DK171719B1 - Fremgangsmåde til fjernelse af materiale fra et borehul - Google Patents

Description

1 DK 171719 B1

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fjernelse af strømningshæmmende materiale fra et borehul i en underjordisk formation, der er blevet .behandlet med et med en størknelig phenolharpiks belagt partikelformigt 5 materiale.

Underjordiske formationer, der omgiver olie-, gas-, vandbrønde og andre lignende borehuller, behandles ofte med et med en størknelig phenolharpiks belagt partikel-10 formigt materiale, f.eks. sand. Behandlingsformerne varierer men kan omfatte hydraulisk opsprækning, sandkonsolidering og grusudfyldning. Ved disse behandlingsformer indføres det belagte partikelformige materiale i borehullet og i den geologiske formation, der omgiver 15 dette. Den størknelige phenolharpiksbelægning på det partikelformige materiale størkner i formationen til sammenbinding af det partikelformige materiale. Herved tilvejebringes et gennemtrængeligt filter, der forhindrer små sandpartikler og andre findelte materialer i at 20 blokere perforeringerne i foringsrøret og beskadige pumpe- og andet udstyr.

Undertiden pumpes et overskud af det harpiksbelagte partikelformige materiale ned i brønden og fylder bore-25 hullet over perforeringerne i foringsrøret. Hvis harpiksbelægningen på det partikelformige materiale størkner inde i borehullet, danner den en konsolideret masse, der drastisk hæmmer væskestrømningen fra borehullet. Når dette sker, er det ofte nødvendigt at anvende en særlig 30 borerig til fjernelse af det konsoliderede materiale til opnåelse af tilfredsstillende produktion fra brønden. En sådan fremgangsmåde er både tidsrøvende og dyr.

Det har vist sig, at visse opløsningsmidler kan opløse 35 det konsoliderede materiale, hvorved dette lader sig fjerne fra borehullet, uden det er nødvendigt at ty til den dyre boreprocedure.

2 DK 171719 B1

Den foreliggende opfindelse angår således en fremgangsmåde til fjernelse af et af en størknet phenolharpiks sammenbundet partikelformigt materiale fra et borehul i en underjordisk formation. Denne fremgangsmåde er ejen-5 dommelig ved, at det sammenbundne partikelformige materiale bringes i kontakt med en opløsningsmiddel-sammensætning indeholdende en væske valgt blandt gruppen bestående af N,N-dimethylformamid, N-methyl-2-pyrrolidon samt blandinger af disse i så lang tid, at det partikel-10 formige materiale opløses. Det separerede materiale fjernes derefter fra borehullet.

Som ovenfor nævnt behandles borehuller ofte med et med en størknelig phenolharpiks belagt partikelformigt materi-15 ale. På tale som til dette formål anvendelige partikelformige materialer kommer f.eks. sand, sintret bauxit, zircon og glasperler. De til belægning af det partikelformige materiale anvendte harpikser er enten novolak- eller resolharpikser. Det er kendt, at 20 resolharpikser kan størkne og hærde alene ved varme.

Derimod kræver novolakharpikser tilstedeværelse af et hærdningsmiddel, f.eks. hexamethylentetramin, før de bliver varmehærdelige.

25 Når et overskud af det harpiksbelagte materiale pumpes ned i brønden, kan det fylde borehullet til et niveau over perforeringerne i foringsrøret. Dette betegnes i branchen som screen-out. Når der indtræffer screen-out, nedsættes strømningshastigheden fra brønden betragteligt.

30 Hvis harpiksbelægningen på det partikelformige materiale ikke er størknet endnu, er det undertiden muligt at fjerne det overskydende materiale fra borehullet ved hjælp af en vandstråle. Harpiksbelægningen på det partikelformige materiale kan imidlertid størkne som 35 følge af de forhøjede temperaturer i borehullet.

Ved størkningsprocessen tværbindes harpiksbelagte partikler med tilstødende harpiksbelagte partikler, 3 DK 171719 B1 hvorved det partikelformige materiale sammenbindes til en strømningshæmmende konsolideret masse« Sker dette, er det næsten umuligt at fjerne det strømningshæmmende materiale ved hjælp af en vandstråle. Det har været nød-5 vendigt at ty til en dyr boreoperation for at åbne borehullet.

Ved udøvelsen af den heromhandlede opfindelse anvendes et opløsningsmiddel til opløsning af en del af den størknede 10 harpiks, der sammenbinder det partikelformige materiale.

Der opløses tilstrækkeligt meget harpiks til, at den faste masse disintegrerer. Det løsnede partikelformige materiale kan derpå pumpes ud af borehullet. De fleste almindelige opløsningsmidler er uegnede til dette formål.

15 Ifølge den heromhandlede opfindelse er to væsker, N,N-dimethylformamid og N-methyl-2-pyrrolidon, i stand til at opløse den faste masse.

Det ved udøvelsen af den heromhandlede fremgangsmåde 20 anvendte opløsningsmiddel kan være ovennævnte væsker i ufortyndet stand (rene), eller disse væsker kan være fortyndet med ca. 1-40 volumen-% af et fortyndingsmiddel. Forskellige fortyndingsmidler, f.eks. vand, er anvendelige til dette formål.

25

Ved udøvelsen af den heromhandlede fremgangsmåde pumpes opløsningsmidlet ned i borehullet og bringes i kontakt med det af den størknede phenolharpiks sammenbundne materiale. Opløsningsmidlet holdes i kontakt med det 30 strømningshæmmende materiale i så lang tid, at dette materiale bliver blødt eller opløses og bliver flydbart. Blandingen af opløsningsmiddel og flydbart materiale fjernes derefter fra borehullet ved hjælp af vand eller anden til formålet egnet væske.

Det ved udøvelsen af den heromhandlede opfindelse anvendte opløsningsmiddel er mest effektivt, når 35 4 DK 171719 B1 det holdes i kontakt med det strømningshæmmende materiale ved temperaturer i intervallet 40eC-150°C. Sådanne temperaturer findes sædvanligvis i de underjordiske formationer, hvor den foreliggende opfindelse udøves. Til 5 visse anvendelsesformål kan det være ønskeligt at opvarme opløsningsmiddelsammensætningen, før den indføres i brønden.

I det følgende beskrives opfindelsen nærmere ved en række ^ eksempler. I eksemplerne er alle dele og procenter angivet ved vægt, hvis ikke andet er anført.

15 EKSEMPEL 1

En opslæmning af harpiksbelagt sand i 2% vandig KCl- opløsning blev pakket i polypropylenrør, forseglet og opvarmet ved 93“C i 24 h. Herved størknede harpiksbelæng-20 ningen, hvorved sandpartiklerne blev bundet sammen til dannelse af en masse på ca. 0,64 x 5 cm. Det harpiks-belagte sand var ACFRAC CR 20/40, .sand belagt med en størknelig phenolharpiks, der forhandles af Acme Resin Corporation, Westchester, Illinois. Masser, der var 25 sammensat af sand bundet sammen af det størknede harpiksbelagte sand, blev bragt i kontakt med N-methyl-2-pyrrolidon ved forskellige temperaturer, og det blev noteret, hvornår massen begyndte at disintegrere. Forsøgene blev gentaget under anvendelse af N-methyl-2-30 pyrrolidon fortyndet med forskellige mængder vand. Det fremgår af de i tabel 1 viste resultater, at N-methyl-2-pyrrolidon er i stand til at separere de sammenbundne sandpartikler, selv når opløsningsmidlet fortyndes med vand.

35 5 DK 171719 B1 TABEL 1

Virkning af N-Methyl-2-Pyrrolidon (MPD) på sandpartikler, der er sammenbundet med en phenolharpiks 5 Opløsnings- Kontaktmiddel_ Temp (eC) tid (h) Resultater MPD (ren) 21 48 Ingen synlig virkning 66 3 Masse disintegreret 10 93 1 Masse disintegreret mpd/H20 75/25 (vol) 21 72 Masse disintegreret 66 3 Masse disintegreret 15 93 2 Masse disintegreret mpd/h2o 50/50 (vol) 21 48 Ingen synlig virkning 93 48 Ingen synlig virkning 20 EKSEMPEL 2

Fremgangsmåden i eksempel 1 blev gentaget med undtagelse 25 af, at der blev anvendt Ν,Ν-dimethylformamid i stedet for N-methyl-2-pyrrolidon. Det fremgår af de i tabel II viste resultater, at dette opløsningsmiddel, enten rent eller fortyndet med vand, er effektivt til separering af de bundne sandpartikler 30 35 6 DK 171719 B1

TABEL II

Virkning af Ν,Ν-dimethylformamid (DMF) på sandpartikler, der er sammenbundet med en phenolharpiks 5 Opløsnings- Kontaktmiddel_ Temp (°C) tid (h) Resultater DMF (ren) 21 16 Masse blødgjort 66 1 Masse disintegreret 10 93 1 Masse disintegreret DMF/h20 75/25 (vol) 21 72 Masse blødgjort 66 4 Masse disintegreret 15 93 1 Masse disintegreret dmf/h2o 50/50 (vol) 21 48 Ingen synlig virkning 93 48 Ingen synlig virkning 20

Det er således tydeligt, at der ifølge opfindelsen er tilvejebragt en fremgangsmåde til fjernelse af strømningshæmmende materiale fra et borehul i en underjordisk formation, der fuldt ud opfylder ovennævnte opgave, 25 formål og fordele. Omend opfindelsen er beskrevet i forbindelse med specifikke udførelsesformer, er det på baggrund af ovenstående beskrivelse åbenlyst for en fagmand, at der findes mange alternativer, modifikationer og variationer. Opfindelsen skal således omfatte alle 30 sådanne alternativer, modifikationer og variationer, der er omfattet af patentkravene.

35

Claims (10)

1. Fremgangsmåde til fjernelse af et af en størknet 5 phenolharpiks sammenbundet partikelformigt materiale fra et borehul i en underjordisk formation, kendetegnet ved, at det af en størknet phenolharpiks sammenbundne partikelformige materiale bringes i kontakt med et opløsningsmiddel omfattende en væske valgt 10 blandt gruppen bestående af Ν,Ν-dimethylforraamid, N-methyl-2-pyrrolidon samt blandinger deraf i så lang tid, at det partikelformige materiale separeres, hvorefter det separerede partikelformige materiale fjernes fra borehullet. 15

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at opløsningsmidlet indeholder ca. 1-40 volumen-% fortyndingsmiddel.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at fortyndingsmidlet er vand.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det af en størknet phenolharpiks sammenbundne 25 partikelformige materiale bringes i kontakt med opløsningsmidlet ved en temperatur i intervallet ca. 40-150eC.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det partikelformige materiale er sand. 30

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det partikelformige materiale er sintret bauxit.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet 35 ved, at phenolharpiksen er en phenolformaldehydharpiks.

7 DK 171719 B1 Patentkrav :

8 DK 171719 B1

8. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at phenolharpiksen er en resolharpiks.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at phenolharpiksen er en novalakharpiks, der er 5 hærdet under anvendelse af hexamethylentetramin.

10 15 20 25 30 35