DE3884190T2 - Behandlung von unterirdischen Formationen mit spät reagierenden Quervernetzenden Gelen. - Google Patents

Behandlung von unterirdischen Formationen mit spät reagierenden Quervernetzenden Gelen.

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DE3884190T2 DE88310228T DE3884190T DE3884190T2 DE 3884190 T2 DE3884190 T2 DE 3884190T2 DE 88310228 T DE88310228 T DE 88310228T DE 3884190 T DE3884190 T DE 3884190T DE 3884190 T2 DE3884190 T2 DE 3884190T2
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Behandlung von unterirdischen Formationen mit verzögert vernetzenden Gelfluiden.
  • Es sind bisher eine Vielzahl von Behandlungen für unterirdische Formationen entwickelt worden, bei denen vernetzte wässrige Gele eingesetzt werden. Zum Beispiel schließt eine gut bekannte Technik zur Stimulierung der Produktion von Öl und/oder Gas aus einer unterirdischen Formation, bei der ein vernetztes wässriges Gel hoher Viskosität verwendet wird, die Frakturierung der Formation ein. Das heißt, das wässrige Gel wird in die Bohrung, welche die Formation durchsetzt, mit einer Fließgeschwindigkeit und unter einem Druck eingebracht, die zur Entwicklung hydraulischer Kräfte ausreichen, welche die Formation aufbrechen. Fortgesetztes Pumpen des Fluids, das ein Stützmittel wie Sand enthält, dehnt die Spalte aus und lagert das Stützmittel in den Spalten ab, um diese offen zu halten. Andere Verfahren, bei denen vernetzte wässrige Gele hoher Viskosität verwendet werden, schließen ein, daß Teile einer Formation vorübergehend verstopft oder blockiert werden, wodurch die Gewinnung von Öl oder Gas aus unterirdischen Formationen durch das Einbringen von Flutfluiden hoher Viskosität erhöht wird, etc.
  • Um die Notwendigkeit zu vermeiden, vernetzte Gelfluide von der Oberfläche in eine zu behandelnde unterirdische Formation einzupumpen, sind verzögert vernetzende Gelfluide entwickelt worden. Das heißt, daß anstatt der Inkaufnahme der hohen Oberflächendrücke und Energieanforderungen, die mit dem Pumpen hochviskoser vernetzter Gelfluide verbunden sind, wird die Vernetzung der Fluide verzögert, bis die Fluide in die Formation eingepumpt worden sind. Wenn diese sich in der Formation befinden, tritt die Vernetzung ein, und es entwickelt sich die wertvolle hohe Viskosität.
  • In einigen Anwendungen und insbesondere bei der Durchführung von Frakturierungsbehandlungen unterirdischer Formationen, ist es sehr vorteilhaft, Kohlendioxid mit dem verwendeten wässrigen Gelfluid zu kombinieren. Das Kohlendioxid dient dazu, den Wassergehalt des Behandlungsfluids zu verringern und das Fluid energiereich zu machen, wodurch es am Ende der Behandlung ohne weiteres aus der Formation zurückfließt und daraus zurückgewonnen wird. Die mit dem wässrigen Gelfluid jeweils verwendete Menge von Kohlendioxid reicht von vermischten Fluiden, die ca. 5 Volum-Prozent bis ca. 50 Volum-Prozent Kohlendioxid enthalten, bis zu geschäumten Fluiden, die bis über 96 Volum- Prozent enthalten.
  • Ein Frakturierverfahren zur Stimulierung unterirdischer Formationen unter Verwendung von Schäumen, die wässrige Gele und Kohlendioxid enthalten, ist im USA-Patent Nr. RE.32,302 beschrieben. USA-Patent Nr. 4,488,975 ist auf ein Frakturierverfahren gerichtet, das ein wässriges Gel einsetzt, welches ein Vernetzungsmittel und Kohlendioxid enthält. Das Vernetzungsmittel ist ein Zirkonium- oder Aluminiumchelat, und es wird eine ausreichende Menge von Kohlendioxid verwendet, um den pH des wässrigen Gels auf eine Höhe unter ca. 5,5 zu verringern, worauf die Vernetzung eintritt. USA-Patent Nr. 4,657,081 ist auf die verzögerte Vernetzung eines Frakturierfluids gerichtet, das ein wässriges Gel und Kohlendioxid enthält. Ein Vernetzungsmittel wird mit einem Chelatbildner kombiniert und ergibt eine Chelatlösung mit einem bestimmten pH-Wert. Bei Kombination mit einem wässrigen Gelfluid bewirkt die Chelatlösung, daß eine verzögerte Vernetzung eintritt.
  • Die Beschreibung des USA-Patentes Nr. 4,505,826 beschreibt eine Zusammensetzung zur Behandlung einer unterirdischen Formation, die einen carboxylierten Gelbildner, ein Zirkonium(IV)-Vernetzungsmittel und einen Puffer enthält, um einen bevorzugten pH-Wert zwischen ca. 5 und 6 einzustellen. Diese Zusammensetzungen vernetzen jedoch rasch bei Umgebungstemperatur.
  • Wir haben nun gefunden, daß solche Zusammensetzungen hergestellt werden können, die bei Umgebungstemperatur verzögert vernetzen, aber vernetzen, wenn sie durch die unterirdische Formation, in die sie eingebracht werden, erhitzt werden. Die Zusammensetzungen enthalten Zirkoniumlactat als vernetzende Verbindung.
  • Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Behandlung einer unterirdischen Formation zur Verfügung gestellt, das umfaßt:
  • (a) Herstellen eines wässrigen Gels durch Mischen eines organischen carboxylierten Gelbildners mit einer wässrigen Flüssigkeit;
  • (b) Kombinieren eines Puffers mit dem wässrigen Gel in einer Menge, die ausreicht, um bei Umgebungstemperatur einen pH-Wert von ca. 5 oder darüber zu ergeben;
  • (c) Kombinieren einer Zirkonium(IV)-haltigen vernetzenden Verbindung mit dem wässrigen Gel in einer Menge, die zur Vernetzung des Gels ausreicht; und
  • (d) Einbringen der in Schritt (c) gebildeten wässrigen Gelmischung in die unterirdische Formation;
  • dadurch gekennzeichnet, daß die vernetzende Verbindung Zirkoniumlactat ist und die Vernetzung des Gels verzögert wird, bis es durch die Formation erhitzt und dadurch darin das Vernetzen bewirkt wird.
  • Nach der vorliegenden Erfindung wird ein verbessertes Verfahren zur Behandlung einer unterirdischen Formation mit einem verzögert vernetzenden Gel bereitgestellt, das mit oder ohne Kohlendioxid eingesetzt werden kann und in der Formation vernetzte Gele ergibt, die bei hoher Temperatur eine gute Stabilität besitzen.
  • Der hier verwendete Ausdruck "Umgebungstemperatur" bedeutet, daß es sich um die üblicherweise an der Oberfläche angetroffenen Temperaturen oberhalb der Gefriertemperaturen handelt. Da die meisten unterirdischen Formationen relativ heiß sind, das heißt Temperaturen im Bereich von ca. 43º C bis 135º C (ca. 110º F bis 275º F) haben, wird das wässrige Gelfluid während des Durchgangs durch die Bohrung und in die Formation erhitzt. Wenn das wässrige Gel beispielsweise auf eine Temperatur von ca. 43º C (110º F) und darüber erhitzt wird, vernetzt es rasch unter Ausbildung eines hochviskosen Behandlungsfluids in der Bohrung oder der Formation.
  • Kohlendioxid kann in dem Gelfluid enthalten sein. Die Anwesenheit von Kohlendioxid in dem verzögert vernetzenden Gelfluid ändert seine verzögerten Vernetzungseigenschaften nicht merklich. Bei Einschluß von Kohlendioxid ist das verzögert vernetzende Gelfluid zur Verwendung bei der Durchführung von Frakturierverfahren unterirdischer Formationen besonders geeignet, sowohl, wenn das Kohlendioxid mit dem Gelfluid gemischt als auch, wenn es damit geschäumt wird. Ein vermischtes Fluid enthält Kohlendioxid allgemein in einer Menge von ca. 5 % bis 50 % des Fluidvolumens, und ein Schaum enthält hohe Konzentrationen von Kohlendioxid als innere Phase, das heißt bis über 96 % des Fluidvolumens. In beiden Formen des Fluids wird die Vernetzung der wässrigen Gelteile der Fluide verzögert, bis die Fluide durch die Formation erhitzt werden.
  • Die wässrige Flüssigkeit kann im wesentlichen alle wässrigen Flüssigkeiten enthalten, die nicht nachteilhaft mit den Bestandteilen des verzögert vernetzenden Gelfluids reagieren. Die wässrige Flüssigkeit kann beispielsweise Frischwasser oder Salzlösungen enthalten. Vorzugsweise ist die wässrige Flüssigkeit eine Salzlösung, die ca. 2 % Kaliumchlorid oder ein anderes Salz enthält, das zur Stabilisierung der zu behandelnden Formation dient.
  • Der Gelbildner kann einer aus einer Vielzahl von hydratisierbaren carboxylierten organischen Verbindungen sein. Vorzugsweise ist der Gelbildner ein Derivat eines natürlichen Materials wie Guargummi oder Cellulose, das Carboxymethylgruppen enthält, zum Beispiel Carboxymethylguar, Carboxymethylhydroxyethylguar, Carboxymethylhydroxypropylguar, Carboxymethylhydroxyethylcellulose, Carboxymethylhydroxypropylcellulose usw. Von diesen werden Carboxymethylhydroxypropylguar und Carboxymethylhydroxyethylcellulose am meisten bevorzugt.
  • Die oben beschriebenen carboxylierten Gelbildner sind hydratisierbar, wodurch sie in einer wässrigen Flüssigkeit ein Gel bilden, und bei einem pH-Wert von ca. 5 und darüber ist das Gel durch eine Zirkonium(IV)-haltige Verbindung verzögert vernetzbar unter Bildung eines vernetzen Gels, das bei hohen Temperaturen eine gute Viskosität hat. Insbesondere wird mit dem gebildeten wässrigen Gel ein Puffer in ausreichender Menge kombiniert, so daß sich der pH-Wert des wässrigen Gels bei Umgebungstemperatur auf eine Höhe von ca. 5 oder darüber einstellt und aufrechterhalten wird. Wenn das Vernetzungsmittel mit dem wässrigen Gel kombiniert wird, ist die stattfindende Vernetzungsreaktion bei Umgebungstemperatur sehr langsam und daher verzögert. Wie oben angegeben, tritt die Vernetzungsreaktion mit ziemlich hoher Geschwindigkeit ein, wenn das wässrige Gel durch die Formation erhitzt wird. Während verschiedene Puffer verwendet werden können, sind besonders geeignete Puffer Natriumdiacetat und eine Mischung einer schwachen Säure wie Essigsäure und Natriumcarbonat.
  • Die vernetzende Verbindung, die nach dieser Erfindung brauchbar ist, ist Zirkoniumlactat.
  • Wenn Kohlendioxid mit der wässrigen Gelmischung vor Einbringen der Mischung in die unterirdische Formation kombiniert wird, senkt die Anwesenheit von Kohlendioxid den pH-Wert des wässrigen Gels, beeinträchtigt aber nicht die Verzögerung bei der Vernetzung des wässrigen Gels oder die Stabilität des gebildeten vernetzten Gels.
  • Bei der Durchführung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung wird der verwendete organische carboxylierte Gelbildner, zum Beispiel Carboxymethylhydroxypropylguar, mit einer wässrigen Flüssigkeit wie Frischwasser, das 2 Gew.- % Kaliumchlorid enthält, vermischt, wodurch der Gelbildner hydratisiert und ein wässriges Gel gebildet wird. Allgemein wird der Gelbildner der wässrigen Flüssigkeit in einer Menge im Bereich von ca. 0,15 Gew.-% bis ca. 1,0 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von ca. 0,36 Gew.-% bis ca. 0,60 Gew.-% zugemischt, bezogen auf das Gewicht der wässrigen Flüssigkeit.
  • Ein Puffer, zum Beispiel Natriumdiacetat, wird mit dem wässrigen Gel in ausreichender Menge kombiniert, um den pH-Wert des wässrigen Gels bei Umgebungstemperatur auf eine Höhe von ca. 5 oder darüber einzustellen und aufrechtzuerhalten. Allgemein ist eine Puffermenge im Bereich von ca. 0,01 Gew.-% bis ca. 0,20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der verwendeten wässrigen Flüssigkeit, erforderlich.
  • Die Zirkonium(IV)-haltige Vernetzungsverbindung, Zirkoniumlactat, wird mit dem gepufferten wässrigen Gel in einer solchen Menge kombiniert, daß das Zirkonium im Oxidationszustand +4 in einer Menge im Bereich von ca. 0,5 Gew.-% bis ca. 7 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des eingesetzten Gelbildners, vorhanden ist.
  • Wenn die zu behandelnde unterirdische Formation eine Temperatur unter ca. 93º C (200 ºF) hat, wird der pH-Wert des wässrigen Gels vorzugsweise auf eine Höhe im Bereich von ca. 5 bis ca. 6 eingestellt, und am meisten bevorzugt auf einen Wert von ca. 5 bis ca. 5,5 bei Verwendung von Natriumdiacetat oder einem gleichwertigen Puffer. Das Vernetzungsmittel, Zirkoniumlactat, wird dann mit dem gepufferten wässrigen Gel in einer Menge im Bereich von ca. 0,5 Gew.-% bis ca. 7 Gew.-% an Zirkonium (+4) kombiniert, bezogen auf das Gewicht des verwendeten Gelbildners. Die so erhaltene Gelmischung wird in die zu behandelnde Formation gepumpt, und bei der Erwärmung und Vernetzung hält das resultierende vernetzte Gel bei Temperaturen bis ca. 93º C (200 ºF) eine gute Viskosität aufrecht.
  • Wenn die unterirdische Formation eine Temperatur über 93º C (200 ºF) hat, wird vorzugsweise ein Puffer, der eine Mischung von Essigsäure, die in einer Menge von ca. 0,015 Gew.-% vorliegt, bezogen auf das Gewicht der verwendeten wässrigen Flüssigkeit, und Natriumcarbonat, das in einer Menge von ca. 0,12 Gew.-% vorliegt, bezogen auf das Gewicht der verwendeten wässrigen Flüssigkeit, enthält, oder dessen Äquivalent mit dem wässrigen Gel kombiniert. Die vorgenannten Mengen des Essigsäure-Natriumcarbonatpuffers sind allgemein ausreichend, um den pH-Wert auf eine Höhe im Bereich von ca. 8 bis ca. 10 einzustellen. Die am meisten bevorzugte pH-Höhe ist von ca. 9,5 bis ca. 10. Das Vernetzungsmittel von Zirkoniumlactat wird dann mit dem gepufferten Gel in einer Menge im Bereich von ca. 2,0 Gew.-% bis ca. 25 Gew.-% in Form von Zirkonium (+4) kombiniert, bezogen auf das Gewicht des verwendeten Gelbildners. Das in der unterirdischen Formation nach der Erwärmung gebildete vernetzte wässrige Gel hält bei Temperaturen bis zu ca. 135º C (ca. 275 ºF) eine gute Viskosität aufrecht.
  • Kohlendioxid kann mit dem verzögert vernetzenden Gelfluid in Mengen in Bereich von ca. 5 % oder der Menge an Kohlendioxid, die zur Sättigung bei der bestehenden Temperatur und dem Druck des Fluids erforderlich ist, bis über 96 Volum-Prozent des wässrigen Gelfluids und Kohlendioxids kombiniert werden. Vorzugsweise wird das Kohlendioxid im flüssigen Zustand im laufenden Betrieb unmittelbar vor der Einbringung der gebildeten Mischung in die Bohrung und die zu behandelnde unterirdische Formation mit dem wässrigen Gel kombiniert.
  • In der folgenden Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, worin:
  • Figur 1 eine Auftragung der Temperatur gegen die scheinbare Viskosität für wässrige Gelfluide nach der vorliegenden Erfindung ist, die veränderliche Mengen der Vernetzungsverbindung enthalten, nach der simulierten Einbringung der Fluide in eine unterirdische Formation.
  • Figur 2 eine Auftragung ähnlich Figur 1 für wässrige Gelfluide nach dieser Erfindung ist, die veränderliche Mengen eines bestimmten Puffers erhalten.
  • Figur 3 eine Auftragung ähnlich Figur 1 für wässrige Gelfluide nach der Erfindung ist, die verschiedene Puffer enthalten.
  • Figur 4 eine Auftragung ähnlich Figur 1 für wässrige Gelfluide nach der Erfindung ist, die veränderliche Mengen an Gelbildner und Vernetzungsverbindung enthalten.
  • Figur 5 eine Auftragung ähnlich Figur 1 für weitere wässrige Gelfluide nach der Erfindung ist, die veränderliche Mengen der Vernetzungsverbindung enthalten.
  • Figur 6 eine Auftragung ähnlich Figur 1 für noch weitere wässrige Gelfluide nach der Erfindung ist, die veränderliche Mengen der Vernetzungsverbindung enthalten.
  • Um das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung weiter zu erläutern, werden lediglich zur Darstellung die nachfolgenden Beispiele gegeben.
    • BEISPIEL 1
  • Es wurden Versuche unter Verwendung eines Viskosimeters mit einem Umlaufsystem durchgeführt. Das Viskosimeter ist aus einem Rohr aus rostfreiem Stahl mit einem Innendurchmesser von 7,7 mm (0,305 Zoll) konstruiert. Der Fluiddruckverlust wird an einem Rohrabschnitt von 3,05 m (10,0 Fuß) mit einem Viatran-Differenzdruckwandler von 0 bis 345 kPa (0-50 psi) gemessen. Das Fluid wird mit einer Zenith- Präzisionsdosierpumpe umgepumpt. Die Pumpe ermöglicht den Fluidumlauf bei einer Scherrate von 80 bis 2 000 sec&supmin;¹ im Rohr. Die Fluideigenschaften können optisch durch ein beleuchtetes Penberthy-Sichtgerät beobachtet werden. Eine Druckanzeige von 0 bis 13,8 MPa (0 bis 2 000 psi) gestattet eine Überwachung des Systemdrucks. Die gesamte Rohrlänge war mit elektrischem Heizband umwickelt. Die Energie wird durch zwei Honeywell-Temperaturregler zugeführt.
  • Thermoelemente erfassen die Fluidtemperatur an zwei Punkten in dem Umlauf und sind mit den Honeywell-Reglern verbunden. Der Fluiddruck des Systems wird durch einen Grove-Staudruckregler geregelt. Der Umlauf ist für Temperaturen von 21º C bis 149º C (70 ºF bis 300 ºF) bei Drücken zwischen Umgebungsdruck und 13,8 MPa (2000 psi) ausgelegt.
  • Drei Testmischungen von verzögert vernetzenden Gelfluiden wurden wie folgt hergestellt. Carboxymethylhydroxyethylcellulose wird Frischwasser, in dem 2,7 % Kaliumnitrat gelöst sind, in einem Waring-Mischer in einer Menge zugemischt, die 4,8 kg pro m³ bzw. 0,48 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Wassers (40 Pfund Gelbildner pro 1000 Gallonen Wasser) entsprechen. Mit dem wässrigen Gel im Mischer werden Natriumdiacetat-Puffer in einer Menge, die 0,6 kg pro m³ bzw. 0,04 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Wassers (5 Pfund pro 1000 Gallonen Wasser) und verschiedene Mengen einer Zirkoniumlactat-Lösung kombiniert, die 26 Gew.-% Zirkoniumlactat enthält. Der pH-Wert der drei gebildeten wässrigen Gelmischungen reicht von 5,18 bis 5,21. Die drei Versuchsmischungen werden einzeln zusammen mit einer geringen Menge eines schäumenden Tensids in das Umlaufsystem des Viskosimeters eingegeben, und während des Umlaufs wurde Kohlendioxid unter einem Manometerdruck von 6,89 MPa (1000 psi) in einer Gesamtmenge von 20 Volum-Prozent eingegeben, bezogen auf das Volumen der umlaufenden wässrigen Gelmischung und des Kohlendioxids. Während jedes Versuchs wurde das umlaufende Fluid über den Temperaturbereich von 21º C bis 121º C (70 ºF bis 250 ºF) erhitzt. Die Fluide wurden bei einer hohen Scherrate (500 bis 1100 sec&supmin;¹ und einer Rohrdurchgangszeit (4 bis 5 Min.) umgepumpt, um die Mischoperationen zu simulieren. Die Scherrate wurde dann für den übrigen Teil des Versuchs auf 170 sec&supmin;¹ verringert, um den Fluß in einer unterirdischen Formation zu simulieren. Die scheinbare Viskosität des umlaufenden Fluids wurde bei verschiedenen Temperaturen in dem vorgenannten Bereich berechnet. Die Ergebnisse der drei Versuche sind graphisch in Figur 1 gezeigt.
  • In Figur 1 sind 1, 2 und 3 jeweils für Zirkoniumlactatkonzentrationen von 2,5 Gew.-% bzw. 3,8 Gew.-%. bzw. 5,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des verwendeten Gelbildners. Wie man sieht, tritt nach dem Erhitzen verzögerte Vernetzung der Fluide ein, und die jeweilige Menge der verwendeten Vernetzungsverbindung war von Einfluß auf die Viskosität und die Stabilität des gebildeten vernetzten Gels.
    • BEISPIEL 2
  • Es wurden vier weitere Versuche wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt, außer daß die verwendete Zirkoniumlactat-Lösung 26 Gew.-% Zirkoniumlactat enthielt und mit jedem der gebildeten wässrigen Gele in einer Menge von 5,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des verwendeten Gelbildners (0,8 Volumina pro 1000 Volumina Wasser) kombiniert.
  • Zusätzlich wurden verschiedene Mengen von Natriumdiacetatpuffer verwendet. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Figur 2 gezeigt, worin die folgenden Kurven dargestellt sind: Kurve Verwendeter Natriumdiacetatpuffer in Gew.-% (bez. auf das Gewicht der wässrigen Flüssigkeit) Anfängl. pH (mit Säure eingestellt)
    • BEISPIEL 3
  • Drei weitere Versuche wurden ausgeführt und waren identisch mit denen aus Beispiel 2, außer daß die Art und Menge des verwendeten Puffers geändert wurden. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Figur 3 gezeigt, worin die folgenden Kurven dargestellt sind: Kurve Puffer Menge (Gew.-% bez. auf das Gewicht d. wässr. Flüssigkeit) Anfängl. pH Natriumdiacetat 1 : 1 (Gewicht) Fumarsäure und Natriumbicarbonat 1 : 1 (Gewicht) Ammoniumacetat und Essigsäure
    • BEISPIEL 4
  • Drei weitere Versuche wurden durchgeführt und waren identisch mit den Versuchen von Beispiel 2, außer daß der Natriumdiacetatpuffer in der in Beispiel 1 gegebenen Menge verwendet wurde und verschiedene Mengen von Gelbildner und Vernetzungsverbindung verwendet wurden. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Figur 4 gezeigt, worin die folgenden Kurven dargestellt sind: Kurve Menge an Gelbildner (Gew.-%) bez. a. Gew des wässr.Fluids Menge an Zirkoniumlactat (Gew.-%) bez. a. Gew. des Gelbildners
    • BEISPIEL 5
  • Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß der verwendete Gelbildner Carboxymethylhydroxypropylguar war, in einer Menge von 6,0 kg pro m³ bzw. 0,60 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Wassers (15 Pfund pro 1000 Gallonen Wasser). Der verwendete Puffer war eine Mischung von 0,015 Gew.-% Essigsäure und 0,12 Gew.-% Natriumcarbonat, bezogen auf das Gewicht des Wassers, was eine Testmischung mit pH-Höhen im Bereich von 8,54 bis 9,24 vor der Zugabe von CO&sub2; ergab. Es wurden auch verschiedene Mengen der Vernetzungsverbindung eingesetzt. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Figur 5 gezeigt, worin die folgenden Kurven dargestellt sind: Kurve Menge an Zirkoniumlactat (Gew.-% bez. a. Gewicht des Gelbildners)
  • Wie in Figur 5 dargestellt ist, ergibt die Verwendung größerer Mengen von Gelbildner und Vernetzerverbindung in Verbindung mit einem höheren Anfangs-pH-Wert ein verzögert vernetzendes Gel mit guter Viskosität bis zu ca. 135º C (275 ºF).
    • BEISPIEL 6
  • Das Verfahren von Beispiel 5 wird wiederholt, außer daß Carboxymethylhydroxlpropylguar durch Carboxymethylhydroxyethylcellulose ersetzt wird. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Figur 6 gezeigt, worin die folgenden Kurven dargestellt sind: Kurve Menge an Zirkoniumlactat (Gew.-% bez. a. Gewicht des Gelbildners)
  • Während bestimmte Ausführungen der Erfindung für die Zwecke dieser Offenbarung beschrieben worden sind, versteht sich, daß die Erfindung nicht allein auf solche Ausführungen beschränkt ist und daß angemessene Änderungen und Abänderungen möglich sind, die für Fachleute in der Technik offensichtlich sind.

Claims (7)

1. Verfahren zur Behandlung einer unterirdischen Formation, umfassend:
(a) Herstellen eines wässrigen Gels durch Mischen eines organischen carboxylierten Gelierungsmittels mit einer wässrigen Flüssigkeit;
(b) Kombinieren eines Puffers mit dem wässrigen Gel in einer Menge, die ausreicht, um bei Umgebungstemperatur einen pH-Wert von etwa 5 oder darüber zu ergeben;
(c) Kombinieren einer Zirconium(IV)-haltigen, vernetzenden Verbindung mit dem wässrigen Gel in einer Menge, die zur Vernetzung des Gels ausreicht;
(d) Einbringen der in Schritt (c) gebildeten wässrigen Gelmischung in die unterirdische Formation;
dadurch gekennzeichnet, daß die vernetzende Verbindung Zirconiumlactat ist und die Vernetzung des Gels verzögert wird, bis es durch die Formation erhitzt und dadurch darin das Vernetzen bewirkt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der organische carboxylierte, vernetzbare Gelbildner ein Carboxymethylhydroxypropylguar oder Carboxymethylhydroxyethylcellulose ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelbildner mit der wässrigen Flüssigkeit in einer Menge von 0,15 Gew.-% bis 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der wässrigen Flüssigkeit, gemischt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Puffer Natriumdiacetat oder eine Mischung von Essigsäure und Natriumcarbonat ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zirconiumlactat mit dem wässrigen Gel in einer Menge verbunden wird, daß Zirconium (im +4-wertigen Zustand) in einer Menge von 0,5 Gew.-% bis 25 Gew.-% vorliegt, bezogen auf das Gewicht des verwendeten Gelbildners.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt, daß Kohlendioxid mit der wässrigen Gelmischung vor Einbringen der Mischung in die Formation kombiniert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlendioxid mit der wässrigen Gelmischung in einer Menge von 5 Vol.-% (oder der Menge, die bei der Temperatur und dem Druck der Mischung zur Sättigung erforderlich ist) bis über 96 Vol.-% kombiniert wird, bezogen auf das Volumen der Mischung aus dem wässrigen Gel und Kohlendioxid.
DE88310228T 1988-04-18 1988-10-31 Behandlung von unterirdischen Formationen mit spät reagierenden Quervernetzenden Gelen. Expired - Fee Related DE3884190T2 (de)

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