DE3490334T1 - Verfahren zur Bearbeitung der bohrlochnahen Schichtzone - Google Patents

Verfahren zur Bearbeitung der bohrlochnahen Schichtzone

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DE3490334T1
DE3490334T1 DE19843490334 DE3490334T DE3490334T1 DE 3490334 T1 DE3490334 T1 DE 3490334T1 DE 19843490334 DE19843490334 DE 19843490334 DE 3490334 T DE3490334 T DE 3490334T DE 3490334 T1 DE3490334 T1 DE 3490334T1
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David A. Moskau/Moskva Kaušanskij
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Moskovskij institut neftechimičeskoj i gazovoj promyšlennosti imeni I.M. Gubkina, Moskau/Moskva
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Description

Z E L L E N T «Ν ο 3430334
ZWEIBRÜCKENSTR. 15
BOOO MÜNCHEN 2
Moskowskij institut neftechimitscheskoj 1· März 1985
gasowoj promyschlennosti
iraeni I.M. Gubkina . . P 94 629
Π ο s k w a / Sowjetunion ' RZ/K
verfahren zur bearbeitung der
BOHRLC1IrTAHEN SOHICHTZONE
Gebiet der Technik
"Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Erdöl-
förderung und betrifft insbesondere Verfahren zur Bearbeitung der bohrlochnah'en Schicht zone.
Stand der Technik
des Wachstums Bekannt sind Verfahren zur Hemmung/von sulfatreduzie-
readen Bakterien in 7/asserf luten-Erdölschichten durch den Einsatz von chemischen Reagenzien, die in die bohrlochnahe Schicht zone zusammen mit Wasser eingeführt werden.
Der allgemeine Nachteil der bekannten Verfahren besteht darin, dass es nicht möglich ist, die Lebenstätigkeit der sulfatreduzierenden Bakterien, kohlenwasserstoffoxydierenden und anderer Arten von Mikroorganismen vollständig zu hemmen, weil in dem Zeitraum, in dem sich ein Bakterizid in der bohrlochnahen Zone befindet, die Anpassung der Mikroorganismen an Bakterizidreagenzien erfolgt, wodurch man gezwungen ist, verschiedene Arten von Bakterizidpräparaten abwechselnd anzuwenden. Diese Verfahren zeichnen sich durch eine unzureichend hohe Erdölabgabe und durch einen hohen Gehalt an Bakterienschleim sowie an Biomasse der Mikroorganismen aus.
3 3 4 9 O 3 3 A
-X-
Die genannten Verfahren sind ausserdem nicht technologiegerecht , erfordern Aufwendungen für die Schaffung von kleintonnagigen Produktionen für die Herstellung von Bakteriziden, für die Entwicklung konkreter Zusatzstoffe , die eine spezifische Wirkung.auf die sulfatreduzierenden Bakterien . ausüben, die den Anforderungen an die Löslichkeit, beziehungsweise an die Kolloid-Dispergierbarkeit in wässerigen Medien, an die Verträglichkeit mit mineralisiertem Wasser entsprechen müssen sowie einen niedrigen Stockpunkt und eine niedrige Toxizität und so weiter aufweisen. Die genannten chemischen Reagenzien erfordern ihre kontinuierliche Zuführung in die Schichten, sie verringern nicht die Menge an Schwefelwasserstoff in dem einzupumpenden Wasser, vermindern nicht die Entstehung von Eisensulfiden sowie die Bildung des Bakterienschleimes an den Wandungen der bohrlochnahen Zone.
Bekannt ist ein Verfahren zur Bearbeitung der bohr-. lochnahen Zone einerabzubauenden Schicht durch Zuführung eines Bakterizidagens in dde bohrlochnahe Zone. (SU-PS TTr. 976039, Kl. E2IB 43/22,. I98I).
Das bekannte Verfahren ermöglicht es Jedoch nicht, die Erdölausbeute zu erhöhen, weil eine Verstopfung der jeweiligen bohrlochnahen Zone mit Biomasse, die aus anaeroben und aeroben Mikroorganismen besteht, und mit Sulfiden erfolgt.
Offenbarung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bearbeitung einer bohrlochnahen Schichtzone zu entwickeln, das die Wachstumshemmung von anaeroben und aeroben Mikroorganismen Gewährleistet und die Durchlässigkeit einer Schicht infolge der Senkung der Gulfatreduktion und der Bildung von Biomasse der Mikroorganismen und des Bakterienschleimes an den Wandungen der bohrlochnahen Zone vergrössert .'
Die gestellte Aufgabe wird dadurch erreicht, dass im Verfahren zur Bearbeitung der bohrlochnahen Zone oiner abzubauenden Schicht mittels Zuführung eines Bakterizid-
ty Q / O Γι 9 ο /
agens der bohrlochnahen Zone, er^indungsgemäss als Bakterizidagens Gamma-Strahlung in einer Dosis nicht unter 1 50 Kilorad verwendet wird und dass man bei der Bestrahlung der bohrlochnahen Zone darin einen Druck in einem Bereich von 2 bis 50 TÄPa unterhält.
Infolge der Anwendung der Gamma-Strahlung in einer Dosis nicht unter 150 Kilorad wird die Hemmung (Inaktivierung) von sulfatreduzierenden, kohlenwasserstoffoxydierenden und anderen Arten von anaeroben und aeroben Mikroorganismen gewährleistet, was die Korroöionserncheinungen an Ausrüstungen verringert, den Gehalt an Schwefelwasserstoff in der bohrlochnahen Zone und in dem zu fördernden Erdöl herabsetzt und die Aufnahmefähigkeit der Einpressbohrungen vergrössert. Die Unterhaltung eines Druckes in einem Bereich von 2 bis 5OfJPa bei der Bestrahlung der bohrlochnahen Zone inaktiviert die sulfatreduzierenden Bakterien, kohlenwasserstoffoxydierenden und andere Mikroorganismen (darunter auch Eisenbakterien), die sich in den Medien der bohr lochnah en Zone befinden, und verringert dadurch die "enge des entstehenden Schwefelwasserstoffs und als Folge die Menge der Eisensulfide und des Bakterienschleimes. Die Verringerung der ulenp:e des ^akterienschleimes, des Schwefelwasserstoffs und des Eisensulfids führt zur Aufrechterhaltung und zur Vergrösserung der Durchlässigkeit der Schicht, zur Verbesserung der - Qualität des Erdöls und zur Verringerung von Korrosionsorozeasen an Erdölausrüstungen.
Zur Intensivierung des Prozesses der Vlachstumshemmung anaerober und aerober fikroorfranismen soll die bohrlochnahe Schichtzone während ihrer Bestrahlung mit Gamma-Strahlen vorzugsweise Oeriodisch mit einem 3akterizidagens chemischer Herkunft behandelt werden. Die kombinierte '.Virkune* des Bakterizids, des Druckes und der Gamma-Strahlung kann die für die Henrr.ung der sulfatreduzierenden Bakterien erforderliche Dosis herabsetzen, das heisnt, dass der Prozess der Hemmung der sulfatreduzierenden Bakterien intensiviert wird.
Vorteilhafterweise soll die bohrlochnahe Schicht zone
ϊ 34S033A
bei ihrer Bestrahlung mit einer Säure gespült werden, die fähig ist, Biomasse aus lVikrobenzellen zu waschen und aufzulösen sowie die Filtrationskenndaten einer Bohrung wiederherzusteilen, was zur Vergrösserung der Durchlässigkeit 'und der Aufnahmefähigkeit einer Schicht insgesamt beiträgt. Man kann als Säure eine 12 bis 1 5^-ige Lösung von Salzsäure, Flussäure , Schwefelsäure beziehungsweise säurehaltige Gemische verwenden (beisoielsweise ein Gemisch aus Salzsäure und Flussäure).
Ausführunrsvririante der Erfindung
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung anhand einer ausführlichen Beschreibung konkreter Beispiele ihrer Ausführung erläutert.
" Das erfindungsgemässe Verfahren zur Bearbeitung der bohrlochnahen Zone einer abzubauenden Schicht wird wie folgt charakterisiert. Die bohrlochnahe Zone der abzubauenden Schicht wird mit Gamma-Strahlung in einer Dosis nicht unter 150 Kilorad bearbeitet und man hält während dieser Bestrahlung einen Druck in der bohrlochnahen Schichtzone in einem Bereich von 2 bis 50 MPa aufrecht.
Zur Intensivierung des Prozesses der Wachstumshemmung von Mikroorganismen wird ein Bakterizid chemischer Herkunft der bohrlochnahen Zone oeriodisch während einiger Stunden zugeführt.
Zur Vergrösserung der Durchlässigkeit und Aufnahmefähigkeit einer Schicht wird bei der Bestrahlung der bohrlochnahen Schichtzone das Durchspülen der bohrlochnahen Schichtzone mit einer Säure durchgeführt, die fähig ist, die Masse der abgestorbenen Mikroorganismuszellen aufzulösen.
Zur besseren Erläuterung der Erfindung worden nachstehend konkrete Beisniele für ihre Ausführung angeführt.
Beispiel 1
Eine Sammelkultur sulfatreduzierender Bakterien wird in eine Vorrichtung eingebracht, in der man Druckwerte von 1 bis 50 VPa erzeugen kann. Die Menge ^n "Ikroorganismen wird in einem Bereich von "1O bis 10^ Zellen/ml genommen. nie Vorrichtunp mit der Samiitelkultur der aulfatredu-
_ ο · t j υ ο J
/a)
zierenden Bakterien wird/nur der Bestrahlung mit Gammastrahlen in einem Dosisbereich von 75 bis 1000 Kilorad, b)
c) ,
der Bestrahlung in Verbindung mit Druck und/der Bestrah-
der
lung in Verbindung· mit Druck und/Anwendung eines Bakterlzids ausgesetzt. Parallel zu diesen Hauptversuchen werden Kontrollversuche durchgeführt: man nimmt eine ähnliche Sammelkultur, die die gleiche Menge an Mikroorganismen
. a 1)
in 1 ml enthält, diese wird/keiner Bestrahlung und keinem
/b 1) Druck ausgesetzt; man setzt sie/dem Druck ohne Bestrahlung
/ c 1)
und ohne Bakterizid aus; man bearbeitet sie/mit einem Bakterizid ohne Bestrahlung und ohne Druck; man bearbeitet sie/mit einem Bakterizid und setzt sie Druck ohne Bestrahlung aus.
' Nach den Haupt- und Kontrollversuchen führt man eine quantitative Erfassung der überlebenden Zellen unter Einsatz der beschriebenen Medien "B" und "CM nach Postgeit durch. Die Entwicklung der sulfatreduzierenden Bakterien wird nach dem Zuwachs des Schwefelwasserstoffgehalt es fixiert, der durch die ,jodometrische Titration und durch das Vorliegen beweglicher Zellen bei mikroskopischer Untersuchung der Kulturen j.n einem Auflichtmikroskop ermittelt wird. Die Ergebnisse der Versuche sind in der Tabelle angeführt. Wie aus den Versuchen hervorgeht, beträgt die minima-Ie ',Ylrkungsdosis der Strahlung, bei der die sulfatreduzie-
im Wachstum
renden Bakterien/gehemmt werden, bei gleichzeitiger Einwirkung ionisierender Strahlung und eines Druckes von 2 MPa 300 Kilorad, und bei einem Druck von 50 T'Pa beträgt die minimale Wirkungsdosis der Strahlung 150 Kilorad. Bei der Anwendung nur der Gamma-Strahlung in den genannten Dosen sind lebendige sulfatreduzierende Bakterien in einer "enge von 10 bis 10 Zellen/ml zu beobachten. Bei der Durchführung der Versuche bei einem Druck im Bereich von 2 bis 50 MPa innerhalb von 120 Minuten (ohne Bestrahlung und ohne Bakterizid) wird auch das Vorliegen lebendiger Zellen beobachtet. Bei einem Druck unter 2 MPa sind für die' vollständige ^em.T.ung der Lebenstätigkeit der sulfatreduzierenden Bakterien ^estrahlunp-sdosen von 300 Kilorad und darüber hinaus notwendig, die obere Druckfcrenze (über
50 I'Pa) wird dadurch bestimmt, dass gerade in diesem Druckbereich die kombinierte 7/irkung der ionisierenden Strahlung und des Druckfaktors besonders effektv zum Ausdruck koiiLTit. Hierdurch sichert nur die entwickelte technologische Prozessführung eine wesentliche Hemmung der sulfatreduzierenden Bakterien in der bohrlochnahen Schichtzone. Beispiel 2
Den Versuch führt man unter den in Beispiel 1 beschrieunter
benen Bedingungen / Bearbeitung der Saminelkultur mit
durch
^aliumdichromav, dan in einer Menge von 10 mg/ml genommen wird. Vorzugsweise sollte der Versuch bei gleichzeitiger Einwirkung der Gamma-Strahlung in einer Dosis von 1^0 TCilorad, bei einem Druck von 2 MPa und unter Verwendung eines Bakterizides (beispielsweise Kaliumdichromat) durchgeführt werden. In diesem Fall erfolgt eine intensivierte Inaktivierung der ?/Iikroorganisraen, was zur Reduzierung der Zeit für die Bearbeitung einer bohrlochnahen Zone und zur Verringerung der Konzentration der zum Einsatz kommenden Bakterizide beiträgt. Diese Methode ist bei besonders infizierten Lagerstätten bei Beginn der Anwendung der vorgeschlagenen Erfindung für eine effektivere Einwirkung auf die ,jeweilige bohrlochnahe Zone besonders wirkungsvoll. 7,3 wird einmalige beziehungsweise periodische Bearbeitung (siehe Tabelle) durchgeführt. In den Versuchen, wo man nur mit einem Bakterizid bei gleicher Konzentration
einwirkt, werfen die sulfatreduzierenden Bakterien nicht gehemmt.
Beispiel 3
"an nimmt ein Schichtmodell, das ein horizontal liegendes Rohr darstellt, das mit einer Sandsteinfraktion ausgefüllt ist. Am Anfang und am Ende des Rohres werden Manometer aufgestellt. Am Eintritt und am Austritt des Schichtmodells sind Kräne montiert. Die Flüsrigkeit wird mit einer Pumpe durchgepumot, die ihre gleichmäsnige Zuführung bewirkt. Der Verbrauch an flüssigkeit wird mit einem "'eisbehälter ermittelt, tfan lässt Wasrer durch, das keine T.TiVroorganismenzellen enthält, und "/asser, das "iV·-
8 9 roorp-ininmenzellen in einer T!en£e von 10 bis 10 Ti el"1 en/
ml aufweist. Man ermittelt die Wasserdurchlässigkeit eines Sandstein-Probestückes, sie beträgt für reines Wasser 280 Millidarcy und für Wasser, das Zellen enthält (nach \ Stunden Spülung), beträgt sie 210 Millidarcy. Dann wird "lO^ige Salzsäure während einer Stunde für ein Zusammenwirken mit dem Sandstein zugeführt. Nach'der Behandlung mit der Säure wird '.Yasser zugeführt, das keine Mikroorganismenzellen aufweist, und die Wasserdurchlässigkeit ermittelt, deren Grönse 265 Mill idarcy bei der Anwendung · einer Gammastrahlung in einer Dosis von 300 Kilorad entspricht. Da im Prozess der Strahlungsbearbeitung mit Gamma-Strahlen die Mikroorganismenzellen inaktiviert werden, wird keine neue Biomasse (Bakterienschleim) gebildet und es
daher
kommt/zu keiner weiteren Verstopfung des Gesteins des Schichtmodells. Dadurch wird die Tasserdurchlässigkeit aufrechterhalten. In dem Fall, wo bei der Bestrahlung die abgestorbenen !."Ikroorganismenzellen bei der Säurebearbeitung ausgespült werden, steigt die Wasserdurchlässigkeit weiterhin und bleibt eine längere Zeit aufrechterhalten beispielsweise^ in unserem Fall ist^der Reduktionskoeffizient gleich 1,25).
Die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens sichert im Vergleich zu den bestehenden Verfahren folgende Vorteile: es vermindert die Korrosion der "rdölfordernden Ausrüstungen und vergrös3ert ihre Lebensdauer; es hemmt effektiver die sulfatreduzierenden Bakterien und andere Mikroorganismen in der bohrlochnahen Schichtzone; es vergrössert die Durchlässigkeit und die Aufnahmefähigkeit von Einpressbohrungen; verringert stark die Entwicklung von Schwefelwasserstoff in den Schichten der abzubauenden Erdöllagerstätten; verringert und in manchen Fällen beseitigt die Entstehung von Bakterienschleim an den Wandungen der bohrlochnahen Zone und hemmt Prozesse der Sulfatreduktion; verbessert die Qualität des geförderten Erdöls; trägt zum Umweltschutz bei.
Industrielle Anwendbarkeit
Das erfindungsgeraässe Verfahren wird zweckmässigerweise bei der Bearbeitung von bohrlochnahen Schichtzonen aller beziehungsweise der meisten Eim>ressbohrungen von Lagerstätten eingesetzt. Nur dabei kann der grösste Nutzeffekt erreicht werden. Gemäss diesem Verfahren können der Strahlungsbearbeitung bohrlochnahe Schichtzonen von Erdölförderbohrungen ausgesetzt werden.
der Strahlun^sbeständigkeit
(Lebensfähigkeit) sulfntreduzierender bakterien (Sam^elkultur) in Abhängigkeit von der Dosis der Gamma-Bestrahlung, des Druckes und der Bearbeitung mit Bakteriziden
Tabelle
Arten der
Bearbeitung
Sorbierte Druck-Dosis, wert, Kilorad T-TPa
Ein- Konzen- Lebens- Anraerwirtration fähig- kunkungs- des Bak-keit d. gen dauer, teri- sulfatmin zids, reduziemg/1 renden
Bakterien (Vorliegen oder Fehlen
Druck 2 3 4 lebendi
ger Zel
len)
1 - 2 120 5 6 7
- 20 120 - vorhanden
- AO 120 vorhanden
Bakterizid
(Kaliumdi-
chromat)		 - 50 120 - vorhanden
Bakterizid
(Kaliumdi-
chromat)		 20 - vorhanden
Druck 2
20		 — 10,0 vorhanden
40 - 10,0 vorhanden
vorhanden
Gamma-Strahlung 75 - - vorhanden
- - vorhanden
- - - vorhanden
- - - vorhanden
- - - vorhanden
- - - nicht vorhanden
450 2 nicht vorhanden
300 2 - - vorhanden
500 2 vorhanden
800 - nicht vorhanden
1000
Gamma-Strahlung
+ Druck 75
150
300
/IA ο ■'"■ -j O ο O η Portsetzung der Tabelle
Gamma-Strahlung
+Druck 500		 2 _ —
800 2 -
75 20 —
Ί50 20 -
300 20 -
500 20 -
800 20 -
75 40 -
150 40 -
300 40. -
500 40 -
800 /*o -
40 50 -
75 50 -
150 50 -
300 40 -
500 50 -
800 50 -
Gamma-Strahlung
+ Druck + "Bak
terizid (Kalium-
dichromat) 30		 2 10
75 2 4.0
150 2 4.0
300 2 10
500 2 10
800 2 10
30 50 10
75 50 10
150 50 10
300 50 10
500 50 10
800 50 Io
nicht vorhanden
nicht vorhanden vorhanden
vorhanden
nicht vorhanden nicht vorhanden nicht vorhanden vorhanden
nicht vorhanden nicht vorhanden nicht vorhanden nicht vorhanden vorhand en
vorhanden
nicht vorhanden nicht vorhanden nicht vorhanden nicht vorhanden
vorhanden
vorhanden
nicht vorhanden nicht vorhanden nicht vorhanden nicht vorhanden vorhanden
nicht vorhanden nicht vorhanden nicht vorhanden nicht vorhanden nicht vorhanden

Claims (2)

patientanwrltk ■·,"'; ΊΛΡΓΠ 7AVEIFJRuCKENSTR. 16 ^ /?$ 1. März 1985 UQOO MÜNCHEN 2 r P ^4 629 PATENTMI ::nRih HE RZ/K
1. Verfahren zur Bearbeitung: der bohrlochnah^n Zone einer abzubauenden Schicht durch Zuführung eines
Bakterizidagena, dadurch gekennzeichnet, dass als Bakterizidagens Gamma-3trahlung in einer Dosis nicht unter 150 Kilorad verwendet wird und bei der Bestrahlung der bohrlochnahen Zone darin ein Druck in einem Bereich von 2 bis 50 !VHPa unterhalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man bei der lestrahlung der bohrlochnahen Zone mit der Gamma-Strahlung aie oeriodisch mit einem Bakterizidae;ens chemischer Herkunft bearbeitet. 3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
«5 d"~a durch gekennzeichnet,
dass bei der Bestrahlung der bohrlochnahen Zone mit Gammastrahlung ihre Spülung mit einer Säure erfolgt, die fähig ist, die Biomasse mikrobieller Zellen zu spülen und aufzulösen.
DE19843490334 1983-07-12 1984-07-11 Verfahren zur Bearbeitung der bohrlochnahen Schichtzone Withdrawn DE3490334T1 (de)

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