NL8401385A - Werkwijze voor het winnen van koolwaterstoffen uit een ondergrondse formatie. - Google Patents

Description

* i- K 9617

WERKWIJZE VOOR HET WINNEN VSN KCXjO®IERSTOEFEN ÜTT EEN ONDERQÏDNDSE FORMATIE

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het winnen van koolwaterstoffen uit een ondergrondse formatie via een put welke op het niveau van de formatie tenminste gedeeltelijk omringd is door zandkorrels.

5 Binnen het kader van de conclusies en de beschrijving dient onder de uitdrukking "zandkorrels" te worden verstaan korrels welke nagenoeg geheel uit silica bestaan. De zandkorrels bestaan hetzij uit korrels die oorspronkelijk in de formatie aanwezig zijn, hetzij uit korrels die in of rond de put zijn toegevoerd 10 voor het opvullen van holle ruimten rond de put, voor het vormen van een grindmantel, of voor welke andere reden dan ook.

Vcorkanen dient te worden dat zandkorrels die door de vloeistofstrcan uit de formatie worden meegevoerd in de put straten. Een dergelijke toestroming van zandkorrels leidt tot 15 verzanding van de put waardoor kostbare reinigingsoperaties noodzakelijk zijn wanneer de produktiesnelheid van de put afneemt. Verder zal de stijgbuis in de put alsmede de apparatuur aan het oppervlak worden beschadigd door de erosieve werking van die zandkorrels welke door de vlceistofstroan naar het oppervlak 2o worden meegevoerd.

Toestroming van zandkorrels in een put zal plaatsvinden wanneer de hechting tussen de formatiezandkorrels niet sterk genoeg is on weerstand te bieden aan de krachten die daarop worden uitgeoefend door de vloeistof strcan welke door de poriën-25 ruimte van de formatie in de put stroomt. Een van de methoden waarmee dit zandprdbleem kan worden opgelost is het in de put aanbrengen van een grindmantel, welke uit een ongeconsolideerde hoeveelheid zandkorrels van een vooraf bepaalde afmeting bestaat, 8401335 r i ( - 2 - welke korrels op hun plaats worden gehouden door middel van een zeefpijp. De zeefpijp is een korte mantelbuis die het buitenvlak van de producerende formatie beschermt en die door zijn zeef-eigenschappen voorkomt dat de zandkorrels uit de formatie in de 5 put strcmen.

Een grindcarmanteling mislukt wanneer gedurende lange perioden hete waterige fluïda door de mantel strcmen. De korrels worden gedeeltelijk in het hete fluïdum opgelost, en door het met dit oplossen gepaard gaande kleiner worden van de afinetingen 10 van de korrels kunnen de korrels door de openingen in de zeefpijp in de put strcmen.

Verder kan een zandprobleem in een put ontstaan wanneer een heet waterig fluïdum door een aangrenzende formatie van kiezel-houdende aarde wordt gevoerd waarbij de zandkorrels door een uit 15 silicaat bestaand cementeringsmateriaal met elkaar worden verbonden. Ofschoon er in een dergelijke put geen zandprobleem zal ontstaan wanneer er fluïda met een lagere temperatuur doorheen worden gevoerd, zal blijken dat hete waterige fluïda het uit silicaat bestaande cementeringsmateriaal oplossen, 20 waardoor de hechting tussen de korrels zodanig wordt verzwakt dat de sterkte van de hechting onvoldoende is cm weerstand te bieden aan de krachten die door de fluïdumstrocm welke uit de formatie in de put stroomt op de korrels worden uitgeoefend. De zandkorrels worden aldus van elkaar af geschoven en betreden de 25 put.

Het is gebleken dat het grootste deel van de consolidatiemethoden die geschikt zijn in formaties waarbij betrekkelijk koude fluïda door de putten en de formaties rondom de putten strcmen, in gebreke blijft wanneer de in de formatie toegepaste 30 winningsnethode vervangen door een methode die het gebruik van hete waterige fluïda cmvat. Er is weliswaar een beperkt aantal methoden waarmee de formatie bestand kan worden gemaakt tegen de aantasting van hete fluïda, doch deze methoden zijn te kostbaar voor praktische toepassing. Een van deze methoden worden 8401385 * 4 - 3 - beschreven In het Amerikaanse octrooischrift 3,393.737. Hierbij ; wordt een elektrolyt! sche metaalverbinding in de vloeibare fase in de formatie geïnjecteerd, waardoor een ononderbroken metaal" laag over het oppervlak van de met de verbinding in aanraking 5 gebrachte zandkorrels wordt af gezet. Ofschoon deze metaallaag een doeltreffende bescherming vormt tegen degradatie tengevolge van hete waterige fluïda die langs de zandkorrels en de -eventueel aanwezige - natuurlijke hechting tussen de korrels, heeft er geen wijdverbreide toepassing van deze methode plaats 10 gevonden aangezien deze methode chemisch gecompliceerd is en derhalve kostbaar andat met deze werkwijze hoog gekwalificeerde chemici zouden moeten worden belast.

Het Amerikaanse octrooischrift 4.323.124 beschrijft een methode voor het tegengaan van het oplossen van grindmantel en 15 formatiezandsteen tijdens het injecteren van water of stocm door het oppervlak van het zand en het grind te voorzien van een uit vette lecithinefilm bestaande deklaag. Een nadeel is dat voor de lecithine de aanwezigheid van een dispergeermiddel noodzakelijk is teneinde de lecithine in de waterfase van de behandelings-20 vloeistof te dispergeren.

In het het Amerikaanse octrooischrift 3.437.443 wordt aangeraden het probleem op te lossen door silica op te lossen in de vloeibare fase van het te injecteren hete fluïdum. Door toepassing van een verzadigde silica-oplossing wordt de zand-25 formatie beschermd tegen het uitlogen door het hete fluïdum.

Zelfs zandkorrels die van te voren geconsolideerd zijn door een emulsie van waterglas en kerosine gevolgd door een waterige oplossing van calciumchloride bleken onoplosbaar te zijn in de door silica oververzadigde hete waterige stuwingsfluïda. De 30 proeven waarbij een oververzadigde silica-oplossing werd toegepast als een heet waterige fluïdum gaven te zien dat er geen degradatie van het geconsolideerde zand plaatsvond, dit in tegenstelling tot het gebruik van riatriumaluminaatcplossingen die het geconsolideerde zand nagenoeg even snel bleken te 35 degraderen als zoet water.

8401385 * * - 4 -

Een nadeel van het gebruik van oververzadigde silicaat-oplossingen is echter dat door de hoeveelheid silica die zich op de zandkorrels af zet’ warneer de oplossing in de formatie afkoelt, de permeabiliteit in de formatie af neemt, waardoor steeds hogere 5 drukken nodig zijn cm een constante injectiesnelheid van het hete waterige fluïdum in de formatie te handhaven. Dergelijk verhoogde injectiedrukken kunnen zelfs tot breukvorming in de formatie leiden, waardoor het injectiefluidum cm grote formatiedelen heen wordt ongeleid.

10 Aanvraagster heeft thans gevonden dat het oplossen van kiezelhoudend materiaal rond een put door een waterige vloeistof welke door de poriënruimte van een dergelijk materiaal strocmt op een eenvoudigere manier kan worden verminderd dan met tot dusverre bekende werkwijzen. De werkwijze volgens de uitvinding 15 kan worden toegepast cm het oplossen van zandkorrels wanneer deze in aanraking konen met hete waterige fluida te verminderen, welke korrels hetzij tot de oorspronkelijke structuur van de formatie behoren, hetzij deel uitmaken van het materiaal dat in de put wordt aangebracht nadat de put is geboord, zoals de 20 grindmantel.'

De methode is ook geschikt cm het degraderen van kiezelhoudend cementeringsmateriaal dat oorspronkelijk tussen de formatie korrels aanwezig is te verminderen wanneer het cementeringsmateriaal in aanraking kont met een hete waterige 25 vloeistof die daar doorheen strocmt. De methode kan ook worden gebruikt cm door formatiewater veroorzaakte degradatie van het bindmiddel tussen de korrels welke door middel van hydrolyse van siliciumpolyhalogenide kunstmatig zijn geconsolideerd, tegen de gaan.

30 In de werkwijze volgens de uitvinding wordt koolwaterstof- fluïdum gewonnen uit een put die op het niveau van de formatie tenminste gedeeltelijk omringd is door zandkorrels, welke korrels, indien kunstmatig geconsolideerd, zijn geconsolideerd door de werking van siliciumpolyhalogenide. De methode omvat het 8401385 * % - 5 - doorvoeren van een waterige vloeistof door de permeabele poriën- .

ruimte van genoemde zandkorrels. Teneinde te voorkanen dat losse zandöeeltjes de put binnendringen/ wordt tenminste eenmaal een oplossing van Al-ianen gevormd door deze ionen toe te voegen aan 5 een polair oplosmiddel, waarna de zandkorrels in aanraking komen met genoemde oplossing.

In een uitvoeringsvorm van de uitvinding worden de waterige vloeistof en de oplossing, welke een tenperatuur van meer dan 50°C hefcben, via de put in de formatie gevoerd.

10 De waterige vloeistof en/of de oplossing kan (kunnen) in de aanwezigheid van stoom in de formatie worden geïnjecteerd.

Het oplosmiddel waaraan Al-ionen worden toegevoegd kan water, ethanol of elke andere polaire vloeistof of mengsels daarvan zijn. Wanneer de waterige vloeistof via de put in de 15 formatie wordt geïnjecteerd, kan tenminste een deel van de waterige vloeistof tenminste een deel van het oplosmiddel waaraan Al-ionen zijn toegevoegd vormen.

Wanneer de korrels kunstmatig geconsolideerd zijn door middel van siliciumtetrahalogem.de, kan de aldus gevormde 20 cementeringshechting tegen oplossing door formatiewater dat tezamen met olie en/of gas uit de formatie in de put stroomt, worden beschermd door de korrel te behandelen met een oplossing van Al-ionen in een polair oplosmiddel. Deze oplossing wordt door de put naar het zand gevoerd, en hetzij gedurende een 25 vooraf vastgestelde periode in stilstaande toestand in de te behandelen zone gehouden, hetzij met een betrekkelijk lage snelheid daar doorheen geveerd. Deze behandeling kan eenmaal of periodiek worden uitgevoerd.

Zoals in het voorafgaande reeds is waargenomen is de 30 onderhavige methode geschikt cm kiezelhoudende formaties en grindmantels waarin de korrels uit kiezelhoudend materiaal bestaan te beschermen tegen degradatie tengevolge van de werking van waterige vloeistoffen die daar doorheen stremen. De zandkorrels van een formatie worden hetzij op natuurlijke hetzij op 8401335 - 6 tr % kunstmatige wijze geconsolideerd door de werking van silicium-polyhalogenide. De korrels van een grindmantel zijn gewoonlijk ongeconsolideerd, doch in het geval dat ze kunstmatig geconsolideerd zijn behoort dit te zijn gedaan door de werking van 5 siliciumpolyhalogenide.

Zandsoorten die op natuurlijke wijze zijn geconsolideerd zijn aanwezig in een aantal formaties. Voor deze zandsoorten is geen consolidatiebehandeling door middel van een siliciumpolyhalogenide vereist, tenzij de druksterkte ervan onvoldoende is 10 om de zandkorrels op hun plaats te houden bij de stromingssnel-heden van fluida die door de poriënruimte van de korrels worden geproduceerd.

Alvorens de werkwijze volgens de uitvinding uit te voeren in een produktieput, dienen alle zandkorrels rand de put op het 15 produktieniveau ervan die tijdens de produktieperiode de put kunnen binnendringen te worden behandeld met siliciumpolyhalogenide teneinde de zandkorrels onderling te verbinden of de oorspronkelijk aanwezige hechting tussen de korrels te versterken.

20 Injectieputten waarin zandproblemen kunnen voorkanen bij het in de put terugstrcmen van fluïdum worden meestal voorzien van een grindmantel. Voor een dergelijke mantel is voor de onderlinge hechting tussen de korrels van de mantel geen behandeling met siliciumpolyhalogenide vereist aangezien de 25 korrels van de mantel opgesloten worden tussen de zeefpijp en de formatie.

Siliciumpolyhalogenide kan in het veld op eenvoudige wijze worden toegepast voor het consolideren van ongeconsolideerde formaties, voor het vergroten van de druksterkte van incanpe-30 tente formaties, en voor het onderling met elkaar verbinden van losse zandkorrels in of rond putten. Geschikte siliciumpoly-halogeniden hebben een waterreactiviteit die nagenoeg gelijk is aan die van siliciumtetrachloride. Voorbeelden van dergelijke halogeniden zijn siliciumtetrachloride, siliciumhexachloride, 35 siliciumoctochloride, en siliciumtetrafluoride.

8401385 #. » - 7 - t

Consolidatiemethcdeii met behulp van siHciumtetrahalogenide worden uitgebreid beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.055.426 en in het Britse octrooischrift 1.536.209. Bij de consolidatiemethode volgens het Amerikaanse octrooischrift 5 3.055.426 wordt een oplossing van siliciumtetrachloride en olie in een oliehoudende formatie gevoerd. Het siliciumtetrachloride reageert met het hechtwater in de poriënruimte van de formatie waarbij het een hydrolysereactie ondergaat en een neerslag vormt dat de zandkorrels aan elkaar hecht zender dat de permeabiliteit 10 van de behandelde zone merkbaar woedt verminderd. Het Amerikaanse octrooischrift 3.055.425 vermeldt het gedurende teminste zes uur toepassen van warmte tot een temperatuur van ongeveer 150°C in de door de werking van siliciumtetrahalogenide geconsolideerde zone teneinde de geconsolideerde zone de stabiliseren tegen het 15 er doorheen stromende water. De verhitting kan worden uitgevoerd met behulp van een heet fluïdum zoals stoom of water. Door aanvraagster uitgevoerde proeven gaven na behandeling van de zone met een heet waterig fluïdum echter geen aanwijzing van een merkbare vermindering van de degradatie van de geconsolideerde 20 zone. Volgens hetzelfde octrooischrift kan de warmte ook worden geleverd door een onder in de put aangebrachte brander. Een nadeel is dat het gebruik van een dergelijke brander een gecompliceerde en kostbare methode is.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.070.161 beschrijft een 25 methode voor het stabiliseren van een door de werking van siliciumtetrahalogenide geconsolideerde zone tegen de werking van water door de geconsolideerde zone olie-bevochtigbaar te maken. Aanvraagster vond echter dat deze behandeling tot een aanzienlijke vermindering van de permeabiliteit van de zone 30 leidt.

De methode volgens het Britse octrooischrift 1.536.209 is ontworpen voor het consolideren van incompetente delen van een silicaatformatie welke gas bevat, zoals een koolwaterstof gas. Siliciumtetrahalogenide wordt in gasvorm tezamen met een draag- 8401385 i * - 8 - gas via de put in de formatie geïnjecteerd. Het siliciumtetra-halogenidegas wordt opgelost in het hechtwater dat aanwezig is op de wanden van de poriënruimte in de gashoudende formaties.

Het siliciumtetrahalogenide wordt gehydrolyseerd, waarbij zich 5 een neerslag vormt dat de zandkorrels samenhecht (wanneer de formatie ongeconsolideerd is) of de hechting tussen de zandkorrels versterkt (wanneer de formatie van nature geconsolideerd is doch een lage druksterkte heeft). Deze methode kan ook worden gebruikt in een oliehoudende formatie waarbij het te behandelen 10 gedeelte vooraf door een gasinjectie ontdaan is van olie. Het geconsolideerde materiaal bleek in stilstaand water stabiel te zijn. Teneinde het geconsolideerde materiaal te beschermen tegen stranand water werd aangeraden het materiaal olie-bevochtigbaar te maken, hetzij alleen aan het oppervlak ervan, hetzij door 15 nagenoeg het gehele materiaal heen. Helaas bleek de weerstand tegen de inwerking van stranend water echter betrekkelijk gering te zijn. Alvorens de uitvinding meer gedetailleerd te beschrijven, zullen in de volgende alinea's enige algemene waarnemingen worden vermeld.

20 Voorbeelden van middelen die geschikt zijn voor toepassing in de werkwijze volgens de uitvinding, welke middelen - na te zijn opgelost in een oplosmiddel zoals water - Al-ionen af geven, zijn onder andere aluminiumcitraat, aluminiumchloride en natriumaluminaat. Aluminiumchloride geniet de voorkeur wanneer 25 de oplossing een pH heeft van minder dan 4. Bij en pH van meer dan 11,5 geniet het de voorkeur natriumaluminaat te gebruiken als een bron voor Al-ionen. Aluminiumcitraat kan in het algemeen worden gebruikt, doch is in het bijzonder van toepassing in waterige oplossingen met een pH van 4 tot 11,5.

3Q Het zal duidelijk zijn dat de hoeveelheid Al-ionen zodanig wordt gekozen dat deze doeltreffend voor het voorkcmen of tenminste voor een aanzienlijk verminderen van de degradatie van het geconsolideerde deel van de formatie waardoor fluida uit het grootste deel van de formatie in de put strcmen en vice versa.

8401385 - 9 -

Een geschikte hoeveelheid van deze middelen wanneer zij worden toegepast voor het (periodiek) behandelen van een kunstmatige geconsolideerde formatie of kunstmatig geconsolideerde grindmantel tegen de inwerking van formatiewater (zoals 5 hechtwater dat uit een gasformatie wordt geproduceerd) ligt tussen 0,5 en 100,000 dpn aluminium in een oplossing van een polair oplosmiddel. Bijzonder geschikte concentraties aan Al-ianen liggen tussen 10 en 50.000 dpn. De oplossing wordt verkregen door de middelen te mengen met een hoeveelheid polair 10 oplosmiddel, zoals water. De oplossing wordt toegevoerd in de formatieporiënruimte van de zone die eerder geconsolideerd is met behulp van siliciunpolyhalogenide, en wordt daarin gedurende een vooraf vastgestelde periode in stilstaande toestand gehouden. De behandeling kan zoveel maal als vereist worden herhaald. De 15 oplossing kan ook langzaam door de te behandelen zone worden gepcnpt.

Wanneer de koolwaterstofwinningsmethode de stap onvat waarbij een heet waterige fluïdum in de formatie wordt geïnjecteerd, kunnen de middelen continu of periodiek worden toegevoegd 20 aan de strccm heet waterig fluïdum die in de put wordt geïnjecteerd. Een geschikte hoeveelheid van het behandelingsmiddel ligt tussen 0,5 en 100.000 dpm aluminium in de vloeibare fase van het hete waterige fluïdum dat geïnjecteerd wordt cm de winnings-snelheid van koolwaterstoffen uit de formatie te verhogen.

25 Bijzonder geschikte concentraties aan Al-ianen liggen tussen 10 en 50.000 dpn.

Het hete waterige fluïdum dat in een van de uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding geïnjecteerd kan worden om olie in een ondergrondse formatie te verdringen naar ëén of meer 30 produktieputten die in de formatie doordringen, kan of heet water of natte stocm zijn. De natte stocm bestaat gedeeltelijk uit stocm en gedeeltelijk uit heet water. Het hete water kan zowel zouten als andere middelen omvatten die met opzet aan het hete water zijn toegevoegd voor andere doeleinden dan het 8*01385

* V

' - 10 - beschermen van de consolidatie van de formatie tegen de inwerking van hete fluïda. Dergelijke middelen kunnen toegevoegd zijn voor het uitvoeren van oppervlaktebehandelingen van het injectiewater voordat het water in de put wordt geïnjecteerd.

5 Zeer bekende middelen voor dit doel zijn kalksoda (weekmaker), aitmoniumbisulfiet (middel voor het verwijderen van zuurstof) en polyfosfonaat (middel voor het afremmen van ketelsteenvorming).

Wanneer pekel gebruikt wordt als injectiefluïdum, kan deze pekel zeer kleine hoeveelheden Al-ionen bevatten. Deze hoeveel-10 heden Al-ionen die oorspronkelijk aanwezig zijn in het water dat beschikbaar is ter plaatse waar de verbeterde oliewinnings-methode wordt uitgevoerd, zijn in het algemeen minder dan 0,2 dpm, en zijn te gering cm op doeltreffende wijze degradatie van de geconsolideerde formatie te voorkcnen. Daartoe dient de 15 hoeveelheid Al-ionen in de pekel te worden vergroot tot een zodanig niveau dat dergelijke degradatie- wordt voorkomen.

De snelheid waarmee degradatie van de formatie plaatsvindt wanneer er een waterig fluïdum doorheen wordt gevoerd, wordt door de aanwezigheid van Al-icnen in het fluïdum minder of wordt 2Q zelfs tot staan gebracht.

Het is nog niet volledig bekend hoe het mechanisme waardoor Al-ionen in staat zijn de degradatie van de grindmantel of formatie te voorkomen, werkt. Een. van de theoriën echter is dat bij aanwezigheid van water tenminste enkele Al-ionen omgezet 25 worden in aluminaat-ionen welke reageren met het silicaoppervlak van een grindmantel of formatie, waardoor betrekkelijk onoplosbaar aluminosilicaat ontstaat.

De uitvinding zal thans bij wijze van voorbeeld aan de hand van de volgende voorbeelden en ontwerpen voor een veldexperiment 30 nader worden toegelicht.

VOORBEELD I

Een hoeveelheid van 200 gram Ottawa zand met maaswijdte van 20/40 mesh werd in een cilindervormige kemhouder gecomprimeerd, en daar werd vloeibaar water (pH =6,2) met een snelheid van 3401385 τ- » - 11 - 100 ffll/mln. bij een temperatuur van 350°C en een druk van 200 bar doorheen gepompt. Met behulp van een spectrofotcmeter werd op gezette tijden de silicaconcentratie in het uittredende water geneten. Gemiddeld werd een concentratie van 500 dpn gedetec-5 teerd. In een tweede experiment werd door dezelfde massa en onder dezelfde omstandigheden als in het eerste experiment een waterige Na-aluminaatcplossing (pH = 12,7) die 50 dpm Al bevatte gepapt. Nadat 350 ml (= 8 poriën volumes) van bovengenoemde Na-aluminaatcplossing was verpopt, bleek dat de silicaconcen-10 tratie in de uittredende vloeistof verminderd was van 500 tot 4 140 dpm. De mate waarin silica door een heet waterig fluïdum wordt opgelost wordt derhalve door toevoeging van Al-ianen aan het fluïdum aanzienlijk verminderd. Het zal derhalve duidelijk zijn dat deze methode aantrekkelijk is voor het verminderen van 15 de mate waarin de zandkorrels van een grindmantel in een injectieput worden cpgelost, door welke injectieput voor verhoogde oliewinningsdoeleinden continue injectie van hete waterige vloeistof plaatsvindt.

VCQRREEfD II

20 Een hoeveelheid van 250 gram Oude Pekela-zand werd gemengd met 5% water en in een kernhouder gecomprimeerd. De massa werd vervolgens door de werking van siliciumtetrachloride geconsolideerd door het siliciumtetrachloride in de dampfase door de poriënruimte van de waterbevochtigde zandkorrels te voeren.

25 Daarna werd leidingwater met verschillende pcmpsnelheden door de poriënruimte gespoeld en werd de silicaconcentratie van de ' uittredende vloeistof gecontroleerd (zie tabel A). Dit werd gevolgd door in de kam een waterige aluminiurrcitraatoplossing (pH = 8), welke 5400 dpm Al bevatte, te papen, waarna de kern 30 van een periode van 16 uur werd afgesloten. Daarna werd het papen van leidingwater hervat en de silicaconcentratie in de uittredende vloeistof gecontroleerd. Uit de in tabel A vermelde resultaten blijkt dat door de behandeling met aluminiumcitraat de silicaoplosbaarheid aanzienlijk was verminderd. Tengevolge 8401395

✓ V

- 12 - daarvan was de silicahechting tussen de korrels minder opgelost dan voor de behandeling met aluminiumcitraat, hetgeen slechts tot een geringe vermindering van de druksterke van de .geconsolideerde zandmassa zal leiden.

TABEL A

Actie/ panpsnelheid Silicacancentratie toestand snelheid in uittredende (cc/min.) vloeistof (dpn)

Voor behandeling 0,3 260 0,5 260 4,7 220

Na behandeling 0,5 20 met Al-citraat 5 6 5 Alle experimenten van Voorbeeld II zijn uitgevoerd bij een temperatuur van de 70°C.

Het zal duidelijk zijn dat deze methode aantrekkelijk is voor toepassing in een gashoudende formatie welke geconsolideerd is met behulp van een siliciumpolyhalogenidebehandeling. De 10 voorbehandeling van het geconsolideerde gebied (gelegen rond de prcduktieput) met Al-ionen zal de aantasting van het geconsolideerde gebied door formatiewater dat samen met uit de formatie verkregen gas in het produktiestadium door dit gebied stroont, verminderen.

8401385 ♦ - 13 -

Ontwerp voor een veldexperimsnt I

In een oliehoudende ondergrondse formatie wordt via meerdere injectieputten heet water geïnjecteerd en door het hete water wordt olie door de formatieporiënruimte naar prcduktie-5 putten verdrongen, via welke putten de olie naar het oppervlak omhoog wordt gebracht.

Aangezien het injecteren van heet water van tijd tot tijd wordt gestopt, zal er terugstraning van fluïdum in de injectie-putten plaatsvinden. Zolang het formatiegebied rond de putten 10 uit geconsolideerde zandkorrels bestaat, zal er tijdens het terugstremen geen zand de putten binnendringen. Langdurig injecteren van heet water via de putten in de formatie zal de canenthechting tussen de zandkorrels echter oplossen, hetgeen tot cngeconsolideerde formatiedelen rond de putten leidt.

15 wanneer terugstrcming plaatsvindt zal er zand de patten binnendringen en de doorgang verstoppen. Teneinde verslechtering van de cementhechting door het erlangs stromen van een hete waterige vloeistof te voorkomen, wordt aan het hete water dat in de putten wordt geïnjecteerd continu aluminiumcitraat toegevoegd.

20 Een hoeveelheid van 50 dpm aluminium wordt voldoende geacht om de vorming van een mantel van losse korrels rond de put te voorkomen, welke korrels anders de put zouden kunnen binnendringen en de put, wanneer de fluïdumstrocm nu en dan wordt onderbroken, doen verstoppen.

25 Ontwerp voor een veldexperimsnt II

Onder de condities zoals vermeld in het bovengenoemd onderwerp I, wordt het continu injecteren van aluminiumcitraat in de stroom van heet water die aan de putten wordt toegevoerd vervangen door periodiek injecteren van aluminiumcitraat.

30 Daardoor wordt de concentratie aan Al-ionen verhoogd tot 5000 dpm en vindt, met geschikte tussentijden, net zo vaak plaats als vereist.

8401385 y \_ - 14 -

Ontwerp voor een veldexperiment III

In ontwerp II wordt/worden één of meer van de periodieke injecties van Al-citraat in de stroom van heet water die aan de putten wordt toegevoerd vervangen door het bij omgevings-5 temperatuur injecteren van een waterige oplossing van Al-ionen. Ontwerp voor een veldexperiment IV

Natte stoom wordt via meerdere putten in een oliehoudende ondergrondse formatie geïnjecteerd. De olie wordt door de formatie naar produktieputten verdreven. De formatiedelen rond 10 de injectieputten hebben een betrekkelijk lage druksterkte, en cm te voorkomen dat zand in de putten stroomt wanneer het injecteren van stoom wordt gestopt, is in elke put een grind-mantel aangebracht. De pH van de geïnjecteerde stoom is betrekkelijk laag en daartoe is aluminiumchloride gekozen als bron 15 voor de Al-ionen die aan de natte stoom worden toegevoegd teneinde het oplossen van de zandkorrels van de grindmantel in de putten te verminderen. Op deze wijze zal geen zand de put . binnendringen wanneer terugstrcming van fluïdum in de put plaatsvindt wanneer tijdens herstelwerkzaamheden het injecteren 20 van stoom wordt gestaakt.

Ontwerp voor een veldexperiment V

Uit een ondergrondse formatie wordt via meerdere produktieputten betrekkelijk droog gas gewonnen. De formatie bestand oorspronkelijk uit losse zandkorrels en cm te voorkomen dat de 25 korrels door het stromende gas worden meegevoerd en in de putten worden afgezet, is in een vroeg stadium een zandconsolidatie-behandeling uitgevoerd. Deze zandconsolidatiebehandeling werd uitgevoerd door via elke put siliciumtetrahalogenide in een draaggas in de poriënruimte van een formatiedeel rond de be- .

30 treffende put te injecteren. Hierbij vormde het siliciumtetrahalogenide cp de zandkorrels een silicagel door een hydrolyse-reactie welke plaats vond tussen het tetrahalogenide en de waterfilm die aanwezig is op de poriënruimte van het formatiedeel dat met de consolidatiemethode wordt behandeld. Hierdoor 8401385 - 15 - werden de losse zandkorrels aan elkaar gehecht zonder een .

merkbare vermindering in permeabiliteit. ·

Gedurende de volgende produktieperiode zal de waterfilm op de onbehandelde formatiedelen echter niet in stilstaande 5 toestand blijven, doch onder invloed van de gasstroon die via de produktieputten wordt verkregen de behandelde formatiedelen binnendringen. Dit water zal wanneer het door de poriënruimte van de geconsolideerde formatiedelen stroomt de silicagel die de korrels aan elkaar hecht langzaam oplossen, hetgeen uiteindelijk 10' zal leiden tot losse zandkorrels die door het stranende gas naar de produktieputten worden meegevoerd. Teneinde de oplossing van de csnsnthechting te voorkomen, worden de geconsolideerde gebieden rond de put periodiek behandeld met een hoeveelheid vloeistof waarin Al-ionen zijn opgelost.

15 De vloeibare massa kan bestaan uit water dat 6000 dpn Al bevat, welke massa gedurende 24 uur in de te behandelen formatie . in stilstaande toestand wordt gehouden. Nadat de produktie van het gas uit de formatie is hervat, stroont de vloeibare massa in de putten waaruit het is gewonnen. De behandeling wordt, afhan-20 kelijk van de agressiviteit van hét formatiewater, zo dikwijls als vereist herhaald.

Ontwerp voor een veldexperiment VI

De oplossing van Al-ionen zoals toegepast in het ontwerp V, welke oplossing in de te behandelen formatiedelen in stilstaande 25 toestand wordt gehouden, wordt vervangen door toepassing van een oplossing van 50.000 dpm aluminiumcitraat in water welke oplossing gedurende een periode van ongeveer een uur langzaam wordt geïnjecteerd. Deze oplossing van Al-ionen wordt tenminste eenmaal gevormd. Indien gewalst wordt het mengen van Al-ionen 30 met water op geschikte tussentijden zo dikwijls als vereist herhaald voordat de oplossing in de formaties wordt geïnjecteerd. In de meeste gevallen dient de behandeling elk half jaar te worden herhaald, maar het zal duidelijk zijn dat de lengte van de periode gedurende welke produktie plaatsvindt voordat 8401385

V

- 16 - zandproblemen kunnen worden verwacht, afhangt van zowel de agressiviteit van het formatiewater als van de concentratie aan Al-ionen in de waterige oplossing.

Ontwerp voor een veldexperiment VII 5 Olie dient te worden gewonnen via een put die doordringt in een ongeconsolideerde zandformatie, Het zand is oliebevochtigd. Teneinde te voorkomen dat tijdens het winnen van olie en formatiewater zandkorrels de put binnendringen, wordt het formatiedeel rond de put eerst waterbevochtigd gemaakt. Daartoe wordt een 10 waterige oppervlakte-actieve oplossing in genoemd formatiedeel geïnjecteerd. Geschikte oppervlakte-actieve stoffen voor dit doel zijn alkylarylsulfonaten en polyethyleenoxide-esters.

Vervolgens wordt in het genoemde formatiedeel een oplossing van siliciumtetrachloride in kerosine toegevoerd. Het silicium-15 tetrachloride reageert met het water dat aanwezig is op de waterfcevochtigde wanden van de poriënruimte van het te consolideren formatiedeel, waarbij de korrels aan elkaar worden gehecht door het uit de reactie voortkomende precipitaat.

Daarna worden de cansolidatiekorrels tenminste eenmaal 20 behandeld met een waterige oplossing van Al-chloride, en de put wordt open- gesteld voor het winnen voor olie en formatiewater.

De behandeling met Al-ionen wordt zo dikwijls als vereist herhaald, en wel met geschikte tussentijden en met Al-concen-traties die vereist zijn voor het verlagen van de snelheid 25 waarmee de silicaatgel die de korrels samenhecht wordt opgelost door het formatiewater dat door de poriënruimte van het geconsolideerde formatiedeel stroomt.

8401385

Claims (9)

1. Werkwijze voor het winnen van een koolwaterstoffluidum uit een ondergrondse formatie via een put die op het niveau van een formatie tenminste gedeeltelijk omringd is door zandkorrels, welke korrels, indien kunstmatig geconsolideerd, geconsolideerd 5 zijn door de werking van siliciumpolyhalogenide, welke methode de stroming van een waterige vloeistof door de permeabele pcriënruimte van genoemde zandkorrels omvat, met het kenmerk, dat een oplossing van Al-ionen tenminste éénmaal wordt gevormd door toevoeging van deze ionen aan een polair oplosmiddel, 10 waarna de zandkorrels in aanraking komen met de genoemde oplossing.

2. Warkwijze volgens conclusie 1, waarbij de waterige vloeistof en de oplossing via de put in de formatie worden gebracht en een temperatuur hebben van meer dan 50 eC.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij de waterige vloei stof en/of de oplossing via de pit in aanwezigheid van stoom in de formatie wordt/worden geïnjecteerd.

4. Werkwijze volgens één der conclusies 1-3, waarbij de waterige vloeistof via de put in de formatie wordt geïnjecteerd 20 en tenminste een deel van de waterige vloeistof tenminste een deel van het oplosmiddel waaraan Al-ionen worden toegevoegd vormt.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de waterige vloeistof formatiewater is dat uit de formatie in de put stroomt.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, waarbij de zandkorrels periodiek behandeld worden mat een oplossing van Al-icnen.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, waarbij de oplossing van Al-ionen gedurende een vooraf vastgestelde periode in de formatie in stilstaande toestand wordt gehouden. 8401385 'jr V· - 18 -

8. Werkwijze volgens één der conclusies 1-7, waarbij de oplossing tussen 0,5 en 100.000 dpm Al fcevat.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, waarbij de oplossing tussen 10 en 50.000 dpm Al bevat.· DORH04/MF 8401335