JP5235258B2 - 油井近くの構造の飽和率を制御する方法および装置 - Google Patents
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Description
テトラエチレングリコールモノオレエート
グリセリルモノリシノレエート
グリセリンまたはソルビタンと高級飽和脂肪酸(C12−C20)との部分エステルであって、油溶性であり、界面活性剤の性質を有するもの
ポリエチレングリコールと高級飽和脂肪酸(C12−C20)とのモノエステルであって、水に分散し、界面活性剤の性質を有するもの
エチレンビニルアセテートコポリマー
脂肪族アルコール
ポリヒドロキシル化合物と高級脂肪酸(C12−C20)との部分エステルであって、油溶性で界面活性剤の性質を有するもの
ポリエチレングリコールと高級脂肪酸(C12−C20)とのモノエステルであってよい水溶性界面活性剤。
ジグリセリン:HOCH2−CHOH−CH2−O−CH2−CHOH−CH2OHポリグリセリン:HOCH2−CHOH−CH2−(OCH2−CHOH−CH2)n−OCH2−CHOH−CH2OH
上式でnは1と8の間であり、好ましくは1と4の間である。
ペンタエリスリトール:C(CH2OH)4
エチレングリコール:HOCH2CH2OH
ポリエチレングリコール:H(OCH2CH2)nOH
上式でnは2と30の間であり、好ましくは2と12の間である。
ポリプロピレングリコール:H(OCH(CH3)CH2)nOH上式でnは2と30の間であり、好ましくは2と12の間である。
ジグリセリン:約31%(28%と34%の間)
トリグリセリン:約23%(20%と26%の間)
テトラグリセリン:約12%(9%と15%の間)
ペンタグリセリン:約7%(4%と10%の間)
すなわち、これは2と3の間程度、実際には約2.4の重合度と、平均で約4.4個のヒドロキシル基を有する。
多孔性の媒体を使用した試験または実験の目的は、貯留岩を経る濾液の通過をシミュレーションし、岩に入った時の飽和率に関する液体の相互作用を調べることである。次の2種類の実験が行われる。
(ii)水ベースの泥水を岩を経て完全に濾過するシミュレーション
どちらの場合も、岩に残った水の飽和率は、油の浸透率が濾過の方向とは反対の方向になるように、変化することが観察される(逆流)。
3段階が必要である。
多孔性の媒体は、貯留岩の状態と同様な状態でなければならない。すなわち、コアサンプルにブラインを飽和させ、ついで油を飽和させなければならない。
濾液(ブラインまたはブラインと添加剤、ブラインとポリマー、ブラインとポリマーと添加剤)をシミュレーションした溶液を10cm3/hで注入する。回収された油の量によって新しい水と油の浸透率が計算できる。
10cm3/hで油を逆(すなわち濾液を注入した方向とは反対方向)に注入することによって産出の開始をシミュレーションする。回収された水の量によって新しい水の浸透率Swと油の浸透率Soが計算できる。ついで種々の流量(300cm3/h、200cm3/h、100cm3/h)で油をコアサンプルに通過させ、差圧ΔPを測定する。線Q=f(ΔP)の傾斜により、油に対する岩の浸透率Ko1(単位はmD)が計算できる。
1 初期条件を設定する。操作は上述のように進む。
コアサンプルを貯留岩の条件下で飽和させたあと、ダイナミック濾過セルの中に入れる。ついで水ベースの掘削泥水を濾過し、濾過の間に外部ケーキと内部ケーキが形成される。この実験では、単純にシミュレーションされた濾液ではなく、実際の水ベースの泥水の濾液がコアサンプルを経て通過されるので、この実験はより実際の条件に近い。
ついでコアサンプルをハスラーセルに移し、ついで、油を逆に注入することにより、上記と同様に水と油の飽和率とリターン浸透率を測定する。
この試験では、Swi(水の初期飽和率)条件で水と油の存在下にあらかじめ飽和された多孔性の媒体に、本発明による添加剤を加えたブラインまたは加えないブラインを注入する(タイプ(i)の試験)。
Swは水の飽和率(細孔容積に含まれる水のパーセンテージ)
Koは油に対するコアサンプルの浸透率であり、単位はミリダーシー
(SI単位系では、換算率は1ダーシー=9.87×10−13m2)。
0.5g/lのポリマー(ポリアクリルアミドPAM)の存在下に同じ実験を行って、水ベースの泥水濾液の実際の組成物に近似させる。PAMだけが存在する場合、残りの水の飽和率に変化はない。しかし、岩にポリマーが吸着され、堆積したポリマーによって孔が塞がれると、油の浸透率は下がる。次の例から分かるように、PG8/10が加わると残りの水のほとんどが排除される。また、岩の油の浸透率の低下は、PAMだけが存在する時よりも少ないことに注目されたい。
実際の状態に近づけるために、ダイナミック濾過を行い、ついで油井産出の再構成をシミュレーションする(タイプ(ii)の試験)。水ベースの泥水の配合物はFLOPROと呼ばれ、MI掘削流体社(米国)が市販している。
FLOTROL(登録商標): 7g/1(濾液薄め剤(reducer)としてスターチ)
HY−MOD PRIMA(登録商標):28.5g/l(充填用粘土)
塩化ナトリウム:20g/l
塩化カリウム:20g/l
IDCARB 75(登録商標):360g/l(炭酸塩)
pH=8
目的は、岩の浸潤率に対する添加剤の効果を示すことである。このために、塩を加えた水溶液であって、本発明による添加剤を含む水溶液と、添加剤を含まない水溶液に浸した岩(クラシャッハ砂岩)の表面に油滴を広げて観察する。
本発明の効率を、40cmの長い岩のサンプルについて行われた貯留岩破損シミュレーションによって示す。この実験の詳細は次の文献に見られる。1999年 SPE 掘削と完成、14 第4号、266ページから273ページの、アーギリエ J−F、オーディバート A、ロンゲロン Dによる、「新しい水ベースの掘削配合の性能評価と構造破損の可能性」。使用する岩は次の組成を有するクラシャッハ砂岩である。94.7%の石英、2.6%のカリ長石、0.5%のクロライト、および0.7%のイライト(雲母を含む)。サンプルに加える条件は、排気率、ブラインでの飽和率、ついでSoltrol130(登録商標)油の注入率(約10細孔容積)による、非減少水浸透率(Swi)として知られる。ついでサンプルの油浸透率を測定する(SwiにおけるKo)。岩のサンプルを、次の条件でサンプルの前面に沿って流通する掘削液および/または改修液と接触させる。2分ごとに0.5MPaの段階で0.35から2MPaの過圧力、ついで2MPaで固定し、泥水を5l/minの速度で流通させる。濾過の間、サンプルの端部で油が産出し、泥水の濾液がコアサンプルに浸入することに対応する。この試験は濾液が貫流した時、すなわち、濾液の最初の液滴がコアサンプルの端部に出てきた時に停止する。
添加剤は掘削液または油井用の液に加えられるので、添加剤が浸透性の岩の地層構造を貫通できることが必要である。掘削液の場合、分子がケーキを経て濾液に通過できることが必要である。そこで、ケーキを経る分子の通過を調べた。次に示される試験が、GREEN BOND(SBF社が市販するベントナイトであるGREEN BOND(登録商標)を70g/l、陰イオンの低粘度のセルロースポリマーであるPAC LVを1g/l、塩化ナトリウムを1g/l)、とFLOPRO泥水について行われた(実施例3)。
この製品と泥水の種々の成分との適合性を試験した。この目的のために、添加剤を含む泥水の性質をレオロジーと濾過作用の観点で調べた。
PV:プラスチック粘度。単位はセンチポアズ(1センチポアズ=0.001Pa.s)
YV:歩留まり値。単位は1b/100ft2
1g/lのPG8/10を添加しても、試験した泥水の濾過特性またはレオロジーには有意の影響はなく、これは本発明が定義する添加剤が、掘削液および/または改修液の従来の成分と適合性があることを示す。
油井孔におけるさらなる破損を避けるために、貯留液(ブライン、油)と泥水の濾液の間にその場所で(in situ)エマルジョンが発生するかどうかを評価することが必要である。
2 ポリグリセリンモノミリステート(C14)
3 ポリグリセリンモノラウレート(C12)
4 ポリグリセリンモノC8−C10
5 ポリグリセリンモノヘキサン酸(C6)
貯留油は実際の油で、次の性質を有する
濃度(20℃):850kg/m3
粘度(20℃):8.3cP
組成(SARA法)
飽和分:56%
芳香族分:38%
レジン:6%
アスファルテン:0.26%
いくつかの試験は、天然の界面活性剤を含まないモデル油(Soltrol130(登録商標))について行われた。
Claims (12)
- 油井用の水ベースの液体(fluid)が油井中を流通している、多孔性で浸透性の地層構造(formation)を通過する油井を掘削または改修する方法であって、
前記水ベースの液体が「O/W」エマルジョンではなく、
前記液体の従来の成分に加えて、1つまたは複数の、C6−C12脂肪酸との部分ポリオールエステルが重さで0.1%未満、前記液体に添加され、該従来の成分は、濾液薄め剤、増粘剤、および増量剤であり、
酸とアルコール部分の鎖長は、前記エステルが水に十分に分散し、前記従来の成分の機能を妨げず、貯留油(reservoir oil)とエマルジョンを形成せず、前記多孔性の構造に十分に吸着されるように、選択されることを特徴とする方法。
- 前記脂肪酸の鎖長はC8とC10の間の範囲である請求項1に記載の方法。
- 前記部分エステルにおいて、遊離ヒドロキシル基の数と脂肪酸によってエステル化されたヒドロキシル基の数のモル比は少なくとも1:1である請求項1または2に記載の方法。
- 前記モル比は少なくとも2:1である請求項3に記載の方法。
- 前記モル比は少なくとも3:1である請求項4に記載の方法。
- 前記エステルは、C8−C10脂肪酸とポリグリセリンとから形成される請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 従来の成分として濾液薄め剤、増粘剤、および増量剤を含む油井用の水ベースの液体であって、
前記水ベースの液体が「O/W」エマルジョンではなく、
1つまたは複数の、C6−C12脂肪酸との部分ポリオールエステルを重さで0.1%未満でさらに含み、
酸とアルコール部分の鎖長は、前記エステルが水に十分に分散し、前記従来の成分の機能を妨げず、貯留油(reservoir oil)とエマルジョンを形成せず、前記多孔性の構造に十分に吸着されるように、選択されることを特徴とする液体。
- 前記脂肪酸の鎖長はC8とC10の間の範囲である請求項7に記載の液体。
- 前記部分エステルにおいて、遊離ヒドロキシル基の数と脂肪酸によってエステル化されたヒドロキシル基の数のモル比は少なくとも1:1である請求項7または8に記載の液体。
- 前記モル比は少なくとも2:1である請求項9に記載の液体。
- 前記モル比は少なくとも3:1である請求項10に記載の液体。
- 前記エステルはC8−C10脂肪酸とポリグリセリンから形成される請求項7から11のいずれか一項に記載の液体。
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