DK157093B - Fremgangsmaade til at undgaa kompaktering og permeabilitetsreduktion i en carbonatformation, hvori en vaeske i form af en vandig oploesning injiceres, og injektionsvand til brug ved fremgangsmaaden - Google Patents

Description

DK 157093 B

Opfindelsen angâr en fremgangsmâde til at undgâ kompaktering og permeabilitetsreduktion i en carbonatformation, hvori en væske i form af en vandig oplssning injiceres.

Det er kendt at injicere stoffer i under-5 jordiske formationer for at opretholde permeabiliteten ved at an-bringe afstivende materialer i permeabilitetspassagerne i formationen og sâledes opretholde den eksisterende perméabilitét. Det er ogsâ kendt at konstruere injek-tionsvæskernes kemi specielt til at undgâ skade pâ 10 formationen eller dens permeabilitet ved at g0re den eksisterende formationsstruktur fast.

Ved tidligere os kendte metoder er de foran-nævnte metoder blevet anvendt til behandling af de hyp-pigere forekommende underjordiske olieholdige formationer, 15 men der er ikke fundet nogen succesrig metode, der er blevet anvendt til olieholdige carbonatformationer.

Skade pâ permeabiliteten i underjordiske formationer kan forârsages af flere forhold, der har s=.mmenhæng med de væsker, der injiceres i forma-20 tionen. En sâdan skade kan forârsages af kollaps eller kompaktion af formationen pâ grund af reaktion mellem formationerne og den injicerede væske.

Der er ved opfindelsen fundet en fremgangsmâde til at forebygge kompaktering i carbonatformationer.

25 Fremgangsmâden angiver sâledes et middel til at undgâ kompaktering og til at opretholde permeabiliteten i carbonatformationer og angiver et middel til muligvis at for0ge eller i det mindste bevare olieproduktion fra olieholdige carbonatformationer.

30 Opfindelsen angiver sâledes en fremgangs mâde til at undgâ kompaktering og permeabilitetsreduk-tion i en carbonatformation, der indeholder producer-bare carbonhydrider, og hvori en væske î'form af en vandig oplosning injiceres, hvilken fremgangsmâde er ejendoromelig ved, at 35 a) den nævnte injektionsvæske behandles med kemiske additiver for at etablere en valgt pH i den nævnte injektionsvæske indenfor omrâdet fra 8,0 til 10,0, 2

DK 15709 3 B

b) at den nævnte behandlede injektionsvæske til-sættes tilstrækkeligt puffermateriale til at fast-holde den nævnte behandlede injektionsvæskes pH pâ det nævnte etablerede niveau, 5 c) at den nævnte behandlede pufrede injektions væske justeres med hensyn til calcium- og/eller car-bonationer for at mætte den nævnte injektionsvæske med calciumcarbonat, og d) at den nævnte behandlede, pufrede og mættede 10 injektionsvæske injiceres i carbonatformationen.

Injektionsvæsken har med fordel en pH i om-râdet fra 9 til 10.

I almindelighed skal injektionsvæsken behand-les for at for0ge dens pH til en værdi i det angivne 15 omrâde. Væsken.skal behandles for at sikre, at den bevarer den 0nskede alkalinitet, nâr den injiceres i carbonatformationen. Fremgangsmâden if0lge opfindelsen er særligt anvendelig til behandling af hawand, nâr det anvendes sorti injektionsvæske i carbonatformationer.

20 If0lge opfindelsen kan kompaktering af car bonatf ormationer pâ grund af reaktion med injektions-væskerne undgâs ved at behandle injektionsvæskêrne pâ den f0lgende mâde. F0rst sættes om n0dvendigt tilstrækkeligt opl0seligt kaustisk materiale til væsken 25 for at etablere pH pâ et alkalisk niveau i pH-omrâdet fra 8 til 10. Det tilsatte kaustiske materiale kan være natriumhydroxid, kaliumhydroxid eller lignende.

Derpâ tilsættes tilstrækkeligt puffermateriale sâsom opl0seligt carbonat (dvs. NaHC03/Na2C03), phosphater, 30 borater eller lignende for at fastholde injektions-væskens pH pâ det 0nskede niveau. Derpâ justeres injektionsvæsken ved overfladetemperatur og atmosfære-tryk med hensyn til calcium-og/eller carbonationer, sâ der fremstilles injektionsvæske, der ved de under-35 jordiske betingelser er mættet med calciumcarbonat (calcit/aragonit). Dette materiale kan tilsættes i form af CaCl2# Na2C03, CaC03 eller lignende.

DK 157093 B

3 Nâr injektionsvassken er fremstillet pâ den ovennævnte vis, kan den injiceres i en carbonat-formation med ringe eller ingen resulterende virkning pâ formationens permeabilitet pâ grund af kompakte-5 ring. I et laboratorieeksperiment blev væske, der var behandlet til opnâelse af en pH pâ 9,2, injiceret i oliemættet kalksten, der var under et hydrostatisk tryk pâ 274 kg/cm^ (3900 psi). Der blev ikke obser-veret nogen kompaktering af kalkstenen af betydning.

10 Sk0nt det kan forekoirane nærliggende at be- handle væsker, der skal injiceres i formationer pâ en mâde, der g0r den éventuelle reaktion mellem væsken og formationen ikke-destruktiv, menés det, at kendt teknik ikke har erkendt forbindelsen mellem 15 kemiske ændringer og styrke i klippeformationer, og sâvidt det kan ses, har læren i den kendte teknik været imod at behandle sâdanne væsker ved at justere pH,eftersom en sâdan behandling mentes at forârsage udfældning af partikler fra væsken, hvilket med al 20 sandsynlighed ville forârsage en reduktion i formationens permeabilitet soin et résultat af blokering af de permeable gange gennem formationen. I lyset af den kendte tekniks lære, der gâr bort fra fremgangsmâ-den if01ge opfindelsen,foreslâs det nu at fremstille 25 pufrede injektionsvæsker med en pH i omrâdet fra 8 til 10 pH og med en mættet kemisk sammensætning i forhold til mineraler i klippeformationen.

Den foreslâede fremgangsmâde har yderligere særlig anvendelighed ved anvendelse af havvand som 30 injektionsvæske, og behandlingen af denne væske i over-ensstemmelse med fremgangsmâden som anf0rt her. Havvand er naturligvis den lettest tilgængelige væske ved et offshore anlæg,og kombinationen af en let tilgænge-lig væske til injektion og en carbonatformation frem-byder i tilfældet med visse offshore olieproduktions-anlæg en reel anvendelse for den her beskrevne fremgangsmâde .

DK 157093 B

4 I Nords0en findes carbonatformationer (beteg-net kalkformationer), der vides at indeholde producer-bare olieaflejringer. Ved nogle produktionsmetoder er det 0nskværdigt at injicere væske ind i disse for-5 mationer for at assistere ved produktionen af olien.

Nâr hawand injiceres ind i disse formationer, har de imidlertid tendens til at falde saxnmen med det résultat, at formationens permeabilitet i det væsentlige destrueres, og olieproduktionen g0res i praksis umulig.

10 Ved den omhandlede fremgangsmâde kan hawand behandles sâledes, at det ikke er skadeligt overfor formationen. Formationerne faider ikke sammen eller kompakterer, og permeabiliteten opretholdes.

Behandlingsprocessen omfatter de f0lgende 15 trin: a) om n0dvendigt tilsætning af tilstrækkeligt meget kaustisk materiale (sâsom NaOH) til at etablere væskens pH pâ en værdi indenfor omrâdet fra 8,0 til 10, 20 b)væsken behandles derpâ med yderligere addi- tiver, der indf0res specielt til at opretholde pH pâ det 0nskede niveau. Disse materialer kan inkludere opl0selige carbonater (sâsom NaHCO^), phosphater eller borater til at forebygge nogen yderligere ændring i 25 pH, c) derpâ behandles injektionsvæsken ved at tilsætte tilstrækkeligt mange calcium-og/eller carbo-nationer til at mætte væsken med calciumcarbonat.

Sâdanne additiver kan inkludere CaC^, Na2C03 eller 30 CaC03, d) blandingen af de kemiske additiver med injektionsvandet efterf0lges af, at ethvert dannet bundfald tillades at fælde ud fra injektionsvandet inden filtrering. üdfældningen og filtreringen er 35 n0dvendige for at fjerne resterende faste stoffer, der fysisk er i stand til at tilproppe formationen.

St0rrelsen af de faste stoffer, der fjernes ved

DK 157093 B

5 filtrering, kan variere og afhænge af de krav formatio-nen stiller til filtreringen for at undgâ betydelig fysisk tilpropning.

Det behandlede hawand er derpâ i en kemisk 5 ligevægt, der vil forhindre det i at reagere omfattende med carbonatformationen, der indeholder deïi producerbare olie,og formationen vil ikke kompaktere, hvilket ville resultere i en reduktion i formationens permeabilitet. Det behandlede hawand kan derpâ inji-10 ceres i formationen ved enhver temperatur og tryk i formationen og kan fungere som en skubbevæske eller oversv0mningsvæske for at fjerne olieaflejringerne langs med permeabilitetskanalerne gennem formationen.

Hawand, der blev behandlet pâ den foran-15 nævnte mâde, krævede tilsætning af 0,0108 vægt% natrium-hydroxid og tilsætning af 0,021 vægt% natriumhydrogen-carbonat for at for0ge pH til 9,2.

Andet lokalt vand (der ikke er frembragt fra den formation, der behandles) kan anvendes ved den 20 forannævnte fremgangsmâde. Sâdant vand mâ hâve den valgte eller justerede pH samtidig med pufring og carbonatmætning for at undgâ formationsbeskadigelse.

I den foranstâende beskrivelse er der blevet henvist til hawand, eftersom hawand ved offshore anvendelser 25 er den lettest tilgængelige væske. Formationsvand fra den behandlede formation skulle ikke beh0ve nogen behandling, men det er sandsynligvis ikke tilgængeligt.

Den særlige injektions- eller produktionsme-tode, der anvendes, er ikke en væsentlig del af den 30 omhandlede fremgangsmâde. Der kan anvendes separate injektions- og produktionsbr0nde og/eller en enkelt br0nd, der kan fungere bâde til injektion og produk-tion. Formâlet med den omhandlede opfindelse er at undgâ kompaktering af visse olieholdige formationer 35 ved at behandle de væsker, der injiceres ind i disse formationer uden særligt hensyn til injektions- og produktionsudstyret og -teknikkerne.

Claims (8)

1. Fremgangsmâde til at undgâ kompaktering og permeabilitetsreduktion i en carbonatformation, der indeholder producerbare carbonhydrider, og hvori en væske i 15 form af en vandig oplesning injiceres, kendetegnet ved, at a) den nævnte injektionsvæske behandles med kemiske additiver for at etablere en valgt pH i den nævnte injektionsvæske indenfor omrâdet fra 8,0 til 10,0, 20 b) at den nævnte behandlede injektionsvæske tilsættes tilstrækkeligt puffermateriale til at fast-holde den nævnte behandlede injektionsvæskes pH pâ det nævnte etablerede niveau, c) at den nævnte behandlede pufrede injek-25 tionsvæske justeres med hensyn til calcium-og/eller carbonationer for at mætte den nævnte injektionsvæske med calciumcarbonat, og d) at den nævnte behandlede, pufrede og mætte-de injektionsvæske injiceres i carbonatformationen.

2. Fremgangsmâde if0lge krav 1, kende tegnet ved, at de nævnte additiver til behand-ling af den nævnte injektionsvæske er opl0selige kaustiske materialer.

3. Fremgangsmâde if0lge krav 2, kende-35 t e g n e t ved, at det nævnte opl0selige kaustiske materiale er natriumhydroxid. 7 . DK 157093

4. Fremgangsmâde if0lge krav 2, kende-t e g n e t ved, at det nævnte opl0selige kaustiske materiale er natriumhydrogencarbonat.

5. Fremgangsmâde if0lge et vilkârligt af de 5 foregâende krav, kendetegnet ved, at det nævnte tilsatte puffermateriale er et opl0seligt car-bonat, phosphat eller borat. g. Fremgangsmâde if0lge et vilkârligt af de foregâende krav, kendetegnet ved, at den 10 pufrede injektionsvæske mættes med calciumcarbonat ved tilsætning af calcium- og/eller carbonationer valgt fra den gruppe, der bestâr af CaC^, ^2<303, CaCO^.

7. Fremgangsmâde if0].ge krav 1, kendeteg-15 net ved, at væsken, der injiceres, er baseret pâ hawand, at de nævnte additiver er opl0selige kaustiske materialer, og at udfældning, om nogen, fjernes fra det nævnte modificerede pufrede hawand.

8. Injéktionsvand til brug ved vandgennem- 20 skylning af et kalkreservoir, der indeholder producer-bare carbonhydrider, kendetegnet ved, at vandets pH justeres til en pH indenfor omrâdet fra 8,0 til 10,0 ved tilsæting af tilstrækkeligt opl0seligt puffermateriale til at fastholde den nævnte pH i det 25 nævnte vand, og at det mættes med calciumcarbonat.

9. Injéktionsvand if01ge krav 8, kendetegnet ved, at den justerede pH er 9,2.