DE2342726C3

DE2342726C3 - Verfahren zum Verfestigen von Sand in unterirdischen Formationen

Info

Publication number: DE2342726C3
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: 1975-04-10
Also published as: US3776311A; GB1414721A; DE2342726A1; ATA795073A; AT335920B; DE2342726B2

Description

10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Verfestigungsflüssigkeit ein monomerer Stoff verwendet wird, der selbslpolymerisierend ist.

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

12. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfestigungsflü- teit aus monomeren Stoffen gemischt wird, -Cc miteinander polymerisierbar sind.

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

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

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

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verfestigen von losen Sanden od. dgl. in eine, 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 Verfestigungsflüssigkeit einfuhrt 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

einer Epoxydverbindung und eines Härters (jet, wobei nach dem Einpressen der Lösung Porenraum des Sandes sich aus dem Lösungsj ein flüssiges Harz abscheidet, welches sich an Kornberührungsflächen anreichert und nach 1.0 eine starke Bindung zwischen den Sandzustandebringt. Bei diesem vorbekannten _en igt es wichtig, daß eine klare Harzlösung lie zu verfestigende Formation eingebracht wird. Regulierung der Harzabscheidung kann die Aus-1 von mit bestimmter Reaktionsgeschwindigkeit ierenden Kombinationen von Epoxydverbindung g , Härter der Zusatz eines Beschleunigers zur Erf£Lg der Härtungsgeschwindigkeit und die Verlerung der Harzlöslichkeit durch Änderung der * «nensetzung des Lösungsmittels angewandt wobei die Temperaturbedingungen zu beten sind, die jedoch im allgemeinen, da es sich Pwm Bodenfonnationen handelt, nicht beeinflußt wer-H r: _können. Auch der Flüssigkeitsdruck spielt für die Erhärtungszeit bei diesem vorbekannten Verehren eine Rolle. ,.,..., , .

Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, eine tessere Ausnutzung und Verteilung der Verfestigungseüssiekeit als bisher zu ermöglichen und Beschädi- «Ingen von verhältnismäßig wenig durchlässigen Formationen zu verhindern .....

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Losung dieser Aufeabe nämlich zum Verfestigen von losen Sanden a±a&\ in einer unterirdischen Formation, bei dem etae Lösung aus einer Verfestigungsflüssigkeit und ^nern flüssigen Kohlenwasserstoff in die Formation rineebracht und die Verfestigungsflüssigkeit dort zum Au härten gebracht wird, wobei die losen Sande zu einer harten, durchlässigen Masse verfestigt werden, zeichnet sich dadurch aus, daß ein Teil der Verfestiounesnussigkeit in dem Kohlenwasserstoff gelöst und ein Teil der Verfestigungsflüssigkeit in dem Kohlenwasserstoff in einer sich nicht mischenden Phase fem-

^VeEine Abwandlung dieses Verfahrens zum Verfestieen 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 emeebracht 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

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 Verfestigungsflussickeit in dem flüssigen Kohlenwasserstoff. Diese Steuerung der Mischung aus Verfestigungsflussigkeit 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 benetzen 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 Verfestigungsflussigkeit in die Formation eingebracht 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 Steuerung der Viskosität des sich 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 Verfestigungsflussigkeit. Eine noch bessere Ausnutzung und Ausbreitung einer Volumeinheit von Verfestigungsflussigkeit wird erreicht, wenn in der Trägerflüssigkeit gelöste Verfestigungsflussigkeit in Verbindung mit einer feinverteilten, sich nicht mischenden Verfestigungsflüssigkeitsphase vorhanden ist.

Eine Reihe von Verfestigungsflüssigkeilen und/oder Verfestigungsflüssigkeitsmischungen kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewendet werden. Die Verfestigungsflussigkeit 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 Verfestigungstiüssigkeit reaktionsfähig oder polymerisationsfähig sein, oder er muß geeignet sein, sich einer Selbstpolymerisation zu unterziehen. Vorzugsweise ist die lösliche Komponente der Verfestigungsflussigkeit 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 Tür "losen Sand und andere Teile, die verfestigt werden sollen.

Besonders 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 Melaminharze für den Zweck der F.rfindung geeignet, und sie können je nach dem benutzten Harz mit einem oder mehreren geeigneten monomeren Stoffen kombiniert werden, z. B. Phenole, Formaldehyde, Furfurylalkohol und Furfural. Mit diesen zusammen können Epoxydharze allein oder in Kombination mit Reaklionsverdünnungsmitteln. wie flüssigen Monoepoxiden, die aus der Reaktion von Epichlorhydrin und Monohydroxylverbindungen abgeleitet wurden, verwendet werden, z. B. Allyl-Glycidiyl-Äther, Butyl-Glycidyl-Älher und Phenyl-Glycidyl-Äther. Andere Reaktionsverdünnungsmittel sind Slyroloxyd und

Octylenoxyd und aliphatische Diepoxyde, wie ζ. Β. Diglycidyl-Äther von Resorcin. Die vorstehenden Harze und gelösten Harze können mit Furfuryl-Alkohol, Phenolen und Furfural kombiniert werden. Auch Polyesterharze können mit Styrol kombiniert werden, um geeignete Verfcstigungsfliissigkeiten zu bilden. Zusätzlich können zwti 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 nionomerer 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. Lehmbehandiungseigenschaften, Hitzebeständigkeit, verbesserte Gießeigenschaften, höheren Flammpunkt, geringere oder höhere Viskosität usw. Beispiele für solche Stoffe sind Harzwdchmacher, Bindemittel, Schaumerzeuger. Harzweichmacher wie Drathyf-Phthalat haben wünschenswerte Lehmbehandlungs- und andere Eigenschaften und werden ein Teil der endgültigen Harzgruppe. Bindemittel, wie z. B. Organosiliconverbindungen, ergeben eine festere Harz-Sand-Bindung. Schaumerzeuger zur Herabsetzung der Oberflächenspannung zwischen der Verfestigungsflüssigkeit und der Kohlenwasserstoff-Trägerflüssigkeit sowie zum Aufreißen von Emulsions- und Wasser blockierungen in der Formation und an anderen Stellen reinigen die Formation, so daß sie das Bindemittel besser annimmt.

Eine bevorzugte Gruppe van 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-Harz, Harnstoff-Aldehyd-Harze, z. B. Harnstoff-Formaldehyd, MeI-amin-Harz, z. B. Melamin-Fonnaldehyd-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 beschriebenen harzigen Stoffen zusammen zu polymerisieren oder reagieren und besitzen ebenso lehmbehandelnde wie sandnetzende Eigenschaften. Somit enthalten Verfestigungsflüssigkciten. die vorzugsweise für den Zweck der Erfindung geeignet sind, Furfuryl-Alkohol und/oder Furfural und Phenol-Formaldehyd - Harz, Harnstoff- Formaldehyd - Harz, Furfuryl-AIkohol-Harz, Melaminhatz oder Epoxydharz.

Eine andere bevorzugte Gruppe von Verfestigungsflüssigkeitsmischungen 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 z. B. handelsübliche Epoxydharze durch Berührung mit Aminen gehärtet werden; eine alkalische Reihe bildende Phenol-Formaldehyd-Harze sowie aus verschiedenen Chemikalien bestehende Polyesterharze sind erhältlich, wie im folgenden weiter unten beschrieben wird.

Für den Zweck der Erfindung können verschiedene flüssige Kohlenwasserstoffe Verwendung finden Es können z. B. Dieselöle, Kerosene, Rohöle, Mineralöle und aromatische CKe Verwendung finden. Besonders geeignet sind flüssige aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe mit Viskositäten, die es ermöglichen, daß sie leicht durch eine unterirdische Formation eingespritzt werden können. Flüssige Kohlenwasserstoffe, die bei 25° C eine Viskosität in der Größenordnung von 1 bis ungefähr 25 c P aufweisen, werden am meisten für 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, reibungsverminderade Chemikalien usw.

ίο In Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung werden eine besondere Verfestigungsflüssigkeitsmischung und ein flüssiger Kohlenwasserstoff verwendet, welche die gewünschten Ergebnisse für die besondere zu behandelnde Formation 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-AIkohol-Harz gewählt. Die gelöste Furfuryl-Alkohol-Komponente der Verfestigungsflüssigkeit 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 Verfestigungsflüssigkeit und der flüssige Träger des Kohlenwasserstoffs werden in solchen Mengen zusammengesetzt, daß bei der Temperatur, bei der die sich ergebende 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 Verfestigungs-

■ flüssigkeit ein Teil des flüssigen Kohlenwasserstoffs gelöst. Wie oben beschrieben, 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 lehmhehandelnde Chemikalien, Schaumerzeuger u. dgl. enthaltenden CH- 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 Verfestigungsflüssigkeit dadurch gehärtet, daß sie mit einem Katalysator oder mit einem Härteagens in Berührung gelangt. Das Härteagens kann eine Komponente der Verfestigungsflüssigkeit, ein Teil einer Nachspül- oder Vorspüüösung oder ein gasförmiger Träger sein, der

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 Verfestigup.gsfiüssigkeiten benutzt wird, sind Säuren oder säurebildende Chemikalien. Beispiele für solche säurebildende Härteagentien sind Acylhalogenid-Verbindungen, wie Phthaloyl-, Fumaryl- und Benzoylchlo-•ride 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, ebenerwähnten Epoxydharze geeigneten Chemikalien sind Amin-Härtungs-Agentien z. B. Dimethylamine>propylamin, Benzyldimethylamin, Diäthylaminopropylamin, Diäthyltriamin, meta-Xyloldiamin, meta-Phenylendiamin. Diaminodiphenylmethan, Piperidin, Tridimethylaminomethylphenol usw. Geeignete Siureanhydride für Aushärtungsagentien sind z. B. Oxalsäure-, Phthalsäure-, Pyromellitsäure-dianhydride, Dodecinyl-bernsteinsäureanhydrid, Hexahydropl ithalsäureanhydrid, Methylbicyclo-(2,2,l)-5-hepten-2,3-dicarbonsäureanhydrid.

Ein geeignetes Härteagens, das mit einer alkalischen Gruppe von Phenol-Fortnaldehyd-Har;'. verwendet werden kann, ist eine Natriumhydr oxydlösung. 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 ir Verbindung mit reagierenden Chemikalien, wie Styrol, Diallylphthalat, Methylmethacrylat, Vinylacetat usw. verwendet werden. Beispiele für Chemikalier zum Setzen oder Härten solcher Verfestigungsflüssigkeiten sind Methyläthylketonperoxyd, Azobisisobutynmitrü. terL-Butylhydroperoxyd. Styrol ist mit geeigneten Aushärtungsagentien selbstpolymerisierend.

Eine andere Technik, die zur Ausübung der Erfindung angewendet werden kann, besieht 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 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 dort mit den darin enthaltenen festen Stoffen abgelagert. Nach dem Härten der Verfestigungsflüssigkeil werden die zerkleinerten festen Stoffe, die sich vor der Formation abgesetzt haben, zu einer härten durchlässigen Masse verfestigt. Hierbei wird die mengenmäßige 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 Flüssigkeit zu erhalten.

7usälzlich 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 Kohlenwasserstoffs 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 Agenden enthält, damit der Sand und andere feste Stoffe in der Formation eine gewünschte Oberflächenbeschaffenheit erhalten.

Die folgenden Beispiele dienen zum besseren Verständnis der Erfindung.

Beispiel 1

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

Bestandteile Tabelle I

Verfestig jngsflüssigkeitsmischungen (Zusammensetzung in Volumteilen)

Furfuryl-Alkohol-Harz

Phenol-Formaldehyd-Harz

Epoxyd-Harz

Gamma-Aminopropyltriäthoxysilan

Furfuryl- Alkohol- Hiirz	(Bl	FnTfuryl-AIkohol	Phenol-FormaWehyd- U«r7	Epcreyd-Hai7
Verfest ignngs- flüssigkeü	100	Verfesligungs- fiü^stgkeit	Verfcstigungs- flössigkeit	Verfestiguugs- flüssigkeil
(Al
100
	1.0		100
			lOO
1.5	1.5	1.5	1.5

509615/21

Fortsetzung

10

Bestandteile

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

Furfuryl-Alkohol- Harz Verfesligungs- flüssigkcit	(B)
(A) J	100
200	-
30	—
1,5	1,0
—	—
10

Rrrfuryl-Alkohol
Verfestigungsflüssigkeit

Phenol-FormaJdehyd-

Harz

Verfest igungsftüssigkeit

200 30 1,5

10

Epoxyd-Harz Verfestigungsflüssigkeit

2(X) 30 1,5

10

') Eine öllösliche feinverteilte Mischung von Alkyl-aryl-sutfonat 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 Furfiiryl-AIkohoI-Harz-Verfestigungsflüssigkeit in verschiedenen flüssigen

Kohlenwasserstoffen

Menge der Verfestigungsflüssigkeit in flüssigem Kohlenwasserstoff in Volumprozent

15 20 20 20

30 50 50 50 70 70 70 KO Wt

Temperatur der Flüssigkeiten in C	in öl gelöste Verfestigungsflüssigkeit in Volumprozent der Original- Verfestigungsflüssigkeit
41	20,8
60	41.2
93	80.8
41
60
93
41	5,9
60	11.8
93	4Z3
41	1.0
60	ZO
93	1.7
41
60
93
41
60
93
41
60
93

Dieselöl

in Oi feinverteilte Verfestigungs flüssigkeit

in Volumprozent

der Original-Verfestigungsfiüssigkcit

79.2 58,8 18,2

94.1 88.2 57.7 99.0 98.0 98.3 100.» 100,0 100.0

100.00 HMMK) HHUK)

in Verfcstigungsflössigkcit

gelöstes Ol in Volumprozent

der Original-Verfestigungsflüssigkeit

6.9 6.9

7.7

7.8 5.2

Fortsetzung von Tabelle II

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

Kohlenwasserstoffen

in 01 gelöste
Verfesligungs-

flüssigkeit
in Volumprozent
der Original-Verfestigungs
flüssigkeit

40,6
60,8
80,8

1,0
6,9

32,7
1,3
3,6

26.3

Aromatisches öl

in öl feinverteilte Verfcstigungs-

flüssigkeit
in Volumprozent der Original-Verfestigungs flüssigkeit

59.4
39,2
19,2

99,0
93,1

67,3

98,7

96,4

73,7

100,0

in Verfestigungs-

flüssigkeit gelöstes

öl in Volumprozent

der Original-

Verfestigungs-

flüssigkcit

11,7 12,0 15,4 in öl gelöste
Verfest igungs-

flüssigkett
in Volumprozent
der Original-Verfestigungs
flüssigkeit

1,0

2,0

16,7

29,3

5,2
10,3

Mineralöl

in öl feinverteilte Verfestigungsflüssigkeit
in Volumprozent
der Original-Verfestigungsflüssigkeit

100,0

99,0

98,0

83,3

70,7
94,8
89,7

in Verfestigungsflüssigkeit gelöstes öl in Volumprozent der Original-Verfestigungs flüssigkeit

8,9 2,0 3,8

Bei 100% Verfestigungsflüssigkeit wird ein Teil des Öls in der sich ergebenden Verfestigungsflüssigkeit gelöst, und die sich ergebende Verfestigungsflüssigkeit wird als sich nicht mischende Phase in dem restlichen öl 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. Feiner 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-Alkohol-Harz-Verfestigungsflüssigkeit mit Dieselöl und aromatischem öl zusammengesetzt wird, liegt der Umwandlungspunkt bei den höheren Mengenverhältnissen von Verfestigungsflüssigkeh 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 IH erläutert.

Tabelle III

Löslichkeit von Furfuryl-Alkohol in Dieselöl bei verschiedenen Temperaturen

	Löslichkeit von Kurfuryl-Alkoho!
Temperaturen CC)	in Ol in Volumprozent
27	1,0
54	4,76
66	9,1
71	13.0
77	16.7
82	23.1
88	31.0
93	41.2
98	^2.4

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

Beispiel 3

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

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

Tabelle IV

Mengenmäßige Verteilung von Furfuryl-Alkohol-Harz-Verfestigungsflüssigkeit in Dieselöl

Versuchs temperatur in ⁰C	Menge der mit Dieselöl gemischten Verfestigungs flüssigkeit in Volumprozent der Mischung	Menge der in Dl gelösten Verfestigungs flüssigkeil in Volumprozent der Original- Verfestigungs flüssigkeit	Menge der als sich nicht mischenden Phase in öl feinverteillen Verfestigungs flüssigkeil in Volumprozent der Original- Verfestigungs flüssigkeit
27 41 52 80 27 41 52 80	4,1 4,1 4,1 4,1 7,9 7,9 7,9 7,9	5,7 20,2 26,5 46,0 2,2 4,7 8,0 36,7	94,3 79,8 73,5 54,0 97,8 95,3 92,0 63,3

Versuchs temperatur in °C	Menge der mit Dieselöl gemischten Verfestigungs flüssigkeit in Volumprozent der Mischung	Menge der in Ol gelösten Verfestigungs- flüssigkeit in Volumprozent der Original- Verfestigungs flüssigkeit	Menge der als sich nicht mischenden Phase in öl feinverteilten Verfesligungs- flüssigkeit in Volumprozent der Original- Verfesligungs- flüsstgkeit
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

IO

«5

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 II und IV, daß die mengenmäßige Verteilung der Verfestigungsflüssigkeit in gelöste und feinverteilte 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 wie 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	Dieselöl	Menge der	Menge der in öl	Aromatisches öl	Menge der in öl
Menge von mit	der Flüssigkeit		in öl gelösten	feinverteilten		feinverteilten
flüssigem Kohlen	in ⁰C	Verfestigungs	Verfestigungs	Menge der	Verfestigungs
wasserstoffvermischter		flüssigkeit	flüssigkeit	in öl gelösten	flüssigkeit
Verfestigungs		in Volumprozent	in Volumprozent	Verfestigungs	in Volumprozent
flüssigkeit		der Original-	der Original-	flüssigkeit	der Original-
in Volumprozent		Verfestigungs	Verfcstigungs-	in Volumprozent	Verfestigangs-
der ölmischung	41	flüssigkeit	flüssigkcit	der Original-	flussigke.it
	60	40,6	59,4	Verfestigungs	79.2
	93	41,2	58,8	flüssigkeit	58,8
5	41	61,5	38,5	20,8	57.7
5	60	20,8	79,2	41,2	79.2
5	93	31,4	68,6	42,3	68,6
10	41	42,3	57,7	20.8	48.1
10	60	10,9	89,1	31,4	94.1
10	93	11,8	88,2	51,9	83.3
20	41	18,3	81,7	5.9	67,3
20	60	4.3	95,7	16,7	92,4
20	93	8,5	91,5	32,7	91,5
30	13,5	86,5	7.6	80.1
30		8.5
30	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 Beispiel 1 bestimmt. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle VI zusar- ■■ ngestel

Tabelle VI

16

Mengenmäßige ,Verteilung von Epoxyd-Harz-Verfestigungsflüssigkeit in verschiedenen flüssigen

Kohlenwasserstoffen

. Menge der	Temperatur	Dieselöl	Menge der in Dl	Menge der in	Aromatisches Dl	Mcn&e der in
mit flüssigem	der Flüssigkeit	Menge der in	feinvert eiiten	Dl gelösten	Menge der in Dl	Ol eelösten
Kohlenwasserstoff	in C	Oi gelösten	Verfesligungs-	Verfestigungs-	feinverteilten	VerfestiEU η es-
gemischten		Verfestigungs	flüssigkei'i	flüssigkeit	Verfestigungs-	flüssigkeit
Verfestigungs-		flüssigkeit	in Volumprozent	in Volumprozent	flüssigkeit	B1 %& 3d4 ^ η ν I * in Volumnrozent
flüssigkeit		in Volumprozent	der Original-	der Original-	in Volumprozent
in Volumprozent		der Original-	Verfestigungs-	Vertestigungs-	der Original-
der Dlmischung	41	Verfestigungs	flüssigkeil	flüssigkeit	Verfestigungs
	60	flüssigkeit	58,8	41,2	flüssigkeit
5	93	41,2	39,2	60,8	58,8	—
5	41	60,8	9,6	90,4	39,2	—
5	60	90,4	77,4	31,4	9,6	—
JO	93	21,6	58,8	60,8	68,6
10	41	41,2	19,2	90,4	39,2	■ —
10	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
20	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
30	10,3		100,0

Anmerkung:

Bei den drei letzten Versuchen wird ein Teil des Öls in der Verfestigungsflüssigkeit gelöst, und die Verfcstigungsflüssigkeit-Dl-Lösung wird in einer unvermischbaren Phase in dem restlichen Dl 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 1] 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 VII

Viskosität der sich nicht mischenden, in Dieselöl feinverteilten Furfuryl-Alkohol-Harz-Verfestigungsflüssigkeit

60

	Temperatur der Flüssigkeit	Viskosität der
Menge der mit flüssigem Kohlenwasserstoff gemischten	UvI I I MJJIfc»VI % in "C	feinverteilten Phase der
Verfestigungsflüssigkeit in		Verfestigungs
Volumprozent der Mischung	41	flüssigkeit ' incP
100% Verfestigungs		11,2
flüssigkeit (kein öl)	41
5	41	18,3
10	16.9

Menge der mit flüssigem Kohlenwasserstoff gemischten

Verfestigungsflüssigkeit in Volumprozent der Mischung

15

20

30

100% Verfestigungsflüssigkeit (kein öl)

5
10
15
20
30
80

Temperatur

der Flüssigkeit

in ⁰C

41
41
41
93

93
93
93
93
93
93

Beispiel 7

Viskosität der feinverteilten

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

615/289

Ergebnisse dieser Versuche sind in der Tabelle VIII Eusammengestellt.

Tabelle VIII

Viskosität der feinverteilten sich nicht mischenden Phase einer Furfuryl-Alkohol-Harz-Verfestigungsflüssigkeit in Dieselöl

	Temperatur der	Viskosität der
Menge der mit flüssigem Kohlenwasserstoff gemischten	Γ llüAlgKCllCn in ''C	femverteilten Phase der
Verfestigungsflüssigkeit in	in v_	Verfestigungs
Volumprozent der Mischung	27	flüssigkeit 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 gehalten 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 Viskositäl 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 feinverteilten Phase der Phenol-Formaldehyd-Harz-Verfestigungsflüssigkeit

Menge der mit flüssigem · Kohlenwasserstoff gemischten

Verfesiigungsflüssigkett in VolumDrozent der Mischung

100% Verfestigungsflüssigkeit (kein Dieselöl)
10
30

100% Verfestigungsflüssigkeit (kein öl)
10

Temperatur der Flüssigkeiten

in C

41

41 41 93

93 93

Viskosität der feinverteilten Phase der Verfestigungsflüssigkeit incP

■>1,5

63,5

41,5

9,5

94.3 18,0

Beispiel 9

Der Epoxydharz-Verfestigungsflüssigkeit (Tabelle I) 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
Verfestigungsflüssigkeit in	flüssigkeit (kein öl)	in "C	feinverteilten Pha«e der
Volumprozent der Mischung	10		Verfesiigungs-
« 30		flüssigkeit in cP
100% Verfestigungs	41
flüssigkeit (kein öl)		10,7
30	41
	41	i 1,0
93	10,0
	5,8
93
5,6

Aus Tabelle X kann man sehen, daß die Viskosität der feinverteilten, sich nicht mischenden Phase der Epoxydharz-Verfestigungsflüssigkeit sich nicht nen-

nenswert 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 4 Γ C) als die der reinen Verfestigungsflüssigkeit (10,7 cP bei 41°C) 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-

festigungsflüssigkeit und flüssigem Kohlenwasserstoff und die Temperatur der Mischung ebenso wie die Zusammensetzung der Verfestigungsflüssigkeit, das Verhältnis der Reaktionsmittel der Verfestigungsflüssigkeit und die Zusammensetzung des Öls ändert Wie oben bemerkt, ist dies besonders vorteilhaft, wenn die Verfestigungsflüssigkeit 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,

IO

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

Beispiel 10

Proben von Furfuiyl-Alkohol-Verfestigungsflüssigkeit [Zusammensetzung (A) in Tabelle T] werden in einer besonderen Menge bei einer besonderen Temperatur Dieselöl zugesetzt. Vor dem Mischen der Verfestigungsflüssigkeitsproben mit dem Dieselöl werden verschiedene Mengen des in der Verfestigungsflüssigkeit enthaltenen monomeren Stoffs (Furfuryl-Alkohol) dem Dieselöl zugesetzt. Die Viskositäten der sich ergebenden feinverteilten, sich nicht mischenden Teile sind in Tabelle XI zusammengestellt.

Tabelle XI

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

Menge der mit OI gemischten Verfestigungsflüssigkeit	Temperatur in C	Im CR zur Zufügung der Verfestigungsflüssigkeit gelöster Furfuryl-Alkohol in Volumprozent	Viskosität der feinverteilten, sich nicht mischenden Vsrfestigungsflüssigkeits- Phase in cP	Menge der Verluste von Verfestigungsflüssigkeit in DI, in Volumprozent des mit Ol gemischten Origin-Ovolumens
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 monomerem Material dem flüssigen Kohlenwasserstoff vor Zusetzen der Verfestigungsflüssigkeit zugibt.

Beispiel 11

Verschiedenen Mengen einer Furfuryl-Alkohol-Harz-Verfestigungsflüssigkeit [Zusammensetzung (A) nach Tabelle I] 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 Xl I zusammengestellt.

Tabelle XII

Vergleich der Druckfestigkeil und Durchlässigkeit von tonhaltigen Sandproben bei Anwendung einer Furfuryl-Alkohol-Harz- Verfestigungsflüssigkeit

Menge der mit	Behand-	Aushär-	Druck	1 11 If f>i 1 r/^§^
Dieselöl	lungs-	tungs-	festigkeit	LUIlUUrCn~ iässiiikeit
gemischten	tempe-	tempe-	in	in
Verfest igungs-	ralur	ratur	JUL	Durcies
45 flüssigkeit	in C	in C	cm²
in Volumprozent
der ölmischung	41	60	45	1,53
¹⁰⁰
⁵ (ohne öl)	41	60	100	0,6
5	41	60	113	1,24
10	41	60	163	1,21
20	41	60	163	1,61
55 30	63	93	26	2,0
100
(ohne öl)	63	93	138	—
20	91	129	147	1,1
60 100
(ohne öl)	91	129	695	1,3
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-Verfestigungsflüssigkeit [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 0,1 kg auf 1 1 Mischung aus Verfestigungsflüssigkeit und öl wurden dieser Mischung zugesetzt, so daß die Feststoffe mit Verfestigungsflüssigkeit benetzt waren. Die sich ergebenden Mischungen aus Verfestigungsflüssigkeit, öl und Feststoffen wurden gerührt "od dfe 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, öl und Sand wurden dann dunh ein Glasrohr mit 24 mm Innendurchmesser gepumpt, das einen Stopfen aus Sand mit einer Korngröße von 0,21 bis 0,038 mm hatte. Der mit diesen Mischungen überzogene Sand wurde gegen Sand von gleicher Korngröße gepackt, um die Ablagerung von benetzten Feststoffen gegen Fonnationssand nachzuahmen. Eine kleine Menge Dieselöl wurde durch die mit der abgesetzten Verfestigungsflüssigkeit überzogenen Feststoffe gedrückt, worauf eine weitere Menge Dieselöl folgte, das einen 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 Übergangs-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 Luftdurchlässigkeit von Sandverfestigungen unter Benutzung von mit Sand und öl versetzten Furfuryl-Alkohol-Harz-Verfestigungsflussigkeiten

Menge der mit Dieselöl vermischten Verfestigungs- flüssigkeit in Volumprozent der Mischung	Menge von Verfestigungs flüssigkeit in Liter auf I kg Sand
4,1	0,3
7,9	0,65
12,5,	1,07
4,1	0,3
7,9	0,65
12,5	1,07
4,1	0,3
7,9	1,70
12,5	1,07

Behandlurgs-

lemperatur

in C

41 41 41 52 52 52 79 79 79 Aushärtungstemperatur

in C

60

79

110

HO

110

estigkeit in Jen em²	ubergangs- Durchlässigkeit in Darcies zwischen ■ Packung und stimuliertem Formations-Sand
202	7,2
163	7,7
98	11,3
260	7,8
210	8,0
118	11,4
410	13,5
272	13,2
144	14,0

Claims

2 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verfestigen von losen Sanden od. dgL in einer unterirdischen Formation, bei dem eine Lösung aus einer Verferitigungsflüssigkeit und einem flüssigen Kohlenwasserstoff in die Formation eingebracht und die Verfestigungsflüssigkeit dort zum Aushärten ge bracht wird, wobei die losen Sande zu einer harten, durchlas- ίο sigen Masse verfestigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Verfestigungsflüssigkeit in dem Kohlenwasserstoff gelöst und ein Teil der Verfestigungsflüssigkeit in dem Kohlenwasserstoff in einer sich nickt mischenden Phase feinverteilt wird.

2. Verfahren zum Verfestigen von losen Sanden od. dgl. in einer unterirdischen Foranation 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, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfestigungsflüssigkeit dem flüssigen Kohlenwasserstoff derart zugesetzt wird, daß ein Teil des Kohlenwasserstoffs in der Verfestigtngsflüssigkeit 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 Han zusammengesetzt wird, der aus der Gruppe FuiTuryl-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 Verfestigungsnüssijikeii aus Polyesterharz und Styrol gemischt wird.

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