NL8902204A

NL8902204A - Werkwijze voor het verwijderen van stroming-beperkende materialen uit bronnen.

Info

Publication number: NL8902204A
Application number: NL8902204A
Authority: NL
Original assignee: Acme Resin Corp
Priority date: 1988-11-21
Filing date: 1989-08-31
Publication date: 1990-06-18
Also published as: DK244089A; GB8908969D0; IE891477L; DK244089D0; CA1311116C; NO894061D0; GB2225046A; DK171719B1; NO177063C; NO894061L; DE3915342A1; GB2225046B; MX165638B; IE62845B1; US4848470A; NO177063B

Description

Werkwijze voor het verwijderen van stroming-beperkende materialen uit bronnen.

GEBIED VAN DE UITVINDING

Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verwijderen van stroming-beperkend materiaal uit een boorgat in een ondergrondse formatie die behandeld is ί met een deeltjesmateriaal dat bekleed is met een hardhaar fenolhars.

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

Ondergrondse formaties die oliebronnen, gasbronnen, i waterbronnen en andere vergelijkbare boorgaten omringen, worden regelmatig behandeld met deeltjesmateriaal zoals zand dat bekleed is met een hardhaar fenolhars. Het type van behandelingen varieert maar kan hydraulische breukvorming, zandversterking, en grintmantelafwerking inhouden. Bij deze behandelingen wordt het beklede deeltjesmateriaal in de bron en in de geologische formatie die het boorgat omringt geïnjecteerd. De hardbare fenolharsbekleding op het deeltjesmateriaal wordt in de formatie gehard teneinde het deeltjesmateriaal te zamen te binden. Dit geeft een permeabel filter dat voorkomt dat kleine zanddeeltjes en ander fijn verdeeld materiaal de perforaties in de bronomhulsels blokkeren en de pomp- en andere behandelingsinstallaties beschadigen.

Bij gelegenheid wordt een overmaat van het met hars beklede deeltjesmateriaal naar beneden in de bron gepompt en vult het boorgat boven de perforaties in het bronomhulsel.

Als de harsbekleding op het deeltjesmateriaal uithardt in het boorgat, vormt het een versterkende massa die drastisch de stroming van vloeistof van de bron vertraagt. Wanneer dit gebeurt, is het vaak noodzakelijk een speciale boorkraan toe te passen om het versterkende materiaal te verwijderen teneinde een toereikende produktie uit de bron te verkrijgen.

Een dergelijke procedure is zowel tijdrovend als duur.

Wij hebben nu ontdekt dat bepaalde oplosmiddelen het versterkende materiaal zullen ontsluiten en daarmee zijn verwijdering uit het boorgat toestaan zonder de noodzaak om toevlucht te nemen tot de kostbare hoorprocedure.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

In overeenstemming met de onderhavige uitvinding wordt er voorzien in een werkwijze voor het verwijderen uit een boorgat in een ondergrondse formatie van deeltjes-materiaal dat te zamen gebonden is door een uitgehard fenol-hars. Deze werkwijze omvat het in contact brengen van het gebonden deeltjesmateriaal met een oplosmiddelsamenstelling die een vloeistof bevat gekozen uit de groep van N,N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidon en mengsels daarvan gedurende een toereikende tijd om het deeltjesmateriaal te ontsluiten. Het afgescheiden materiaal wordt daarna verwijderd uit het boorgat.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING

Zoals hiervoor vermeld, worden bronnen regelmatig behandeld met deeltjesmateriaal, dat bekleed is met een uit-hardbaar fenolhars. De voor dit doel gebruikte deeltjesmaterialen omvatten, bijvoorbeeld zand, gesinterd bauxiet, zirkoon en glazen kralen. De uithardbare fenolharsen die gebruikt worden om het deeltjesmateriaal te bekleden zijn of novolak- of resolharsen. Zoals goed bekend is in de stand van de techniek, kunnen resolharsen uitharden en binden door hitte alleen. Aan de andere kant, vereisen novolakharsen de aanwezigheid van een uithardingsmiddel zoals hexamethyleen-tetramine om hen hitte-uithardbaar te maken.

Wanneer een overmaat van het met hars beklede materiaal naar beneden wordt gepompt in de bron kan het het boorgat vullen tot een niveau boven de perforaties in het bronomhulsel. Dit is in de industrie bekend als een "screen-out". Wanneer een screenout plaatsvindt, wordt de stroomsnelheid uit de put buitengewoon verminderd. Indien de harsbekleding op het deeltjesmateriaal nog niet uitgehard is, is het soms mogelijk het overtollige materiaal uit het boorgat te verwijderen door middel van een waterstraal. Echter, de tiarsbekleding op het deeltj esmateriaal kan uitharden tengevolge van de verhoogde temperatuur in de bron. Bij het uit- hardingsproces, hars dat één deeltje bekleedt vernet met hars dat aanliggende deeltjes bekleedt, en daardoor het deeltjesmateriaal bindt in een stroming-beperkende, versterkende massa. Indien dit plaatsvindt is het bijna onmogelijk om dit stroming-beperkende materiaal te verwijderen door een waterstraal. Het was noodzakelijk om toevlucht te nemen tot een dure boring om het boorgat te openen.

Bij de toepassing van de onderhavige uitvinding wordt een oplosmiddelsamenstelling gebruikt om een gedeelte van het uitgeharde hars dat het deeltjesmateriaal te zamen bindt op te lossen. Genoeg van het hars wordt opgelost om te zorgen dat de vaste massa afbreekt. Het losgemaakte deeltjesmateriaal kan daarna uit de bron worden gepompt. De meeste van de gebruikelijke oplosmiddelen zijn ongeschikt voor dit doel. De onderhavige uitvinding is gebaseerd op de ontdekking dat twee vloeistoffen, Ν,Ν-dimethylformamide en N-methyl-2-pyrrolidon in staat zijn om de vaste massa te ontsluiten.

De oplosmiddelsamenstellingen gebruikt in de toepassing van deze uitvinding kunnen de voorgaande vloeistoffen zijn zonder verdunning (puur) of de vloeistoffen kunnen worden verdund met vanaf ongeveer 1 vol.% tot ongeveer 40 vol.% van een verdunningsmiddel. Verschillende verdunningsmiddelen, inclusief water, kunnen voor dit doel worden gebruikt.

Bij het uitvoeren van de werkwijze van deze uitvinding, wordt de oplosmiddelsamenstelling in de bron gepompt om in contact te komen met het materiaal dat te zamen is gebonden met het uitgeharde fenolhars. De oplosmiddelsamenstelling wordt in contact gehouden met het stroming-belemmerend materiaal gedurende een toereikende tijd om te zorgen dat dit materiaal zachter wordt of ontsloten raakt en vloeibaar wordt. Het mengsel van oplosmiddel en vloeibaar materiaal wordt daarna uit de bron verdrongen door middel van water of een ander verdringende vloeistof.

De oplosmiddelsamenstellingen gebruikt bij de toepassing van deze uitvinding zijn het meest doelmatig wanneer ze in contact gehouden worden met het stroming-belemmerend materiaal bij temperaturen van vanaf ongeveer 40ec tot ongeveer 150*C. Dergelijke temperaturen zijn gebruikelijk aanwezig in de ondergrondse formaties vaar deze uitvinding wordt toegepast. Bij bepaalde toepassingen kan het wenselijk i zijn om de oplosmiddelsamenstelling te verwarmen voordat het in de bron wordt gebracht.

De volgende voorbeelden illustreren de uitvinding. Men moet begrijpen dat deze voorbeelden slechts illustratief zijn en niet bedoeld zijn om de uitvinding op welke wijze dan ook te beperken. In de voorbeelden zijn alle gedeelten en percentages gebaseerd op het gewicht tenzij anders aangegeven .

VOORBEELD I

Een brij van met hars bekleed zand in een 2%-ige waterige KCl-oplossing werd samengepakt in polypropyleenbuis die werd afgedicht en verhit bij 93 °C gedurende 24 uur. Dit veroorzaakte dat de harsbekleding uithardde, te zamen bond met de zanddeeltjes om een staaf te vormen van ongeveer 0,64 x 5 cm. Het met hars beklede zand was ACFRAC CR 20/40, een zand bekleed met een uithardbaar fenolhars verkrijgbaar bij Acme Resin Corporation, Westchester, Illinois. Staven, bestaande uit zand dat te zamen was gebonden door het uitgekarde met hars beklede zand, werden in contact gebracht met N-methyl-2-pyrrolidon bij verschillende temperaturen en de tijd waarbij desintegratie van de staaf optrad werd genoteerd. De experimenten werden herhaald met gebruikmaking van N-methyl-2-pyrrolidon dat verdund was met wisselende hoeveelheden water. De in tabel A weergegeven resultaten tonen aan dat N-methyl-2-pyrrolidon in staat is gebonden zanddeeltjes te scheiden zelfs indien het oplosmiddel verdund wordt met water.

TABEL A

INVLOED VAN N-METHYL-2-PYRROLIDON (MPD) OP ZANDDEELT JES, GEBONDEN MET EEN FENOLHARS

Oplosmiddel temperatuur Contacttijd Resultaten _ ('O__^ren)_ _ HPD (puur) 21 48 geen duidelijke invloed 66 3 staaf gedesintegreerd 93 1 staaf gedesintegreerd MPD/H20 75/25 (vol) 21 72 staaf gedesintegreerd 66 3 staaf gedesintegreerd 93 2 staaf gedesintegreerd MPD/H20 50/50 (vol) 21 48 geen duidelijke invloed 93 48 geen duidelijke invloed

VOORBEELD II

De algemene werkwij ze van voorbeeld I werd gevolgd behalve dat Ν,Ν-dimethylformamide werd gebruikt in plaats van N-methyl-2-pyrrolidon. De in tabel B weergegeven resultaten laten zien dat dit oplosmiddel, of puur of verdund met water, doeltreffend is bij het scheiden van de gebonden zand-deeltj es.

TABEL B

INVLOED VAN N.N-DIMETHYLFORMAMIDE (DMF) OP ZANDDEELTJES. GEBONDEN MET EEN FENOLHARS

Oplosmiddel Temperatuur Contacttijd Resultaten _ CC)__(uren) _ DMF (puur) 21 16 staaf zachter geworden 66 1 staaf gedesintegreerd 93 1 staaf gedesintegreerd DMF/H20 75/25 (vol) 21 72 staaf zachter geworden 66 4 staaf gedesintegreerd 93 1 staaf gedesintegreerd DMF/H20 50/50 (vol) 21 48 geen duidelijke invloed 93 48 geen duidelijke invloed

Dus het is duidelijk dat er is voorzien, in overeenstemming met de uitvinding, in een werkwijze voor het verwijderen van stroming-beperkend materiaal uit een boorgat in een ondergrondse formatie die volledig voldoet aan het oogmerk, de doelstellingen en voordelen hierboven naar voren gebracht. Terwijl de uitvinding beschreven is in combinatie met specifieke uitvoeringsvormen daarvan, is het duidelijk dat vele alternatieven, modificaties, en variaties duidelijk zullen zijn voor vakmensen in het licht van de voorgaande beschrijving. Dienovereenkomstig, wordt voorgenomen om al zulke alternatieven, modificaties en variaties, zoals naar voren gebracht in de geest en het bereik van de bijgevoegde conclusies in te sluiten.

Claims

1. Werkwijze voor het verwijderen uit een boorgat in een ondergrondse formatie deeltjesmateriaal dat te zamen gebonden is door een uitgehard fenolhars, met het kenmerk, dat het uit de stappen bestaat van: het in contact brengen van genoemd deeltjesmateriaal, te zamen gebonden door een uitgehard fenolhars, met een oplosmiddelsamenstelling omvattende een vloeistof gekozen uit de groep bestaande uit N,N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidon, en mengsels daarvan gedurende een toereikende tijd om het deeltjesmateriaal te scheiden; en het verwijderen van het gescheiden deeltjesmateriaal uit het boorgat.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de oplosmiddelsamenstelling van ongeveer 1 vol.% tot ongeveer 40 vol.% van een verdunningsmiddel bevat.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, m e t het kenmerk , dat het verdunningsmiddel water is.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het deeltj esmateriaal dat te zamen gebonden is door een uitgehard fenolhars in contact wordt gebracht met de oplosmiddelsamenstelling bij een temperatuur van vanaf ongeveer 40°C tot ongeveer 150°C.

5. Werkwijze volgens conclusie l,met het kenmerk, dat het deeltj esmateriaal zand is.

6. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het deeltjesmateriaal gesinterd bauxiet is.

7. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het fenolhars een fenolformaldehydhars is.

8. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het fenolhars een resolhars is.

9. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk , dat het fenolhars een novolakhars is, gehard met hexamethyleentetramine.