JPH0561436B2 - - Google Patents

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JPH0561436B2
JPH0561436B2 JP3626285A JP3626285A JPH0561436B2 JP H0561436 B2 JPH0561436 B2 JP H0561436B2 JP 3626285 A JP3626285 A JP 3626285A JP 3626285 A JP3626285 A JP 3626285A JP H0561436 B2 JPH0561436 B2 JP H0561436B2
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JP
Japan
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glyoxal
formaldehyde
urea
water
composition
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JP3626285A
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Japanese (ja)
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JPS61196096A (en
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Soroo Misheru
Sheje Danieru
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Sanofi Aventis France
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Francaise Hoechst Ste
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Publication of JPH0561436B2 publication Critical patent/JPH0561436B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は地中に充填するためまたはそれを強化
するため地中に特に注入することを目的とした組
成物に関する。特にかかる組成物は油田における
ストーリングロツクを充填するための流体を作る
ことにある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a composition intended specifically for injection into the earth for filling or strengthening it. In particular, such compositions are used to create fluids for filling stalling locks in oil fields.

一般に、油の回収時、特に油田中に掘られた圧
入井を介して、ストーリングロツク中に含有され
た残存原油を産出井に押し出すための置換流体を
加圧下注入している。
Generally, during oil recovery, a displacement fluid is injected under pressure, particularly through injection wells drilled into the oil field, to force residual crude oil contained in the stalling lock into the producing well.

最高の油回収を得るため、油田の透過性は均質
でなければならない、何故ならばさもないと置換
流体は低多孔率の区域を浸透せずに高透過性区域
を通る選択的通路を見出す。かかる欠点をなくす
るため、置換流体の注入前に高透過性区域に充填
することが計画されている。
To obtain the highest oil recovery, the permeability of the well must be homogeneous because otherwise the displacement fluid will find preferential passage through areas of high permeability without penetrating areas of low porosity. In order to eliminate this drawback, it is planned to fill the highly permeable zone before injection of the replacement fluid.

この目的のため、シリカを基にした如きゲル化
しうる組成物を含有する充填流体を使用してい
る。
For this purpose, filling fluids containing gelatable compositions, such as those based on silica, are used.

シリカゲルによる充填は知られており、長年に
わたり油の補助回収に使用されて来た(米国特許
第3375872号)。それは一般に二工程で行なわれて
おり、従つて、第一工程でアルカリ金属ケイ酸塩
の水性溶液を油田中に注入し、次いで第二工程で
反応性物質を注入してかかる溶液をゲル化する。
Filling with silica gel is known and has been used for assisted oil recovery for many years (US Pat. No. 3,375,872). It is generally carried out in two steps, so that in a first step an aqueous solution of alkali metal silicate is injected into the oil field, and then in a second step a reactive substance is injected to gel the solution. .

M2O/SiO2(Mはアルカリ金属を表わす)の
種々な比を与え、0.1〜10重量%の可変濃度でケ
イ酸ナトリウム、カリウムまたはリチウムの水性
溶液を使用することが知られている(米国特許第
3805893号、第3882938号、第4004639号、第
4069869号、第4081029号参照)。
It is known to provide various ratios of M 2 O/SiO 2 (M represents an alkali metal) and to use aqueous solutions of sodium, potassium or lithium silicates in variable concentrations from 0.1 to 10% by weight ( US Patent No.
No. 3805893, No. 3882938, No. 4004639, No.
4069869, 4081029).

反応性ゲル化物質は、塩化カルシウムの如き鉱
物塩(米国特許第3658131号)、硫酸アンモニウム
(米国特許第4069869号)、または有機ハロゲン化
誘導体例えば水素酸の放出時に加水分解によつて
分解しうるトリクロロ酢酸ナトリウム(米国特許
第4293440号)、またはカニツツアーロ反応によつ
てカルボン酸をもたらすホルムアルデヒド、グリ
オキサールの如き低分子量のアルデヒド(米国特
許第4069869号)である。
Reactive gelling substances include mineral salts such as calcium chloride (U.S. Pat. No. 3,658,131), ammonium sulfate (U.S. Pat. No. 4,069,869), or organohalogenated derivatives such as trichloro, which can be decomposed by hydrolysis upon release of hydrogen acid. Sodium acetate (US Pat. No. 4,293,440), or low molecular weight aldehydes such as formaldehyde, glyoxal (US Pat. No. 4,069,869), which yields carboxylic acids by the Canitzaro reaction.

それぞれの方法におけるかかる充填は古い油田
における生産を実質的に改良したが、近年の油産
物のコストの絶えざる増大は流体での更に効率的
な充填を見出すための研究に導いている。
Although such filling in each method has substantially improved production in old oil fields, the ever-increasing cost of oil products in recent years has led to research to find more efficient filling with fluids.

解決すべき問題は、高封止能力、即ち可及的低
収縮性およびシネレシス(離シヨウ)現象を有す
る安定ゲルを与え、深い油田に40℃〜100℃以上
の可変温度で、数分〜数時間で変えうる制御可能
な時間でゲル化する充填流体を最良の費用で得る
ことにある。
The problem to be solved is to provide a stable gel with high sealing ability, i.e. as low as possible shrinkage and syneresis phenomenon, and to provide a stable gel with high sealing ability, i.e. as low as possible shrinkage and syneresis phenomenon, which can be applied to deep oil fields at variable temperatures from 40°C to more than 100°C for several minutes to several minutes. The objective is to obtain at best cost a filling fluid that gels in a controllable time that can be varied over time.

ポリサツカライドまたはポリアクリルアミドの
如き有機重合体の水性溶液のゲル化からのゲル
(ケミカル・エンジニアリング・レヴユー1977年
1月24日、第12頁〜第13頁)は一般に時間経過中
に徐々に劣化し、従つて除去しなければならな
い。
Gels from the gelation of aqueous solutions of organic polymers such as polysaccharides or polyacrylamides (Chemical Engineering Review January 24, 1977, pp. 12-13) generally degrade gradually over time. and must therefore be removed.

従つてシリカを基にした鉱物重合体ゲルが求め
られている。アルカリ金属ケイ酸塩の水性溶液を
シリカ重合体ゲルに変えるため、当業者に硬化剤
と称されている反応性ゲル化物質を使用する必要
があり、得られるゲルの量は一部それに依存して
いる。かかる反応性ゲル化物質が金属塩または酸
であるとき、早すぎるゲル化が得られ、このため
ゲルはストーリングロツク中で分散が悪くなり、
その増大した粘度のため充填剤の注入が困難もし
くは不可能にさえなる。
There is therefore a need for silica-based mineral polymer gels. In order to convert an aqueous solution of alkali metal silicate into a silica polymer gel, it is necessary to use a reactive gelling substance, referred to in the art as a curing agent, and the amount of gel obtained depends in part on it. ing. When such reactive gelling substances are metal salts or acids, premature gelation is obtained and the gel is therefore poorly dispersed in the stalling lock.
Its increased viscosity makes injection of filler difficult or even impossible.

加水分解による水素酸の放出をする有機ハロゲ
ン化分解性生成物による金属塩または酸の置換は
実際上ゲルを生ぜしめず、高すぎる酸性度のため
高シネレシス割合を提供する非干渉性シリカ塊体
をもたらす。低分子量のアルデヒドを基にした硬
化剤は、ホルムアルデヒドの場合長すぎる許容し
得ない硬化時間を有し、グリオキサールの場合短
かすぎる許容し得ない硬化時間を有する、何れの
場合においても40℃〜100℃以上の可変温度に調
整しうるが困難である。
Replacement of metal salts or acids by organohalogenolytic decomposition products with hydrolytic release of hydrogen acids practically does not result in gels, and non-interfering silica masses provide high syneresis rates due to too high acidity. bring about. Curing agents based on low molecular weight aldehydes have an unacceptable curing time that is too long in the case of formaldehyde and too short in the case of glyoxal, in both cases from 40 °C to Although it is possible to adjust the temperature to a variable temperature of 100℃ or more, it is difficult.

従つて本発明の目的は上述した問題の満足でき
る解決を計ること、即ち地を圧密または封止する
ため地中に注入し、アルカリ金属ケイ酸塩の水性
溶液を基にし、無毒性で、高封止能力の安価なゲ
ルを作ることができ、低収縮率、低シネレシス割
合で、高温および高圧に供されたときでさえ時間
経過中安定であり、40〜100℃以上の温度で数分
〜数時間の調整しうる硬化時間を有する流体組成
物を提供することにある。
It is therefore an object of the present invention to provide a satisfactory solution to the above-mentioned problem, namely to provide a non-toxic, high-quality solution based on aqueous solutions of alkali metal silicates, which are injected into the earth for the purpose of consolidating or sealing the earth. Cheap gels of sealing ability can be made, with low shrinkage, low syneresis rate, stable over time even when subjected to high temperatures and pressures, and at temperatures above 40-100 °C for several minutes. The object is to provide a fluid composition with an adjustable curing time of several hours.

しかしながら本発明は驚いたことに、ホルムア
ルデヒド、グリオキサールまたはグリオキサール
とホルムアルデヒドの混合物と、尿素の縮合生成
物である一定の水溶性アミノプラスト樹脂と、ア
ルカリ金属ケイ酸塩の水溶液との混合物が、高温
高圧でさえも安定であり、無毒性であり、高価で
なく、高封止性で、低収縮率、低シネレシス割合
および高硬化時間を有するかかるシリカゲを作る
ことを見出した。
However, the present invention surprisingly provides that a mixture of formaldehyde, glyoxal or a mixture of glyoxal and formaldehyde, a water-soluble aminoplast resin which is a condensation product of urea, and an aqueous solution of an alkali metal silicate can be used at high temperatures and pressures. It has been found to make such silicage gels that are stable, non-toxic, inexpensive, highly sealable, have low shrinkage, low syneresis rates and high curing times.

従つて本発明による地中に注入するための組成
物は、ホルムアルデヒド、グリオキサールまたは
グリオキサールとホルムアルデヒドの混合物と尿
素の縮合生成物である少なくとも1種の水溶性ア
ミノプラスト樹脂およびアルカリ金属ケイ酸塩の
水溶液からなる。
The composition for underground injection according to the invention therefore comprises an aqueous solution of at least one water-soluble aminoplast resin which is a condensation product of formaldehyde, glyoxal or a mixture of glyoxal and formaldehyde and urea and an alkali metal silicate. Consisting of

使用するアルカリ金属ケイ酸塩の水性溶液は当
業者がこの分野で普通に使用するものである。例
えば本発明による組成物は、100cm3について、
1.36〜1.38の密度、3.35に等しいSiO2/Na2Oの
重量比のケイ酸ナトリウムの市販水溶液10〜30cm3
を含有する。
The aqueous solutions of alkali metal silicates used are those commonly used in this field by those skilled in the art. For example, the composition according to the invention for 100 cm 3
Commercial aqueous solution of sodium silicate 10-30 cm 3 with a density of 1.36-1.38 and a weight ratio of SiO 2 /Na 2 O equal to 3.35.
Contains.

経験では、40〜80℃の温度範囲内で尿素−グリ
オキサール樹脂が特に有効であり、80〜100℃の
高温には尿素−グリオキサール−ホルムアルデヒ
ド樹脂が良く適していることを示す。100℃より
高い温度に対しては尿素−ホルムアルデヒド樹脂
が好ましい。
Experience shows that urea-glyoxal resins are particularly effective within the temperature range of 40-80°C, while urea-glyoxal-formaldehyde resins are well suited for higher temperatures of 80-100°C. For temperatures above 100°C, urea-formaldehyde resins are preferred.

この種の水溶性アミノプラスト樹脂は仕上げ樹
脂として繊維工業で知られており使用されてい
る、そしてそれらの幾つかは文献、例えばテキス
タイル・リサーチ・ジヤーナル1969年、第39巻、
第86頁〜第93頁;エンサイクロピーデイア・オ
ブ・ケミカル・テクノロジー第3版、第2巻第
454頁〜第456頁、1979年ニユーヨーク市ジヨン・
ウイリー・アンド・サンズ発行に記載されてい
る。
Water-soluble aminoplast resins of this type are known and used in the textile industry as finishing resins, and some of them are listed in the literature, such as Textile Research Journal 1969, Vol. 39;
Pages 86-93; Encyclopedia of Chemical Technology 3rd Edition, Volume 2
pp. 454-456, 1979 New York City
Published by Willie & Sons.

これらの水溶性アミノプラスト樹脂は既知の方
法、例えば100℃以下の温度で、5〜9のPHで水
性媒体中で、尿素をホルムアルデヒドまたはグリ
オキサール、またはグリオキサールとホルムアル
デヒドの混合物、または連続的にグリオキサール
を次いでホルムアルデヒドと縮合させて作る。こ
れらの各構成成分のモル比は広い範囲で変えるこ
とができ、これらの樹脂は或る場合には乾燥材料
70重量%に達しうる濃度で一般に水溶液の形で得
られる。
These water-soluble aminoplast resins can be prepared by known methods, for example by adding urea to formaldehyde or glyoxal, or a mixture of glyoxal and formaldehyde, or continuously adding glyoxal to the resin in an aqueous medium at a pH of 5 to 9 at a temperature below 100°C. It is then condensed with formaldehyde. The molar ratio of each of these components can vary over a wide range, and in some cases these resins can be
It is generally obtained in the form of an aqueous solution in concentrations that can reach 70% by weight.

簡単な研究室試験で、一定温度での所望硬化時
間およびシネレシス割合を有する本発明による組
成物を得るため、アルカリ金属ケイ酸塩の水性溶
液中に導入すべき水溶性アミノプラスト樹脂の種
類および量を容易に決定できる。
In simple laboratory tests, the type and amount of water-soluble aminoplast resin to be introduced into the aqueous solution of the alkali metal silicate in order to obtain a composition according to the invention with the desired curing time and syneresis rate at a constant temperature. can be easily determined.

これらの試験は、一連のストツパーを設けた広
口フラスコ中に、密度1.36〜1.38、3.35の重量比
のケイ酸ナトリウムの水溶液例えば20cm3、次いで
Xgの水溶性アミノプラスト樹脂および組成物の
最終容量を100cm3にするための水を供給し、一般
に40〜100℃の一定温度θで行なう。組成物が上
下に倒したときもはや流れなくなつたとき観察で
きる塊体への硬化およびその前の組成物の製造と
の間の時間間隔が硬化時間を決定する。シネレシ
ス割合は温度θで5日貯蔵後ゲルから分離された
液体の容量を測定して評価し、ゲル100cm3につい
てのcm3数で表わす。
These tests are carried out by introducing an aqueous solution of sodium silicate, e.g.
X g of water-soluble aminoplast resin and water to bring the final volume of the composition to 100 cm 3 are fed, generally at a constant temperature θ of 40-100°C. The time interval between hardening into a mass, which can be observed when the composition no longer flows when tipped over, and the previous production of the composition determines the hardening time. The syneresis rate was evaluated by measuring the volume of liquid separated from the gel after 5 days of storage at temperature θ and expressed in cm 3 per 100 cm 3 of gel.

研究室試験から開始して、使用した水溶性アミ
ノプラスト樹脂の量または温度の何れかによる硬
化時間の計算を可能にするものの如く種々の曲線
をプロツトする。上述した如き水溶性アミノプラ
スト樹脂に対する非常に容易な評価および硬化時
間およびシネレシス割合決定のための試験の簡便
性は、問題を解決する本発明による組成物を現実
のものとすることができる。
Starting from laboratory tests, various curves are plotted, such as those that allow calculation of curing time depending on either the amount of water-soluble aminoplast resin used or the temperature. The very easy evaluation of water-soluble aminoplast resins as described above and the simplicity of testing for determination of cure time and syneresis rate can make problem-solving compositions according to the invention a reality.

例示すると、市販の尿素−グリオキサール−ホ
ルムアルデヒド樹脂であるアルコフイツクスNG
(ARKOFIX NG)5,4および3gをそれぞれ
用い、上述した条件の下95℃の温度で0の離シネ
レシス割合および80,90および120分の硬化時間
を得ることができる。同じ条件の下、1.8に等し
いホルムアルデヒド対尿素のモル比を有する市販
の尿素−ホルムアルデヒド樹脂4gを用いて180
分の硬化時間および0のシネレシス割合が得られ
る。2.1に等しいグリオキサール対尿素のモル比
を有し、50重量%の水溶液の形の尿素−グリオキ
サール樹脂3gを用い、上述した条件の下、40℃
で3日、60℃で380分、80℃で95分の硬化時間を
得ることができ、全ての場合においてシネレシス
割合は5%より小である。
For example, Alcofix NG, a commercially available urea-glyoxal-formaldehyde resin,
Using 5, 4 and 3 g of (ARKOFIX NG), respectively, it is possible to obtain a release syneresis rate of 0 and curing times of 80, 90 and 120 minutes at a temperature of 95° C. under the conditions described above. Under the same conditions, using 4 g of commercially available urea-formaldehyde resin with a molar ratio of formaldehyde to urea equal to 1.8
A cure time of minutes and a syneresis rate of 0 are obtained. Using 3 g of urea-glyoxal resin in the form of a 50% by weight aqueous solution with a molar ratio of glyoxal to urea equal to 2.1 at 40° C. under the conditions described above.
Curing times of 3 days at 60° C. and 95 minutes at 80° C. can be obtained, with a syneresis rate of less than 5% in all cases.

本発明の組成物はその構成成分を単に混合する
ことによつて非常に容易に得られる。通常選択し
た水溶性アミノプラスト樹脂を所望量のアリカリ
金属ケイ酸塩の市販の水性溶液中に溶解し、次い
で必要あれば得られた溶液を所望濃度にする。
The composition of the invention is very easily obtained by simply mixing its constituent components. Typically, the selected water-soluble aminoplast resin is dissolved in the desired amount of a commercially available aqueous solution of alkali metal silicate, and the resulting solution is then brought to the desired concentration, if necessary.

上述した如く、アルカリ金属ケイ酸塩および尿
素−ホルムアルデヒド、尿素−グリオキサール、
または尿素−グリオキサール−ホルムアルデヒド
縮合の少なくとも1種の水溶性アミノプラスト樹
脂からなる本発明による組成物は、多孔性地、特
に油の補助回収に供される油田中のストーリング
ロツクを充填するための流体を作るのに特に有用
である。しかしながらトンネル、ダムおよびこの
種の他の地下構築物を作るとき地の圧密に使用し
て成功できる。
As mentioned above, alkali metal silicates and urea-formaldehyde, urea-glyoxal,
The composition according to the invention, consisting of at least one water-soluble aminoplast resin of urea-glyoxal-formaldehyde condensation or urea-glyoxal-formaldehyde condensation, is suitable for filling porous bodies, in particular stalling locks in oil fields subjected to auxiliary recovery of oil. Particularly useful in making fluids. However, it can be successfully used in soil consolidation when building tunnels, dams and other underground structures of this kind.

本発明を純粋に説明の形で示したが、それに全
く限定するものでなく、本発明の範囲を逸脱する
ことなくその有用な改変をなしうることは判るで
あろう。
Although the invention has been presented in purely illustrative form, it is in no way limited to it and it will be understood that useful modifications may be made thereto without departing from the scope of the invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 アルカリ金属ケイ酸塩および少なくとも1種
の水溶性アミノプラスト樹脂からなる地中に注入
するのに用いる組成物であつて、前記水溶性アミ
ノプラスト樹脂が、ホルムアルデヒド、グリオキ
サールおよびグリオキサールとホルムアルデヒド
の混合物からなる群から選択したアルデヒドと尿
素の縮合生成物であることを特徴とする組成物。 2 油回収を助けるのに用いる特許請求の範囲第
1項記載の組成物。 3 地を圧密にするのに用いる特許請求の範囲第
1項記載の組成物。
[Scope of Claims] 1. A composition for use in underground injection comprising an alkali metal silicate and at least one water-soluble aminoplast resin, wherein the water-soluble aminoplast resin contains formaldehyde, glyoxal and A composition characterized in that it is a condensation product of urea and an aldehyde selected from the group consisting of mixtures of glyoxal and formaldehyde. 2. A composition according to claim 1 for use in aiding oil recovery. 3. The composition according to claim 1, which is used to compact soil.
JP3626285A 1985-02-25 1985-02-25 Injection composition for filling and reinforcing ground Granted JPS61196096A (en)

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