NL8501371A - Werkwijze voor het winnen van koolwaterstoffen uit een ondergrondse formatie. - Google Patents

Description

• · ·* « .-+

K 9627 NET

WERKWIJZE VOOR HET WINNEN VAN KOOLWATERSTOFFEN UIT EEN ONDERGRONDSE 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 ten minste 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 voor het opvullen 10 van holle ruimten rond de put, voor het vormen van een grindmantel, of voor welke andere reden dan ook.

Voorkomen dient te worden dat zandkorrels die door de vloei-stofstroom uit de formatie worden meegevoerd in de put stromen. Een dergelijke toestroming van zandkorrels leidt tot verzanding van de 15 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 vloeistof stroom naar het oppervlak worden meegevoerd.

20 Toestroming van zandkorrels in een put zal plaatsvinden wanneer de hechting tussen de formatiezandkorrels niet sterk genoeg is om weerstand te bieden aan de krachten die daarop worden uitgeoefend door de vloeistofstroom welke door de poriënruimte van de formatie in de put stroomt. Een van de methoden waarmee dit zand-25 probleem kan worden opgelost is het in de put aanbrengen van een grindmantel, welke uit een ongeconsolideerde hoeveelheid zandkorrels van een vooraf bepaalde afmeting bestaat, 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 -· *. -x Λ ' ' · __J.

2 - beschennt en die door zijn zeefeigenschappen voorkomt dat de zandkorrels uit de formatie in de put stromen.

Een grindommanteling mislukt wanneer gedurende lange perioden hete waterige fluïda door de mantel stromen. De korrels worden 5 gedeeltelijk in het hete fluïdum opgelost, en door het met dit oplossen gepaard gaande kleiner worden van de afmetingen van de korrels kunnen de korrels door de openingen in de zeefpijp in de put stromen.

Verder kan een zandprobleem in een put ontstaan wanneer een 10 heet waterig fluïdum door een aangrenzende formatie van kiezel-houdende aarde wordt gevoerd waarbij de zandkorrels door een uit 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 15 worden gevoerd, zal blijken dat hete waterige fluïda het uit silicaat bestaande cementeringsmateriaal oplossen, waardoor de hechting tussen de korrels zodanig wordt verzwakt dat de sterkte van de hechting onvoldoende is om weerstand te bieden aan de krachten die door de fluïdumstroom welke uit de formatie in de put 20 stroomt op de korrels worden uitgeoefend. De zandkorrels worden aldus van elkaar afgeschoven en betreden de 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 stromen, in 25 gebreke blijft wanneer de in de formatie toegepaste winningsmethode vervangen door een methode die het gebruik van hete waterige fluïda omvat. 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 toe-30 passing. Eén van deze methoden wordt beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.393.737. Hierbij wordt een elektrolytische metaalverbinding in de vloeibare fase in de formatie geïnjecteerd, waardoor een ononderbroken metaallaag over het oppervlak van de met de verbinding in aanraking gebrachte zandkorrels wordt afgezet.

35 Ofschoon deze metaallaag een doeltreffende bescherming vormt tegen -,5v : 3 7 i 1 ·Γ * - 3 - degradatie tengevolge van hete waterige flulda die langs de zandkorrels en de - eventueel aanwezige - natuurlijke hechting tussen de korrels, heeft er geen wijdverbreide toepassing van deze methode plaats gevonden aangezien deze methode chemisch gecompliceerd is en 5 derhalve kostbaar omdat met deze werkwijze hooggekwalificeerde chemici zouden moeten worden belast.

Het Amerikaanse octrooischrift 4.323.124 beschrijft een methode voor het tegengaan van het oplossen van grindmantel en formatiezandsteen tijdens het injecteren van water of stoom door 10 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 ten einde de lecithine in de waterfase van de behandelings-vloeistof te dispergeren.

15 In het Amerikaanse octrooischrift 3.438.443 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 zandformatie beschermd tegen het uitlogen door het hete fluïdum. Zelfs zandkorrels die van te 20 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 stuwingsflulda. De proeven waarbij een oververzadigde silica-oplossing werd toegepast als een heet waterige fluïdum gaven 25 te zien dat er geen degradatie van het geconsolideerde zand plaatsvond, dit in tegenstelling tot het gebruik van natriumaluminaat-oplossingen die het geconsolideerde zand nagenoeg even snel bleken te degraderen als zoet water.

Een nadeel van het gebruik van oververzadigde silicaatoplos-30 singen is echter dat door de hoeveelheid silica die zich op de zandkorrels afzet wanneer de oplossing in de formatie afkoelt, de permeabiliteit in de formatie afneemt, waardoor steeds hogere drukken nodig zijn om een constante injectiesnelheid van het hete waterige fluïdum in de formatie te handhaven. Dergelijk verhoogde 35 injectiedrukken kunnen zelfs tot breukvorming in de formatie ___J.

8501371 0 » - 4 - leiden, waardoor het inj ectiefluïdum om grote formatiedelen heen wordt omgeleid.

Aanvraagster heeft thans gevonden dat het oplossen van kiezelhoudend materiaal rond een put door een waterige vloeistof 5 welke door de poriënruimte van een der gelijk materiaal stroomt op een eenvoudigere manier kan worden verminderd dan met tot dusverre bekende werkwijzen. De werkwijze volgens de uitvinding kan worden toegepast om het oplossen van zandkorrels wanneer deze in aanraking 10 komen 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 grindmantel.

De methode is ook geschikt om het degraderen van kiezelhoudend 15 cementeringsmateriaal dat oorspronkelijk tussen de formatie korrels aanwezig is te verminderen wanneer het cementeringsmateriaal in aanraking komt met een hete waterige vloeistof die daar doorheen stroomt. De methode kan ook worden gebruikt om door formatiewater veroorzaakte degradatie van het bindmiddel tussen de korrels welke 20 door middel van hydrolyse van siliciumpolyhalogenide kunstmatig zijn geconsolideerd, tegen de gaan.

In de werkwijze volgens de uitvinding wordt koolwaterstof-fluidum gewonnen uit een put die op het niveau van de formatie ten minste gedeeltelijk omringd is door zandkorrels, welke korrels, 25 indien kunstmatig geconsolideerd, zijn geconsolideerd door de werking van siliciumpolyhalogenide. De methode omvat het doorvoeren van een waterige vloeistof door de permeabele poriënruimte van genoemde zandkorrels. Ten einde te voorkomen dat losse zanddeeltjes de put binnendringen, wordt ten minste eenmaal een oplossing van 30 Co-ionen gevormd door deze ionen toe te voegen aan 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 temperatuur van meer dan 50 °C 35 hebben, via de put in de formatie gevoerd.

De waterige vloeistof en/of de oplossing kan (kunnen) in de 8501371 < * - 5 - aanwezigheid van stoom in de formatie worden geïnjecteerd.

Het oplosmiddel waaraan Co-ionen worden toegevoegd kan water, ethanol of elke andere polaire vloeistof of mengsels daarvan zijn.

Wanneer de waterige vloeistof via de put in de formatie wordt 5 geïnjecteerd, kan ten minste een deel van de waterige vloeistof ten minste een deel van het oplosmiddel waaraan Co-ionen zijn toegevoegd vormen.

Wanneer de korrels kunstmatig geconsolideerd zijn door middel van siliciumtetrahalogenide, kan de aldus gevormde cementerings-10 hechting 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 Co-ionen in een polair oplosmiddel. Deze oplossing wordt door de put naar het zand gevoerd, en hetzij gedurende een vooraf vastgestelde periode in 15 stilstaande toestand in de te behandelen zone gehouden, hetzij met een betrekkelijk lage snelheid daar doorheen gevoerd. Deze behandeling kan eenmaal of periodiek worden uitgevoerd.

Zoals in het voorafgaande reeds is waargenomen is de onderhavige methode geschikt om kiezelhoudende formaties en grindmantels 20 waarin de korrels uit kiezelhoudénd materiaal bestaan te beschermen tegen degradatie tengevolge van de werking van waterige vloeistoffen die daar doorheen stromen. De zandkorrels van een formatie worden hetzij op natuurlijke hetzij op kunstmatige wijze geconsolideerd door de werking van siliciumpolyhalogenide. De korrels van een 25 grindmantel zijn gewoonlijk ongeconsolideerd, doch in het geval dat ze kunstmatig geconsolideerd zijn behoort dit te zijn gedaan door de werking van siliciumpolyhalogenide.

Zandsoorten die op natuurlijke wijze zijn geconsolideerd zijn aanwezig in een aantal formaties. Voor deze zandsoorten is geen 30 consolidatiebehandeling door middel van een siliciumpolyhalogenide vereist, tenzij de druksterkte ervan onvoldoende is om de zandkorrels op hun plaats te houden bij de stromingssnelheden van fluids die door de poriënruimte van de korrels worden geproduceerd.

Alvorens de werkwijze volgens de uitvinding uit te voeren in 35 een produktieput, dienen alle zandkorrels rond de put op het 3501371 ___^ - 6 - produktieniveau ervan die tijdens de produktieperiode de put kunnen binnendringen te worden behandeld met siliciumpolyhalogenide ten einde de zandkorrels onderling te verbinden of de oorspronkelijk aanwezige hechting tussen de korrels te versterken.

5 Injectieputten waarin zandproblemen kunnen voorkomen bij het in de put terugstromen 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 korrels van de mantel 10 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 incompetente formaties, en voor het onderling met elkaar verbinden van losse 15 zandkorrels in of rond putten. Geschikte siliciumpolyhalogeniden hebben een waterreactiviteit die nagenoeg gelijk is aan die van siliciumtetrachloride. Voorbeelden van dergelijke halogeniden zijn siliciumtetrachloride, siliciumhexachloride, siliciumoctochloride, en siliciumtetrafluoride.

20 Consolidatiemethoden met behulp van siliciumtetrahalogenide 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 3.055.426 wordt een oplossing van siliciumtetrachloride en olie in 25 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 zonder dat de permeabiliteit van de behandelde zone merkbaar wordt verminderd. Het Amerikaanse 30 octrooischrift 3.055.425 vermeldt het gedurende teminste zes uur toepassen van warmte tot een temperatuur van ongeveer 150 eC in de door de werking van siliciumtetrahalogenide geconsolideerde zone ten einde de geconsolideerde zone de stabiliseren tegen het er doorheen stromende water. De verhitting kan worden uitgevoerd met 35 behulp van een heet fluïdum zoals stoom of water. Door aanvraagster 8501371 - 7 - 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 zone. Volgens hetzelfde octrooischrift kan de warmte ook worden geleverd door een 5 onder in de put aangebrachte brander. Een nadeel is dat het gebruik van een dergelijke brander een gecompliceerde en kostbare methode is.

De methode volgens het Britse octrooischrift 1.536.209 is ontworpen voor het consolideren van incompetente delen van een 10 silicaatformatie welke gas bevat, zoals een koolwaterstofgas.

Siliciumtetrahalogenide wordt in gasvorm tezamen met een draaggas via de put in de formatie geïnjecteerd. Het siliciumtetrahalogenide-gas wordt opgelost in het hechtwater dat aanwezig is op de wanden van de poriënruimte in de gashoudende formaties. Het silicium-15 tetrahalogenide wordt gehydrolyseerd, waarbij zich 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 20 formatie waarbij het te behandelen gedeelte vooraf door een gasinjectie ontdaan is van olie. Het geconsolideerde materiaal bleek in stilstaand water stabiel te zijn. Ten einde het geconsolideerde materiaal te beschermen tegen stromend water werd aangeraden het materiaal olie-bevochtigbaar te maken, hetzij alleen aan het 25 oppervlak ervan, hetzij door nagenoeg het gehele materiaal heen. Helaas bleek de weerstand tegen de inwerking van stromend water echter betrekkelijk gering te zijn. Alvorens de uitvinding meer gedetailleerd te beschrijven, zullen in de volgende alinea's enige algemene waarnemingen worden vermeld.

30 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 - Co-ionen afgeven, zijn onder andere kobalt-II zouten, zoals kobaltchloride. Kobaltchloride kan in het algemeen worden gebruikt, doch is in het bijzonder van 35 toepassing in waterige oplossingen met een pH van 4 tot 10.

8501371 - 8 -

Het zal duidelijk zijn dat de hoeveelheid Co-ionen zodanig wordt gekozen dat deze doeltreffend voor het voorkomen of ten minste voor een aanzienlijk verminderen van de degradatie van het geconsolideerde deel van de formatie waardoor fluida uit het 5 grootste deel van de formatie in de put stromen en vice versa.

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 hechtwater dat uit een 10 gasformatie wordt geproduceerd) ligt tussen 0,5 en 100 dpm kobalt in een oplossing van een polair oplosmiddel. Bijzonder geschikte concentraties aan Co-ionen liggen tussen 10 en 50 dpm. De oplossing wordt verkregen door de middelen te mengen met een hoeveelheid polair oplosmiddel, zoals water. De oplossing wordt toegevoerd in 15 de formatieporiënruimte van de zone die eerder geconsolideerd is met behulp van siliciumpolyhalogenide, en wordt daarin gedurende een vooraf vastgestelde periode in stilstaande toestand gehouden.

De behandeling kan zoveel maal als vereist worden herhaald. De oplossing kan ook langzaam door de te behandelen zone worden 20 gepompt.

Wanneer de koolwaterstofwinningsmethode de stap omvat waarbij een heet waterige fluïdum in de formatie wordt geïnjecteerd, kunnen de middelen continu of periodiek worden toegevoegd aan de stroom heet waterig fluïdum die in de put wordt geïnjecteerd. Een ge-25 schikte hoeveelheid van het behandelingsmiddel ligt tussen 0,5 en 500 dpm kobalt in de vloeibare fase van het hete waterige fluïdum dat geïnjecteerd wordt om de winnings- snelheid van koolwaterstoffen uit de formatie te verhogen.

Bijzonder geschikte concentraties aan Co-ionen liggen tussen 10 en 30 50 dpm.

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 ëën of meer produktie-putten die in de formatie doordringen, kan of heet water of natte 35 stoom zijn. De natte stoom bestaat gedeeltelijk uit stoom en 8501371 - 9 - 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 beschermen van de consolidatie van de formatie tegen de inwerking van hete fluïda.

5 Dergelijke middelen kunnen toegevoegd zijn voor het uitvoeren van oppervlaktebehandelingen van het injectiewater voordat het water in de put wordt geïnjecteerd. Zeer bekende middelen voor dit doel zijn kalksoda (weekmaker), ammoniumbisulfiet (middel voor het verwijderen van zuurstof) en polyfosfonaat (middel voor het afremmen van 10 ketelsteenvorming).

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

15 Het is nog niet volledig bekend hoe het mechanisme waardoor

Co-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 ten minste enkele Co-ionen omgezet worden in kobalthydroxide Co(OH)^ dat reageert met het silicaoppervlak van 20 een grindmantel of formatie, waardoor betrekkelijk onoplosbaar kobaltsilicaat ontstaat.

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

25 ' VOORBEELD I

Een hoeveelheid van 200 gram Ottawa zand met maaswijdte van 20/40 mesh werd in een cilindervormige kernhouder gecomprimeerd, en daar werd vloeibaar water (pH * 7) met een snelheid van 10 ml/min. bij een temperatuur van 250 °C en een druk van 100 bar doorheen 30 gepompt. Met behulp van een spectrofotometer werd op gezette tijden de silicaconcentratie in het uittredende water gemeten. Gemiddeld werd een concentratie van 200 dpm gedetecteerd. In een tweede experiment werd door dezelfde massa en onder dezelfde omstandigheden als in het eerste experiment een waterige Co-chloride-35 oplossing (pH = 7) die 10 dpm Co bevatte gepompt. Nadat 1 liter __Λ 8501371 - 10 - (= 23 poriënvolumes) van bovengenoemde Co-chloride-oplossing was verpompt, bleek dat de silicaconcentratie in de uittredende vloeistof verminderd was van 200 tot 50 dpm. De mate waarin silica door een heet waterig fluïdum wordt opgelost wordt derhalve door 5 toevoeging van Co-ionen aan het fluïdum aanzienlijk verminderd. Het zal derhalve duidelijk zijn dat deze methode aantrekkelijk is voor het verminderen van de mate waarin de zandkorrels van een grind-mantel in een injectieput worden opgelost, door welke injectieput voor verhoogde oliewinningsdoeleinden continue injectie van hete 10 waterige vloeistof plaatsvindt.

Ontwerp voor een veldexperiment I

In een oliehoudende ondergrondse formatie wordt via meerdere injectieputten heet water geïnjecteerd en door het hete water wordt olie door de formatieporiënruimte naar produktieputten verdrongen, 15 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 terugstroming van fluïdum in de injectieputten plaatsvinden. Zolang het formatiegebied rond de putten uit geconsolideerde zandkorrels bestaat, zal er tijdens het terug-20 stromen geen zand de putten binnendringen. Langdurig injecteren van heet water via de putten in de formatie zal de cementhechting tussen de zandkorrels echter oplossen, hetgeen tot ongeconsolideerde formatiedelen rond de putten leidt. Wanneer terugstroming plaatsvindt zal er zand de putten binnendringen en de doorgang 25 ' verstoppen. Ten einde 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 kobaltchloride toegevoegd. Een hoeveelheid van 50 dpm kobalt wordt voldoende geacht om de vorming van een mantel van losse korrels 30 rond de put te voorkomen, welke korrels anders de put zouden kunnen binnendringen en de put, wanneer de fluïdumstroom nu en dan wordt onderbroken, doen verstoppen.

Ontwerp voor een veldexperiment II

Onder de condities zoals vermeld in het bovengenoemd onder-35 werp I, wordt het continu injecteren van kobaltchloride in de 85 δ 13 7 1 - 11 - stroom van heet water die aan de putten wordt toegevoerd vervangen door periodiek injecteren van kobaltchloride. De concentratie aan Co-ionen wordt dan tot meer dan 500 dpm verhoogd en dit vindt, met geschikte tussentijden, net zo vaak plaats als vereist.

5 Ontwerp voor een veldexperiment XXI

In ontwerp II wordt/worden een of meer van de periodieke injecties van Co-ionen in de stroom van heet water die aan de putten wordt toegevoerd vervangen door het bij omgevingstemperatuur injecteren van een waterige oplossing van Co-ionen.

10 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 de injectie-putten hebben een betrekkelijk lage druksterkte, en om te voorkomen 15 dat zand in de putten stroomt wanneer het injecteren van stoom wordt gestopt, is in elke put een grindmantel aangebracht. De pH van de geïnjecteerde stoom is betrekkelijk laag en daartoe is kobaltchloride gekozen als bron voor de Co-ionen die aan de natte stoom worden toegevoegd ten einde het oplossen van de zandkorrels 20 van de grindmantel in de putten te verminderen. Op deze wijze zal geen zand de put binnendringen wanneer terugstroming van fluïdum in de put plaatsvindt wanneer tijdens herstelwerkzaamheden het injecteren van stoom wordt gestaakt.

Ontwerp voor een veldexperiment V

25 Hit een ondergrondse formatie wordt via meerdere produktie putten betrefckelijk droog gas gewonnen. De formatie bestond oorspronkelijk uit losse zandkorrels en om te voorkomen dat de korrels door het stromende gas worden meegevoerd en in de putten worden afgezet, is in een vroeg stadium een zandconsolidatiebehandeling 30 uitgevoerd. Deze zandconsolidatiebehandeling werd uitgevoerd door via elke put siliciumtetrahalogenide in een draaggas in de poriënruimte van een formatiedeel rond de betreffende put te injecteren.

Hierbij vormde het siliciumtetrahalogenide op de zandkorrels een silicagel door een hydrolyse-reactie welke plaats vond tussen het 35 tetrahalogenide en de waterfilm die aanwezig is op de poriënruimte _____ _^ 8501371 * ' *ü.

- 12 - van het formatiedeel dat met de consolidatiemethode wordt behandeld. Hierdoor werden de losse zandkorrels aan elkaar gehecht zonder een merkbare vermindering in permeabiliteit.

Gedurende de volgende produktieperiode is het echter mogelijk 5 dat de waterfilm op de onbehandelde formatiedelen niet in stilstaande toestand blijft, doch onder invloed van de gasstroom die via de produktieputten wordt verkregen de behandelde formatiedelen binnendringt. Dit water zal wanneer het door de poriënruimte van de geconsolideerde formatiedelen stroomt de silicagel die de korrels 10 aan elkaar hecht langzaam oplossen, hetgeen uiteindelijk zal leiden tot losse zandkorrels die door het stromende gas naar de produktieputten worden meegevoerd. Ten einde de oplossing van de cementhechting te voorkomen, worden de geconsolideerde gebieden rond de put periodiek behandeld met een hoeveelheid vloeistof 15 waarin Co-ionen zijn opgelost.

De vloeibare massa kan bestaan uit water dat 500 dpm Co of meer 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, stroomt de vloeibare massa 2 in de putten waaruit het is gewonnen. De behandeling wordt, afhan kelijk van de agressiviteit van het formatiewater, zo dikwijls als vereist herhaald.

Ontwerp voor een veldexperiment VI

De oplossing van Co-ionen zoals toegepast in het ontwerp V, 25 welke oplossing in de te behandelen formatiedelen in stilstaande toestand wordt gehouden, wordt vervangen door toepassing van een oplossing van 500 dpm kobaltchloride of meer in water welke oplossing gedurende een periode van ongeveer een uur langzaam wordt geïnjecteerd. Deze oplossing van Co-ionen wordt ten minste eenmaal 30 gevormd. Indien gewenst wordt het mengen van Co-ionen 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 produk-35 tie plaatsvindt voordat zandproblemen kunnen worden verwacht, 8501371 - 13 - afhangt van zowel de agressiviteit van het formatiewater als van de concentratie aan Co-ionen in de waterige oplossing.

Ontwerp voor een veldexperlment VII

Olie dient te worden gewonnen via een put die doordringt in 5 een ongeconsolideerde zandformatie. Het zand is oliebevochtigd.

Ten einde 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 waterige oppervlakte-actieve oplossing in genoemd formatiedeel geïnjecteerd.

10 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-tetrachloride reageert met het water dat aanwezig is op de 15 waterbevochtigde 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 consolidatiekorrels ten minste eenmaal behandeld met een waterige oplossing van Co-chloride, en de put 20 wordt opengesteld voor het winnen van olie en formatiewater. De behandeling met Co-ionen wordt zo dikwijls als vereist herhaald, en wel met geschikte tussentijden en met Co-concentraties die vereist zijn voor het verlagen van de snelheid waarmee het silicaatcement dat de korrels samenhecht wordt opgelost door het formatiewater dat 25 ' door de poriënruimte van het geconsolideerde formatiedeel stroomt.

8501371 - Λ

Claims (9)

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

2. Werkwijze 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 °C.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij de waterige vloeistof 15 en/of de oplossing via de put 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 en ten minste een deel van de waterige vloeistof ten minste een deel van 20 het oplosmiddel waaraan Co-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 met een oplossing van Co-ionen.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, waarbij de oplossing van Co-ionen gedurende een vooraf vastgestelde periode in de formatie in stilstaande toestand wordt gehouden.

8. Werkwijze volgens ëën der conclusies 1-7, waarbij de oplossing tussen 0,5 en 500 dpm Co bevat.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, waarbij de oplossing tussen 10 en 50 dpm Co bevat. BWRH04 8501371