DE1805576A1 - Verfahren zur Gewinnung von Rohoel - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von Rohöl Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Rohöl, und zwar insbesondere das Verbessern der Stabilität bei einem sekundären Gewinnungsverfahren.
• Allgemeiner Stand der Technik Die Sekundärgewinnung von Rohöl aus unterirdischen Erdformationen kann dadurch bewirkt werden, daß eine Verdrängungsflüssigkeit und eine Treibflüssigkeit angewandt werden, durch die die Verdränungsflt1ssigkeit durch die Formation bewegt wird. Bei einem derartigen Verfahren kann sioh eine relativ viskose Zone an der Verbindungsstelle des hinteren Teils der Verdrängungsflüssigkeit und des vorderen Teils der Treibflüsaigkeit ausbilden. Aufgrund dieses Zustandes kann sich eine "Fingerbildung" ergeben. Dort wo die Verdrängungsflüssigkeit wasserlösliche Bestandteile enthält und das vordere Teil der Treibflllssigkeit wässrig ist, kann ebenfalls die Treibflüssigkeit viele Bestandteile "Herauslaugen" oder Sorbieren. Somit verliert die Verdrängungsflilssigkeit die durch derartige Bestandteile vermittelten Charakteristika und der Wirkungsgrad des Gewinnungsverfahrens wird hierduroh nachteilig beeinflupt.
• Es wurde nun gefunden, dae durch Einarbeiten in das vordere Teil der Treibflilss'igkeit einer semipolaren organischen Verbindung und/oder eines Elektrolyten der allgemeine Wirkungsgrad des Gewinnungsverfahrens verbessert werden kann.
• Beschreibung der Erfindung Bei den erfindungsgemäß geeigneten Verdrängungsflüssigkeiten kann es sich um jede Plttssigkeit handeln, die in wirksamer Weise Rohöl aus einer Formation verdrängt oder zu einer Gewinnung desselben führt. Beispiele für derartige Flüssigkeiton sind mischbare Massen, die Alkohole, Wasseraußen- oder Oelaußenemulsionen und Wasseraußen- oder Oelaußen- mizellare Dispersionen enthalten. Die Verdrängungsflüssigkeit enthält Elektrolyt und/oder semipolare organische Verbindungen.
• Vorzugsweise ist die Verdrängungsflüssigkeit eine mizellare Dispersion. Der hier in Anwendung kommende Ausdruck "mizellare Dispersion" schließt "Mikroemulsionen" (schulman and Montagne, Annals of the New York Academy of Sciences, 92, Seiten 366-371, 1961), oleophatische Hydromizellen (Hoar and Schulman, Nature, 152, Seite 102 (1943)) "transparente" Emulsionen (Blair, Jr. et al United States Patent 2 356 205) und mizellare Lösungen ein, Beispiele hieriür finden sich in den US-Patentschriften 3 254 714, 3 275 075, 3 301 3259 und 3 307 628 und 3 330 344. Zu Beispielen mizellarer Dispersionen gehören diejenigen nach der US-Patentschrift 3 348 611.
• Die erfindungsgemäßen mizellaren Dispersionen bestehen vorzugsweise aus einem Kohlenwasserstoff, einem wässrigen Medium und einem oberflächenaktiven mittel. Beispiele ftr Kohlenwasserstoffe sind rohe Nebenöle, teilweise raffinierte Praktionen derselben, s.B. Nebenschnitte aus Rohölen, Obendestillate von Rohölen, einfach ddstilliertes Benzin und verflüssigte Erdölgase. Zu geeigneten oberflächenaktiven Mitteln gehören kationische, nichtionische und anionische oberflächenaktive Verbindungen.Ein besonders zweckmäßiges oberflächenaktives Mittel ist ein Alkylarylgulfonat, das ein Alkalikation (z.B. Natrium und Ammonium) enthält und dasselbe ist allgemein als Erdölsulfonate oder als Alkylarylnaphthensulfonate bekannt. Beispiele für weitere zweckmäßige oberflächenaktive Mittel finden sich in der US-Patentschrift 3 254 714. Das wässrige Medium kann Wasser, bralcigea Wasser und Sole sein, Zu geeigneten semipolaren organischen Verbindungen (ebenfalls als cooberflächenaktive Mittel oder Colöslichmacher identifiziert) bei den Verdrängungsflüssigkeiten, insbesondere den mizellaren Dizpersionen, gehören Ketone, Ester, Amide und Alkohole, die 1 bis etwa 20 oder mehr Kohlenstoffatome enthalten. Vorzugsweise ist die semipolare Verbindung ein Alkohol, z.B0 Methanol, Isopropanol, n- und Isobutanol, die Amylalkohole, 1- und 2-Hexanol, 1- und 2-Octanol, die Decylalkohole, Alkarylalkohole, wie p-Nonylphenol, und alkoholbsche Flüssigkeiten, wie Fuselöl. Gemische aus zwei oder mehr zemipolarer organischer Verbindungen sind zweckmäßig.
• Pur die Verdrängungsflüssigkeiten geeignete Elektrolyte, und zwar insbesondere die mizellaren Diapersi onen, sind unter anderem anorganische Basen, anorganische Säuren, anorganische Salze, organische Basen, organische Säuren und organische Salze. Beispiele für zweckmäßige Elektrolyte finden sich ua. in den US-Patentschriften3297 084 und 3 330 343.
• Vorzugsweise sind die Elektrolyte anorganische Säuren, anorganische Basen und anorganische Salze. Beispiele für Elektrolyte sind unter anderem Natriumsulfat, Natriumchlorid, Natriumhydroxid, #### Salzsäure, Schwefelsäure und Natriumnitrat.
• Vorzugsweise bestehen die mizellaren Dispersionen im wesentlichen aus fünf Bestandteilen, d.h. Kohlenwasserstoff, Wasser, oberflächen aktivem Mittel, Elektrolyt und semipolarer organischer Verbindung.
• Der Prozentsatz an Verdrängungsflüssigkeit, wie er bezüglich des Porenvolumens der Erdformation zweckmäßigerweise bei dem Verfahren in Anwendung kommt, hängt von dem Rohöl, der Erdformation und der Art der Verdrängungsflüssigkeit ab.
• Dort wo die Verdrängungsflüssigkeit eine mizellare Dispersion ist, sind 1% bis mehr als etwa 20% Porenvolumen der Formation für das Verdrängen des Rohöls zweckmäßig.
• Bei Vorliegen in der unterirdischen Formation neigt das vordere Teil der Treibflüssigkeit dazu, zu einem "Auslaugen" oder "Sorption" der semipolaren organischen Verbindung und/ oder Elektrolyten aus dem hinteren Teil der Verdrängungs flüssigkeit zu bewirken. Durch Einarbeiten des Elektrolyten und/oder semipolarer Verbindung in das vordere Teil der Treibflüssigkeit kann diese nachteilige Erscheinung überwunden werden und somit wird ein wirksamereres Ausräumen der Formation erzielt. Insbesondere tritt dies ein, wo hohe Wassersättigungen in der Formation vorliegen.
• Der wesentliche Zweck der Treibflüssigkeit besteht darin, in wirksamer Weise die Verdrängungsflüssigkeit unter Verdrängen des Rohöls zu bewegen. Dieselbe kann ebenfalls als ein Beweglichkeitspuffer dienen, um so die Verdrängungsflüssigkeit gegen ein Eindringen durch ein Treibwasser zu schlitzen.
• Vorzugsweise sollte die Treibflüssigkeit mit dem hinteren Teil der Verdrängungsflüssigkeit verträglich sein und als ein Beweglichkeitspuffer und zum Schützen der Verdrängungsflüssigkeit wirken.
• Beispiele für Treibflüssigkeiten sind nicht polare Produkte (z.B. LPG), Wasseraußenemulsionen und polare Verbindungen, wie Wasser. Vorzugsweise weist das vordere Teil der Treibflilssigkeit eine Beweglichkeit etwa gleich oder kleiner als die Beweglichkeit des hinteren Teils der Verdrängunsflüssigkeit auf.
• Die Treibflüssigkeit kann in ein oberes Teil, das ein kleines Beweglichkeitspufferteil ist, und ein hinteres Hauptteil unterteilt werden. Das Treibmittel kann Wasser, LPG oder ein ähnliches Produkt sein. In diesem Palle enthält das vordere Teil (d.h. der Beweglichkeitspuffer) den Elektrolyten und/ oder die semipolare organische Verbindung. Weiterhin kann ein Teil des Beweglichkeitspuffers abgestimmte Beweglichkeiten von einem niedrigen Wert, wie etwa demjenigen der Verdrängungsflüssigkeit bis zu einem hohen Wert von etwa demjenigen der reinen Treibflüssigkeit, z.B. Wasser oder LPG als Treibmittel aufweisen.
• Die angestrebte Beweglichkeit wird der Treibflüssigkeit durch Auflösen von die Beweglichkeit steuernden Mitteln in der Flüssigkeit vermittelt. Derartige Mittel kind allgemein als "Eindickungsmittel" und Viakositäts vermittelnde Mittel bekannt. Es sind Mittel, wie organische Polymere, z.B.
• Polyisobutylen zusammen mit nicht polaren Produkten zweckmäßig.
• Zusammen mit polaren Yerbindungen, wie z.B. Wasser sind Mittel wie Polysaccharide, Carboxymethylcellulose, Glyzerin, hochmolekulare Alkohole und inabeondere hochmolekulare, teilweise hydrolysierte Polyacrylamide (z.B. die Pusher-Reihen, wie von Dow Chemical Co. auf den Markt gebracht) zweckmäßig.
• Die semipolaxe organische Verbindung und der Elektrolyt, wie sie in der Treibflüssigkeit zweckmäßig sind, sind identisch denjenigen wie sie sich in der Verdrängungsflüssigkeit als zweckmäßig erweisen. Die Menge an semipolarer Verbindung und/ oder Elektrolyt, die in die Treibflüssigkeit eingebracht wird, hängt von den speziellen Charakteristika der mizellaren Dispersion, der Erdformation und den Flüssigkeiten in derselbon ab. Mengen von etwa 0,05 bis etwa 10% und stärker bevorzugtvon etwa 0,25* bis etwa 5,0* der semipolaren Verbindung sind erfindungsgemäß wirksam. Der Elektrolyt kann in einer Menge von etwa 0,001 bis zu und über etwa 4 Gew.% vorliegen, wird jedoch vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,02% bis etwa 1,0% angewandt. Vorzugsweise liegen die Mengen an Blektrolyt und/oder semipolarer Verbindung im Inneren des vorderen Teils der Treibflüssigkeit im Gleichgewicht mit dem Elektrolyten und/oder semipolarer Verbindung im Inneren des hinteren Teils der Verdrängungsflüssigkeit (z.B. mizellare Dipersionen) vor. Die Konzentration an Zusatzmitteln kann ansatzweise von einem hohen Wert an der Verbindungastelle mit der Verdrängungsflüssigkeit auf eine geringerere Menge an dem hinteren 3nde der das Zusatzmittel enthaltenden Treibfltissigkeit verringert werden.
• Die Größe des die Beweglichkeit steuernden Teils der Treibfltissigkeit von etwa 1% auf etwa 100% Porenvolumen der Formation und vorzugsweise von etwa 5% bis etwa 75% verändert werden. Dies hängt jedoch wiederum von den Charakteristika der Verdrängungsflüssigkeit, den Flüssigkeiten der Erdformation usw. ab und dort wo ein kleines Volumen an Verdrängungsflüssigkeit angewandt wird, kann es eich als erforderlich erweisen, einen gröberen Prozentsatz an Beweglichkeitspuffer bezüglich des Porenvolumens der Formation anzuwenden.
• Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand einer Reihe von Ausführungsbeipsielen erläutert: Beispiel 1 Es werden Clean Berea Sandsteinkerne mit einer Länge von 121 cm und einem Durchmesser von 5 cm, die die in der Tabelle II angegebenen Eigenschaften besitzen, einem Vakuum untertorfen, sodann mit Wasser gesättigt, das von der Henry Anlage in Illionois (im folgenden als Henry Werkswasser angegeben, das etwa 18,000 ppm lösliche Salze enthalt) stammt, sodann auf eine nicht mehr verringerbare Wassersättigung mit Rohöl geflutet, das aus der Nehry Anlage in Illinois erhalten worden ist, (ein gesäßtes schwarzes Rohöl aus Illinois mit einer Viskosität von etwa 7 cp bei 22°C, im folgenden als Henry-Rohöl bezeichnet) und sodann wird mit Wasser der Henry-Anlage auf restliche Oelsättigung geflutet. Sodann werden mizellare Dispersionen mit der Zusammensetzung der Tabelle I in die Kerne eingedrückt (Volumenprozente sind in der Tabelle II angegeben).
• Tabelle I Zusammensetzung der mizellaren Dispersion Bestandteil Lösung "A" (%) Lösung "B" (%) Rohöl-Obendestillat (ein schweres Xaphtha) 59,16 59,38 Ammoniumerdölsulfonat (etwa 81% aktiv) 7,76 7,79 Isopropanol 1,73 1,36 p-Nonylphenol 0,15 0,15 Wasser 31,20 31,32 Natriumhydroxid (gew.%) 0,473 0,941 Sodann werden 1,2 Porenvolumina eines eingediokten Wassers (Beweglihhkeitspuffer), das Wasser enthält, das aus dem Palestine Wasserreservoir in Palestine, Illinois erhalten worden ist (enthält etwa 450 ppm gelöste Salze, weiter unten ale Paleztine Wasser bezeichnet), 800 ppm Nr. 530 Pusher (ein hochmolekulares, teilweise hydrolysiertes Polyacrylamid, das von der Dow Ohemlaal Company in den Handel gebracht wird) 50 ppm Ammoniumthiocyanat, 800 ppm Isopropylalkohol (diese geringe Menge wurde zugesetzt lediglich um das Löslichmachen Ton Nr. 530 Pusher zu erleichtern) plus zusätzlichem Alkohol (semipolare organische Verbindung) wie in der Tabelle II angegeben, eingespritzt. Die Tabelle II gibt Zahlenwerte wieder, welche die erhtshte Gewinnung an Rohöl vermittels Einarbeiten der semipolaren organischen Verbindung und des Elektrolyten innerhalb der vorderen Kante des eingedickten Wassers wiedergeben.
• Tabelle II Kerncharakteristika Mizellare Dispersion eingedicktes Wasser Rohölgewinnung Probe Permeabi- wirk- rest- Art Größe der % Vol. Art des rückgewonne- % Verlität same liche (Tabelle Masse Alko- Alkohols nes Rohöl besse-(md) Porösi- Oel- I) % PV der hol im Kern rung tät sätti- Formation (%) gung % a 252 20,1 35,8 A 3 --- --- 46,4 -0-b 222 19,3 36,2 A 3 4 Isopropanol 62,6 35 c 383 20,8 33,9 A 3 6 " 71,6 54 d 229 19,7 36,4 B 5 --- --- 78,9 -0-e 213 19,7 34,0 B 3 4 Isopropanol 84,4 7 f 304 20,6 34,9 B 3 6 " 86,6 10 g 6 300 19,5 33,8 B 3 1 i-Amylalkohol 91,5 16 h 228 19,3 35,0 B 3 1 n-Amylalkohol 87,7 11 i 226 19,4 33,1 B 3 3 i-Butanol 92,2 17 j 336 20,2 35,2 B 3 3 n-Butanol 93,9 19 Die Proben b und c geben erhöhte Oelgewinnung gegenüber Probe a wieder (enthält keine semipolare Verbindung in dem eingedickten Wasser). Proben e - j zeigen verbesserte Oelgewinnung, im Vergleich zu d, obgleich die Proben e - j auf 3% Porenvolumen (Porenvolumen der Formation) beziehen, während die Probe d sich auf 5% Porenvolumen bezieht.

Claims (10)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Gewinnung von Rohöl aus unterirdischen Erdformationen, bei dem Verdrängungsflüssigkeiten in die Erdformation durch wenigstens eine Eindrückanordnung unter Verdrängungen des Rohöls in Richtung auf ein Produktionshoch gedrttckt werden, gekennzeichnet durch das aufeinanderfolgende eindrücken in die Erdformation von 1) einer Verdrängungsflüssigkeit bestehend aus einem oder mehreren Bestandteilen, die aus der Gruppe bestehend aus einer semipolaren, organischen Verbindung, einem Elektrolyten oder einer Kombination der semipolaren Verbindung und dem Elektrolyten ausgewählt sind, 2) einer Treibflllssigkeit, deren vorderes Teil sich zusammensetzt aus einem oder mehreren Bestandteilen, die aus der Gruppe bestehend aus einer semipolaren organischen Verbindung, einem Elektrolyten oder einer Kombination der semipolaren organischen Verbindung und dem Elektrolyten aäsgewählt sind, und sodann die Verdrängungsflüssigkeit und die Treibflüssigkeit in Richtung auf wenigstens ein Produktionsloch gedrückt und das Rohöl gewonnen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verdrängungsflässigkeit eine mizellare Dispersion angewandt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß 1 bis etwa 29% der mizellaren Dispersion bezllglioh des Porenvolumens der formation in dieselbe eingedrllokt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dap das vordere Teil der Treibflüssigkeit ein Beweglichkeitspuffer ist, dessen Beweglichkeit etwa gleich oder kleiner als die Beweglichkeit der mizellaren Dispersion ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dae als Treibflüssigkeit ein im wesentlichen wässriges Produkt angewandt wird,

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Bestandteile im Inneren des hinteren Teils der Verdrängungsflüssigkeit sich im Gleichgewicht mit dem oder den Bestandteilen im Inneren des vorderen Teils der Treibfltissigkeit befinden.

7. Verfahren zur Gewinnung von Rohöl aus unterirdischen Erdformationen, bei dem Verdrängungsflüssigkeiten in die Erdförmation durch wenigstens eine Eindrückanordnung unter Verdrängung des Rohöls in Richtung auf ein Produktionsloch gedrückt werden, gekennzeichnet durch das aufeinanderfolgende Eindrücken in die Erdformation von 1) einer mizellaren Dispersion bestehend aus einem oder mehreren Bestandteilen, die aus der Gruppe bestehend aus einem Elektrolyten, einer semipolaren organischen Verbindung oder einer Kombination des Elektrolyten und der semipolaren organischen Verbindung ausgewählt sind, 2) eines Beweglichkeitspuffers, der sich dadurch auszeichnet, daß das vordere Teil des Puffern aud einem oder mehreren Bestandteilen zusammengesetzt ist, die aus der Gruppe, bestehend aus einem Elektrolyten, einer semipolaren organischen Verbindung oder einer Kombination des Elektrolyten und der semipolaren organischen Verbindung ausgewählt sind und 3) eines Wassertreibmittels in einer ausreichenden Menge, um die mizellare Dispersion und den Beweglichkeitspuffer in Richtung aufwenigstens ein Produktionsloch zu verdrängen und das Rohöl zu gewinnen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Bestandteile im Inneren des hinteren Teils der mizellaren Dispersion und der oder die Beztandteile im Inneren des vorderen Teils des Beweglichkeitspuffers sich im wesentlichen im Gleichgewicht im Inneren der Formati-in befinden.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dap das vordere Teil des Beweglichkeitspuffers eine Beweglichkeit etwa gleich oder kleiner als die Beweglichkeit des hinteren Teils der mizellaren Dispersion aufweist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Beweglichkeitspuffers abgestufte Beweglichkeiten von einem niedrigen Wert de mizell ren Dispersion bis zu einem hohen Wert des W##sertre#bmittels aufweist.