DE2342726B2

DE2342726B2 - Verfahren zum Verfestigen von Sand in unterirdischen Formationen

Info

Publication number: DE2342726B2
Application number: DE2342726A
Authority: DE
Inventors: James D. Carnes; Kenneth D. Totty; Bill M. Young
Original assignee: Halliburton Co
Current assignee: Halliburton Co
Priority date: 1972-09-25
Filing date: 1973-08-24
Publication date: 1974-08-08
Also published as: AT335920B; GB1414721A; DE2342726A1; US3776311A; DE2342726C3; ATA795073A

Description

16. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß das Aushärten der Verfestigungsflussigkeit in der Formation mit Einfühlung einer ein Härteagens enthaltenden KohlenwasserstolT-Nachspüllösung in die Formalion verbunden wird, mit der die Verfestigungsflussigkeit in Berührung gebracht wird.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verfestigen von losen Sanden od. dgl. in einer unterirdischen Formation, bei dem eine Lösung aus einer Verfestigungsflüssigkeit und einem flüssigen Kohlenwasserstoff in die Formation eingebracht und die Verfestigungsflüssigkeit dort zum Aushärten gebracht wird, wobei die losen Sande zu einer harten, durchlässigen Masse verfestigt werden.

Es sind verschiedene Verfahren bekannt, die verhindern, daß loser oder gegen Verformungskräfte nicht widerstandsfähiger Sand mit einem unterirdischen Flüssigkeitsstrom durch die Formation wandert. Man hat hierbei die Kontrolle über solchen Sand dadurch in der Hand behalten, daß man in die Formation eine Verfesligungsflüssigkeit einführt und diese dann zum Erhärten bringt, wodurch der Sand zu einer durchlässigen Masse verfestigt wird, so daß Flüssigkeiten aus der Formation herausgezogen oder in diese eingebracht werden können.

Aus Erdöl und Kohle-Erdgas-Petrochemie, August 1968, S. 453 bis 460, ist es bereits bekannt, eine Lösung von Verfestigungsflüssigkeit und flüssigem Kohlenwasserstoff in eine Formation zum Zwecke einer Verfestigung einzubringen, die Verfestigungsflussigkeit in der Formation zum Aushärten zu bringen und den Sand zu einer harten, durchlässigen Masse zu verfestigen. Hierzu wird eine verdünnte

lösung einer Epoxydverbindung und eines Härters verwendet, wobei nach dem Einpressen der Lösung η den Porenroum des Sandes sieb aus dem Lösungsmittel ein flüssiges Herz Abscheidet, weichet! sich an ien Kornberöhrungsfläcben anreichert und nach Brhärtung eine starke Bindung zwischen den Sand· teilchen zustandebringt. Bei diesem vorbekannten Verfahren ist es wichtig, daß eine klare Harzlösung in die zu verfestigende Formation eingebracht wird. Zur Regulierung der Harzabscheidung kann die Auswahl von mit bestimmter Reaktionsgeschwindigkeit reagierenden Kombinationen von Epoxydverbindung und Härter, der Zusatz eines Beschleunigers zur Erhöbung der Härtungsgescbwmdigkeit und die Verringerung der Harzlöslichkeit durch Änderung der Zusammensetzung des Lösungsmittels angewandt werden, wobei die Temperaturbedingungen zu beachten sind, die jedoch im allgemeinen, da es sich um Bodenformationen handelt, nicht beeinflußt werden können. Auch der Flüssigkeitsdruck spielt für die Erhärtungszeit bei diesem vorbekannien Verfahren eine Rolle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bessere Ausnutzung und Verteilung der Verfestigungsflüssigkeit als bisher zu ermöglichen und Beschädigungen von verhältnismäßig wenig durchlässigen Formationen zu verhindern.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe, nämlich zum Verfestigen von losen Sanden od. dgl. in einer unterirdischen Formation, bei dem eine Lösung &us einer Verfestigungsflüssigkeit und einem flüssigen Kohlenwasserstoff in die Formation eingebracht und die Veifestigu-.igsflüssigkeit dort zum Aushärten gebracht wird, wob-i die losen Sande zu einer harten, durchlässigen Masse verfestigt werden, zeichnet sich dadurch aus, daß ein Teil der Verfestigungsflüssigkeit in dem Kohlenwasserstoff gelöst und ein Teil der Verfestigungsflüssigkeit in dem Kohlenwasserstoff in einer sich nicht mischenden Phase feinverteilt wird.

Eine Abwandlung dieses Verfahrens zum Verfestigen von losen Sanden od. dgl. in einer unterirdischen Formation unter Verwendung einer Lösung aus einer Verfestigungsflüssigkeit und einem flüssigen Kohlenwasserstoff, bei dem diese Lösung in die Formation eingebracht und die Verfestigungsflüssigkeit dort zum Aushärten gebracht wird, wobei die losen Sande zu einer harten, durchlässigen Masse verfestigt werden, zeichnet sich dadurch aus, daß die Verfestigungsflüssigkeit dem flüssigen Kohlenwasserstoff derart zugesetzt wird, daß ein Teil des Kohlenwasserstoffs in der Verfestigungsflüssigkeit gelöst und die sich daraus ergebende Lösung als eine nicht lösbare Phase in dem übrigen Kohlenwasserstoff feinverteilt wird.

In beiden Verfahren können die Teilmengen der Verfestigungsflüssigkeit und des Kohlenwasserstoffs sowie die Temperatur der Mischung aus Verfestigungsflüssigkeit und Kohlenstoff gesteuert werden. Die Art und Zusammensetzung der Anteile der Verfestigungsflüssigkeit sowie die Art und Zusammensetzung des flüssigen Kohlenwasserstoffs beeinflussen die mengenmäßige Verteilung der Verfestigungsflüssigkeit in dem flüssigen Kohlenwasserstoff. Diese Steuerung der Mischung aus Verfestigungsflüssigkeit und flüssigem Kohlenwasserstoff ermöglicht unter anderem eine Beeinflussung der Viskosität der Verfestigungsflüssigkeit, die dadurch eine bessere Formationsbearbeitung ermöglicht. So können z. B. wenig durchlässige Formationen, die bisher infolge ungeeigneter zähflüssiger Verfestigungsflüssigkeit, die

feste Teile in der Formation durchdringen und bes netzen sollte, schwer zu bearbeiten waren, nach dem Verfahren gemäß der Erfindung wirksam behandelt werden, weil die Viskosität der Verfestigungsflüssigkeit in solcher Weise beeinflußt werden kann, daß die Verfestigungsflüssigkeit in die Formation eingebracht

to wird, ohne die Formation zu verdichten oder in anderer Weise zu beschädigen. Formationen von relativ geringer Durchlässigkeit, besonders solche, die wasseraufquellenden Lehm enthalten, werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durch Steue-

is rung der Viskosität des sieb nicht mischenden feinverteilten Anteils der Verfestigungsflüssigkeit und/ oder der gelösten Verfestigungsflüssigkeit wirksam • behandelt, und zwar in bevorzugter Weise dadurch, daß der Lehm von dem gelösten Teil der Verfestigungsflüssigkeit benetzt wird und schrumpft. Der Grund hierfür liegt darin, daß der Anteil der allgemein zäheren Verfestigungsflüssigkeit, der in dem relativ dünnflüssigen Kohlenwasserstoff gelöst ist, leicht in die Formation eindringt und den Lehm einschrumpft, indem er ihm Wasser entzieht, und zwar entweder vorher oder gleichzeitig beim Benetzen mit der sich nicht mischenden Verfestigungsflüssigkeit. Eine noch besscie Ausnutzung ut»d Ausbreitung einer Volumeinheit von Verfestigungsflüssigkeit wird erreicht, wenn in der Trägerflüssigkeit gelöste Verfestigungsflüssigkeit in Verbindung mit einer feinverteilten, sich nicht mischenden Verfestigungsflüssigkeitsphase vorhanden ist.
Eine Reihe von Verfestigungsflüssigkeiten und/oder Verfestigungsflüssigkeitsmischungen kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewendet werden. Die Verfestigungsflüssigkeit muß sich zum Teil in dem flüssigen Kohlenwasserstoff lösen können, und ihr in Kohlenwasserstoff löslicher oder mischbarer Teil muß mit dem sich nicht mischbaren Teil der Verfestigungsflüssigkeit reaktionsfähig oder polymerisationsfähig sein, oder er muß geeignet sein, sich einer Selbstpolymerisation zu unterziehen. Vorzugsweise ist die lösliche Komponente der Verfestigungsflüssigkeit selbstpolymerisierend und hat wie oben erwähnt die Fähigkeit, Lehm zu behandeln, d. h. sie schrumpft wassergequollenen Lehm, wenn sie mit ihm in Berührung kommt und wirkt als ein Netzmittel Für losen Sand und andere Teile, die verfestigt werden sollen.

Besonder geeignete Verfestigungsflüssigkeiten bestehen aus einem Harz in Verbindung mit einem oder mehreren monomeren Stoffen, die die Fähigkeit haben, mit dem Harz zusammen zu polymerisieren Beispielsweise sind Furanharze, Phenol-Formaldehyd-Harze. Harnstoff-Formaldehydharze und Melamin harze für den Zweck der Erfindung geeignet, und si( können je nach dem benutzten Harz mit einem ode mehreren geeigneten monomeren Stoffen kombinier

werden, z. B. Phenole, Formaldehyde, Furfufylalko hol und Furfural. Mit diesen zusammen könnei Epoxydharze allein oder in Kombination mit Reak tiansverdünnungsmitteln. wie flüssigen Monoep oxiden, die aus der Reaktion von Epichlorhydrin un Monohydroxylverbindungen abgeleitet wurden, vei wendet werden, z. B. Allyl-Glycidiyl-Äther, Buty Glycidyl-Äther und Phenyl-Glycidyl-Ather. Ander Rcaktionsverdünnungsmittel sind Styroloxyd un

Qctylenoxyd und aUphatiscbe Dieposyde, wie ζ. Β. ©iglyoidyl-Ätber von Resorcin. Die vorstehenden Harz» und gelösten Harze können mit Furfuryl-Alkohol, Phenolen und Furfural kombiniert werden. Auch Polyesterharze können mit Styrol kombiniert s werden, um geeignete Verfestigungsflüssigkeiten zu bilden. Zusätzlich können zwei oder mehrere monomere Stoffe verwendet werden, die geeignet sind, miteinander zusammenzupolymerisieren, z. B. Phenol und Formaldehyd und Harnstoff und Formaldehyd, oder es kann ein einfacher monoraerer Stoff verwendet werden, der geeignet ist, sich selbst zu polymerisieren, z. B. Furfuryl-Alkohol, Furfural oder Styrol.

Die Verfestigungsflüssigkeit kann eine Reihe anderer Stoffe enthalten, die die gewünschten Eigenschaften verleihen, wie z. B. Lehmbehandlungseigenschaften, Hitzebeständigkeit, verbesserte Gießeigenschaften, höheren Flammpunkt, geringere oder höhere Vis kosität usw. Beispiele für solche Stoffe sind Harzweichmacher, Bindemittel, Schaumerzeuger. Hareweichmacher wie Diäthyl-Phthalat haben wünschenswerte Lehmbehandlungs- und andere Eigenschaften und werden ein Teil der endgültigen Harzgruppe. Bindemittel, wie z. B. Organosiaconverbindungen, ergeben eine festere Harz-Sand-Bindung. Schaumerzeuger zur Herabsetzung der Oberflächenspannung zwischen der Verfestigungsfiussigkeit und der Kohlenwasserstoff-Trägerfiüssigkeit sowie zum Aufreißen von Emulsions- und Wasserblockierungen in der Formation und an anderen Stellen reinigen die Formation, so daß sie das Bindemittel besser annimmt.

Eine bevorzugte Gruppe von Verfestigungsflüssigkeits-Mischungen, die besonders für den Zweck der Erfindung geeignet ist, besteht aus einer flüssigen organischen Säure zum Aushärten von in Wärme aushärtenden Kunstharzen, die eine Selbstpolymerisation durchmachen, und Mischungen davon. Beispiele einer solchen organische Harze aushärtenden Säure sind Furfuryl-Alkohol-Harze, Phenol-Aldehyd-Harze, z. B. Phenol-Formaldehyd-Hiirz, Harnstoff-Aldehyd-Harze, z. B. Harnstoff-Formaldehyd, MeI-amin-Harz, z. B. Melamin-Formaldelliyd-Harz, und säurehärtende Epoxyd-Harze. Beispiele für Chemikalien, die in Gegenwart von Säurekatalysatoren oder Härteagentien oder bei genügender Hitze sich einer Selbstpolymerisation unterziehen, sind Furfuryl-Alkohol und Furfural. Die beiden letzteren Chemikalien besitzen ebenso die Fähigkeit, mit den oben beschrisbenen harzigen Stoffen zusammen zu polymerisieren oder reagieren und besitzen ebenso lehmbehandelnde wie sandnetzende Eigenschaften. Somit enthalten Verfestigungsflüssigkeiten, die vorzugsweise für den Zweck der Erfindung geeignet si.id. Furfuryl Alkohol und/oder Furfural und Phenol-Formaldehyd-Harz, Harnstoff-Formaldehyd-Harz. Furfuryl-Alkohol-Harz, Melaminhar/ oder Epoxydharz.

Eine andere bevorzugte Gruppe von Verfestigungsfliissigkeitsmischungen für den Zweck der Erfindung sind sowohl mit Säuren als auch mit nicht sauren Chemikalien härtbare Epoxydharze, durch freie Radikal-Härtungsmittel härtbare Polyesterharze und Phenol-Formaldehyd-Harze, die mit basischen oder alkalischen Chemikalien härtbar sind. So können / B. handelsübliche Epoxydharze durch Berührung mit Aminen gehärtet werden; eine alkalische Reihe bildende Phenol-Fortnaldehyd-Harze sowie aus verschiedenen Chemikalien bestehende Polyesterharze sind erhältlich, wie im folgenden weiter unten beschrieben wird.

FUr den Zweck der Erfindung können verschiedene fWssige Kohlenwasserstoffe Verwendung finden. Es können z. B. Dieselöle, Kerosene, Rohöle, Mineral-Öle und aromatische öle Verwendung linden. Besonders geeignet sind flüssige aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe mit Viskositäten, die es ermöglichen, daß sie leicht durch eine unterirdische Formation eingespritzt werden köouen Flüssige Kohlenwasserstoffe, die bei 25° C eine Viskosität in der Größenordnung von 1 bis ungefähr 25 cP aufweisen, werden am meisten fiir Formationen von geringerer Durchlässigkeit bevorzugt. Wie bei der Verfestigungsflüssigkeit kann der flüssige Kohlenwasserstoff eine Reihe von Zusätzen enthalten wie z. B. einen Schaumerzeuger, gelierende oder eindickende Agentien. Bindemittel, viskositätsmindernde Agentien, reibungsverraindernde Chemikalien usw.

In Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung werden eine besondere Verfestigungsftüssigkeitsmischung und ein flüssiger Kohlenwasserstoff verwendet, welche die gewünsuiten Ergebnisse für die besondere zu behandelnde F01 mation erbringen. Wenn z. B. die zu behandelnde Formation verhältnismäßig wenig durchlässig ist und wasserempfindliche Lehmschichten enthält, so werden als Verfestigungsflüssigkeitsmischung ein flüssiger Kohlenwasserstoffträger mit verhältnismäßig niedriger Viskosität, wie z. B. Kerosen und ein Furfuryl-Alkohol-Harz gewählt. Die gelöste Furfuryl-Alkohol-Komponente der Verfesligungsflüssigkeit bringt das Schrumpfen des Lehms zustande und bereitet die Formation auf. sobald die Mischung aus Verfestigungsflüssigkeit und flüssigem Kohlenwasserstoff eingespritzt worden ist Die besonders ausgewählte Verfestigungsflüssigkeii und der flüssige Träger des Kohlenwasserstoffs werden in solchen Mengen zusammengesetzt, daß bei der Temperatur, bei der die sich ei gebende Mischung in die Formation eingebracht wird, ein gewünschter Anteil der Verfestigungsflüssigkeit in dem flüssigen Kohlenwasserstoff gelöst und ein gewünschter Anteil in ihm feinverteilt wird, oder es wird in der Verfestigungsflüssigkeit ein Teil des flüssigen Kohlenwasserstoffs gelöst. Wie oben beschreben, werden die Viskosität der Verfestigungsflüssigkeit und die Behandlungsbedingungen der Mischung aus Verfestigungsflüssigkeit und flüssigem Kohlenwasserstoff in dieser Weise gewählt. Nachdem die Mischung aus Verfestigungsflüssigkeit und flüssigem Kohlenwasserstoff bereitet worden ist. wird sie in üblicher Weise in die zu verfestigende Formation eingebracht. Es können die lehmbehandelnde Chemikalien, Schaumerzeuger u. dgl. enthaltenden öl- oder Wasser-Vorspüllösungen vor der Mischung aus Verfestigungsflüssigkeit und flüssigem Kohlenwasserstoff in die Formation eingebracht werden, um die Formation vorzubereiten. Nachdem die Verfestigungsflüssigkeit in die Formation gelangt ist. setzt sie sich ab und härtet.

Das Härten oder Aushärten der Verfestigungsflüssigkeit kann je nach Art der verwendeten Verfestigungsflüssigkeit auf verschiedene Weise durchgeführt werden. Im allgemeinen wird die Verfestigungsflüssigkeii dadurch gehärtet, daß sie mit einem Katalysator oder mit einem Härteagens in Berührung gelangt. Das Härteagens kann eine Komponente dci Verfestigungsflüssigkeit. ein Teil einer Nachspül- odei Vorspüllösung oder ein gasförmiger Träger sein, dci

nach oder vor dem Einbringen der Verfestigungsflüssigkeit in die Formation eingebracht wird. Das Härteagens kann auch eine Komponente des flüssigen Kohlenwasserstoffs sein, oder es kann eine Kombination der oben angegebenen Maßnahmen angewendet werden.

Als Härteagentien können die verschiedensten Chemikalien Verwendung finden, je nachdem, welche besondere Verfestigungsflüssigkeit zur Verwendung gelangt. Eine bevorzugte Gruppe von Härteagentien, die in Verbindung mit den obenerwähnten Verfestigungsflüssigkeiten benutzt wird, sind Säuren oder säurebildende Chemikalien. Beispiele für solche säurebildende Härteagentien sind Acylhalogenid-Verbindungen, wie Phthaloyl-, Fumaryl- und Benzoylchloride und öllösliche halogenisierte organische Säuren und säurebildende Chemikalien, wie z. B. Trichloressigsäure, Hexachloraceton, Benzotrichlorid usw. Diese Säuren oder säurebildenden Härteagentien werden vorzugsweise in die Formation als ein Teil einer Nachspüllösung eingebracht, die aus flüssigem Kohlenwasserstoff, wie z. B. Dieselöl, Kerosen, Mineralöl oder aromatischen Kohlenwasserstofflösungen besteht.

Die zum Aushärten der handelsüblichen, obenerwähnten Epoxydharze geeigneten Chemikalien sind Amin-Härtungs-Agenden .-.B. Dimethylaminopropylamin, Benzyldimethylamin, Diäthylaminopropylamin, Diäthyltriamin, meta-Xyloldiamin, meta-Phenylendiamin. Diaminodiphenylmethan, Piperidin, Tridimethylaminomethylphenol usw. Geeignete Säureanhydride für Aushärtungsagentien sind z. B. Oxalsäure-, Phthalsäure-, Pyromellitsäure-dianhydride, Dodecinyl-bernsteinsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Methylbicyclo-(2,2,1 )-5-hepten-2,3-dicarbonsäureanhydrid.

Ein geeignetes Härteagens, das mit einer alkalischen Gruppe von Phenol-Formaldehyd-Harz verwendet werden kann, ist eine Natriumhydroxydlösung. Eine Anzahl anderer Chemikalien kann mit solchen Phenol-Formaldehyd-Harzen zusammen reagieren, z. B. Phenol, 3,5-Xylenol, Formaldehyd, Resorcin usw.

Es können handelsübliche Polyesterharze in Verbindung mit reagierenden Chemikalien, wie Styrol, Diallylphthalat, Methylmethacrylat, Vinylacetat usw. verwendet werden. Beispiele für Chemikalien zum Setzen oder Härten solcher Verfestigungsflüssigkeiten sind Methyläthylketonperoxyd, Azobisisobutyronitril, tert.-Bütylhydroperoxyd. Styrol ist mit geeigneten Aushärtungsagentien selbstpolymerisierend.

Eine andere Technik, die zur Ausübung der Erfindung angewendet werden kann, besteht darin, eine Menge zerkleinerter fester Stoffe, z. B. Sand, in die Mischung aus Verfestigungsflüssigkeit und flüssigem Kohlenwasserstoff einzuführen, so daß die festen Stoffe mit einem Teil der Verfestigungsflüssigkeit überzogen werden. Die entstandene Mischung aus flüssigem Kohlenwasserstoff und Verfestigungsflüssigkeit wird in die Formation eingebracht, so daß

ίο die in dem flüssigen Kohlenwasserstoff enthaltenen, mit Harz überzogenen festen Stoffe vor der Formation abgelagert werden. Der in dem flüssigen Kohlenwasserstoff gelöste Teil der Verfestigungsflüssigkeit wird in die Formation gebracht und wird

i$ dort mit den darin enthaltenen festen Stoffen abgelagert. Nach dem Härten der Verfestigungsflüssigkeit werden die zerkleinerten festen Stoffe, die sich vor der Formation abgesetzt haben, zu einer harten durchlässigen Masse verfestigt. Hierbei wird die mengenimäßige Verteilung der Verfestigungsflüssigkeit in eine gelöste und eine sich nicht mischende Phase in dem flüssigen Träger des Kohlenwasserstoffs in der oben beschriebenen Weise beeinflußt, um die gewünschten Eigenschaften und Ergebnisse der FlUs-

zs sigkeit zu erhalten.

Zusätzlich kann die Viskosität des flüssigen Kohlenwasserstoffs variieren, um Sandkonzentrationen zwischen 0,05 und 1,5 bis 2,0 kg/1 zu transportieren. Das bedeutet, daß die Viskosität des flüssigen Kohlen-Wasserstoffs bei 25° C in der Größenordnung von etwa 1 bis über 1000 cP variieren kann, um die Suspension und den Transport der zerkleinerten festen Stoffe zu erleichtern.

Vor der Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung können Reinigungs- oder Vorspüllösungen benutzt werden, damit die zu behandelnde Formation von fremden Stoffen, wie Bohrschlamm und anderen Behandlungschemikalien, gereinigt wird. Zusätzlich kann in die Formation eine Vorspüllösung gepumpt werden, die ein oder mehrere oberflächenaktive Agentien enthält, damit der Sand und andere feste Stoffe in der Formation eine gewünschte Oberflächenbeschaffenheit erhalten.
Die folgenden Beispiele dienen zum besseren Verstämdnis der Erfindung.

Beispiel 1

Verschiedene VerfestigungsfiüssigkeitsrrJschungen können nach der Zusammenstellung laut Tabelle 1 zubereitet werden.

Tabelle 1

Verfestigungsflüssigkeitsmischungen (Zusammensetzung in Volumteilen)

Bestandteile Furfuryl-Alkohol-

Harz

Verfestigungsfiussigkeit

(A)

Furfuryl-Alkohol Verfestigungsflüssigkeit

Phenol-Formaldehvd-

Harz

Verfestigungsflüssigkeit

Epoxyd-Harz Verfestigungsflüssigkeit

Furfuryl-Alkohol-Harz

Phenol-Formaldehyd-Harz

Epoxyd-Harz

Gamma-Aminopropyltriathoxysilan

100

1,5

100
1,5

409532/11

Fortsetzung

10

Bestandteile

Furfuryl-Alkohol. Diäthylphthalat.. Schaumerzeuger¹) Schaumerzeuger²) Wasser

Furfuryl-Alkohol-

Harz

Verfestigungs-(lüssigkeil

(A)

200 30 1,5

10

(B)

100

1,0

Furfuryl-Alkohol Verfestigungs-

flüssigkeit

Phenol-Formaldehyd-Harz

Verfest igungstlüssigkeit

200 30 1,5

10

Epoxyd-Harz Verfestigungs-

flüssigkeit

200 30 1,5

10

') Eine öllösliche feinverteilte Mischung von Alkyl-aryl-sulfonat und komplexen nichtionischen Komponenten. ²) Eine kationische Schaumerzeuger-Mischung.

Eine Verfestigungsflüssigkeit auf der Basis Furfuryl-Alkohol-Harz [gemäß Zusammensetzung (A) in Tabelle I] wird verschiedenen flüssigen Kohlenwasserstoffen in bestimmten Mengen und bei bestimmten Temperaturen zugesetzt. Das Volumen der Verfestigungsflüssigkeit wird vor und nach dem Mischen gemessen und die mengenmäßige Verteilung der gelösten und der feinverteilten Phase bestimmt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in Tabelle II zusammengestellt.

Tabelle II

Mengenmäßige Verteilung von Furfuryl-Alkohol-Harz-Verfestigungsfiüssigkeit in verschiedenen flüssigen

Kohlenwasserstoffen

	Temperatur der Flüssigkeiten	in Ol gelöste Verfestigungsflüssigkeit	Dieselöl	in Verfestipungsflüssigkeit gelöstes DI
Menge der Verfestigungs- flüssigkeit in flüssigem Kohlenwasserstoff	in ⁰C	in Volumprozent der Original-	in öl feinverteilte Verfestigungsflüssigkeit	in Volumprozent der Original-
in Volumprozent		Verfestigungsflüssigkeit	in Volumprozent der Original-	Verfestigungsflüssigkeit
	41	20,8	Verrestigungsflüssigkeit
5	60	41,2	79,2
5	93	80,8	58,8
5	41		18,2
15	60
15	93
15	41	5,9		_
20	60	11,8	94,1
20	93	42,3	88,2	„
20	41	1,0	57,7
30	60	2,0	99,0
30	93	1,7	98,0
30	41	—	98,3	6,9
50	60	—	100,0	6,9
50	93	—	100,0	7,7
50	' 41		100,0
70	60 .
70	93
70	41 '	—		5,2
KO	60	—	100,00	7,8
SO	93	—	100,00	5,2
SO		100,00

Fortsetzung von Tabelle Il

Mengenmäßige Verteilung von Furfuryl-Alkohol-Harz-Verfestigungsflüssigkeit in verschiedenen flüssigen

Kohlenwasserstoffen

	Aromatisches Dl	in Verfcstigungs- flüssigkeil gelöstes Dl in Volumprozent der Original- Verfestigungs- flüssigkeit	in Dl gelöste Verfestigungs flüssigkeit in Volumprozent der Original- Verfestigungs flüssigkeit	Mineralöl	in Verfestigungs flüssigkeit gelöstes Dl in Volumprozent der Original- Verfestigungs flüssigkeit
in Dl gelöste Verfestigungs flüssigkeit in Volumprozent der Original- Verfestigungs- flüssigkeil	in Dl feinverteilte Verfestigungs flüssigkeit in Volumprozent der Original- Verfestigungs flüssigkeit			in Dl feinverteille Verfestigungs flüssigkeit in Volumprozent der Original- Verfest igungs- flüssigkeit	8,9
40,6	59,4	—	—	100,0	2,0
60,8	39,2	—	—	100,0	3,8
80,8	19,2		1,0	100,0	—
			2,0	99,0	—
			16,7	98,0	—
		—		83,3
1,0	99,0	—
6,9	93,1	—
32,7	67,3	—	29,3		—
1,3	98,7	—	5,2	70,7	—
3,6	96,4	•—	10,3	94,8	—
26,3	73,7	11,7		89,7
—	100,0	12,0
—	100,0	15,4
—	100,0

Bei 100% Verfestigungsflüssigkeit wird ein Teil des DIs in der sich ergebenden Verfestigungsflüssigkeit gelöst, und die sich ergebende Verfestigungsflüssigkeit wird als sich nicht mischende Phase in dem restlichen Ol feinverteilt.

Aus Tabelle II ist zu ersehen, daß die mengenmäßige Verteilung der Furfuryl-Alkohol-Harz-Verfestigungsflüssigkeit wirksam durch Verändern der Mengenverhältnisse zwischen Verfestigungsflüssigkeit und Kohlenwasserstoff, der Temperatur der Mischung und der Zusammensetzung des Kohlenwasserstoffs beeinflußt werden kann. Ferner ist zu bemerken, daß es einen Umwandlungspunkt gibt, bei dem die Verfestigungsflüssigkeit einen Teil des Kohlenwasserstoffs löst und die sich ergebende Mischung aus Verfestigungsflüssigkeit und flüssiger Kohlenwasserstofflösung als sich nicht mischende Phase in dem restlichen öl feinverteilt wird. Wenn die Furfuryl-AlkohoI-Harz-Verfestigungsflüssigkeit mit Dieselöl und aromatischem öl zusammengesetzt wird, liegt der Umwandlungspunkt bei den höheren Mengenverhältnissen von Verfestigungsflüssigkeit zu öl. Wenn die Verfestigungsflüssigkeit mit Mineralöl zusammengesetzt wird, liegt der Umwandlungspunkt bei niedrigeren Mengenverhältnissen von Verfestigungsflüssigkeit zu flüssigem Kohlenwasserstoff.

Beispiel 2

Die Löslichkeit von Furfuryl-Alkohol in Dieselöl bei verschiedenen Temperaturen ist in Tabelle III erläutert.

Tabelle III

Löslichkeit von Furfuryl-Alkohol in Dieselöl bei verschiedenen Temperaturen

40	Temperaluren (⁰Q	Löslichkeit von Furfuryl-Alkohol in Dl in Volumprozent
	27	1,0
	54	4,76
45	66	9,1
	71	13,0
	77	16,7
	82	23,1
50	88	31,0
	93	41,2
	98	52,4

Aus den Weiten der Tabelle III ist zu ersehen, daß die Löslichkeit von Furfuryl-Alkohol, einem i selbstpolymerisierenden Monomer, in Dieselöl wirksam durch Wahl der Temperatur der Furfuryl-AlkohoI-DieselöI-Mischung beeinflußt werden kann.

Beispiel 3

Eine Furfuryl-Alkohol-Harz-Verfestigungsflüssigkeit [Zusammensetzung (B) nach Tabelle I] wird in bestimmten Mengen bei bestimmten Temperaturen j mit Dieselöl gemischt. Vor und nach der Mischung wird das Volumen der Verfesiigungsflüssigkeit gemessen und die mengenmäßige Verteilung der gelösten

und feinverteilten Phase bestimmt. Die Ergebnisse diesel Versuche sind in der folgenden Tabelle IV zusammengestellt.

Tabelle IV

Mengenmäßige Verteilung von Furfuryl-Alkohol-Harz-Verfestigungsflüssigkei*. in Dieselöl

	Menge der mit Dieselöl	Menge der in öl gelösten	Menge der
	gemischten	*Verfestigung·**	als sich nicht mischenden Phase in Ol
Versuchs	Verfestigungs- (liissigkeil in Volumprozent der Mischung	iiussigxeii in Volumprozenit der Original- Verfestigungs· flüssigkeit	fcinverteiltcn
temperatur in ⁰C			Verfestigungs flüssigkeil in Volumprozent der Original- Vcrfestigungs-
	4,1	5,7	flüssigkeit
27	4,1	20,2	94,3
41	4,1	26,5	79,8
52	4,1	46,0	73.5
80	7,9	2.2	54,0
27	7,9	4,7	97,8
41	7,9	8,0	95,3
52	7,9	36,7	92,0
80		63.3

IO

Versuchs- tempcratiir in C	Menge der mit Dieselöl gemischten Verfestigungs flüssigkeit in Volumprozent der Mischung	Menge der f. öl gelösten Verfestigungs- ftüssigkeit in Volumprozent der Original- Verfesligungs- flUssigkeit	Menge der als sich nicht mischenden Phase in öl feinverteilten Verfestigunps- flüssijikeit in Volumprozent der Originpl- Verfestigungs- Hüssigkeil
27 41 52 80	12.5 12.5 12,5 12,5	0.9 0,9 1,9 16,9	99.1 99.1 98,1 83,1

15

Aus den Werten der Tabelle IV ist die Beeinflussung der mengenmäßigen Verteilung von Verfestigungsflüssigkeit in Dieselöl durch Wahl des Mengen-Verhältnisses der Verfestigungsflüssigkeit zu öl und Wahl der Temperatur der Mischung zu ersehen. Ferner zeigt ein Vergleich der Werte aus den Tabellen Il und IV, daß die mengenmäßige Verteilung der Verfestigungsflüssigkeit in gelöste und feinverleiitc

iS Phasen ebenso durch Änderung des Verhältnisses der Komponenten der Verfestigungsflüssigkeit beeinflußt wird.

Beispiel 4

Die Phenol-Formaldehyd-Harz-Verfestigungsflüs- 30 teilter Phase wird in derselben Weise bestimmt wk

sigkeitsmischung (Tabelle I) wird mit verschiedenen in dem Beispiel 1 beschrieben. Die Ergebnisse diesel

flüssigen Kohlenwasserstoffen gemischt, und die men- Versuche sind in Tabelle V gezeigt, genmäßige Verteilung zwischen gelöster und feinver-

Tabelle V

Mengenmäßige Verteilung von Phenol-Formaldehyd-Harz-Verfestigungsflüssigkeit in verschiedenen flüssiger

Kohlenwasserstoffen

	Temperatur d«r Flüssigkeit in X	Dieselöl	Menge der in öl feinverteilten Verfestigungs flüssigkeit in Volumprozent der Original- Verfestigungs flüssigkeit	Aromatisches Öl	Menge der in öl feinverteilten Verfestigungs flüssigkeit in Volumprozent der Original- Verfestigungs- flüssigkeit
Menge von mit flüssigem Kohlen wasserstoffvermischter Verfestigungs- flüssigkeit in Volumprozent der DImischung	4!	Menge der in öl gelösten Verfestigungs flüssigkeit in Volumprozent der Original- Verfestigungs flüssigkeit	59,4	Menge der in öl gelösten Vcrfesligungs- flüssigkeit in Voiumpro»-^t der Originat- Vcrfestigungs- flüssigkeit	79.2
5	60	40,6	58,8	20,8	58.8
5	93	41,2	38,5	41,2	57,7
5	41	61,5	79,2	42,3	79.2
10	60	20,8	68,6	20,8	68.6
10	93	31,4	57.7	31,4	48,1
10	41	42,3	89,1	51,9	94,1
20	60	10,9	88,2	5,9	83.3
20	93	11,8	81,7	16,7	67,3
20	41	18,3	95,7	32,7	92.4
30	60	4,3	91,5	7,6	91.5
30	93	8,5	86,5	8,5	80.1
30	13,5	19,9

Beispiel 5

Der Epoxydharz-Verfestigungsflüssigkeits-Mischung (Tabelle I) werden verschiedene flüssige Kohlenwasse stoffe zugesetzt, und die mengenmäßige Verteilung zwischen gelöster und feinverteilter Phase wird in de selben Weise wie im Beispiet 1 bestinisat. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle VI zusammengestel

Tabelle VI

16

Mengenmäßige Verteilung von Epoxyd-Harz-VerfesÜgungsßUsslgkeit in verschiedenen flüssigen

Kohlenwasserstoffen

Menge der	Temperatur der Flüssigkeit in "C	Dieselöl	Menge der in Dl	Menge der in	Aromatisches ÜI	Menge der in öl gelösten VerTestigungs- flüssigkejt in Volumprozent
mit flüssigem Kohlenwasserstoff gemischten Vfsrfestigungs- flilssigkeit in Volumprozent der ölroischung		Menge der in	feinverteilt«! Verfesügungs- fllssigkcit in Volumprozent der Original- Vcrfestigungs-	131 Belasten *Verfestigung· flüssigkeit in Volumprozent der Original- Verfestiguogs-**	Menge der in Ol
	41	Ol gelösten Verfestigongs- flüssigkeit in Volumprozent der Original- Verfestigungs-	üüssigkeit	fiüssigkeit	feinverteUtpn Verfestieungs- flüssigkeit in Volumprozent der Original- Verfestigungs-
5	60	flüssigkeit	S8.8	4U	flOssigkcit	—
5	93	4U	39.2	60.8	58,8	—
5	41	60,8	9.6	90.4	39,2	—
10	60	90.4	77,4	31,4	9.6	—
10	93	21,6	58,8	60,8	68,6	—
10	41	41,2	19,2	90,4	39,2	—
20	60	80,8	98.0	2,0	9.6	—
20	93	2,0	88,2	11,8	98,0	—
20	41	11,8	67,3	61,5	88,2	4.58
30	60	32,7	98,0	—	37.5	7.84
30	93	2,0	98,0	—	100,0	16,7
30	2,0	89,7	—	100,0
	10,3		100,0

Anmerkung:

Bei den drei letzten Versuchen wird ein Teil des DIs in der Verfesiiguncsflüssigkeit gelöst, und die Verfestigungsflüssigkeit-Ol-Lösung wird in einer unvermischbaren Phase in dem restlichen Ol verteilt.

Die Durchführbarkeit des Verfahrens nach der Erfindung, insbesondere die Beeinflussung der mengenmäßigen Aufteilung von verschiedenen Verfestigungsflüssigkeiten in gelöste und feinverteilte Phasen in verschiedenen Kohlenwasserstoff-Flüssigkeitsträgern und/oder die Menge von in der Verfestigungsflüssigkeit gelöstem flüssigem Kohlenwasserstoff ist in den Tabellen II bis VI erläutert.

Beispiel 6

Der Furfuryl-Alkohol-Harz-Verfestigungsflüssigkeit [Zusammensetzung (A) gemäß Tabelle I] wird in verschiedenen Mengen und bei verschiedenen Temperaturen Dieselöl zugesetzt und die Viskosität der sich ergebenden, sich nicht mischenden feinverteilten Verfestigungsflüssigkeit bestimmt. Die Ergebnisse dieser Versuche zeigt Tabelle VII.

Tabelle VH

Viskosität der sich nicht mischenden, in Dieselöl feinverteilten Furfuryl-Alkohol-Harz-Verfestigungs- ⁵ⁱⁱ flüssigkeit

Menge der mit flüssigem Kohlenwasserstoff gemischten

Verfestigungsflüssigkeit in Volumprozent der Mischung

100% Verfestigungsflüssigkeit (kein öl)
5
10

Temperatur

der Flüssigkeit

in C

41 41

41

Viskosität der fcinvcrtcilten

Phase der Vcrfcstigungs-

fliissigkcil in cP

11.2

18.3 16.9 Menge der mit flüssigem Kohlenwasserstoff gemischten

Verftttigungsflüssigkeit in Volumprozent der Mischung

15

20

30

100% Verfestigungsflüssigkeit (kein öl)
5

10

15

20

30

80

Temperatur

der Flüssigkeil

in C

41
41
41
93

93
93
93
93
93
93

Beispiel 7

60 Viskosität der feinverieilten

Phase der Verfestigungsflüssigkeit in cP

13.5

12.8

11.5

5.6

96.5

29.0

11.1

8.4

7.5

5.3

Einer Furfuryl - Alkohol - Verfestigungsflüssigkeit [Zusammensetzung (B) nach Tabelle I] wird in verschiedenen Mengen bei verschiedenen Temperaturen Dieselöl zugesetzt, und die Viskositäten der sich ergebenden, sich nicht mischenden feinverteilten Teile der Verfestigungsflüssigkeit werden bestimmt. Die

409 532/107

342 726

Ergebnisse dieser Versuche sind in der Tabelle VIII üusaroroengesteUt,

Tabelle VIII

Viskosität der feinverteilten sieb nicht mischenden Phase einer Furfuryl-AIkobol-Harz-VerfestigungsflUs-

sigkeit in Dieselöl

	Temperatur der *P1Q«sif>fcjitnn**	Viskosität der
Menge der mit flüssigem Kohlenwasserstoff gemischten	in f	fein verteilten Phase der
Verfestigungsflüssigkeit in	Ml V-	Verfestigungs
Volumprozent der Mischung	27	flüssigkeil incP
100% Verfestigungs		27,3
flüssigkeit (kein öl)	27
4,r	27	51,7
7,9	27	40,5
12,5	41	28,5
100% Verfestigungs		15,0
flüssigkeit (kein öl)	41
4,1	41	54.2
7,9	41	37,0
12,5	52	18,7
100% Verfestigungs		12.3
flüssigkeit (kein öl)	52
4,1	52	71,8
7,9	52	30,8
12,5	79	15,4
100% Verfestigungs		7,2
flüssigkeit (kein öl)	79
4,1	79	99.6
7,9	79	27,2
12,5	11,5

Aus dem Vorhergehenden ist zu ersehen, daß die Viskosität der feinverteilten, sich nicht mischenden Phase der Verfestigungsflüssigkeit erhöht und bei erhöhten Temperaturen auf einem gewünschten Wert !ehalten werden kann, indem die mengenmäßige Verteilung der gelösten und der feinverteilten Phase der Verfestigungsflüssigkeit beeinflußt wird. Das ist besonders wichtig beim Verfestigen von losem Sand u. dgl. bei erhöhten Temperaturen, denn wenn die relativ dickflüssige feinverteilte Verfestigungsflüssigkeit in den losen Sand eingebracht worden ist. wird sie nicht leicht durch einen weniger zähflüssigen Träger oder eine Nachspülflüssigkeit abgewaschen.

Beispiel 8

Der Phenol-Formaldehyd-Harz-Verfestigungsflüssigkeit (Tabelle I) wird Dieselöl zugesetzt, und die Viskosität des feinverteilten Teils wird in der gleichen Weise wie bei dem Beispiel 6 bestimmt. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle IX zusammengestellt.

Tabelle IX

Viskosität der in Dieselöl fetoverteöten Phase de_r Pbenol.Forroaldebyd'Han&.Verfe8tigungsflas8igkeit

S	Menge der mit flüssigem Kohlenwasserstoff gemischten Verfestigungsflüssigkeit in Volumprozent der Mischung	Temperatur der Flüssigkeiten in X	Viskosität der
			Teinverteilten Phase der Verfestigungs flüssigkeit in cP
IO	100% Verfestigungs	41
	flüssigkeit (kein Dieselöl)		31,5
	10	41
	30	41	63.5
• 5	100% Verfestigungs	93	41,5
	flüssigkeit (kein öl)		9,5
	10	93
	30	93	94,3
20		18,0

Beispiel 9

Der Epoxydharz-Verfestigungsflüssigkeit (Tabelle Ii wird Dieselöl zugesetzt und die Viskosität des feinverteilten, sich nicht mischenden Teils in der gleichen Weise bestimmt wie in dem Beispiel 6. Die Ergebnisse der Versuche sind in Tabelle X zusammengestellt.

Tabelle X

Viskosität der in Dieselöl feinverteilten, sich nicht mischenden Phase von Epoxydharz-Verfestigungsflüssigkeit

35	Menge der mit flüssigem Kohlenwasserstoff gemischten	40	100% Verfestigungs	Temperatur der Flüssigkeiten	Viskosität der
Verfestigungsflüssigkeii in	flüssigkeit (kein öl)	in C	feinverteilten Phase der
Volumprozent der Mischung	10		Verfestigungs
⁴⁵ 30		flüssigkeit in cP
100% Verfestigungs	41
flüssigkeit (kein öl)		10,7
30	41
	41	li.O
93	10,0
	5,8
93
5,6

Aus Tabelle X kann man sehen, daß die Viskosität dtr feinverteilten, sich nicht mischenden Phase der Epoxydharz-Verfestigungsflüssigkeit sich nicht nennenswert mit der Änderung der mengenmäßigen Verteilung zwischen gelöster und feinverteilter Phase ändert. Jedoch ist die wirksame Viskosität der gelösten Verfestigungsflüssigkeit viel niedriger (das Dieselöl hat eine Viskosität von weniger als 3 cP bei 41°C) als die der reinen Verfestigungsflüssigkeit (10,7 c P bei 41⁰C) und erlaubt also die Einführung der Verfestigungsflüssigkeit in und durch Formationen geringer Durchlässigkeit.

Aus den Tabellen III und IX ist deutlich zu ersehen.

daß die Viskosität in einem Träger von flüssigem Kohlenwasserstoff feinverteilten, sich nicht mischenden Teils der Verfestigungsflüssigkeit wirksam beeinflußt werden kann, indem man die Mengen von Ver-

342

festigungsflttssigkeit and flüssigem Kohlenwasserstoff und die Temperatur der Mischung ebenso wie die Zusammensetzung der Verfestigungsflussigkeit, das Verhältnis der Reaktionsmittel der Verfestigungsflüssigkeit und die Zusammensetzung des DU ändert Wie oben bemerkt, ist dies besonders vorteilhaft, wenn die Verfestigungsflössigkeit ihre Eigenschaft oder Viskosität behalten soll, um zu verhindern, daß hinterher eingeführte Nachspülungslösungen die Verfestigungsflüssigkeit aus losem Sand und festen Stoffen auswäscht. In sehr dichten, wenig durchlässigen Formationen sind weniger zähe Verfestigungsflüssigkeiten erwünscht, um die Einführung der Verfestigungsflüssigkeit in den Sand der Formation zu erleichtern,

ohne Lehm in der Formation zusammenzudrücken oder die Formation in anderer Weise zu beschädigen.

Beispiel 10

Proben von Furfuryl-Alkohol-Verfestigungsflüssigkeit [Zusammensetzung (A) in Tabelle I] werden in einer besonderen Menge bei einer besonderen Temperatur Dieselöl zugesetzt Vor dem Mischen der Verfestigungsflüssigkeitswroben mit dem Dieselöl werden verscbiedene Mengen des in der Verfesfigungsflüssigkeit enthaltenen monomeren Stoffs (Furfuryl-Alkobol) dem Dieselöl zugesetzt. Die Viskositäten der sich ergebenden fein verteilten, sich nicht mischenden Teile sind in Tabelle XI zusammengestellt

Tabelle XI

Viskositäten der in Dieselöl feinverteilten, sich nicht mischenden Phase von FurfurYl-AIkohol-Harz-Verfestigungsflüssigkeit bei verschiedenen Furfuryl-Alkohol-Bestandteilen

Menge der mit öl gemischten Verfestigungsflüssigkeit	Temperatur in "C	Im DI zur Zufügung der Verfestigungsflüssigkeit gelöster Furfuryl-Alkohol in Volumprozent	Viskosität der feinveneilten, sich nicht mischenden Verfestigungsflüssigkeits- Phase in cP	Menge der Verluste von Verfestigungsflüssigkeil in Dl, in Volumprozent des mit Dl gemischten Originalvolumens
5 5 5 100% Verfestigungs flüssigkeit (kein öl)	93 93 93 93	0 3 5	96,5 7,9 4,5 5,6	80,8 42,3 32,6

Aus dem vorstehenden ist ersichtlich, daß die Viskosität der sich ergebenden feinverteilten, sich nicht mischenden Phase der Verfestigungsflüssigkeit geändert werden kann, indem man eine bestimmte Menge von menomerem Material dem flüssigen Kohlenwasserstoff vor Zusetzen der Verfestigungsflüssigkeit zugibt.

Beispiel 11

Verschiedenen Mengen einer Furfuryl-Alkohol-Harz-Verfestigungsflüssigkeit [Zusammensetzung (A) nach Tabelle 1] wurde Dieselöl zugesetzt. Die sich ergebenden Mischungen aus Verfestigungsflüssigkeit und öl wurden bei einer Temperatur von 40⁰C durch ein 150 mm langes Glasrohr von 24 mm Innendurchmesser eingespritzt, das mit einer Mischung von 90% Sand mit einer Korngröße von 0,21 bis 0,088 mm, 5% feinzerkleinerter Kieselerde mit einer Korngröße von weniger als 0,074 mm und 5% Montmorillonit-Lehm gefüllt war. Nach Einspritzen der Mischung aus Verfestigungsflüssigkeit und öl wurde die Verfestigungsflüssigkeit zum Aushärten gebracht, indem durch das Rohr eine Nachspülflüssigkeit aus einer Mischung von 2 Volumprozent Trichloressigsäure und Dieselöl eingespritzt wurde.

Nach der vorstehenden Behandlung wurde jedes Rohr in ein 60° C-Wasserbad gelegt und 24 Stunden ausgehärtet. Die sich ergebenden Verfestigungen wurden auf 27° C abgekühlt, und es wurden Prüfungen der Druckfestigkeit und Luftdurchlässigkeit in der üblichen Weise durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle XII zusammengestellt.

Tabelle XII

Vergleich der Druckfestigkeit und Durchlässigkeit von tonhaltigen Sandproben bet Anwendung einer Furfuryi-Alkohol-Harz-Verfestigungsflüssigkeit

Menge der mit	Behand-	Aushiir-	Druck	Luituurcn- litssiükeit
Dieselöl	lungs-	tungs-	festigkeit	141 si.'l t^. 1» ^ I *
gemischten	tempe-	tempe-	in	Oil TC ICS
Vcrfestigungs-	ratur	ratur	kp
45 flüssigkeit	in C	in C	cm~
in Volumprozent				1.53
der ülmischung	41	60	45
100				0.6
⁵ (ohne öl)	41	60	100	1.24
5	41	60	113	1.21
10	41	60	163	1.61
20	41	60	163	2,0
⁵⁵ 30	63	93	26
100				—
(ohne öl)	63	93	138	U
20	91	129	147
6o 100				1,3
(ohne öl)	91	129	695
20

Aus vorstehendem kann man sehen, daß es möglich ist, tonhaltigen Sand nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu behandeln.

Beispiel 12

• Verschiedenen Mengen einer Furfuryl -Alkohol· Harz-VerfestigungsflussigkeU [Zusammensetzung (B) nach Tabelle I] wurde Dieselöl zugesetzt, so daß die mengenmäßige Verteilung der Verfestigungsflüssigkeit zwischen gelösten und feinverteilten Anteilen variierte. Zerkleinerte Feststoffe von 0,42 bis 0,25 mm in Mengen von etwa 0,i kg auf 11 Mischung aus Verfestigungsfliissigkeit und Ul wurden dieser Mischung zugesetzt, so daß die Feststoffe mit Verfestigungsflüssigkeit benetzt waren. Die sich ergebenden Mischungen aus Verfestigungsflüssigkeit, Ul und Feststoffen wurden gerührt und dite Temperaturen von Zeit zu Zeit stufenweise erhöht, um das Einpumpen der Mischung in eine unterirdische Formation bei dem zu erwartenden Temperaturanstieg zu stimulieren. Die Mischungen aus Verfestigungsflüssigkeit, Dl und Sand wurden dann durch ein Glasrohr mit 24 mm Innendurchmesser gepumpt, da* einen Stopfen aus Sand mit einer Korngröße von 0,21 bis 0,088 rom hau«? Der mit diesen Mischungen aberzogene Sand wurde gegen Sand von gleicher Korngröße gepackt,

$ um die Ablagerung von benetzten Feststoffen gegen Formationssand nachzuahmen. Eine kleine Menge Dieselöl wurde durch die mit der abgesetzten Verfestigungsflüssigkeit überzogenen Feststoffe gedrückt, worauf eine weitere Menge Dieselöl folgte, das eintm

to Schaumerzeuger und ein die Verfestigungsflüssigkeit härtendes Agens (Trichloressigsäure) enthielt. Die sich ergebenden Verfestigungen wurden während 24 Stunden bei einer imitierten Formationstemperatur ausgehärtet, und nach dieser Zeit wurde die

Druckfestigkeit und die Öbergangs-Luftdurchlässigkeit der sich ergebenden Verfestigungen in der üblichen Weise bestimmt. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der Tabelle XIII zusammengestellt.

Tabelle XIII

Vergleich der Druckfestigkeit und L .iftdurchlässigkeit von Sandverfestigungen, unter Benutzung von mit Sand und öl versetzten Furfuryl-Alkohol-Harz-Verfestigungsflüssigkeiten

Menge der mit Dieselöl vermischten Verfestigungs flüssigkeil in Volumprozent der Mischung	Menge von Verfesligungs- flüssigkeit in Liter auf 1 kg Sund	Behandlungs- lempcraiur in C	Aushänungs- temperalur in C	Druckfestigkeit in cnr	übergangs- Durchlässigkctl in Darcies zvs ischcn Packung und stimuliertem Kormations-Sand
4,1	0,3	41	60	202	7,2
7,9	0,65	41	60	163	7,7
12,5	1,07	41	60	98	11.3
4,1	0,3	52	79	260	7.8
7,9	0,65	52	79	210	8.0
12,5	1,07	52	79	118	11.4
4,1	0,3	79	110	410	13.5
7,9	1,70	79	110	272	13,2
12,5	1,07	79	UO	144	14,0

Claims

9 * Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verfestigen von losen Sanden od. dgl. in einer unterirdischen Formation, bei s dem eine Lösung aus einer VerfestigungsflOssiglceit und einem flüssigen Kohlenwasserstoff in die Formation eingebracht und die Verfestigungsflüssigkeit dort zum Aushärten gebracht wird, wobei die losen Sande zu einer harten, durchlassigen Masse verfestigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der VerfesU-gungsflüssigkeit in dem Kohlenwasserstoff gelöst und ein Teil der Verfestigungsflüssigkeit in dem Kohlenwasserstoff in einer sich nicht mischenden Phase feinverteilt wird.

2. Verfahren zum Verfestigen von losen Sanden od. dgl. in einer unterirdischen Formation unter Verwendung einer Lösung aus einer Verfestigungsflüssigkeit und einem flüssigen Kohlenwas-■erstoff, bei dem diese Lösung in die Formation eingebracht und die Verfestigungsflüssigkeit dort turn Aushärten gebracht wird, wobei die losen Sande zu einer harten, durchlässigen Masse verfestigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfestigungsflüssigkeit dem flüssigen Kohlenwasserstoff derart zugesetzt wird, daß ein Teil des Kohlenwasserstoffs in der Verfestigungsflüssigkeit gelöst und die sich daraus ergebende Lösung als eine nicht lösbare Phase in dem übrigen Kohlenwasserstoff feinverteilt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung aus Verfestigungsflüssigkeit und flüssigem Kohlenwasserstoff zerkleinerte Feststoffe zugesetzt werden, die mit der Verfestigungsflüssigkeit benetzt werden, worauf die Verfestigungsflüssigkeit mit den Feststoffen und dem losen Sand zu einer harten durchlässigen Masse gehärtet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenverhältnis von Verfestigungsflüssigkeit zu flüssigem Kohlenwasserstoff durch mengenmäßige Aufteilung der Verfestigungsflüssigkeit in eine gelöste und eine sich nicht mischende feinverteilte Phase bestimmt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenverhältnis von Verfestigungsflüssigkeit zu flüssigem Kohlenwasserstoff durch die Menge der in der Verfestigungsflüssigkeit gelösten flüssigen Kohlenwasserstoffmenge bestimmt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Temperatur der Mischung beeinflußt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfestigungsflüssigkeit aus einem monomeren Stoff und einem Harz zusammengesetzt wird, der aus der Gruppe Furfuryl-Alkohol-Harz, Phenolformaldehydharz, Harnstoff-Formaldehydharz, Melaminharz und Epoxydharz ausgewählt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der monomere Stoff aus der Gruppe der Phenole, Formaldehyde, Furfuryl-Alkohol und Furfural ausgewählt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfestigungsflüssigkeit aus Polyesterharz und Styrol gemischt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ate VerfcsUgungefluseigWt em monomerer Stoff verwendet wird, der wlbstpolymerisierend ist

IL Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der monomere Stoff aus der Gruppe Furfuryl-AlkoboL Furfural und Styrol ausgewählt wird.

12 Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfestigungsflussigkeit aus monomeren Stoffen gemischt wird, die miteinander polymerisierbar sind.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die monomeren Stoffe aus der Gruppeeiner Phenol- und Forraaldebyd-Mischung und einer Harnstoff- und Formaldebyd-Mischung ausgewählt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Verfestigucjsflüssigkeit eine härtende Säure verwendet wird, die aus einer aus einer Harnstoff-Formaldehydharz-Mischung, einer Phenol - Formaldehydharz - Furfuryl - Alkohol-Mischung und einer Furfuryl-Alkoholharz-Furfuryl-Alkohol-Mischung bestehenden Gruppe ausgewählt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Kohlenwasserstoff aus der Gruppe Dieselöl, Kerosen, Rohöl, Mineralölen und aromatischen Ölen ausgewählt wird.