DE2848972A1

DE2848972A1 - Verfahren zur selektiven behandlung unterirdischer formationen

Info

Publication number: DE2848972A1
Application number: DE19782848972
Authority: DE
Inventors: Jun Claude Everett Cooke; Jun Clay Gruesbeck; Thomas Wayne Muecke
Original assignee: Exxon Production Research Co
Current assignee: ExxonMobil Upstream Research Co
Priority date: 1977-11-14
Filing date: 1978-11-11
Publication date: 1979-05-17
Also published as: GB2007745B; AU3886478A; US4139060A; MX149571A; NO833401L; DE2848972C2; NL174752C; MY8500112A; GB2085512A; NO154403C; NO152467B; NL7810001A; NO783267L; AU514250B2; NO154403B; NL174752B; NO152467C; GB2085512B; GB2007745A; CA1081608A

Description

Beschreibung :

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur selektiven Behandlung unterirdischer Formationen, die von einer Förderbohrung durchdrungen sind, welche mit einer Bohrlochauskteldung versehen ist, die durch Kugeln abdichtbare Perforationen trägt.

Beim Einbringen von Öl- und Gasbohrungen ist es üblich, einen als Bohrlochauskleidung bekannten Rohrstrang in die Bohrung einzubringen und um die Außenseite der Bohrlochauskleidung Beton aufzutragen, um die verschiedenen Kohlenwasserstoff führenden Formationen, die von der Bohrung durchdrungen werden, voneinander zu isolieren. Um eine Flussigkeitsverbindung zwischen den Kohlenwasserstoff führenden Formationen und dem Inneren der Bohrlochauskleidung zu schaffen, sind die Bohrlochauskleidung und die Betonumhüllung perforiert.

Zu verschiedenen Zeiten während der Lebensdauer einer Bohrung kann es erstrebenswert sein, die Förderung der Kohlenwasserstoffe durch eine Säurebehandlung oder ein hydraulisches Aufbrechen zu steigern. Wenn nur eine dünne, einfache Kohlenwasserstoff führende Zone in der Bohrung anperforiert ist, strömt die Behandlungsflüssigkeit in diese Zone ein. Wenn die Mächtigkeit der perforierten Zone oder die Anzahl der perforierten Zonen ansteigt, wird die Behandlung des gesamten Förderbereiches oder aller Zonen schwieriger. So neigt die Formation mit der höchsten Permeabilität dazu, den wesentlichen Anteil einer vorgegebenen Behandlungsflüssigkeit aufzunehmen, wobei der Bereich,

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der die geringste Durchlässigkeit besitzt_s praktisch unbehandelt bleibt. Um dieses Problem zu überwinden, ist bereits vorgeschlagen worden, die Behandlungsflüssigkeit von den Bereichen hoher Permeabilität in die Bereiche niedriger Permeabilität abzulenken.

So sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, um mehrere Zonen selektiv zu behandeln, unter Verwendung von Dichtungsstücken, Ablenkungsbelchen und Kugeln, Bridge-Plugs sowie Kugeldichtungen.

Dichtungsstücke sind in großem Maße eingesetzt worden, um die einzelnen Zonen für die Behandlung voneinander au trennen. Obwohl diese Anordnungen wirkungsvoll sind, erweisen sie sich in ihrer Anwendung als außerordentlich ko^Stenaufwendig, da eine teure Ausrüstung erforderlich ist, um die Dichtungsstücke einzubringen. Darüber hinaus läßt die mechanische Verläßlichkeit mit ansteigender Bohrlochtiefe nach«

Bei der Verwendung eines Ablenkbleches und einer Kugel zur Trennung der Zonen wird ein Ablenkring eingesetzt, der zwischen zwei Verbindungsstellen der Bohrlochauskleidung paßt und einen etwas geringeren Innendurchmesser besitzt als die Bohrlochauskleidung, so daß eine große Kugel oder eine Bombe, die in die Bohrlochauskleidung eingeführt wird, sich auf den Ableitring aufsetzt. Nachdem sich die Kugel auf den Ableitring aufgesetzt hat, verhindert sie einen weiteren Flüssigkeitsstrom durch die Bohrlochauskleidung abwärts. Ein Nachteil dieses Verfahrens liegt in der Verteuerung durch die Anordnung der Ableitringe.

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Wenn darüber hinaus zwei oder noch mehr Ableitringe eingesetzt werden, ist der Innendurchmesser des unteren Ableitringes so klein, daß ein herkömmliches Perforationsbohrgerät nicht mehr eingesetzt werden kann, um die Bohrlochauskleidung unterhalb des unteren Ablenkringes zu perforieren.

Ein Bridge-Plug, der im wesentlichen aus einem Gleitelemsnt, einem Stopfdorn und einem Gummidichtungselement besteht, ist ebenfalls bereits in die Bohrlochauskleidung eingesetzt worden, um eine untere Zone zu isolieren, während der obere Bereich behandelt wurde. Nach dea Aufbrechen der Formation oder der Säurebehandlung der Bohrung wurde der Bridge-Plug im allgemeinen mit eines Meißel bis zum Fuß der Bohrung geschlagen. Eine Schwierigkeit beim Einsatz des Bridge-Plug-Verfahrens liegt darin, daß der Plug manchmal nicht dem hohen Differentialdruck zu widerstehen vermag» Ein anderes Problem dieser Ablenktechnik liegt darin, daß das Einsetzen und Entfernen des Plugs sehr teuer sein kann.

Nach einem weiteren Ablenkungsverfahren werden Kugeldichtungen eingesetzt. Bei einem typischen derartigen Verfahren werden Kugeldichtungen in die Bohrung zusammen mit der Formationsbehandlungsflüssigkeit eingepumpt. Kugeln werden durch die Bohrung abgeführt und durch die Flüssigkeit die Perforationen durchströmt, zu diesen hingeschwemmt. Die Kugeln setzen sich auf die Perforationen auf und werden dort durch das Druckdifferential über die Perforationen gehalten.

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Obwohl die Ablenkungsverfahren unter Verwendung von Kugeldichtungen in umfangreichem Maße eingesetzt werden, arbeitet dieses Verfahren oftmals nicht voll zufriedenstellend, da nur ein Teil der injizierten Kugeln sich tatsächlich auf die Perforationen aufsetzt. Die Kugeldichtungen mit einer Dichte, die größer ist als die der BehändIur.gsilüssigkeit führen oft zu einem ni€<?.ri«en und nicht voraussagbaren Aufse ^wirkungsgrad,^

_t der von verschiedenen Faktoren abhängig ist, wie z. B„ von der Dichfcedifferenz zwischen den Kugeldichtungen und der Flüssigkeit, der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch die Perforationen sowie die Anzahl, der Abstand und die Ausrichtung der Perforationen. Dies führt dazu, daß der Verschluß einer vorbestimmten Anzahl-von Perforationen su einer bestimmten ZeXt^ während der Behandlung in starkem Maße dem Zufall überlassen bleibt. Es ist auch schwierig, zu steuern, welcher perforierte Bereich der perforierten Bohrlochauskleidung die Kugel aufnimmt, und in manchen Fällen führt dies zu einer unbeabsichtigten Behandlung mancher Bereiche der Formation=

Kugeldichtungen, die eine Dichte besitzen, welcher geringer ist als die Behandlungsflüssigkeit, sind vorgeschlagen worden, um das Problem mit dem Aufsetawirkungsgrad zu lösen, oder zumindest teilweise zu beheben«, Bei diesem Verfahren wird die Behandlungsflüssigkeit, die die leichten Kugeldichtungen enthält, in das Bohrloch mit einer Geschwindigkeit injiziert, so daß die abwärts gerichtete Geschwindigkeit der Flüssigkeit ausreicht, eine Kraft auf die Kugeldichtungen zu übertragen, die größer ist als die Auftriebskraft, die auf die Kugeldichtungen

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wirkt. Nachdem die Kugeldichtungen die Perforationen erreicht haben, setzen sie sich auf diesen ab und verschließen die Perforationen, so daß die Behandlungsflüssigkeit in die verbleibenden offenen Perforationen abgelenkt wird. Ein Problem bei der Verwendung leichter Kugeldichtungen liegt darin, daß bei einer niedrigen Flüssiggeschwindigkeit in abwärtiger Richtung durch die Bohrlochauskleidung, die im .allgemeinen-bei

die BehandlungsflüssigkeTt^

die aufwärts gerichtete Auftriebskraft .au#-die Kugeldichtungen nicht zu überwinden vermag, so daß die Kugeldichtungen nicht zu den Perforationen hintransportiert werden. Ein weiteres Problem liegt darin, daß es oftmals schwierig ist zu steuern, ₌WÄj^bS^^Bä?eic^d^r_s=;£o£maJtioÄ^Mi&ndelt wird. Leichte Kugeln, die von einer Behandlungsflüssigkeit mit größerer Dichte durch die Bohrung abgeführt werd^nT^verscTirießeii ^fjynaiis^die oberen Perforationen^ bevor sie die unteren Perforationen erreichen.

In Kenntnis dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das es ermöglicht, die Behandlungsflüssigkeit derart zu steuern, daß sie vorbestimmten Bereichen der Formationen zuführbar ist. Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Maßnahmen. ^Hinsichtlich bevorzugter Ausführungsforraen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die Unteransprüche »erwiesen.

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Damit ist es gelungen, nach der Erfindung ein Verfahren zu schaffen, mittels welchem der Strom einer Behandlungsflüssigkeit durch untere Perforationen in einem ausgekleideten Bohrloch zeitweilig zu unterbrechen, während die Behandlungsflüssigkeit durch die oberen Perforationen innerhalb der Bohrlochauskleidung in die Formation injiziert wird. Dabei werden allgemein in eine Bohrlochauskleidung,die bei verschiedenen Niveaus perforiert ist, Kugeldichtungen, die zumindest einen Perforationsbereich in der Bohrlochauskleidung abdichten sollen, eine erste Flüssigkeit mit einer größeren Dichte als die Dichte der Kugeldichtungensowie^jsdrne zweite Flüssigkeit mit einer Dichte, die geringer ist als die Dichte der Kugeldichtungen, eingeführt. Die Kugeldichtungen, die erste Flüssigkeit oder die zweite Flüssigkeit können gleichzeitig oder in einer beliebigen Reihenfolge eingeleitet werden. Die erste Flüssigkeit wird in einer Menge in die Bohrung eingeleitet^ die ausreicht, um den unteren Teil der Bohrung bis zu einem Niveau anzufüllen, das zwischen den offenzulassenden und den zeitweilig für den Flüssigkeitsstrom zu verschließenden Perforationen liegt. Der Dichteunterschied zwischen den Kugeldichtungen und den Flüssigkeiten in der Bohrung bewirkt, daß sich die Kugeln bis zu der Zwischenschicht oder der Übergangsschicht zwischen der ersten Flüssigkeit und der zweiten Flüssigkeit bewegen. Nachdem die Kugeldichtungen sich unter dem zu behandelnden Niveau befinden, wird eine Behandlungsflüssigkeit in die Bohrung injiziert. Der Flüssigkeitsstrom durch die Perforationen unterhalb der Kugeldichtung führt die Kugeldichtungen zu den Perforationen, wobei sie sich auf diese aufsetzen und die Injektion der Behandlungsflüssigkeit durch die oberen Perforationen leiten. Dieser Vor-

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gang kann wiederholt durchgeführt werden, um eine "beliebige Anzahl von Bereichen in der Formation zu behandeln.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der ersten Flüssigkeit um eine wässrige Solelösang mit einer Dichte, die größer ist als etwa 1,1 g/cm , bei der zweiten Flüssigkeit um Dieselöl mit einer ^Dichte, die geringer ist als 0,95 g/cm und bei den Kugeldichtungen um einen syntaktischen Schaumkern" mit einem Polyurethanüberzug, deren Dichte zwischen etwa

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1,0 g/cm und l_s05 g/cjs liegt.

Gemäß der Erfindung ist es möglich, mittels leichter ^ dichtungen den Strom der Behandlungsflüssigkeit durch Perforationen in einem unteren Bereich der Bohrung mit einem 100 %-igen Wirkungsgrad zu unterbinden, ohne daß dies einen Einfluß auf die Injektion der Behandlungsflüssigkeit durch die Perfo^tionen in einem oberen Bereich der Bohrung hat. Dieses Verfahren führt dementsprechend zu beträchtlichen Vorteilen gegenüber herkömmlichen Verfahren zur Ablenkung der Flüssigkeiten.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten werden anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung deutlich. Die Figur zeigt einen Vertikalschnitt durch eine Bohrung zur Erläuterung des Einsatzes des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Erfindung ist auf Bohrungen anwendbar, die mit einer Bohrlochauskleidung versehen sind, die eine Anzahl Kohlenwasserstoff

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führender Bereiche, Formationen, Zonen oder Lagerstätten durchdringt. Oftmals überlagern sich die Öl führenden Bereiche und können durch nicht Öl führende Bereiche voneinander getrennt sein. Wenn Behandlungsflüssigkeiten in eine Bohrung injiziert werden, die mit einer Mehrzahl von Bereichen in Verbindung steht, nimmt der Bereich, der der Behandlung den geringsten Widerstand entgegensetzt, den größten Teil der Behandlungsfiüssigkeit auf, so daß dessen Permeabilität oder Produktivität erhöht wird, während die Bereiche, die einen geringeren Teil der Behandlung erfahren, nicht in ihrer Permeabilität oder Produktivität erhöht werden. Somit wird ein Bereich bevorzugt vor dem anderen behandelt. Die Erfindung ist im besonderen gerichtet auf die Erhöhung der Permeabilität oder Produktivität einer oberen Schicht durch Behandlungsverfahren, wie beispielsweise durch hydraulisches Brechen oder einer Säurebehandlung, während der Flüssigkeitsstrom in eine untere Führungsschicht verhindert werden soll.

Die praktische Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens soll unter Bezugnahme auf die Figur erläutert werden. Die Figur zeigt eine Bohrung 10 mit einer Bohrlochauskleidung 12, die bis zum Fuß der Bohrung läuft. Die Bohrung durchstößt einen oberen Kohlenwasserstoff führenden Bereich 14 und einen unteren Kohlenwasserstoff führenden Bereich 15. Es soll angenommen werden, daß gemäß diesem Ausführungsbeispiel der untere Bereich 15 eine höhere Permeabilität besitzt als der obere Bereich 14. die Bohrlochauskleidung ist gegenüber dem Bohrloch nach außen mit einer Betonschicht ver-

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sehen, die die Auskleidung festhält und die Bereiche 14 und 15, die von der Bohrung durchdrungen werden, voneinander isoliert. Die Betonumhüllung 13 erstreckt sich von dem Fuß des Bohrloches nach oben bis zur Erdoberfläche. Der Bereich 14 steht in Flüssigkeitsverbindung mit dem Inneren der Bohrlochauskleidung 12 durch die Perforationen 17, während der Bereich 15 über die Perforationen 16 in Flüssikgeitsverbindung mit dem Inneren der Bohrlochauskleidung steht.

Die Kohlenwasserstoffe der führenden Bereiche 14 und 15 strömen durch die Perforationen 16 und 17 in das Innere der Bohrlochauskleidung 12 und werden durch ein Förderrohr 19 zur Oberfläche geführt. Eine Abdichtung. 18 ist am unteren Ende des Förderrohres 19 oberhalb des Bereiches 14 angeordnet, um eine Druckdichtung zwischen dem Förderrohr 19 und der Bohrlochauskleidung 12 zu erzielen. Ein Förderrohr wird nicht immer eingesetzt, und es kann auch das gesamte innere Volumen der Bohrlochauskleidung zur Förderung der Kohlenwasserstoffe zur Erdoberfläche eingesetzt werden. Da der untere Bereich 15 eine höhere Permeabilität als der obere Bereich 14 besitzt, ist es erforderlich, wenn man den oberen Bereich durch Aufbrechen der Formation oder ein Säureverfahren behandeln will, das Einströmen der Behandlungsflüssigkeiten in den unteren Bereich 15 zu unterbinden.

Der erste Schritt zur Isolierung des unteren Bereiches 15 von dem oberen Bereich 14 gemäß der Erfindung liegt darin, in das

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Bohrloch eine Flüssigkeit einzuführen, deren Dichte größer ist als die Dichte der Kugeldichtungen. Die schwere Flüssigkeit, die in der Figur mit der Bezugsziffer 20 versehen ist, wird in einer Menge in das Bohrloch eingführt, die ausreicht, um den unteren Teil des Bohrloches bis auf ein Niveau anzufüllen, das zwischen den Perforationen 16 des unteren Bereiches 15 und den Perforationen 17 des oberen Bereiches 14 liegt.

Die schwere Flüssigkeit 20, die verwendet wird, um den unteren Bereich des Bohrloches anzufüllen, sollte eine größere Dichte besitzen als die Dichte der Kugeldichtungen, die in das Bohrloch eingeführt werden. Dies wird angestrebt, um Kugeldichtungen auf der schweren Flüssigkeit oberhalb der Perforationen 16 aufschwimmen zu lassen= Die Dichte der Flüssigkeit 20 hängt natürlich von der Dichte der in der Bohrung eingesetzten Kugeldichtung ab, wobei jedoch normalerweise die minimale Dichte der

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Flüssigkeit oberhalb 1 g/cm und bevorzugt oberhalb 1,10 g/cm liegt. Jegliche Flüssigkeit, die die erforderliche Dichteeigenschaften besitzt, und die inert gegenüber den Kugeldichtungen ist, kann gemäß der Erfindung eingesetzt werden. Geeignete schwere Flüssigkeiten umfassen wässrige Flüssigkeiten einschließlich Kochsalzlösungen und Kalziumbromidlösungen sowie nicht wässrige Lösungen einschließlich Ortho-Nitrotoluol, Kohlenstoffdisulfid, Dimethylphtalat, Nitrobenzol und Isoquinoline

Nachdem die Flüssigkeit mit der großen Dichte in die Bohrlochauskleidung eingeführt ist, wird eine Flüssigkeit mit einer Dichte, die geringer ist als die Dichte der Kugeldichtungen,

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in die Bohrlochauskleidung eingeführt. Diese leichte Flüssigkeit, die in der Figur mit der Bezugsziffer 21 versehen ist, verbleibt in der Bohrung oberhalb der schweren Flüssigkeit und füllt vorzugsweise den Bereich bis zu einem Niveau im Bereich der Perforationen 17 des Bereiches 14 an. Jede Flüssigkeit, deren Dichte geringer ist als diejenige der Kugeldichtungen kann gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung eingesetzt werden. Geeignete leichte Flüssigkeiten umfassen Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Dieselöl und leichte Kohlenwasserstoff kondensate. Bei der leichten Flüssigkeit 21 kann es sich auch um die gleiche Flüssigkeit handeln, die eingesetzt wird,

die um den Bereich 14 zu behandeln, vorausgesetzt, daß'Behandlungsflüssigkeit eine geringere Dichte besitzt als diejenige der Kugeldichtungen.

Nachdem die schwere Flüssigkeit 20 und die leichte Flüssigkeit 21 in die Bohrung eingeführt worden sind, werden die Kugeldichtungen 22, deren Dichte zwischen der Dichte der schweren Flüssigkeit 21 und der leichten Flüssigkeit 20 liegt, in die Bohrung eingeleitet. Diese Kugeldichtungen sind so ausgebildet, daß deren äußerer Überzug eine Perforation abzudichten vermag, während der Kern hinreichend fest ist, um eine Durchzwängen durch die Perforationen auszuschließen. Die Kugeln besitzen vorzugsweise eine im wesentlichen sphärische Ausbildung, wobei jedoch auch andere Formen eingesetzt werden können. Infolge des Dichteunterschiedes der Kugeldichtungen und der leichten Flüssigkeit 21 sinken die Kugeldichtungen bis zur Unterkante der leichten Flüssigkeit 21 ab und schwimmen auf der

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dichten Flüssigkeit 20.

Wenn sich die Kugeldichtungen 22 in der Bohrung zwischen den Bereichen 14 und 15 befinden, und nachdem vorzugsweise alle Kugeln auf der dichten Flüssigkeit 20 schwimmen, wie dies in der Figur dargestellt ist, wird eine Behandlungsflüssigkeit in die Bohrung injiziert, um die Formation 14 zu behandeln«, Die Behandlungsflüssigkeit kann eine Säure, eine ttfasserlösung oder eine Kohlenwasserstofflösung sein, so daß die Permeabilität oder Produktivität der Formation durch physikalisches Aufbrechen oder die Reaktion eines chemischen Mittels₉ wie beispielsweise einer Säure, mit dem Material der Foramtion erhöht wird. Während die Behandlungsflüssigkeit injiziert wird, führt jeglicher Flüssigkeitsstrom in de» Bereich 15 dasu_s daß das Niveau der schweren Flüssigkeit 20 sinkt«, ftfenn die Kugeldichtungen 22 bei den Perforationen IS angelangen, führt der Strom der Flüssigkeit 21 durch die Perforationen 16 die Kugeldichtungen zu den Perforationen hin, auf welchen sie sich absetzen. Die Kugeldichtungen werden dort durch das Flüssigkeitsdruckdifferential gehalten, womit die Perforationen 16 dicht verschlossen werdenο Da nun die Perforationen 16 des Beeiches 15 abgedichtet sind, baut sich ein Druck in der Bohrlochauskleidung auf, und die Behandlungsflüssigkext strömt durch die Perforationen 17 in den Bereich 14.

Die Dichte der Behandlungsflüssigkext kann gleich, größer oder geringer als die Dichte der Kugeldichtungen sein_o 'denn die Behandlungsflüssigkeit eine Dichte besitzt, die größer ist als

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diejenige der Kugeldichtungen, kann die leichte Flüssigkeit 21 nicht die gleiche wie die Behandlungsflüssigkeit sein, da die leichte Flüssigkeit eine Dichte besitzen muß, die geringer ist als diejenige der Kugeldichtungen, um sicherzustellen, daß die Kugeln unterhalb der Perforationen gehalten werden, durch welche die Behandlungsflüssigkeit strömen soll.

Nachdem der Bereich 14 hinreichend behandelt worden ist, gibt man den Druck am Bohrlochkopf frei, und die Druckdifferenz von der Formation zu der Bohrung bewirkt, daß sich die Kugeldichtungen von dan Perforationen 16 lösen. Weitere (nicht dargestellte) Bereiche können dann selektriv behandelt werden, indem gemäß der Erfindung eine zusätzliche schwere Flüssigkeit 20 in die Bohrung eingeleitet wird, um die Kugeldichtungen in einer Position oberhalb der Perforationen des nächsthöheren Bereiches einzuschwimmen, die zeitweilig verschlossen werden sollen und unterhalb der Perforationen des nächsthöheren zu behandelnden Bereiches, worauf eine zusätzliche leichte Flüssigkeit eingeführt wird, um die leichte Flüssigkeit aufzufüllen, die durch den vorangehenden Behandlungsschrift verlorengegangen ist, worauf man schließlich weitere Behandlungsflüssigkeit einführt, um den nächsthöheren Bereich oder die Besiehe oberhalb der Kugeldichtungen zu behandeln.

Obwohl die Kugeldichtungen, die siiwere Flüssigkeit 20 sowie die leichte Flüssigkeit 21 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform nacheinander in die Bohrlochauskleidung eingeführt wurden,können natürlich die Kugeldichtungen 22 sowie die Flüssig-

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keiten 20 und 21 in einer beliebigen Reihenfolge oder auch gleichzeitig eingeleitet werden. Gemäß einer anderen Ausführungsform können die schwere Flüssigkeit 20 und die leichte Flüssigkeit 21 gleichzeitig in die Bohrung eingeführt werden, worauf anschließend die Kugeldichtungen durch einen am Bohrlochkopf angeordneten Dispenser oder eine andere geeignete Injektionsvorrichtung eingeleitet werden.

Die Kugeldichtungen, die gemäß der Erfindung innerhalb der Bohrung angeordnet sind, beeinflussen die Injektion der Behandlungsflüssigkeiten während einer mehrstufigen Behandlung einer Formation nicht. Die Kugeldichtungen, die sich innerhalb der Bohrung zwischen den Bereichen 14 und 15 befinden, setzen sich auf die Perforationen 16,durch welche eine Flüssigkeit strömt, mit einem 100 %-igen Wirkungsgrad auf. Das heißt, jede Kugel setzt sich auf eine Perforation 16 auf und dichtet diese ab, solange eine Perforation existiert, durch welche Flüssigkeit strömt. Wenn die Flüssigkeit 21 mit der niedrigen Dichte durch die unteren Perforationen 16 strömt, setzen sich die Hugeldichtungen auf. Es tritt ein voraussagbares Äbleitungsverfahren ein, da die Anzahl der durch die Kugeldichtungen verschlossenen Perforationen gleich der Zahl der Kugeldichtungen ist, die in die Bohrlochauskleidung injiziert werden. Dementsprechend hängt die Anzahl der einzusetzenden Kugeldichtungen bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens von der Anzahl der Perforationen ab, die verschlossen werden sollen. Durch den hohen Aufsetzwirkungsgrad ist ein Überschuß an Kugeldichtungen normalerweise nicht erforderlich.

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Um die vorliegende Erfindung in der Praxis einzusetzen, ist es erforderlich, Kugjteldichtungen zu verwenden, deren Dichte geringer ist als die Dichte der schweren Flüssigkeit 20 und deren Dichte größer ist als die Dichte der leichten Flüssigkeit 21, während gleichzeitig die Festigkeit so groß sein muß, damit sie dem Druck, der innerhalb der Bohrung auftritt, widerstehen können. Es ist nicht unüblich, daß am Fuße einer Bohrung ein Druck vorliegt, der 68 at und sogar 1 020 at während einer Behandlung überschreitet. Wenn eine Kugeldichtung diesem Druck nicht zu widerstehen vermag, fällt sie zusammen, wodurch die Dichte der Kugeldichtung ansteigt bis an eine Dichte, die leicht die Dichte der Flüssigkeit 21 übersteigt.

Die schwere Flüssigkeit 20 besitzt im allgemeinen eine Dichte von mindestens 1,0 g/cm ,und die leichte Flüssigkeit 21 besitzt im allgemeinen eine Dichte, die geringer ist als 0,8 g/cm Die Dichte der Kugeldichtungen liegt dementsprechend im allge-

3 meinen im Bereich von etwa 0,8 bis 1,1 g/cm .

Es leudtet ein, daß die Erfindung zu einer Anzahl von Vorteilen gegenüber gegenwärtig eingesetzten Mehrbereichsbehandlungen oder Behandlungsverfahren führt. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann jeder beliebige Bereich mit dem gewünschten Behandlungsvolumen behandelt werden, wobei im wesentlichen kein Verlust an Flüssigkeit durch die Perforationen unterhalb des zu behandelnden Bereiches eintritt. Weitere Vorteile der gegenwärtigen Erfingung über herkömmlich eingesetzte Verfahren,

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mittels welchen man versuchte, bestimmte Bereiche von der Aufnahme von Flüssigkeit auszuschließen, umfassen die einfache
Ausführung, da keine teuere Ausrüstung oder Einrichtung erforderlich ist, um das Verfahren durchzuführen und die Flexibilität, da Veränderungen der Injektionshöhe rasch und kostengünstig durchgeführt werden können.

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Claims

το/ q q 7 ο PATENTANWÄLTE - ^ v~ "- DR. KARL TH. HEGEL · DIPL.-ING. KLAUS DICKEL GROSSE BERGSTRASSE 223 2000 HAMBURG 50 JULIUS-KREIS-STRASSü 33 8000 MÜNCHEN 60 POSTFACH 500662 TELEFON (0 40) 39 i>2 95 TELEFON (0 89) 88 52 10 Telegramm-Adresse: Deollnerpateni München Ihr Zeichen: Unser Zeidien: 8000 München, den H 2879 Exxon Production Research Company P. O. Box 2189 Houston, Texas 77001 V. St. A. Verfahren zur selektiven Behandlung unterirdischer Formationen Patentansprüche :

1. Verfahren zur selektiven Behandlung unterirdischer
Formationen, die von einer Förderbohrung durchdrungen sind,
welche mit einer Bohrlochauskleidung versehen ist, die durch

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Postscheckkonto: Hamburg 291220-205 · Bank: Dresdner Bank AG. Hamburg, Kto.-Nr. 3813897

Kugeln abdichtbare Perforationen trägt, dadurch gekennzeichnet, daß man das Eindringen der Behandlungsflüssxgkeit in die unteren Perforationen (16) verhindert und in die oberen Perforationen (17) ermöglicht, indem man:

a) in die Bohrung (10) Kugeldichtungen (22) einführt, deren Größe hinreichend ist, um die unteren Perforationen (16) abzudichten,

b) eine erste Flüssigkeit (20) in die Bohrung (10) einführt, deren Dichte größer ist als die Dichte der Kugeldichtungen (22), und zwar in einer Menge, daß das Flüssigkeitsniveau zwischen den oberen Perforationen (17) und den unteren Perforationen ClS) liegtj

c) eine zweite Flüssigkeit (21) in die Bohrung (10) einführt₉ deren Dichte geringer ist als die Dichte der Kugeldichtungen (22), sowie

d) nachdem die Kugeldichtungen (22) sich unterhalb der oberen Perforationen (17 ) befinden, eine Befoandlunsjsflüssigkeit in die Bohrung (10) injiziert, worauf die Kugeldichtungen (22) auf den unteren Perforationen (16) abgesetzt werden und die Flüssigkeit die oberen Perforationen C17) durchströmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Flüssigkeit (20) eine wässrige Flüssigkeit ist.

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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite Flüssigkeit (21) ein Kohlenwasserstoff ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Behandlungsflüssigkeit eine Flüssigkeit zum Aufbrechen
der Formation ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsflüssigkeit eine Säurelösung ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schritte a), b) und c) gleichzeitig durchführt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Schritt a) nach den Schritten b) und c) durchführt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst den Schritt b) und anschließend die Schritte a) und
c) zur Durchführung bringt.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Flüssigkeit (21) die gleiche wie die Behandlungsflüssigkeit ist.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte der zweiten Flüssigkeit (21) geringer ist als die
Dichte der Behandlungsflüssigkeit.

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11. Verfahren nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß man im wesentlichen alle in die Bohrung (10) eingeführten Kugeldichtungen (22) auf der ersten Flüssigkeit (20) aufschwimmen und im wesentlichen bis zur unteren Begrenzung der zweiten Flüssigkeit (21) absinken läßt, bevor man die Behandlungsflüssigin die Bohrung (10) injizierte

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte der Kugeldichtungen (22) größer ist als die Dichte der Behandlungsflüssigkeit.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnetg daß die Dichte der Kugeldichtungen (22) kleiner ist als die Dichte der Behandlungsflüssigkeit.

14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Injektion der Behandlungsflüssigkeit in die Bohrung unterbricht, eine zusätzliche Flüssigkeit einführt, deren Dichte hinreichend größer ist als die Dichte der Kugeldichtungen, um die Kugeldichtungen bis auf ein Niveau svjischen den nächsthöheren Perforationen und den oberen Perforationen aufschwimmen zu lassen, worauf man eine zusätzliche Flüssigkeit einführt, die eine Dichte geringer als die Dichte der Kugeldichtungen besitzt, und anschließend die Behandlungsflüssigkeit in die nächstoberen Perforationen injiziert.

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