Mengen in das Bohrloch ein, daß die Bohrung überhaupt nicht wirtschaftlich ausgenutzt werden kann.
  • Es ist selbstverständlich, daß man beim Abbinden derjenigen Teile der unterirdischen Schichten, die das Bohrloch umgeben, dafür sorgen muß, daß in den behandelten Schichten noch eine merkliche Durchlässigkeit für Öl, Gas oder Wasser erhalten bleibt, da es sonst sehr schwer - wenn nicht unmöglich -wird, diese Produkte aus den unterirdischen Lagerstätten zu gewinnen. Das gleiche gilt auch für die Schichten, durch welche Injektionsbohrungen getrieben werden, d. h. wobei die Bohrlöcher dazu benutzt werden, eine Flüssigkeit oder ein Gas in eine unterirdische Formation einzupressen, um sie entweder dort zu deponieren oder damit wertvolle Produkte auszutreiben, die in den Porenräumen der betreffenden Schicht enthalten sind und über die Bohrung gewonnen werden sollen. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Behandlung von durchlässigen Massen besteht aus folgenden Schritten a) Herstellung einer Lösung aus einer Epoxyverbindung und einem Härtungsmittel in einem alkoholischen Lösungsmittel; b) Einspritzen der Lösung in den Porenraum der Masse und c) Zurückhalten der Lösung in der Masse über eine Zeitspanne, die dazu ausreicht, daß sich aus der Lösung ein harzartiges Zwischenprodukt ausscheidet, das sich an den einzelnen Teilchen der Masse absetzt und zu einem harten, vernetzten Harz ausgehärtet wird.
  • Vorzugsweise beträgt der Gesamtanteil an Epoxyverbindung und Härtemittel in der Lösung 3 bis 50 Volumprozent der Lösung.
  • Erfindungsgemäß kann als Epoxyverbindung ein unter dem Handelsnamen »EPIKOTE 828« bekanntes Produkt benutzt werden. Diese Verbindung wird erhalten durch Umsetzung von Diphenylolpropan mit einem Überschuß an Epichlorhydrin im alkalischen Medium und hat ein Molekulargewicht von 350 bis 400 bei durchschnittlich 1,85 Epoxygruppen je Molekül.
  • Als Härtungsmittel werden vorzugsweise Amine benutzt, wie 1-Cyclohexylamino-3-aminopropan, bis-(3-Methyl-4-aminocyclohexyl)methan, bis-(4-Aminocyclohexyl)-methan, bis-(3-Methyl-4-aminophenyl)-methan, bis-(4-Aminophenyl)-methan, bis-(4-Aminophenyl)-sulfon, 1,3-Diaminobenzol, 1,4-Diaminobenzol, N-Aminoäthylpiperazin, Hexylendiamin, Propylendiamin oder ein Gemisch aus diesen Substanzen.
  • Als alkoholisches Lösungsmittel sind bevorzugt: Methanol, Äthanol, Isopropanol, n-Propanol, Butanol, Isobutanol, sekundäres Butanol, tertipres Butanol oder Gemische daraus.
  • Handelt es sich um Massen, die in einem gewissen Abstand unterhalb der Erdoberfläche gelagert sind, so muß der Einfluß derTemperatur auf die Umsetzungsgeschwindigkeit berücksichtigt werden. Außerdem muß dafür Sorge getragen werden, daß das intermediäre Harzprodukt sich nicht aus der Lösung abscheidet, während diese sich noch zwischen der Erdoberfläche und der zu behandelnden unterirdischen Lagerstätte befindet, da sonst die Verbindung zwischen der letzteren und dem Bohrloch, durch das die Lösung eingespritzt wird, verstopft werden würde. Im Hinblick darauf ist es besonders wünschenswert, daß die Umsetzungsgeschwindigkeit innerhalb weiter Grenzen steuerbar ist, wenn das Verfahren nach der Erfindung zur Behandlung unterirdischer Formationen benutzt wird. Es muß Vorsorge getroffen werden, daß einerseits (bei Formationen in größeren Tiefen) keine Ausscheidung des Harzes erfolgt, bevor die Lösung in die betreffende Schicht eingedrungen ist, sowie'daß andererseits (bei Formationen in geringer Tiefe) nicht allzu viel Zeit verlorengeht, ehe sich das intermediäre Harzprodukt aus der Lösung auszuscheiden beginnt.
  • Zweckmäßigerweise werden durch Laboratoriumsversuche die Prozentsätze für die am besten geeignete Epoxyverbindung, den Härter, das Lösungsmittel und andere, die Umsetzung beeinflussende Bestandteile ermittelt, die unter den gegebenen Bedingungen (z. B. Temperatur, Lagertiefe, Porositätsgrad) bei der zu behandelnden Formation die besten Resultate ergeben.
  • In der folgenden Tabelle 1 sind beispielsweise die Ergebnisse derartiger Laboratoriumsversuche zusammengefaßt.
  • Bei diesen Versuchen wurde in Äthanol als Lösungsmittel eine Epoxyverbindung, die unter dem Handelsnamen »EPIKOTE 828« bekannt ist, in Kombination mit den angegebenen Härtungsmitteln gelöst. Zur Verbesserung der Lösungseigenschaften bei Normaltemperatur und zwecks Verzögerung der Reaktionsgeschwindigkeit wurde dem Lösungsmittel. in einem Volumenverhältnis von 1:3 ein Kohlenwasserstoff gemisch zugesetzt, das unter dem Handelsnamen »SHELLSOL N« bekannt ist und im wesentlichen aus aromatischen Kohlenwasserstoffen besteht. Die Konzentration der Epoxyverbindung gemeinsam mit dem Härtungsmittel betrug in den fertigen, Äthanol, »SHELLSOL N«, Epoxyverbindung und Härter enthaltenden Lösungen 18 Volumprozent.
  • In der zweiten Spalte der Tabelle finden sich die Werte für das Volumenverhältnis zwischen dem betreffenden Härtungsmittel und der Epoxyverbindung (EPIKOTE 828), bei welchem eine optimale Druckfestigkeit erreicht werden konnte, wenn Sandpackungen mit einer mittleren Korngröße von 0,2 mm verfestigt wurden; die Gesamtkonzentration an Epoxyverbindung plus Härtungsmittel in der Lösung blieb dabei konstant und betrug in den in der Tabelle aufgeführten Versuchen 18 Volumprozent. Für die verschiedenen Volumenverhältnisse zwischen 0,14 und 0,5 : 1 wurde bei verschiedenen Temperaturen die Zeit bestimmt, nach der die Harzausscheidung begann, d. h. diejenige Zeitspanne, die zwischen dem Ansetzen der Lösung und dem Zeitpunkt, zu dem die ersten Harztropfen sich aus der Lösung ausscheiden, verstrichen war. Wie aus der Tabelle ersichtlich, wird die bis zur ersten Harzausscheidung verstreichende Zeit sehr stark durch die Temperatur beeinflußt.
  • Bei Verwendung anderer Epoxyverbindungen, anderer Alkohole und/oder anderer Härtungsmittel als in Tabelle 1 angegeben, ergeben sich andere Werte für das Verhältnis von Härtungsmittel zu Epoxyverbindung, das zu einer optimalen Festigkeit führt und ebenso für die Zeit bis zum Beginn der Harzausscheidung.
    Tabelle 1
    Volumenverhältnis Härter: Zeit bis zum Beginn der
    Härter Epoxyverbindung für opti- Harzausscheidung in Stunden
    male Druckfestigkeit 40° C 60°C 80°C
    Gemisch aus bis-(4-Aminocyelohexyl)-methan und
    1-Cyclohexylamino-3-aminopropan . . . . . . . ... . . . . 0,4 2,8 1,4 0,5
    1-Cyclohexylamino-3-aminopropan . . .. ... .. .. .. .. . 0,3 - 2,0 1,3
    bis-(3-Methyl-4-aminocyclohexyl)-methan .......... 0,5 5,9 1,8 0,75
    his-(4-Aminophenyl)-methan ..................... 0,33 2,8 1,4 0,75
    Methandiamin ................................. 0,3 - - 4,0
    1,3-Diaminobenzol.............................. 0,14 3,7 1,7 0,7
    bis-(4-Aminophenyl)-sulfon ...................... 0,32 - - I 20
    Wie aus der Tabelle ersichtlich, verkürzt sich die Zeitdauer bis zum Beginn der Harzausscheidung mit ansteigender Temperatur. Da außerdem für die jeweiligeTemperatur, je nach dem verwendeten Härtungsmittel und dem alkoholischen Lösungsmittel, verschiedene Werte für diese Zeitspanne gefunden werden, läßt sich für jede beliebige Kombination Lagertiefe-Temperatur eine entsprechende Kombination Härtungsmittel-alkoholisches Lösungsmittel finden, die unter den herrschenden Bedingungen zu einer Ausscheidungszeit führt, die dazu ausreicht, daß die Lösung mit der Epoxyverbindung und dem Härtungsmittel in die betreffende Formation eindringt, ehe irgendeine Harzausscheidung stattfindet.
  • Unter gewissen Umständen wäre es jedoch von Nachteil, eine größere Anzahl von Härtungsmitteln am Lager zu führen. Es ist dann zweckmäßig, sich auf ein einziges Härtungsmittel zu beschränken und die Zeitdauer bis zum Beginn der Harzausscheidung dadurch zu steuern, daß man einen die Reaktionszeit beeinflussenden Zusatz verwendet, und zwar in Anbetracht der ziemlich kurzen Reaktionszeiten, die bei Verwendung eines Alkohols als Lösungsmittel zu beobachten sind, vorzugsweise ein Verzögerungsmittel. Zur Verzögerung der Ausscheidung können beispielsweise aromatische Kohlenwasserstoffe, Aldehyde und Ketone, vorzugsweise Aceton oder Cyclohexanon zugesetzt werden.
  • Aus Tabelle 2 ist der Bereich ersichtlich, innerhalb dessen die Zeit bis zum Beginn der Harzausscheidung variiert werden kann, wenn man die Art des alkoholischen Lösungsmittels und den Volumanteil des Verzögerungsmittels (im vorliegenden Fall Aceton) in der Lösung abwandelt. Bei den in Tabelle 2 angeführten Beispielen enthält die Lösung außer dem Lösungsmittel und dem Verzögerungsmittel 13 Volumprozent Epoxyverbindung (EPIKOTE 828) und 4,5 Volumprozent bis-(4-Aminophenyl)-methan als Härter.
    Tabelle 2
    Aceton- Zeit bis zum Beginn
    Alkoholisches konzentration derHarzausscheidung
    Lösungsmittel in Volumprozent in Stunden
    40°C 60°C 80°C
    Methanol ...... 0 0,6 0,28i 0,1
    Methanol ...... 10 2,0 0,77 0,35
    Methanol ...... 15 3,2i 1,1 0,47
    Methanol ...... 20 - 1,6 0,65
    Methanol ...... 25 - 2,4 0,87
    Methanol ...... 30 - 3,3 1,2
    Äthanol ........ 10 2,5 1,2 0,5
    Äthanol ........ 15 4,5 1,8 0,75
    Äthanol........ 20 - 2,8 1,1
    Äthanol........ 25 - 3,9 1,6
    Äthanol ........ 30 - 2,3
    Äthanol........ 35 - - 3,4
    Isopropanol .... 10 4,8 2,5 1,2
    Isopropanol .... 15 8,9 3,8 2,0
    Isopropanol .... 20 21 5,7 2,5
    Isopropanol .... 25 - 7,5 3,8
    Es wurde ferner gefunden, daß die Druckfestigkeit einer durchlässigen verfestigten Masse verbessert wird, wenn die gehärtete Epoxyverbindung einige Zeit lang mit einer Waschflüssigkeit gespült wird, um das in der gehärteten Epoxyverbindung eingeschlossene Lösungsmittel zu extrahieren. Bei Verwendung von Alkoholen als Lösungsmittel verwendet man vorzugsweise als Waschflüssigkeit einen Kohlenwasserstoff oder ein Gemisch aus Kohlenwasserstoffen, wie Gasöl. Stellt die verfestigte Masse einen Teil einer ölhaltigen Formation dar und ist um das zur Ölförderung dienende Bohrloch herum gelagert, so kann als Waschflüssigkeit das aus der Formation geförderte Rohöl selbst dienen.
  • Um einen Hinweis auf die durch die erfindungsgemäße Behandlung erzielbare Druckfestigkeit einer Masse zu bekommen, die beispielsweise in einer gewissen Tiefe unter der Oberfläche gelagert ist, können Laboratoriumsversuche durchgeführt werden. Man behandelt hierzu eine der zu untersuchenden Masse äquivalente Masse entsprechend und bestimmt dann die Druckfestigkeit bei derjenigen Temperatur, die in der betreffenden Schicht zu erwarten ist. Falls die zu behandelnde Masse Teil einer ölhaltigen Schicht ist, ist es notwendig, die Testmasse im Laboratorium mit einer Waschflüssigkeit auszulaugen, bevor man die Druckfestigkeit mißt, um so die an der Lagerstätte herrschenden Bedingungen herzustellen.
  • Aus Tabelle 3 ist der Einfluß der Temperatur auf die Druckfestigkeit einer verfestigten Masse aus Heidesand ersichtlich. Bei den Versuchen wurde eine Masse aus Heidesand mit einer durchschnittlichen Korngröße von 0,2 mm mit einer Lösung aus folgenden Bestandteilen verfestigt: Härtungsmittel bis-(4-Aminophenyl)-methan 4,5 Volumprozent Epoxyverbindung EPIKOTE 828 . . . . . . . . . . . . . 13,5 Volumprozent Lösungsmittel Bei Serie A . . . . . . . . . . . . . . . . Methanol Bei Serie B . . . . . . . . . . . . . . . . . Äthanol Bei Serie C . . . . . . . . . . . . . . . . . Isopropanol Verzögerungsmittel ........... Aceton Die Konzentration des Acetons wurde so gewählt, daß in allen Fällen die Zeit bis zum Beginn der Harzausscheidung 21/2 Stunden betrug.
    Tabelle 3
    Temperatur Druckfestigkeit in kg/cm2
    in ° C Serie A I Serie B Serie C
    40 205 182 167
    60 243 224 221
    80 288 260 251
    Die Druckfestigkeit kann dadurch gesteigert werden, daß man die Konzentration der Epoxyverbindung in der Lösung erhöht. Da dies Hand in Hand geht mit einer immer stärker werdenden Verringerung "der Durchlässigkeit, muß man bei der Behandlung von durchlässigen Massen, durch welche Flüssigkeiten oder Gase durchstreichen sollen (z. B. bei den Schichten, die ein Bohrloch umgeben) einen Kompromiß finden zwischen der Herabsetzung der Durchlässigkeit und der notwendigen Druckfestigkeit.
  • Gelegentlich können unterirdische Formationen, die . ein Bohrloch umgeben und erfindungsgemäß behandelt werden sollen, fossiles Wasser, d. h. Wasser, das auf Grund von Kapillarkräften an den einzelnen Körnern der Formation haftet, enthalten. Derartiges fossiles Wasser wird zweckmäßigerweise entfernt bevor man die Harzlösung auf den Teil der Formation einwirken läßt, der das Bohrloch umgibt. Man durchspült zu diesem Zweck diesen Teil der Schicht mit einer wasserentziehenden Flüssigkeit, die in der Harzlösung löslich ist bzw. in der sich die Harzlösung löst.
  • Vorzugsweise wird außerdem nach Anwendung der wasserentziehenden Flüssigkeit, jedoch vor Einspritzen der Harzlösung, eine Füllflüssigkeit eingespritzt, die, um eine verfrühte Ausscheidung des Epoxyharzes zu verhindern, in der Harzlösung löslich sein muß. Im übrigen sollte auch die wasserentziehende Flüssigkeit in der Füllflüssigkeit löslich sein, da auf diese Weise die wasserentziehende Flüssigkeit, die das fossile Wasser enthält, durch die Füllflüssigkeit mit guter Wirkung aus dem zu verfestigenden Teil der Schicht ausgetrieben wird. Im allgemeinen kann man sagen, daß vorzugsweise jede der eingespritzten Flüssigkeiten in der folgenden Flüssigkeit löslich sein soll, damit sichergestellt wird, daß zum Schluß in dem zu verfestigenden Teil der Formation ausschließlich die Harzlösung vorhanden ist.
  • Die wasserentziehende Flüssigkeit kann ein oberflächenaktives Mittel enthalten, vorzugsweise einAlkyltrimethylendiamin der allgemeinen Formel R - NH - (CH,), - NHZ, worin R eine aus Kokosöl, Sojabohnenöl oder Talg stammende Alkylgruppe ist. Als wasserentziehendes Mittel können organische Flüssigkeiten verwendet werden, wie Kohlenwasserstoff-Sauerstoff-Verbindungen mit weniger als 6 C-Atomen, die mindestens eine Keto-Sauerstoffgruppe und/oder eine Hydroxylgruppe aufweisen, wie Aceton oder Isopropylalkohol.
  • Vorzugsweise benutzt man zur Wasserentziehung den Alkohol, der auch als Lösungsmittel für die Epoxyverbindung und den Härter dient.
  • Im folgenden Beispiel wird eine bevorzugte Durchführungsform des Verfahrens nach der Erfindung zur Behandlung einer unterirdischen Formation beschrieben. Beispiel Bei einer Ölbohrung, bei welcher die ölführende Schicht aus nicht verfestigtem Sand besteht, mißt man zunächst die herrschenden Bedingungen, wie Temperatur und Einspritzbarkeit, und entnimmt Sandproben, an denen unter anderem der Grad der Wassersättigung gemessen wird.
  • Aus der Kapazität der Pumpe und der Tiefe der Bohrung sowohl als aus der Durchdringbarkeit der betreffenden Formation ergibt sich die Mindestzeit, die bis zur Harzausscheidung verstreichen muß und mindestens derjenigen Zeit entspricht, die benötigt wird, um die Harzlösung zu der Formation hinunterzupumpen.
  • Aus den in Tabelle 1 und 2 niedergelegten Versuchsergebnissen sowie aus weiteren Versuchen mit anderen Kombinationen aus Härter und Epoxyverbindung läßt sich ohne weiteres der notwendige Prozentsatz an Epoxyverbindung, Härter, Verzögerungsmittel (falls verwendet) und alkoholischem Lösungsmittel feststellen, welcher bei der in der Formation herrschenden Temperatur eine Zeitdauer für den Beginn der Harzausscheidung ergibt, die um einen ausreichenden Betrag länger ist als die zum Hinunterpumpen der Lösung benötigte Zeit.
  • Daraufhin werden in dem Lösungsmittel die errechneten Anteile an Epoxyverbindung, Härter und (falls nötig) Verzögerungsmittel aufgelöst, wobei die Menge des letzteren ausreichen muß, um die Reaktion zwischen Härter und Epoxyverbindung in dem gewünschten Grad zu verzögern. Falls die Formation so weit an Wasser angereichert ist, daß ihr dieses vor der Verfestigung entzogen werden muß, führt man der Bohrung ein wasserentziehendes Mittel und daraufhin eine gewisse Menge an Füllmittel zu, ehe man die benötigte Menge an Harzlösung einpumpt. Selbstverständlich müssen die Mengen so berechnet sein, daß sie dem Volumen des zu verfestigenden Teiles der Formation entsprechen.
  • Zur Einführung der wasserentziehenden Flüssigkeit, der Füllflüssigkeit und der Harzlösung über die Bohrung in die zu verfestigende Schicht benutzt man eine Treibflüssigkeit bzw. ein Treibgas.
  • Zunächst dringt die wasserentziehende Flüssigkeit in den zu behandelnden Teil der Formation ein und löst bzw. emulgiert das fossile Wasser, das an den Körnern der Schicht haftet. Nun wird zunächst die Lösung bzw. Emulsion von Wasser in der wasserentziehenden Flüssigkeit durch Einführung einer Füllflüssigkeit (an deren Stelle gegebenenfalls auch ein Gas treten kann) ausgetrieben, worauf dann die Einführung der Harzlösung folgt.
  • Da die Harzlösung in dem zu verfestigenden Teil der Formation gehalten werden muß, bis die Harz-. ausscheidung vollständig ist, unterbricht man das Einspritzen der Treibflüssigkeit, sobald' die gesamte Harzlösung in die Formation eingepreßt ist. Es muß sorgfältig darauf geachtet werden, daß von der Lösung nichts in dem Bohrloch selbst zurückbleibt, da sich sonst an der Oberfläche der Formation eine undurchdringliche Hülle aus Epoxyharz bildet, die den Durchgang von Flüssigkeit in die oder aus der ölführenden Schicht verhindert. Andererseits darf die Lösung nicht allzu weit in die Schicht hineingetrieben werden, da sonst diejenigen Teile der Formation, die das Bohrloch unmittelbar umgeben, nicht verfestigt werden. Man verwendet daher als Treibmittel vorzugsweise eine Flüssigkeit mit mörtelartigen Eigenschaften (wie eine Lehmaufschwemmung), da eine derartige Flüssigkeit unmittelbar nach dem Einpressen der Harzlösung an der Wand der Schicht eine so gut wie undurchdringliche Hülle bildet, wodurch ein Wandern der Harzlösung innerhalb der Formation verhindert wird.
  • Als Ergebnis der Reaktion zwischen Epoxyverbindung und Härtungsmittel schlägt sich aus der Lösung ein harzartiges Zwischenprodukt an der Oberfläche der Sandkörner nieder, das bei der nachfolgenden Härtung die einzelnen Körner aneinander bindet, so daß eine Verfestigung der Masse erzielt wird. Nach der Verfestigung wird das in den Poren der Formation zurückgebliebene Lösungsmittel durch eine Waschflüssigkeit verdrängt, die auch geeignet ist, das in dem gehärteten Harz eingeschlossene Lösungsmittel zu extrahieren. Handelt es sich um eine Injektionsbohrung, so kann als Waschflüssigkeit ein Kohlenwasserstoff, z. B. Gasöl, benutzt werden. Soll die Bohrung zur Förderung von Öl benutzt werden, so kann als Waschflüssigkeit das in der Formation selbst vorhandene Rohöl dienen und dessen Wirkung tritt einfach dadurch ein, daß die Bohrung in Benutzung genommen wird.

Claims (12)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Behandlung durchlässiger Massen, umfassend folgende Stufen: a) Herstellung einer Lösung aus einer Epoxyverbindung und einem Härtungsmittel in einem alkoholischen Lösungsmittel, b) Einspritzen der Lösung in den Porenraum der Masse und c) Zurückhalten der Lösung in der Masse über eine Zeitspanne, die dazu ausreicht, daß sich aus der Lösung ein harzartiges Zwischenprodukt ausscheidet, das sich an den einzelnen Teilchen der Masse absetzt und zu einem harten, vernetzten Harz ausgehärtet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, - dadurch gekennzeichnet, daß als alkoholisches Lösungsmittel Methanol, Äthanol oder Isopropanol benutzt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Epoxyverbindung und das Härtemittel zusammen in einer Menge von insgesamt 3 bis 50 Volumprozent der Lösung anwendet.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Epoxyverbindung das Reaktionsprodukt aus der Umsetzung von Diphenylolpropan mit einem Überschuß an Epichlorhydrin im alkalischen Medium verwendet, wobei die Epoxyverbindung ein Molekulargewicht von 350 bis 400 hat und je Molekül durchschnittlich 1,85 Epoxygruppen enthält.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Härtungsmittel bis-(4-Aminophenyl)-methan, 1,3-Diaminobenzol, bis-(4-Aminophenyl)-sulfon, 1-Cyclohexylamino-3-aminopropan, bis-(4-Aminocyclohexyl)-methan, bis-(3-Methyl-4-aminocyclohexyl)-methan, bis-(4-Aminocyclohexyl)-methan und 1-Cyclohexylamino-3-aminopropan verwendet.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man der Lösung einen Zusatz zur Steuerung der Reaktionsgeschwindigkeit beifügt, der vorzugsweise aus einem aromatischen Kohlenwasserstoff, einem Keton, wie Aceton, oder einem Aldehyd besteht.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die durchlässige Masse vor Anwendung der Lösung mit einer wasserentziehenden Flüssigkeit, die vorzugsweise in der Lösung löslich ist, durchspült. B.
  8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man nach Einführen der wasserentziehenden Flüssigkeit, jedoch vor Einführen der Lösung in die Masse eine Füllflüssigkeit einführt, wobei vorzugsweise die beiden Flüssigkeiten ineinander löslich sind.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserentziehende Flüssigkeit ein oberflächenaktives Mittel ist oder enthält, und zwar vorzugsweise eine Verbindung der Formel R - NH - (CH,), - NH2, worin R eine aus Kokosöl, Sojabohnenöl oder Talg stammende Alkylgruppe ist.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserentziehende Flüssigkeit aus mindestens einer organischen Substanz mit weniger als 6 C-Atomen besteht, die mindestens eine Ketosauerstoffgruppe und/oder eine Hydroxylgruppe enthält.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als wasserentziehende Flüssigkeit Methanol, Äthanol oder Isopropanol verwendet.
  12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Behandlung einer von einer Bohrung durchdrungenen unterirdischen Formation, dadurch gekennzeichnet, daß man als Treibmittel zum Durchpressen der das alkoholische Lösungsmittel, die Epoxyverbindung, das Härtungsmittel und gegebenenfalls den die Reaktionsgeschwindigkeit steuernden Zusatz enthaltenden Lösung durch das Bohrloch und zum Einpressen in die Formation eine Flüssigkeit verwendet, die mörtelartige Eigenschaften hat.
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