DE2419540A1 - Verfahren zum gewinnen von kohlenwasserstoffen aus einer unterirdischen lagerstaette - Google Patents
Verfahren zum gewinnen von kohlenwasserstoffen aus einer unterirdischen lagerstaetteInfo
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Description
9290
OIL COMPANY Findlay, Ohio (V.St.A.)
Verfahren zum Gewinnen von Kohlenwasserstoffen aus einer unterirdischen Lagerstätte
Die Erfindung betrifft das Verdrängen von Rohöl aus einer
unterirdischen Lagerstätte, indem ein fließfähiges Medium durch eine Einspritzeinrichtung eingespritzt und zu einer
Fördereinrichtung hin verdrängt wird, die mit der Lagerstätte in Verbindung steht.
Es ist bereits bekannt, zum Verdrängen von Eohöl aus unterirdischen
Lagerstätten Mizelldispersionen zu verwenden, die Wasser, Tensid, Kohlenwasserstoffe und gegebenenfalls ein
Hilfstensid und/oder einen Elektrolyten enthalten. Im allgemeinen
sind diese Dispersionen mit sehr hohen Konzentrationen von zweiwertigen Kationen nicht verträglich. Daher
muß die Mizelldispersion so zusammengesetzt sein, dass sie auch unter dem Einfluß von zweiwertigen Kationen intakt
bleibt, so dass diese die Ölgewinnung nicht beeinträchtigen.
Aus der USA-Patentschrift 3 34-3 597 ist es bekannt, vor
einer Mikroemulsion einen wäßrigen Vorlaufkörper mit einem gesteuerten Ionengehalt einzupressen. Dieser Vorlaufkörper
hat vorzugsweise denselben Ionengehalt wie das Wasser in der Mikroemulsion und isoliert das Mizeilsystem von den
Ionen in dem lOrmationswasser.
409846/0328
Gemäß der USA-Patentschrift 3 482 6$1 wird vor einer Mizelldispersion
ein wäßriger Vorlaufkörper eingepreßt, der ein Viskositätserhöhendes Mittel, einen -Elektrolyten und/oder
eine semipolare organische Verbindung enthält. Das viskosität s erhöhende Mittel trachtet 1) Adsorptionsplätze auf Sandschichten
zu sättigen und dadurch zu gewährleisten, dass in nachfolgenden Körpern enthaltende, Viskositätserhöhende Mittel
aus den nachfolgenden Körpern nicht ausgelaugt werden, und 2) dem Vorlaufkörper eine hohe Viskosität zu erteilen und
dadurch eine beständigere Verdrängung des Porenwassers zu gewährleisten. Zu den Viskositätserhöhenden Mitteln gehören
beispielsweise hydrolysierte Polyacrylamide, Polysaccharide,
Carboxymethylcellulose von hohem Molekulargewicht und ähnliche Substanzen.
Die USA-Patentschrift 3 704 990 lehrt das Einpressen eines
wäßrigen polymerisathaltigen Körpers vor dem Einpressen eines "mischbaren" Lösungsmittels. Dieses "mischbare" Lösungsmittel
kann eine Mikroemulsion sein, in der das Öl eine geschlossene Phase bildet. Der wässerige polymerisathaltige Körper enthält
Wasser mit einem Salzgehalt unter 50 ppm· Das Polyamid
kann aus teilweise hydrolysierten Polyacrylamiden, Acrylsäure-Acrylamid-Mischpolymerisat,
Acrylsäure-Acrylamiddiaceton,
Acrylamid-Terpolymerisaten, Hydroxyäthylcellulose, Carboxymethylcellulose,
Polyacrylamiden, Polyoxyäthylenen und Polysacchariden bestehen. Es wird nicht behauptet, dass Lagerstätten,
die zweiwertige Kationen in hohen Konzentrationen enthalten, geflutet werden können.
Bisher ist noch nicht bekannt, wie Lagerstätten, die zweiwertige Kationen in sehr hohen Konzentrationen enthalten,
auf wirtschaftliche Weise geflutet werden können.
Die Erfindung ermöglicht ein wirtschaftliches Fluten von
unterirdischen Lagerstätten, die Porenwasser mit zweiwertigen Kationen in hohen Konzentrationen von z.B» 500 bis etwa
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2A19540
25 000 ppm oder mehr enthalten. Zu diesem Zweck wird eine
wäßrige Biopolymerisatlösung in einer iwenge von 1-50% des
Porenvolumens, gefolgt von einer Mizelldispersion, in die Lagerstätte eingepreßt und zu einer Produktionsbohrung hin
verdrängt. Der Vorlaufkörper verhindert eine Schädigung der
Mizelldispersion durch die zweiwertigen Kationen und trachtet ferner, die zweiwertigen Kationen gleichmäßig vor der
Mizelldispersion weg zu verdrängen. Der Vorlaufkörper enthält ein Polymerisat, das gegenüber den Wirkungen der hohen
Konzentration von zweiwertigen Kationen relativ unempfindlich
ist. Vorzugsweise ist das Polymerisat ein Biopolymerisat in einer Konzentration von 50-2000 ppm.
Die gegenüber hohen Konzentrationen von zweiwertigen Kationen empfindlichen, mischbaren oder ähnlichen Verdrängungsmittel
enthalten Tensid, Wasser, vorzugsweise Kohlenwasserstoff und gegebenenfalls ein Hilfstensid und/oder einen Elektrolyten
sowie ?reitere Bestandteile. Als Beispiele seien Mizelldispersionen
(darunter fallen Mizell-Lösungen, Mikroemulsionen, "durchsichtige" Emulsionen, wasserhaltige lösliche Öle, usw.)
mit geschlossener Öl- oder Wasserphase, Emulsionen mit geschlossener Öl- oder Wasserphase, lösliche Öle, usw. genannt.
Zu diesen Mitteln gehören beispielsweise auch jene gemäß den USA-Patentschriften 3 254- 714- und 3 275 075 (Gogarty u.a.),
3 506 070 und 3 706 07I (Jones), 3 4-97 006 (Jones u.a.),
3 330 344· und 3 34-8 611 (Reisberg), 3 373 809 (Cooke; jr.),
3 14-9 669 (Binder u.a.), 5 163 214- (Czaszar), 3 208 515
(Meadors^ 3 208 517 (Binder, jr., u.a.- Emulsion mit geschlossener
Wasserphase), 3 354- 953 (Morse - mischbarer Verdrängungskörper, Alkohole, verflüssigte Erdölgase und mit dem Öl und
mit dem Wasser mischbare Medien), 3 512 586 (Holm), 3 34-8 (Reisberg), 3 697 4-24- (Holm), 3 714- 062 (Askew u.a.),
3 500 919 (Holm). In den vorgenannten Patentschriften sind
Zusammensetzungen von brauchbaren Verdrängungsmitteln und bevorzugte Bestandteile angegeben. Eine Mizelldispersion
wird als Verdrängungsmittel bevorzugt.
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_ Zj. _
Die vorliegende Erfindung Jsb auf Lage -statten anwendbar,
in denen !a.-.- Porenwasjer zweiwertige Kationen beispielsweise
Calcium- und/oder Magnesiumkationen, in einer Men:e von etwa
500-2?- OGO ppm oder mehr enthalt. Beispiele dieser Lagerstätten,
die das zweiwertige Kation in einer ^enge von etwa 1000-10
000 ppm, im allgemeinen etwa 2000-5000 ppm, enthalten.
Die vor -.em Siiipresaen lee Verdrängungsköryers eingepreßten
Vorlauf körper enthalten ein Polymerisat, dt-s gegenüber den
schädlichen ./irkungen der .hohen Konzentration der zweiwertigen
Kationen in dem l;orenwasser im wesentlichen unempfindlich
ist. Zu diesen tolymerisaten ehören beispielsweise die von
der Firma Xanco, einer Tochtergesellschaft der Jfirma Kelco Co.,
Syn Diego, California, (USA), erzeugten und mit dem Warenzeichen
"Kelzan"-M bezeichneten Biopolymerisate. Kelzan-MF ist
ein Ileteropolysachharid, das durch die Wirkung der Bakterienart
Xantho.äonas cmapestris auf ein Kohlehydrat erzeugt wird. Zur Erzeugung von Biopolymerisaten kaxin man auch folgende andere
Arten der Gattung Xanthomonas heranziehen: Xanthomonas phaseoli,
Xanthomonas malvacearum, Xanthomonas hederae und Xunthomonas
papavericola. Diese Biopolymerisate haben im allgemeinen Molekulargewichte im Bereich von 200 000 bis J OGO 000. Das xjolymerisat
ist in Konzentrationen von etwa 50-2000 ppm, vorzugsweise etwa 100-1500 und insbesondere etwa 200-1000 ppm vorhanden.
Der wäßrige Vorlaufkörper wix*d vorzugsweise in einer
Menge von etwa 1-50;», vorzugsweise etwa 2-25/Ό und insbesondere
etwa 5-20/0 des Formationsporenvolumens verwendet. Der wäßrige
Vorverdrängungskörper kann andere Zusatzstoffe enthalten, die der Lagerstätte oder dem Vorlaufkörper folgenden Verdrängungskorpern
gewünschte Eigenschaften verleihen. Beispielsweise kann er Tenside, Hilfstenside und/oder Elektrolyte enthalten, ferner
reaktionsfähige fitüel zum Besetzen von Adsorjjtionsplätzen des
Lagerstättengesteins usw.
Erfindungsgemäß verwendet man den Verdrängungskörper in einer
Menge von etwa 1-75%> vorzugsweise etwa l-20/ϋ. Dem. Verdrängun :s-
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körper kann gegebenenfalls ein Beweglichkeitspufferkörper in
einer Menge von z.B. etwa 5-lüü/ö un(A vorzugsweise etwa 1Ο-7;5/·ί
des Formationsporenvolumens f öl- en. Im alL-.umeinen ver. endet
man zum Verdrängen -ier vorher einoeprekten Körper zu der
Produktionsbohaing, aus der d;.>s Rohöl gefördert werden soll,
einen Druckwasserstrom. Der Beweglichkeitspufferkörper besteht
vorzugsweise aus einer wäßrigen Losung, die ein aie
Beweglichkeit herabsetzendes Kittel enthält, das beispielsweise die Durchlässigkeit Ie , Lagerst-ttengesteins herabsetzt
und/oder die Viskosität der wäßrigen Lösung erhöht. Beispiele von beweglickeitspuff ernden /strömungsmitteln sind
in den vorgenannten Patentschriften angegeben.
Ein wichtiger Vorteil aer . ,rf indunp; besoeht darin, dass ein
wenify..r uuiwerKLi^er 7. rur-n^un, ,nkörper verwendet; werden kann,
weil bei seiner ZuspHuaensetzung nicht berücksichtigt zu werden
braucht, anss er vor den nachteiligen ,"/irkungen der in dem
Porenwasaer enchaltenen, zweiwertigen Kationen geschlitzt
werden muß. Beispielsweise kann man eine weniger aufwendige Mizell-Lösung verwenden, wenn bekannt ist, dass das Porenwasser
die Phasenstabilität der Mizell-Lösung oder deren Viskosität nicht beeinträchtigen kann.
Die Konzentration des x'olymerisats in dem vorlaufkörper darf
nicht so hoch sein, dass es die Beweglichkeit herabsetzt. D.h., es soll zwischen dem vorlaufenden wäßrigen körper und
dem eingepreßten Verdrängungskörper kein ungünstiges Beweglichkeit
s verhältnis vorhanden sein.
Srfindungsgemäß wird somit die Gewinnung von öl aus Lagerstätten,
deren Porenwasser mindestens 500 ppm zweiwertiges r-.ytione enthält,
dadurch verbessert, d-iss zuerst ein v/aL'-ri^er Vorleufkürper
eingepreßt wird, - er ^u-2000 pj>m eines Biopolvrierisats
enthält, und a,ss danach ein VerdXkngunyiBuorper, vorzu^s.veise
eine Mizelldispersion, danach ein beweglichkeitspufferncies
jtrömungsmittel und nach diesem ein Druckwasserstrom einge-
- 6 - ORJGJäMAL INSPECTED
4098A6/0328
preßt wird. Der das Biopolymerisat enthaltende Vorlaufkörper
"isoliert" die kizelldispersion von ..lern Porenwasser, dessen
zweiwertiges Nation sonst die iv izelldispersion schädigen
würde·
iUisführunf;obeispiele
Nachstellend werden praktische Lusiührun sueispiele der Erfindung
erläutert. Dabei sind, soweit nichts anderes festgestellt
wird, alle ^rozentü.utze auf Gewichts basis angegeben.
■_us Berea-üi-JidsLein bes-.ohande i-.cvne mit einer Länge von
122 cm und einem Durchmesser von 76 mm wurde zunächst mit
,vasser ^eflutet, uns I1.1 OCO ppm OuGip enthielt, dann mit
Hohöl (Viskosität 7 el- bei 23° G) bis zur niehtreduzierbaren
Sättigung mit -;,as;jer und dann mit ^as^er, das 15 000 ppm
GaGl-, (;>41ü ppm des Ga++ Kations) enthielt, bis zur Sättigung
des restlichen üls. jaan wurden die Kerne mit folgenden Systemen
geflutet:
System 1
In den Kern wurde in einer Menge von 2% des.Porenvolumens
eine Filzell-Losung mit geschlossener ülphase eingepreßt.
Diese Mizell-Losung h?.tte folgende Zusammensetzung:
Bestandteile Gewichtsprozent
Kohlenwasserstoff:
jiohö'l iiiib einer Viskosität von
7 cP bei 23° G 38
Erdölsulfonat, .üquivalentgewicht 4-20,
Aktivität 60;o 7,6 (aktive Substanz)
Wasser mit einem Gehalt von
insgesamt 4-00 ppm an gelösten Feststoffen 52
insgesamt 4-00 ppm an gelösten Feststoffen 52
Hilfstensid (primärer Amylalkohol) 2,4
Der kiizell-Lösung folgte wasser, das 700 ppm des Polymerisats
Dow 700 Pusher enthielt. Dies ist ein teilhydrolysiertes PoIy-
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24195Α0
acrylamid von hohem Molekulargewicht (Pusher ist ein Warenzeichen
der Dow Chemical Co., Midland, kichigan, UoA)· Das
v/asser enthielt insgesamt 500 PPm an ^elösten jfeststofTen.
Das Waüser wurde eingepreßt, bis die Urproduktion aufhörte.
v/asser enthielt insgesamt 500 PPm an ^elösten jfeststofTen.
Das Waüser wurde eingepreßt, bis die Urproduktion aufhörte.
System 2
Dieses war mit dem System 1 identisch, doch Vi/urde vor der
Mizell-Lösung ein wäßriger Vorlaufkörper in einer Menge von 20/0 des Porenvolumens eingepreßt. Dieser Vorlaufkörper enthielt 500 ppm des Biolpolymerisats Kelzan-M, das in ./asser
gelöst war, das insgesamt 500 ppm gelöste feststoffe enthielt.
Mizell-Lösung ein wäßriger Vorlaufkörper in einer Menge von 20/0 des Porenvolumens eingepreßt. Dieser Vorlaufkörper enthielt 500 ppm des Biolpolymerisats Kelzan-M, das in ./asser
gelöst war, das insgesamt 500 ppm gelöste feststoffe enthielt.
System 3
Dieses war mit dem System 2 identisch, d.h., es wurde vor der Mizell-Lösung ein wäßriger Vorlaufkörper in einer i^enge von
20yo des Porenvolumens eingepreßt, doch enthielt dieser wäßrige
Vorlaufkörper kein Bio- oder sonstiges Polymerisat.
In der Tabelle I sind die Daten betreffend die mit den drei
vorstehend erläuterten Systemen erzielte Ölgewinnung angegeben,
System
Vorlaufkörper
Gesamtmenge des eingepreßten Polymerisats Porenvolumen χ ppm
Ölgewinnung
1 2
ohne
20% des Porenvolumens; mit Biopolymerisat
^o des Porenvolumens; ohne Biopolymerisat
840
737 836
30 39 31
Man erkennt aus dieser Tabelle, dass durch die Verwendung des ein Biopolymerisat enthaltenden Vorlaufkörpers die relative
0 9 8 4 6 / 0 #2~S
-i-
ölgewinnung um 30% erhöht wurde. Gegenüber dem System $
wurde die ölgewinnung um 26% erhöht. Der Vergleich des Systems
3 mit dem System 2 zeigt, dass die erhöhte Ölgewinnung nicht nur auf die Verwendung des wäßrigen Vorlaufkörpers, sondern
auf das darin enthaltene Polymerisat zurückzuführen ist. Infolge des günstigen Beweglichkeitsverhältnisses wa:? der polymer
is athaltige Vorlaufkörper des Systems 2 hinsichtlich der
Verdrängung des Poren-Salzwassers wirksamer als der wäßrige Vorlauf körper des Systems 3; er "bewirkte ferner eine Herabsetzung
der Wechselwirkung zwischen dem zweiwertigen Kation und der Mizell-Lösung. Man erkennt außerdem, dass in dem System
2 eine geringere Gesamtmenge des Polymerisats erforderlich war. Diese Gesamtmenge umfaßt in dem System 2 sowohl das Biopolymerisat
des Vorlaufkörpers als auch das Polymerisat "Pusher" in dem Beweglichkeitspufferkörper. Ein weiterer Vorteil bestand
darin, dass der Polymerisatbedarf in, dem System 2 um
mindestens 12% niedriger war als in dem Systemen 1 und 2.
Die Erfindung ist auf die vorstehenden Beispiele nicht eingeschränkt,
sondern umfaßt auch alle im Rahmen des Erfindungsgedankens liegenden Äquivalente.
409846/0321
Claims (8)
1. Verfahren zum Gewinnen von Kohlenwasserstoffen aus einer unterirdischen Lagerstätte, die Wasser enthält, das.mindestens
500 ppm zweiwertiges Kation enthält, wobei der
Lagerstätte eine Einpreßeinrichtung und eine mit dieser in Strömungsverbindung stehende Produktionseinrichtung zugeordnet sind, und wobei ein mischbarer oder ähnlicher Verdrängungskörper, der durch die zweiwertigen Kationen geschädigt wird, eingepreßt und zu der Produktionseinrichtung hin verdrängt wird, so dass Kohlenwasserstoff durch die Produktionseinrichtung hindurch gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einpressen des Verdrängungskörpers eine wäßrige Lösung, die etwa 50-2000 ppm eines Biopolymerisats enthält, in einer Menge von etwa 1-50$?
des lOrmationsporenvolumens eingepreßt wird, wobei die
wäßrige Biopolymerisatlösung eine Beeinträchtigung der
durch den Verdrängungskörper bewirkten Kohlenwasserstoffgewinnung durch die zweiwertigen Kationen verhindert.
Lagerstätte eine Einpreßeinrichtung und eine mit dieser in Strömungsverbindung stehende Produktionseinrichtung zugeordnet sind, und wobei ein mischbarer oder ähnlicher Verdrängungskörper, der durch die zweiwertigen Kationen geschädigt wird, eingepreßt und zu der Produktionseinrichtung hin verdrängt wird, so dass Kohlenwasserstoff durch die Produktionseinrichtung hindurch gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einpressen des Verdrängungskörpers eine wäßrige Lösung, die etwa 50-2000 ppm eines Biopolymerisats enthält, in einer Menge von etwa 1-50$?
des lOrmationsporenvolumens eingepreßt wird, wobei die
wäßrige Biopolymerisatlösung eine Beeinträchtigung der
durch den Verdrängungskörper bewirkten Kohlenwasserstoffgewinnung durch die zweiwertigen Kationen verhindert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem Verdrängungskörper ein Beweglichkeitspufferkörper
eingepreßt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängungskörper eine Mizelldispersion ist, die Kohlenwasserstoff,
Erdölsulfonat, Wasser und gegebenenfalls
Hilfstensid und/oder Elektrolyt enthält.
Hilfstensid und/oder Elektrolyt enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daes
der Vorlaufkörper etwa 100-1500 pp» des Biopolymerisats
enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dtr Vorlaufkörper in einer ^enge von etwa 2-25% des For-
- 11 4Ö9846/0-3 2Ö
mationsporenvolumens in die Lagerstätte eingepreßt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Biopolymerisat ein Polysachharid ist.
7· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Wasser in der Lagerstätte mindestens 1000 ppm eines zweiwertigen Kations enthält.
8. Verfahren zum Gewinnen von Kohlenwasserstoff aus einer unterirdischen Lagerstätte, die Porenwasser mit einem Gehalt
von mindestens 10ü0 ppm zweiwertiges Kation enthält, wobei der Lagerstätte eine Einpreßeinrichtung und eine mit ihr in
Strömungsverbindung stehende Produktionseinrichtung zugeordnet sind und wobei eine Hizelldispersion in die Lageräätte
eingepreßt und zu der Produktionseinrichtung hin verdrängt wird, so dass Kohlenwasserstoff durch die Produktionseinrichtung hindurch gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet,
dass vor der Mizelldispersion ein wäßriger Körper, der ein Biopolymerisat enthält, in einer Menge von etwa 1-50% des
lormationsporenvolumens eingepreßt wird.
9« Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die
Konzentration des Biopolymerisats in dem wäßrigen Körper etwa 100-1500 ppm beträgt.
409846/0328
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