DE2736277C2 - A method of treating clays containing formations against swelling and dispersion of the clays by the action of water and treating composition for carrying out the method - Google Patents

A method of treating clays containing formations against swelling and dispersion of the clays by the action of water and treating composition for carrying out the method

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DE2736277C2
DE2736277C2 DE19772736277 DE2736277A DE2736277C2 DE 2736277 C2 DE2736277 C2 DE 2736277C2 DE 19772736277 DE19772736277 DE 19772736277 DE 2736277 A DE2736277 A DE 2736277A DE 2736277 C2 DE2736277 C2 DE 2736277C2
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    • C09K2208/12Swell inhibition, i.e. using additives to drilling or well treatment fluids for inhibiting clay or shale swelling or disintegrating

Description

R1-Z+-R3
R4
R 1 -Z + -R 3
R 4

worin bedeuten:where mean:

Ri = einen organischen, aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Rest mit 2 bis 40 Kohlenstoffatomen oder einen Wasserstoffrest;Ri = an organic, aliphatic, cycloaliphatic or an aromatic radical having 2 to 40 carbon atoms or a hydrogen radical;

R2, R3 und R4 = organische Reste entsprechend der Drfinition von R,, welche bis zu 6 Kohlenstoffatome und 0 bis 2 Sauerstoffoder Stickstoffatome enthalten, wobei, wenn Z = Schwefel ist, R4 nicht vorhanden ist;R2, R3 and R4 = organic radicals accordingly the definition of R ,, which has up to 6 carbon atoms and 0 to 2 oxygen or Contain nitrogen atoms, where, when Z = sulfur, R4 is absent is;

Z = ein von Stickstoff, Phosphor oder Schwefel abstammendes Kation;Z = a cation derived from nitrogen, phosphorus or sulfur;

X = ein Anion,X = an anion,

η = eine ganze Zahl gleich der Anzahl der Monomereneinheiten in dem Polymerisat; und η = an integer equal to the number of monomer units in the polymer; and

m = eine ganze Zahl gleich der Anzahl der zur Aufrechterhaltung der elektrischen Neutralität erforderlichen Anionen. m = an integer equal to the number of anions required to maintain electrical neutrality.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung ein Verhältnis von kationischem Atom zu Kohlenstoffatomen bei etwa 1 : 2 bis 1 : 36 besitzt.2. The method according to claim 1, characterized in that the compound has a ratio of cationic atom to carbon atoms at about 1: 2 to 1:36.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2 bei Verwendung eines organischen, polykationischen Polymerisats mit einem cycloaliphatischen Rest Ri, dadurch gekennzeichnet, daß das von Stickstoff, Phosphor oder Schwefel abstammende Kation (Z) und der organische Rest (R2) in das Ringsystem eingebaut sind.3. The method according to claims 1 and 2 when using an organic, polycationic Polymer with a cycloaliphatic radical Ri, characterized in that that of nitrogen, Phosphorus or sulfur derived cation (Z) and the organic radical (R2) in the ring system are built in.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein wäßriges Trägerfluid verwendet wird, dem das organische, polykationische Polymerisat in einer Konzentration von etwa 0,01 bis 25 Vol.-°/o beigegeben ist.4. Process according to claims 1 to 3, characterized in that an aqueous carrier fluid is used, which the organic, polycationic polymer in a concentration of about 0.01 to 25% by volume is added.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägerfluid ein normalerweise flüssiger, substituierter, polarer Kohlenwasserstoff mit einem Siedepunkt im Bereich von etwa 25 bis 200° C verwendet wird, dem das organische, polykationische Polymerisat in einer Konzentration von etwa 0,01 bis 25 Gew.-% beigegeben ist.5. The method according to claim 1, characterized in that a normally as a carrier fluid liquid, substituted, polar hydrocarbon with a boiling point in the range of about 25 to 200 ° C is used, which the organic, polycationic polymer in a concentration from about 0.01 to 25 wt .-% is added.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als organisches, polykationisches Polymerisat Polydimethyläthylenammoniumchlorid, das Kondensationsprodukt von Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetramethyläthylendiamin mit 1,4-Dichlorbutan, Polyvinyltrimethylammoniumchlorid, Poly-3-methacryioxy-(2-hydroxy-propyltrimethylammoniumchlorid, Polyacrylamide-1 -propyI-3-trimethylammoniumchlorid), Polydiallyldimethylammoniumchlorid, das Kondensationsprodukt von Dimethylamin mit Epichlorhydrin, gegebenenfalls verzweigt mit Ammoniak, oder das Kondensationsprodukt von Dimethylamin mit 1,4-Dichlorbutan verwendet wird.6. The method according to claim 1, characterized in that the organic, polycationic Polymer polydimethylethylammonium chloride, the condensation product of Ν, Ν, Ν ', Ν'-tetramethylethylenediamine with 1,4-dichlorobutane, polyvinyltrimethylammonium chloride, Poly-3-methacryioxy- (2-hydroxy-propyltrimethylammonium chloride, polyacrylamide-1-propyl-3-trimethylammonium chloride), Polydiallyldimethylammonium chloride, the condensation product of dimethylamine with Epichlorohydrin, optionally branched with ammonia, or the condensation product of dimethylamine is used with 1,4-dichlorobutane.

7. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 beim Aufbrechen von Erdformationen, wobei zusätzlich ein klassiertes, festes, teilchenförmiges Material in das Bohrloch eingepumpt wird.7. Application of the method according to claim 1 or 2 in the breaking up of earth formations, wherein in addition, a classified, solid, particulate material is pumped into the borehole.

8. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 7, bei dem ein Druck in dem Bohrloch benachbart zu einer Formation in dem Bohrloch aufrechterhalten wird, welcher größer als der Aufbrechdruck der benachbarten Formation ist.8. Application of the method according to claim 7, wherein a pressure in the borehole is adjacent to a formation is maintained in the borehole which is greater than the fracture pressure of the neighboring formation is.

9. Behandlungszusammensetzung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 0,01 bis 25 Vol.-°/o wenigstens einer der in Anspruch 1 angegebenen Verbindungen enthält.9. Treatment composition for performing the method according to any one of the preceding Claims, characterized in that they contain about 0.01 to 25% by volume of at least one of the in Claim 1 contains specified compounds.

Die Erfindung betrifft ein besonders einfaches Verfahren zur Behandlung von Tone enthaltenden Formationen gegen ein Quellen und eine Dispersion der Tone durch die Einwirkung von Wasser.The invention relates to a particularly simple method for treating clays containing clays Formations against swelling and dispersion of clays by the action of water.

Die Produktion von Erdölkohlenwasserstoffen wird oft durch die Anwesenheit von Tonen und anderen feinen Teilchen gestört, die zur Wanderung in der Formation in der Lage sind. Normalerweise befinden sich diese feinen Teilchen einschließlich der Tone in Ruhestellung und verursachen keine Sperrung oder Verstopfung der Strömung zu dem ölbohrloch über das Kapillarsystem der Formation. Wenn die feinen Stoffe gestört werden, beginnen sie in der Produktionsströmung zu wandern, und häufig bewirken sie auch eine Verengung in den Kapillaren, wo sie Brücken bilden und die Strömungsrate stark verringern.The production of petroleum hydrocarbons is often caused by the presence of clays and others fine particles capable of migration in the formation are disturbed. Usually located These fine particles including the clays are at rest and do not cause blocking or Obstruction of flow to the oil well via the capillary system of the formation. When the fine fabrics are disturbed, they begin to migrate in the flow of production, and often they also cause one Narrowing in the capillaries where they bridge and greatly reduce the flow rate.

Das Mittel, welches die in Ruhelage befindlichen, feinen Teilchen stört, ist häufig die Einführung von für die Formation fremdem Wasser. Das Fremdwasser ist oftmals frisches Wasser oder relativ frisches Wasser, verglichen mit der in der Formation vorliegenden Salzlösung. Eine Änderung des Wassers kann bewirken, daß sich die feinen Teilchen aus ihren Ablagerungen dispergieren oder von der Haftung an die Kapillarwände frei werden.The means which perturbs the quiescent fine particles is often the introduction of for the formation of alien water. The external water is often fresh water or relatively fresh water, compared to the saline solution present in the formation. A change in the water can cause that the fine particles disperse from their deposits or from adherence to the capillary walls get free.

Manchmal ist der Verlust an Permeabilität oder Durchlässigkeit einem Quellen von Ton mit relativ frischem Wasser ohne Wanderung zuzuschreiben. OftSometimes the loss of permeability or permeability is relative to swelling of clay ascribing fresh water with no migration. Often

W) ist jedoch das Quellen von Ton von einer Wanderung der feinen Teilchen begleitet. Manchmal können nichtquellende Tone auf Fremdwasser ansprechen und zu wandern beginnen. Es wird angenommen, daß quellende Tone die Hauptursache für die WanderungW), however, is the swelling of clay from a hike accompanied by fine particles. Sometimes non-swelling sounds can respond to extraneous water and to start hiking. It is believed that swelling clays are the main cause of migration

b5 der feinen Teilchen und/oder das Quellen sind, da bei der Analyse von Formationskernen die Anwesenheit von quellenden Tonen ein ausgezeichneter Indikator dafür ist, daß die Formation gegenüber dem Einbruchb5 of the fine particles and / or the swelling are, as at the analysis of formation cores, the presence of swelling clays is an excellent indicator for it is that the formation opposite the break-in

von Fremdwasser empfindlich ist, während die Anwesenheit von nichtquellenden Tonen lediglich keine Schlüsse zuläßtis sensitive to extraneous water while the presence of non-swelling clays merely does not allow any conclusions to be drawn

Im allgemeinen gehören quellende Tone zu der smektischen Gruppe, welche Tonmineralien wie Montmorillonit, Beidellit, Nontronit, Saponit, Hektorit und Saukonit einschließt Von diesen Tonmineralien wird Montmorillonit am häufigsten bei der Analyse von Formationskernen gefunden. Montmorillonit ist üblicherweise mit Tonmineralien verbunden, die als Mischschichttone bekannt sind. Für weitere Informationen wird auf die Monografie von Jackson, »Textbook of Lithology«, Seiten 95 bis 103, verwiesen.In general, swelling clays belong to the smectic group, which includes clay minerals such as montmorillonite, Beidellite, nontronite, saponite, hectorite and Saukonite Including Of these clay minerals, montmorillonite is most commonly used in the analysis of Formation cores found. Montmorillonite is commonly associated with clay minerals known as Mixed layer clays are known. For more information, see Jackson's monograph, Textbook of Lithology ", pages 95-103.

Wandernde, feine Teilchen umfassen eine Menge von Tonen und anderen Mineralien von geringen Teilchengrößen, z. B.: Feldspate, feine Quarzteilchen, Allophan, Dadinit, Talkum, Mit, Chlorit und die quellenden Tone selbst F'ür zusätzliche Information wird auf die Monografie von Theng, »The Chemistry of Clay-Organic Reactions«, Seiten 1 bis 16, verwiesen. 2«Migrating fine particles include a multitude of clays and other minerals of small particle sizes, z. E.g .: feldspars, fine quartz particles, allophane, dadinite, talc, mit, chlorite and the swelling clays even for additional information, see Theng's monograph, The Chemistry of Clay-Organic Reactions ”, pages 1 to 16, referenced. 2 «

Tone können ebenfalls in anderen Bereichen als bei der Herabsetzung der Permeabilität oder Durchlässigkeit Ärger machen. Wenn sie ein Bestandteil in Schiefern bzw. Schiefertonen, Sandsteinen oder anderen Formationen sind, kann ein Kontakt mit Fremd wasser oder manchmal auch mit beliebigem Wasser bewirken, daß die Formation ihre Festigkeit verliert oder sogar zerfällt. Dies ist ein Problem beim Bau von Fundamenten, Straßenunterlagen, beim Bohren von Bohrlöchern und in jeder Situation, wo die Festigkeit ju der Formation eine Rolle spielt.Clays can also be used in areas other than reducing permeability or permeability Cause trouble. If they are a component in slates, sandstones or others Formations can come into contact with foreign water or sometimes with any water cause the formation to lose its strength or even to disintegrate. This is a problem with building Foundations, road documents, when drilling boreholes and in any situation where the strength ju the formation plays a role.

Es hat bereits zahlreiche Versuche gegeben, die negativen Einflüsse von Wasser auf Ton und/oder andere feine Teilchen zu steuern. Hauptsächlich fanden diese Versuche in der Ölindustrie statt. Ein Vorschlag besteht darin, den Ton von der quellenden Natriumform (oder der selteneren, quellenden Lithiumform) in eine andere Kationenform, die nicht so stark quillt, umzuwandeln.There have already been numerous attempts to reduce the negative effects of water on clay and / or to control other fine particles. Most of these attempts took place in the oil industry. A suggestion consists of converting the clay from the swelling sodium form (or the rarer, swelling lithium form) into a to convert another cation form that does not swell as much.

Beispiele für Kationen, welche relativ nichtquellende Tone bilden, sind Kalium-, Calcium-, Ammonium- und Wasserstoffionen. Wenn eine Lösung dieser Kationen, gemischt oder einzeln, über ein Tonmineral strömt, ersetzen sie leicht die Natriumionen, und der Ton wird in eine relativ nichtquellende Form überführt, siehe -r> Theng, Tabellen 2,3 und 4. Die Anwendung einer Säure, von Kalium-, Calcium- oder Ammoniumionen zum Austausch gegen Natriumionen war bei der Verhinderung der Beschädigung von Formationen erfolgreich, die gegenüber einem Verstopfen oder einer Zerstörung jo als Folge von Tonen in ihrer Zusammensetzung anfällig sind.Examples of cations which form relatively non-swelling clays are potassium, calcium, ammonium and Hydrogen ions. When a solution of these cations, mixed or individually, flows over a clay mineral, they easily replace the sodium ions and the clay is converted into a relatively non-swelling form, see -r> Theng, Tables 2,3 and 4. The application of an acid, of potassium, calcium or ammonium ions to the Exchange for sodium ions was successful in preventing damage to formations, which are susceptible to clogging or deterioration as a result of clays in their composition are.

Im folgenden wird noch auf den Stand der Technik bzw. Einzelmaßnahmen, sofern sie die Erfindung betreffen, eingegangen. Für weitere Einzelheiten wird auf jede der im folgenden noch genannten Literaturstellen verwiesen, in der vorliegenden Beschreibung wird hierauf nur im für erforderlich gehaltenen Umfang eingegangen. Diese Literaturstellen des Standes der Technik sind: boIn the following, the state of the art and individual measures, insofar as they relate to the invention concern, received. For further details, please refer to each of the literature references cited below Reference is made to this in the present description only to the extent deemed necessary received. These prior art references are: bo

US-Patentschriften: 27 61 843, 28 01 984, 28 01 985, 29 40 729, 33 34 689, 33 82 924, 34 19 072, 34 22 890, 34 83 923, 35 78 781, 36 03 399, 37 41307, 38 27 495, 38 27 500,38 33 718;US patents: 27 61 843, 28 01 984, 28 01 985, 29 40 729, 33 34 689, 33 82 924, 34 19 072, 34 22 890, 34 83 923, 35 78 781, 36 03 399, 37 41 307, 38 27 495, 38 27 500.38 33 718;

Barkman, J. H.; Abrams, A.; Darley, H. C. H.; und Hill, n", H. J.; »An Oil Coating Process to Stabilize Clays in Fresh Water Flooding Operations«, SPE-4786, SPE von AIME, Symposium on Formation Damage Control, New Orleans, La, USA, 778.2.1974;Barkman, J. H .; Abrams, A .; Darley, H. C. H .; and Hill, n ", H. J .; "An Oil Coating Process to Stabilize Clays in Fresh Water Flooding Operations", SPE-4786, SPE from AIME, Symposium on Formation Damage Control, New Orleans, La, USA, February 77, 1974;

Coppel, Claude E.; Jennings, Harley X.; und Reed, M. G.; »Field Results From Weils Treated .,With Hydroxy-Aluminium«, Journal of Petroleum Technology (Sept 1973), S. Π 08 - U12;Coppel, Claude E .; Jennings, Harley X .; and Reed, M. G .; "Field Results From Weils Treated., With Hydroxy-Aluminum ", Journal of Petroleum Technology (Sept 1973), pp. 08 - U12;

Graham, John W.; Monoghan, P. H.; und Osoba, J. S.; »Influence of Propping Sand Wettability of Productivity of Hydraulically Fractured Oil Wells«, Petroleum Transactions, AIME, Vol. 216(1959);Graham, John W .; Monoghan, P. H .; and Osoba, J. S .; "Influence of Propping Sand Wettability of Productivity of Hydraulically Fractured Oil Wells," Petroleum Transactions, AIME, Vol. 216 (1959);

Hower, Wayne F.; »Influence of Clays on the Production of Hydrocarbons«, SPE-4785, SPE von AIME, Symposium on Formation Damage Control, New Orleans, La, USA, 778.2.1974;Hower, Wayne F .; "Influence of Clays on the Production of Hydrocarbons," SPE-4785, SPE of AIME, Symposium on Formation Damage Control, New Orleans, La, USA, February 77, 1974;

Hower, Wayne F.; »Adsorption of Surfactants on Montmorillonite«, Clays and Clay Minerals, Pergamon Press (1970), Vol. 18, S. 97 -105;Hower, Wayne F .; "Adsorption of Surfactants on Montmorillonite," Clays and Clay Minerals, Pergamon Press (1970), Vol. 18, pp. 97-105;

Hoover, M. F.; und Butler, G. B.; »Recent Advances in Ion-Containing Polymers«, J. Polymer Sei, Symposium Nr. 45,1-37 (1974);Hoover, M. F .; and Butler, G. B .; "Recent Advances in Ion-Containing Polymers", J. Polymer Sei, Symposium No. 45, 1-37 (1974);

Jackson, Kern C; »Textbook of Lithology«, McGraw-Hill Book Company (1970), (Library of Congress Catalogue Card Nr. 72-958LO), S. 95-103;Jackson, Kern C; "Textbook of Lithology," McGraw-Hill Book Company (1970), (Library of Congress Catalog Card No. 72-958LO), pp. 95-103;

Theng, B. K. G; »The Chemistry of Clay-Organic Reactions«, John Wiley und Sohn (1974), (Library of Congress Catalog Card Nr. 74-12 524), S. 1 -16;Theng, B. K. G; "The Chemistry of Clay-Organic Reactions", John Wiley and Son (1974), (Library of Congress Catalog Card No. 74-12 524), pp. 1-16;

Veley, C. D.; »How Hydrolyzable Metal Ions Stabilize Clays to Prevent Permeability Reduction«, SPE-2188, 43rd Annual Fall MeMing of SPE of AIME, Houston, Texas, USA (29.9. -2.10.1968);Veley, C. D .; “How Hydrolyzable Metal Ions Stabilize Clays to Prevent Permeability Reduction ", SPE-2188, 43rd Annual Fall MeMing of SPE of AIME, Houston, Texas, USA (29.9-2.10.1968);

Milchem Incorporated, »Milchem's Shale-Trol Sticky Shale Can't Stop You Anymore«, DF-5-75 IM;Milchem Incorporated, "Milchem's Shale-Trol Sticky Shale Can't Stop You Anymore, "DF-5-75 IM;

Chemergy Corporation, »Maintain Maximum Production with PermaFIX and PermaFLO Treatments for Clay/Fine and Sand Control«.Chemergy Corporation, “Maintain Maximum Production with PermaFIX and PermaFLO Treatments for Clay / Fine and Sand Control ".

Jedoch ist der Austausch von anderen Ionen gegen Natrium bei Ton nur ein zeitweiliger Behelf. Bei der Herstellung eines Bohrloches ermöglicht es die Anwesenheit von Natriumionen in dem Wasser der Formation, daß Natriumionen wiederum Wasserstoff-, Kalium-, Ammonium- oder Calciumionen rasch ersetzen. Das Ergebnis ist, daß der Ton wieder in die quellende oder dispergierfähige Form überführt wird, so daß er für eine Beschädigung wieder zur Verfügung steht, falls Fremdwasser eingeführt wird. In der US-Patentschrift 33 82 924, Spalte 3, Zeilen 45-75, und Spalte 4, Zeilen 1 —3, werden Calciumionen zum Ersatz der Natriumionen in Kerntonen (Zeilen 51—53) verwendet. Die Calciumionen schützen den Kern (Zeilen 54 — 57). Falls die Behandlung beendet wird (Zeilen 58 — 63), werden durch die Natriumchloridsalzlösung (Zeile 64) die Calciumionen wiederum ersetzt, und der Kern wird hinsichtlich der Strömung in Stufe 7 (Zeilen 65 — 68) stark zusammengezogen, wie in Zeile 75, Spalte 3, und Zeilen 1 — 3, Spalte 4, angegeben ist.However, the exchange of other ions for sodium in clay is only a temporary expedient. In the Making a borehole allows the presence of sodium ions in the water of the Formation that sodium ions in turn quickly replace hydrogen, potassium, ammonium or calcium ions. The result is that the clay is restored to its swelling or dispersible form, so that it is available again for damage if extraneous water is introduced. In the U.S. Patent 3,382,924, column 3, lines 45-75 and column 4, lines 1-3, replace calcium ions of sodium ions used in nuclear clays (lines 51-53). The calcium ions protect the core (Lines 54-57). If treatment is stopped (lines 58-63), the sodium chloride salt solution (Line 64) the calcium ions are replaced in turn, and the core becomes in terms of flow in stage 7 (Lines 65-68) contracted sharply as indicated in line 75, column 3, and lines 1-3, column 4.

Da einfache Kationen leicht wieder ausgetauscht werden können und die Behandlung nicht dauerhaft ist, wurden bereits Anstrengungen unternommen, um die Behandlung mit Wasserstoff-, Kalium-, Calcium- oder Ammoniumionen (und wahrscheinlich auch einigen anderen Ionen) zu verbessern. Erfolgreicher waren organische, polykationische Polymerisate oder Komplexe. Since simple cations can easily be exchanged again and the treatment is not permanent, Efforts have already been made to avoid treatment with hydrogen, potassium, or calcium Ammonium ions (and probably some other ions as well) to improve. Were more successful organic, polycationic polymers or complexes.

Die hervorragendsten hiervon waren ZrOCb und Al(OH)xCIy. In der zuvor genannten US-Patentschrift 33 82 924 und der Literatursteile Veley, C. D, »How Hydrolyzable Metal Ions Stabilize Clays to Prevent Permeability Reduction« wird die Verwendung von ZrOCl2 in der polykationischen Form von ZrOCI2 The most outstanding of these were ZrOCb and Al (OH) x CIy. In the aforementioned US Pat. No. 3,382,924 and the literature sections Veley, C. D, "How Hydrolyzable Metal Ions Stabilize Clays to Prevent Permeability Reduction", the use of ZrOCl 2 in the polycationic form of ZrOCl 2

beschrieben, die in dieser Literaturstelle erläutert ist Hydroxylaluminium-Reaktionsprodukte von HCI und Al(OH)3. wobei die Formeln von Al(OH)uClu bis (Al(OH)I7ClOj reichen, sind in den US-Patentschriften 36 03 399, 38 27 495, 38 27 500 und 38 33 718 und in der Literaturstelle von Coppel, Jennings und Reed, »Field Results From Wells Treated with Hydroxy-Aluminium« beschrieben.described, which is explained in this reference is hydroxylaluminum reaction products of HCl and Al (OH) 3 . with the formulas ranging from Al (OH) u Clu to (Al (OH) I 7 ClOj are in US Patents 36 03 399, 38 27 495, 38 27 500 and 38 33 718 and in the reference by Coppel, Jennings and Reed, "Field Results From Wells Treated with Hydroxy-Aluminum".

Die anorganischen, polykationischen Polymerisate sind Komplexe, weiche bei der Steuerung der Wanderung von feinen Teilchen und quellenden Tonen sehr eriolgreich sind. Jedoch gibt es Beschränkungen in mehrfacher Hinsicht Hydroxy-Aluminiumverbindungen erfordern eine Erhärtungszeit nach dem An-Ort-Und-Stelle-Bringen in der Anwesenheit von Ton. Diese Erhärtungszeit ist ein Nachteil, da während dieser Wartezeit Aufbau- und Produktionszeiten verlorengehen. Hydroxy-Aluminiumverbindungen können nur eine begrenzte Menge von Carbonatmaterial in der Formation aushalten. Weiterhin können Hydroxy-Aluminiumverbindungen durch eine nachfolgende Behandlung der Formation mit Säure entfernt werden. Zirkonylchlorid ist hinsichtlich des pH-Bereiches des Fluids zum An-Ort-Und-Stelle-Bringen begrenzt und kann durch Säure unter bestimmten Bedingungen wieder entfernt werden. Für andere Arten von Tonbehandlungen wird auf die US-Patentschrift 37 41 307 verwiesen.The inorganic, polycationic polymers are complexes, soft in the control of the Migration of fine particles and swelling clays are very effective. However, there are limitations in In several respects, hydroxy aluminum compounds require a post-in-place set time in the presence of sound. This setting time is a disadvantage as during this Waiting time setup and production times are lost. Hydroxy aluminum compounds can only do one withstand a limited amount of carbonate material in the formation. Hydroxy-aluminum compounds can also be used be removed by subsequent treatment of the formation with acid. Zirconyl chloride is limited in the pH range of the fluid for putting in place and can be through Acid can be removed again under certain conditions. For other types of clay treatments it will see US Pat. No. 3,741,307.

Eine weitere Behandlung zur Steuerung der unerwünschten Einflüsse von quellenden Tonen und wandernden, feinen Teilchen ist die Verwendung von j<> organischen, kationischen, grenzflächenaktiven Mitteln. Falls der organische Anteil des Kations ausreichend groß ist, wird das organische Kation nicht leicht ersetzt. Hierzu wird auf die Literaturstellen von Hower, Wayne, F., »Influence of Clays on the Production of Hydrocar- y> bons« und »Adsorption of Surfactants on Montmorillonite« verwiesen. Kationische, grenzflächenaktive Mittel besitzen jedoch die Neigung, daß das öl die Formation benetzt, wobei dies von gewissen Kreisen als Vorteil angesehen wird, siehe die Literaturstelle von J. H. Barkman, »An Oil Coating Process ...«. Zahlreiche Erdölfachleute betrachten jedoch ein ölbenetzen der Formation als nachteilig, da es die Förderung von öl hemmt und die Förderung von wäßrigen Fluiden beschleunigt, siehe die Literaturstelle von J. W.Graham, »Influence of Propping Sand Wettability of Productivity of Hydraulically Fractured Oil Wells«.Another treatment for controlling the undesirable effects of swelling clays and migrating fine particles is the use of organic cationic surfactants. If the organic content of the cation is sufficiently large, the organic cation is not easily replaced. Reference is made to the documents of Hower, Wayne, F., "Influence of Clay on the Production of Hydrocar- y> bons" and "Adsorption of Surfactants on Montmorillonite." Cationic surfactants, however, have a tendency to wetting the oil into the formation, and this is viewed by certain circles as an advantage, see JH Barkman's reference, "An Oil Coating Process ...". However, many petroleum experts consider oil wetting of the formation to be disadvantageous because it inhibits the production of oil and accelerates the production of aqueous fluids, see JW Graham's reference, "Influence of Propping Sand Wettability of Productivity of Hydraulically Fractured Oil Wells."

Weiterhin ist aus der US-Patentschrift 31 79 171 die Verwendung von organischen, polykationischen Verbindungen mit einem Molekulargewicht von über 1000 5n bekannt, die gegebenenfalls zusammen mit Salzlösung oder einer Säure verwendet werden. Die hier verwendeten polykationischen Verbindungen weisen jedoch kein kationisches Zentralatom in Form von Stickstoff, Phosphor oder Schwefel, wie die erfindungsgemäß verwendeten, polykationischen Polymerisate, auf, sondern die bei diesem Stand der Technik verwendeten Polymerisate enthalten in das Polymerisat eingebaute, einwertige, kationische Salze, welche durch Öffnung des Anhydridringes durch Reaktion mit wäßrigen Alkalilösungen erhalten wurden. Auch ist in dieser Druckschrift nichts darüber ausgesagt, daß hierdurch eine dauerhafte Behandlung erreicht werden kann, d. h., daß nach einer Behandlung mit dem Polymeirsat auch wieder frisches Wasser zu dem tonhaltigen Erdreich zugeführt werden e > kann, ohne daß ein Verstopfen durch Quellen und Dispersion der in der Formation enthaltenen Tone auftritt.Furthermore, US Pat. No. 3,179,171 discloses the use of organic, polycationic compounds Known with a molecular weight of over 1000 5n, optionally together with saline solution or an acid can be used. However, the polycationic compounds used here have none cationic central atom in the form of nitrogen, phosphorus or sulfur, such as those according to the invention polycationic polymers used, but those used in this prior art Polymers contain built into the polymer, monovalent, cationic salts, which by opening the Anhydride ring were obtained by reaction with aqueous alkali solutions. Also in this publication nothing says that a permanent treatment can be achieved thereby, d. that is, after a Treatment with the Polymeirsat also fresh water can be fed back to the clayey soil e> can without clogging by swelling and dispersion of the clays contained in the formation occurs.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der vorbekannten Verfahren zu vermeiden und ein verbessertes und einfaches Verfahren zur Stabilisierung von Ton und anderen feinen Teilchen gegenüber Dispersion und Quellen als Folge der Einwirkung von Wasser zu finden.The object of the invention is to avoid the disadvantages of the previously known methods and to provide an improved one and simple method of stabilizing clay and other fine particles against dispersion and to find sources as a result of exposure to water.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient das erfindungsgemäße Verfahren, wie es im Patentanspruch 1 näher gekennzeichnet istThe method according to the invention, as described in more detail in claim 1, is used to achieve this object is marked

Die Erfindung betrifft weiterhin die Anwendung eines solchen Verfahrens beim Aufbrechen von Erdformationen, wobei zusätzlich ein klassiertes, festes, teilchenförmiges Material in das Bohrloch eingepumpt wird.The invention further relates to the use of such a method when breaking up earth formations, with an additional classified, solid, particulate Material is pumped into the borehole.

Bei einer weiteren Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Druck in dem Bohrloch benachbart zu einer Formation in dem Bohrloch aufrechterhalten, welcher größer als der Aufbrechdruck der benachbarten Formation ist.In a further application of the method according to the invention, a pressure is created in the borehole maintained adjacent to a formation in the wellbore which is greater than the fracture pressure of the neighboring formation.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Behandlungszusammensetzung zur Durchführung des Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie etwa 0,01 bis 25 Vol.-% wenigstens einer der im Patentanspruch 1 angegebenen Verbindungen enthält.The invention further relates to a treatment composition for carrying out the method, which is characterized in that it contains about 0.01 to 25 vol .-% of at least one of the in claim 1 contains specified compounds.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein organisches, polykationisches Polymerisat, wie es zuvor definiert wurde, so lange mit den Tonen in Kontakt gebracht, bis das organische, polykat'onische Polymerisat das Tonkation, das normalerweise ein Natriumion ist, ersetzt hat und der Ton in eine stabilere Form umgewandelt ist, welche eine sehr viel geringere Wahrscheinlichkeit zum Quellen oder Wandern aufweist.When carrying out the process according to the invention, an organic, polycationic polymer, as previously defined, brought into contact with the clays until the organic, polycatonic polymer has replaced the clay cation, which is normally a sodium ion, and the clay is converted into a more stable form, which has a much lower probability of swelling or Has hiking.

Die organischen, polykationischen Polymerisate der Erfindung besitzen mehrere Vorteile. Sie können bei allen Formationstypen ohne Rücksicht auf den Carbonatgehalt angewandt werden. Sie sind säurebeständig, d. h., die Formation kann später mit Säure behandelt werden, ohne ihre Fähigkeit zur Tonbehandlung zu zerstören. Sie sind in wäßrigen Lösungen einschließlich eines großen Bereiches von Salzlösungen und Säuren an Ort und Stelle zu bringen. Die Behandlung mit organischen, polykationischen Polymerisaten ist praktisch dauerhaft. Die organischen, polykationischen Polymerisate sind gegenüber einer Entfernung durch Salzlösungen, öle oder Säuren sehr beständig. Die Ölbenetzüng der Formation kann vermieden werden. Sie können so eingestellt werden, daß sie den pH-Bereich aushalten. Weiterhin ist keine Erhärtungszeit erforderlich, wobei Untersuchungen gezeigt haben, daß für eine vollständige Adsorption auf dem Ton nur eine Zeit von weniger als 1 Minute erforderlich ist Es können Formationen mit sehr geringer Permeabilität bzw. Durchlässigkeit behandelt werden. Die Retention einer hohen Permeabilität bzw. Durchlässigkeit nach der Behandlung von Tonen und feinen Teilchen kann erreicht werden. Eine Anpassung an breite Temperaturbereiche der Formation ist möglich. Die Polymerisate wurden bei Temperaturen von 21 bis 149°C untersucht, es wird jedoch angenommen, daß der Bereich noch breiter sein kann.The organic, polycationic polymers of the invention have several advantages. You can at can be used for all types of formation regardless of carbonate content. They are acid resistant, d. that is, the formation can later be treated with acid without affecting its clay-treating ability destroy. They are available in aqueous solutions including a wide range of salt solutions and acids To put in place. Treatment with organic, polycationic polymers is practical continuous. The organic, polycationic polymers are resistant to removal Very resistant to salt solutions, oils or acids. Oil wetting of the formation can be avoided. They can be adjusted to withstand the pH range. Furthermore, no setting time is required, and studies have shown that only a time of less than 1 minute is required for complete adsorption on the clay formations with very low permeability can be treated. The retention high permeability after the treatment of clays and fine particles can be achieved. Adaptation to wide temperature ranges of the formation is possible. The polymers were examined at temperatures from 21 to 149 ° C, but it is believed that the range is still can be wider.

Es ist ein weiter Bereich von Anwendungen für die organischen, polykationischen Polymerisate vorhanden. Diese Anwendungen umfassen die Verwendung der organischen, polykationischen Polymerisate allein als primäres Behandlungsmittel oder als Hilfsmittel bei anderen Behandlungen.There is a wide range of uses for the organic polycationic polymers. These uses include the use of the organic polycationic polymers alone as primary treatment tool or as an adjunct to other treatments.

Gemäß der Erfindung umfaßt die Anwendung grundsätzlich eine bestimmte Klasse von organischen.According to the invention, the application basically comprises a certain class of organic.

polykationischen Polymerisaten und Verfahren für ihre Einbringung. Die Polymerisate besitzen ein Molekulargewicht oberhalb etwa 1000 und vorzugsweise oberhalb 1500 bis zu etwa 3 000 000 und vorzugsweise weniger als etwa 100 000. Die organischen, polykationischen Polymerisate können bei einer beliebigen Erdformation oder permeablen Masse angewandt werden, welche Ton enthält und worin ein Quellen des Tons ein Problem darstellen könnte. Die Polymerisate können sowohl zur Behandlung von natürlich als auch künstlich verfestigten Strukturen bzw. Formationen angewandt werden.polycationic polymers and processes for their Contribution. The polymers have a molecular weight above about 1000 and preferably above 1500 up to about 3,000,000, and preferably less than about 100,000. The organic, polycationic polymers can be used in any earth formation or permeable mass containing clay and wherein swelling of the clay is a problem could represent. The polymers can be used to treat both naturally and artificially solidified Structures or formations are used.

Jede geeignete Methode der Anwendung kann im Hinblick auf die gegebene Beschreibung angewandt werden. Für einige Anwendungen wie bei Oberflächenstrukturen oder freiliegenden Strukturen kann es vorteilhaft sein, das Polymerisat lediglich auf die durchlässige Masse aufzusprühen. Das wesentliche Merkmal ist der Kontakt zwischen den zu behandelnden Tonteilchen und dem Polymerisat Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Trägerfluid angewandt. Ein bevorzugtes Trägerfluid ist Wasser oder ein wäßriges Medium. Das Wasser kann andere Inhaltsstoffe enthalten, welche die Dispersion oder Auflösung des Polymerisats in dem Medium nicht wesentlich stören. Der Wasserträger kann für bestimmte Anwendungen geliert oder verdickt werden. Solche Inhaltsstoffe oder Zusatzstoffe können Salze, Mineralsäuren, organische Säuren mit niedrigem Molekulargewicht, grenzflächenaktive Mittel, Netzmittel oder Kupplungsmittel wie Silane oder konventionelle, bei Konsolidierungsbehandlungen, Stimulierungsbehandlungen oder beim Bohren von Ölbohrlöchern verwendete Zusatzstoffe umfassen. Das Trägerfluid kann auch ein normalerweise flüssiger, polar-substituierter Kohlenwasserstoff wie ein Alkohol sein. Normalerweise ist ein polarer Kohlenwasserstoff erforderlich, um das Polymerisat innerhalb des Trägers zufriedenstellend zu dispergieren oder aufzulösen. Unter bestimmten Bedingungen kann das Polymerisat in einer nichtpolaren Trägerflüssigkeit dispergiert oder emulgiert werden. Das Trägerfluid bzw. die Trägerflüssigkeit hat vorzugsweise einen Siedepunkt im Bereich von etwa 25 bis 200°C und eine Viskosität von weniger als etwa 10 cP (Centipoise). Fluide bzw. Flüssigkeiten mit höherer Viskosität können für bestimmte Anwendungen verwendet werden, jedoch sind sie im allgemeinen wegen der Druck- oder Pumpanforderungen nicht praktisch. Das organische, polykationische Polymerisat sollte in dem Trägerfluid in einer Konzentration innerhalb des Bereiches von etwa 0,01 bis 25 VoL-%, bezogen auf das Trägerfluid, vorliegen. Niedrigere oder höhere Konzentrationen können angewandt werden, jedoch sind sie im allgemeinen nicht praktisch.Any suitable method of application may be used in view of the description given will. For some applications such as surface structures or exposed structures, it can be advantageous to spray the polymer only onto the permeable mass. The essentials The feature is the contact between the clay particles to be treated and the polymer in a preferred one Embodiment, a carrier fluid is used. A preferred carrier fluid is water or an aqueous medium. The water can contain other ingredients contain which do not significantly interfere with the dispersion or dissolution of the polymer in the medium. The water carrier can be gelled or thickened for certain applications. Such ingredients or Additives can be salts, mineral acids, organic acids with low molecular weight, surfactants Agents, wetting agents or coupling agents such as silanes or conventional ones, for consolidation treatments, Stimulatory treatments or additives used in drilling oil wells. The carrier fluid can also be a normally liquid, polar-substituted hydrocarbon such as an alcohol be. Usually a polar hydrocarbon is required to keep the polymer within the support disperse or dissolve satisfactorily. Under certain conditions, the polymer dispersed or emulsified in a non-polar carrier liquid. The carrier fluid or the carrier liquid preferably has a boiling point in the range of about 25 to 200 ° C and a viscosity of less than about 10 cP (centipoise). Fluids or liquids with a higher viscosity can be used for certain applications may be used, however, they are generally because of pressure or pumping requirements not practical. The organic, polycationic polymer should be in the carrier fluid in a Concentration within the range of about 0.01 to 25% by volume, based on the carrier fluid. Lower or higher concentrations can be used, but generally they are not practically.

Ein bevorzugtes, wäßriges Trägerfluid ist eine Salzlösung mit einem Gehalt von etwa 0 bis 40% Salz oder bis zu den Sättigungsgrenzen bei der Anwendungstemperatur. Die bevorzugte SaJzkonzentration beträgt etwa 2 bis 12 Gew.-%, jedoch können Konzentrationen bis zu etwa 35% angewandt werden, ebenso frisches Wasser. Das Salz kann ein Alkalimetallsalz, Erdalkalimetallsalz, Ammoniumsalz oder ein Gemisch hiervon sein. Solche Salze umfassen die Halogenide, Sulfate, Carbonate, Oxide oder Mischungen hiervon. Die Halogenide von Kalium, Natrium, Magnesium, Calcium, Ammonium oder Mischungen hiervon sind im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit und die Löslichkeit bevorzugt Wäßrige Säuren mit etwa den gleichen Konzentrationen können ebenfalls angewandt werden. Diese Säuren umfassen Fluorwasserstoffsäure, Chlorwasserstoffsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, schweflige Säure und Schwefelsäure. Organische Säuren mit niedrigem Molekulargewicht wie Essigsäure und Sulfonsäuren können ebenfalls unter bestimmten Bedingungen angewandt werden. Konventionelle Zusatzstoffe wie Inhibitoren, grenzflächenaktive Mittel, Kupplungsmittel, Netzmittel und andere Mittel können, wo dies erwünscht ist, angewandt werden und insbesondere inA preferred aqueous carrier fluid is a saline solution containing from about 0 to 40 percent salt or up to the saturation limits at the application temperature. The preferred salt concentration is about 2 to 12% by weight, but concentrations up to about 35% can be used, as can fresh Water. The salt can be an alkali metal salt, alkaline earth metal salt, Be the ammonium salt or a mixture thereof. Such salts include the halides, sulfates, Carbonates, oxides or mixtures thereof. The halides of potassium, sodium, magnesium, calcium, Ammonium or mixtures thereof are preferred in terms of economy and solubility Aqueous acids at approximately the same concentrations can also be used. These acids include hydrofluoric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, and sulphurous acid Sulfuric acid. Low molecular weight organic acids such as acetic acid and sulfonic acids can also be used under certain conditions. Conventional additives like Inhibitors, surfactants, coupling agents, wetting agents and other agents can where this is desired to be applied and especially in

in Fällen der Verwendung des organischen, polykationischen Polymerisats bei konventionellen Behandlungsarbeitsweisen. Das Trägerfluid enthält vorzugsweise Salze oder Säuren, welche ein Schrumpfen hervorrufen oder ein Quellen verhindern, bis das polykationische Polymerisat die Tonteilchen behandelt hat. Normalerweise erfolgt die Behandlung praktisch sofort bei dem Kontakt zwischen der Formation und dem Behandlungsfluid. Das Trägerfluid und die Formation werden durch Injizieren des Trägerfluids in die Formation, Auftrag des Fluids auf die Formation oder Strömenlassen des Fluids durch die Formation bzw. hinter der Formation in einer solchen Weise, daß nur eine minimale Störung oder Aufwirbelung von Einzelteilchen innerhalb der Formation hervorgerufen wird, in Kontakt gebracht Die Behandlungsarbeitsweise gemäß der Erfindung ist daher besonders vorteilhaft, wenn die Permeabilität bzw. Durchlässigkeit niedrig ist und die Aufrechterhaltung einer maximalen Permeabilität bzw. Durchlässigkeit ein kritisches Merkmal ist.in cases of using the organic, polycationic Polymerizats in conventional treatment procedures. The carrier fluid preferably contains salts or acids which cause shrinkage or prevent swelling until the polycationic Polymerisat has treated the clay particles. Usually, the treatment is practically instantaneous with the Contact between the formation and the treatment fluid. The carrier fluid and formation become by injecting the carrier fluid into the formation, applying the fluid to the formation, or flowing it of the fluid through the formation or behind the formation in such a way that only one minimal disturbance or resuspension of individual particles within the formation is caused in The treatment procedure according to the invention is therefore particularly advantageous when the Permeability or permeability is low and the maintenance of a maximum permeability or permeability Permeability is a critical characteristic.

Bei chemischen Einspritzvorgängen wie dem Abdichten von Lecks in Dämmen, Minen, Tunnels, Fundamenten und dergleichen — siehe die US-Patentschriften 29 40 729, 28 01 984, 28 01 985 und 33 34 689 - gibt es Fälle, in denen die Permeabilität abnimmt und die Formation die Aufnahme des chemischen Einspritzmittels verweigert Dies wird normalerweise durch die Störung des pH-Wertes oder durch osmotische Störungen hervorgerufen, die durch die Einführung eines Fremdwassers (chemisches Einspritzmittel) in die Formation bedingt sind. Durch Vorbehandlung des Einspritzloches mit einem organischen, polykationischen Polymerisat kann die Permeabilität beibehalten werden, so daß ausreichend chemisches Einspritzmittel injiziert werden kann und sich in einem ausreichend großen Radius zum Abdichten von Lecks ausbreiten kann.In chemical injection processes such as sealing leaks in dams, mines, tunnels, foundations and the like - see US Pat. Nos. 29 40 729, 28 01 984, 28 01 985 and 33 34 689 - exist Cases in which the permeability decreases and the formation decreases the uptake of the chemical injection agent Denied This is usually due to the disturbance of the pH value or due to osmotic Disturbances caused by the introduction of an extraneous water (chemical injection agent) into the Formation are conditioned. By pretreating the injection hole with an organic, polycationic Polymerizate's permeability can be retained, leaving sufficient chemical injection agent can be injected and spread in a sufficiently large radius to seal leaks can.

Bei der Erstellung von Gas-, Öl- und/oder Wasserbohrlöchern ist ein häufig auftretendes Problem das Zusammenbrechen der weichen Formation rings um dasA common problem when creating gas, oil and / or water wells is this Collapse of the soft formation around the

so Bohrloch und die Produktion von Sand. Da die Produktion von Sand sehr unerwünscht ist wurden bereits mehrere Mittel zum Abstoppen der Sandproduktion vorgeschlagen, ein Mittel ist die Kies- bzw. Schotterpackung. Gele und/oder Salzlösungen werden angewandt um den Kies oder Schotter, üblicherweise klassierten Sand oder teilchenförmiges Material, an Ort und Stelle rings um das Bohrloch bei der Produktionspause zu waschen. so borehole and the production of sand. Since the production of sand is very undesirable Several means have already been proposed to stop sand production, one means is gravel or gravel. Gravel pack. Gels and / or salt solutions are applied around the gravel or crushed stone, usually sized sand or particulate matter, in place and place to wash around the wellbore during the break in production.

Bei einer Arbeitsweise wird der Kies bzw. Schotter oder Sand zum Absetzen gebracht und verdichtet Anschließend wird eine Auskleidung oder ein Sieb in das Bohrloch eingespült und quer zur Formation angeordnet Der Packsand hält nun den Formationssand zurück, und das Sieb hält den Packsand zurück. Dies ermöglicht die Produktion von Fluiden, welche frei von Sand sind. Wenn der Kies bzw. Schotter jedoch an Ort und Stelle gepumpt wird, werden die losen Feststoffe der Formation zurückgepreßt und bilden eine Kompak-In one way of working, the gravel or crushed stone or sand is brought to settle and compacted A liner or screen is then flushed into the borehole and across the formation The packing sand now holds back the formation sand, and the sieve holds back the packing sand. this enables the production of fluids that are free of sand. However, if the gravel or crushed stone is in place and place is pumped, the loose solids pressed back into the formation and form a compact

tierungsfront zwischen der Formation und dem Packsand. Diese Front, insbesondere falls sie Tone enthält, schränkt oftmals die Strömung von Fluid in das Bohrloch ein, nachdem sich die Kies- bzw. Schotterpakkung an Ort und Stelle befindet. Die Verwendung von organischen, polykationischen Polymerisaten bei einer Vorspülung in dem Trägerfluid für die Kies- bzw. Schotterpackung oder in einem Fluid, nachdem sich die Schotter- bzw. Kiespackung an Ort und Stelle befindet, kann den Verlust an Permeabilität in der Kompaktierungsfront ausschalten oder weniger stark machen. Weiterhin können organische, polykationische Polymerisate, welche über die Nachbarschaft der Kies- bzw. Schotterpackung hinausgespült wurden, die Wanderung von feinen Teilchen in die Kies- bzw. Schotterpackung verhindern, wobei solche feinen Teilchen oftmals die Kiespackung verstopfen.tation front between the formation and the packing sand. This front, especially if it is clay often restricts the flow of fluid into the wellbore after the gravel pack is removed is in place. The use of organic, polycationic polymers in a Pre-rinsing in the carrier fluid for the gravel or ballast packing or in a fluid after the Ballast or gravel packing is in place, the loss of permeability in the compaction front turn it off or make it less powerful. Furthermore, organic, polycationic polymers, which were washed out over the neighborhood of the gravel or gravel pack, the hike of fine particles in the gravel or crushed stone packing, such fine particles often the Clog the gravel packing.

Ein hydraulisches Aufbrechen bzw. »Fracturing« mit Sand oder die Sandpackung irgendeines Hohlraumes kann einer Kiespackung mit der Ausnahme ähnlich sein, daß die Korngröße unterschiedlich sein kann. Die Verwendung von organischen, polykationischen Polymerisaten in Verbindung mit einem Sand-Fracturing ergibt das gleiche günstige Ergebnis.Hydraulic fracturing with sand or the sand packing of any cavity may be similar to a gravel pack except that the grain size may be different. the Use of organic, polycationic polymers in connection with sand fracturing gives the same favorable result.

Bei der Sandverfestigung oder Sandkonsolidierung werden harte, aushärtende Harze zum Verkleben von Sandkörnern miteinander verwendet. Der Formationssand selbst kann so behandelt werden oder es kann ein mit einem Vorharz beschichteter Sand als Sandpackung verwendet werden. Die Verwendung von organischen, polykationischen Polymerisaten in Verbindung mit einer Sandverfestigung kann die Rückwanderung von feinen Teilchen und Tonen in die Masse der Sandverfestigung verhindern und die Verstopfungswirkung einer Kompaktierungsfront, sofern sich eine bilden sollte, reduzieren.In sand solidification or sand consolidation, hard, hardening resins are used to bond Grains of sand used together. The formation sand itself can be treated like this or it can be a sand coated with a pre-resin can be used as a sand pack. The use of organic, Polycationic polymers in connection with a sand solidification can prevent the back migration of fine particles and clays in the bulk of the sand will prevent solidification and the clogging effect a compaction front, if one should form.

Bei Sekundärgewinnungsvorgängen, wo Wasserspülungen oder Wasserflutungen zur Gewinnung von öl eingesetzt werden, ist die Wahrscheinlichkeit groß, daß das einzig verfügbare Wasser zur Injektion in die Injektionsbohrlöcher ein Quellen von Ton und/oder eine Wanderung von feinen Teilchen, welche die Injektionsbohrlöcher verstopfen können, hervorruft. Eine Vorbehandlung von Injektionsbohrlöchern mit organischen, polykationischen Polymerisaten vor dem Fluten mit dem verdächtigen Wasser kann einen Schaden durch Wanderung von feinen Teilchen und ein Quellen von Ton verhindern. Dies ist in der unmittelbaren Nachbarschaft der Bohrlochbohrung, wo die Permeabilität sehr wesentlich ist, von ganz besonderer Wichtigkeit. Die Behandlung kann eingesetzt werden, um die Wasserbenetzungseigenschaften einer Formation zu verändern oder irgendeine Verminderung der (^durchlässigkeit bei irgendeiner Formation als Folge der Ölbenetzung der Formation, wo Ton ein Problem sein könnte, zu verhindern.In secondary extraction processes, where water flushing or water flooding for the extraction of oil are used, there is a good chance that the only water available for injection will be in the Injection wells cause swelling of clay and / or migration of fine particles that cause the Injection boreholes can clog, causes. A pre-treatment of injection wells with organic, polycationic polymers before flooding with the suspicious water can cause a Prevent damage from migration of fine particles and swelling of clay. This is in the immediate vicinity The neighborhood of the borehole, where permeability is very important, is very special Importance. The treatment can be used to improve the water wetting properties of a formation to change or any reduction in the (^ permeability of any formation as a result to prevent oil wetting of the formation where clay could be a problem.

Bestimmte Formationen sind zusammen mit Substanzen, welche durch Kontakt mit Wasser entfernt oder geschwächt werden, natürlich zementiert oder konsolidiert. Solange nur Kohlenwasserstoffe gefördert^ werden, gibt es bei diesen Bohrlöchern nur geringen Arger. Wenn jedoch der Wassergrundspiegel im Verlauf der Produktion ansteigt und das Wasser zusammen mit den Kohlenwasserstoffen gefördert wird, beginnt die Produktion oder Förderung von Sand Manchmal ist die Situation so schlecht daß ein Zusammenbrechen des Bohrloches die Folge ist. Wenn das Material für die Zementierung der Fonnation Ton ist, kann eine Behandlung der Nachbarschaft des Bohrloches vor dem Wasserdurchbruch die Produktion von Sand und/oder das Zusammenbrechen des Bohrloches verhindern.Certain formations are along with substances that are removed or by contact with water be weakened, of course cemented or consolidated. As long as only hydrocarbons are produced, there is little trouble with these boreholes. However, if the water level rises in the course of production and the water along with the Hydrocarbons is extracted, the production or extraction of sand sometimes begins Situation so bad that a collapse of the borehole is the result. If the material is for the Cementing the fonnation is clay, a treatment of the neighborhood of the borehole before the Water breakthroughs prevent the production of sand and / or the collapse of the borehole.

Wenn Öl- und Gasbohrlöcher eingefaßt werden, ist es erforderlich, die Einfassung bzw. das Gehäuse zu perforieren oder einen Abschnitt eines offenen Loches unterhalb der Einfassung bzw. des Gehäuses zu bohren, um das Bohrloch fertigzustellen und mit der Förderung zu beginnen. Ein Unfall bei diesem Arbeitsvorgang der Bohrlochfertigsteilung ist, wenn das Fluid in der Bohrlochbohrung die Permeabilität beeinträchtig, da es oft in die Formation, wenn diese geöffnet wird, eindringt. Das Bohrloch kann als offenes Bohrloch oder durch Perforierung unter Verwendung von Formladunij gen oder Kugeln vervollständigt werden. Als ein Bestandteil des Vervollständigungsfluids haben organische, polykationische Polymerisate den Zweck der Verhinderung einer Beschädigung der Permeabilität, falls der Druck in dem Bohrloch höher wird als der Formationsdruck und die Bohrlochfluide in die Formation eintreten.When skirting oil and gas wells, the skirting or casing is required to be closed perforate or drill a section of an open hole below the enclosure or housing, to complete the well and begin production. An accident during this operation of the Borehole prefabrication is when the fluid in the borehole compromises permeability as it often penetrates the formation when it is opened. The borehole can be an open borehole or be completed by perforation using form charges or spheres. As a Organic, polycationic polymers have the purpose of being part of the completion fluid Preventing permeability damage if the pressure in the borehole becomes higher than that Formation pressure and the wellbore fluids enter the formation.

Ein Ansäuern ist eine übliche Technik auf dem Gebiet der Verbesserung der Bohrlochproduktion. In die Formation wird Säure zu dem Zweck eingepumpt, die Poren zu vergrößern und daher die Permeabilität bzw. Durchlässigkeit zu erhöhen. Häufig wird Chlorwasserstoffsäure in Carbonatformationen wie Kalkstein und Dolomit verwendet, und Fluorwasserstoffsäurelösungen werden oft in Sandsteinformationen verwendet. jo Jedoch lockert in einigen Formationen eine Säurebehandlung die feinen Teilchen, so daß sie wandern und ein Verstopfen bewirken. Ein Merkmal dieser Formationen ist, daß das Ansäuern die Förderung verbessert, jedoch tritt eine Abnahme der Förderungsrate bald auf, wenn feine Teilchen in verstopfende Positionen wandern. Die Verwendung von organischen, polykationischen Polymerisaten vor dem, während des und/oder nach dem Ansäuern bringt die Förderung von feinen Teilchen auf ein Minimum.Acidification is a common technique in the art of improving well production. In the Acid is pumped into the formation for the purpose of enlarging the pores and therefore increasing the permeability or To increase permeability. Often hydrochloric acid is found in carbonate formations such as limestone and Dolomite is used, and hydrofluoric acid solutions are often used in sandstone formations. jo However, in some formations, acid treatment loosens the fine particles so that they migrate and cause clogging. A feature of these formations is that acidification improves the production, however, a decrease in the production rate soon occurs when fine particles are in clogging positions hike. The use of organic, polycationic polymers before, during and / or after acidification minimizes the conveyance of fine particles.

Ein hydraulisches Aufbrechen ist eine andere übliche Technik auf dem Fachgebiet zur Verbesserung der Bohrlochförderung. Die Bohrlochbohrung wird unter Druck gesetzt, bis die Formation birst, und der entstehende Bruch setzt große Bereiche von fördernder Formationsfläche frei Die Risse werden normalerweise an einem Zusammenwachsen durch Einpumpen von Sand in den Bruch gehindert Jedoch tritt ein Aufbrechfluid, das in die Bruchfläche eindringt oft mit den Tonen in Wechselwirkung und verschlechtert die Permeabilität Dieser Schaden ist besonders kritisch, wenn die Permeabilität niedrig ist d. h. bei Werten von etwa 10 Millidarcy bis 0.1 Millidarcy. Die Verwendung von organischen, polykationischen Polymerisaten in Verbindung mit Aufbrechvorgängen hat sich als sehr erfolgreich herausgestelltHydraulic fracturing is another common technique in the art for improving the Well production. The wellbore is pressurized until the formation bursts and the the resulting fracture exposes large areas of the formation surface. The fractures are normally prevented from growing together by pumping sand into the fracture, however, does occur Fracturing fluid that penetrates the fracture surface often interacts with the clays and degrades the Permeability This damage is especially critical when the permeability is low d. H. at values of about 10 millidarcy to 0.1 millidarcy. The usage of organic, polycationic polymers in connection with breaking processes has proven to be very successfully exposed

Es ist wesentlich besser, einen Schaden durch quellende Tone und/oder wandernde, feine Teilchen zu verhindern als den Schaden nach seinem Auftreten zu korrigieren oder zu beheben. Zahlreiche dieser Schäden sind irreversibel. In den FäJlen, in denen ein Schaden jedoch bereits aufgetreten ist kann die Verwendung von organischen polykationischen Polymerisaten als primäres Behandlungsmittel in Verbindung mit anderen Behandlungen einen großen Teil der verlorengegangenen Permeabilität wiederbringen.It is much better to avoid damage from swelling clays and / or wandering fine particles prevent rather than correcting or repairing the damage as it occurs. Much of this damage are irreversible. In the cases in which damage however, the use of organic polycationic polymers as may have already occurred primary treatment agent in conjunction with other treatments a large part of the lost Restore permeability.

Während des Bohrvorgangs gibt es bei Bohrlöchern, insbesondere bei luft- und gasgebohrten Bohrlöchern, oftmals Ärger durch das Quellen und Anschwellen vonDuring the drilling process, with boreholes, especially air and gas drilled boreholes, there are often annoyance from swelling and swelling of

R1-Z+-R3
R4
R 1 -Z + -R 3
R 4

CH3OSO3-CH 3 OSO 3 -

CH3OSO3-CH 3 OSO 3 -

Formationen, welche von dem Bohrloch durchdrungen werden. Diese Formationen enthalten Tonmineralien, die beim Benetzen mit wäßrigen Fluiden wie beim Nebel- oder Schaumbohren ein Nachrutschen der Formation bewirken, wodurch häufig die Gefahr eines Festsitzens der Bohrkette und/oder der Bohrerspitze in der Bohrung hervorgerufen wird. Einige dieser Formationen werden als Schieferton bezeichnet. Die Behandlung und/oder Imprägnation dieser Formationen mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann die Gefahr des Quellens oder des Anschwellen der Formationen vermeiden. Die Behandlung kann ebenfalls bei Bohrvorgängen oder Komplettierungen angewandt werden, wo Zweiphasenfluide, wie Emulsionen, Schaum, Nebel, Rauch oder gasförmige Dispersionen, Dunst oder Aufschlämmungen eingesetzt werden.Formations penetrated by the borehole. These formations contain clay minerals, the slipping when wetting with aqueous fluids such as fog or foam drilling Cause formation, which often creates the risk of the drill chain and / or the drill bit sticking in the hole is caused. Some of these formations are called slate clay. The treatment and / or impregnation of these formations with the composition according to the invention can Avoid the risk of the formations swelling or swelling. Treatment can also are used in drilling operations or completions where two-phase fluids, such as emulsions, Foam, mist, smoke or gaseous dispersions, haze or slurries are used.

Die erfindungsgemäß verwendeten, organischen, polykationischen Polymerisate der folgenden Formel andere Atome wie Sauerstoff oder Stickstoff enthalten oder auch nicht enthalten. Die organischen Reste können homocyclisch oder heterocyclisch sein, d. h., sie können andere Atome wie Sauerstoff oder Stickstoff enthalten oder auch nicht enthalten. Weiterhin können die organischen Reste substituierte oder nichtsubstituierte Alkylreste, Arylreste oder Kombinationen hiervon sein, wobei jeder Rest bis zu 40 und vorzugsweise bis zu Kohlenstoffatome enthält.The organic, polycationic polymers of the following formula used according to the invention may or may not contain other atoms such as oxygen or nitrogen. The organic leftovers can be homocyclic or heterocyclic; that is, they can be other atoms such as oxygen or nitrogen included or not included. Furthermore, the organic radicals can be substituted or unsubstituted Alkyl radicals, aryl radicals, or combinations thereof, each radical being up to 40, and preferably up to Contains carbon atoms.

Die folgenden Verbindungen sind Beispiele der bevorzugten, polykationischen Polymerisatklassen:The following compounds are examples of the preferred polycationic polymer classes:

(1) Wenn Z = Schwefel bedeutet, ein Sulfoniumpolymerisat: (1) If Z = sulfur, a sulfonium polymer:

-R1 -R 1

S+ S +

X"X "

worin die Substituenten die im Anspruch 1 angegebene Bedeutung besitzen, können im allgemeinen als qurternäre Polymerisate mit Stickstoff oder Phosphor oder als ternäre Polymerisate mit Schwefel als Zentralatom in einer aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Kette angesehen werden.wherein the substituents have the meaning given in claim 1, can in general as primary polymers with nitrogen or phosphorus or as ternary polymers with sulfur as Central atom in an aliphatic, cycloaliphatic or aromatic chain.

Das Verhältnis von kationischen Atomen zu Kohlenstoffatomen liegt vorzugsweise bei etwa 1 : 2 bis 1 : 36, und das Molekulargewicht liegt oberhalb etwa 1000. Das organische, polykationische Polymerisat ist polar und daher ist es im allgemeinen in polaren Lösungsmitteln oder Trägerfluiden wie einem wäßrigen Medium oder einem Alkohol löslich oder leicht dispergierfähig. Ein Alkohol kann als Trägerfluid verwendet werden, falls der Kontakt zwischen Wasser und der zu behandelnden, durchlässigen Masse oder Formation vermieden werden soll. Beispiele dieser polykationischen Polymerisate umfassen Polyäthylenamine, Polyvinylpyridiniumsalze oder Polyallylammoniumsalze.The ratio of cationic atoms to carbon atoms is preferably about 1: 2 to 1: 36, and the molecular weight is above about 1000. The organic, polycationic polymer is polar and therefore it is generally in polar solvents or carrier fluids such as an aqueous medium or an alcohol soluble or easily dispersible. An alcohol can be used as a carrier fluid, if there is contact between water and the permeable mass or formation to be treated should be avoided. Examples of these polycationic polymers include polyethylene amines, polyvinylpyridinium salts or polyallylammonium salts.

Falls die erfindungsgemäß verwendeten, polykationisehen Polymerisate einen cycloaliphatischen Rest R1 enthalten, können das von Stickstoff, Phosphor oder Schwefel abstammende Kation (Z) und der organische Rest(R2) in das Innensystem eingebaut sein.If the polycationic polymers used according to the invention contain a cycloaliphatic radical R 1 , the cation (Z) derived from nitrogen, phosphorus or sulfur and the organic radical (R2) can be incorporated into the internal system.

Das Anion X der polykationischen Polymerisate kann beispielsweise ein Halogen-, Nitrat- oder Sulfation sein. Als Trägerfluid kann auch ein Alkohol verwendet werden. Die organischen Reste oder Kohlenwasserstoffreste können geradkettige, verzweigte oder cyclische, aliphatische Reste, aromatische Reste, ungesättigte Reste, substituierte Reste oder Kombinationen hiervon sein. Die organischen Reste können homoaliphatisch oder heteroaliphatisch sein, dh, sie könnenThe anion X of the polycationic polymers can be, for example, a halogen, nitrate or sulfate ion. An alcohol can also be used as the carrier fluid. The organic or hydrocarbon radicals can be straight-chain, branched or cyclic, aliphatic radicals, aromatic radicals, unsaturated Radicals, substituted radicals or combinations thereof. The organic radicals can be homoaliphatic or heteroaliphatic, that is, they can

(2) wobei ein Beispiel von dem folgenden Monomeren abstammt:(2) where an example is derived from the following monomer:

H2C = CHCO2CH2CH2S(CHj)2CIH 2 C = CHCO 2 CH 2 CH 2 S (CHj) 2 CI

Poly-2-acryloxyäthyldimethyl- sulfoniumchlorid;Poly-2-acryloxyethyldimethylsulfonium chloride;

R, = 2-Acryloxyäthyl, R2 = Methyl, R3 = Methyl, R4 = nicht vorhanden und X = Chlorid;R, = 2-acryloxyethyl, R 2 = methyl, R 3 = methyl, R 4 = absent and X = chloride;

wenn Z = Phosphor bedeutet, ein Phosphoniumpolymerisat: if Z = phosphorus, a phosphonium polymer:

-Ri--R-

R2-P+-R3 R 2 -P + -R 3

R4 R 4

wobei ein beispielhaftes Monomeresbeing an exemplary monomer

H2CH 2 C

CH- CH2P(C4H9)3C!CH-CH 2 P (C 4 H 9 ) 3 C!

4545

(3) Glycidyltributylphosphoniumchlorid ist; mit
R, = Glycidyl, R2 = Butyl, R3 = Butyl, R4 = Butyl und X = Chlorid;
(3) is glycidyltributylphosphonium chloride; with
R 1 = glycidyl, R 2 = butyl, R 3 = butyl, R 4 = butyl and X = chloride;

wenn Z Stickstoff bedeutet, Quaternäre Ammoniumpolymerisate; when Z is nitrogen, quaternary ammonium polymers;

(3 a) wobei ein Beispiel für ein quaternäres, integrales Alkylpolymerisat ist:(3 a) where an example of a quaternary, integral alkyl polymer is:

CH3 CH 3

-CH2-CH2-N+ -CH 2 -CH 2 -N +

CH3 CH 3

Polydimethyläthylenammoniumchlorid, und ein weiteres Beispiel für ein Polymerisat:Polydimethyläthylenammoniumchlorid, and another example of a polymer:

CH3 CH3 CH 3 CH 3

-N+-CH2-CH2-N+-CH2-CH2-Ch2-CH2--N + -CH 2 -CH 2 -N + -CH 2 -CH 2 -Ch 2 -CH 2 -

CH3 CH3 CH 3 CH 3

nämlich das Kondensationsprodukt von Ν,Ν,ΝίΝ'-Tetranietliyläthylendiainm und 1,4-Dichlorbutaii;namely the condensation product of Ν, Ν, ΝίΝ'-tetranietliylethylenediamine and 1,4-dichlorobutaii;

(3 b) Verbindungen mit dem im cyclischen Ring einge- (3 0 Verbindungen mit an einem carbocyclischen Ring(3 b) Compounds with the one in the cyclic ring (3 0 compounds with one in a carbocyclic ring

bauten, quaternären Stickstoffatom, wobei ein Beispiel für ein Polymerisat ist:built, quaternary nitrogen atom, where an example of a polymer is:

anhängenden, quaternären Gruppen, wobei ein Beispiel für ein solches Polymerisat ist:pending, quaternary groups, an example of such a polymer being:

das Kondensationsprodukt von 4-Chlorpyridin; (3 c) Verbindung mit dem in der Alkylkette und dem Arylrest integralen, quaternären Stickstoffatom, wobei ein beispielhaftes Polymerisat ist:the condensation product of 4-chloropyridine; (3 c) Connection with the one in the alkyl chain and the one Aryl radical integral, quaternary nitrogen atom, an exemplary polymer being:

ClCl

-N-N

CH2-CH2-CH2 CH2-CHCH 2 -CH 2 -CH 2 CH 2 -CH

Y
CH2
Y
CH 2

N+ erN + he

CH3 CH3
CH3
CH 3 CH 3
CH 3

das Kondensationsprodukt von l-(4-Pyridyl)-3-chlorpropan; und ein weiteres Beispiel für ein Polymerisat:the condensation product of 1- (4-pyridyl) -3-chloropropane; and another example of a polymer:

NH N H

s crs cr

^N-CH2-CH2-PolyvinyM-benzyltrimethylammoniumchlorid; (3 g) Verbindungen mit an einem Polymethacrylatgerüst anhängenden, quaternären Stickstoffgruppen, wobei ein Beispiel für ein solches Polymerisat ist:^ N-CH 2 -CH 2 -PolyvinyM -benzyltrimethylammonium chloride; (3 g) Compounds with quaternary nitrogen groups attached to a polymethacrylate skeleton, an example of such a polymer being:

das Kondensationsprodukt von Pyrazin und 1,2-Äthylendichlorid; the condensation product of pyrazine and 1,2-ethylene dichloride;

(3d) Verbindungen mit anhängenden quaternären r, Alkylresten, wobei ein Beispiel folgendes Polymerisat ist:(3d) Compounds with pendant quaternary r, alkyl radicals, an example being the following polymer is:

-CH2-CH-CH 2 -CH

N+ erN + he

CH3 CH 3

CH3 CH 3

CH3 CH 3

Polyvinyltrimethylammoniumchlorid, (3 e) Verbindungen mit an einem cyclischen Rückgrat anhängenden, quaternären Gruppen, wobei ein Beispiel für ein solches Polymerisat ist:Polyvinyltrimethylammonium chloride, (3 e) compounds with a cyclic backbone pending, quaternary groups, an example of such a polymer being:

6060

6565

Poly-l^-phenylenoxid^-methylentrimethylammoniumbromid: Poly-l ^ -phenylene oxide ^ -methylene trimethylammonium bromide:

CH3 CH 3

CH2-C-CH 2 -C-

C = OC = O

I erI he

O CH3 O CH 3

CH2-CH-CH2 +-N-CH3 OH CH3 CH 2 -CH-CH 2 + -N-CH 3 OH CH 3

Poly-3-methacryloxy-(2-hydroxy-propyltrimethylammoniumchlorid); Poly-3-methacryloxy (2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride);

und ein weiteres Beispiel für ein solches Polymerisat ist:and another example of such a polymer is:

Γ
1—
Γ
1-

C = O
H-N-CH2-CH2-CH2
C = O
HN-CH 2 -CH 2 -CH 2

CH3 CH 3

N+ crN + cr

CH3 CH 3

CH3 CH 3

Polyacrylamido-l-propyl-3-trimethylammoniumchlorid: Polyacrylamido-l-propyl-3-trimethylammonium chloride:

(3 h) Verbindungen mit an einem heterocyclischen Ring hängenden, quaternären Stickstoffgruppen, wobei ein Beispiel für ein solches Polymerisat ist:(3 h) compounds with quaternary nitrogen groups hanging from a heterocyclic ring, where an example of such a polymer is:

-CH3-CH-CH 3 -CH

Poly-4-vinyl-N-methylpyridiniumjodid;
Verbindungen mit einem heterocyclischen Ring, welche quaternäre StickstofFgruppen enthalten, wobei ein Beispiel für ein solches Polymerisat ist:
Poly-4-vinyl-N-methylpyridinium iodide;
Compounds with a heterocyclic ring which contain quaternary nitrogen groups, an example of such a polymer being:

CH2
-CH CH-CH2-
CH 2
-CH CH-CH 2 -

:h2 : h 2

ch,ch,

crcr

CH, CH,CH, CH,

Polymerisat von Diallyldimethylammoniumchlorid. Polymer of diallyldimethylammonium chloride.

Die Erfindung wird in mehreren Ausführungsformen anhand der folgenden Beispiele näher erläutert, wobei alle Angaben in Teilen, Prozentsätzen, Verhältnissen und Konzentrationen, falls nichts anderes angegeben ist, in Gewicht ausgedrückt sind.The invention is explained in more detail in several embodiments with reference to the following examples, wherein all information in parts, percentages, ratios and concentrations, unless otherwise stated, are expressed in weight.

BeispieleExamples

Im folgenden wird die Testarbeitsweise für polykationische Polymerisate näher erläutert:The test procedure for polycationic polymers is explained in more detail below:

TestzellenaufbauTest cell structure

Die polykationischen Polymerisate wurden in einer simulierten Formation untersucht, weiche Sand, feine Sedimente und Ton enthielt. Die Testzelle wurde gepackl, indem ein einfach durchbohrter Gummistopfen in ein Glasrohr eingesetzt wurde. Um ein Durchfallen von Sand zu verhindern, wurde ein aus Drahtnetz bestehendes Sieb mit einer dünnen Schicht von Glaswolle beschichtet und auf die obere Seite des an der Unterseite des Glasrohres eingesetzten Stopfens angeordnet. Als nächstes wurde zur Verhinderung einer Verstopfung des Siebes durch die Sandpackung eine Schicht von klassiertem Sand auf die Oberseite des Stopfens und des Siebes gepackt. Die nächste Schicht war die Sandpackung, wobei die Sandpackung das Testmedium war. Sie wurde in feuchtem Zustand eingepackt, so daß der Sand, die feinen Anteile und der Ton so aneinander hafteten, daß eine Bildung von Schichten der Packung vermieden wurde. Abschließend wurde zum Schutz der Sandpackung vor teilchenförmigen Verunreinigungen eine Schicht aus reinem Sand über die beiden unteren Schichten aufgebracht.The polycationic polymers were examined in a simulated formation, soft sand, fine sand Contained sediments and clay. The test cell was packed by using a single pierced rubber stopper was inserted into a glass tube. To prevent sand from falling through, a wire mesh was made existing sieve coated with a thin layer of glass wool and attached to the top of the at the Underside of the glass tube inserted stopper arranged. Next up was to prevent a Blockage of the sieve by packing a layer of sized sand on top of the sand pack Stopper and sieve packed. The next layer was the sand pack, with the sand pack being the Test medium was. It was packed in a moist state so that the sand, the fine parts and the Clay adhered to one another in such a way as to avoid the formation of layers of the packing. Finally a layer of pure sand was used to protect the sandpack from particulate contamination Applied over the two lower layers.

Die Sandpackung bestand aus 85 Gew.-% des reinenThe sand pack consisted of 85% by weight of the clean

Sandes (Oklahoma-Sand Nr. 1) mit einer Maschenweiti von 0,21 -0,088 mm, 10 Gew.-% Quarz mit eine Maschenweite < 0,053 mm, 5 Gew.-% Montmorilloni (Wyoming-Bentonit) mit einer Oberfläche von etw; 750 m2/g und 0,75 ml Salzwasser, was für eini feststellbare Feuchtigkeit ausreichte.Sand (Oklahoma sand no. 1) with a mesh size of 0.21-0.088 mm, 10% by weight quartz with a mesh size <0.053 mm, 5% by weight Montmorilloni (Wyoming bentonite) with a surface area of about; 750 m 2 / g and 0.75 ml of salt water, which was sufficient for a detectable moisture.

Die Zellenabmessungen waren: Innendurchmesse! des Rohres 2,32 cm, innere Querschnittsfläche de: Rohres=43 cm2; Höhe der SandpackungssäuThe cell dimensions were: inside diameter! of the tube 2.32 cm, inner cross-sectional area de: tube = 43 cm 2 ; Height of the sand packing sow

ίο Ie = 8,04 cm; Rohrvolumen (Sandpackungsbe reich)=33,09 cm3; Porosität = etwa 30%; sowie Höh< der Säule aus reinem Sand (Oklahoma-Sand Nr. 1 (sowohl die obere als auch die untere Säule)= 1,51 cm.ίο Ie = 8.04 cm; Tube volume (sand packing area) = 33.09 cm 3 ; Porosity = about 30%; and height of the pure sand column (Oklahoma sand # 1 (both the top and bottom columns) = 1.51 cm.

Der Testzellenaufbau wurde von Test zu Tes gleichbleibend beibehalten. Die oben angegebene: Werte sind die Durchschnittswerte von mehrere] Zellen von aufeinanderfolgenden Testuntersuchungen.The test cell structure was kept constant from test to test. The above: Values are the mean values of several] cells from consecutive test examinations.

Durchschnittswerte für einige Strömungsraten bei Test zellenAverage values for some flow rates on test cells

Temperaturtemperature 2525th 23,923.9 SlrömungsraleStream flow (0C)( 0 C) 62,562.5 (ml/min)(ml / min) 93,393.3 jo Testfolge oderjo test sequence or 13,67+ +K = 140,3 md13.67+ + K = 140.3 md Stufestep 24,2524.25 35 135 1 41,5041.50 ArbeitsweiseWay of working 33 strömendes Fluid (Flüssigkeit)flowing fluid (liquid) 44th StandardsalzlösungStandard saline solution 55 BehandlungslösungTreatment solution 40 640 6 StandardsalzlösungStandard saline solution frisches Wasserfresh water 88th 15%ige HCl15% HCl 99 frisches Wasserfresh water DieselölDiesel oil frisches Wasserfresh water DieselölDiesel oil

Die Anfangsstufe der Verwendung von Standardsalz lösung diente zur Eichung der Sandpackung. Als frische: Wasser wurde Leitungswasser verwendet. Frische; Wasser und entionisiertes Wasser sind hinsichtlich ihrei Eigenschaften zum Aufquellen von Ton ungefähiThe initial stage of using standard salt solution served to calibrate the sand pack. As fresh: Tap water was used. Freshness; Water and deionized water are different from each other Properties for swelling of clay approx

so äquivalent, und sie sind der kritische Test, ob eine Stuff bei der Behandlung νυη Ton wirksam war oder nicht.so equivalent, and they are the critical test of whether or not a stuff was effective in treating νυη clay.

Die Behandlungsstufe mit 15%iger HCl diente zun Test auf dauernde Wirkung der Tonbehandlungschemi kalien bei Anwesenheit von Säure.The 15% HCl treatment stage was used to test the lasting effect of the clay treatment chemistries alkalis in the presence of acid.

Die Stufen Dieselöl — frisches Wasser — Dieselöl dien ten zur Untersuchung der dauernden Wirkung dei Tonbehandlungschemikalie in Anwesenheit von öl Falls die Dieselölrate höher ist als die Wasserrate wurde das System als von Wasser benetzt angesehen.The stages diesel oil - fresh water - diesel oil are used ten to study the lasting effect of the clay treatment chemical in the presence of oil If the diesel oil rate is higher than the water rate, the system was considered to be wetted by water.

Zusammensetzung der StandardsalzlösungComposition of the standard saline solution

Salzsalt

ÜCW.-"iÜCW .- "i

NaCl
CaCl,
MgCI, ·
Wasser
NaCl
CaCl,
MgCI, ·
water

6 11,06 11.0

7,57.5

0,550.55

0,420.42

91,5391.53

230 212/35:230 212/35:

Druck und TemperaturPressure and temperature

1818th

Eigenschaften des Berea-Sandsteinkerns*)Properties of the Berea sandstone core *)

RonlgenstrahlanalyseBeam analysis

Durchschnittswert (%)Average value (%)

Ein Druck von 3,52 atü wurde während aller Behandlungsstufen an dem Vorratsbehälter aufrechterhalten.A pressure of 3.52 atm was maintained on the reservoir during all treatment stages.

Der Vorratsbehälter besaß einen Heizmantel, der die gewünschte Temperatur für die Testflüssigkeiten aufrechterhielt Auf der Testzelle wurde ein Heizband verwendetThe reservoir had a heating mantle that held the desired temperature for the test liquids maintained. A heating tape was placed on the test cell used

In einer Hassler-Hülsenapparatur wurden Berea- ι ο Kerne verwendet wobei der Kern und der Vorratsbehälter auf Testtemperatur erhitzt waren. Der 5,1 cm lange Kern ruhte auf einem Polster aus Sand mit einer Korngröße von 0,25 — 0,42 mm und einer Höhe von 1,9 cm und wurde vor einem unvermeidbaren Verschmutzen durch eine Pufferschicht aus Sand mit einer Korngröße von 0,25 — 0,42 mm in einer Höhe von 1,9 cm an der Oberseite mit einer darüberliegenden Schicht aus Sand (Oklahoma Nr. 1) in einer Höhe von 0,64 mm geschützt Diese Sandschichten lieferten etwa 2% des spezifischen Widerstandes der Zelle.Berea- ι ο Cores used with the core and reservoir heated to test temperature. The 5.1 cm long core rested on a pad of sand with a grain size of 0.25-0.42 mm and a height of 1.9 cm and was protected from inevitable contamination by a buffer layer of sand with a Grain size of 0.25-0.42 mm at a height of 1.9 cm on the top with an overlying layer Sand (Oklahoma # 1) protected at a height of 0.64 mm. These layers of sand provided about 2% of the specific resistance of the cell.

Tabelle ITable I.

Bezeichnungen für die Tonbehancilungschemikalien und Lösungen, die in den Beispielen verwendet wurdenNames for the clay treatment chemicals and solutions used in the examples

Quarzquartz

Dolomitdolomite

KaolinitKaolinite

Illit Montmorillonit undIllite montmorillonite and

MischschichttoneMixed layer clays

Andere AnalysenOther analyzes

SäurelöslichkeitAcid solubility

Porosität 79,0Porosity 79.0

4,04.0

11,011.0

3,7 2,33.7 2.3

2,8 % 21,96 %2.8% 21.96%

Permeabilität (Durchlässigkeit) 2,8 mdPermeability (permeability) 2.8 md

*) Dies ist ein Durchschnittswert von 16 Kernen und er wird als repräsentativ für den für die Testkerne verwendeten Sandsteinblock angesehen.*) This is an average of 16 cores and it is considered to be representative of the one used for the test cores Sandstone block viewed.

Chemikalienbezeichnung Chemical name

Vergleich
OHAl
comparison
OHAl

ZrOCl2 ZrOCl 2

PDMDAAPDMDAA

EDCAMEDCAM

BDCTMDABDCTMDA

DMAECHDMAECH

BDMAECHBDMAECH

DMABCDDMABCD

DEAPADEAPA

TADATOTADATO

TADATOQTADATOQ

HBEOTOHBEOTO

Beschreibungdescription

es fehlte jede Chemikalie zur Behandlung von Tonthere was no chemical to treat clay

Hydroxyaluminiumverbindurigen mit den folgenden Anteilen in den Beispielen:Hydroxyaluminum compounds with the following proportions in the examples:

Al2(OH)5ClAl 2 (OH) 5 Cl

Zirconylchlorid, gemäß Analyse = ZrOCl2 · 8 H2OZirconyl chloride, by analysis = ZrOCl 2 · 8 H 2 O

Polyäthylenimin, ein Polymerisat von AziridinPolyethyleneimine, a polymer of aziridine

PolydimethyldiallylammoniumchloridPolydimethyldiallylammonium chloride

StandardsalzlösungStandard saline solution

frisches Wasserfresh water

TetraäthylenpentaminTetraethylene pentamine

Kondensat von Äthylendichlorid und AmmoniakCondensate of ethylene dichloride and ammonia

Kondensat von Äthylendichlorid und Ammoniak, quaternisiert mit MethylchloridCondensate of ethylene dichloride and ammonia, quaternized with methyl chloride

TriäthylentetraaminTriethylenetetraamine

Kondensat von 1,4-Dichlorbuten mit Ν,Ν,Ν',Ν'-TetramethyläthylendiaminCondensate of 1,4-dichlorobutene with Ν, Ν, Ν ', Ν'-tetramethylethylenediamine

Kondensat von Dimethylamin mit EpichlorhydrinCondensate of dimethylamine with epichlorohydrin

Kondensat von Dimethylamin mit Epichlorhydrin, verzweigt mit AmmoniakCondensate of dimethylamine with epichlorohydrin, branched with ammonia

Kondensat von Dimethylamin mit 1,4-DichlorbutanCondensate of dimethylamine with 1,4-dichlorobutane

1,6-Hexandiamin1,6-hexanediamine

DiäthylaminopropylaminDiethylaminopropylamine

Kondensat von Triäthanolamin/Diäthanolamin/TallölCondensate of triethanolamine / diethanolamine / tall oil

TADATO, quaternisiert mit CH3CITADATO, quaternized with CH 3 CI

Destillatrückstand von Hexandiamin, umgesetzt mit Äthylenoxid und verestert mitHexanediamine distillate residue, reacted with ethylene oxide and esterified with

Tallöl und mit Chlorwasserstoffsäure angesäuertTall oil and acidified with hydrochloric acid

Tabelle IITable II

Strömungstest der Tonbehandlung bei 23,9°CFlow test of clay treatment at 23.9 ° C

Beispielexample

II.

Behandlungslösung
Chemikalie oder Polymerisat
Molekulargewicht11)
Konzentration (%)
Lösungsmittel
Treatment solution
Chemical or polymer
Molecular weight 11 )
Concentration (%)
solvent

Vergl.Cf. Vergl.Cf. PDMDAAPDMDAA PDMDAAPDMDAA PDMDAAPDMDAA -- -- 37 00037,000 37 00037,000 37 00037,000 00 44th 22 0,40.4 SBSB SBSB FWFW FWFW FWFW

mlml 27 36 27727 36 277 1,0")1.0 ") -- 2 32 3 37 00037,000 2020th 44th 88th 1111th 1212th 15,215.2 -- 500500 -- 22 62,562.5 62,562.5 -- Fortsetzungcontinuation 300300 13,4 12,313.4 12.3 SBSB 13,413.4 PDMDAAPDMDAA -- 500500 Beispielexample Beispielexample 50 00050,000 PDMDAAPDMDAA PDMDAAPDMDAA 100,0100.0 500500 II. 66th 14,414.4 22 37 00037,000 37 00037,000 3,5a)3.5 a ) Eichungcalibration 400400 100,0 100,0100.0 100.0 100,0100.0 SBSB 22 0,40.4 5,0")5.0 ") 99 Standardsalzlösung (ml/min)Standard saline solution (ml / min) 500500 14,614.6 17,117.1 23,123.1 SBSB SBSB Strömungstests (%) des EichwertesFlow tests (%) of the calibration value 99,299.2 100,0100.0 82,182.1 12,812.8 PDMDAAPDMDAA Lösungsolution 99,299.2 49,349.3 88, i88, i 2626th 3232 75 00075,000 StandardsalzlösungStandard saline solution 100,0100.0 70,1 86,170.1 86.1 102,8102.8 73,173.1 22 BehandlungslösungTreatment solution -- 0,6 94,30.6 94.3 104,2104.2 85,185.1 100,0100.0 SBSB StandardsalzlösungStandard saline solution -- 73,673.6 39,839.8 frisches Wasserfresh water 91,791.7 100,0100.0 15,215.2 15%ige HCl15% HCl 77th 100,0100.0 frisches Wasserfresh water 79,779.7 Tabelle II (Fortsetzung)Table II (continued) PDMDAA PDML)AAPDMDAA PDML) AA 85,985.9 100,0100.0 37 00037,000 angegebene Volumen abgegeben worden war.indicated volume had been delivered. 31,531.5 0,40.4 : 10% angegeben.: 10% stated. 92,192.1 BehandlungslösungTreatment solution mlml SBSB 81,681.6 Chemikalie oder PolymerisatChemical or polymer 500500 82,982.9 Molekulargewicht11)Molecular weight 11 ) 300300 14,614.6 68,468.4 Konzentralion (%)Concentration (%) 500500 Lösungsmittelsolvent 500500 Eichungcalibration 400400 100,0100.0 Standardsalzlösung (ml/min)Standard saline solution (ml / min) 500500 80,880.8 Lösungsmittels bei organischen, polykationischen PolymerisatenSolvent for organic, polycationic polymers Strömungstests (%) des EichwertesFlow tests (%) of the calibration value I
I a) = Die Strömung war beendet, bevor das volle.
I.
I a ) = The flow stopped before the full one.
101,4101.4
j Lösungj solution ;t b) = Die Molekulargewichte sind auf 4; t b ) = The molecular weights are on 4 68,568.5 1313th S StandardsalzlösungS standard saline solution 1 Tabelle III1 Table III 71,271.2 93,393.3 I BehandlungslösungI treatment solution I Änderung der Temperatur und des 1I change the temperature and the 1st 61,661.6 jj Standardsalzlösungjj standard saline solution PDMDAAPDMDAA I frisches WasserI fresh water 37 00037,000 I 15%ige HClI 15% HCl I Testtemperatur (0C)I test temperature ( 0 C) 0,40.4 Β frisches WasserΒ fresh water $.] Behandlungslösung$.] Treatment solution SBSB |i; Chemikalie oder Polymerisat| i; Chemical or polymer "'■ Molekulargewicht11) "'■ molecular weight 11 ) 3838 •Λ Konzentration (%)• Λ concentration (%) Beispielexample ; Lösungsmittel; solvent 1010 Eichungcalibration 62,562.5 ! Standardsalzlösung (ml/min)! Standard saline solution (ml / min) Vergl.Cf. -- 00 SBSB 2323

2121

Fortsei/, uneFortsei /, une

mlml Beispielexample 500500 IOIO Strömungstests (%) des EichwertesFlow tests (%) of the calibration value 300300 Lösungsolution 500500 StandardsalzlösungStandard saline solution 500500 100,0100.0 BehandlungslösungTreatment solution 400400 -- StancardsalzlösungStancard saline solution 500500 -- frisches Wasserfresh water 15%ige HCl15% HCl -- frisches Wasserfresh water __

1111th

1212th

100,0100.0 100,0100.0 100,0100.0 50,050.0 90,690.6 96,196.1 111,5111.5 106,0106.0 135,5135.5 126,9126.9 111,9111.9 147,0147.0 40,040.0 93,8ilJ93.8 il J 39,539.5 100,0100.0 156,3156.3 131,5131.5

Tabelle III (Fortsetzung)Table III (continued)

Beispielexample

1414th

1717th

Testtemperatur (0C)Test temperature ( 0 C)

Behandlungslösung Chemikalie oder Polymerisat Molekulargewicht11) Konzentration (%) LösungsmittelTreatment solution Chemical or polymer Molecular weight 11 ) Concentration (%) Solvent

Eichung
Standardsalzlösung (ml/min)
calibration
Standard saline solution (ml / min)

62,562.5

93,393.3

62,562.5

1818th

4545

19,619.6

62,562.5

PDMDAAPDMDAA PDMDAAPDMDAA PEIPEI PDMDAAPDMDAA 37 00037,000 37 00037,000 20 00020,000 37 00037,000 0,40.4 0,40.4 0,10.1 0,40.4 15% HCI15% HCI 15% HCl15% HCl 15% HCl15% HCl 3% CaCl,3% CaCl,

29,029.0

Strömungstests (%) des EichwertesFlow tests (%) of the calibration value mlml 100,0100.0 ;für;for 100,0100.0 100,0100.0 ist dasis this alternierendenalternating ÄthylengruppenEthylene groups 2222nd 100,0100.0 ) 20 000C)) 20,000 C ) Lösungsolution 500500 63,963.9 nachafter 62,662.6 98,098.0 65,565.5 0,10.1 StandardsalzlösungStandard saline solution 300300 136,1136.1 113,3113.3 132,7132.7 100 ml frischem Wasser als Folge der geringen Strömungsrate100 ml of fresh water as a result of the low flow rate 75,275.2 SBSB BehandlungslösungTreatment solution 500500 130,0130.0 Organische, polykationische Polymerisate,Organic, polycationic polymers, 120,0120.0 167,3167.3 2020th 2121 82,882.8 44th StandardsalzlösungStandard saline solution 500500 -- gruppen bestehengroups exist -- -- welche allgemein auswhich generally look 20,020.0 frisches Wasserfresh water 400400 -- - · -- EDCAEDCA EDCAMEDCAM 79,379.3 15%ige HCl15% HCl 500500 ") = Eine Lösung von 3% HF und 12% HCI wurde statt der 15%igen HC") = A solution of 3% HF and 12% HCI was used instead of the 15% HCI 1 verwendet.1 used. Beispielexample ) 1 500')) 1 500 ') 2 000a)2 000 a ) frisches Wasserfresh water b) = Die Molekulargewichte sind innerhalb einer Fehlergrenze ± 10% b ) = The molecular weights are within an error limit of ± 10% BehandlungslösungTreatment solution angegeben. Fürspecified. For PDMDAAPDMDAA 18 1918 19 0,360.36 0,250.25 Zahlendurch-Number through Schnittsmolekulargewicht angegebenAverage molecular weight indicated Chemikalie oder PolymerisatChemical or polymer PEI ist keine genauere Angabe erhältlich.PEI no more precise information is available. SBSB SBSB "■') = Die Strömungsuntersuchung wurde"■ ') = The flow investigation was MolekulargewichtMolecular weight EDCA EDCAEDCA EDCA 44th 44th abgebrochen.canceled. Tabelle IVTable IV Konzentration (%)Concentration (%) 7 500;l) 25 000":7 500 ; l ) 25 000 ": Lösungsmittelsolvent 0,25 0,280.25 0.28 und Amin-and amine Lösungsmiltel-pl 1-WerlSolution miltel-pl 1-Werl SB SBSB SB 4 44 4 2323 EDCAM PElEDCAM PEl 2 000b 2,000 b 0,250.25 SBSB 77th

2424

Fortsetzungcontinuation

mlml Beispielexample 1919th 2020th 2121 2222nd 2323 500500 1818th Eichungcalibration 300300 20,820.8 23,023.0 17,217.2 17,617.6 23,623.6 Standardsalzlösung (ml/min)Standard saline solution (ml / min) 500500 23,223.2 Strömungstests') (%) des EichwertesFlow tests') (%) of the calibration value 500500 Lösungsolution 400400 100,0100.0 100,0100.0 100,0100.0 100,0100.0 100,0100.0 StandardsalzlösungStandard saline solution 500500 100,0100.0 59,659.6 108,7108.7 110,5110.5 110,8110.8 101,7101.7 BehandlungslösungTreatment solution 80,280.2 56,756.7 104,3104.3 98,898.8 102,3102.3 100,0100.0 StandardsalzlösungStandard saline solution Beispielexample 90,590.5 46,246.2 139,1139.1 130,8130.8 130,7130.7 35,635.6 frisches Wasserfresh water 2424 100,9100.9 31,331.3 50,050.0 60,560.5 82,482.4 14,814.8 15%ige HCI15% HCI 56,056.0 74,574.5 156,5156.5 157,0157.0 210,2210.2 114,4114.4 frisches Wasserfresh water PEIPEI 120,7120.7 Tabelle IV (Fortsetzung)Table IV (continued) 20 000')20,000 ') 1,01.0 2626th 2727 2828 2929 3030th SBSB 2525th BehandlungslösungTreatment solution PEIPEI PEIPEI PEIPEI TEPATEPA TETATETA Chemikalie oder PolymerisatChemical or polymer PEIPEI 300')300 ') 1 200')1 200 ') 100 000')100,000 ') 189189 146146 MolekulargewichtMolecular weight 20 000')20,000 ') 0,30.3 0,30.3 1,01.0 1,01.0 1,01.0 Konzentration (%)Concentration (%) 1,01.0 SBSB SBSB 15% HCl15% HCl SBSB SBSB Lösungsmittelsolvent 15% HCl15% HCl

Eichungcalibration 21,421.4 Strömungstestsd) (%) des EichwertesFlow tests d ) (%) of the calibration value mlml 25,425.4 21,421.4 23,523.5 21,921.9 -- 22,622.6 -- 26,226.2 -- Standardsalzlösung (ml/min)Standard saline solution (ml / min) Lösungsolution 500 100.0500 100.0 -- -- -- StandardsalzlösungStandard saline solution 300 7.5300 7.5 nicht eingeschlossen ist.is not included. BehandiungslösungTreatment solution 500 6,1500 6.1 100,0100.0 100,0100.0 100,0100.0 100,0100.0 100,0100.0 das Chloridgegenion nicht eingeschlossen ist.the chloride counterion is not included. 100,0100.0 StandardsalzlösungStandard saline solution 500500 51.251.2 123,8123.8 102,1102.1 11,411.4 115,0115.0 139,8139.8 frisches Wasserfresh water 400 15,0400 15.0 70,070.0 126,2126.2 110,6110.6 25,125.1 95,195.1 114,5114.5 15%ige HCI15% HCI 500500 94,594.5 146,7146.7 139,0139.0 1,11.1 2,8d)2.8 d ) 0,40.4 frisches Wasserfresh water ist auf etwa ± 2500 ,is to about ± 2500, -- 58,958.9 22,622.6 J) = Dieses Molekulargewicht J ) = This molecular weight -- 3,93.9 4,74.7 h) = Dieses Molekulargewicht h ) = this molecular weight genau, wöbeexactly, wöbe i das Chloridgegenioni the chloride counterion ist auf etwa ± 500 genau, wobeiis accurate to about ± 500, where *l = Die Streuung dieses Molekulargewichtes ist nicht bekannt* l = The spread of this molecular weight is not known ui = Diese Tests wurden bei 62.50C durchgeführt. u i = These tests were carried out at 62.5 0 C.

Tabelle VTable V

Verschiedene, organische, polykationische PolymerisateVarious organic polycationic polymers

Behandlungslösung Chemikalie oder Polymerisat Molekulargewicht Konzentration (%) Lösungsmittel Lösungsmittel-pH-WertTreatment solution Chemical or polymer Molecular weight Concentration (%) Solvent Solvent pH

Beispielexample 3232 3333 3434 3535 3131 DMAECHDMAECH DMAECHDMAECH DMAECHDMAECH DMAECHDMAECH BDCTMDABDCTMDA 1 750a)1 750 a ) 7 50Ob)7 50O b ) 7 500")7 500 ") 7 500b)7 500 b ) 15001500 0,370.37 0,370.37 0,1850.185 0,0370.037 0,50.5 SBSB SBSB SBSB SBSB SBSB 44th 44th 44th 44th 44th

Fortsetzungcontinuation

2626th

lic isjiicllic isjiicl

31 3431 34

Eichungcalibration mlml 23,623.6 Standardsalzlösung (ml/min)Standard saline solution (ml / min) 500500 Strömungstestsc) (%) des EichwertesFlow tests c ) (%) of the calibration value 300300 Lösungsolution 500500 100,0100.0 StandardsalzlösungStandard saline solution 500500 114,4114.4 BehandlungslösungTreatment solution 400400 111,9111.9 StandardsalzlösungStandard saline solution 500500 150,4150.4 frisches Wasserfresh water 74,274.2 15%ige HCl15% HCl 154,3154.3 frisches Wasserfresh water

21,2 19,421.2 19.4

22,222.2

30,330.3

100,0100.0 100,0100.0 100,0100.0 • 100,0• 100.0 -- 109,4109.4 108,8108.8 117,6117.6 113,2113.2 -- 121,2121.2 134,5134.5 131,1131.1 122,1122.1 159,4159.4 182,0182.0 155,4155.4 6,96.9 44,844.8 93,893.8 82,482.4 184,0184.0 156,2156.2 128,8128.8

Tabelle V (Fortsetzung)Table V (continued)

Beispielexample 3737 3838 3939 4040 4141 3636 BehandlungslösungTreatment solution DMAECHDMAECH BDMAECHBDMAECH DMABDCDMABDC HXDAHXDA DEAPADEAPA Chemikalie oder PolymerisatChemical or polymer DMAECHDMAECH 7 500b)7 500 b ) 17 500h)17 500 h ) 1 5001,500 116116 130130 MolekulargewichtMolecular weight 1 750")1 750 ") 0,370.37 0,370.37 0,390.39 1,01.0 1,01.0 Konzentration (%)Concentration (%) 0,370.37 5% HCl5% HCl SBSB SBSB SBSB SBSB Lösungsmittelsolvent 5% HCI5% HCI -- 44th 44th 44th 44th Lösungsmittel-pH-WertSolvent pH --

Eichung
Standardsalzlösung (ml/min)
calibration
Standard saline solution (ml / min)

Strömungstests1') (%) des EichwertesFlow tests 1 ') (%) of the calibration value

26,326.3

35,335.3

") = Die Molekulargewichtsstreuung beträgt etwa ± 250. b) = Die Molekulargewichtsstreuung beträgt etwa ± 2500. ; — LyicSc lcStS "würden bei 62,5"C uufC'hgciührt.") = The molecular weight spread is about ± 250. B ) = The molecular weight spread is about ± 2500.; - LyicSc lcStS" would result at 62.5 ".

LosungSolution mlml 100,0100.0 100,0100.0 100,0100.0 StandardsalzlösungStandard saline solution 500500 76,076.0 103,1103.1 79,979.9 BehandlungslösungTreatment solution 300300 85,285.2 106,2106.2 130,7130.7 StandardsalzlösungStandard saline solution 500500 108,7108.7 124,9124.9 112,1112.1 frisches Wasserfresh water 500500 10,910.9 85,585.5 34,634.6 15%ige HCl15% HCl 400400 117,5117.5 113,3113.3 112,1112.1 frisches Wasserfresh water 500500

23,123.1

22,222.2

23,023.0

100.0100.0 100,0100.0 -- 100,0100.0 -- 108,2108.2 122,5122.5 - 114,8114.8 __ 116,9116.9 104,9104.9 104,4104.4 124,2124.2 2,62.6 0,40.4 51,551.5 160,2160.2

Tabelle VITable VI

Behandlung von Ton mit anorganischen, kationischen Polymerisaten bei 23,90CTreatment of clay with inorganic, cationic polymers at 23.9 0 C

Beispiel 42 43Example 42 43

Behandlungslösung
Chemikalie oder Polymerisat
Molekulargewicht
Konzentration (%)
Lösungsmittel
Treatment solution
Chemical or polymer
Molecular weight
Concentration (%)
solvent

Vergl.Cf.

3% CaCl2 HOAl3% CaCl 2 HOAl

2,5
2% KCl
2.5
2% KCl

ZrOCl2 ZrOCl 2

1,2
2% KCl
1.2
2% KCl

2727

FortsolzunuFortsolzunu

Beispiel 42Example 42

4444

Eichungcalibration mlml 11,911.9 -- 15,215.2 15,815.8 Standardsalzlösung (ml/min)Standard saline solution (ml / min) 500500 -- StrömungstestsFlow tests 300300 Lösungsolution 300300 100,0100.0 100,0100.0 100,0100.0 StandardsalzlösungStandard saline solution 100100 74,074.0 83,383.3 68,468.4 3% CaCl2 3% CaCl 2 100100 60,060.0 61,861.8 41,141.1 entionisiertes Wasserdeionized water -- -- 42,842.8 34,834.8 BehandlungslösungTreatment solution 300300 -- 43,443.4 29,729.7 NachspülungRinsing 300300 -- ~ ;~; -- AushartzeitEndurance 300300 38,038.0 40,740.7 31,631.6 3% NaCl3% NaCl 300300 1,11.1 44,144.1 31,631.6 entionisiertes Wasserdeionized water 27,627.6 25,325.3 15%ige HCl15% HCl 1,01.0 0,60.6 entionisiertes Wasserdeionized water ") = nicht bestimmt.") = not determined. b) = 18 Stunden. b ) = 18 hours.

Tabelle VlITable VI

Organische, polykationische Polymerisate als Tonbehandlungsmittel in einer carbonathaltigen FormationOrganic, polycationic polymers as clay treatment agents in a carbonate formation

TestsandzusammensetzungTest sand composition

Materia!Materia!

ücw.-'K.
Packung A
ücw .- 'K.
Pack A

Packung BPack B

Sand, Korngröße 0,21-0,088 mm Marmorsplitter, Korngröße 0,21-0,088 mm Quarz, Korngröße <0,053 mm MontmorillonitSand, grain size 0.21-0.088 mm, marble chips, grain size 0.21-0.088 mm Quartz, grain size <0.053 mm montmorillonite

7575 00 1010 8585 1010 1010 55 SS.

Beispielexample

4545

BehandlungslösungTreatment solution mlml Vergl.Cf. 2,82.8 -- PDMDAAPDMDAA PDMDAAPDMDAA Chemikalie oder PolymerisatChemical or polymer 500500 -- - 37 00037,000 37 00037,000 MolekulargewichtMolecular weight 300300 -- 0,40.4 0,40.4 Konzentration (%)Concentration (%) 500500 FWFW SBSB SBSB Lösungsmittelsolvent 500500 Eichungcalibration 400400 AA. AA. BB. verwendeter Sandused sand 500500 15,015.0 13,613.6 3,23.2 Standardsalzlösung (ml/min)Standard saline solution (ml / min) Strömungstests (%) des EichwertesFlow tests (%) of the calibration value Lösungsolution 100,0100.0 100,0100.0 100,0100.0 StandardsalzlösungStandard saline solution -- 105,9105.9 93,893.8 BehandlungslösungTreatment solution -- 122,1122.1 96,996.9 StandardsalzlösungStandard saline solution 125,0125.0 109,4109.4 frisches Wasserfresh water 76,576.5 -- 15%ige HCl15% HCl 169.1169.1 frisches Wasserfresh water

2929

Tabelle VIIITable VIII

Beeinträchtigung der Wasserbenetzung durch TonstabilisierungsmiltelImpairment of water wetting by clay stabilizing agents

mlml Beispielexample 4949 5050 5151 5252 500500 4848 3838 3333 1414th 1616 Erweiterung von BeispielExtension of example 500500 3232 BehandlungslösungTreatment solution 500500 BDMAECHBDMAECH DMAECHDMAECH PDMAAPDMAA PEIPEI Chemikalie oder PolymerisatChemical or polymer DMAECHDMAECH 0,370.37 0,370.37 0,40.4 0,10.1 Konzentration (%)Concentration (%) 0,370.37 SBSB SBSB 15% HCI15% HCI 15% HCI15% HCI Lösungsmittelsolvent SBSB Strömungstests (%) des EichwertesFlow tests (%) of the calibration value im ursprünglichen Beispielin the original example Fluid (Flüssigkeit)Fluid 68,268.2 72,272.2 94,494.4 84,184.1 DieselölDiesel oil 139,2139.2 16,816.8 24,224.2 13,313.3 83,783.7 frisches Wasserfresh water 24,124.1 61,761.7 72,272.2 85,585.5 92,992.9 DieselölDiesel oil 132,1132.1

Tabelle VIIIATable VIIIA

Tonbehandlungen mit organischen, polykationischen Polymerisaten, welche Sauerstoffbindungen enthaltenClay treatments with organic, polycationic polymers that contain oxygen bonds

Beispielexample

52 A 52 B 52 B52 A 52 B 52 B

Behandlungslösung Chemikalie oder Polymerisat Konzentration (%) LösungsmittelTreatment solution Chemical or polymer Concentration (%) Solvent

TADATOTADATO TADATOTADATO HBEOTOHBEOTO 0,860.86 0,70.7 0,680.68 SBSB SBSB SBSB

Eichungcalibration mlml 23,023.0 27,027.0 19,719.7 Standardsalzlösung (ml/min)Standard saline solution (ml / min) 500500 Strömungstests (%) des EichwertesFlow tests (%) of the calibration value 100100 Lösungsolution 500500 100,0100.0 100,0100.0 100,0100.0 StandardsalzlösungStandard saline solution 500500 89,189.1 81,581.5 56,956.9 BehandlungslösungTreatment solution 400400 95,795.7 98,598.5 93,493.4 StandardsalzlösungStandard saline solution 500500 115,2115.2 136,3136.3 136,0136.0 frisches Wasserfresh water 500500 46,146.1 33,733.7 39,139.1 15%ige HCl15% HCl 500500 140,4140.4 118,5118.5 181,7181.7 frisches Wasserfresh water 5öö5öö 110,9110.9 84,484.4 97,597.5 DieselölDiesel oil 33,933.9 26,726.7 86,386.3 frisches Wasserfresh water Ü3,5Over 3.5 X(),7X (), 7 86,886.8 DieselölDiesel oil

Tabelle IXTable IX

Testuntersuchungen zur Tonstabilisierung in Berea-Kernen, Druck: 3,52 atü; Tcmp. = 62,5°CTest investigations for tone stabilization in Berea kernels, pressure: 3.52 atü; Tcmp. = 62.5 ° C

Beispielexample

53 54 55 5653 54 55 56

BehandlungslösungTreatment solution

Chemikalie oder Polymerisat keine keineChemical or polymer none none

Konzentration (%)Concentration (%)

Lösungsmittel Vergl. Vergl.Solvent Comp. Cf.

ZrOCl2 ZrOCl 2 ZrOCI2 ZrOCI 2 ZrOCl2 ZrOCl 2 1,21.2 1,21.2 1,21.2 2% KCl2% KCl 2% KCl2% KCl 4% KCl4% KCl

Forlscl/uniiForlscl / unii

3232

Beispielexample

53 5453 54

5656

Eichungcalibration mlml Standardsalzlösung (ml/min)Standard saline solution (ml / min) 300300 Strömungstests (%) des EichwertesFlow tests (%) of the calibration value 200200 Lösungsolution 300300 StandardsalzlösungStandard saline solution 300300 BehandlungslösungTreatment solution 250250 StandardsalzlösungStandard saline solution 300300 frisches Wasserfresh water 300300 15%ige HCI15% HCI 300300 frisches Wasserfresh water 300300 DieselölDiesel oil frisches Wasserfresh water DieselölDiesel oil

14,014.0

100,0100.0

0,50.5

11,811.8

27,027.0

24,824.8

100,0100.0 100,0100.0 100,0100.0 -- 39,339.3 145,2")145.2 ") -- 3,73.7 28,228.2 -- 48,048.0 19,819.8 35,635.6 -- 46,446.4 211,7a)211.7 a ) -- 100,8100.8

10,610.6

100,0100.0

■') = Es wurde statt Irischem Wasser Standardsalzlösung bei dieser Stufe des Strömungstests verwendet, so daß die ZunahmiStandard salt solution was used instead of Irish water at this stage of the flow test, so that the increase

der Permeabilität durch Ansäuern gemessen werden konnte. h) = Vor der Behandlungslösung wurden 100 ml 5%ige HCI durchgeschickt.the permeability could be measured by acidification. h ) = 100 ml of 5% HCl were sent through before the treatment solution.

c) = Vor der Beliandlungslösung wurden 100 ml 4%ige KCl-Lösung durchgeschickt. c ) = 100 ml of 4% KCl solution were sent through before the coating solution.

d) = Nach der Injektion von 85 ml der Behandlungslösung wurde keine feststellbare Strömungsrate gefunden. °) = Auf die Behandlungslösung folgte eine Nachspülung mit 100 ml 1 %iger KCl-Lösung. d ) = After the injection of 85 ml of the treatment solution, no detectable flow rate was found. °) = The treatment solution was followed by rinsing with 100 ml of 1% KCl solution.

Tabelle IX (Fortsetzung)Table IX (continued)

Behandlungslösung
Chemikalie oder Polymerisat
Konzentration (%)
Lösungsmittel
Treatment solution
Chemical or polymer
Concentration (%)
solvent

Beispielexample 5959 6060 6161 5858 OHAlOHAl PDMDAAPDMDAA PDMDAAPDMDAA ZrOCl,ZrOCl, 2,52.5 0,40.4 0,40.4 1,21.2 FWFW SBSB SBSB 3% HCl3% HCl

Eichungcalibration mlml 17,217.2 16,016.0 19,019.0 8,38.3 Standardsalzlösung (ml/min)Standard saline solution (ml / min) 300300 Strömungstests (%) des EichwertesFlow tests (%) of the calibration value 200200 Lösungsolution 300300 100,0100.0 100,0100.0 100,0100.0 100,0100.0 StandardsalzlösungStandard saline solution 300300 50,050.0 87,587.5 90,590.5 85,585.5 BehandlungslösungTreatment solution «0«0 55,655.6 62,5C)62.5 C ) 105,3105.3 96,496.4 StandardsalzlösungStandard saline solution 300300 104,7104.7 58,758.7 121,1121.1 108,4108.4 frisches Wasserfresh water 300300 -- 4,34.3 16,316.3 38,638.6 15%igeHCl15% HCl 300300 -- 215,6215.6 204,2204.2 596,4596.4 frisches Wasserfresh water 300300 -- 112,5112.5 60,560.5 255,4255.4 DieselölDiesel oil -- 35,035.0 13,213.2 104,8104.8 frisches Wasserfresh water -- 106,3106.3 33,733.7 224,1224.1 DieselölDiesel oil

Hs wurde slatt frischem Wasser Standardsal?lösung bei dieser Stufe des Strömungstests verwendet, so daß die ZunahmThe standard saline solution was used without fresh water at this stage of the flow test so that the increase

der Permeabilität durch Ansäuern gemessen werden konnte. Vor der Behandlungslösung wurden 100 ml 5 "/..ige HCI durchgeschickt.the permeability could be measured by acidification. Before the treatment solution, 100 ml of 5 ″ HCI were sent through.

Vor der Behandlungslösung wurden KXI ml 4%ige KCl-Lösung durchgeschickl.Before the treatment solution, KXI ml of 4% KCl solution were passed through.

Nach der Injektion von 85 ml der Behandlungslösung wurde keine feststellbare Ströniungsrale gefunden.After the injection of 85 ml of the treatment solution, no discernible striations were found.

Auf die Behandlungslösung folgte eine Nachspülung mit K)OmI 1 %igcr KCl-Lösung.The treatment solution was followed by rinsing with K) OmI 1% KCl solution.

230 212/35230 212/35

33 3433 34

Tabelle XTable X

Behandlungen zur Behebung von vorausgegangenen schädlichen Einflüssen aufdie Permeabilität von Berea-KernenTreatments to remedy previous deleterious influences on the permeability of Berea cores

Beispielexample (D)(D) Raterate 6666 b3b3 (D)(D) 6767 Raterate 6464 Raterate 6262 (F)(F) 22,622.6 (F)(F) 15,015.0 26,026.0 BehandlungslösungTreatment solution (F)(F) 3,63.6 Vergl.Cf. (F)(F) 0,50.5 Vergl.Cf. 0,60.6 Chemikalie oder PolymerisatChemical or polymer Vergl.Cf. (R)(R) -- -- (R)(R) 1,421.42 -- 2,42.4 Konzentration (%)Concentration (%) -- (F)(F) -- SBSB (F)(F) 0,70.7 5% HCl5% HCl 33,033.0 Lösungsmittelsolvent keine:no: (F)(F) -- VoI.VoI. (F)(F) -- Vol. (D)Vol. (D) 29,029.0 Injiziertes FluidInjected fluid Vol.Vol. (F)(F) -- 390390 (F)(F) -- 510 (F)510 (F) 15,215.2 StandardsalzlösungStandard saline solution 480480 2323 155 (F)155 (F) entionisiertes Wasserdeionized water 7676 Beispielexample 9898 102 (R)102 (R) BehandlungslösungTreatment solution -- 6565 3636 237 (F)237 (F) entionisiertes Wasserdeionized water -- -- 1021 (F)1021 (F) entionisiertes Wasserdeionized water -- -- 2801 (F)2801 (F) entionisiertes Wasserdeionized water -- Tabelle X (Fortsetzung)Table X (continued) 6868

Behandlungslösung
Chemikalie oder Polymerisat
Konzentration (%)
Lösungsmittel
Treatment solution
Chemical or polymer
Concentration (%)
solvent

Injiziertes Fluid
Standardsalzlösung
entionisiertes Wasser
Behandlungslösung
entionisiertes Wasser
entionisiertes Wasser
entionisiertes Wasser
Injected fluid
Standard saline solution
deionized water
Treatment solution
deionized water
deionized water
deionized water

Vergleich = Blindprobe oder kein Mittel.Comparison = blank or no means.

= nicht durchgeführt.= not carried out.

Vol. = Strömungsrate in (ml/min).Vol. = Flow rate in (ml / min).

(D) = Richtung der Strömung.(D) = direction of flow.

(F) = Strömung in Vorwärtsrichtung, d.h. die ursprüngliche Richtung.(F) = flow in the forward direction, i.e. the original direction.

(R) = Strömung in umgekehrter Richtung.(R) = flow in the opposite direction.

Druck = 3,52 atü.Pressure = 3.52 atm.

Temperatur = 62,5°C.Temperature = 62.5 ° C.

PMDAAPMDAA (D)(D) Raterate ZrOClZrOCl -- 22 Raterate PMDAAPMDAA (D)(D) Raterate ZrOClZrOCl 22 (D)(D) Rat(Advice( 0,40.4 (F)(F) 10,610.6 2,22.2 -- 17,7 17, 7 0,40.4 (F)(F) 13,413.4 2,22.2 (F)(F) 18,018.0 SBSB (F)(F) 4,44.4 SBSB 0,20.2 (F)(F) 0,820.82 5% HCl5% HCl (F)(F) 0,20.2 Vol.Vol. (R)(R) 3,53.5 Vol.Vol. (D)(D) 0,030.03 5% HCl5% HCl (R)(R) 4,34.3 Vol.Vol. (R)(R) 1,91.9 300300 (F)(F) 8,18.1 390390 (F)(F) 0,020.02 Vol.Vol. (F)(F) 13,013.0 420420 (F)(F) 29,029.0 9696 (F)(F) 11,411.4 1010 (F)(F) -- 450450 (F)(F) 25,025.0 77th (F)(F) 12,012.0 9898 (F)(F) 11,411.4 2828 (R)(R) -- 348348 (F)(F) 25,025.0 9292 (F)(F) 4,04.0 3030th 77th (F)(F) 9797 234234 450450 (F)(F) 728728 10081008 600600 (F)(F) 15051505 27052705 27172717

Beispiel 69Example 69

Eine Probe einer Formation (Milk River) aus einem Bohrloch in der Nähe von Medicine Hat, Alberta, Canada, wurde in frisches Wasser eingesetzt. Die Probe begann sich an den Schichtungen in 10 Sekunden zu trennen. Nach einer Minute wurde ein Nachrutschen bzw. Abtragen der Kanten beobachtet; nach fünf Minuten war die Probe zu einem nicht zusammenhängenden Hügel zerfallen.A sample of a formation (Milk River) from a borehole near Medicine Hat, Alberta, Canada, was put in fresh water. The sample began to close at the layers in 10 seconds separate. After one minute, the edges were observed to slip or wear away; after five Minutes the sample had crumbled into a discontinuous hill.

Beispiel 70Example 70

Eine Probe der in Beispiel 69 beschriebenen Formation (Milk River) wurde in frischem Wasser aneeordnet. welches 0.8% PDMDAA enthielt. Es trat kein beobachtbarer Zerfall der Probe auf. Nach 24 Stunden war eine Spur einer Trennung an den Schichtungen vorhanden, nach 6 Monaten ergab sich kein anderer Anschein einer Zerstörung; die Probe wies keinen Abtrag oder kein Nachrutschen auf, und die zackigen Kanten der Schichtungen an den Probenkanten waren noch sehr gut unterscheidbar.A sample of the formation described in Example 69 (Milk River) was placed in fresh water arranges. which contained 0.8% PDMDAA. There was no observable decay of the sample. After 24 There was a trace of separation on the stratifications after hours and after 6 months no other appearance of destruction; the sample showed no wear or slippage, and the jagged edges of the layers on the sample edges could still be distinguished very well.

Die Beispiele 69 und 70 zeigen, daß PDMDAA die Einstürze von ölbohrlöchern verhindern kann, welche sogenannte »Quellschiefer« oder »Schiefertone« durchdringen. Diese wasserempfindlichen Formationen sind nicht selten und rufen Probleme während des Bohrens durch Einstürzen in das Bohrloch und Verschließen des Bohrrohres hervor. Neben Problemen durch FestsitzenExamples 69 and 70 show that PDMDAA can prevent the collapse of oil wells, which so-called "spring slate" or "slate clays" penetrate. These water sensitive formations are not infrequently and cause problems during drilling by collapsing into the borehole and closing the Drill pipe. Besides problems from getting stuck

von Bohrrohren können wasserempfindliche Formationen auch von den Maßen abweichende Bohrlöcher bewirken und Probleme beim Einsetzen der Einfassungen, wenn das Bohren abgeschlossen ist Beispiele von wasserempfindlichen Formationen, welche Problemeof drill pipes, water-sensitive formations can also be drilled with holes deviating from the dimensions cause and problems inserting the bezels when the drilling is complete Examples of water-sensitive formations what problems

beim Bohren, beim Einsetzen der Einfassungen oder beim Zementieren von Bohrlöchern ergeben, sind Milk-River-Schiefer, Canada; Atoka-Sand, Ost-Oklahoma; Glenrose-Schiefer, Süd-Louisiana; und Anwhac-Schief er, Süd-Texas, USA.when drilling, inserting the bezels or when cementing wells are Milk River shale, Canada; Atoka Sands, Eastern Oklahoma; Glenrose Shale, South Louisiana; and Anwhac-Schiefer, South Texas, USA.

Tabelle XITable XI

Behandlung mit organischen, polykationischen Polymerisaten in einem polaren LösungsmittelTreatment with organic, polycationic polymers in a polar solvent

Behandlungslösung
Chemikalie oder Polymerisat
Molekulargewicht (%)
Konzentration (%)
Lösungsmittel
Treatment solution
Chemical or polymer
Molecular weight (%)
Concentration (%)
solvent

Eichungcalibration mlml Standardsalzlösung (ml/min)Standard saline solution (ml / min) 400400 Strömungstests (%) des EichwertesFlow tests (%) of the calibration value 100100 Lösungsmittelsolvent 400400 StandardsalzlösungStandard saline solution 400400 BehandlungslösungTreatment solution 400400 StandardsalzlösungStandard saline solution 500500 frisches Wasserfresh water 15%ige HCl15% HCl frisches Wasserfresh water M = Methanol.M = methanol. a) -±3700. a ) - ± 3700. b) -±250. b ) - ± 250. c) - ± 2500. c ) - ± 2500.

Vergl.Cf.

PDMDAAPDMDAA DMAECHDMAECH DMAECHDMAECH 37 000a)37 000 a ) 1750")1750 ") 7 500^7 500 ^ 0,40.4 0,370.37 0,370.37 MM. MM. MM.

25,025.0

100,0100.0

142,8142.8

93,293.2

115,6115.6

56,856.8

95,695.6

24,224.2

100,0
99,6
100.0
99.6

123,6123.6

159,1
57,0
159.1
57.0

120,7120.7

22,922.9

100,0
110,5
100.0
110.5

91,7
138,0
91.7
138.0

41,9
130,1
41.9
130.1

Die Tabelle I gibt die Bezeichnungen für die Tonbehandlungschemikalien und Lösungen wieder, die in den Beispielen verwendet wurden.Table I lists the names for the clay treatment chemicals and solutions that were used in the examples.

Die Tabelle II, Beispiele 1 bis 9, sind Untersuchungen von Polydiallyldimethylammoniumchlorid mit verschiedenen Molekulargewichten bei Zimmertemperatur. Die ersten beiden Beispiele liefern Vergleichswerte der Ergebnisse bei Fehlen einer Behandlung mit Tonbehandlungschemikalien. Das Ergebnis von Beispiel 2 ist insofern interessant, als Chlorwasserstoffsäure oft als Tonbehandlungschemikalie verwendet wird. Die Beispiele 3 und 4 zeigen Fälle unter Verwendung von frischem Wasser als Trägerfluid für die Tonbehandlungschemikalie. Die Beispiele 5 und 6 zeigen, daß bei niedrigeren Konzentrationen von Tonbehandlungschemikalien Salz in dem Trägerfluid (Behandlungslösung) erforderlich sein kann. Vielleicht gibt es eine kurze Reaktionszeit, bevor die Tonbehandlungschemikalie sich an den Ton binden kann, und während dieser Zeitspanne ist eine Salzumgebung erforderlich, um den Ton unter Kontrolle zu halten. Die Beispiele 7, 8 und 9 lassen den Schluß zu, daß das optimale Molekulargewicht überschritten ist, weil der durch das Polydiallyldimethylammoniumchiorid gelieferte Schutz mit dem Molekulargewicht wieder abnimmt.Table II, Examples 1 through 9, are studies of polydiallyldimethylammonium chloride of various molecular weights at room temperature. the the first two examples provide comparative values of the results in the absence of clay treatment chemicals. The result of Example 2 is interesting in that hydrochloric acid is often used as Clay treatment chemical is used. Examples 3 and 4 show cases using fresh water as the carrier fluid for the clay treatment chemical. Examples 5 and 6 show that at lower concentrations of clay treatment chemicals salt in the carrier fluid (treatment solution) may be required. Perhaps there is a short response time before the clay treatment chemical can attach to the clay, and during this period a salty environment is required around the Keeping sound under control. Examples 7, 8 and 9 suggest that the optimal molecular weight is exceeded because the protection provided by the polydiallyldimethylammonium chloride with the Molecular weight decreases again.

Die Tabelle III, Beispiele 10 bis 17, zeigen die Änderungen der Temperatur und des Lösungsmittels bei organischen, polykationischen Polymerisaten.Table III, Examples 10-17, shows the changes in temperature and solvent with organic, polycationic polymers.

Das Beispiel 10 zeigt, daß ein Verstopfen der Sandpackung erwartet werden kann, wenn frisches Wasser ohne vorangehende Behandlung mit einem Tonstabilisierungsmittel eingeführt wird. Der Hauptunterschied zwischen Beispiel 10 und Beispiel 11 liegt in der Temperatur.Example 10 shows that clogging of the sand pack can be expected when fresh Water is introduced without prior treatment with a clay stabilizer. The main difference between example 10 and example 11 lies in the temperature.

Die Beispiele 10 bis 17 liefern eine Reihe von Temperaturen und Lösungsmitteln für PDMDAA im Vergleich zu den Beispielen 1 bis 9. Wie in der FußnoteExamples 10-17 provide a range of temperatures and solvents for PDMDAA im Comparison with Examples 1 to 9. As in the footnote

a) für Beispiel 12 angegeben, kann die Zunahme der Strömungsrate für die Frischwasserphase nach der Säure dem Auflösen von Ton und feinen Teilchen durch die Fluorwasserstoffsäure statt dem einzigen Effekt von PDMDAA zugeschrieben werden. Die Verwendung von organischen, polykationischen Polymerisaten in Verbindung mit HF-Lösungen ist eine wichtige Anwendung.a) given for example 12, the increase in the flow rate for the fresh water phase after the Acid the dissolving of clay and fine particles by hydrofluoric acid instead of the only effect of Attributed to PDMDAA. The use of organic, polycationic polymers in Connection to RF solutions is an important application.

Tabelle IV, Beispiele 18 bis 30, zeigen organische, polykationische Polymerisate, welche allgemein ausTable IV, Examples 18 to 30, show organic, polycationic polymers, which generally from

bo alternierenden Äthylen- und Amingruppen bestehen.bo alternating ethylene and amine groups.

Das charakteristische Merkmal der Polymerisate ist die Struktur -CH2-CH2-N. Jedoch gibt es mehrere Änderungen am Stickstoffatom, und sie können im gleichen Polymerisatmolekül auftreten, d. h.:The characteristic feature of the polymers is the structure -CH 2 -CH 2 -N. However, there are several changes to the nitrogen atom and they can occur in the same polymer molecule, that is:

-CH2-CH2-N-H-CH 2 -CH 2 -NH

37
-CH2-CH2-N-CH2-CH2-
37
-CH 2 -CH 2 -N-CH 2 -CH 2 -

H
-CH2-CH2-N-CH2-CH2-
H
-CH 2 -CH 2 -N-CH 2 -CH 2 -

CH2-CH2-
und
CH 2 -CH 2 -
and

-CH2-CH2 -CH 2 -CH 2

-CH2-CH2-N+-CH2-CH;,-CH2-CH2- -CH 2 -CH 2 -N + -CH 2 -CH;, - CH 2 -CH 2 -

Es wird angenommen, daß EDCA und PEI das gleiche Polymerisat sind, welche durch unterschiedliche Synthese erhalten wurden, jedoch ist ihr Verhalten verschieden. Hierzu wird auf einen Vergleich des Beispiels 20 mit Beispiel 27 verwiesen. Ähnliche Molekulargewichte und Konzentrationen ergeben gleichartige Ergebnisse bis zur letzten Strömungsratenphase (frisches Wasser nach 15%iger HCl). Offensichtlich wird PEl durch HCl ausgewaschen.It is believed that EDCA and PEI are the same polymer obtained by different synthesis but their behavior is different. For this purpose, a comparison of example 20 with Example 27 referenced. Similar molecular weights and concentrations give similar results up to the last flow rate phase (fresh water after 15% HCl). Obviously, PEl is replaced by HCl washed out.

Aus den Beispielen 18,19 und 20 ist ersichtlich, daß es ein optimales Molekulargewicht gibt, wobei Beispiel 19 einen etwas zu hohen Wert hat.From Examples 18, 19 and 20 it can be seen that it gives an optimal molecular weight, with Example 19 being a bit too high.

Der pH-Unterschied zwischen den Beispielen 21 und 22 zeigt, daß EDCAM ein wenig besser bei einem neutralen pH-Wert ist. Da EDCAM quaternisiert ist, sollte der pH-Wert die Stickstoffatome in diesem Polymerisat nicht verändern.The pH difference between Examples 21 and 22 shows that EDCAM is a little better with one neutral pH. Since EDCAM is quaternized, the pH should keep the nitrogen atoms in this Do not change the polymer.

Die restliche Verbindung in Tabelle IV hat primäre, sekundäre und tertiäre Amine und einen geringen Prozentsatz an quaternären Aminen. Eine Einstellung des pH-Wertes auf 4 wandelt die primären, sekundären und tertiären Amine praktisch in den Ammoniumzustand (Aminhydrochlorid) um.The remainder of the compound in Table IV has primary, secondary and tertiary amines and a minor one Percentage of quaternary amines. Adjusting the pH to 4 converts the primary to secondary and tertiary amines practically in the ammonium state (amine hydrochloride).

Die Beispiele 29 und 30 sind bevorzugte Ausführungsformen gemäß der US-Patentschrift 27 61 843. Das Beispiel 30 ist in den Ansprüchen 6 und 11 der US-Patentschrift 27 61 843 beschrieben und findet sich in der Tabelle in Spalte 6 dieser US-Patentschrift. Diese beiden Verbindungen können ein Verstopfen des Testzellensandes und der Tonpackung mit frischem Wasser nicht verhindern. Es wird angenommen, daß die Molekulargewichte von TEPA und TETA zu gering sind und daß ein Kationenaustausch rasch stattfindet, wenn die Standardsalzlösung hindurchgeschickt wird. Diese Entfernung der Aminoligomeren ermöglicht ein Quellen des Tons, wenn frisches Wasser hindurchgeschickt wird.Examples 29 and 30 are preferred embodiments according to US Pat. No. 2,761,843 Example 30 is described in claims 6 and 11 of U.S. Patent 2,761,843 and can be found in the table in column 6 of that US patent. These two connections can clog the Do not prevent test cell sand and the clay pack with fresh water. It is believed that the Molecular weights of TEPA and TETA are too low and that cation exchange takes place quickly, if the standard saline solution is passed through. This removal of the amine oligomers enables swelling of the sound when fresh water is sent through.

Die Strömungstestuntersuchung gemäß der Erfindung scheinen den Wirkungen einer Bildung von geologischer Formation mehr zu ähneln als die Auswaschtechniken der US-Patentschrift 27 61 843, Spalte 5, Zeilen 25 bis 74. Gemäß der Erfindung versucht die angewandte Technik die Bedingungen in einem tatsächlichen Bohrloch zu simulieren, d. h.:The flow test study according to the invention seem to show the effects of formation of to resemble geological formation more than the washout techniques of US Pat. No. 2,761,843, Column 5, lines 25 to 74. In accordance with the invention, the technique employed attempts the conditions in one simulate actual borehole, d. H.:

Stufe 1 — Die Eichung mit Salzlösung simuliert die Strömung des Formationsfluides;Stage 1 - The saline calibration simulates the flow of formation fluid;

Stufe 2 — die Behandlung mit eir.^m Tonbehandlungsmittel bzw. Tonsteuermittel simuliert die Behandlung des Bohrloches;Stage 2 - treatment with a clay treatment agent or sound control means simulates the treatment of the borehole;

Stufe 3 — die Strömung mit Salzlösung simuliert die Rückführung des Bohrloches zur Produk-Stage 3 - the flow with saline solution simulates the return of the borehole to the product

ίοίο

Stufe 4
Stufe 5
Level 4
Level 5

Stufe 6 -Level 6 -

tion. Diese Stufe; dient der Oberprüfung der Feststeilung, ob die Fbrmationssalzlösung das Tonbehandlungsmittel entfernt Monomere Tonbehandlungsmittel wie Kalium-, Ammonium- oder Calciumionen werden in dieser Stufe entfernt;
die Strömung mit frischem Wasser simuliert die Einführung von Fremdwasser in die Formation;
tion. This stage; serves to check whether the fbrmation salt solution removes the clay treatment agent Monomeric clay treatment agents such as potassium, ammonium or calcium ions are removed in this stage;
the flow of fresh water simulates the introduction of extraneous water into the formation;

die Strömung mit 15%iger HCI simuliert eine Ansäuerungsbehandlung der Formation. Falls es später beim Betrieb des Bohrloches vorteilhaft ist, es zu reinigen oder das Bohrloch mit Säure zu einer besseren Produktion zu bringen, ist es ein Vorteil, wenn ein gegenüber Entfernung durch Kationenaustausch mit Wasserstoffionen beständiges Tonbehandlungsmittel vorliegt;the 15% HCI flow simulates acidification treatment of the formation. If it is advantageous later when operating the borehole to clean it or to bring the borehole to a better production with acid, it is an advantage if one versus removal clay treatment agent resistant to cation exchange with hydrogen ions is present;

die Strömung mit frischem Wasser simuliert die Einführung von Fremdwasser in die Formation. Dies dient der Überprüfung der Beständigkeit des Tonbehandlungsmittels gegenüber Säure.the flow with fresh water simulates the introduction of extraneous water into the formation. This is used to check the resistance of the clay treatment agent versus acid.

Die Arbeitsweise gemäß US-Patentschrift 27 61 843 ist mehr für eine Gewässer- oder Stauwasserklärung und Abwasserbehandlung geeignet, wo zahlreiche, polykationische Verbindungen verwendet werden, statt zur Behandlung von Öl- oder Wasserbohrlöchern.The method of operation according to US Pat. No. 2,761,843 is more for a water or backwater clarification and wastewater treatment where numerous polycationic compounds are used for treating oil or water wells.

Die Tabelle V, Beispiele 31 bis 41, enthält Beispiele von organischen, polykationischen Polymerisaten, welche in ihrer Konstitution von denjenigen der Tabellen II, III und IV verschieden sind. Die Beispiele 31 und 39 haben eine lonensättigung in der Kohlenstoffbindung. Die Beispiele 32 bis 38 besitzen eine Hydroxylgruppe an der Kohlenstoffbindung.Table V, Examples 31 to 41, contains examples of organic, polycationic polymers, which in their constitution differ from those of Tables II, III and IV are different. Examples 31 and 39 have ion saturation in the carbon bond. Examples 32 to 38 have a hydroxyl group on the carbon bond.

Mit Ausnahme der Beispiele 40 und 41 handelt es sich um wirksame Tonbehandlungsmittel bzw. Tonkontrollmittel. Die Beispiele 33, 34 und 38 zeigen die Konzentrationseffekte, wobei Beispiel 38 eine nicht besonders vorteilhafte Konzentration hat.Except for Examples 40 and 41, they are effective clay treatment agents and tone control agents, respectively. Examples 33, 34 and 38 show the concentration effects, with Example 38 not has a particularly advantageous concentration.

Die Tabelle VI, Beispiele 42 bis 44 enthalten anorganische Tonbehandlungsmittel bzw. Tonkontrollmittel. Die Beispiele 43 und 44 betreffen anorganische, polykationische Polymerisate gemäß Stand der Technik.Table VI, Examples 42 through 44 contains inorganic clay treatment agents and clay control agents, respectively. Examples 43 and 44 relate to inorganic, polycationic polymers according to the prior art.

Das Beispiel 42 erfüllt einen doppelten Zweck. Es ist das Vergleichsbeispiel für die Beispiele 43 und 44, und weiterhin ist es ebenfalls ein Beispiel zur Entfernung eines monomeren, kationischen Tonbehandlungsmittels mit einer Salzlösung.Example 42 serves a dual purpose. It is the comparative example for Examples 43 and 44, and furthermore it is also an example for the removal of a monomeric, cationic clay treatment agent with a saline solution.

Die Beispiele 43 und 44 zeigen, daß die anorganischen, polykationischen Polymerisate gegenüber Säure nicht beständig sind, so daß bei einer gewünschten Ansäuerung eines Bohrloches unter Umständen ein Jahr nach der Behandlung mit einam anorganischen Tonbehandlungsmittel es ratsam wäre, den Ton in dem Bohrloch nach der Ansäuerungsbehandlung erneut zu behandeln.Examples 43 and 44 show that the inorganic, polycationic polymers towards acid are not stable, so that with a desired acidification of a borehole under certain circumstances a year after treatment with an inorganic clay treatment agent it would be advisable to put the clay in the Treat the borehole again after the acidification treatment.

Die Tabelle VII, Beispiele 45 bis 47, liefert Beispiele, wie ein organisches, polykationisches Polymerisat als Tonbehandlungsmittel in einer carbonathaltigen Formation wirken kann. Die anorganischen Mittel wie Hydroxyaluminiumverbindungen (HOAl) werden für nine mehr als 5% Carbonatmaterial enthaltende Formation nicht empfohlen, da die Reaktion des, sauren Salzes (niedriger pH-Wert) mit dem Carboviat das Hydroxyaluminiumchlorid in das nicht wirksame Alumi-Table VII, Examples 45 to 47, provides examples of how an organic, polycationic polymer as Clay treatment agents can act in a carbonate formation. The inorganic means like Hydroxyaluminum compounds (HOAl) are used for nine containing more than 5% carbonate material Formation not recommended because the acid salt (low pH value) reacts with the carboviate Hydroxyaluminum chloride into the ineffective aluminum

niumhydroxid umwandeln würde. Weiterhin besitzt Aluminiumhydroxid noch die eigene Möglichkeit, als verstopfender Niederschlag in den Kapillaren der Formation zu wirken. Die Metallsalze gemäß der US-Patentschrift 33 82 924 sind hinsichtlich des pH-Wertes ebenfalls sauer und besitzen die Neigung, mit Carbone.'komponenten einer Formation nicht verträglich zu sein.would convert nium hydroxide. Furthermore, aluminum hydroxide still has its own option as clogging precipitate to act in the capillaries of the formation. The metal salts according to US Pat. No. 3,382,924 are also acidic in terms of pH and tend to to be incompatible with carbon components of a formation.

Das Beispiel 45 zeigt, daß eine Carbonat und Ton enthaltende Formation hinsichtlich der Kapazität zur ι ο Fluidproduktion negativ beeinträchtigt bzw. beschädigt werden kann. Andererseits zeigt das Beispiel 46, daß ein organisches, polykationisches Polymerisat einen Verlust an Permeabilität bzw. Durchlässigkeit in einer tonhaltigen und carbonathaltigen Formation verhindern kann. r> Die Zunahme der Permeabilität nach der Säurebehandlung in Beispiel 46 ist wahrscheinlich der Entfernung von Carbonat durch die Säure zuzuschreiben.Example 45 shows that a formation containing carbonate and clay in terms of capacity for ι ο Fluid production can be negatively affected or damaged. On the other hand, Example 46 shows that a organic, polycationic polymer a loss of permeability or permeability in a clay-containing and prevent carbonate formation. r> The increase in permeability after acid treatment in Example 46 is likely attributable to the removal of carbonate by the acid.

Da die Marmorstückchen eine spitze Form hatten, ergeben sie eine geringere Permeabilität als der Sand, den sie ersetzten, obwohl die Teilchen von beiden Materialien die gleiche Konrgröße besitzen. Das Beispiel 47 zeigt offensichtlich bei der Eichung eine niedrige Strömungsrate durch diesen Einfluß. In Beispiel 47 zeigt ein organisches, polykationisches Polymerisat, ;>■-> daß es in der Lage ist, den Verlust an Permeabilität als Folge eines Quellens und/oder einer Wanderung von eingeschlossenen, feinen Teilchen und Ton in der Formation selbst dann zu verhindern, wenn Carbonat die Hauptkomponente der Formation ist. ji>Since the marble pieces had a pointed shape, they give a lower permeability than the sand, which they replaced, although the particles of both materials have the same conical size. That Example 47 evidently shows a low flow rate on calibration due to this influence. In example 47 shows an organic, polycationic polymer,;> ■ -> that it is capable of the loss of permeability as a result of swelling and / or migration of to prevent trapped fine particles and clay in the formation even if carbonate is the main component of the formation. ji>

Tabelle VIII, Beispiele 48 bis 52 zeigen, daß polykationische Polymerisate die Formation mit Öl nicht benetzen.Table VIII, Examples 48 to 52 show that polycationic polymers prevent formation with oil do not wet.

Da kationische, grenzflächenaktive Mittel Tone behandeln können und Tone und feine Teilchen von S5 einem Quellen und/oder vor einer Wanderung bewahren, jedoch den Nachteil aufweisen, daß sie eine Ölbenetzung der Formation hervorrufen, erscheint es ratsam, die organischen, polykationischen Polymerisate hinsichtlich ihrer Fähigkeit zur Benetzung einer 4<i ::ormation durch öl oder einer Benetzung durch Wasser zu untersuchen. Bestimmte Beispiele besitzen zusätzliche Strömungsratenphasen, die bei der Restarbeitsweise angefügt wurden, nämlich mit Kohlenwasserstoff, frischem Wasser und Kohlenwasserstoff. Als geeigneter Kohlenwasserstoff wurde Dieselöl verwendet. Die Beispiele 48 bis 51 zeigen ein Muster einer hohen Dieselölströmung und e;ner geringen Wasserströmung. Dies ist ein gutes Anzeichen für eine Wasserbenetzung. Das Beispiel 52 zeigt einen »neutralen« Zustand, bei =>o dem weder eine besondere Ölbenetzung noch eine Wasserbenetzun" stattfindet.Since cationic surfactants can treat clays and keep clays and fine particles of S5 from swelling and / or migration, but have the disadvantage that they cause oil wetting of the formation, it appears advisable to use the organic polycationic polymers with regard to their ability to investigate the wetting of a 4 <i :: ormation by oil or a wetting by water. Certain examples have additional flow rate phases added in the remainder of the procedure, namely with hydrocarbon, fresh water and hydrocarbon. Diesel oil was used as a suitable hydrocarbon. Examples 48 to 51 show a pattern of high diesel oil flow and e ; low water current. This is a good sign of water wetting. Example 52 shows a "neutral" state => which neither a special oiler yet o a Wasserbenetzun "takes place.

Die Vorteile, welche sich aus den Beispielen 48 bis 52 ergeben, sind, daß Dieselöl eine Viskosität von etwa dem 2£fachen derjenigen von frischem Wasser besitzt und daß dennoch eine hohe Dieselölströmungsrate erhalten wurde. Wenn zwei Phasen oder Fluide in dem gleichen Kapillarströmungssystem vorhanden sind, existiert hier weiterhin ein Zustand, der als »relative Permeabilität« bezeichnet wird, wodurch keine der Strömungsraten so hoch ist, wie wenn nur eine einzige Phase oder ein einziges Fluid vorliegen würde. Tatsächlich ist die Summe der relativen Permeabilität für öl und der relativen Permeabilität für Wasser, wenn sowohl öl als auch Wasser vorliegen, in den es Porenzwischenräumen selten gleich der Permeabilität der Formation, bei der nur ein Fluid vorliegt. In fast allen Fällen ist der Summen wert geringer.The advantages which emerge from Examples 48 to 52 are that diesel oil has a viscosity of about 2 times that of fresh water and still has a high diesel oil flow rate was obtained. When there are two phases or fluids in the same capillary flow system, a condition still exists here which is called »relative Permeability «, whereby none of the flow rates is as high as if only one Phase or a single fluid would be present. It is actually the sum of the relative permeability for oil and the relative permeability for water when both oil and water are present in it Pore spaces seldom equal the permeability of the formation in which there is only one fluid. In almost all of them Cases, the sums are worth less.

Diese Strömungsraten sind aus praktischen Gründen Raten, nachdem die Strömung des vorangegangenen Fluids aufgehört hatte. Dies bedeutet nicht, daß das andere Fluid vollständig durch die Strömung ausgewaschen wurde. Ganz im Gegenteil wird ein Gleichgewicht erreicht, wodurch eine nicht mehr aufhebbare Sättigung hergestellt wird. Das nichtströmende Fluid ist noch vorhanden, selbst wenn es nicht mehr länger beweglich ist. Das Benetzungsfluid haftet üblicherweise an den Kapillarwänden, während das nichtbenelzende Fluid üblicherweise als Kügelchen, die in Porenvergrößerungen eingefangen sind, vorliegt.For practical reasons, these flow rates are rates after the flow of the previous one Fluids had stopped. This does not mean that the other fluid was completely washed out by the flow became. On the contrary, an equilibrium is reached, resulting in a saturation that can no longer be canceled will be produced. The non-flowing fluid is still there, even if it is no longer mobile is. The wetting fluid usually adheres to the capillary walls while the non-wetting fluid usually present as spheres that are trapped in pore enlargements.

Die Beispiele 49 bis 51 zeigen nicht nur, daß die im allgemeinen nicht erwünschte ölbenelzung durch das organische, polykationisc'ne Polymerisat unwahrscheinlich ist, sondern daß sie auch das Verhältnis von Wasser zu Öl, wie es aus der Formation herausgeholt wird, verbessern können. Dies ist ein weiterer besonderer Vorteil.Examples 49 to 51 not only show that the generally undesirable oil wetting by the organic, polycationic polymer unlikely but that it is also the ratio of water to oil as it is drawn out of the formation, can improve. This is another particular benefit.

Die Tabelle VIII A, Beispiele 52A bis 52B sind Beispiele von Polymerisaten, welche Ester- und Ätherbindungen enthalten. Diese Kondensate enthalten Tallöl oder Tallölkondensate. Sie ergeben guten Schutz für Tone und zeigten eine gute Beständigkeit gegenüber einem Auswaschen mit Säure.Table VIII A, Examples 52A through 52B are Examples of polymers which contain ester and ether bonds. These contain condensates Tall oil or tall oil condensates. They give good protection for clays and show good resistance to them an acid wash.

Es bestanden Bedenken hinsichtlich der langen Kohlenstoffketten von Tallöl, welche eine ölbenetzung hervorrufen könnten. Jedoch zeigen die Beispiele 52A und 52B die Wasserbenetzung, und das Beispiel 52B zeigt eine »neutrale« Benetzung.There has been concern about tall oil's long carbon chains, which cause oil wetting could cause. However, Examples 52A and 52B show water wetting and Example 52B shows a "neutral" wetting.

Die Tabelle IX, Beispiele 53 bis 61 zeigen Tests zur Tonstabilisierung an Berea-Kernen.Table IX, Examples 53 to 61 show tests for clay stabilization on Berea kernels.

Die Berea-Formation wird im Staat Ohio, USA, und in der Nachbarschaft angetroffen. Sie wird oft als Standard für wissenschaftliche und/oder technische Untersuchungen auf dem Gebiet der Erdölindustrie eingesetzt. Natürliche Formationen variieren oft innerhalb sehr kurzer Abstände. Die Unterschiede sind in einem Block einer Formation von 15 χ 20 χ 15 cm merklich. Einige Berea-Abschnitte enthalten nicht ausreichend Ton, um wasserempfindlich zu sein. Die zur Untersuchung ausgewählten Abschnitte wurden vor der Verwendung untersucht, ob eine vernünftige Sicherheit dafür bestand, daß sie gegenüber einer Verstopfung durch frisches Wasser empfindlich waren. Das Beispiel 53 zeigt, daß die Kerne aus diesem Block von Berea-Sandstein gegenüber einer Strömung von frischem Wasser empfindlich waren. Das Beispiel 54 ist ebenfalls ein Vergleichstest. Im Beispiel 54 wird Säure nach der Eichung eingesetzt Obwohl nur eine etwa 2,8%ige Säurelöslichkeit vorhanden war, muß sie an einem wichtiger. Ort in den Kapillaren aufgetreten sein, da die Strömungsrate nach der Säurebehandlung verdoppelt war. Wie sich aus der Anmerkung (Fußnote) a) ergibt, wurde Salzlösung verwendet, um die Ergebnisse der Säuerungsbehandlung zu bestätigen. Die folgende Frischwasserströmungsphase zeigt, daß trotz der beträchtlichen Öffnung des Kernes durch die Säure die Tonanteile immer noch in einem Zustand vorlagen, daß sie die Permeabilität bzw. Durchlässigkeit in beträchtlichem Maße negativ beeinträchtigen konnten.The Berea Formation is encountered in the state of Ohio, United States, and the neighborhood. It is often used as a standard used for scientific and / or technical investigations in the field of the petroleum industry. Natural formations often vary within very short distances. The differences are in a block a formation of 15 χ 20 χ 15 cm noticeably. Some Berea sections do not contain enough clay to to be sensitive to water. The sections selected for investigation were prior to use investigated whether there was any reasonable assurance that they would be constipated by fresh water were sensitive. Example 53 shows that the cores from this block of Berea sandstone were sensitive to a flow of fresh water. The example 54 is also a Comparison test. In example 54, acid is used after the calibration, although only about 2.8% strength Acid solubility was present, it must be an important one. May have occurred in the capillaries since the The flow rate after the acid treatment was doubled. As can be seen from the note (footnote) a), saline solution was used to confirm the results of the acidification treatment. The following Fresh water flow phase shows that despite the considerable opening of the core by the acid, the Clay components were still present in a state that they considerably increased the permeability Dimensions could negatively affect.

Die Beispiele 55 bis 58 zeigen, daß der Carbonatgehalt in dem Kern die Injektion von anorganischem, kationischem Polymerisat stört, falls nicht Säure als Lösungsmittel verwendet wird. Falls der Carbonatgehalt höher als 2£% lag, d. h. in der Größenordnung von 10%, würde das Säurelösungsmittel nicht ausreichen.Examples 55 to 58 show that the carbonate content In the core, the injection of inorganic, cationic polymer interferes, if not acid as Solvent is used. If the carbonate content was greater than £ 2%, i.e. H. on the order of 10%, the acid solvent would not be enough.

Das Beispiel 59 zeigt, daß Hydroxyaluminhimverbin-Example 59 shows that hydroxyaluminum hemverbin-

düngen diese besonderen Kerne behandeln können. Die Säurelöslichkeit von 2,8% liegt innerhalb der erwarteten Toleranz von 5% für Hydroxyaluminiumverbindungen. Die Verwendung eines sauren Trägerfluids würde die Hydroxyaluminiumverbindung vor der Injektion in -> den Kern verändern.fertilize these particular kernels can handle. The acid solubility of 2.8% is within expected Tolerance of 5% for hydroxy aluminum compounds. The use of an acidic carrier fluid would the hydroxyaluminum compound before injecting into -> change the core.

Die Beispiele 60 und 61 zeigen, daß der pH-Wert kein Faktor bei der Behandlung von Tonen mit einem organischen, polykationischen Polymerisat ist. Es ergeben sich gute Anfangsströmungsraten für frisches ι ο Wasser, ohne daß zu sauren Trägerfluiden Zuflucht genommen werden mußte.Examples 60 and 61 show that the pH is no Factor in the treatment of clays with an organic, polycationic polymer. It result in good initial flow rates for fresh ι ο water without resorting to acidic carrier fluids had to be taken.

Die Tabelle X, Beispiele 62 bis 68 zeigen eine Behandlung zur Behebung von vorangegangenen negativen Beeinträchtigungen der Permeabilität von ι-, Berea-Kernen.Table X, Examples 62 to 68 show a treatment to remedy the foregoing negative impairment of the permeability of ι, Berea cores.

Es wird angenommen, daß die Verhinderung eines Permeabilitätsverlustes, der durch Quellen und/oder Wandern von Tonen oder anderen feinen Teilchen hervorgerufen wird, die beste Methode zur Sicherung einer fortlaufenden Produktion eines Bohrloches ist. Jedoch ist es oftmals erforderlich, bereits zuvor beschädigte Formationen zu behandeln.It is believed that the prevention of loss of permeability caused by swelling and / or Wandering caused by clays or other fine particles is the best method of securing a continuous production of a well is. However, it is often necessary to do so beforehand treat damaged formations.

Die Beispiele 62, 63 und 64 sind Vergleichsversuche, welche zeigen, daß die Kerne durch frisches Wasser 2-5 beschädigt bzw. negativ beeinflußt werden können, daß eine Behandlung mit Salzlösung nicht wirksam ist, und schließlich, daß HCl eine beträchtliche Hilfe bei der Wiederöffnung des Kernes ist, daß jedoch die Kernpermeabilität nicht dauerhaft geschützt wird. joExamples 62, 63 and 64 are comparative tests which show that the cores can be removed from 2-5 by fresh water can be damaged or negatively influenced that a treatment with saline solution is ineffective, and finally, that HCl is a considerable aid in reopening the core, but that the Core permeability is not permanently protected. jo

Aus dem Vergleich der Beispiele 63, 65 und 66 ergibt sich, daß organische, polykationische Polymerisate eine ausgeprägt gute Behandlung zur Behebung der Schaden haben. Ein Vergleich der Beispiele 64, 67 und 68 ergibt.A comparison of Examples 63, 65 and 66 shows that organic, polycationic polymers are a Have pronounced good treatment to repair the damage. A comparison of Examples 64, 67 and 68 gives.

daß Säure allein eine gute Anfangsöffnung des Kernes ergibt, daß jedoch das organische, polykationische Polymerisat bessere Langzeitergebnisse ergibt.that acid alone gives a good initial opening of the nucleus, but that organic, polycationic Polymer gives better long-term results.

Die Tabelle XI, Beispiele 71 bis 74 zeigen die Verwendung von alkoholischen oder organischen, polaren Lösungsmitteln, die von Wasser verschieden sind, als normale Flüssigkeiten zum Ersatz von Kohlenwasserstoffen.Table XI, Examples 71 to 74 show the use of alcoholic or organic, polar solvents other than water than normal liquids to replace Hydrocarbons.

In Formationen, welche keinen Sand fördern, solange nur Kohlenwasserstoffe gefördert werden, jedoch aus ihrer eigenen Formation Wasser abgeben, wenn der Wassergrundspiegel ansteigt und die Wasserförderung beginnt, können wäßrige Präparationen von organischen, polykationischen Polymerisaten einen Zerfall oder eine Zerstörung verhindern, ohne daß die wäßrige Präpa-ation selbst diese Zerstörung hervorruft, jedoch besteht bei einigen Betreibern von Bohrlöchern die Furcht vor einer Einführung irgendwelcher wäßriger Fluide ganz generell, selbst von solchen Fluiden, die zur Verhinderung der Zerstörung bzw. des Zerfalls der Formation durch Wasserbenetzung ausgelegt sind. Zusätzlich ist es möglich, daß extrem wasserempfindliche Formationen vorliegen. Um daher die Befürchtungen zu vermeiden und selbst die Möglichkeit einer Entfestigung von extrem wasserempfindlichen Formationen zu vermeiden, kann ein organisches, polykationisches Polymerisat in Alkohol, Keton, Monoäthern von Glykol oder anderen nichtwäßrigen Lösungsmitteln aufgelöst werden, welche eine ausreichende Löslichkeit für die betreffenden Polymerisate haben, und die erhaltene, im wesentlichen nichtwäßrige Lösung der Polymerisate kann zur Behandlung der Formation eingesetzt werden.In formations which do not produce sand as long as only hydrocarbons are produced, however, from their own formation give off water when the water level rises and the water production begins, aqueous preparations of organic, polycationic polymers can disintegrate or prevent destruction without the aqueous preparation itself causing this destruction, however some well operators fear introducing any watery ones Fluids in general, even those fluids that are used to prevent the destruction or disintegration of the Formation are designed by water wetting. In addition, it is possible to be extremely water-sensitive Formations exist. So, therefore, to avoid the fears and even the possibility of one Avoiding softening of extremely water-sensitive formations can be an organic, polycationic Polymer in alcohol, ketone, monoethers of glycol or other non-aqueous solvents are dissolved, which have sufficient solubility for the polymers in question, and the The essentially non-aqueous solution of the polymers obtained can be used to treat the formation can be used.

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Behandlung von Tone enthaltenden Formationen gegen ein Quellen und eine Dispersion der Tone durch die Einwirkung von Wasser, bei dem ein ein organisches, polykationisches Polymerisat mit einem Molekulargewicht von wenigstens etwa 1000 enthaltendes Trägerfluid, insbesondere unter Zusatz eines Salzes und/oder einer Mineralsäure in die Formation eingebracht bzw. auf die Formation aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß als organisches, polykationisches Polymerisat wenigstens eine Verbindung der folgenden Formel verwendet wird:1. A method for the treatment of clays containing formations against a swelling and a Dispersion of clays by the action of water, in which an organic, polycationic Carrier fluid containing polymerizate with a molecular weight of at least about 1000, in particular introduced into the formation with the addition of a salt and / or a mineral acid or is applied to the formation, characterized in that the organic, polycationic polymer at least one compound of the following formula is used:
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