DE2462298C3

DE2462298C3 - Verfahren zur Behandlung von nicht tragenden, unterirdischen Formationen

Info

Publication number: DE2462298C3
Application number: DE742462298A
Authority: DE
Inventors: Buddy Wayne Lafayette La. Anderson; Kenneth Dale Duncan Okla. Totty
Original assignee: Halliburton Co
Current assignee: Halliburton Co
Priority date: 1973-06-07
Filing date: 1974-05-24
Publication date: 1979-03-08
Also published as: MY7700232A; DE2425312A1; IE39396B1; NO139648C; FR2232672B1; IE39396L; ES427058A1; NL7407104A; NO742043L; DE2425312B2; FR2232672A1; GB1453001A; SE7407564L; IT1012850B; SE408655B; DE2462298B2; DE2462298A1; NO139648B; DK303874A; EG12072A

Description

NH₂- R₁-N-R₁ FSi(OR,),

besitzt, worin

R, ein geradkcttiger, verzweiglkeltiger oder cyclischer Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen,

R₂ Wasserstoff, ein Alkylaminresi oder ein Alkylrest mit etwa I bis 8 Kohlenstoffatomen.

R, ein geradkettigeroder verzweiglkettigerAlkylrest mit etwa ! bis 3 Kohlenstoffatomen und /ι eine ganze Zahl von 0 bis K) ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Aminosilan die allgemeine Formel

NH₂-R₄+ N -R₄J-Si(OR,,),

besitzt, worin

R₄ ein geradkettiger oder verzwcigtkettiger Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,

R₅ Wasserstoff, ein Alkylaminresi oder ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,

R,, ein Alkylrest mit 1 bis 2 Kohlenstoffatomen

und
/n eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung einer nicht tragenden, unterirdischen, von einem Bohrloch durchteuften Formation zur Verhinderung des Transports von Sandteilchen aus der Formation in das Bohrloch während der Förderung von Fluiden aus der Formation, unter Verwendung von flüssigen, wasserhaltigen Zusammensetzungen aus mindestens einem iiushärtbaren, organischen Harz mit einem Aminosilan und/oder einem aliphatischen Amin mit etwa 6 bis 20 Kohlenstoffatomen in der aliphatischen Kette, wobei die flüssige Zusammensetzung mit einer wäßrigen Trägerflüssigkeit vermischt und die Mischung in die Formation zur Bildung einer durchlässigen Packung zwischen der unterirdischen Formation und dem Bohrloch eingeführt und dort zum Aushärten gebracht wird.

Es werden häufig unterirdische Formationen, die verwendbare Fluide wie Gas, öl. Wasser usw. enthalten, angetroffen, wobei diese Teilchen aufweisen, welche aneinander mit unzureichender Bindefestigkeit gebunden sind, um den diese Fluide hervorbringenden Kräften zu widerstehen. Solche Formalionen werden als nicht tragende oder unzulängliche, unterirdische Formationen bezeichnet. Die Strömung der Fluide zu dem Bohrloch entfern! die schwach gebundenen Teilchen von ihrem Platz und trägt die Teilchen in das Bohrloch, wo die Teilchen die Pumpausrüstung abscheuern, Filter oder Siebkörbe ver-

schmutzen und die wirksame Förderoberfläche des Bohrloches vermindern können.

Eine Verfahrensweise zur Kontrolle der Bildung von Teilchen aus einer nicht tragenden, unterirdischen Formation, die von einem Bohrloch durchdrungen wird, umfaßt das Mischen von teilchenförmigen! Material mit einer Dispersion einer aushärtbaren Zusammensetzung von organischem Harz in flüssigem Kohlenwasserstoff unter Bildung einer Aufschlämmung von mit Harz überzogenen Teilchen. Die mit Harz überzogenen Teilchen werden in Kontakt mit der unterirdischen Formation unter Bildung einer durchlässigen Packung zwischen der unterirdischen Formation und dem Bohrloch gebracht. Die mit Harz überzogenen Teilchen werden mit der Formation in Kontakt gehalten, bis das Harz ausgehärtet ist.

Eine weitere Verfahrensweise zur Steuerung der Bildung von Teilchen aus einer nicht tragenden, unterirdischen Formation, welche von einem Bohrloch durchdrungen wird, schließt die Verwendung einer Dispersion einer aushärlbaren Zusammensetzung von organischem Harz in flüssigem Kohlenwasserstoff ein. Die Harzzusammensetzung besitzt eine Affinität zu den Teilchen in der unterirdischen Formation und überzieht die Teilchen der Formation, wenn die Dispersion durch die unterirdische Formation durchgepreßt wird. Das Harz wird unter Bildung einer harten Harzmatrix zur Festigung der unterirdischen Formation ausgehärtet.

Es sind viele Entwicklungen in den Verfahrensweisen zur Behandlung einer von einem Bohrloch durchdrungenen, unterirdischen Formation gemacht worden. Es wurden Spüllösungen entwickelt, um die Formation vor der Aufnahme der Bchandiungsfluidc vorzubereiten, weiterhin wurden chemische Zusatzstoffe entwickelt, um in der Formation enthaltenen Ton zu behandeln, ferner wurden Härter entwickelt, um das Harz zu hohen Festigkeiten auszuhärten, außerdem wurden Kuppelmittel und grenzflächenaktive Mittel entwickelt, um die Bindung zwischen dem Harz und den Teilchen, welche zum Zusammenpacken der Formation oder der Teilchen in der unterirdischen Formation verwendet wurden, zu verbessern.

Viele der Behandlungsmethoden zur Steuerung der Förderung von Teilchen aus einer nicht tragenden, von einem Bohrloch durchdrungenen, unterirdischen Formation schließen die Verwendung eines flüssigen Kohlenwasserstoffes ein, um die flüssige Harzzusammensetzung in Kontakt mit der unterirdischen Formation zu bringen. Flüssige Kohlenwasserstoffe sind jedoch teuer, und ein beträchtlicher Anteil der durch Chemikalien hervorgerufenen Kosten trat bei der Behandlung von nicht tragenden, unterirdischen Formationen auf. Mit dem zunehmenden Wert von flüssigen Kohlenwasserstoffen und zunehmenden Nachfragen nach flüssigen Kohlenwasserstoffen, so daß bei flüssigen Kohlenwasserstoffen jetzt Versorgungsschwierigkeiten auftreten, ist es daher wünschenswert, einen Ersatz für den flüssigen Kohlenwasserstoff zu finden, ι der bei Methoden zur Behandlung einer unterirdischen, von einem Bohrloch durchdrungenen Formation verwendet wird, um hierin die Förderung von Teilchen aus der Formation zu steuern.

Aus der US-Patentschrift 23 7H 817 ist eine Arbeite- ι weise zur Verfestigung von unterirdischen Formationen bekannt, wobei eine Lösung eines Phenol-Formaldehyharzes mit einem Aminbcnelzungsmittel verwendet wird. Hierbei handelt es sich jedoch um eine »Einphasenlösung«, außerdem ist angegeben., daß die Teilchen der Formation vorher getrocknet und eventuelles Wasser entfernt werden soll. In dieses Dutckschrift ist daher nichts über die Verwendung einer eine wäßrige Phase enthaltenden Verfestigungsflüssigkeit ausgesagt. Aus der US-Patentschrift 36 25 287 ist zwar die Verwendung eines Harzes in wäßriger Lösung bekannt, jedoch handelt es sich hierbei nicht um eine Dispersion, und es ist eine Vorspülung sowie eine Nachspülung mit Dieselöl erforderlich. Weiterhin ist aus der österreichischen Patentschrift 2 67 447, der DE-Auslegeschrift 12 40011 und der DE-Auslegeschrifl 12 28 569 die Verwendung von Aminosiianen als Vorspülung oder Nachspülung bei der kombinierten Anwendung mit einer Harzlösung bekannt, hierbei handelt es sich jedoch ebenfalls nicht um wäßrige Dispersionen des flüssigen Harzes und dcsAminosilans.

Es wurde nun gefunden, daß eine flüssige Harzzusammensetzung, welche ein aushärtbares, organisches Harz und ein Aminosilan, ein aliphatisches Amin mit etwa 6 bis 20 Kohlenstoffatomen in der aliphatischen Kette oder Mischungen hiervon enthält, in einer wäßrigen Trägerflüssigkeit dispergiert werden kann, und daß die flüssige Harzzusammensetzung eine Affinität für Kieselerde (Siliziumdioxid) besitzt, so daß die flüssige Harzzusammensetzung einen Harzüberzug auf Kieselerde bildet, wenn die Dispersion in Kontakt mit Kieselerde gebracht wird. Eine solche Harzzusammenselzung bildet einen überzug auf der Kieselerde, der nicht klebrig ist und der zu einem Harz mit hoher Festigkeit ausgehärtet werden kann. Das erfir.dungsgcmäße Verfahren zeichnet sieh daher dadurch aus, daß die flüssige Zusammensetzung in der wäßrigen Trägerflüssigkeit dispergiert wird, daß diese Dispersion in die unterirdische Formation unter Bildung einer Matrix eingebracht wird, und daß die Matrix in der unterirdischen Formation bis zum Aushärten der flüssigen Harzzusammensetzung gehalten wird.

Bei dem Verfahren wird die flüssige Harzzusammensetzung in der wäßrigen Trägerflüssigkeit mit einer Konzentration innerhalb des Bereiches von etwa 20 bis 200 und vorzugsweise 20 bis 100 Gew.-Teilen flüssiger Harzzusammensetzung oder mit einer Konzentration von 0,5 bis 10 Gcw.-Teilen auf 100 Gew.-Tcile wäßriger Flüssigkeit dispergiert.

Andere Komponenten können in die wäßrige Trägerflüssigkeit oder in die flüssige Harzzusammensetzung eingegeben werden. Ein grenzflächenaktives Mittel kann zu der wäßrigen Flüssigkeit zugesetzt werden, um die Umwandlung der Dispersion zu einer Emulsion zu verhindern. In die wäßrige Trägerflüssigkeit oder in die Harzzusammensetzung können Chemikalien zur Kontrolle von Ton eingegeben werden. Die Viskosität der Harzzusammensetzung kann mit Verdünnungsmitteln eingestellt werden. Grenzflächenaktive Mittel können in das Harz eingegeben werden, um die Bindung zwischen dem Harz und der unterirdischen Formation zu verbessern. Hierbei handelt es sich jedoch nicht um eine vollständige Aufzählung von Bestandteilen, welche gegebenenfalls oder vorteilhafterweise in die wäßrige Trägerflüssigkeit oder in die flüssige Harzzusammensetzung eingegeben werden können.

Aminosilane, aliphatisch^ Amine mit etwa 6 bis 20 Kohlenstoffatomen in der aliphatischen Kette

und Mischungen hiervon sind innerhalb des Bereiches von etwa 0,1 bis 10 und vorzugsweise etwa 0,5 bis 5 Gewichtsteilen Aminosilan, aliphatischen! Amin mit etwa 6 bis 20 Kohlenstoffatomen in der aliphatischen Kette oder Mischungen hiervoi auf 100 Gew.-Teile aushärtbarem, organischem Harz vorteilhaft. Vorteilhafte Aminosilane wercicn durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben:

If)

worin ι ■>

R, ein geradkettiger. verzweigtkettiger oder cyclischer Alkylrest mit etwa 1 bis 8 Kohlenstoffatomen ist,

R₂ Wasserstoff, ein Alkylaminrest oder ein Alkylrest ist, in welchem das Alkylamin oder der Alkylrest etwa 1 bis 8 Kohlenstoffatome besitzen,

R, ein geradkettiger oder verzweigtkettiger Alkylrest

mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen ist und
η eine ganze Zahl von 0 bis 10 bedeutet.

Von der oben angegebenen, allgemeinen Formel (1) umfaßte Aminosilane sind z. B. gamma-Aminopropyltriäthoxysilan, N -beta-(Aminoä thy I (-gamma- aminopropyltrimethoxysilan, N-beta-(Aminoäthyl)-N-beta-(aminoäthyl) - gamma - aminopropyltrimethoxysilan. so N - beta -(Aminopropyl) - N - beta - (aminobutyl) - gamma - amino- propyltriäthoxysilan und Di-N-(betaaminoäthyl)-gamma-amino-propyltrimethoxysilan.

Die bevorzugten Aminosilane werden durch folgende allgemeine Formel wiedergegeben: r>

NH; R₄- N — Rr-

R₄ ein geradkettiger oder verzweigtkettiger Alkylrest

mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist.
R₅ Wasserstoff, ein Alkylaminrest oder ein Alkylres!

ist, bei welchem der Alkylamin- oder Alkylrest

etwa 1 bis 4 Kohlenstoffatome besitzt.
R,, ein Alkylrest mit 1 bis 2 Kohlenstoffatomen

ist und
in eine ganze Zahl von I bis 4 bedeutet.

Durch die allgemeine Formel (2) umfaßte Aminosilane sind z. B. N-beta-(Aminoäthyl)-gamma-aminopropyltrimethoxysilan, N-beta-(Aminoäthyl)-N-beta-(aminoäthyl) - gamma - aminopropyltrimethoxysilan und N - beta - (Aminopropyl) - gamma - aminopropyltriäthoxysilan.

Brauchbare aliphatische Amine sind aliphatische Amine mit etwa 6 bis 20 und vorzugsweise etwa 8 bis 18 Kohlenstoffatomen in der aliphatischen Kette. Beispiele solcher vorteilhaften Amine sind: Octylarnin, Kokosnußölamin, Sojabohnenölamin, Talgarnin, Oleylamin, Caprylamin. n-Tetradecylamin. Palmitylamin, Octadecylamin, Stearylamin, Laurylaminacetat. Palmitylaminacetat, Stearylaminacelat. primäres Aminacetat. welches von Kokosnußfeltsäuren abstammt, primäres Aminacetal. welches von Talgfettsäuren abstammt, primäres Aminacetal. welches von Sojabohnenfettsäuren abstammt, Sojatrimethylammoniumchlorid, Dikokosnußdimethylamrrioniumchlorid. Talgtrimethylammoniumchlorid, Lauryltrimethylammoniumchlorid. Palmityltrimethylammoniumchlorid. Stearyltrimethylammoniumchlorid. Kokosnußtrimethylammoniumchlorid. das Reaktionsprodukt von Sojabohnenölamin und 5 Mol Äthylenoxid und das Reaktionsprodiikt von n-Octadecylamin mit 5 Mol Äthylenoxid.

Brauchbare, aushärtbare, organische Harze sind bei 27 C flüssig, und sie werden durch Erhitzen des Harzes oder durch Inkontaktbringen des Harzes mit einem Härter ausgehärtet. Beispiele von im Handel erhältlichen, brauchbaren Harzen sind Epoxyharze. Phenolaldehydharze. Furfurylalkoholharze und Harnstoffaldehydharze. Diese Harze sind mit verschiedenen Viskositäten erhältlich, welche von dem Molekulargewicht des Harzes und der Konzentration des mit dem Harz vermischten Verdünnungsmittel abhängen. Die Verwendung von Harzen oder Harz-Verdünnungsmittclgemischen. die eine Viskosität bei 27 C von etwa 5 bis 20 000 Centipoise (cP) besitzen, sind bevorzugt. Die am meisten bevorzugten Harze und Harz-Verdünnungsmittelgemische besitzen Viskositäten bei 27 C von etwa 10 bis 500 cP. Die bevorzugten Harze sind Epoxyharze. Phenolformaldehydharze. Harnstoff-Formaldehydharze und Furfurylalkoholharze. wobei ihre Viskosität 5 bis 50 00OcP bei 26.7 C betragen kann.

Härter für die flüssigen, organischen Harze können in die Harzzusammensetzung eingegeben werden, oder die Harzzusammenselzung kann mit einem Härter in Kontakt gebracht werden, nachdeni das Harz in Kontakt mit der nicht tragenden, unterirdischen Formation gebracht worden ist. In die Harzzusammensetzung eingegebene Härter werden so ausgewählt, daß die Harzzusammensetzung ausgehärtet wird, nachdem die Harzzusammensetzung in Kontakt mit der nicht tragenden, unterirdischen Formation gebracht worden ist. In die Har/zusamrncnsctzung eingegebene Härter sollten weiterhin so ausgewählt werden, daß der Härter eine begrenzte Löslichkeit in der wäßrigen Trägeiflüssigkeit besitzt.

Geeignete Härter für Epoxyharzzusammcnsetzungen können, wobei dies jedoch keine Einschränkung bedeutet. Aminhärter wie Dimethylaminoprop)lamin. Benzyldimethylamin. Diäthylaminopropylamin. Diäthyltriamin. Metaxyloldiamin, Mctaphenylendiamin, Diaminodiphenylmethan. Piperidin. Tridimethylaminomcthylphenol, saure Anhydridhärter wie Oxalsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid. Pyromellitsäuredianhydrid, Dodecinylbernsteinsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid und Methylbicyclo-(2,2.1)-5-hepten-2,3-dicarbonsäureanhydrid sowie Polymercaptanhärter umfassen.

Geeignete Härter zur Eingabe in Furfurylalkohol-, Phenolaldchyd- und Harnstoffaldehydharzzusammensetzungen können, wobei dies jedoch keine Einschränkung bedeutet. Hexachloraceton, 1.1,3-Trichlortrifiuoraceton. Benzotrichlorid, Benzylchlorid und Benzalchlorid umfassen.

Geeignete Härter zum Aushärten von Furfurylalkohol-. Phenolaldehyd- und Harnstoffaldehydharz-7iisammensetzungcn durch Inkoniaktbringen dieser Harzzusainmensetzungcn mit dem Härter können, wobei dies jedoch keine Einschränkung bedeutet. Acylhalogcnidvcrbindungcn wie Phthaloyk Fumaryl-Lt η ti Benzoylchlorid. haloszoniertc. organische Säuren

und sä iirebildcndc Chemikalien wicTrichloressigsäure. Hexachloraeelon. Benzotrichlorid Essigsäure und Ameisensäure sowie anorganische Säuren wie Salzsäure umfassen.

Brauchbare. väUrige ; iu>sigkeilen sind wäßrige "> Flüssigkeiten, welche keine Verunreinigunyen liii-Ί'Ιΐι.". '.Uc die nicht tragende, unterirdische, zu ncli.indelnde Formalion verstopfen. Oberflächenwasser. Seewdsscr und aus unterirdischen Formationen ;:>-f(>idenes Wasser haben sich alle als brauchbar i" herausgestellt. Der pH-Wert der wäßrigen Trägerfui.ssigkca ist wesentlich. Die Säure in einer wäßrigen Flüssigkeit, welche einen niedrigen pH-Wert aufweist, kann die Leistungsfähigkeit der Aminoverbindungen herabsetzen, wodurch die Verwendung von höheren r> Konzentrationen an Aminoverbindungen erforderlich ist. als sie sonst in neutralen oder basischen, wäßrigen Flüssigkeiten erforderlich wären.

Weiterhin wurde gefunden, daß grenzflächenaktive Mitte! in die flüssige Harzzusammenseizung einge- -'<> geben oder mit der wäßrigen Flüssigkeit vermischt werden können, um die Festigkeit des ausgehärteten Harzes zu erhöhen und zu verhindern, daß das Harz klebrig wird, so daß die mit Harz überzogenen Teilchen nicht aneinander kleben. Kationische, grenz- 2; fiächenak ti ve Mittel sind als nicht em ulgierende. grenzflächenaktive Mittel bekannt und sie können in das Trägerfluid oder in die Harzzusammensetzung eingegeben werden, um zu verhindern, daß die Dispersion der in dem Träger dispergierten Harzzus^mmen- in setzung zu einer Emulsion umgewandelt wird. Die Konzentration von grenzflächenaktivem Mittel ist wesentlich. Eine niedrige Konzentration von grenzflächenaktivem Mittel ist vorteilhaft, und die Vorteile nehmen im allgemeinen mit der Konzentration zu. j> Jedoch kann eine hohe Konzentration an grenzflächenaktivem Mittel schädlich sein. Die brauchbare Konzentration von grenzflächenaktivem Mittel kann jedoch durch Versuch festgestellt werden. Brauchbare, kationische, grenzflächenaktive Mittel sind im Handel in Form von vielen Erzeugnissen mit Warenbezeichnungen erhältlich.

Verdünnungsmittel zur Steuerung der Viskosität des aushärtbaren. organischen Harzes haben sich ebenfalls als vorteilhaft herausgestellt. Die Stärke des -n Harzüberzuges auf der Silikatoberfläche kann teilweise durch die Viskosität der flüssigen Harzzusammensetzung gesteuert werden. Die pro Volumen des Harzes bedeckte Oberfläche, die entstehende Permeabilität einer mit Harz beschichteten Matrix >o und die Festigkeit der mit Harz beschichteten Matrix sind Funktionen der Stärke des Harzüberzuges. Reaktionsfähige Verdünnungsmittel werden oft zur Steuerung der Viskosität von Harzzusammcnsclzungen. welche zur Steuerung der Förderung von Teilchen v, aus nicht tragenden, unterirdischen Formationen verwendet werden, bevorzugt.

Weiterhin ist es vorteilhaft, ein Verdünnungsmittel mit einer begrenzten Löslichkeit in dem Trägerfluid auszuwählen. Die Trägerflüssigkeit konkurriert mit μ dem Harz für das Verdünnungsmittel, und sie kann einen Teil des Verdünnungsmittels aus der hierin dispergierten Harzzusammensetzung auflösen. Durch Einstellen der Konzentration der partiell löslichen Verdünnungsmittel und der partiell löslichen Kornponenten des Harzes kann die Viskosität der flüssigen Harzzusammensetzuns. die in der wäßrigen Flüssigkeit dispergiert ist. gesteuert werden. Die Viskosität der Harzkomponenie bcsiimml teilweise die Oberfläche. "'Tlelie das Harz überziehen kann, und die Permeabilität der mit dem Hur⁷ überzogenen Matrix.

Geeignete Verdünnungsmittel für Epoxyharze können, ohne daß dies eine Einschränkung bedeutet. Styroloxid, Octvlenoxid. Furfurylalkohol. Phenole. Furfural, flüssige, aus der Reaktion von Fpichlorhydrin und Monohydroxylverbindungcn abslammende Mi liuepoxide wie AMylglycidyläther. Butylglycidyläther und Phcnylglycidylälhcr sowie flüssige l>iepoxiuc. z.B. den Diglydicylälher von Resorcin, umlassen.

Geeignet Verdünnungsmittel für Furfurylalkoholharzc. Phenoialdeydhar'c und Harnstoffaldehydharze umfassen, ohne daß dies eine Beschränkung sein soll. Furfurylalkohol. Furfural. Phenol und Krcsol.

Andere Behandlungschernikalicn für nicht tragende, unterirdische Formalionen sind ebenfalls brauchbar. Vorspülungen zum Konditionieren der nicht tragenden Formation und Chemikalien zur Beeinflussung von Ton sind Beispiele solcher brauchbaren Bchandlungschemikalicn.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Es wurde ein Furfurylalkoholharz mit grenzflächenaktiven Mitteln. Verdünnungsmitteln und verschiedenen Aminosilanen untersucht, um den Einfluß dieser Komponenten auf eine Dispersion von Furfurvlalkoholharz in einer wäßrigen Trägerflüssigkeit zu bestimmen. Das Furfurylalkoholharz besaß eine Viskosität bei 25 C im Bereich von etwa 240 bis44OcP, ein spezifisches Gewicht im Bereich von etwa 1,205 bis 1.220. einen pH-Wert im Bereich von etwa 4 bis 4,8 und ein Durchschnittsmolekulargewicht von etwa 225. 121 g dieses Harzes wurden homogen mit den in der folgenden Tabelle 1 angegebenen Konzentrationen mti Aminosiianen. Verdünnungsmitteln und grenzflächenaktiven Mitteln vermischt. 5,5 g dieser Harzmischungen wurden dann mit 0.66 g Hexachloraceton als Härter für das Harz, gemischt. Dieses Gemisch wurde dann in 400 ml einer wäßrigen Trägerflüssigkeit dispergiert. welche frisches Wasser vermischt mil 5 Gew.-Teilen Natriumchlorid auf 100 Gew.-Teile Wasser war. 48 g eines weißen Sandes mit einer Siebmaschenweite von 0.42 bis 0.25 mm wurde mit der Dispersion vermischt, und dieses Gemisch wurde für eine Zeitdauer von 30 Minuten unter Erhitzen des Gemisches mit konstanter Geschwindigkeit von 22.2 C auf 40.6 C gerührt. Der Sand wurde dann untersucht, um festzustellen, ob das Harz den Sand überzogen hatte. Der mit Harz beschichtete Sand wurde dann in ein Glasrohr mit einem Innendurchmesser von 22,3 mm bis zu einer Höhe von 88,9 mm gepackt. Die wäßrige Trägerflüssigkeit wurde durch die Packung durchgespült, um den Verlust von Trägerfluid in einer Formation zu simulieren, und die Probe wurde in einem Bad von 60⁰C während 24 Stunden ausgehärtet. Die Proben wurden dann auf 26,7^C C abgekühlt und es wurden Druckfestigkeitsmessungen durchgeführt.

Die Werte in der Tabelle 1 zeigen, daß mit Aminosilanen vermischtes Furfurylalkoholharz in einer wäßrigen Trägerflüssigkeit dispergiert werden kann und daß die entstandene Harzzusammensetzung eine Affinität auf Kieselerde (Quarz) besitzt, so daß die Harz-

zusammensetzung einen Harzüberzug auf KieselerdeoberfUiehen bildet, wenn das Harz in Kontakt mit der Kieselerde (dem Quarz) gebracht wird.

Diese Werte zeigen weiterhin, daß eine mit einem Oemisch von Fiirfurylalkoholharz und einem Amino-

10

silan überzogene Sandpackung zu einer Matrix mit hoher Festigkeit ausgehartet werden kann und daß ein grenzflächenaktives Mittel zu dem Harzgemisch zur Verbesserung der Druckfestigkeit einer mit Harz überzogenen Sandpackung zugesetzt werden kann.

Tabelle I

Hinlluß von Aniinosilan. Verdünnungsmittel und gren/flüehenaklivem Mittel auf die Beschichtung Lind die Festigkeit

!■urfunil

Millet*!

licschichiunusruhiukcii

Druckfestigkeit

nach 24 h Aushürmnt;

hei HI C

Ikp cm-' bei 26.7 Cl

NH₂(CH₂I₁Si(OC₂H₅).,

0,95 113 0,96

0,95 113 keines

0,95 keines 0.96

0,95 keines keines

NH₂(CH₂)₂NH(CH.,).,Si(OCH.,).,

0.95 113 0,96

0.95 113 keines

0.95 keines 0.96

0.95 keines keines

NH₂(CH₂I₂NH(CH₂I₂N H(CH₂).,Si(OCH.,).,

kein Silan

keines

113
113

keine-;
keines

113
113

keines
keines

0.96
keines
0,96
keines

0,96
keines
0,96
keines keine
keine
gut
keine

gut
gut
gut
gut

gering
keine
keine
keine

keine keine 108.6 keine

85.8

58.5

182,5

168.9

97.4

77.0

276.2

1X2.3

>7.0 keine keine keine

*l Das grcn/.flächcnuklivc Millet ist ein handelsübliches Gemisch von qualcrnärcn Aminen und Verdünnungsmitteln.

Beispiel 2

Eine aus 12Ig des in Beispiel I verwendeten Furfurylalkoholharzes, 113 g Furfural und der in der folgenden Tabelle II aufgeführten Konzentration an -,o grenzflächenaktivem Mittel bestehende Harzzusammensetzung werden mit dem in der Tabelle Il angegebenen Silan zur Bestimmung des Einflusses der in der Tubelle Il gezeigten Silane auf die Fähigkeit des Furfurylalkoholharzes zum überziehen von Kieselerdeteilchen vermischt. Diese Ur.tersuchungsreihe wurde nach der in Beispiel I beschriebenen Arbeitsweise mit der Ausnahme durchgeführt, daß das wäßrige Trägerfluid frisches Wasser war und kein Härter mit dem Harz vermischt worden war. μ

Die Werte in Tabelle Il zeigen die Beschichtungseigenschaften einer Harzmischung, weiche Aminosilane enthält. Harze, welche wenigstens zwei Aminogruppen aufweisende Aminosilane enthalten, besitzen gute Uberzugseigenschaften, während ein Aminosilan b5 mit nur einer Aminogruppe die Bcschichtungsfähigkeit eines Harzes dann fordert, wenn es zu der Harzformulierung in hoher Konzentration zugegeben wird.

Silane, welche keine Aminogruppen enthalten, besitzen keinen Einfluß auf die Fähigkeit des Harzes zum Beschichten von Kieselerdetcilchen, falls sie nicht in Kombination mit einem kationischen, grenzflächenaktivem Mittel verwendet werden. Kationische, grenzflächenaktive Mittel verbessern die Fähigkeit einer Silane enthaltenden Harzzusammensetzung zum überziehen von Kieselerdeteilchen.

Tabelle II

Einfluß von verschiedenen Silanen auf die Beschichtung

Silan	Grenzflächen	Fähigkeit
	aktives Mitlcl*l	zum überziehen
(Ul
CH₃Si(OCH₃J₃
1,21	0,95	gut
1,21	keines	keine
8.47	keines	keine

I l-'ortsel/ιιημ	(ireii/lliichet)'	l'iihigkL'it
i Silan	aktives Mittel*)	/um Dhcr/iehci
Ϊ I^ I
1 CH₃Si(OC₂Hs)₃	0,95	gut
i 1.21	keines	keine
I 1,21	keines	keine
' 8.47
I C₅H_nSi(OC₂H₅).,	0,95	gut
! '·^:1	keines	keine
ρ 1,21	keines	keine
I 8.47
^ C_nH₅Si(OC₂H,),	0,95	gut
i; 1,21	keines	keine
L 1,21	keines	keine
\|i 8,47
f C₂H₃Si(OC₂Hs)₃	0,95	gut
Ii 1,21	keines	keine
I· 1,21	keines	keine
i· 8,47

C₂H₁Si(CH₃CO₂).,
1,21 0,95

1,21 keines

8,47 keines

HS(CH₂I₃Si(OCH₁),
1,21 0,95

1,21 keines

8,47 keines

gut

keine

JJUt

keine keine

0—CH₂-CHCH₂O(CH₂I₃Si(OCH₃), 1.21 0,95 gut

1,21 keines keine

8,47 keines keine

(CHj)₂Si(OCHj)₃

1,21	0,95	gut
1,21	keine:.	keine
8,47	keines	keine

Silan

(ircn/llächcn- l'ähi)"kei(

aktives Millcl*! /um Überziehen

CH₂OCH₃CO₂(CH₂),Si(OCH₃),

1,21 0.95 gering

1,21 keines keine

8.47 keines keine

NH₂(CH₂I₂Si(OC₂Hj)₄

1,21 0,95 ausgezeichnet

,.- 1,21 keines gering

8,47 keines gut

NI I₂(CH₂), N H (CH₂).,Si(OCH₃)₃
1,21 0,95

1,21 keines

ausgezeichnet
ausgezeichnet
8,47 keines ausgezeichnet

NH₂(CH₂)₂NH(CH,)₂NH(CH,)₃Si(OCH₃)₃
1,21 0,95 ausgezeichnet

1,21 keines ausgezeichnc'

8,47 keines ausgezeichnet

*) Bei dem grenzflächenaktiven Mittel handelt es sich um ein handelsübliches Gemisch von . .Mcrnärcn Aminen und Verdünnungsmitteln.

Beispiel 3

Die Druckfestigkeit einer mit Furfurylalkoholharz überzogenen Sandpackung, welche nach der in Bei-

j5 spiel 1 beschriebenen Arbeitsweise hergestellt worden war und vergleichbarer Furfurylalkoholharzzusammensetzungen, welche die in der folgenden Tabelle III aufgeführten Silane enthielten, wurden gemessen. Bei dem wäßrigen Trägerfluid in diesem Beispiel

4n handelte es sich um frisches Wasser, welches 0,25 Gew.-Teile einer handelsüblichen Mischung von quaternären Aminen und Verdünnungsmitteln auf 100 Gew.-Teile Wasser enthielt. Die Harzzusammensetzung war ein Gemisch, welches 0,95 g der in der Tabelle III angegebenen Silane, 121 g des Furfurylalkoholharzes, das in Beispiel 1 verwendet wurde, 113g Furfural und 0,96 g eines handelsüblichen, grenzflächenaktiven Mittels in Form einer Mischung von quaternären Aminen und Verdünnungsmitteln enthielt.

Die Werte der Tabelle III zeigen, daß Silane ohne Aminogruppen nur mit Harz überzogene Sandpackungen geringer Festigkeit bilden, und daß die Festigkeit einer mit Harz überzogenen Sandpackung mit der Anzahl von Aminogruppen in der Silanstruktur ansteigt.

Tabelle Hi

Einfluß von verschiedenen Silanen auf die Festigkeil

Silan

Druckfestigkeit nach
einem Aushärten
von 24 h bei 60 C

(kp/cnr bei 26,7 C)

CH₃Si(OCH₃)₃ CH₃Si(OC₂H₅I₃

<7,0 <7,0

Fortsei /ling

Sihin

I)i'iii_kTesiiiikcii muli tiMcn' Aushärten
Min :4 Ii Ivi Ml C

lk|i cnr Uv 2<>.7 Ci

C₅G₁₁Si(OC₂H₅).,

C₂HjSuOC₂H₅I.,
C₂H,Si(OCH.,CO₂).,
Ci(CH,.1.,Si(OCH.,).,
HS(CH, J₁Si(UCH,).,

O CH₂-CHCH₂O(CH₂).,Si(OCH.,b

^ -(CH,),Si(OCH.,).,
O

NH₂(CH₂).,Si(OC₂H₅).,
NH₂(CH₂I₂NH(CH₂)JSi(OCH.,).,
NH₂(CH₂I₂N! KCH₂I₂NH(CH.-, 1.,Si(OCH.,).,

< 7.0 <7.0

< 7.0

- 7.0 <7.0

41.5
58.5
77.0

Beispiel 4

Die Löslichkeit einer in einer wäi3rigen Trägerlösung dispergierten Harzformulierung wird bei verschiedenen Temperaturen bestimmt. Bei dieser Untersuchungsreihe wurde die Harzzusammensetzung durch Vermischen von 49,5 Vol.-Teilen des in Beispiel 1 verwendeten Furfurylalkoholharzes mit 49,5 Vol.-Teilen Furfural, 0,5 Vol.-Teilen N-beta-(Aminoäthyl)-gamma-aminopropyltrimethoxysilan und 0,5 Vol.-Teilen einer 'Handelsüblichen Mischung von quaternären Aminen und Verdünnungsmitteln pro 100 VoI.-Teile der Harzzusammensetzung hergestellt. Die wäßrige Trägerlösung war frisches Wasser, worin 8 VoI.-Teile Natriumchlorid, 0,5 Gew.-Teile Calciumchlorid, 0,2 Gew.-Teile Magnesiumchlorid und 0,25 Vol.-Teile einer handelsüblichen Mischung von quaternären Aminen und Verdünnungsmitteln pro 100 Vol.-Teile frisches Wasser aufgelöst waren. Die Werte der folgenden Tabelle IV zeigen die partielle Löslichkeit der in der Salzlösung dispergierten Harzzusammensetzungen. Es ist ersichtlich, daß die Löslichkeit der Harzzusammensetzung in der Salzlösung nicht proportional zu der Konzentration der

r> in der Salzlösung dispergierten H:irzzusammensetzungen ansteigt und daß mehr als etwa 20 Gew.-Teile der in der wäßrigen Trägerflüssigkeit dispergierten Harzzusammensetzung erforderlich sind, um die Viskosität der Harzzusammensetzung aufrechtzuerhalten.

4(i Daher wird die Viskosität der Harzzusammensetzung weniger reduziert, wenn die Konzentration der in der Salzlösung dispergierten Harzzusammensetzung erhöht wird. Diese Werte zeigen fernerhin, daß die wäßrige Trägerflüssigkeit partiell in der flüssigen Harzzusammensetzung löslich ist und daß das Volumen der Harzzusammensetzung durch die wäßrige Trägerflüssigkeit, welche sich in der flüssigen Harzzusammensetzung auflöst, erhöht werden kann.

Tabelle IV

Viskosität und Verteilung von Harz in einer wäßrigen Phase

Harzmischunii. Vol.-Tcilc Harzmischung pro IGO Teile von Harz-Salzlösungs gemisch	Temperatur der Fluide ( C)	Vol.-Teile Harz pro 100 Teile in der Salzlösung aufgelöstem Harzgemisch	Viskosität des Harzes welches sich nicht in der Salzlösung auflöste IcP)
5	40,6		—
IO	40,6	60	>IOO0
20	40.6	27	32
30	40.6	-(12) tritt in das Harz ein	37

15	24	I einpcrauir der ! linde ι (I	62 298	16
Fortscl/unu		60.0
Jtur/nii't Ium·;. VoI - lcik- 1 lar/miNchuni: pro HH) i eile \»»ii 11.ii /-Vil/lÜNiinüN- ücniiNLli	60.0	Vol.-"! eile Mar/ pn· I'*' 1 cili: in der Sal/ΙοΜΐημ aufiiclösicni I lar/^cniisch	\ isWisiiül des Mar/ welches sich nichi in iler Salzlösung aiillöslc lcl'i
	60.0
IO	60.0	57	> KKK)
20	93.3		4»)
30	93.3	20	46
	93.3
IO	93.3	52	Xl 3
20	23	5X
30	20	40.5

Beispiel 5

Die Druckfestigkeit und die Permeabilität einer Sandpackung, welche mittels des in Beispiel 4 verwendeten Harzes konsolidiert und auf 93,3 C erhitzt worden war. wurden bestimmt. Nachdem die Harzzusammensetzung in der Salzlösung dispcrgicrt worden war. wobei diese 20 Gcw.-Teile und 30 Gew.-Teilc Harz pro KX) Gew.-Teile der Harz-Salzlösungsmischung enthielt, wurden sie auf 93.3 C erhitzt, und die Löslichkeiten wurden nach der in Beispiel 4 so beschriebenen Arbeitsweise bestimmt. Die Dispersionen wurden durch eine Packung von mit Salzlösung benetztem Sand durchgespült, um das Harz auf der Sandpackung aufzuschichten. Bei der Sandpackung handelte es sich um eine Packung von r, weißem Sand mit einer Maschenweite von 0.21 bis 0.089 mm, der in einem Glasrohr mit einem Innendurchmesser von 22,3 mm bis zu einer Höhe von 88,9 mm aufgeschichtet war. Das Harz wurde durch Durchspülen von 200 ecm einer 7,5%igen wäßrigen 4» Lösung von Salzsäure in frischem Wasser, erhitzt auf 93,3 C. durch die Sandpackung ausgehärtet. Die zur Aushärtung der Harzzusammensetzung verwendete Lösung enthielt 0,1% eines Saureinhibitors, um die Korrosionsfähigkeit der Säure gegenüber den Metallbestandteilen des Untersuchungssystems zu reduzieren. Die verfestigte Sandpackung wurde 16 Stunden bei 93,3 C ausgehärtet und dann auf Zimmertemperatur zur Messung der Permeabilität und der Festigkeiten abgekühlt.

Die Werte der folgenden Tabelle V zeigen, daß eini in einer wäßrigen Träg'Tflüssigkcit dispergierte Harz zusammensetzung >:urch eine Sandpackung zur Kon sondierung dieser Sandpackung zu einer permcablci Matrix durchgespült werden kann. Bei dieser Unter suchung wurde die Festigkeil der konsolidierte! Matrix und die Permeabilität der konsolidierte! Matrix durch Steigerung der Konzentration der ii der wäßrigen Trägerflüssigkeit dispergiertcn Harz zusammensetzung erhöht.

Tabelle V

Festigkeit und Permeabilität einer Sandpackung welche mit in Salzlösung dispcrgiertem Harz ver festigt wurde

Mar/ (Cicw.-Teile	Diuckresiiukeii	Pcimcahililäl	innerer
aiii HMKiew.-Teile	nach Ifislündiüem		Teil
des Har/-Sal/-	Aushärten	ti he! er
lösiinirs-	bei 93.3 C	Teil
yemischesi		iDarciesi
	Ikp cm~' bei		2.6
	2fi.7 Ci		3,15
20	100.6	3.35
30	114,8	4,6

Beispiel 6

Die Fähigkeit von Epoxy- und Phenolformaldehydharzzusammensetzungen zum überziehen von Kieselerdeteilchen und die Festigkeit einer Packung der mit dem Harz überzogenen Teilchen wurde bestimmt. Diese Untersuchung£reihe wurde nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise durchgeführt. Das Phenolformaldehydharz besaß eine Viskosität bei 37,8° C von etwa 1000 cP und einen pH-Wert von etwa 6,8. Das Epoxyharz besaß eine Viskosität bei 26.7 C" von etwa 100 bis 16OcP und enthielt keine Verdünnungsmiitcl. Der Härter für das Epoxyharz war ein handelsüblicher Polymercaptanhärter. Der Härter für das Phenolformaldehydharz war Hexachloraccton. Das Verdünnungsmittel für d;is Epoxy- und Phenolformaldehydharz war Furfural. Bei beiden aminopropyltrimethoxysilan.

Die Werte der folgenden Tabelle VI zeigen, daß di Epoxy ha rzzusammcnsetzungen und die Phenolform aldehydharzzusammensetzungen in wäßrigen Träger fluidcn dispergiert werden können, und daß diese ii den wäßrigen Trägerfluiden dispergierten Harzzu sammensetzungen eine Affinität für Kieselerdeober

bo flächen besitzen, so daß sie überzüge auf den Kiesel erdeoberflächen bilden. Diese Werte zeigen ebenfalls daß Epoxy- und Phenolformaldehydharzzusammen Setzungen, welche Aminosilane mit wenigstens zwe Aminogruppen besitzen, überzüge auf Sandteilchei

tn bilden, so daß eine Packung der mit Harzbeschichletei Siindteilchen hohe Festigkeiten nach dem Aushärtei besitzt.

909 610/23;

17 18

Tabelle VI

Eiinfluß von Verdünnungsmittel, Silan und grenzflächenaktivem Mil-cl auf die Beschichtung und die

von Epoxy- und Phenolformaldchydharzen

I!ärlcr

IuI

Verdünnungsmittel

SiLm

IgI (iren/llächcnakli\e> Mittel*!

Fähigkeit /um
Beschichten

Druck fciiukcit nach 2-1 h Aushärten bei 7y C^-

(kp cm- hei 26.7 C

Epoxy	120	16	113
116,4	120	16	113
116,4	keiner	16	113
116,4	keiner		keines
116,4	Phenolformaldehydharz
	121	113
121	113
121	113

0,95
keines keines keines

0,95
0,95
keines 0.96
0.96
keines
keines

0,96

keines

gut
gut
gut
keine

gut
gut

Ulli

52.7

7.0

keine

160.8

362.7

7.0

*) Das grenzflächenaktive Mittel im ein handelsübliches Gemisch von qiulernärcn Aminen und Verdünnungsmitteln.

Beispiel 7

Eine Furfurylalkoholharzzusammcnsetzung, welche 121 g Furfurylalkoholharz, wie es in Beispiel 1 verwendet wurde, 0,95 g N-beta-(Aminoäthyl)-gammaaminopropyltrimcthoxysilan, 0,96 g der in der Tabelle VII gezeigten, grenzflächenaktiven Mittel und 113 g Furfural enthielt, wurde zur Untersuchung mit verschiedenen, grenzflächenaktiven Mitteln verwendet. Bei dieser Untersuchung wurden 5,5 g der Harzzusammensetzung mit 0,66 g Hexachloraccton als Härter für das Harz vermischt. Die Harzzusammenselzung wurde in 400 ml einer 5%igen Natriumchloridlösung dispergier!. 48 g von weißem Sand mit einer Teilchengröße von 0,42 bis 0,25 mm wurde mit der Dispersion vermischt, um das Harz auf die Sandteilchen aufzuschichten. Die Sandteilchen wurden dann in ein Glasrohr gepackt und die Festigkeiten wurden nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise bestimmt.

Die Werte der folgenden Tabelle VII zeigen, daß grenzflächenaktive Mittel in die Harzzusammensetzung eingegeben werden können, um die Festigkeit der mit Harz beschichteten Sandpackung zu erhöhen. Diese Werte zeigen ebenfalls, daß zusätzliches, grenzflächenaktives Mittel, welches zu dem Trägerfluid zugesetzt wurde, die Festigkeit einer mit Harz beschichteten Sandpackung vermindern kann.

Tabelle VII

Einfluß von grenzflächenaktiven Mitteln auf die Festigkeit einer mit Harz beschichteten Sandpackung Zugesetztes.
üren/flächenakiives

Zugesetztes,
grcnzilächcnak lives
Mittel*)

Keines

Zusätzliches,
grcnzflächcnaklives Mittel,
zugcsclzt zu dem
Trägcrlluid

(ecm)

keines

Ergebnisse der
Druckfestigkeit
bei 26.7 C
nach 24 h Härtung
bei W) C

Ikp/cm²)

57,1

Anionisches	keines	79,9
Mittel	1	19.5
3 N

Zusätzliches,
gren/llachcnakliscs MiHeI.
/ugesel/t /u dem
Trägern» kl

(ecm ι

Kationisches
Mittel

5N

9N
ION

UN
I2N

I3N
-,ο ΗΝ

ISN

γ-,
I6N

Myristyldime-M) thyl-Benzylam- I
moniumchlorid

I7N (DOC-3) keines

keines

keines
1

keines
I

keines
1

keines

Ergebnisse der Druckfesiiükcii bei 26.7 c" nach 24 h Hunting bei 6(1 C

(kp curl

85,8 43,8 57,7 43,0 25,6 29,2 87,7 21,9 72,1 15,8

89,1

73,3

57,1

nicht ausgehärtet

67,9 < 7,0

92,9 30,0

53,0

nicht ausgehärtet

86,4

das Harz überzog

den Sand nicht

*) Die mit den Kurzbczeichnungen N bezeichneten, grenzflächenaktiven Mittel sind handelsübliche Mischungen vein grenzflächenaktiven Mitteln.

Beispiel 8

Verschiedene Konzentralionen eines kationischen, grenzflächenaktiven Mittels wurden zu Harzzusammensetzungen zugesetzt, welche Aminosilanc enthielten, um den Einfluß der Konzentration an grenzflächenaktivem Mittel auf die Fähigkeit der in einer wäßrigen Trägerflüssigkeit dispergierten Harzzusammensetzung zum überschichten von Kieselerdeteilchen zu bestimmen. Die Fähigkeit zum Beschichten von Kieselerdeteilchen wirddurch Messung der Festigkeit einer Packung dieser Teilchen nach der in Beispiel I beschriebenen Arbeitsweise festgestellt. Die Harzzusammensetzung wird durch Vermischen von 121 g Furfurylalkoholharz, wie es in Beispiel 1 verwendet wurde, mit 113 g Furfural und 0,95 g des in der Tabelle VIII gezeigten Silans hergestellt. 5,5 g der Harzzusammensetzung wird dann mit der Konzentration an grenzflächenaktivem Mittel, ,die in der Tabelle VIII gezeigt ist, und 0,66 g Hexachloraceton als Härter für die Harzzusammensetzung vermischt. Dies Gemisch wird dann in 400 ml einer 5%igen > Natriumchloridlösung dispergiert. 48 g von weißem Sand mit einer Maschenweite von 0,42 bis 0,25 mm wird dann mit der Dispersion zum Aufschiehten des Harzes auf den Sand vermischt. Der beschichtete Sand wird dann in ein Glasrohr gepackt, und es

im werden die Druckfestigkeiten nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise bestimmt.

Die Werte der Tabelle VIII zeigen, daß kationische, grenzflächenaktive Stoffe die entstandene Festigkeit einer mit Harz beschichteten Sandpackung erhöhen können. Jedoch ist die Konzentration kritisch, und hohe Konzentrationen von grenzflächenaktivem Mittel setzen die Fesligkeil einer Packung von mit Harz beschichteten Sandteilchen herab.

Tabelle VIII

Einfluß der Konzentration von grenzflächenaktivem Mittel auf die Fesligkeil einer Packung von mit Harz beschichteten Kieselerdeteilchcn

Silan

NH,(CH.,).,Si(OC,H₅).,

NH₂(CH₂bNH(CH,).,Si(OCH.,).,

NH₂(CH₂)₂NH(CH₂)₂NH(CH₂).,(Si(OCH.,).,

¹I Das Harz beschichtet den Sand nicht.

^:) Das Harz überzog den Sand anzüglich, jedoch wurde etwas hiervon während der Rührpcriodc wcggcwaschcn.

5 N	Druck festigkeit
	bei 2h,7 C nach
	einem Aushärten
	von 24 h bei 60 C
Igt	(kp/cnr)
0,0275	keine¹)
0,055	keine')
0,110	keine')
0,2035	keine²)
0,220	79,9
0,275	31,6
0	58.5
0,0275	82,5
0,055	85,8
0,165	95,7
0,275	53,0
0,550	35,4
0	77,0
0,0275	101,8
0,055	98,1

Beispiel 9

liine Furfurylalkoholharzzusammensetzung, welche 12Ig des in Beispiel I verwendeten Furfurylalkoholharzcs, 0,95 g N-bela-(Aminoälhyl)-gamma-aminopropyllrimcthoxysilan, 113 g Furfural und 0,96 g des grenzflächenaktiven Mittels 5 N enthielt, wurde in wäßrigen Lösungen, die in der folgenden Tabelle IX gezeigt sind, dispergiert. und es wurde die Fähigkeil des Harzes zum überziehen bestimmt. Dieser Uber-/ugslcsl wurde nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise durchgeführt.

Die Werte der Tabelle IX zeigen, daß eine ein alishärtbares, organisches Harz und ein Aminosilan enthaltende Harzzusanimcnsetzung in vielen wäßrigen Medien dispergiert werden kann, und dabei ihre

w) Affinität der Kieselerdeoberflächen beibehält, so daß die Harzzusammensetzung die Kicselerdeoberfläche überzieht, wenn die Dispersion in Kontakt mit der Kieselerdeoberflächc gebracht wird. Diese Werte zeigen ferner, daß wäßrige Säure enthaltende Flüssig-

(y-) keilen einen nachteiligen Einfluß auf die Fähigkeit des in der wäßrigen Flüssigkeil dispergierten Harzes zum überziehen von Kieselerdcobcrflächcn haben können.

21 22

Tabelle IX

Einfluß von verschiedenen Bestandteilen auf die Fähigkeit des Harzes zum überziehen von Kiesclerdeobcrflächcn

Wäßrige Lö.-ung |-ähigkcil

des Har/cs /um überziehen von Sand

Frisches Wasser gut

Frisches Wasser + 2% KCl gut

Frisches Wasser + 5% NaCl gut

Frisches Wasser + 15% NaCl gut

Frisches Wasser + 2% CaCI₂ gut

Frisches Wasser + 10% CaCl₂ gut

Frisches Wasser + 20% CaCl₂ gut

Standardsalzlosung¹) gut

Meersalzlösung-) gut

Frisches Wasser + Spuren von NaOH gut

Frisches Wasser + Spuren von KOH gut

Frisches Wasser + Natriumbicarbonal gut

Frisches Wasser + Guanidincarbonal gut

Frisches Wasser + 2% HCl keine

Frisches Wasser + 2% Essigsäure keine

Frisches Wasser + 2% Zitronensäure keine

Frisches Wasser + 2% Maleinsäure keine

Frisches Wasser + 2% Oxalsäure keine

¹I Slundardsalzlösung besieh! aus Wasser. NaCl. CaCI, und MgCI, · 6 H,O. die in jeweiligen Gcwichtsvcrhällnisscn von 240:18.1:1.34:1 milciivinder vermischt sind.

²I Diese Mccrwasscrsalzlösung bcstchl aus 41.95 g Meersalz, aufgelöst in ausreichend frischem Wasser, um I I Lösung herzustellen. Das Mccrsalz ist ein Gemisch von 58,49 Gew.-Teilen NaCI. 26.46 Gew.-Teilen MgCl,-6H₂O. 9.75 Gcw.-Tcilen Na,SO₄. 2.765 Gew.-Teilcn CaCI,. 1.645 Gew.-Teilen KCI. 0.477 Gc« .-Teilen NaHCO₁.0.238 Gcw.-Tcilcn KBr.0.071 Gcw.-Tcilcn H,BO,. 0.095GcW-TcUCn SrCI, · 6 ΙΙ,Ο und 0.007 Gcw.-Tcilcn NaF auf KK) Gew.-Teile Mccrsalz.

Beispiel 10

Ein aushärtbares, organisches Harz wird in einer Es wurden die im folgenden aufgerührten. Aniiiiuwäßrigen Trägerflüssigkeil dispergierl, welche vor- 43 gruppen enthallenden Verbindungen nach der oben schiedene Aminogruppen enthaltende Verbindungen beschriebenen Arbeitsweise uniersucht, und das in enthält, um den Einfluß dieser Aminogruppen ent- dem wäßrigen Gemisch dispergierte Harz auf den haltenden Verbindungen auf die Fähigkeit des aus- Sand aufgeschichtet: Octylamin. Oleylamin. Dccylhärtbaren. organischen Harzes zum überziehen von amin, Kokosnußölamin, Dimethylkokosnußölamin. Kicselerdcoberflächen festzustellen. Diese Unlersu- 50 Palmitylamin, Talgamin, Diniethylstearylamin. Sleachungen wurden durchgeführt, indem etwa 1 g der rylamin, Sojabohncnölamin, Laurylamin, sek. hy-Aminogruppen enthaltenden Verbindung mit 75 g driertcsTalgamin, Methyl-sek.-sojabohnsnölamin, Difrischem Wasser vermischt, etwa 3 ecm des in Beispiel I kokosnußdimethylammoniumchlorid, dihydriertes verwendeten Furfurylalkoholharzes in dem wäßrigen Talgdimcthylammoniumchlorid, das Reaktionspro-Gemisch dispergiert und etwa IO g Sand mit einer 55 dukt von Kokosnußölamin mit 5 Mol Äthylenoxid. Maschenweite von 0,42 bis 0,25 mm in die wäßrige das Reaktionsprodukt von Sojabohnenölamin mit Dispersion eingemischt wurde. Das Gemisch wurde 15 Mol Äthylenoxid, das Reaktionsprodukt von TaIgetwa 45 Sekunden gerührt, und die Fähigkeit des amin mit 2 MoI Äthylenoxid, Caprylylaminacetal, Harzes zum überziehen des Sandes wurde fest- Palmitylaminacelat, Stearylaminacetal, Talgamingestcllt. w> acetat und Sojabohnenölaminacelat.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Behandlung einer nicht tragenden, unterirdischen, von einem Bohrloch durchteuften Formation zur Verhinderung des Transports von Sandteilchen aus der Formalion in das Bohrloch während der Förderung von Fluiden aus der Formation, unter Verwendung von flüssigen, wasserhaltigen Zusammensetzungen aus mindestens einem aushärtbaren, organischen Harz mit einem Aminosilan und/oder einem aliphatischen Amin mit etwa 6 bis 20 Kohlenstoffatomen in der aliphatischen Kette, wobei die flüssige Zusammensetzung mit einer wäßrigen Trägerflüssigkeit vermischt und die Mischung in die Formation zur Bildung einer durchlässigen Packung zwischen der unterirdischen Formation und dem Bohrloch eingerührt und dort zum Aushärten gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Zusammensetzung in der wäßrigen Trägerflüssigkeit dispergiert wird, daß diese Dispersion in die unterirdische Formation unter Bildung einer Matrix eingebracht wird und daß die Matrix in der unterirdischen Formation bis zum Aushärten der flüssigen Harzzusammensetzung gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Harz ein Epoxyharz, Phenolaldehydharz, Furfurylalkoholharz. Harnstoffaldehydharz oder ein Gemisch hiervon verwende! wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 0.5 bis 10 Gewichtsteile der flüssigen Harzzusammensetzung auf 100 Gewichtsteile der wäßrigen Trägerflüssigkeit in der wäßrigen Trügerflüssigkeit dispergiert werden, wobei die flüssige riarzzusammensetzung das aushärtbare, organische Harz und etwa 0,1 bis 10 Gewichtsleilc des Aminosilans und/oder des aliphatischen Amins, welches 8 bis 18 Kohlcnstoffatomc in der aliphatischen Kette aufweist, auf 100 Gewichtsteile Harz enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Phcnolaldehydharz Phcnolformaldchydharz und als Harnstoffaldehydharz Harnstoff-Formaldehydharz verwendet werden, wobei die Viskosität der flüssigen Harzzusammensetzunü etwa 5 bis 20 000 cP bei 26,7 C beträgt.

5. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 20 bis 200 Gewichtsteile der flüssigen Harzzusammensetzung auf 100 Gewichtsteile der wäßrigen Trägerflüssigkeil in der wäßrigen Trägerflüssigkeit dispergiert werden, wobei die Viskosität der flüssigen Harzzusammensetzung etwa 10 bis 500 cP bei 26,7 C beträgt, und wobei die flüssige Harzzusammensclzung das aushärtbare, organische Harz und etwa 0,5 bis 5 Gewichtsteile des Aminosilans und/oder des aliphatischen Amins, welches 8 bis 18 Kohlenstoffatome in der aliphatischen Kette aufweist, auf 100 Gewichtsteile Harz enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine flüssige Harzzusammensetzung verwendet wird, die zusätzlich ein Verdünnungsmittel für das aushärtbare, organische Harz umfaßt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aminosilan die allgemeine Formel