DE2343021C2 - Gemische zur Verfestigung unkonsolidlerter, ölführender Sedimente - Google Patents
Gemische zur Verfestigung unkonsolidlerter, ölführender SedimenteInfo
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Description
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dationspromotoren und Oxidationskatalysatoren, letz- thalin bevorzugt verwendet werden, welche eine untertere
der Gruppe der Schwermetallsalze entstammend, schiedliche Mindesttemperatur zur tAushärtung« bewerden
genannt Die US-PS 2 863 510 offenbart ein nötigen. Diese Temperaturen werden durch Injektion
Verfahren zum Zünden von öl, ölruckstand oder von Wasserdampf in die Formation eingestellt und
anderen brennbaren und in der lagerstätte vornan- 5 liefen im Bereich von 20 bis 3000C Wird dagegen
denen Materialien zum Zwecke der ölförderung. Das eine Initiator-Aktivator-Mischung verwendet, genügt
brennbare Material wird mit einer relativ leicht oxi- die Lagerstättentemperatur zur Einleitung der Verdierbaren
Flüssigkeit und einem gasförmigen Oxidans festigung. Ungesättigte Kohlenwasserstoffe, wie solche
umgesetzt. Auch kann die zuzuführende Mischung der Olefinreibe, beispielsweise Äthylen, Propylen,
einen Reaktionsinitiator oder -katalysator enthalten. io Burylen, Butadien usw., solche mit Dreifachbindungen
Schließlich sei die US-PS 3 490 530 erwähnt, in welcher und ungesättigten Fettsäuren, vorzugsweise Leinölzur
spontanen Zündung zwecks Einleitung einer In- fettsäuren und ölsäure, können erfindungsgemäß als
situ-Verbrennung, ein Oxidationskatalysator dem aut- Sekundärverfestigungsmittel eingesetzt werden. Zur
oxidierbaren Fluid zugesetzt wird. Oxidationssteuerung werden dem Verfestigungsmittel,
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die 15 d. h. dem Restöl in der Lagerstätte, dem: Zusatzöl oder
Verbesserung der bekannten Verfahren zur Verfesti- dem Sekundärverfestigungsmittel, Initiatoren zur Ein-
gung nicht konsolidierter Sedimente. leitung der Oxidatioa zugesetzt Vorteilhafterweise
Zur Lösung dieser Aufgabe werden Gemische zur eignen sich organische Peroxide dazu. Unter diesem
Verfestigung unkonsolidierter, ölführender Sedimente Begriff »Peroxid« werden Verbindungen verstanden,
unter Ausbildung eines permeablen, koksartigen Rück- ao die sich vom Wasserstoffperoxid ableiten und orgastandes
vorgeschlagen, denen die Verfestigung unter nische Gruppen enthalten, wie Hydroperoxide, Di-Verwendung
von Lagerstättenöl und/oder einem Zu- alkylperoxide, Diacylperoxide, Persäuren, Perester,
satzmittel oder einem Sekundärverfestigungsmittel Perketale, Ketonperoxide, bevorzugt tert.-Butalpererfolgt,
welche ein Oxidationsmittel und eine ihre benzoat, tert.-Butylhydroperoxid und Methylisobutyl-Verbrennung
einleitende und fördernde, autoxidie- as ketonperorid. Der Aktivator ist insbesondere ein
rende oder eine vermischte Initiator-Aktivator-Sub- Metallsalz, wobei das Metall den Gruppen IV bis VIII
stanz enthalten, und die dadurch gekennzeichnet sind, des Periodischen Systems (PSE) entstammt. Bevorzugt
daß die autoxidierende Substanz Inden und/oder werden Salze des Eisens, Nickels, Vanadiums oder
Fluoren, Dihydronaphthalinoder9,10-Dihydroanthra- Kobalts, wie beispielsweise Eisensulfat, Kobaltoctoat
cen ist bzw. daß der Initiator ein organisches Peroxid 30 oder Nickelchlorid, eingesetzt. Das Metallsalz kann
und der Aktivator Salze von Metallen der Gruppe IV gegebenenfalls in einem Lösungsmittel gelöst oder
bis VIII des PSE sind. suspendiert sein, beispielsweise Vanadiumoxichlorid
Voraussetzung für den Einsatz von Lagerstättenöl in Isopropanol oder Cobaltoctoat in Styrol,
ist die gleichzeitige Gegenwart von den Verbrennungs- Das Oxidationsmittel (Komponente C), das vor-
vorgang des Öls bzw. Verfestigungsmi'tels fördernden 35 liegend Verwendung findet, kann gleichzeitig als
Materials (Komponente B) und von Oxidationsmittel Nachwaschf.uid, um die Permeabilität des zu ver-
(Komponente C). Ergibt sich, daß wider Erwarten die festigenden Sediments sicherzustellen, verwendet wer-
Konzentration des Lagerstättenöls zu stark vermindert den. Die Injektionsrate des Oxidationsmittels wird
ist, kann Zusatzöl, das der gleichen oder einer fremden zweckmäßigerweise zwischen 2,0 und 50 Nm3/m2 · h
Lagerstätte entstammt, zur Verfestigung in Gegen- 40 gehalten. Ein sauerstoffhaltiges Gas, wie z. B. Inertgas,
wart des den Verbrennungsvorgang fördernden Ma- Luft, Stickstoff, oder ein Gas-Wasserdampfgemisch
terials und des Oxidationsmittels eingesetzt werden. oder Wasserdampf dienen als Oxidationsmittel, wobei
Falls auch Zusatzöl nicht in ausreichender Menge zur diese Oxidationsmittel 10 bis 100 Volumprozent reinen
Verfügung steht, kann, und diese Ausführungsform Sauerstoff enthalten sollen.
gehört ebenfalls in den Bereich des erfindungsgemäßen 45 Um die Benetzungsei genschaften des zu verfestigen-
Verfahrens,ein Sekundärverfestigungsmittel, das gleich- den Sediments zu verbessern, können oberflächen-
falls den zur Verfestigung führenden, koksartigen aktive Additive oder Netzmittel, wie beispielsweise
Rückstand zu bilden vermag, in Vermischung mit der Fettalkoholsulfate, Alkylarylsulfonate, bevorzugt Lau-
Komponente B und der Komponente C zum Einsatz rylsulfonat, in Vermischung mit den die Verfestigung
gelangen. Dies geschieht zweckmäßigerweise der- 50 bewirkenden Materialien injiziert werden,
gestalt, daß man vor der Injezierung eine Mischung Der zur Verfestigung des Sediments erforderliche
der letztgenannten Komponenten (nämlich B und C) »slug« an Komponente B kann je nach Restölgehalt
mit dem Sekundärverfestigungsmittel herstellt und in der Lagerstätte zwischen 0,1 und 0,9 Porenvolumen
anschließend die Vermischung mit Restzusatzöl durch- Sediment betragen, wobei im Falle des Einsatzes von
führt. Wird in Abwesenheit von Sekundärverfesti- 55 Oxidationsinitiator plus Aktivator als Komponente B,
gungsmittel gearbeitet, ist es praktisch, das Zusatzöl diese vermischt im Verhältnis Initiator zu Aktivator
vor der Injizierung mit den Komponenten B und C zu von 1: 1 bis 15 000: 1, vorzugsweise 10:1 bis 1500:1,
mischen. Bei Vorliegen einer ausreichenden Lager- in den zur Verfestigung vorgesehenen Bereich als
Stättenkonzentration an Restöl werden die genannten »slug« injiziert werden. Wenn Zusatzöl und/oder Se-
Komponenten unmittelbar in den zur Verfestigung 60 kundärverfestigungsmittel eingegeben werden muß,
vorgesehenen Bereich eingegeben. kann die zu injizierende Mischung von Zusatzöl und/
Als den Verbrennungsvorgang des Öls oder des oder Sekundärverfestigungsmittel und Komponente B
Sekundärverfestigungsmittels förderndes Material 20 bis 95 Gewichtsprozent Öl/Sekundärverfestigungs-
(Komponente B) dienen autoxidierende Substanzen mittel und 80 bis 5 Gewichtspro .ent Komponente B
oder Oxidationsinitiatoren plus Aktivatoren. Beson- 65 sein.
ders geeignet sind autoxidative Verbindungen wie Die Verfestigungsdauer des koksartigen Rück-
Inden, Fluoren, die Dihydronaphthaline und 9,10-Di- Standes liegt zwischen 1 Stunde und mehreren Tagen,
hvdroanthracen, wobei Inden und 1,2-Dihydronaph- Die nachfolgend aufgeführten Beispiele zeigen, daß
sich in kurzer Zeit ein fester, koksartiger Rückstand ausbildet, der die Gesteinskörner miteinander verkittet.
Dieser Oxidationsrückstand ist in Luft bis zu einer Temperatur von etwa 300° C und in Wasserdampf
bis zu einer Temperatur von etwa 4000C beständig.
Eine zylindrische Sandpackung aus 20 g mittelkörnigem
Sand in einer Zelle aus wärmebeständigem Stahl wurde zu 40% des Porenvolumens mit öl
(28° API) und zu 40% mit Inden gesättigt Anschließend
wurde Luft mit eiiier Rate von 1,94 cm3/min bei
einem Überdruck von 31 bar axial durchgeleitet und die Sandpackung kontinuierlich erwärmt. Nach 6 Stunden
bei einer Temperatur von 231°C wurde der Versuch beendet Nachdem die Zelle abgekühlt und geöffnet
worden war, konnte die verfestigte, aber permeable Sandpackung entnommen werden. Die mechanische
Festigkeit der Packung erwies sich als so gut, daß diese nur mit einem Hammer zerschlagen werden
konnte. Ein Vergleichsversuch mit einer nur mit Öl gesättigten Sandpackung zeigte keine Verfestigung.
In einen Stahlring von 21,8 mm Durchmesser wurde eine Packung mittelkörnigen Feinsandes auf eine
Dichte von 1,9 g/cm3 gepreßt. Das Porenvolumen wurde mit 30% öl (170API) und 70% Inden gesättigt.
Der Stahlring wurde in eine Zelle eingebaut, die auf eine Temperatur von etwa 120° C aufgeheizt
wurde. Anschließend wurde über 5 Stunden Luft mit einer Rate von 186 Ncm3/min durchgeleitet. Die abgekühlte
Packung wurde einer Festigkeitsprüfung mit dem Höppler-Konsistometer unterzogen. Die Eindringtiefe
eines zylindrischen Prüfkörpers (d = 6 mm) mit konischer Spitze bei 750 g Belastung wurde mit
2,8 mm bestimmt, wogegen eine unverfestigte Packung nur einen Wert von 9 mm ergab.
In einer zylindrischen, unverfestigten Sandpackung
ίο aus einem mittelkörnigen Sand (mittlerer Durchmesser
0,25 mm), welche axial durch eine Scheidewand aus keramischem Material geteilt war, wurde eine Hälfte
mit einem Öl (28° API) und die andere Hälfte mit einer Mischung aus 48,8% (Vol.) Öl (28° API), 48,8%
tert.-Butylperbenzoat (TBPB) und 2,4% Vanadiumoxichlorid, gelöst in Isopropanol, befüllt. Zur Einstellung
einer effektiven Gaspermeabilität wurde Stickstoff durch die die Sandpackung enthaltende Zelle
geleitet. Anschließend wurde Luft mit einem Druck von 46 bar unter langsamem Erwärmen der Zelle
um 0,80C pro Minute durchgeleitet. Nachdem eine
Temperatur von 2300C in der Sandpackung mittels Thermoelementmessung registriert worden war, wurden
die Luftinjektion und Beheizung der Zelle be-
endet. Beim Öffnen der Zelle erwies sich die Packungshälfte, welche das öl, den Initiator (TBPB) und den
Aktivator (VOCl1,) enthielt, als verfestigt, während die
zweite Packungshälfte, welche nur Öl enthielt, feucht und unverfestigt war. Die kontrollierte Niedertemperaturoxidation
hatte einen festen Rückstand im Kornverband zurückgelassen, der die Körner miteinander
verkittete.
Claims (1)
- rt -» t. T021 2 tIn der Regel bestehen die Speichergesteine aus san-„ · ♦ - u dicen tonigen öder kalkigen Sedimenteo, die durchPatentansprüche: ^gen, ton.ge ^_ .j.|dtische Bindemittd zemenüert1. Gemisch zur Verfestigung unkonsolidierter, sind. Fehlt ^Jg**- £*«ölführender Sedimente unier Ausbildung eines 5 gerüstes ane.nanderk.ttet^^^J^^^peniblen, koksartigen Rückstandes, wobei die spricht ^V°V^Ä SfdmZomn to denenVerfestigung unter Verwendung von Lagerstätten«! ^Α^ΑΐΙ £Sund/oder einem Zusatzmittel oder einem Sekundär- die stuUenae wirkung . „„verrohrten BohrverfUungsmittel erfolgt, welche ^Oxidations- verbanI eldtw.e ^^^^^mittel und eme ihre Verbrennung e.nle.tende und i· 1^J',"^ dem Einfluß der Scherwirkung von strö-fordernde, autoxidierende oder eine vermischte und unt" ?em ™nu" "" fi Abtrae SoInitiator-Ätivator-Substanzenthalten.dadurch menden Huss.gke.ten odeGasen zuro.Ab trag. So-gekennzeichnet, daß die autoxidierende wohl in Produktionsbohrungm «aj*» JnJ*-Substanz Inden und/oder Fluoren, Dihydronapb- tionsbohrungen können ^ ^n"h£r^°™thalin oder 9,10-Dihydroanthracen ist. *5 ernsthafte Schaden du*h ^rosum te tototot2. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekenn- installat.onen, Ausfall der Pumpen oder Verstopfung zeichnet daß die autoxidierende Substanzl, 2-Di- <*™*»Φ SS^briaAommen. bat manKSSSS^Verfestigung unkonsolidierter, ^^^ölführender Sedimente unier Ausbildung eines 20 folgende Merkmale ^ .w^ eipermeablen, koksartigen Rückstandes, wobei die benetzende Substanz, die ""^.^^^^^ Verfestigung unter Verwendung von Lagerstättenöl Katalysators oder der Temperatur aushart« wml und/oder einem Zusatzmittel oder einem Sekundär- die Formation gepreßt. Sie ^drangt d e P^nfullu verfestigungsmiUel erfolgt, welche ein Oxidations- und benetzt die Gesteinoberfläche mU mittel und eine ihre Verbrennung einleitende und a5 In den Kornzwickeln ^^ fördernde, autoxidierende oder eine vermischte meniskus aus, der durch Initiator-Aktivator-Substanz enthalten, dadurch festgehalten wird. °'%ϋ gekennzeichnet, daß der Initiator ein organisches wird durch «n Gas oder ^J.^^ Peroxid und der Aktivator Salze von Metallen der um die ^bll;at h^ZB dÄÄ Grunpen IV bis VIII des PSE sind 30 pers zu erhalten. Nachdem die verfestigendeiTemL ach Anspruch 3 dadurch gekenn- ausgehärtet ist, sind die vor,de,-ve»fejtig enden zeichnet, daß das organische Peroxid ein tert. Substanz benetzten Korpe' »Γ«";"^'"^. ^6" Butylperbenzoat, tert.-Butylhydroperoxid und/oder mentiert. Als verfest ^^*™™«£ η bishe Methylisobutylketonperoxid ist. oft polymer.s.erende Substanzen verwende de mit5. Gemisch nach den Ansprüchen 3 und 4, da- 35 einem Katalysator (Harter) vermischt werden ader durch gekennzeichnet, daß die Metallsalze in einem unter Temperatureinfluß aush irten. Zum Beispiel Lösungsmittel gelöst oder suspendiert sind. wurden Epoxiharz oder F°™dd^ ""1/11JJ""6. Gemisch nach Anspruch 5, dadurch gekenn- verbindungen verwendet Zum Verdrängen überzeichnet, daß Vanadiumoxichlorid in Isopropanol schüssiger gebildeter Polymerer diente als Nachnelöst ist 40 waschfluid meist Dieselöl.6 7 Gemisch nach Anspruch 5, dadurch gekenn- Gemäß DT-AS 1 128 379 «g. ^ S^"«™«zeichnet, daß Kubaltoctoat in Styrol gelöst ist. der Stand est.gke.t e.nes f^"^"*0"™"^' J"8. Gemisch nach den Ansprüchen 1 bis 7 bei dem Erdöl gewonnen w.rd eine Te.lverbrennung des Verwendung eines Sekundärverfestigungsmittels, in der Lagerstätte vorhandenen Erdöls mittels e η^s dadurch gekennzeichnet, daß das Sekundärver- 45 durch ein Bohrloch e.ngefuhr^n unc die Verbrennung festipuMgsrnittel ungesättigte Kohlenwasserstoffe aufrechterhaltenden Gases durchgeführt Falls das m DÖppd oder Dreifachbindungen oder unge- Erdöl in der Lagerstätte nicht au.re.cht. Ij«n .«ne sättiute Fettsäuren enthält zusätzliche Menge Öl e.ngefuhrt werden. Die US-PS9 'Geschieh Anspruch 8, dadurch gekenn- 3 388 743 sieht vor einen Slug autoxid.erbaren öh zeichnet daß die Fettsäuren Linol-, Linolen- oder 5o nahe einer Förderbohrung n.ederzubr ngen und em ÖUäuren sind oxidierendes Gas, welches in Kontakt mit dem Olυ tritt, zu injizieren. Übliche Oxidationskatalysatoren,z. β. Pb- oder Co-Naphthenat, dienen zur Verkürzungder für die Partialoxidation des Öls benötigten Zeit. 55 Zum Stande der Technik gehörig sind weiter dieDie vorliegende Erfindung steht im Zusammenhang untertäg.gen Verbrennungsverfahren zu nennen. In mit dem Verfestigen von Sedimenten, wobei mit Hilfe der DT-OS 2 018 372 wird ein Verfahren zum Zünden eines Vcrfcsiigungsmittels, welches Restöl der Lager- Einleiten und Durchfuhren von In-situ-Verbrennungen static oder «.geführtes öl und/oder ein Sekundär- beschrieben, wobei H2O8 mit einer dasselbe zersetzenvcrfcsligungsmittcl sein kann, mit einem den Ver- 60 den Substanz in Kontakt gebracht wird Gemäß brennvorgang des Verfestigungsmittels fördern- US-PS 3 379 254 soll eme untertag.ge Verbrennung den Material und mit einem Oxidationsmittel ver- durch Erwärmen der Format.on um eine Injektionsmischt, ein koksarligcr Rückstand zur Konsolidierung bohrung herum mittels Dampf und anschließendem erzeugt wird Niederbringen von Leinöl und Injektion eines sauer-Dic Lrdöl-Erdgas-Gewinnung aus unterirdischen 65 stoffhaltigen Gases für die Leinöl-Zündung enolgen. Lagerstätten durch Bohrlöcher setzt ein festes Speicher- Die US-PS 3 180 412 beschreibt die Umsetzung einer gestein voraus, in dessen Poren oder Klüften das Öl ungesättigten aliphatischen Verbindung mit einem oder Gas gesammelt bzw. aufgefangen werden kann. freien Sauerstoff entha'.tenden Gas. Geeignete Οχι-
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| DE2343021A DE2343021C2 (de) | 1973-08-25 | 1973-08-25 | Gemische zur Verfestigung unkonsolidlerter, ölführender Sedimente |
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| DE2343021A DE2343021C2 (de) | 1973-08-25 | 1973-08-25 | Gemische zur Verfestigung unkonsolidlerter, ölführender Sedimente |
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- 1974-08-16 US US05/497,995 patent/US3941191A/en not_active Expired - Lifetime
- 1974-08-19 CA CA207,245A patent/CA1008768A/en not_active Expired
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|---|---|---|---|
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