NO137180B - WATER GEL FOR USE AS A DRILL IN OIL PRODUCING FORMATIONS - Google Patents

WATER GEL FOR USE AS A DRILL IN OIL PRODUCING FORMATIONS Download PDF

Info

Publication number
NO137180B
NO137180B NO2251/72A NO225172A NO137180B NO 137180 B NO137180 B NO 137180B NO 2251/72 A NO2251/72 A NO 2251/72A NO 225172 A NO225172 A NO 225172A NO 137180 B NO137180 B NO 137180B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
cmc
gel
water
solution
viscosity
Prior art date
Application number
NO2251/72A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO137180C (en
Inventor
Richard Lee Clampitt
James Edward Hessert
Original Assignee
Phillips Petroleum Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Phillips Petroleum Co filed Critical Phillips Petroleum Co
Publication of NO137180B publication Critical patent/NO137180B/en
Publication of NO137180C publication Critical patent/NO137180C/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/84Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/86Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/88Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
    • C09K8/887Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds containing cross-linking agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/06Solidifying liquids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/02Well-drilling compositions
    • C09K8/04Aqueous well-drilling compositions
    • C09K8/14Clay-containing compositions
    • C09K8/18Clay-containing compositions characterised by the organic compounds
    • C09K8/20Natural organic compounds or derivatives thereof, e.g. polysaccharides or lignin derivatives
    • C09K8/206Derivatives of other natural products, e.g. cellulose, starch, sugars
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/50Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
    • C09K8/504Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/506Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/508Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
    • C09K8/512Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds containing cross-linking agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/50Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
    • C09K8/504Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/506Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/508Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
    • C09K8/514Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds of natural origin, e.g. polysaccharides, cellulose
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/58Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids
    • C09K8/588Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids characterised by the use of specific polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/62Compositions for forming crevices or fractures
    • C09K8/66Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/68Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/685Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds containing cross-linking agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/62Compositions for forming crevices or fractures
    • C09K8/72Eroding chemicals, e.g. acids
    • C09K8/74Eroding chemicals, e.g. acids combined with additives added for specific purposes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/84Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/86Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/88Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
    • C09K8/90Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds of natural origin, e.g. polysaccharides, cellulose
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/25Methods for stimulating production
    • E21B43/26Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
    • E21B43/261Separate steps of (1) cementing, plugging or consolidating and (2) fracturing or attacking the formation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)

Abstract

Vandig gel for bruk som hjelpemiddel ved boring i oljeproduserende formasjoner.Aqueous gel for use as an aid when drilling in oil-producing formations.

Description

Sekundærutvinning av olje fra oljebærende eller oljeholdige underjordiske formasjoner ved fluidumutpresningsmetoder hvor et fluidum sprøytes inn i formasjonen gjennom en eller flere innsprøytningsbrønner for å presse oljen gjennom formasjonen til en eller flere produksjons-brønner, er en velkjent prosess. De fluider som anvendes i slike prosesser, innbefatter væsker som f.eks. vann og . forskjellige hydrokarboner og gasser som f.eks. hydrokarbongasser, karbondioksyd etc. Mange olje-feller omfatter skikt eller soner med porøse bergarter, hvis mekaniske permeabilitet kan variere fra mer enn 1 000 mD til mindre enn 10 mD. Secondary extraction of oil from oil-bearing or oil-containing underground formations by fluid extrusion methods, where a fluid is injected into the formation through one or more injection wells to push the oil through the formation to one or more production wells, is a well-known process. The fluids used in such processes include liquids such as water and . various hydrocarbons and gases such as e.g. hydrocarbon gases, carbon dioxide etc. Many oil traps comprise layers or zones of porous rocks, whose mechanical permeability can vary from more than 1,000 mD to less than 10 mD.

I alle fluidumutpresningsmetoder utgjør pressfluidets tilbøyelighet til In all fluid extrusion methods, the tendency of the press fluid to

å kanalisere seg langs eller gjennom de mer gjennomtrengelige soner av . formasjonen et problem man har vært klar over. Dette betegnes vanlig- to channel along or through the more permeable zones of . the formation a problem that has been aware of. This is commonly referred to as

vis som "fingerdannelse". Etterat oljen stort sett er trengt ut fra de mere gjennomtrengelige soner, virker disse som "tyvsoner" som tillater pressfluidet å strømme direkte fra innsprøytningsbrønnene til produksjonsbrønnene. I mange tilfeller medfører en slik kanalisering eller fingerdannelse at der blir tilbake vesentlige mengder olje i de mindre permeable soner av formasjonen som omgås. Slik kanalisering eller fingerdannelse kan finne sted når mobiliteten, dvs. reservoirets eller oljefellens permeabilitet overfor pressfluidet dividert med viskositeten av denne, blir relativt stor i forhold til mobiliteten av reservoiroljen. show as "finger formation". After the oil has mostly been pushed out from the more permeable zones, these act as "thief zones" which allow the pressure fluid to flow directly from the injection wells to the production wells. In many cases, such channeling or finger formation means that significant amounts of oil remain in the less permeable zones of the formation that are bypassed. Such channeling or finger formation can take place when the mobility, i.e. the permeability of the reservoir or oil trap to the pressure fluid divided by the viscosity of this, becomes relatively large in relation to the mobility of the reservoir oil.

Borefluider som anvendes ved boring av oljebrønner, gassbrønner Drilling fluids used when drilling oil wells, gas wells

og lignende borehull, er vanligvis vandige væsker som inneholder leirer eller andre kolloidale materialer. Borefluider tjener som smøremiddel for borskjæret og borskaftet og som et bæremedium for de spon som dannes av borskjæret, samt bidrar til å danne en filterkake på veggen av borehullet for å redusere fluidumtap til de omgivende lag under and similar boreholes, are usually aqueous fluids containing clays or other colloidal materials. Drilling fluids serve as a lubricant for the drill bit and drill stem and as a carrier medium for the chips formed by the drill bit, as well as helping to form a filter cake on the wall of the borehole to reduce fluid loss to the surrounding layers below

overflaten. Det er kjent at en for sterk viskositet av borefluidet har en uheldig virkning på den inntrengningshastighet som kan oppnås med borskjæret. I mange tilfeller kan der oppnås vesentlig bedre hastigheter ved at kolloidale materialer sløyfes og viskositeten av borefluidet reduseres. I visse tilfeller kan luft, rent vann eller andre lighe'nde "fluider med lav viskositet anvendes istedenfor det vanlige borefluidum eller boreslam. the surface. It is known that too high a viscosity of the drilling fluid has an adverse effect on the penetration rate that can be achieved with the drill bit. In many cases, significantly better speeds can be achieved by looping colloidal materials and reducing the viscosity of the drilling fluid. In certain cases, air, clean water or other similar low-viscosity fluids can be used instead of the usual drilling fluid or drilling mud.

Den foreliggende oppfinnelsen skaffer en løsning på de ovennevnte problemer. Der er nemlig oppdaget en klasse av nye, vandige geler som kan utgjøre i det minste en del av det vandige medium som anvendes ved de nevnte sekundærutvinningsoperasjoner, samt det vandige medium som anvendes ved brønnboringsoperasjonene. Det er oppdaget at når vann-oppløselige celluloseetre anvendes i forbindelse med vannoppløselig forbindelse av et flerverdig metall som kan reduseres til en lavere valens som imidlertid er høyere enn 1, og et egnet reduksjonsmiddel som er istand til å utføre den nevnte reduksjon, vil dette materiale kunne anvendes som geleringsmiddel til gelering av vandige medier, herunder vann. Det er fastslått at der ved variasjon av sammensetningen og/eller mengden av de nevnte geleringsmidler og/eller de betingelser de anvendes under ved dannelsen av gelene, kan fremstilles et stort spektrum av vandige geler fra flytende, sterkt mobile geler til stive geler. The present invention provides a solution to the above problems. Namely, a class of new, aqueous gels has been discovered which can constitute at least part of the aqueous medium used in the aforementioned secondary extraction operations, as well as the aqueous medium used in the well drilling operations. It has been discovered that when water-soluble cellulose ethers are used in conjunction with a water-soluble compound of a polyvalent metal which can be reduced to a lower valency which is, however, higher than 1, and a suitable reducing agent capable of effecting said reduction, this material will could be used as a gelling agent for gelling aqueous media, including water. It has been established that by varying the composition and/or the amount of the gelling agents mentioned and/or the conditions under which they are used in the formation of the gels, a large spectrum of aqueous gels can be produced from liquid, highly mobile gels to rigid gels.

De vandige geler ifølge oppfinnelsen er spesielt anvendelige ved operasjoner hvor et fluidum føres inn i et borehull i jorden, f.eks. ved den ovenfor beskrevne sekundærutvinning, i de ovenfor beskrevne boreoperasjoner, ved ferdiggjøringsoperasjoner for brønner, som pakk-fluider etc. The aqueous gels according to the invention are particularly useful in operations where a fluid is introduced into a borehole in the earth, e.g. in the above-described secondary extraction, in the above-described drilling operations, in completion operations for wells, as packing fluids etc.

Oppfinnelsen går således ut på en vandig gel for bruk som hjelpemiddel ved boring i oljeproduserende formasjoner, nærmere bestemt for bruk som minst en del av et fluidum som føres inn i et borehull i jorden til berøring med en underjordisk formasjon som gjennomtrenges av borehullet, idet gelen er fremstilt ved fortykking av vann ved tilsetning av 0,0025 - 20 vektprosent, regnet på vekten av vannet, av en vannoppløselig celluloseeter og gelering av den fortykkede vandige oppløsning ved tilsetning av 0,05 - 60 vektprosent, regnet på vekten av celluloseeteren, av en vannoppløselig forbindelse av et flerverdig metall med mer enn en flerverdig tilstand, karakterisert ved at metallforbindelsen er en forbindelse av krom eller mangan og foreligger i en mengde av minst 3•10 gram-atomer metall pr. gram celluloseeter, og at i det minste en del av metallet er redusert til en lavere flerverdig tilstand ved tilsetning av en vannoppløselig reduserende forbindelse . The invention thus concerns an aqueous gel for use as an aid when drilling in oil-producing formations, more specifically for use as at least part of a fluid that is introduced into a borehole in the earth to contact an underground formation that is penetrated by the borehole, as the gel is produced by thickening water by adding 0.0025 - 20% by weight, calculated on the weight of the water, of a water-soluble cellulose ether and gelling the thickened aqueous solution by adding 0.05 - 60% by weight, calculated on the weight of the cellulose ether, of a water-soluble compound of a polyvalent metal with more than one polyvalent state, characterized in that the metal compound is a compound of chromium or manganese and is present in an amount of at least 3·10 gram atoms of metal per grams of cellulose ether, and that at least part of the metal is reduced to a lower polyvalent state by the addition of a water-soluble reducing compound.

Generelt kan en hvilken som helst av de vannoppløselige cellu-etre anvendes ved utførelse av oppfinnelsen. De celluloseetre som kan anvendes, omfatter blant annet de forskjellige karboksyalkylcellulose-etre, f.eks. karboksyetylcellulose og karboksymetylcellulose~(GMC), blandede etre som f.eks. karboksyalkyl/hydroksyalkyl-etre, f.eks. karboksymetyl/hydroksyetyl-cellulose (CMHEC), hydroksyalkylcelluloser som f.eks. hydroksyetylcellulose og hydroksypropylcellulose, alkyl-hydroksyalkylcelluloser som f.eks. metylhydroksypropylcellulose, alkyl-celluloser som f.eks. metylcellulose, etylcellulose og propylcellulose, alkylkarboksyalkylcelluloser som f.eks. etylkarboksymetylcellulose, alkylalkylcelluloser som f.eks. metyletylcellulose og hydroksyalkyl-alkylcelluloser som f.eks. hydroksypropylmetylcellulose samt lignende celluloseetre. Mange av disse celluloseetre er tilgjengelige i handelen i forskjellige kvalitetsgrader. De karboksysubstituerte celluloseetre er tilgjengelige som alkalimetallsaltet, vanligvis natriumsaltet. Der henvises imidlertid sjelden til metallet, og etrene betegnes vanligvis som f.eks. CMC, CMHEC etc. Vannoppløselig CMC er f.eks. tilgjengelig i forskjellige grader av karboksylatsubstituering i området fra ca. In general, any of the water-soluble cellu-ethers can be used in carrying out the invention. The cellulose ethers that can be used include the various carboxyalkyl cellulose ethers, e.g. carboxyethyl cellulose and carboxymethyl cellulose~(GMC), mixed ethers such as e.g. carboxyalkyl/hydroxyalkyl ethers, e.g. carboxymethyl/hydroxyethyl cellulose (CMHEC), hydroxyalkyl celluloses such as hydroxyethyl cellulose and hydroxypropyl cellulose, alkyl-hydroxyalkyl celluloses such as e.g. methylhydroxypropyl cellulose, alkyl celluloses such as methyl cellulose, ethyl cellulose and propyl cellulose, alkylcarboxyalkyl celluloses such as e.g. ethyl carboxymethyl cellulose, alkyl alkyl celluloses such as e.g. methylethylcellulose and hydroxyalkyl-alkylcelluloses such as e.g. hydroxypropylmethylcellulose and similar cellulose ethers. Many of these cellulose ethers are commercially available in various grades. The carboxy-substituted cellulose ethers are available as the alkali metal salt, usually the sodium salt. However, reference is rarely made to the metal, and the ethers are usually referred to as e.g. CMC, CMHEC etc. Water-soluble CMC is e.g. available in various degrees of carboxylate substitution in the range from ca.

0,3 opp til den maksimale substitusjonsgrad på 3,0. CMC med en substitusjonsgrad i området fra 0,65 til 0,95 foretrekkes vanligvis. 0.3 up to the maximum degree of substitution of 3.0. CMC with a degree of substitution in the range of 0.65 to 0.95 is generally preferred.

CMC med en substitusjonsgrad i området fra 0,85 til 0,95 er ofte en CMC with a degree of substitution in the range from 0.85 to 0.95 is often one

enda mere foretrukket celluloseeter. CMC med en substitusjonsgrad som ligger under de ovenfor nevnte områder, har vanligvis mindre ens-artede egenskaper og er således mindre ønskelige for anvendelse ved utførelse av oppfinnelsen. CMC med en substitusjonsgrad som ligger over de ovenfor angitte foretrukne områder, har vanligvis en lavere viskositet, og større mengder er nødvendige ved utførelse av oppfinnelsen. Substitusjonsgraden av CMC kommer vanligvis til uttrykk i betegnelsene, som er f.eks. CMC-7, CMC-9, CMC-12 etc, hvor tallene 7, 9 og 12 henviser til en substitusjonsgrad på henholdsvis 0,7, 0>9 og 1,2. even more preferably cellulose ether. CMC with a degree of substitution below the above-mentioned ranges usually have less uniform properties and are thus less desirable for use in carrying out the invention. CMC with a degree of substitution above the above preferred ranges generally has a lower viscosity, and larger amounts are required in the practice of the invention. The degree of substitution of CMC is usually expressed in the designations, which are e.g. CMC-7, CMC-9, CMC-12 etc, where the numbers 7, 9 and 12 refer to a degree of substitution of 0.7, 0>9 and 1.2 respectively.

I de ovenfor beskrevne blandede etre foretrekkes det at den In the above-described mixed ethers, it is preferred that the

andel av disse som inneholder karboksylatgruppene, er betydelig istedenfor bare å utgjøre spor. Når det f.eks. gjelder CMHEC, foretrekkes det at karboksymetyl-substitusjonsgraden er minst 0,4. Graden av hydroksy-etyl-substitusjon er mindre viktig og kan variere innen vide grenser, f.eks. fra ca. 0,1 eller lavere til ca. 4 eller høyere. the proportion of these that contain the carboxylate groups is significant rather than just a trace. When it e.g. for CMHEC, it is preferred that the degree of carboxymethyl substitution is at least 0.4. The degree of hydroxy-ethyl substitution is less important and can vary within wide limits, e.g. from approx. 0.1 or lower to approx. 4 or higher.

Den mengde celluloseeter som anvendes ved utførelse av oppfinnelsen, kan variere innen vide grenser i avhengighet av viskosi-tetsgraden og renheten av eteren og de egenskaper som er ønsket i de vandige geler som oppfinnelsen angår. Den mengde celluloseeter som anvendes, vil vanligvis være en vannfortykkende mengde, d.v.s. minst en mengde som merkbart fortykker det vann den tilsettes. Mengder i størrelsesordenen fra 25 til 100 vektdeler pr. million (0,0025 - 0,01 vektprosent) er f.eks. funnet å fortykke vann merkbart. Vann som inneholder 25 ppm CMC, får en viskositetsøkning på ca. 215?. Ved 50 ppm er viskositetsøkningen ca. 45$. Ved 100 ppm er viskositetsøkningen ca. 195%- Generelt uttrykt kan der anvendes mengder i området fra 0,0025 til 20 vektprosent, fortrinnsvis 0,01-5 og aller helst 0,025-1 vektprosent, regnet på vekten av'vann. Mengder utenfor disse områder kan imidlertid også anvendes. Når de riktige mengder av flerverdig metall og reduksjonsmiddel anvendes, vil vanligvis den anvendte mengde celluloseeter bestemme konsistensen av den oppnådde gel. Små mengder celluloseeter vil vanligvis gi flytende bevegelige geler som lett kan pumpes, mens store mengder celluloseeter vanligvis vil gi stive, faste geler. Hvis det ønskes kan disse stive geler "fortynnes" ved utspeding til en hvilken som helst ønsket celluloseeter-konsentrasjon. Dette kan gjøres på mekanisk vei, f.eks. ved omrøring, pumping eller ved hjelp av en egnet innretning til turbulent tilførsel som gir skjærvirkning, f.eks. en stråledyse. Der er således i virkeligheten ingen fast øvre grense for den mengde celluloseeter som kan anvendes. Når der ønskes en flytende bevegelig gel, foretrekkes det imidlertid å fortynne de mere konsentrerte geler før disse stivner. The amount of cellulose ether used in carrying out the invention can vary within wide limits depending on the degree of viscosity and the purity of the ether and the properties desired in the aqueous gels to which the invention relates. The amount of cellulose ether used will usually be a water-thickening amount, i.e. at least an amount that noticeably thickens the water to which it is added. Quantities in the order of magnitude from 25 to 100 parts by weight per million (0.0025 - 0.01 weight percent) is e.g. found to thicken water noticeably. Water containing 25 ppm CMC has a viscosity increase of approx. 215?. At 50 ppm, the increase in viscosity is approx. 45$. At 100 ppm, the increase in viscosity is approx. 195% - In general terms, amounts in the range from 0.0025 to 20 percent by weight, preferably 0.01-5 and most preferably 0.025-1 percent by weight, calculated on the weight of water, can be used. However, quantities outside these ranges can also be used. When the correct amounts of polyvalent metal and reducing agent are used, the amount of cellulose ether used will usually determine the consistency of the resulting gel. Small amounts of cellulose ether will usually give liquid mobile gels that can be easily pumped, while large amounts of cellulose ether will usually give stiff, solid gels. If desired, these stiff gels can be "thinned" by dilution to any desired cellulose ether concentration. This can be done mechanically, e.g. by stirring, pumping or using a suitable device for turbulent supply that produces a shearing effect, e.g. a jet nozzle. There is thus in reality no fixed upper limit for the amount of cellulose ether that can be used. When a liquid mobile gel is desired, however, it is preferred to dilute the more concentrated gels before they solidify.

Eksempler på forbindelsene av flerverdig metall omfatter kaliumpermanganat, natriumpermanganat, ammoniumkromat, ammoniumdikromat, alkalimetallkromater, alkalimetalldikromater og kromtrioksyd. Examples of the polyvalent metal compounds include potassium permanganate, sodium permanganate, ammonium chromate, ammonium dichromate, alkali metal chromates, alkali metal dichromates and chromium trioxide.

Den mengde av de nevnte metallholdige forbindelser som anvendes ved utførelse av oppfinnelsen, er en merkbar mengde, d.v.s. en liten, men begrenset mengde som er større enn tilfeldige forurensninger, og som tjener til eller er tilstrekkelig til å skaffe vesentlig gelering når metallet i forbindelsen reduseres til en lavere valens som er høyere enn 1. Den nedre grense for konsentrasjonen av den metallholdige startforbindelse vil avhenge av den spesielle type celluloseeter som anvendes, konsentrasjonen av celluloseeter i det vann som skal geleres, det vann som anvendes, og den ønskede type av gelproduktet. For store mengder av startmetallforbindelsen, f.eks. seksverdig krom, som kan gi for store mengder av treverdig krom når der foreligger tilstrekkelig reduksjonsmiddel, kan påvirke stabiliteten av de fremstilte geler i uheldig retning. Som en generell regel vil den til fremstilling av vandige geler anvendte mengde av startforbindelsen som inneholder flerverdig metall, ligge i området fra 0,05 til 60, fortrinnsvis 0,5 til 30 vektprosent av den anvendte celluloseetermengde. Uttrykt annerledes vil mengden vanligvis være tilstrekkelig til å skaffe minst 3"10 ^ og The amount of the aforementioned metal-containing compounds used in carrying out the invention is a noticeable amount, i.e. a small but limited amount greater than incidental contaminants that serves or is sufficient to provide substantial gelation when the metal in the compound is reduced to a lower valence greater than 1. The lower limit of the concentration of the starting metal-containing compound will depend on the particular type of cellulose ether used, the concentration of cellulose ether in the water to be gelled, the water used, and the desired type of gel product. Too large amounts of the starting metal compound, e.g. hexavalent chromium, which can give excessive amounts of trivalent chromium when sufficient reducing agent is present, can adversely affect the stability of the produced gels. As a general rule, the amount of the starting compound containing polyvalent metal used for the production of aqueous gels will lie in the range from 0.05 to 60, preferably 0.5 to 30 percent by weight of the amount of cellulose ether used. Expressed differently, the amount will usually be sufficient to provide at least 3"10 ^ and

-5 -5

fortrinnsvis minst 3*10 gramatomer av det reduserbare metall pr. gram celluloseeter. Mengden av metallet vil fortrinnsvis ikke overstige 4"10 - 3 J og helst ikke 2*10 - 3 J gramatomer av metallet pr. gram celluloseeter. Fagfolk kan fastlegge de optimale mengder av metallforbindelsen som skal anvendes, ved rutineprøver som kan utføres i lys av den foreliggende fremstilling. Når saltvann av den art som vanligvis er tilgjengelig på produserende oljefelt, anvendes som vann ved fremstilling av geler i henhold til den foreliggende oppfinnelse, kreves der f.eks. mindre av startforbindelsen enn når der anvendes destillert vann. preferably at least 3*10 gram atoms of the reducible metal per grams of cellulose ether. The amount of the metal will preferably not exceed 4"10 - 3 J and most preferably not 2*10 - 3 J gram atoms of the metal per gram of cellulose ether. Those skilled in the art can determine the optimum amounts of the metal compound to be used by routine tests which can be carried out in light of the present preparation When salt water of the kind usually available in producing oil fields is used as water in the preparation of gels according to the present invention, less of the starting compound is required, for example, than when distilled water is used.

Stabile geler er blitt fremstilt under anvendelse av saltvann med et innhold av oppløste faste stoffer innenfor et vidt område, f.eks. fra vann med henholdsvis 850, 1200, 6000 og 90 000.ppm oppløste faste stoffer. Geleringshastighetene er ofte større når slike saltoppløsninger anvendes. Slikt oljefeltsaltvann inneholder vanligvis varierende mengder - natriumklorid, kalsiumklorid, magnesiumklorid etc. Natriumklorid er vanligvis tilstede i den største konsentrasjon. Ordet "vann" blir i den foreliggende fremstilling anvendt som en generisk betegnelse som, med mindre noe annet er angitt, skal omfatte saltvann og saltoppløsninger som nevnt, ferskvann og andre vandige medier som kan geleres i overensstemmelse med oppfinnelsen. Stable gels have been prepared using salt water with a content of dissolved solids within a wide range, e.g. from water with respectively 850, 1200, 6000 and 90,000.ppm dissolved solids. The gelation rates are often greater when such salt solutions are used. Such oilfield brine usually contains varying amounts - sodium chloride, calcium chloride, magnesium chloride, etc. Sodium chloride is usually present in the greatest concentration. The word "water" is used in the present description as a generic term which, unless otherwise stated, shall include salt water and salt solutions as mentioned, fresh water and other aqueous media which can be gelled in accordance with the invention.

Egnede reduksjonsmidler som kan anvendés i gelene ifølge oppfinnelsen, omfatter svovelholdige forbindelser som natriumsulfitt, natriumhydrosulfitt, natriummetabisulfitt, kaliumsulfitt, natriumbisulfitt, kaliummetabisulfitt, natriumsulfid, natriumtiosulfat, jernsulfat og tioacetamid, foruten forbindelser som ikke inneholder svovel, f.eks. hydrokinon, jernklorid, p-hydrazinbenzoinsyre, hydrazinfosfitt og hydrazindiklorid. Noen av de ovennevnte reduksjonsmidler virker raskere enn andre. F.eks. reagerer natriumtiosulfat langsomt i fravær av varme og krever således f.eks. oppvarmning til ca. 52-54°C. Foretrukne reduksjonsmidler er natriumhydrosulfitt eller kaliumhydrosulfitt. Suitable reducing agents which can be used in the gels according to the invention include sulfur-containing compounds such as sodium sulphite, sodium hydrosulphite, sodium metabisulphite, potassium sulphite, sodium bisulphite, potassium metabisulphite, sodium sulphide, sodium thiosulphate, iron sulphate and thioacetamide, in addition to compounds which do not contain sulphur, e.g. hydroquinone, ferric chloride, p-hydrazinebenzoic acid, hydrazine phosphite and hydrazine dichloride. Some of the above reducing agents work faster than others. E.g. sodium thiosulphate reacts slowly in the absence of heat and thus requires e.g. heating to approx. 52-54°C. Preferred reducing agents are sodium hydrosulfite or potassium hydrosulfite.

Den anvendte mengde reduksjonsmiddel er en merkbar mengde, d.v.s. en liten, men endelig mengde som er større enn tilfeldige forurensninger, men er virksom for å redusere i det minste en del av det flerverdige metall i startforbindelsen til en lavere valenstilstand. Som en generell regel vil den anvendte mengde reduksjonsmiddel vanligvis ligge i området fra 0,1 til minst 150 og fortrinnsvis minst ca. 200 vektprosent av den støkiometrisk nødvendige mengde for reduksjon av metallet fra den opprinnelige flerverdige tilstand til den nevnte lavere valenstilstand, f.eks. fra +6 Cr til + 3 Cr. Fagfolk kan fast-slå den mengde av reduksjonsmiddel som skal anvendes, ved enkle forsøk utført i lys av den foreliggende fremstilling. The amount of reducing agent used is an appreciable amount, i.e. a small but finite amount that is greater than incidental impurities but is effective to reduce at least a portion of the polyvalent metal in the starting compound to a lower valence state. As a general rule, the amount of reducing agent used will usually lie in the range from 0.1 to at least 150 and preferably at least approx. 200 percent by weight of the stoichiometrically necessary amount for reduction of the metal from the original polyvalent state to the mentioned lower valence state, e.g. from +6 Cr to + 3 Cr. Those skilled in the art can determine the amount of reducing agent to be used by simple experiments carried out in light of the present preparation.

For fremstilling av de vandige geler ifølge oppfinnelsen kan For the production of the aqueous gels according to the invention can

den metallholdige forbindelse eller reduksjonsmiddelet tilsettes en vandig oppløsning av celluloseeter, eller den metallholdige forbindelse og reduksjonsmiddelet kan samtidig tilsettes det vandige medium som inneholder celluloseeteren. Den foretrukne metode går generelt ut på først å dispergere celluloseeteren i det vandige medium. Reduksjonsmiddelet blir deretter tilsatt under omrøring. Deretter blir metallforbindelsen tilsatt. Geleringen starter så snart noe av det flerverdige metall er redusert til en tilstand med lavere valens. De nydannede metallioner med lavere valens, f.eks. +3 krom fremstilt fra +6 krom, bevirker rask tverrbinding av celluloseetrene og gelering av den opp-løsning eller det vandige medium som inneholder disse. the metal-containing compound or the reducing agent is added to an aqueous solution of cellulose ether, or the metal-containing compound and the reducing agent can be simultaneously added to the aqueous medium containing the cellulose ether. The preferred method generally involves first dispersing the cellulose ether in the aqueous medium. The reducing agent is then added with stirring. Then the metal compound is added. Gelation starts as soon as some of the polyvalent metal is reduced to a state of lower valence. The newly formed metal ions with lower valence, e.g. +3 chromium produced from +6 chromium causes rapid cross-linking of the cellulose ethers and gelation of the solution or the aqueous medium containing these.

Der kan fremstilles vandige geler i henhold til oppfinnelsen Aqueous gels can be produced according to the invention

med et stort spektrum av viskositeter eller fastheter i området fra lavviskøse eller sterkt mobile geler med en relativt lav viskositet opp til faste eller stive geler som ikke beveger seg. Valget av viskositet eller konsentrasjon av gelen vil avhenge av dennes anvendelse. Den virkelige viskositet og/eller gelstyrke vil avhenge av arten og konsentrasjonen av celluloseeter, arten og mengden av den anvendte utgangsmetallforbindelse og arten og mengden av det reduksjonsmiddel som anvendes. with a large spectrum of viscosities or firmnesses in the range from low-viscous or highly mobile gels with a relatively low viscosity up to solid or rigid gels that do not move. The choice of viscosity or concentration of the gel will depend on its application. The actual viscosity and/or gel strength will depend on the nature and concentration of the cellulose ether, the nature and amount of the starting metal compound used and the nature and amount of the reducing agent used.

En fremgangsmåte som for tiden foretrekkes, er å fremstille en relativt konsentrert eller høyviskøs gel og fortynne denne til en viskositet eller konsentrasjon som er egnet for praktisk bruk av gelen. I mange tilfelle skaffer denne fremgangsmåte en mere stabil gel. A currently preferred method is to prepare a relatively concentrated or highly viscous gel and dilute this to a viscosity or concentration suitable for practical use of the gel. In many cases, this method provides a more stable gel.

Ved anvendelse av denne fortynningsteknikk kan der anvendes en begynnelsesoppløsning av celluloseeter som inneholder f.eks. 1 000 - 10 000 ppm (0,1-1 vektprosent) celluloseeter. Denne oppløsning blir deretter gelert ved tilsetning av egnede mengder metallforbindelse og reduksjonsmiddel. Etterat geleringen er utført i ønsket grad, kan den resulterende gel fortynnes til den konsentrasjon eller viskositet som er mest egnet for den påtenkte anvendelse. Hvis gelen skal anvendes for en vannfyllingsoperasjon, vil den f.eks. kunne fortynnes til en gel med et nominelt innhold på 1 000, 500, 250 ppm eller mindre ved tilsetning av en egnet mengde vann. De mere konsentrerte cellulose-eteroppløsninger har vanligvis en raskere geleringshastighet. I de fleste tilfelle vil det således være foretrukket å utføre fortynningen straks etter at gelens bestanddeler er tilsatt vann eller annet vandig medium, f.eks. innen ca. 5 ~ 30 minutter. Konsentrasjonen av celluloseeter i den "konsentrerte gel" vil fortrinnsvis være minst dobbelt så høy som i den ferdige gel. Fortynning av gelen bremser geleringshastigheten. Denne fortynningsteknikk kan derfor anvendes til å beherske eller styre geleringshastigheten hvis det skulle ønskes. I mange tilfelle er geler fremstilt ved anvendelse av den nevnte fortynningsteknikk mere stabile. En annen fordel ved fortynningsteknikken er at det vanligvis er mere hensiktsmessig å veie opp og håndtere større mengder re-aksjonsbestanddeler. When using this dilution technique, an initial solution of cellulose ether containing e.g. 1,000 - 10,000 ppm (0.1-1% by weight) cellulose ether. This solution is then gelled by adding suitable amounts of metal compound and reducing agent. After the gelation has been carried out to the desired degree, the resulting gel can be diluted to the concentration or viscosity most suitable for the intended application. If the gel is to be used for a water filling operation, it will e.g. could be diluted to a gel with a nominal content of 1,000, 500, 250 ppm or less by adding a suitable amount of water. The more concentrated cellulose ether solutions usually have a faster gelation rate. In most cases, it will thus be preferred to carry out the dilution immediately after the gel's components have been added to water or another aqueous medium, e.g. within approx. 5 ~ 30 minutes. The concentration of cellulose ether in the "concentrated gel" will preferably be at least twice as high as in the finished gel. Diluting the gel slows the gelation rate. This dilution technique can therefore be used to control or control the gelation rate if desired. In many cases, gels prepared using the aforementioned dilution technique are more stable. Another advantage of the dilution technique is that it is usually more convenient to weigh out and handle larger amounts of reaction components.

Kromioner med en verdighet på +3 har vært anvendt for reaksjon med vanndispergerbare polymerer som f.eks. polyakrylamider og poly-sakkarider. Se f.eks. U.S. patentskriftene nr. 3-114.651 og 3-383.307- Chromium ions with a value of +3 have been used for reaction with water-dispersible polymers such as e.g. polyacrylamides and polysaccharides. See e.g. U.S. patent documents no. 3-114,651 and 3-383,307-

I disse prosesser blir kromforbindelsen tilsatt i en form hvor kromet har en opprinnelig valens på +3, f-eks+ . CrCl,■ > , Cr(N0,), etc. Det er funnet at de på denne måte oppnådde Cr -ioner ikke skaffer stabile geler med celluloseeteren. De geler som eventuelt fremstilles på denne måte, vil gjennomgå enten syneresis eller utfelling i løpet av få minutter. Ved utførelse av den foreliggende oppfinnelse må Cr<+>^-ionene være nydannet, f.eks. nascerende ioner dannet in situ i den oppløsning som skal geleres. In these processes, the chromium compound is added in a form where the chromium has an original valence of +3, e.g. + . CrCl,■ > , Cr(N0,), etc. It has been found that the Cr ions obtained in this way do not form stable gels with the cellulose ether. The gels that may be produced in this way will undergo either syneresis or precipitation within a few minutes. When carrying out the present invention, the Cr<+>^ ions must be newly formed, e.g. nascent ions formed in situ in the solution to be gelled.

Gelinstabilitet vises ved utfelling og/eller syneresis (ut-skillelse eller vannseparering). En streng prøve på gelstabilitet består i å fremstille gelen og bare sette den bort. Det er funnet at geler som er stabile så lenge som 48 timer, vanligvis er stabile i en måned eller lenger. Det er også funnet at formasjonsstoffer som sandsten og kalksten fremmer gelstabiliteten. Gel instability is shown by precipitation and/or syneresis (separation or water separation). A rigorous test of gel stability consists of preparing the gel and simply setting it aside. It has been found that gels which are stable for as long as 48 hours are usually stable for a month or longer. Formation materials such as sandstone and limestone have also been found to promote gel stability.

pH-verdien av den endelige oppløsning av geleringsreaksjons-bestanddelene er fortrinnsvis lavere enn 7 og helst i nærheten av 6. Vanligvis er pHverdien ikke avgjørende, men høyere pHverdier bremser The pH value of the final solution of the gelation reaction components is preferably lower than 7 and preferably in the vicinity of 6. Generally, the pH value is not critical, but higher pH values slow

geleringshastigheten. Vanligvis vil pH-verdien av den gelerende opp-løsning avhenge av det anvendte reduksjonsmiddel. Hvis det ønskes, the gelation rate. Generally, the pH value of the gelling solution will depend on the reducing agent used. If desired,

kan pH-verdien innstilles ved tilsetning av en egnet syre, avhengig av det anvendte reduksjonsmiddel. the pH value can be adjusted by adding a suitable acid, depending on the reducing agent used.

I den foreliggende fremstilling vil de vandige geler ifølge oppfinnelsen, med mindre annet er angitt, for enkelthets skyld og ikke med henblikk på begrensning bli betegnet etter mengden av inn-holdet av celluloseeter, uansett om all celluloseeteren er tverrbundet. En 1-vektprosents eller 10 000 ppm gel er f.eks. en gel fremstilt In the present preparation, the aqueous gels according to the invention, unless otherwise stated, for the sake of simplicity and not with a view to limitation, will be designated according to the amount of the cellulose ether content, regardless of whether all the cellulose ether is cross-linked. A 1% by weight or 10,000 ppm gel is e.g. a gel prepared

fra en opprinnelig celluloseeter-oppløsning som inneholdt 1 vektprosent eller 10 000 ppm celluloseeter. Det samme system anvendes for gelene fremstilt ved de ovennevnte fortynningsteknikker. from an original cellulose ether solution containing 1% by weight or 10,000 ppm cellulose ether. The same system is used for the gels produced by the above dilution techniques.

Som angitt ovenfor er de vandige geler ifølge oppfinnelsen spesielt anvendelige ved fluidumutpresningsmetoder for sekundærut-vinning av olje. Gelene ifølge oppfinnelsen er anvendelige til reduksjon av mobiliteten av et utpresningsfluidum som f.eks. vann, eller reduksjon av permeabiliteten av formasjoner før eller under sekundærutvinningsoperasjoner som f.eks. fluidumutpresningsmetoder, samt for vannavtetningsbehandlinger i produksjonsbrønner. En van- As indicated above, the aqueous gels according to the invention are particularly applicable in fluid extrusion methods for the secondary extraction of oil. The gels according to the invention are useful for reducing the mobility of an extortion fluid such as e.g. water, or reduction of the permeability of formations before or during secondary extraction operations such as e.g. fluid squeezing methods, as well as for water sealing treatments in production wells. An un-

lig vannfylling eller gassutpressing utføres på vanlig måte inntil utpresningsfluidet bryter gjennom til produksjonsbrønnen i for store mengder. En gel ifølge oppfinnelsen blir deretter pumpet ned i brønnen og inn i formasjonen på en hvilken som helst egnet måte og en hvilken som helst egnet mengde samt et hvilket som helst egnet tidsrom som er tilstrekkelig til å skaffe den ønskede gjennomtrengning i dybden (in-depth penetration) og redusere mobiliteten av driv-fluidet eller permeabiliteten av de soner i formasjonen som har høy permeabilitet. En gjennomtrengning i dybden på 3 - 300 og fortrinnsvis 23 - 274 meter fra innsprøytningsbrønnen vil være tilstrekkelig. Dette kan imidlertid variere fra formasjon til formasjon, og gjennom-trengningsgrader utenfor disse områder kan anvendes. Der kan f.eks. sprøytes inn i formasjonen via innsprøytningsbrønnen en gel i henhold til oppfinnelsen i en mengde på ca. 0,001 til ca. 0,5 ganger porevolumet i løpet av en egnet tidsperiode som kan være på mellom en dag og 6 måneder. Eventuelt kan injeksjonen av gelen utføres ved injeksjon av en sats på ca. 32 000 - 800 000 liter gel i brønnen og deretter i formasjonen. Injeksjon .på en av de ovennevnte måter vil skaffe en fyllefront nær den olje som skal utvinnes. Hvis det ønskes, kan en vanlig saltoppløsning eller vann deretter anvendes til å presse equal water filling or gas extrusion is carried out in the usual way until the extrusion fluid breaks through to the production well in excessive quantities. A gel according to the invention is then pumped down the well and into the formation in any suitable manner and in any suitable quantity and for any suitable period of time sufficient to provide the desired in-depth penetration penetration) and reduce the mobility of the driving fluid or the permeability of the zones in the formation that have high permeability. A penetration to a depth of 3 - 300 and preferably 23 - 274 meters from the injection well will be sufficient. However, this can vary from formation to formation, and penetration rates outside these areas can be used. There can e.g. a gel according to the invention is injected into the formation via the injection well in an amount of approx. 0.001 to approx. 0.5 times the pore volume during a suitable period of time which can be between one day and 6 months. Optionally, the injection of the gel can be carried out by injecting a rate of approx. 32,000 - 800,000 liters of gel in the well and then in the formation. Injection in one of the above ways will provide a fill front close to the oil to be recovered. If desired, a normal saline solution or water can then be used to press

denne sats eller front eller dette bånd av gel videre gjennom formasjonen til produksjonsbrønnen. For å unngå eventuelle skarpe skille-linjer i viskositeten eller mobiliteten av gelen, noe som kunne ha uheldig innvirkning på den relative mobilitet av fyllemediet og oljen og bevirke kanalisering, kan viskositeten eller konsentrasjonen av gelen eventuelt reduseres gradvis ved en serie av trinnvise reduksjoner istedenfor at injeksjonen av gelen opphører brått. this rate or front or this band of gel further through the formation to the production well. In order to avoid any sharp dividing lines in the viscosity or mobility of the gel, which could have an adverse effect on the relative mobility of the filling medium and the oil and cause channeling, the viscosity or concentration of the gel can possibly be reduced gradually by a series of stepwise reductions instead of the injection of the gel stops abruptly.

Formasjonen kan behandles før utførelse av sekundærutvinningen ved fluidumutpressing. Dette er en spesielt anvendelig metode når der foreligger et godt kjennskap til formasjonens art. I en formasjon hvor de oljebærende lag veksler med mere gjennomtrengelige porøse lag som ikke inneholder olje eller utilstrekkelig olje til å gjøre sekundærutvinning økonomisk, men som allikevel ville kunne tjene som tyvsoner, kan formasjonen behandles med en gel i henhold til oppfinnelsen før fluidumutpresningen begynner. The formation can be treated before carrying out the secondary extraction by fluid extrusion. This is a particularly applicable method when there is a good knowledge of the nature of the formation. In a formation where the oil-bearing layers alternate with more permeable porous layers that contain no oil or insufficient oil to make secondary recovery economical, but which would nevertheless serve as thief zones, the formation can be treated with a gel according to the invention before fluid extrusion begins.

Gelen ifølge oppfinnelsen kan også anvendes på produksjons-brønner eller gassbrønner hvor de hydrokarbonbærende lag grenser til mere porøse lag som ikke inneholder hydrokarbon. En slik tilstand kan f.eks. foreligge når en vannholdig sand grenser opp til en hydrokarbonholdig sand og vannet trenger inn i borehullet og for-styrrer utvinningen av hydrokarbon. I slike tilfeller kan formasjonen behandles med en gel ifølge oppfinnelsen for å stenge av vannstrøm-men. Fremgangsmåten til utførelse av en slik vannavstengningsbe-handling er hovedsakelig den samme som beskrevet ovenfor i for-bindelse med fluidumutpressing. The gel according to the invention can also be used on production wells or gas wells where the hydrocarbon-bearing layers border more porous layers that do not contain hydrocarbons. Such a condition can e.g. occur when a water-containing sand adjoins a hydrocarbon-containing sand and the water penetrates into the borehole and disrupts the extraction of hydrocarbon. In such cases, the formation can be treated with a gel according to the invention to shut off the water flow. The procedure for carrying out such a water shut-off treatment is essentially the same as described above in connection with fluid extrusion.

Gelinjeksjonene kan også utføres periodisk eller intermittent etter behov i løpet av en sekundærutvinning med fluidumutpressing eller under utvinningen av olje fra en produksjonsbrønn. The gel injections can also be carried out periodically or intermittently as needed during a secondary extraction with fluid extrusion or during the extraction of oil from a production well.

I alle de ovennevnte operasjoner kan injeksjonen av gelen ifølge oppfinnelsen utføres på vanlig måte. Hvis det ønskes, kan en gel med egnet viskositet eller konsentrasjon injiseres som selve utpresningsfluidet. Geler som skal injiseres, kan fremstilles på forhånd, lagres i egnede tanker og deretter pumpes ned i brøn-nen. Eventuelt kan gelene dannes i en ledning som fører til injek-sjonsbrønnen, eller i foringsrørene i selve brønnen og deretter injiseres i formasjonen. De nødvendige mengder av celluloseeter, metall-forbindelser og reduksjonsmiddel kan tilføres rørene i brønnen i til-målte mengder, blandes i rørene og deretter injiseres i formasjonen. Hvis det ønskes, kan utvalgte partier av formasjonen isoleres mekanisk, f.eks. ved anvendelse av pakninger, (packers) og på andre måter som er kjent i faget. In all of the above-mentioned operations, the injection of the gel according to the invention can be carried out in the usual way. If desired, a gel of suitable viscosity or concentration can be injected as the actual extrusion fluid. Gels to be injected can be prepared in advance, stored in suitable tanks and then pumped into the well. Optionally, the gels can be formed in a line leading to the injection well, or in the casing pipes in the well itself and then injected into the formation. The necessary quantities of cellulose ether, metal compounds and reducing agent can be supplied to the pipes in the well in measured quantities, mixed in the pipes and then injected into the formation. If desired, selected parts of the formation can be isolated mechanically, e.g. by using packings, (packers) and in other ways known in the art.

De vandige geler ifølge oppfinnelsen kan utgjøre eller anvendes som borefluider ved boring av brønner på en hvilken som helst måte som er kjent i faget, og hvor der anvendes borefluider. Slike geler kan anvendes uten tilsetning av andre materialer. Hvis det ønskes, kan imidlertid borefluider som inneholder de nevnte vandige geler, gjøres tyngre ved innlemmelse av midler som bariumkarbonat, bariumsulfat, amorft silisiumoksyd etc. Hvis det ønskes, kan andre tilsetninger som er forenlige med de vandige geler, også innlemmes i borefluidet. Bore-fluidene kan således inneholde leirer som bentonitt, atapulgusleire, fluidumtapsmidler etc. The aqueous gels according to the invention can constitute or be used as drilling fluids when drilling wells in any manner known in the art, and where drilling fluids are used. Such gels can be used without the addition of other materials. If desired, however, drilling fluids containing the aforementioned aqueous gels can be made heavier by incorporating agents such as barium carbonate, barium sulfate, amorphous silicon oxide, etc. If desired, other additives compatible with the aqueous gels can also be incorporated into the drilling fluid. The drilling fluids can thus contain clays such as bentonite, attapulgus clay, fluid loss agents etc.

Eksempel 1 Example 1

En rekke forsøk er utført for å belyse fremstillingen av vandige geler i henhold til oppfinnelsen. For disse forsøk ble der fremstilt en forrådsoppløsning som inneholdt 4,3 g/l høyviskøs CMC-9 . Til ad-skilte 233 ml's porsjoner av denne forrådsoppløsning ble der tilsatt varierende mengder Ha^ S^ O^ oppløst i 27 ml destillert vann under om-røring i 10 sekunder og deretter forskjellige mengder Na2^ 2^" j' 2H,.,0 oppløst i 20 ml destillert vann under omrøring i 10 minutter. Hver forsøksoppløsning hadde således et samlet volum på 280 ml, og konsentrasjonen av CMC i oppløsningen var 3>6 g/l eller 0,357 vektprosent (3570 ppm). Stabile geler ble dannet i hvert tilfelle. Resultatene av disse forsøk er angitt i tabell I. Tallene i tabellen viser at geleringshastigheten øker med økende mengder av ^2^20^' 2E^ 0 når der er tilstede tilstrekkelig reduksjonsmiddel til å redusere Cr<+>^ til Cr<+>^. Tallene viser også at geleringsgraden øker med økende mengde av reduksjonsmiddel ved en gitt mengde Na2Cr20^•2H20. A number of experiments have been carried out to shed light on the production of aqueous gels according to the invention. For these experiments, a stock solution containing 4.3 g/l of highly viscous CMC-9 was prepared. To separate 233 ml portions of this stock solution were added varying amounts of Ha^ S^ O^ dissolved in 27 ml of distilled water while stirring for 10 seconds and then different amounts of Na2^ 2^" j' 2H,.,0 dissolved in 20 ml of distilled water with stirring for 10 minutes. Thus, each test solution had a total volume of 280 ml, and the concentration of CMC in the solution was 3>6 g/l or 0.357% by weight (3570 ppm). Stable gels were formed in each case. The results of these experiments are given in Table I. The figures in the table show that the rate of gelation increases with increasing amounts of ^2^20^' 2E^ 0 when sufficient reducing agent is present to reduce Cr<+>^ to Cr<+ The figures also show that the degree of gelation increases with an increasing amount of reducing agent for a given amount of Na2Cr20^•2H20.

Eksempel II Example II

En rekke forsøk ble utført for å undersøke rekkefølgen av tilsetningen av metallforbindelsen og reduksjonsmiddelet til cellulose-oppløsningen. En oppløsning som inneholdt 0,357 vektprosent høyviskøs CMC-9 i destillert vann, ble fremstilt. Rekkefølgen av tilsetningen A series of experiments were carried out to investigate the order of addition of the metal compound and the reducing agent to the cellulose solution. A solution containing 0.357% by weight of highly viscous CMC-9 in distilled water was prepared. The order of addition

av metallforbindelsen (M) og reduksjonsmiddelet (RA) ble variert på of the metal compound (M) and the reducing agent (RA) was varied on

tre måter: (1) Først M, deretter RA (M-RA), (2) først RA, deretter metall (RA-M) og (3) RA og M samtidig (RA & M). Metallforbindelsen og/eller reduksjonsmiddelet ble tilsatt i oppløst form i tilstrekkelige three ways: (1) First M, then RA (M-RA), (2) first RA, then metal (RA-M) and (3) RA and M simultaneously (RA & M). The metal compound and/or reducing agent were added in dissolved form in sufficient

mengder til å skaffe 0,16 g av hvert stoff pr. 280 ml samlet ferdig oppløsningsvolum. Geldannelsen ble målt ved fastleggelse av den tilsynelatende viskositet og gelstyrker for de resulterende geler. Resultatet av disse forsøk er angitt i tabell II sammen med sammenlignbare prøver på ugelert CMC-oppløsning. amounts to obtain 0.16 g of each substance per 280 ml total finished solution volume. Gel formation was measured by determining the apparent viscosity and gel strengths of the resulting gels. The results of these tests are given in Table II together with comparable samples of ungelled CMC solution.

Tallene i tabell II viser at gode geler ble oppnådd i alle tilfeller, og at tilsetningsrekkefølgen av reduksjonsmiddelet og metallforbindelsen til CMC-oppløsningen kan varieres etter ønske. Tallene viser også at en bedre beherskelse av geleringshastigheten oppnås når reduksjonsmiddelet tilsettes først. The figures in Table II show that good gels were obtained in all cases, and that the order of addition of the reducing agent and the metal compound to the CMC solution can be varied as desired. The figures also show that a better control of the gelation rate is achieved when the reducing agent is added first.

Eksempel III Example III

En rekke forsøk ble utført for å kontrollere geleringsegenskapene av andre vannoppløselige celluloseetre enn CMC. I hvert forsøk ble der fremstilt en 1,0 vektprosents oppløsning (10 000 ppm) av den celluloseeter som skal kontrolleres,. i vann. Til 250 ml av hver oppløsning ble der deretter tilsatt 0,375 g m& 2S2°H og 0,375 g Na2Cr207 • 2H20 (begge i oppløsninger som inneholdt 1,5 g/l) i den nevnte rekkefølge under omrøring etter hver tilsetning. Oppløsningene ble deretter undersøkt visuelt for geldannelse. Resultatene av forsøkene var som følger A number of experiments were carried out to check the gelation properties of water-soluble cellulose ethers other than CMC. In each experiment, a 1.0 percent by weight solution (10,000 ppm) of the cellulose ether to be controlled was prepared. in water. To 250 ml of each solution were then added 0.375 g m& 2S 2 °H and 0.375 g Na 2 Cr 2 O 7 • 2H 2 O (both in solutions containing 1.5 g/l) in the aforementioned order with stirring after each addition. The solutions were then examined visually for gel formation. The results of the experiments were as follows

Resultatene av andre geleringsprøver har vist at CMC-7 og CMC-12 såvel som CMC-9 danner gode stabile geler i henhold til oppfinnelsen. The results of other gelation tests have shown that CMC-7 and CMC-12 as well as CMC-9 form good stable gels according to the invention.

Eksempel IV Example IV

En rekke forsøk ble utført for å kontrollere effektiviteten av forskjellige reduksjonsmidler til reduksjon av seksverdig krom til treverdig krom. I hvert forsøk ble et prøverør.halvveis fylt med en 1,0 vektprosents oppløsning (10 000 ppm) av ^2(^20,., • 2K^ 0. Denne opp-løsning fikk tilsatt en liten mengde reduksjonsmiddel. Hvis oppløsningen endret farge fra oransje (Cr<+>^1 til grønn (Cr<+>^) innen 30 minutter, ble materialet ansett som et virksomt reduksjonsmiddel. Virksomme svovelholdige reduksjonsmidler omfattet natriumsulfid, natriumhydrosulfitt, natriummetabisulfitt, kaliumsulfitt, natriumbisulfitt, kaliummetabisulfitt, natriumsulfitt, natriumtiosulfat (med små varmemengder), jernsulfat og tioacetamid pluss svovelsyre. Virksomme reduksjonsmidler som ikke inneholder svovel, omfattet: Hydrokinon, jernklorid, natrium-nitritt, p-hydrazinbenzoinsyre, hydrazinfosfitt og hydrazindihydro-klorid. A number of experiments were carried out to check the effectiveness of different reducing agents in the reduction of hexavalent chromium to trivalent chromium. In each experiment, a test tube was filled halfway with a 1.0% by weight solution (10,000 ppm) of ^2(^20,., • 2K^ 0. A small amount of reducing agent was added to this solution. If the solution changed color from orange (Cr<+>^1) to green (Cr<+>^) within 30 minutes, the material was considered an effective reducing agent. Effective sulfur-containing reducing agents included sodium sulfide, sodium hydrosulfite, sodium metabisulfite, potassium sulfite, sodium bisulfite, potassium metabisulfite, sodium sulfite, sodium thiosulfate ( with small amounts of heat), ferrous sulfate and thioacetamide plus sulfuric acid. Effective non-sulfur reducing agents included: Hydroquinone, ferric chloride, sodium nitrite, p-hydrazinebenzoic acid, hydrazine phosphite, and hydrazine dihydrochloride.

Eksempel V Example V

Noen få utvalgte av de i eksempel IV fastlagte virksomme reduksjonsmidler ble anvendt' sammen med Na2Cr20^• 2H20 til gelering av A selected few of the effective reducing agents determined in Example IV were used together with Na2Cr20^• 2H20 for gelation of

CMC-oppløsninger i en rekke forsøk. Ved hvert forsøk ble 1,6 g høy-viskøs CMC-9 tilsatt 280 ml destillert vann for å gi en oppløsning som inneholdt 0,57 vektprosent eller 5 700 ppm CMC. Hver oppløsning fikk deretter tilsatt 0,5 g av reduksjonsmiddelet og 0,5 g Na2Cr20^,-2H20 i 10 vektprosents oppløsninger i den nevnte rekkefølge og under omrøring. Oppløsningene ble deretter undersøkt visuelt for geldannelse. Resultatet av forsøkene var som følger: CMC solutions in a series of experiments. In each experiment, 1.6 g of high-viscosity CMC-9 was added to 280 ml of distilled water to give a solution containing 0.57 weight percent or 5700 ppm CMC. To each solution was then added 0.5 g of the reducing agent and 0.5 g of Na 2 Cr 2 O 2 H 2 O in 10% by weight solutions in the order mentioned and with stirring. The solutions were then examined visually for gel formation. The results of the trials were as follows:

Resultatet av andre lignende forsøk ga positivt resultat, d.v.s. geldannelse, når hydrokinon ble anvendt som reduksjonsmiddel for Na2Cr20?-2H20. The result of other similar trials gave positive results, i.e. gel formation, when hydroquinone was used as a reducing agent for Na2Cr20?-2H20.

Eksempel VI Example VI

To prøveoppløsninger inneholdende 0,357 vektprosent (3570 ppm) høyviskøs CMC-9 i destillert vann ble fremstilt. Prøve nr. 1 ble fremstilt under anvendelse av 0,32 g Na2S20i( og 0,32 g Na2Cr20^ • 2H20, begge oppløst i destillert vann. Det samlede volum av den således fremstilte prøveoppløsning var 280 ml. Prøve nr. 2 ble fremstilt under anvendelse av 0,68 g CrCl^ oppløst i destillert vann. Det samlede Two sample solutions containing 0.357 weight percent (3570 ppm) high viscosity CMC-9 in distilled water were prepared. Sample No. 1 was prepared using 0.32 g of Na2S2Oi( and 0.32 g of Na2Cr2O^ • 2H2O, both dissolved in distilled water. The total volume of the sample solution thus prepared was 280 ml. Sample No. 2 was prepared under use of 0.68 g CrCl^ dissolved in distilled water The total

volum av den således fremstilte prøveoppløsning var 280 ml. Den gel som ble oppnådd i prøve nr. 1 under anvendelse av Cr<+>^, var fremdeles en stabil gel etter 7 dager. Den gel som ble dannet fra prøve nr. 2 under anvendelse av Cr , var ustabil og gjennomgikk syneresis innen 10 minutter etter blanding. volume of the thus prepared sample solution was 280 ml. The gel obtained in sample No. 1 using Cr<+>^ was still a stable gel after 7 days. The gel formed from sample #2 using Cr was unstable and underwent syneresis within 10 minutes of mixing.

Eksempel VII Example VII

Kaliumpermanganat og kalsiumpermanganat ble hver for seg anvendt sammen med natriumhydrosulfitt til gelering av en oppløsning som inneholdt 0,357 vektprosent (3570 ppm) høyviskøs CMC-9 i saltvann som inneholdt 1 200 ppm oppløste faste stoffer. Til en 250 ml's prøve av den nevnte CMC-oppløsning ble der satt 0,357 g KMnO^ (3,75 ml av en 10 vektprosent's oppløsning i destillert vann) og 0,375 g Na^,^ Potassium permanganate and calcium permanganate were each used together with sodium hydrosulfite to gel a solution containing 0.357 weight percent (3570 ppm) high viscosity CMC-9 in saline containing 1200 ppm dissolved solids. To a 250 ml sample of the aforementioned CMC solution was added 0.357 g of KMnO^ (3.75 ml of a 10% by weight solution in distilled water) and 0.375 g of Na^,^

(3,75 ml av en 10 vektprosents oppløsning) under omrøring etter hver tilsetning. Den resulterende gel hadde egenskaper i likhet med de geler som ble fremstilt fra lignende CMC-oppløsninger under anvendelse av hovedsakelig tilsvarende mengder Na^rgO^.• 2H20 og Na^gO^. Enda en (3.75 ml of a 10% by weight solution) with stirring after each addition. The resulting gel had properties similar to those gels prepared from similar CMC solutions using substantially equivalent amounts of Na^rgO^• 2H 2 O and Na^gO^ . Another

gel ble fremstilt på samme måte under anvendelse av NaMnO^. Den resulterende gel hadde lignende egenskaper som den gel som ble fremstilt under anvendelse av KMnO^. gel was prepared in the same way using NaMnO 2 . The resulting gel had similar properties to the gel prepared using KMnO 4 .

Eksempel VIII Example VIII

En tørr blanding av 1 vektdel høyviskøs CMC-9, 0,28 vektdeler Na2Cr207'2H20 og 0,28 vektdeler Na^C^ ble fremstilt. Denne tørre blanding ble tilsatt en tilstrekkelig mengde av et oljefeltsaltvann som inneholdt ca. 850 ppm oppløste faste stoffer, til å danne en opp-løsning som inneholdt 1 000 ppm CMC (0,1 vektprosent], og omrørt 10 minutter med en hurtigløpende blander. Den resulterende vandige gel hadde en tilsynelatende viskositet på 4,5 cP omtrent 15 minutter etter blandingen. Omtrent 6 timer senere var den tilsynelatende viskositet 7,5 cP. Ca. 24 timer etter blandingen var den tilsynelatende viskositet av en oppbevart prøve 9,0 cP. Disse tilsynelatende viskositeter ble målt på et Fann VG-apparat (300 omdr./minl. A dry mixture of 1 part by weight of high viscosity CMC-9, 0.28 parts by weight of Na 2 Cr 2 O 7 -2 H 2 O and 0.28 parts by weight of Na 2 Cl 2 was prepared. To this dry mixture was added a sufficient amount of an oil field brine containing approx. 850 ppm dissolved solids, to form a solution containing 1000 ppm CMC (0.1% by weight], and stirred for 10 minutes with a high-speed mixer. The resulting aqueous gel had an apparent viscosity of 4.5 cP about 15 minutes after mixing. About 6 hours later, the apparent viscosity was 7.5 cP. About 24 hours after mixing, the apparent viscosity of a stored sample was 9.0 cP. These apparent viscosities were measured on a Fann VG apparatus (300 rpm ./min.

En oppløsning av den nevnte høyviskøse CMC-9 som inneholdt A solution of said high viscosity CMC-9 which contained

1 000 ppm -ugelert CMC (0,1 vektprosent), ble også fremstilt under anvendelse av den samme oljefeltsaltoppløsning. Ytterligere en hovedsakelig lik oppløsning av den samme CMC hadde en tilsynelatende viskositet på 4,0 cP (Fann VG-apparat 300 omdr./min). 1000 ppm ungelled CMC (0.1% by weight) was also prepared using the same oil field brine. Another substantially equal solution of the same CMC had an apparent viscosity of 4.0 cP (Fann VG apparatus 300 rpm).

En lineær fortrengningsmodell (sandfylling) ble fremstilt som følger: Et 1,8 m langt stålrør med en innvendig diameter på 19 mm ble fylt med Mill Creek-sand. Det fylte rør ble deretter evakuert for fjerning av luft. Det evakuerte rør ble deretter spylt med C02~gass for å fjerne eventuell resterende luft. Røret ble deretter igjen evakuert. Deretter ble røret fylt med vann fra bunnen for å fjerne alle spor av gass fra dette. Kolonnen ble deretter fylt fra toppen med en olje med en viskositet på 210 cP ved 24°C for å skaffe en tilstand med metting av olje og gjenværende, medhørende (connate) vann. Kolonnen ble deretter overfylt med den ovenfor beskrevne oljefeltsaltoppløsning fra toppen i et tilstrekkelig tidsrom til å gi et vann/olje-forhold ved utløpet på over 100:1 for således å sikre at all mobil olje var blitt fjernet. Kolonnen ble deretter ansett som mettet med restolje (residual 011 saturated). A linear displacement (sand fill) model was constructed as follows: A 1.8 m long steel pipe with an internal diameter of 19 mm was filled with Mill Creek sand. The filled tube was then evacuated to remove air. The evacuated tube was then flushed with CO 2 gas to remove any remaining air. The pipe was then evacuated again. The tube was then filled with water from the bottom to remove all traces of gas from it. The column was then filled from the top with an oil having a viscosity of 210 cP at 24°C to obtain a condition of saturation of oil and residual, associated (connate) water. The column was then backfilled with the above described oil field brine from the top for a sufficient time to give a water/oil ratio at the outlet in excess of 100:1 so as to ensure that all mobile oil had been removed. The column was then considered saturated with residual oil (residual 011 saturated).

Den på denne måte fremstilte lineære fortrengningsmodell hadde The linear displacement model produced in this way had

et porevolum på 195 ml, en porøsitet på 42,8$ og en restoljemetning (Sor) på 0,298. Kolonnen ble montert i vertikal stilling og forsynt a pore volume of 195 ml, a porosity of 42.8$ and a residual oil saturation (Sor) of 0.298. The column was mounted in a vertical position and supplied

med trykkuttak på følgende avstander fra toppen: 0 cm, 30 cm, 91 cm, with pressure outlet at the following distances from the top: 0 cm, 30 cm, 91 cm,

1,5 m og 1,8 m. Vannbortledningsprøven ble deretter utført som beskrevet 1.5 m and 1.8 m. The water drainage test was then carried out as described

nedenfor, idet alle væsker ble pumpet inn på toppen av kolonnen. Ved at kolonnen på denne måte ble oversvømmet i retning nedover, fant der ikke sted noen adskillelse eller fluidiseringsvirkning av sandskiktet som følge av løftevirkning fra de innførte væsker. below, with all liquids being pumped into the top of the column. As the column was flooded in this way in a downward direction, no separation or fluidization effect of the sand layer took place as a result of the lifting effect from the introduced liquids.

Ved utførelse av vannbortledningsprøver med den ovenfor beskrevne kolonne ble forskjellige væsker pumpet inn i kolonnen med jevne hastigheter og trykkmålinger tatt ved de valgte trykkuttak langs kolonnen. When carrying out water discharge tests with the column described above, different liquids were pumped into the column at constant rates and pressure measurements taken at the selected pressure outlets along the column.

De på denne måte oppnådde verdier ble anvendt til å beregne mobilitetsverdier under anvendelse av Darcy's lineærstrømligning. Denne ligning kan skrives som følger: The values obtained in this way were used to calculate mobility values using Darcy's linear flow equation. This equation can be written as follows:

hvor faktoren representerer mobiliteten i mD dividert med viskositeten av væsken v , Q er strømningshastigheten i cm 3/s, L er lengden av kolonnen i cm, A er kolonnens tverrsnittsflate i cm 2 og AP er trykkforskjellen i atmosfærer. Da L og A er konstante for en bestemt modell, where the factor represents the mobility in mD divided by the viscosity of the liquid v , Q is the flow rate in cm 3/s, L is the length of the column in cm, A is the cross-sectional area of the column in cm 2 and AP is the pressure difference in atmospheres. Since L and A are constant for a particular model,

kan mobiliteten lett beregnes fra —Ved anvendelse av tallene kan mobilitetsverdier eventuelt tegnes inn som ordinat i funksjon av kumulativt injisert volum som abscisse. the mobility can be easily calculated from —When using the numbers, mobility values can optionally be plotted as ordinate as a function of cumulative injected volume as abscissa.

I dette eksempel ble mobilitetsprøver utført ved at der først In this example, mobility tests were performed by first

ble ført inn tilsammen 600 ml av det nevnte oljefeltsaltvann med en jevn hastighet, slik at hastigheten gjennom kolonnen var 30 m pr. dag. Deretter ble tilsammen 250 ml av den ovenfor beskrevne ugelerte CMC-opp-løsning som inneholdt 1 000 ppm (0,1 vektprosent) CMC, ført inn med samme hastighet. Dette ble fulgt av injeksjon av ytterligere 1 600 ml av saltvannet med samme hastighet. Dernest ble 200 ml av den ovenfor beskrevne, gelerte CMC-oppløsning inneholdende 1 000 ppm 0,1 vektprosent) CMC ført inn med samme hastighet. Dette ble fulgt av 2 350 ml av saltvannet ved samme hastighet. Under innføringen av alle disse væsker ble trykkmålinger tatt ved innløpet til kolonnen, et sted som lå 30 cm under innløpet, et sted som lå 91 cm under innløpet, og ved utløpet fra kolonnen. Mobilitetsverdiene — for hver væske ble beregnet fra injeksjonshastigheten og trykkmålingene som beskrevet ovenfor. Resultatene for hele kolonnelengden er angitt i tabell III, a total of 600 ml of the aforementioned oil field brine was introduced at a uniform speed, so that the speed through the column was 30 m per day. Then a total of 250 ml of the above-described ungelled CMC solution containing 1,000 ppm (0.1 weight percent) CMC was introduced at the same rate. This was followed by injection of a further 1,600 ml of the saline at the same rate. Next, 200 ml of the above-described gelled CMC solution containing 1000 ppm (0.1% by weight) CMC was introduced at the same rate. This was followed by 2,350 ml of the brine at the same rate. During the introduction of all these liquids, pressure measurements were taken at the inlet to the column, at a location 30 cm below the inlet, at a location 91 cm below the inlet, and at the outlet from the column. The mobility values — for each fluid were calculated from the injection rate and pressure measurements as described above. The results for the entire column length are given in Table III,

og resultatene for det annet parti av kolonnen, d.v.s. partiet mellom de punkter som lå henholdsvis 30 cm og 91 cm under innløpet til kolonnen, er angitt i tabell IV. and the results for the other part of the column, i.e. the section between the points which were respectively 30 cm and 91 cm below the inlet to the column is indicated in table IV.

Som vist i tabell III, var mobiliteten av saltvannet, i kolonnen til å begynne med 4 200 mD/cP. Mobiliteten av den ugelerte CMC-oppløsning ved slutten av injeksjonen av denne var 1 250 mD/cP. Mobiliteten av den annen saltvannsinjeksjon økte fra 2 300 til å begynne med til 3 500 på slutten, noe som viste at saltvannet vasket ut det tidligere injiserte, ugelerte CMC, og at dette var hovedsakelig uvirksomt med hensyn til å redusere permeabiliten av kolonnen og/eller redusere mobiliteten av saltvannet. Mobiliteten av den gelerte CMC-oppløsning avtok fra 7^0 mD/cP til å begynne med til 35 mD/cP ved slutten, noe som viser at den gelerte CMC-oppløsning vil kunne anvendes til hovedsakelig å blokkere eller tilstoppe kolonnen hvis det skulle være ønskelig. Mobiliteten av den siste sats av injisert saltvann økte fra 130 mD/cP til å begynne med (de første 100 ml), til en stabilisert verdi i størrelsesorden 425 mD/cP, noe som viste at den gelerte CMC-oppløsning effektivt hadde redusert permeabiliteten av kolonnen og/eller mobiliteten av saltvannet. Fra dette eksempel er det klart at den gelerte CMC-oppløsning vil kunne anvendes til selek-tiv reduksjon av permeabiliteten av de mere porøse seksjoner av en formasjon og således lede fylle- eller fortrengningsvann (flood water) til de mindre porøse partier av en formasjon. Dette er mulig fordi den gelerte CMC-oppløsning fortrinnsvis vil trenge inn i de mere porøse partier av formasjonen. As shown in Table III, the mobility of the brine, in the column was initially 4200 mD/cP. The mobility of the ungelled CMC solution at the end of its injection was 1250 mD/cP. The mobility of the second saline injection increased from 2300 initially to 3500 at the end, indicating that the saline washed out the previously injected ungelled CMC and that this was largely ineffective in reducing the permeability of the column and/or reduce the mobility of the salt water. The mobility of the gelled CMC solution decreased from 7^0 mD/cP at the beginning to 35 mD/cP at the end, showing that the gelled CMC solution could be used to mainly block or plug the column if it were to be desirable. The mobility of the last batch of injected saline increased from 130 mD/cP initially (the first 100 ml), to a stabilized value of the order of 425 mD/cP, showing that the gelled CMC solution had effectively reduced the permeability of the column and/or the mobility of the salt water. From this example, it is clear that the gelled CMC solution can be used to selectively reduce the permeability of the more porous sections of a formation and thus lead filling or displacement water (flood water) to the less porous parts of a formation. This is possible because the gelled CMC solution will preferentially penetrate into the more porous parts of the formation.

Lignende slutninger kan utledes av tabell IV. Det spesielle ved tallene i tabell IV er at de viser at den annen sats av saltvann som ble injisert etter den ugelerte CMC-oppløsning, fullstendig fjernet denne oppløsning, idet mobiliteten av den annen sats av saltvann var noe større enn den opprinnelige mobilitet av den første saltvannssats. Tallene viser at der ikke var noen gjenværende virkning i kolonnen av den ugelerte CMC-oppløsning. Similar conclusions can be drawn from Table IV. The special feature of the figures in Table IV is that they show that the second batch of saline injected after the ungelled CMC solution completely removed this solution, the mobility of the second batch of saline being somewhat greater than the original mobility of the first salt water rate. The figures show that there was no residual action in the column of the ungelled CMC solution.

Eksempel IX Example IX

En vandig gel i henhold til oppfinnelsen ble fremstilt fra en oppløsning som opprinnelig inneholdt 100 ppm CMC (0,01 vektprosent). Gelen ble fremstilt ved tilsetning av 10 g CMC til 1 liter vann fra springen i Bartlesville, USA. Denne oppløsning fikk deretter under omrøring tilsatt tilstrekkelig natriumhydrosulfitt til å gi 0,2 g/l. An aqueous gel according to the invention was prepared from a solution originally containing 100 ppm CMC (0.01 weight percent). The gel was prepared by adding 10 g of CMC to 1 liter of tap water in Bartlesville, USA. Sufficient sodium hydrosulphite was then added to this solution with stirring to give 0.2 g/l.

Til den resulterende blanding ble der så under omrøring tilsatt tilstrekkelig natriumdikrornat til å gi 0,15 g/l. Den resulterende gel skulle således være en 10 000 ppm CMC-gel (0,1 vektprosent CMC). Denne gel ble deretter fortynnet med tilstrekkelig vann til å gi en 100 ppm CMC-gel (0,01 vektprosent CMC). To the resulting mixture was then added, with stirring, sufficient sodium dichloronate to give 0.15 g/l. Thus, the resulting gel should be a 10,000 ppm CMC gel (0.1% by weight CMC). This gel was then diluted with sufficient water to give a 100 ppm CMC gel (0.01 wt% CMC).

Denne 100 ppm CMC-gel ble deretter anvendt til utførelse av vannbortledningsprøver i en lineær fortrengningsmodell (sandfyIling) fremstilt hovedsakelig som beskrevet ovenfor i eksempel VIII. Den lineære fortrengningsmodell som ble anvendt, hadde et porevolum på This 100 ppm CMC gel was then used to perform water drainage tests in a linear displacement model (sandfilling) prepared essentially as described above in Example VIII. The linear displacement model used had a pore volume of

194 ml, en porøsitet på 42,6$ og en restoljemetning (Sor) på 0,088. 194 ml, a porosity of 42.6$ and a residual oil saturation (Sor) of 0.088.

Mobilitetsforsøk ble deretter utført ved at der først ble ført Mobility tests were then carried out by first leading

inn tilsammen 2 600 ml av det nevnte oljefeltsaltvann i en slik mengde at hastigheten gjennom kolonnen var ca. 38 m pr. dag. Deretter ble tilsammen 4 800 ml av den nevnte 100 ppm CMC-gel ført inn med samme tilsetningshastighet. Dette ble fulgt av 1 500 ml av det nevnte oljefeltsaltvann med samme hastighet. Under innføringen av alle disse væsker ble trykkavlesninger utført ved innløpet til kolonnen og ved et punkt 30 cm fra innløpet for å måle trykkforskjellen over dette 30 cm's parti av kolonnen. Mobiliteten — av hver væske ble beregnet fra den nevnte injeksjonshastighet og trykkavlesningene som beskrevet ovenfor i eksempel VIII. Resultatene er angitt i tabell V. put in a total of 2,600 ml of the aforementioned oil field brine in such a quantity that the speed through the column was approx. 38 m per day. Subsequently, a total of 4,800 ml of the aforementioned 100 ppm CMC gel was introduced at the same addition rate. This was followed by 1,500 ml of the aforementioned oil field brine at the same rate. During the introduction of all these liquids, pressure readings were taken at the inlet to the column and at a point 30 cm from the inlet to measure the pressure difference across this 30 cm section of the column. The mobility of each liquid was calculated from the aforementioned injection rate and pressure readings as described above in Example VIII. The results are shown in Table V.

Tallene i tabell V viser at den opprinnelige mobilitet av saltvannet i kolonnen var 5 800 mD/cP. I løpet av injeksjonen av den gelerte CMC-oppløsning ble dennes mobilitet redusert fra 5 800 til 50 mD/cP, og på dette tidspunkt var mobiliteten blitt stabilisert, noe som viste at permeabiliteten av kolonnen var blitt stabilisert eller blitt hovedsakelig konstant. Etterat ca. 4 800 ml av den gelerte CMC-oppløsning var blitt injisert, ble injeksjonen av oppløsningen avbrutt og injeksjonen av saltvannet gjenopptatt. Tallene viser at mobiliteten av saltvannet i den behandlede og fylte kolonne ble stabilisert på 40 mD/cP. Restmostandsfaktoren var 145. Denne restmotstandsfaktor viser at sand-fy Ilingen behandlet med 100 ppm-gelen av CMC ydet en 145 ganger så stor motstand mot strømning av saltvannet' gjennom fyllingens porer etter behandling med den gelerte CMC-oppløsning. Tidligere forsøk hadde vist at en 100 ppm-oppløsning av ugelert CMC hadde en viskositet som var omtrent den samme som viskositeten av den nevnte 100 ppm CMC-gel, og at den ugelerte CMC-oppløsning ga en restmotstandsfaktor som vanligvis var lavere enn ca. 5- Dette eksempel viser at meget fortynnede vandige geler av CMC fremstilt i henhold til oppfinnelsen effektivt kan anvendes til reduksjon av permeabiliteten av porøse formasjonerJ The figures in Table V show that the original mobility of the salt water in the column was 5,800 mD/cP. During the injection of the gelled CMC solution, its mobility decreased from 5,800 to 50 mD/cP, and at this time the mobility had stabilized, indicating that the permeability of the column had stabilized or become substantially constant. After approx. 4800 ml of the gelled CMC solution had been injected, the injection of the solution was stopped and the injection of the saline resumed. The figures show that the mobility of the salt water in the treated and filled column was stabilized at 40 mD/cP. The residual resistance factor was 145. This residual resistance factor shows that the sandfill treated with the 100 ppm gel of CMC offered a 145 times greater resistance to the flow of the salt water through the pores of the fill after treatment with the gelled CMC solution. Previous experiments had shown that a 100 ppm solution of ungelled CMC had a viscosity which was about the same as the viscosity of the said 100 ppm CMC gel, and that the ungelled CMC solution gave a residual resistance factor which was usually lower than about 5- This example shows that very diluted aqueous gels of CMC produced according to the invention can be effectively used to reduce the permeability of porous formations

Eksempel X Example X

Et annet mobilitetsforsøk ble utført under anvendelse av en kjerne av Burbank-sandsten fra Burbank Field, Oklahoma, inneholdende restolje, og en vandig gel i overensstemmelse med oppfinnelsen inneholdende 500 ppm høyviskøs CMC-9• Dette mobilitetsforsøk ble utført på lignende måte som den som ble anvendt i eksemplene VIII og IX, ved at der først ble injisert en sats av oljefeltsaltvannet, deretter en sats av den vandige gel inneholdende 500 ppm CMC og til slutt en ny sats av saltvannet. Resultatet av forsøket viste at den vandige gel reduserte mobiliteten av saltvannet fra 720 mD/cP til 1,7 mD/cP. Den resulterende restmotstandsfaktor var ca. 430. Another mobility test was conducted using a core of Burbank sandstone from the Burbank Field, Oklahoma, containing residual oil, and an aqueous gel in accordance with the invention containing 500 ppm high viscosity CMC-9• This mobility test was conducted in a similar manner to that used in examples VIII and IX, in that first a batch of the oil field brine was injected, then a batch of the aqueous gel containing 500 ppm CMC and finally a new batch of the brine. The result of the experiment showed that the aqueous gel reduced the mobility of the salt water from 720 mD/cP to 1.7 mD/cP. The resulting residual resistance factor was approx. 430.

Eksempel XI Example XI

Dette eksempel belyser anvendeligheten som borévæsker av vandige geler i henhold til oppfinnelsen. Tre borévæsker ble fremstilt og viskositetene innstilt på hovedsakelig samme verdi ved en skjærhastighet på 511 s 1 (300 omdr../min på et Fann VG-apparat, modell 35)- Viskositetsoppførselen til alle de tre væsker kunne således sam-menlignes ved skjærhastigheter over og under 511 s<-1>. Hver av væskene ble fremstilt ved dryssing av deres tørrbestanddeler i 280 ml destillert vann under omrøring ved lav hastighet på en Hamilton Beach-blander. Alle væskene ble deretter omrørt 10 minutter med en Multimiter. Viskositetene ble deretter innstilt ved fortynning med vann til hovedsakelig den samme viskositet som væsken med lavest viskositet. De ferdige sammensetninger av væskene var som følger: A. Dispergert bentonittvæske: 86,6 g/l bentonitt, 8,66 g/l ferro-krom-lignosulfat og 2,2 g/l NaOH i destillert vann. This example illustrates the applicability of aqueous gels as drilling fluids according to the invention. Three bore fluids were prepared and the viscosities set to essentially the same value at a shear rate of 511 s 1 (300 rpm on a Fann VG apparatus, model 35) - The viscosity behavior of all three fluids could thus be compared at shear rates above and under 511 s<-1>. Each of the liquids was prepared by sprinkling their dry ingredients into 280 ml of distilled water while stirring at low speed on a Hamilton Beach blender. All liquids were then stirred for 10 minutes with a Multimiter. The viscosities were then adjusted by dilution with water to substantially the same viscosity as the lowest viscosity liquid. The finished compositions of the liquids were as follows: A. Dispersed bentonite liquid: 86.6 g/l bentonite, 8.66 g/l ferro-chromium-lignosulphate and 2.2 g/l NaOH in distilled water.

B. Høyviskøs CMC-g-væske: 3,45 g/l av den nevnte CMC i destillert vann. C. Gelert høyviskøs CMC-9-væske: 2,5 g/l av den nevnte CMC, B. High viscosity CMC-g liquid: 3.45 g/l of the mentioned CMC in distilled water. C. Gelled high-viscosity CMC-9 liquid: 2.5 g/l of the said CMC,

0,68 g/l Na2Cr207 • 2H20 og 0,68 g/l Na^C^ i destillert vann. 0.68 g/l Na2Cr207 • 2H20 and 0.68 g/l Na^C^ in distilled water.

Denne gel inneholdt således 0,28 vektprosent eller 2 800 ppm This gel thus contained 0.28% by weight or 2,800 ppm

CMC. CMC.

Viskositetsverdier ved forskjellige skjærhastigheter, pH-verdien og vanntapet ble deretter bestemt for hver av de tre væsker. Resultatene av disse tre forsøk er angitt i tabell VI. Viscosity values at different shear rates, the pH value and the water loss were then determined for each of the three fluids. The results of these three experiments are given in Table VI.

En grafisk innplotting av skjærspenning mot skjærhastighet eller avlesning på Fann-apparatet mot apparatets omdreiningstall viser at borevæskene A og B er pseudoplastiske, d.v.s. at kurven går gjennom origo ved en skjærhastighet eller et omdreiningstall på 0, mens den gelerte CMC-va;ske oppfører seg som et Bingham's plastisk fluidum ved lave skjærhastigheter og har en sann flytegrense på ca. 9 (skjæring med Y-aksen når skjærspenningen eller avlesningen på Fann-apparatet avsettes langs Y-aksen). A graphical plotting of shear stress against shear rate or reading on the Fann device against the device's rpm shows that the drilling fluids A and B are pseudoplastic, i.e. that the curve passes through the origin at a shear rate or rpm of 0, while the gelled CMC liquid behaves like a Bingham's plastic fluid at low shear rates and has a true yield strength of approx. 9 (intersection with the Y-axis when the shear stress or reading on the Fann apparatus is deposited along the Y-axis).

Den gelerte CMC-borevæske (C) hadde en lavere viskositet ved den høyere skjærhastighet (600 omdr./min) enn bentonittborevæsken og en høyere viskositet enn begge de to andre væsker A og B ved lavere skjærhastigheter (100, 6 og 3 omdr./min). Denne egenskap vil lette inn-trengningen av borskjæret og allikevel tillate utmerket suspensjon av faste stoffer i ringen for rengjøring av borhullet. Inntrengnings-hastigheten anses vanligvis å være en invers funksjon av den tilsynelatende viskositet ved høye skjærtilstander. De gelerte CMC-borevæsker ifølge oppfinnelsen vil derfor tillate høyere borehastigheter enn de "i vanlige bentonitt-borevæsker. Den gelerte CMC-borevæske gir et kontrol-lert vanntap (35 ml på 30 minutter) mens den ugelerte CMC-borevæske hadde et vanntap på 165 ml på 30 minutter. Denne siste verdi klassifi-seres som "ingen kontroll" i borevæskefaget. De resultater som oppnås med den gelerte CMC-borevæske, var overraskende, idet væsken (1) opp-fører seg som en pseudoplastisk væske ved moderate til høye skjærhastigheter, (2) oppfører seg som en Bingham's plastisk væske ved lave skjærhastigheter og (3) gir vanntapskontroll. The gelled CMC drilling fluid (C) had a lower viscosity at the higher shear rate (600 rpm) than the bentonite drilling fluid and a higher viscosity than both the other two fluids A and B at lower shear rates (100, 6 and 3 rpm my). This property will facilitate the penetration of the drill cutting and still allow excellent suspension of solids in the ring for cleaning the borehole. The penetration rate is usually considered to be an inverse function of the apparent viscosity at high shear conditions. The gelled CMC drilling fluids according to the invention will therefore allow higher drilling speeds than those in normal bentonite drilling fluids. The gelled CMC drilling fluid provides a controlled water loss (35 ml in 30 minutes) while the ungelled CMC drilling fluid had a water loss of 165 ml in 30 minutes. This last value is classified as "no control" in the drilling fluid field. The results obtained with the gelled CMC drilling fluid were surprising, as the fluid (1) behaves as a pseudoplastic fluid at moderate to high shear rates, (2) behaves like a Bingham's plastic fluid at low shear rates and (3) provides water loss control.

Gelene ifølge oppfinnelsen er også anvendelige til hydraulisk oppbryting. The gels according to the invention are also applicable for hydraulic fracturing.

Hydraulisk oppbryting av underjordiske formasjoner som er gjennom-trengt av et borehull, har vært anvendt i stor grad for å øke utvinningen av hydrokarbonfluider, f.eks. råolje og naturgass, fra forma-sjonene. Hydraulisk oppbryting omfatter injeksjon av et oppbrytnings-fluidum ned i en brønn som gjennomtrenger formasjonen, og inn i denne under tilstrekkelig trykk til å overvinne det trykk som utøves av de overliggende jordlag. Dette medfører at der dannes et brudd i formasjonen, noe som letter strømning av hydrokarboner gjennom formasjonen frem til brønnen. Hydraulic fracturing of underground formations penetrated by a borehole has been used to a large extent to increase the recovery of hydrocarbon fluids, e.g. crude oil and natural gas, from the formations. Hydraulic fracturing involves injecting a fracturing fluid into a well that penetrates the formation, and into it under sufficient pressure to overcome the pressure exerted by the overlying soil layers. This means that a fracture is formed in the formation, which facilitates the flow of hydrocarbons through the formation to the well.

Ønskelige egenskaper for et hydraulisk oppbrytingsfluidum er Desirable properties of a hydraulic fracturing fluid are

høy viskositet, lave fluidumtap, lave friksjonstap under pumping inn i brønnen, stabilitet under bruksbetingelsene som f.eks. i dype brøn-ner med høy temperatur, og lettvint fjerning fra bruddet og brønnen etterat operasjonen er utført. Det ville være ønskelig å ha et oppbryt-ningsfluidum som har alle disse egenskaper. high viscosity, low fluid losses, low friction losses during pumping into the well, stability under the conditions of use such as e.g. in deep wells with high temperature, and easy removal from the fracture and the well after the operation has been carried out. It would be desirable to have a fracturing fluid that has all these properties.

Høyere viskositeter av oppbrytingsvæsken bidrar til å skaffe bredere brudd. Dette er spesielt fordelaktig når en viskøs oppløsning anvendes som en "pute" som går foran syren i kombinerte oppbrytings- Higher viscosities of the fracturing fluid help to provide wider fractures. This is particularly advantageous when a viscous solution is used as a "cushion" that precedes the acid in combined digestion

og syrningsoperasjoner. Mere viskøse oppløsninger bidrar også til å and pickling operations. More viscous solutions also contribute to

føre avstøtningsmidler (propping agents) inn i formasjonen når slike midler anvendes. De vanlige fortykkingsmidler som har vært anvendt tidligere, f.eks. naturlige gummiarter (guar-gummi etc.) og stivelser, krever usedvanlig store mengder for oppnåelse av nevneverdige viskosi-tetsøkninger. Videre er oppløsninger av slike gummier og stivelser ikke viskositetsstabile ved de høyere temperaturer som påtreffes i introduce propping agents into the formation when such agents are used. The usual thickeners that have been used in the past, e.g. natural gums (guar gum etc.) and starches, require exceptionally large quantities to achieve significant increases in viscosity. Furthermore, solutions of such gums and starches are not viscosity stable at the higher temperatures encountered in

dype brønner, f.eks. temperaturer over 93°C. deep wells, e.g. temperatures above 93°C.

Fluidumtapsegenskapene av oppbrytningsvæsken må være tilstrekkelig lave til å tillate oppbygging og vedlikehold av det trykk som,er nød-vendig til å bryte opp formasjonen. I motsatt fall vil der oppnås lav inntrengning og/eller ineffektiv oppbrytning. Forskjellige midler til beherskelse av fluidumtapet har vært foreslått tidligere for anvendelse sammen med forskjellige oppbrytningsfluider. Bruken av slike midler er imidlertid i beste fall en uønsket kompliserende faktor ved fremstillingen og bruken av oppbrytningsvæsker. Det ville være bedre å ha en oppbrytningsvæske som ikke krever anvendelse av et middel til beherskelse av fluidumtap. The fluid loss properties of the fracturing fluid must be sufficiently low to allow the build-up and maintenance of the pressure necessary to fracture the formation. Otherwise, low penetration and/or ineffective breakdown will be achieved. Different means of controlling the fluid loss have been proposed in the past for use together with different fracturing fluids. However, the use of such agents is at best an undesirable complicating factor in the production and use of fracturing fluids. It would be better to have a breakup fluid that does not require the use of a fluid loss control agent.

Lavt friksjonstap er ønskelig for å unngå urimelig høye brønn-hodetrykk ved pumping av oppbrytningsvæsken gjennom foringene og rørene og inn i formasjonen. I motsatt fall kan friksjonstapene bli uover-kommelige . Low friction loss is desirable to avoid unreasonably high wellhead pressures when pumping the fracturing fluid through the casings and pipes and into the formation. Otherwise, the friction losses can become insurmountable.

Stabilitet under bruksbetingelsene, d.v.s. bibehold av tilstrekkelig viskositet ved temperaturer i størrelsesordenen 93°C og høyere for et tidsrom som er tilstrekkelig til å utføre oppbrytningsoperasjonen, er spesielt viktig når der skal brytes opp formasjoner som gjennomtrenges av dype brønner med høy temperatur. Oppbrytningsvæsker fremstilt fra mange av de tidligere kjente fortykningsmaterialer har ved temperaturer på 93°C og høyere ikke stort høyere viskositet enn vann. Stability under the conditions of use, i.e. maintaining sufficient viscosity at temperatures of the order of 93°C and higher for a period of time sufficient to carry out the fracturing operation is particularly important when breaking up formations penetrated by deep, high-temperature wells. Fracturing fluids produced from many of the previously known thickening materials have at temperatures of 93°C and higher not much higher viscosity than water.

En ulempe ved anvendelse av mange høyviskøse oppløsninger er at de er vanskelige å fjerne fra porene eller bruddsprekkene etterat operasjonen er utført. Andre høyviskøse oppløsninger etterlater undertiden tilstoppende rester i formasjonens porer. Dette hindrer utvinningen og krever ofte kostbare opprensknings operasjoner etterat oppbrytningsoperasjonen er utført. Det ville være ønskelig å ha en for-tykket oppløsning som vil brytes ned til en lavere viskositet på kort tid etterat oppbrytningsoperasjonen er utført. A disadvantage of using many highly viscous solutions is that they are difficult to remove from the pores or fracture cracks after the operation has been performed. Other highly viscous solutions sometimes leave clogging residues in the pores of the formation. This prevents recovery and often requires expensive cleaning operations after the breaking up operation has been carried out. It would be desirable to have a thickened solution which will break down to a lower viscosity in a short time after the break-up operation has been carried out.

Den foreliggende oppfinnelse skaffer vandige geler som har alle de ovenfor beskrevne ønskelige egenskaper. Disse vandige geler kan således injiseres i brønnen og deretter inn i den porøse formasjon under anvendelse av vanlig pumpeutstyr og vanlige fremgangsmåter. The present invention provides aqueous gels having all of the desirable properties described above. These aqueous gels can thus be injected into the well and then into the porous formation using common pumping equipment and common methods.

Den mengde oppbrytningsvæske som injiseres i formasjonen, er vanligvis den samme som den som benyttes av andre oppbrytningsvæsker som er kjent i faget. Mengden av oppbrytningsvæske kan således være fra 12 liter til 24 000 liter pr. vertikal meter av formasjonen. The amount of fracturing fluid injected into the formation is usually the same as that used by other fracturing fluids known in the art. The amount of fracturing fluid can thus be from 12 liters to 24,000 liters per vertical meters of the formation.

En annen anvendelse går ut på en kombinert oppbrytnings- og syrningsbehandling. En slik behandling er spesielt nyttig når formasjonen er tilbøyelig til-å angripes av syren. Ved denne kombinerte fremgangsmåte blir de vandige geler av celluloseeteroppløsninger anvendt som oppbrytnings-"puter" og injisert før injeksjonen av syren med tilstrekkelig trykk til å skape et brudd. Syren blir deretter injisert for å reagere med og etse bruddflatene og gjøre disse ru- for å skaffe god ledningsevne når operasjonen er fullført. Another application involves a combined decomposition and acidification treatment. Such a treatment is particularly useful when the formation is prone to attack by the acid. In this combined method, the aqueous gels of cellulose ether solutions are used as fracture "pads" and injected prior to the injection of the acid with sufficient pressure to create a fracture. The acid is then injected to react with and etch the fracture surfaces and roughen them to provide good conductivity when the operation is complete.

De vandige geler er spesielt velegnet som oppbrytningspute i kombinerte oppbrytnings- og syrningsbehandlinger. De reduserer den tilsynelatende syrereaksjonshastighet ved reduksjon av berøringshastig-heten. Disse vandige geler fremstilt fra celluloseetre er overlegent bedre enn andre vandige geler til fukting og klebing til oljedekket sand. Når således den vandige gelpute fortrenges av syren, vil en tynn film bli tilbake tilstrekkelig lenge til å bremse syrereaksjonshastig-heten tilstrekkelig til at der oppnås en større gjennomtrengning. Syren vil raskt ødelegge gelfilmen og utføre den tilsiktede virkning med etsing og oppruing av bruddflatene, men ikke før dens virkning er blitt tilstrekkelig forsinket til at en større mengde ubrukt syre er tillatt å trenge videre inn i bruddet. The aqueous gels are particularly suitable as a break-up cushion in combined break-up and acidification treatments. They reduce the apparent acid reaction rate by reducing the contact speed. These aqueous gels made from cellulose ethers are superior to other aqueous gels for wetting and bonding to oil-covered sand. Thus, when the aqueous gel pad is displaced by the acid, a thin film will remain long enough to slow down the acid reaction rate sufficiently for greater penetration to be achieved. The acid will quickly destroy the gel film and perform its intended effect of etching and roughening the fracture surfaces, but not before its action has been sufficiently delayed that a larger quantity of unused acid is allowed to penetrate further into the fracture.

En annen verdifull egenskap ved de viskøse vandige geler Another valuable property of the viscous aqueous gels

ifølge oppfinnelsen er at de øker bredden og lengden av bruddet. according to the invention is that they increase the width and length of the fracture.

Dette gir en større bruddflate som syren kan arbeide på, noe som fører til at bruddet vil ha større ledningsevne. Bredden av bruddet er i This gives a larger fracture surface on which the acid can work, which means that the fracture will have greater conductivity. The width of the fracture is i

stor utstrekning avhengig av viskositeten av oppbrytningsvæsken. large extent depending on the viscosity of the fracturing fluid.

De vandige geler som anvendes ifølge oppfinnelsen, har overlegne viskositetsegenskaper ved høy temperatur sammenlignet med geler som er tilgjengelige i handelen. Disse overlegne viskositetsegenskaper resulterer i bedre brudd. Enda en annen fordel ved de bedre viskositetsegenskaper er at gelene vil føre med seg flere og større av-støtningsmidler i de anvendelser hvor slike midler anvendes. The aqueous gels used according to the invention have superior viscosity properties at high temperature compared to commercially available gels. These superior viscosity properties result in better breaking. Yet another advantage of the better viscosity properties is that the gels will carry with them more and larger repellants in the applications where such agents are used.

Enda en annen fordel ved de nevnte vandige geler er at de tjener til å avkjøle brønnrørene under injeksjonen, hvorved begrens-ningen av korrosjonshe^mende midler som anvendes i syren, over-vinnes . Yet another advantage of the aforementioned aqueous gels is that they serve to cool the well pipes during the injection, whereby the limitation of corrosion inhibitors used in the acid is overcome.

Avstøtningsmidler (propping agents) som kan anvendes ved ut-førelse av oppfinnelsen, omfatter alle dem som er kjent i faget, f.eks. sandkorn, stykker av valnøttskall, herdeglassperler, alumi-niumpellets og lignende materialer. Avstøtningsmidler anvendes vanligvis ikke i de kombinerte oppbrytnings- og • syrningsbehandlinger. Imidlertid kan avstøtningsmidler også anvendes i slike kombinerte behandlinger. Når avstøtningsmidler anvendes på denne måte, bør de være fremstilt av materialer som ikke angripes alvorlig av den anvendte syre. Repelling agents (propping agents) which can be used in carrying out the invention include all those known in the art, e.g. grains of sand, pieces of walnut shell, tempered glass beads, aluminum pellets and similar materials. Repellents are not usually used in the combined breaking-up and • acidification treatments. However, repellents can also be used in such combined treatments. When repellents are used in this way, they should be made from materials that are not seriously attacked by the acid used.

Anvendelige syrer omfatter alle som medfører den virkning at strømmen av hydrokarboner gjennom formasjonen til brønnen økes. Eksempler på syrer som kan anvendes, omfatter uorganiske syrer Usable acids include all which have the effect of increasing the flow of hydrocarbons through the formation to the well. Examples of acids that can be used include inorganic acids

som saltsyre, salpetersyre og svovelsyre, organiske syrer som eddiksyre og maursyre og kombinasjoner av uorganiske og organiske syrer. Konsentrasjonen eller styrken av syren kan variere avhengig av arten av syre, arten av den formasjon som behandles, og de resultater som ønskes ved den spesielle behandlingsoperasjon. Når f.eks. saltsyreoppløsning anvendes i en formasjon som overveiende består av kalksten, kan konsentrasjonen variere fra ca. 5 til ca. 38 vektprosent HC1, og konsentrasjoner i området fra 10 til 30 vektprosent er vanligvis foretrukket. Organiske syrer anvendes vanligvis i lavere konsentrasjoner, f.eks. ca. 10 vektprosent. En foretrukket blanding av uorganisk og organisk syre omfatter blandinger av saltsyre og eddiksyre. Et eksempel på en slik blanding er en 15%'s saltsyreoppløsning som inneholder tilstrekkelig eddiksyre til å bringe den totale surhet opp til en verdi svarende til 20 - 22$ HC1. De syrer som anvendes, kan inneholde hvilke som such as hydrochloric, nitric and sulfuric acids, organic acids such as acetic and formic acids and combinations of inorganic and organic acids. The concentration or strength of the acid may vary depending on the nature of the acid, the nature of the formation being treated, and the results desired in the particular treatment operation. When e.g. hydrochloric acid solution is used in a formation that mainly consists of limestone, the concentration can vary from approx. 5 to approx. 38 weight percent HC1, and concentrations in the range of 10 to 30 weight percent are usually preferred. Organic acids are usually used in lower concentrations, e.g. about. 10 percent by weight. A preferred mixture of inorganic and organic acid includes mixtures of hydrochloric acid and acetic acid. An example of such a mixture is a 15% hydrochloric acid solution which contains sufficient acetic acid to bring the total acidity up to a value corresponding to 20 - 22% HCl. The acids used may contain which

helst av de kjente korrosjonshemmende midler, avemulgeringsmidler, utskillingsmidler, overflateaktive midler, friksjonsreduksjonsmid-ler etc. som er kjent i faget. Den mengde syre som anvendes i et bestemt tilfelle, vil avhenge av en rekke faktorer, herunder stør-relsen og mengden av den formasjon som skal behandles, arten av formasjonen, arten og konsentrasjonen av syre og formasjonstempe-raturen. En hvilken som helst egnet mengde fra ca. 12 liter til 9 300 liter pr. vertikal meter av formasjonen kan anvendes. preferably of the known corrosion-inhibiting agents, re-emulsifying agents, exfoliating agents, surface-active agents, friction-reducing agents, etc. which are known in the art. The amount of acid used in a particular case will depend on a number of factors, including the size and quantity of the formation to be treated, the nature of the formation, the nature and concentration of acid and the formation temperature. Any suitable amount from approx. 12 liters to 9,300 liters per vertical meters of the formation can be used.

Oppbrytningsoperasjonen kan utføres i ett eller flere stadier. Ett stadium kan omfatte følgende trinn: Hvis det ønskes, og avhengig av brønnforholdene, kan der før den vandige gel injiseres en liten sats av en rensesyre til å fjerne flak, voksavleiringer etc. og rense perforasjonene. Denne injeksjon av en opprensnings-syre kan følges av en for-skylling med vann for avkjøling av foringer og formasjonen. Den vandige gel blir deretter injisert. Vanligvis følger syreinjeksjonen etter injeksjonen av den vandige gel. Syresatsen blir deretter fulgt av en overskylling med vann for fortrengning av syren. Det annet stadium og eventuelt ytterligere stadier kan omfatte de samme trinn utført i samme rekkefølge. The breaking operation can be carried out in one or more stages. One stage may include the following steps: If desired, and depending on the well conditions, before the aqueous gel, a small amount of a cleaning acid may be injected to remove flakes, wax deposits, etc. and clean the perforations. This injection of a cleaning acid can be followed by a pre-rinse with water to cool the liners and the formation. The aqueous gel is then injected. Usually the acid injection follows the injection of the aqueous gel. The acid addition is then followed by a water flush to displace the acid. The second stage and possibly further stages may comprise the same steps carried out in the same order.

Det vil imidlertid forstås at der kan anvendes andre kombinasjoner. Det eneste avgjørende trinn er injeksjon av den vandige gel under tilstrekkelig trykk til å danne bruddet. Før injeksjonen av den vandige gel kan der foretas hvilke som helst egnede for-skyllings-injeksjonstrinn etc., og etter injeksjonen av den van-dige gel kan der utføres hvilke som helst egnede etterfølgende overskyIlings- eller andre opprensningstrinn. På samme måte er det ved den kombinerte oppbrytnings- og syrningsprosess bare vesentlig at der finner sted en injeksjon av den vandige gel og en etter-følgende injeksjon av syren. I alminnelighet foretrekkes det i den nevnte kombinerte behandling å injisere syren umiddelbart etter injeksjonen av. den av en vandig gel bestående oppbrytningsvæske. Det er imidlertid også mulig å injisere en sats med vann eller annen avstandsvæske mellom satsen av vandig gel og syresatsen . However, it will be understood that other combinations can be used. The only crucial step is the injection of the aqueous gel under sufficient pressure to form the fracture. Before the injection of the aqueous gel, any suitable pre-rinse-injection steps etc. can be carried out, and after the injection of the aqueous gel any suitable subsequent rinsing or other purification steps can be carried out. In the same way, with the combined breaking-up and acidification process, it is only essential that an injection of the aqueous gel and a subsequent injection of the acid take place. In general, in the aforementioned combined treatment, it is preferred to inject the acid immediately after the injection of. that of an aqueous gel consisting of breaking fluid. However, it is also possible to inject a batch of water or other spacer liquid between the batch of aqueous gel and the batch of acid.

Eksempel XII Example XII

Hensikten med dette eksempel er å vise at geler av CMC-oppløs-ninger har høye viskositeter ved relativt høye temperaturer. Der ble fremstilt en oppløsning ved blanding av 2,4 g CMC-9 i 500 cm"5 vann fra springen i Bartlesville, Oklahoma, USA, for dannelse av en oppløsning på 4 800 ppm (vektdeler). Til denne oppløsning ble der satt 7,5 cm-5 av en 10 vektprosents oppløsning av natriumdikromat (Na2Cr207•2H20) fulgt av svak omrøring (oppløsningene forelå ved værelsetemperatur, 24°C). Etter tilsetningen av natriumdikromatet ble oppløsningen anbragt i et vannbad og temperaturen økt til 54°C i løpet av en periode på 5-10 minutter. Da temperaturen hadde nådd 54°C, ble 23,5 cm^ av en 20 vektprosents oppløsning av natriumtiosulfat (Na2S20^•5H20), som er et reduksjonsmiddel, tilsatt for å starte geleringen, fulgt av omrøring for hånd i 60 sekunder. En porsjon ble deretter helt i en kopp av rust-fritt stål i et høytrykks, høytemperatur Fann Viscometer-apparat av modell 50, slik at geleringshastigheten med temperaturen og tiden kunne overvåkes. Konsentrasjonen av de endelige ingredienser under hensyn-tagen til fortynning som følge av tilsetningen av de siste to kjemi-kalier var som følger: The purpose of this example is to show that gels of CMC solutions have high viscosities at relatively high temperatures. A solution was prepared by mixing 2.4 g of CMC-9 in 500 cm"5 of tap water in Bartlesville, Oklahoma, USA, to form a solution of 4,800 ppm (parts by weight). To this solution was added 7 .5 cm-5 of a 10% by weight solution of sodium dichromate (Na2Cr207•2H20) followed by gentle stirring (the solutions were at room temperature, 24°C). After the addition of the sodium dichromate, the solution was placed in a water bath and the temperature raised to 54°C in over a period of 5-10 minutes. When the temperature had reached 54°C, 23.5 cm^ of a 20% by weight solution of sodium thiosulfate (Na2S20^•5H20), which is a reducing agent, was added to initiate gelation, followed by of stirring by hand for 60 seconds. A portion was then poured into a stainless steel cup in a high-pressure, high-temperature Fann Model 50 Viscometer apparatus so that the rate of gelation with temperature and time could be monitored. The concentration of the final ingredients under consideration of dilution ng as a result of the addition of the last two chemicals was as follows:

Geleringsgraden slik den ga seg uttrykk ved økt viskositet, ble målt idet den ferdige blanding ble oppvarmet av det oljebad som omga skålen på et standard Fann Viscometer-apparat av modell 50. Tallene i tabell VII viser at viskositeten økte fra 18,5 cP ved en skjærhastighet på 500 s""1" etter tilsetningen av den siste bestanddel til en topp-viskositet på 115 cP ved en temperatur på ll4°C og deretter langsomt avtok etterhvert som temperaturen ble hevet til 151 C. Oppvarmnings-graden var en tilnærmet simulering av den oppvarmning som finner sted i et på hydraulisk måte frembragt brudd ved oppbrytnings- og syrningsbehandlinger av dype Ellenburger gassbrønner på Gomez-feltet i Pecos County, Texas. Eksempelet belyser en fremgangsmåte til fremstilling The degree of gelation as expressed by increased viscosity was measured as the finished mixture was heated by the oil bath surrounding the bowl of a standard Fann Viscometer apparatus of model 50. The figures in Table VII show that the viscosity increased from 18.5 cP at a shear rate of 500 s""1" after the addition of the last component to a peak viscosity of 115 cP at a temperature of 114°C and then slowly decreased as the temperature was raised to 151°C. The degree of heating was an approximate simulation of the heating that occurs in a hydraulically generated fracture during fracturing and acidizing treatments of deep Ellenburger gas wells in the Gomez field in Pecos County, Texas.The example illustrates a method of producing

av viskøse geler som er anvendelige som oppbrytningsfluider. of viscous gels which are useful as fracturing fluids.

Eksempel XIII Example XIII

Hensikten med dette eksempel er å vise at geler av CMC-oppløs-ninger vil dannes mens blandingen pumpes eller sirkuleres i en turbulent strøm, og vil ha friksjonstapsegenskaper som er nyttige ved be- regning av de trykkfall som vil oppnås i rørformet utstyr under opp-bry tningsbehandlinger hvor gelene anvendes. The purpose of this example is to show that gels of CMC solutions will form while the mixture is pumped or circulated in a turbulent flow, and will have friction loss properties that are useful when calculating the pressure drops that will be achieved in tubular equipment during refractive treatments where the gels are used.

En mengde CMC-9 ble via en eduktor tilsatt vann fra springen A quantity of CMC-9 was added via an eductor to tap water

i Duncan, Oklahoma, USA, i en 950 liters Halliburton båndblander. in Duncan, Oklahoma, USA, in a 950 liter Halliburton ribbon mixer.

Den endelige CMC-konsentrasjon var 4,8 g/l eller 4 800 ppm. Oppløs-ningen ble holdt på en konstant temperatur av 54°C under hele fremstillingen. Da CMC-oppløsningen var fullt hydratisert, som vist ved en avlesning på 300 omdr./min på et Fann VG-apparat av modell 35, ble natriumdikromat (NagC^O^ • 2H20) tilsatt CMC-oppløsningen i en mengde som var tilstrekkelig til å oppnå en konsentrasjon på 1,44 g/l eller 1 440 ppm CMC. Natriumdikromatet var lett oppløselig og gikk i opp-løsning på mindre enn 5 minutter i båndblandertanken. Denne oppløs-ning ble anvendt som en basisoppløsning i de nedenfor beskrevne for-søk . The final CMC concentration was 4.8 g/l or 4800 ppm. The solution was kept at a constant temperature of 54°C throughout the preparation. When the CMC solution was fully hydrated, as indicated by a reading of 300 rpm on a Model 35 Fann VG apparatus, sodium dichromate (NagC^O^ • 2H 2 O) was added to the CMC solution in an amount sufficient to to achieve a concentration of 1.44 g/l or 1,440 ppm CMC. The sodium dichromate was easily soluble and dissolved in less than 5 minutes in the ribbon mixer tank. This solution was used as a base solution in the experiments described below.

(a) Friksjonstapsforsøk ble utført på en del av den nevnte basis-oppløsning ved sirkulering av denne i en turbulent strøm under be-herskede betingelser med hensyn til temperatur og hastighet gjennom (a) Friction loss tests were carried out on a portion of the aforementioned base solution by circulating it in a turbulent flow under controlled conditions with regard to temperature and speed through

en rørsløyfe med en diameter på 2,5 cm og et prøveparti med en lengde på 12 m. Trykkfallavlesninger ble utført under sirkulasjonen. De data som ble oppnådd, ble anvendt til beregning av det friksjonstap som kan ventes ved pumping av basisoppløsningen ned i en brønn under følgende betingelser: Brønndybde 6 880 m, f6ring 5 200 m av en 14 cm's stål-fOring på 34 kg/m og 1 680 m av en 13 cm's stålf6ring på 34,7 kg/m, overflateinjeksjonstemperatur 54°C, formasjonstemperatur 177°C på a pipe loop with a diameter of 2.5 cm and a sample section with a length of 12 m. Pressure drop readings were taken during circulation. The data obtained was used to calculate the friction loss that can be expected when pumping the base solution down a well under the following conditions: Well depth 6,880 m, casing 5,200 m of a 14 cm steel casing at 34 kg/m and 1,680 m of a 13 cm steel casing of 34.7 kg/m, surface injection temperature 54°C, formation temperature 177°C on

6 880 m og pumpehastigheter på 4 000 - 4 800 l/min. De beregnede data er angitt i tabell VIII. (b) Friksjonstapsforsøk og målinger av geleringsgraden ble utført på en annen del av basisoppløsningen hvor geleringen ble utført mens basisoppløsningen ble sirkulert som angitt ovenfor under (a). Geleringen ble utført ved tilsetning av tilstrekkelig natriumtiosulfat, Na2S2°3' 5H20> ^ o<pp>usning) til å skaffe 1 440 ppm (vektdeler) av tiosulfatet i den sirkulerende oppløsning. Trykkfallavlesninger ble utført under sirkulasjonen. Tallene viste at geleringen ble forsinket i ca. 370 sekunder før den gelerte oppløsning oppviste noen gelerings-egenskaper som kunne øke friksjonstapene ut over dem i et ugelert system. Det ble fastslått at dette system med rette kunne kalles et forsinket gelerende system, idet der ikke fant sted noen vesentlig gelering på ca. 6 minutter. Friksjonstapene for de brønnforhold som er angitt under (a) ovenfor, ble beregnet fra de oppnådde data. De beregnede data er angitt i tabell VIII. (c) Friksjonstapsforsøk og målinger av geleringsgraden ble ut-ført på enda en del av basisoppløsningen, som beskrevet under (b) ovenfor, bortsett fra at geleringen ble utført ved tilsetning av tilstrekkelig natriumhydrosulfitt, NagSgO^, (i oppløsning) til å skaffe 1 440 ppm i den sirkulerende oppløsning. Trykkfallavlesninger ble ut-ført under sirkulasjonen. Tallene viste at geleringen begynte i løpet av 60 sekunder etter tilsetningen av natriumhydrosulfitten. Dette system vil ikke kunne kalles et forsinket system ved den temperatur (ca. 54°C) som forsøket ble utført ved. Friksjonstapet for de ovenfor beskrevne brønnforhold ble beregnet fra de oppnådde data. (d) Friksjonstapsforsøk ble også utført på vann fra springen i Duncan, Oklahoma, USA, under sirkulering som beskrevet under (a) ovenfor. Friksjonstapene for de brønnforhold som er angitt under (a) oven- 6,880 m and pump speeds of 4,000 - 4,800 l/min. The calculated data are shown in table VIII. (b) Friction loss tests and measurements of the degree of gelation were carried out on another part of the base solution where the gelation was carried out while the base solution was circulated as indicated above under (a). Gelation was accomplished by adding sufficient sodium thiosulfate, Na2S2°3' 5H2O> ^ o<pp>using) to provide 1440 ppm (parts by weight) of the thiosulfate in the circulating solution. Pressure drop readings were taken during circulation. The figures showed that gelation was delayed for approx. 370 seconds before the gelled solution exhibited some gelling properties which could increase the frictional losses above those in an ungelled system. It was determined that this system could rightly be called a delayed gelling system, as no significant gelation took place for approx. 6 minutes. The friction losses for the well conditions stated under (a) above were calculated from the data obtained. The calculated data are shown in table VIII. (c) Friction loss tests and measurements of the degree of gelation were carried out on yet another portion of the base solution, as described under (b) above, except that the gelation was carried out by the addition of sufficient sodium hydrosulphite, NagSgO 2 , (in solution) to provide 1 440 ppm in the circulating solution. Pressure drop readings were taken during circulation. The figures showed that gelation began within 60 seconds of the addition of the sodium hydrosulphite. This system cannot be called a delayed system at the temperature (approx. 54°C) at which the experiment was carried out. The friction loss for the well conditions described above was calculated from the data obtained. (d) Friction loss tests were also performed on tap water in Duncan, Oklahoma, USA, circulating as described under (a) above. The friction losses for the well conditions specified under (a) above

for, ble beregnet fra de oppnådde data. Disse beregnede data er også angitt i tabell VIII. for, was calculated from the obtained data. These calculated data are also given in Table VIII.

Tallene i tabell VIII viser at oppløsninger av CMC er friksjonsreduserende midler sammenlignet med rent vann. Gelerte oppløsninger av CMC som geleres under pumping, er også friksjonsreduserende midler sammenlignet med vann, idet de kan pumpes med høye hastigheter ned gjennom fdringen i en brønn med mindre kraftforbruk enn hva som- kreves til pumping av vann. Gelering av CMC-oppløsningen under pumpingen foretrekkes for tiden, idet det skaffer enda et middel til å beherske geleringsgraden. The figures in Table VIII show that solutions of CMC are friction-reducing agents compared to pure water. Gelled solutions of CMC that gel during pumping are also friction-reducing agents compared to water, as they can be pumped at high speeds down through the well in a well with less power consumption than is required for pumping water. Gelation of the CMC solution during pumping is currently preferred as it provides another means of controlling the degree of gelation.

Beregnede verdier for sammenlignbare oppløsninger av CMC som Calculated values for comparable solutions of CMC which

er "fullt gelert" før pumpingen, er 207 og 250 atmosfærer samlet trykkfall ved pumpehastigheter på henholdsvis 4 000 og 4 800 l/min i den ovenfor beskrevne rørstreng på 6 880 m. Dette viser fordelene ved gelering under pumping. is "fully gelled" before pumping, 207 and 250 atmospheres are total pressure drops at pumping rates of 4,000 and 4,800 l/min respectively in the 6,880 m pipe string described above. This shows the advantages of gelation during pumping.

Det ovennevnte eksempel belyser også en for tiden foretrukket metode til utførelse av en oppbrytningsoperasjon. Denne metode omfatter å fremstille en basis-oppbrytningsvæske omfattende en oppløsning av en celluloseeter, å tilsette til denne basisoppløsning (a) en metallforbindelse av et flerverdig metall, f.eks. natriumdikromat, eller (b) et reduksjonsmiddel som natriumtiosulfat eller natriumhydrosulfitt, å pumpe en sats av denne basis-oppbrytningsvæske ned i brønnen og inn i formasjonen under tilstrekkelig trykk til å skaffe bruddet og under pumpingen å tilsette til basis-oppbrytningsvæsken den av bestand-delene (a) og (b) som ikke på .forhånd er tilsatt. Det er også mulig å innlemme alle disse komponenter av en vandig gel i en strøm av vann mens denne pumpes, f.eks. ned i en brønn. CMC kan f.eks. først tilsettes det strømmende vann, hvoretter de andre bestanddeler kan tilsettes i..en hvilken som helst egnet rekkefølge. De turbulente strømningsbetingelser i røret vil skaffe riktig blanding. The above-mentioned example also illustrates a currently preferred method for performing a breaking operation. This method comprises preparing a base-breaking liquid comprising a solution of a cellulose ether, adding to this base solution (a) a metal compound of a polyvalent metal, e.g. sodium dichromate, or (b) a reducing agent such as sodium thiosulphate or sodium hydrosulfite, pumping a batch of this base fracturing fluid down the well and into the formation under sufficient pressure to obtain the fracture and, during pumping, adding to the base fracturing fluid that of the constituents (a) and (b) which have not been added in advance. It is also possible to incorporate all these components of an aqueous gel into a stream of water while this is being pumped, e.g. down a well. CMC can e.g. first the running water is added, after which the other ingredients may be added in..any suitable order. The turbulent flow conditions in the pipe will provide proper mixing.

Eksempel XIV Example XIV

Dette eksempel belyser nedbrytingen av gelerte oppløsninger av CMC når de utsettes for forhøyede temperaturer. Gelerte oppløsninger This example illustrates the degradation of gelled solutions of CMC when exposed to elevated temperatures. Gelled solutions

av natriumkarboksymetylcellulose (CMC-7 og CMC-9) ble fremstilt slik at de inneholdt ca. 5 000 ppm CMC, ca. 1 500 ppm Na^O^ og ca. of sodium carboxymethyl cellulose (CMC-7 and CMC-9) were prepared so that they contained approx. 5,000 ppm CMC, approx. 1,500 ppm Na^O^ and approx.

1 500 ppm Na2Cr207•2H20. De. gelerte oppløsninger ble fremstilt ved at CMC først ble dispergert i vann, hvoretter oppløsninger av Na2S20^ og ^a2^r2°7 t)"Le tilsatt under omrøring. Prøver av de gelerte oppløsninger ble deretter underkastet forhøyede temperaturer i størrelsesordenen 150 og 175°C i varierende tidsperioder i en Amoco sementkonsistens-måler ved trykk på ca. 1 000 - 1 300 atmosfærer. Viskositeten ble deretter bestemt på et Fann VG-apparat av modell 35 etterat prøvene var avkjølt. Fra disse viskositetsmålinger ble det fastslått at de gelerte oppløsninger var selvnedbrytende ved forhøyede temperaturer, og at nedbrytningstiden avtok med økende temperatur. Viskositetsbestemmelsene viste f.eks. at nedbrytningstiden av de gelerte oppløsninger av CMC 1,500 ppm Na2Cr2O7•2H2O. The. gelled solutions were prepared by first dispersing CMC in water, after which solutions of Na2S20^ and ^a2^r2°7 t)"Le were added with stirring. Samples of the gelled solutions were then subjected to elevated temperatures of the order of 150 and 175°C for varying periods of time in an Amoco cement consistency meter at pressures of approximately 1,000 - 1,300 atmospheres. The viscosity was then determined on a Model 35 Fann VG apparatus after the samples had cooled. From these viscosity measurements, it was determined that the gelled solutions were self-degrading at elevated temperatures, and that the degradation time decreased with increasing temperature. The viscosity determinations showed, for example, that the degradation time of the gelled solutions of CMC

som ble undersøkt i dette eksempel, lå i området fra 8 til 12 timer ved 150°C og 2 til 3 timer ved 175°C Disse data viser at de gelerte oppløsninger av CMC kan anvendes som oppbrytningsvæsker i formasjoner med høy temperatur, og at gelene vil brytes ned etter en relativt kort tid for å tillate lettvint opprensing av brønnen. investigated in this example ranged from 8 to 12 hours at 150°C and 2 to 3 hours at 175°C. These data show that the gelled solutions of CMC can be used as fracturing fluids in high temperature formations, and that the gels will break down after a relatively short time to allow easy cleaning of the well.

Eksempel XV Example XV

Der er en rekke fremgangsmåter ved hvis hjelp gelerte oppløsninger av CMC kan brytes ned med tiden, slik at deres endelige viskositet vil være tilnærmet den samme som for ugelerte CMC-oppløsninger eller vann. En fremgangsmåte består i å anvende overdrevne mengder av geleringsmidler som vil gi tilstrekkelig viskositet og den krevede gelstyrke under oppbrytningsbehandlingen, men som deretter vil bevirke nedbrytning til en tynn oppløsning som tillater rask opprensing av en brønn etter en oppbrytningsbehandling. Tabell IX angir resultatene for tre gelerte oppløsninger av CMC-9 fremstilt på hovedsakelig samme måte, men gelert med forskjellige mengder geleringsmidler. Oppløsning nr. 3 gelerte raskest og ble også raskest nedbrutt som følge av en overdreven mengde geleringsmiddel. Oppløsning nr. 1, som var gelert med omtrent 1/6 av den mengde geleringsmiddel som ble anvendt i oppløsning 3, krevde ca. 18 minutter for oppnåelse av den maksimale viskositet før den begynte å brytes ned. Vesentlig mindre geleringsmiddel kreves til gelering av oppløsninger av CMC fremstilt med sterke saltoppløsninger enn hva som kreves til gelering av oppløsninger fremstilt med ferskvann. Etterhvert som saltinnholdet i vannet øker, øker også geleringshastigheten av CMC-oppløsningene. "Levetiden" av gelerte oppløsninger av CMC kan reguleres ved tilpasning av mengden av geleringsmiddel i overensstemmelse med de vann- og temperaturbetingelser som foreligger. There are a number of methods by which gelled solutions of CMC can degrade over time so that their final viscosity will be approximately the same as that of ungelled CMC solutions or water. One method consists in using excessive amounts of gelling agents which will provide sufficient viscosity and the required gel strength during the break-up treatment, but which will then cause breakdown into a thin solution that allows rapid cleaning of a well after a break-up treatment. Table IX sets forth the results for three gelled solutions of CMC-9 prepared in substantially the same manner but gelled with different amounts of gelling agents. Solution #3 gelled the fastest and also degraded the fastest due to an excessive amount of gelling agent. Solution No. 1, which was gelled with about 1/6 of the amount of gelling agent used in Solution 3, required about 18 minutes to reach the maximum viscosity before it started to break down. Considerably less gelling agent is required for gelling solutions of CMC prepared with strong salt solutions than is required for gelling solutions prepared with fresh water. As the salt content of the water increases, the gelation rate of the CMC solutions also increases. The "lifetime" of gelled solutions of CMC can be regulated by adjusting the amount of gelling agent in accordance with the existing water and temperature conditions.

De gelerte oppløsninger som ble anvendt til oppnåelse av dataene i tabell IX, ble fremstilt som følger: Til 1 liter virkelig fremstilt saltoppløsning fra North Burbank Unit i Burbank, Oklahoma, (samlede oppløste faste stoffer ca. 90 000 ppm) ble der satt 5 g CMC-9 for å danne en 5 000 ppm oppløsning. Oppløsningen ble omrørt i 5 minutter på en maltblander og tillatt å stå i 30 minutter for oppnåelse av en maksimai viskositet på 21,6 cP ved en skjærhastighet på 170 s ^, målt på et Fann VG-apparat av modell 35 ved en temperatur på 21°C. Den ene liter oppløsning ble deretter oppdelt i tre like porsjoner, betegnet som oppløsning 1, oppløsning 2 og oppløsning 33 og anbragt i skåler på Fann Viscometer-apparater. Oppløsningene ble omrørt kontinuerlig med 100 omdr./min, som tilsvarer en skjærhastighet på 170 s 1. Hver av The gelled solutions used to obtain the data in Table IX were prepared as follows: To 1 liter of actual prepared salt solution from the North Burbank Unit in Burbank, Oklahoma, (total dissolved solids about 90,000 ppm) was added 5 g CMC-9 to form a 5,000 ppm solution. The solution was stirred for 5 minutes on a malt mixer and allowed to stand for 30 minutes to achieve a maximum viscosity of 21.6 cP at a shear rate of 170 s ^ measured on a Fann VG apparatus of model 35 at a temperature of 21 °C. The one liter solution was then divided into three equal portions, designated as solution 1, solution 2 and solution 33 and placed in bowls on Fann Viscometer apparatus. The solutions were stirred continuously at 100 rpm, which corresponds to a shear rate of 170 s 1. Each of

oppløsningene ble gelert ved tilsetning først av natriumdikromat og deretter natriumhydrosulfitt, slik at de endelige oppløsninger hadde følgende sammensetninger: the solutions were gelled by adding first sodium dichromate and then sodium hydrosulphite, so that the final solutions had the following compositions:

Eksempel XVI Example XVI

Forskjellige og overdrevne mengder av geleringsmidler ble anvendt til fremstilling av gelerte oppløsninger av CMC-9 under anvendelse av relativt ferskt vann (samlet mengde oppløste faste stoffer 1 100 ppm). En basis CMC-oppløsning ble fremstilt ved blanding av 3>57 g CMC i Various and excessive amounts of gelling agents were used to prepare gelled solutions of CMC-9 using relatively fresh water (total dissolved solids 1100 ppm). A base CMC solution was prepared by mixing 3>57 g of CMC i

1 liter av dette vannet ved værelsetemperatur på en multiblander. Konsentrasjonen av CMC var omtrent 3 570 ppm. Den resulterende oppløsning 1 liter of this water at room temperature in a multimixer. The concentration of CMC was approximately 3,570 ppm. The resulting solution

ble oppdelt i tre like volumdeler. To deler ble gelert under anvendelse av to forskjellige reduksjonsmidler og natriumdikromat, og den annen del ble anvendt til sammenligning av basisviskositeten. Tabell X viser at høye viskositeter ble utviklet på mindre enn 5 timer for de to gelerte oppløsninger, og at gelene til slutt ble nedbrutt til lavere viskositeter i løpet av 7 dager. was divided into three equal volume parts. Two portions were gelled using two different reducing agents and sodium dichromate, and the other portion was used for base viscosity comparison. Table X shows that high viscosities were developed in less than 5 hours for the two gelled solutions and that the gels eventually degraded to lower viscosities within 7 days.

Tallene i de ovenfor nevnte eksempler XII-XVI viser at geleringshastigheten av oppløsninger av CMC og/eller levetiden av den resulterende gel kan "skreddersyes" i overensstemmelse med de forhold som foreligger på feltet. Dette kan gjøres ved at temperaturen av den formasjon hvor gelen skal anvendes, mengden av de geleringsmidler som anvendes til fremstilling av gelene, og det vann som anvendes ved fremstillingen, tas med i betraktning. En gel kan således tilpasses slik at den vil ha en levetid på 12, 8, 4 eller endog 2 timer eller mindre, slik at gelen vil brytes ned til en viskositet som nærmer seg viskositeten av vann innenfor det valgte tidsrom. Dette tillater lettvint opprensing av brønnen etter oppbrytningsbehandlingen og lett- vint fjerning av gelrestene, f.eks. ved utvinning av formasjonsfluider. Der kan fremstilles geler som vil brytes ned til viskositeter på mindre enn ca. 20 cP eller endog til viskositeten av vann hvis man tar riktig hensyn til de ovennevnte faktorer. The figures in the above-mentioned examples XII-XVI show that the gelation speed of solutions of CMC and/or the lifetime of the resulting gel can be "tailored" in accordance with the conditions existing in the field. This can be done by taking into account the temperature of the formation where the gel is to be used, the quantity of the gelling agents used to produce the gels, and the water used in the production. A gel can thus be adapted so that it will have a lifetime of 12, 8, 4 or even 2 hours or less, so that the gel will break down to a viscosity that approaches the viscosity of water within the selected time period. This allows easy cleaning of the well after the break-up treatment and easy removal of the gel residues, e.g. when extracting formation fluids. Gels can be produced that will break down to viscosities of less than approx. 20 cP or even to the viscosity of water if proper consideration is given to the above factors.

Eksempel XVII Example XVII

Fire oppbrytningsvæsker ble prøvet for sine viskositetsegenskaper ved høy temperatur. Disse væsker var: (1) En gelert oppløsning av CMC-9 med en konsentrasjon på 4 800 ppm, (2) en gelert oppløsning av CMC-9 med en konsentrasjon på 3 600 ppm, (3) en gelert oppløsning av guar-gummi (tilgjengelig i handelen) med en konsentrasjon på 9 600 ppm og (4) en ugelert oppløsning av en i handelen tilgjengelig modifisert guar-gummi. Væske nr. 1 ble fremstilt ved tørrblanding av på forhånd bestemte porsjoner av CMC-9 og Na2Cr207•2H20. Den resulterende blanding ble deretter tilsatt 5 liter vann fra springen i Duncan, Oklahoma, USA, under omrøring på en Waring-blander med lav hastighet i 20 minutter. Den resulterende oppløsning inneholdt 4 800 ppm (vektdeler) CMC og Four fracturing fluids were tested for their viscosity characteristics at high temperature. These liquids were: (1) A gelled solution of CMC-9 with a concentration of 4,800 ppm, (2) a gelled solution of CMC-9 with a concentration of 3,600 ppm, (3) a gelled solution of guar gum (commercially available) at a concentration of 9,600 ppm and (4) an ungelled solution of a commercially available modified guar gum. Liquid No. 1 was prepared by dry mixing predetermined portions of CMC-9 and Na2Cr207•2H20. The resulting mixture was then added to 5 liters of Duncan, Oklahoma, USA tap water with stirring on a Waring mixer at low speed for 20 minutes. The resulting solution contained 4,800 ppm (parts by weight) of CMC and

1 440 ppm Na2Cr207•2H20. Oppløsningen ble deretter overført til et apparat til måling av friksjonstapet. Dette apparat omfattet en rør-sløyfe med en diameter på 6 mm og forsynt med oppvarmningsorganer og 1,440 ppm Na2Cr2O7•2H2O. The solution was then transferred to an apparatus for measuring the friction loss. This apparatus comprised a pipe loop with a diameter of 6 mm and provided with heating means and

sirkulasjonsorganer til måling av friksjonstapene under simulerte pumpeoperasjoner. Oppløsningen ble oppvarmet fra værelsetemperatur til 54°C under sirkulasjonen. En tilstrekkelig mengde Na^^O^ til å circulators for measuring the friction losses during simulated pump operations. The solution was heated from room temperature to 54°C during circulation. A sufficient amount of Na^^O^ to

gi 1 440 ppm (regnet på den ovennevnte 5 liters oppløsning av CMC og Na2Cr207•2H20) ble oppløst i 150 ml vann og tilsatt den sirkulerende oppløsning. Geleringen startet i løpet av mindre enn 1 minutt. Sirkulasjonen ble fortsatt i ca. 30 minutter og deretter avsluttet. Den gelerte oppløsning ble tillatt å stivne over natten og avkjølne til værelsetemperatur. Den følgende dag ble viskositeten av gelen fastlagt i området fra 21 til 150°C under anvendelse av et skrivende høy-temperaturs høytrykks Fann Viscometer-apparat av modell 50 ved et trykk på 38 atmosfærer. Under disse viskositetsmålinger ble temperaturen økt fra 21°C til 150°C i løpet av 20 minutter. giving 1440 ppm (calculated on the above 5 liter solution of CMC and Na2Cr207•2H20) was dissolved in 150 ml of water and added to the circulating solution. Gelation started in less than 1 minute. Circulation continued for approx. 30 minutes and then finished. The gelled solution was allowed to solidify overnight and cool to room temperature. The following day, the viscosity of the gel was determined in the range from 21 to 150°C using a writing high temperature high pressure Fann Viscometer apparatus model 50 at a pressure of 38 atmospheres. During these viscosity measurements, the temperature was increased from 21°C to 150°C within 20 minutes.

Væske nr. 2 ble fremstilt og prøvet på hovedsakelig samme måte som beskrevet ovenfor for væske nr. 1, bortsett fra at væske nr. 2 inneholdt 3 600 ppm CMC-9, 1 080 ppm Na2Cr207•2H20 og 1 080 ppm Na2S20^. Under viskositetsmålingene ble temperaturen økt fra 21°C til 143°C på 17 minutter. Liquid No. 2 was prepared and tested in substantially the same manner as described above for Liquid No. 1, except that Liquid No. 2 contained 3,600 ppm CMC-9, 1,080 ppm Na 2 Cr 2 O 7•2H 2 O, and 1,080 ppm Na 2 S 2 O^. During the viscosity measurements, the temperature was increased from 21°C to 143°C in 17 minutes.

Væske nr. 3, som var den i handelen tilgjengelige gelerte opp-løsning av guar-gummi (den nøyaktige sammensetning er ikke kjent), ble fremstilt i en konsentrasjon på 9 600 ppm i vann fra springen i Duncan, Oklahoma, USA, under anvei-delse av det vanlige geleringsmiddel (også ukjent). Oppløsningen ble omrørt 1 minutt i en blander. Oppløsningen gelerte øyeblikkelig ved værelsetemperatur ved tilsetning av gelerings-middelet. Denne gel er tilgjengelig i handelen som en oppbrytningsvæske. Viskositetsmålinger ble utført på gelen på samme måte som beskrevet ovenfor. Under viskositetsmålingene ble temperaturen økt fra 21°C til 150°C på 16 minutter. Liquid No. 3, which was the commercially available gelled solution of guar gum (the exact composition is unknown), was prepared at a concentration of 9,600 ppm in tap water in Duncan, Oklahoma, USA, under -division of the usual gelling agent (also unknown). The solution was stirred for 1 minute in a mixer. The solution gelled immediately at room temperature upon addition of the gelling agent. This gel is commercially available as a break-up liquid. Viscosity measurements were performed on the gel in the same manner as described above. During the viscosity measurements, the temperature was increased from 21°C to 150°C in 16 minutes.

Væske nr. 4 ble fremstilt ved blanding av en porsjon av den modifiserte guar-gummi i en tilstrekkelig mengde vann fra springen i Duncan, Oklahoma, USA, til å gi en guargummi-konsentrasjon på Liquid No. 4 was prepared by mixing a portion of the modified guar gum with a sufficient amount of tap water in Duncan, Oklahoma, USA, to give a guar gum concentration of

3 600 ppm. Blandingen ble omrørt 1 minutt på en maltblander. Denne væske er tilgjengelig i handelen som en oppbrytningsvæske. Viskositetsmålinger ble utført på denne væske på samme måte som beskrevet ovenfor. Under viskositetsmålingene ble temperaturen økt fra 24°C til 100°C på 17,5 minutter. For å lette sammenligningen ble viskositeten i cP ved en skjærhastighet på 511 s"<1> plottet inn i avhengighet av temperaturen i °C for hver av de fire væsker. En glatt kurve ble oppnådd for hver væske. 3,600 ppm. The mixture was stirred for 1 minute on a malt mixer. This fluid is commercially available as a break-up fluid. Viscosity measurements were performed on this liquid in the same manner as described above. During the viscosity measurements, the temperature was increased from 24°C to 100°C in 17.5 minutes. To facilitate comparison, the viscosity in cP at a shear rate of 511 s"<1> was plotted as a function of temperature in °C for each of the four fluids. A smooth curve was obtained for each fluid.

Tabell XI inneholder en direkte sammenligning mellom viskositetene for de nevnte fire væsker ved temperaturer i sprang på ca. 14°C. Table XI contains a direct comparison between the viscosities of the aforementioned four liquids at temperatures in steps of approx. 14°C.

Tallene i tabell XI viser klart de overlegne viskositetsegenskaper av væskene (1) og (2) ved høye temperaturer. The figures in Table XI clearly show the superior viscosity characteristics of liquids (1) and (2) at high temperatures.

Eksempel XVIII Example XVIII

Fluidumtapsverdier ved høye temper;.turer ble fastslått på en gelert oppløsning av CMC-9 inneholdende 5 000 ppm CMC og gelert ved tilsetning av 1 500 ppm NagCrgO^•2H20 og 1 500 ppm Na2S20^. Disse fluidumtapsverdier ble oppnådd under anvendelse av en Baroid filter-presse nr. 387 ved bruk av tre Baroid papirfiltre nr. 988 og ifølge den fremgangsmåte som er beskrevet i API RP 13B, tredje utgave, februar 1971. Utbruddstapsverdier ble oppnådd ved plotting av fluidumtapet som funksjon av kvadratroten av tiden. Utbruddstapet er verdien av skjæringspunktet mellom denne innplotting og linjen for tiden 0. Resultatene av prøven er angitt i tabell XII. De i tabellen angitte m-verdier er helningen av den innplottede linje. Fluid loss values at high temperatures were determined on a gelled solution of CMC-9 containing 5,000 ppm CMC and gelled by the addition of 1,500 ppm NaCrgO 2 H 2 O and 1,500 ppm Na 2 S 2 O 2 . These fluid loss values were obtained using a No. 387 Baroid filter press using three No. 988 Baroid paper filters and according to the procedure described in API RP 13B, Third Edition, February 1971. Burst loss values were obtained by plotting the fluid loss as function of the square root of time. The burst loss is the value of the intersection of this plot and the line at time 0. The results of the test are given in Table XII. The m-values given in the table are the slope of the plotted line.

Tallene i tabell XII viser at gelerte oppløsninger av CMC har gode fluidumtapsegenskaper ved høye temperaturer. The figures in Table XII show that gelled solutions of CMC have good fluid loss properties at high temperatures.

Et annet problem som ofte opptrer ved fluidumutpresningsmetoder, er den mer eller mindre direkte kanalisering av relativt store mengder av utpresningsfluidet fra injeksjonsbrønnen til produksjonsbrønnen eller -brønnene som følge av tilstedeværelsen av naturlige eller kunstig dannede brudd i formasjonen. Another problem that often occurs with fluid extrusion methods is the more or less direct channeling of relatively large amounts of the extrusion fluid from the injection well to the production well or wells as a result of the presence of natural or artificially created fractures in the formation.

Problemet med kanalisering av fluider gjennom brudd i forma-sjonene er ikke begrenset til sekundærutvinningsoperasjoner. I visse tilfeller vil brudd som står i forbindelse med vannførende lag som grenser til en hydrokarbonholdig formasjon, og også står i forbindelse med denne formasjon, medføre at der utvinnes urimelig store mengder vann eller saltvann sammen med hydrokarbonet. Forskjellige modifika-sjoner av dette problem blir undertiden betegnet som "coning". The problem of channeling fluids through fractures in the formations is not limited to secondary extraction operations. In certain cases, fractures that are connected to water-bearing layers that border a hydrocarbon-bearing formation, and are also connected to this formation, will result in unreasonably large amounts of water or salt water being extracted together with the hydrocarbon. Various modifications of this problem are sometimes referred to as "coning".

Anvendelsen av gelen ifølge den foreliggende oppfinnelse skaffer en løsning på disse problemer og andre beslektede problemer. Således kan gelene benyttes til tilstopping av brudd i formasjoner, idet der i bruddene anbringes vandige geler fremstilt ved gelering av oppløs-ninger av celluloseetre som beskrevet foran. The use of the gel according to the present invention provides a solution to these and other related problems. Thus, the gels can be used for plugging fractures in formations, where aqueous gels produced by gelling solutions of cellulose ethers as described above are placed in the fractures.

Ved utførelse av denne tilstopningsoperasjon kan de vandige geler injiseres i formasjonen ved anvendelse av vanlig pumpeutstyr. When carrying out this plugging operation, the aqueous gels can be injected into the formation using conventional pumping equipment.

Når de vandige geler som anvendes ved denne fremgangsmåte, injiseres ned i en brønn i en underjordisk formasjon, er det ønskelig at en sats av gel etterfølges av en sats av skyllevæske som f.eks. vann eller olje, f.eks. råolje, for å skylle brønnffiringen. Denne sats med vann eller olje bør i det minste være tilstrekkelig til å rense perforeringene. Ellers vil foringen og perforeringene bli blokkert når gelen stivner til en fast gel. Vann kan anvendes til skylleoperasjonen hvis injeksjonsbrønnen er en injeksjonsbrønn for en sekundærutvinnings-prosess . Olje vil anvendes som skyllevæske hvis brønnen er en produk-sjonsbrønn. When the aqueous gels used in this method are injected into a well in an underground formation, it is desirable that a batch of gel is followed by a batch of flushing liquid such as e.g. water or oil, e.g. crude oil, to flush the well firing. This rate of water or oil should at least be sufficient to clean the perforations. Otherwise, the liner and perforations will be blocked when the gel hardens into a solid gel. Water can be used for the flushing operation if the injection well is an injection well for a secondary extraction process. Oil will be used as flushing fluid if the well is a production well.

Etterat gelen er anbragt i formasjonen og foringen og perforasjonene renset, foretrekkes det å lukke brønnen og holde gelen rolig i en tid som er tilstrekkelig til å tillate gelen å utvikle tilstrekkelig gelstyrke til å forbli på plass. Brønnen vil således f.eks. fortrinnsvis lukkes for en periode på 8-48 timer før injeksjonen av den vanlige utpresningsvæske gjenopptas eller utvinningen av hydrokarboner gjenopptas hvis brønnen er en produksjonsbrønn. Innestengningsperioder utenfor dette område kan anvendes hvis det skulle være ønskelig, avhengig av den bestemte gel som anvendes, arten av formasjonen og ut-strekningen av bruddsystemet i formasjonen. After the gel is placed in the formation and the liner and perforations cleaned, it is preferred to close the well and keep the gel still for a time sufficient to allow the gel to develop sufficient gel strength to remain in place. The well will thus e.g. preferably shut down for a period of 8-48 hours before the injection of the usual extraction fluid resumes or the extraction of hydrocarbons resumes if the well is a production well. Confinement periods outside this range can be used if desired, depending on the particular gel used, the nature of the formation and the extent of the fracture system in the formation.

I noen tilfelle og avhengig av arten av formasjonen og bruddsystemet i denne kan der anvendes en dypt plasert plugg, d.v.s. en plugg av gel som plaseres omtrent 8-30 meter ut i formasjonen fra in-jeksjonsbrønnen. I visse tilfeller vil således etterspylingen med vann eller annen væske være tilstrekkelig ikke bare til å rense perforeringene, men også til å forskyve satsen av gel det på forhånd fastlagte, ønskede stykke ut i formasjonen. Dette er spesielt nyttig når der foreligger et mer eller mindre veldefinert bruddsystem som foreligger i en relativt liten del av formasjonen. In some cases and depending on the nature of the formation and the fracture system in it, a deeply placed plug can be used, i.e. a plug of gel that is placed approximately 8-30 meters out into the formation from the injection well. In certain cases, the subsequent flushing with water or other liquid will thus be sufficient not only to clean the perforations, but also to displace the amount of gel the previously determined, desired part out into the formation. This is particularly useful when there is a more or less well-defined fracture system that exists in a relatively small part of the formation.

Den mengde av den vandige gel som anvendes, vil avhenge av typen av den formasjon som behandles, graden eller volumet av bruddsystemet i denne og den del av bruddsystemet som det er ønskelig å blokkere. Graden eller volumet av et bruddsystem i en bestemt formasjon kan bestemmes ved fremgangsmåter som er kjent i faget. P.eks. kan en vann-sats av kjent størrelse om inneholder et fluidiserende fargestoff, injiseres' fulgt av kontinuerlig injeksjon av vann inntil fargen kommer til syne ved den rammede produksjonsorønn. Den mengde av det etterfølgende vann som injiseres på denne måte, utgjør et anslag for volumet av bruddsystemet som forbinder injeksjonsbrønnen med produk-sjonsbrønnen. Radioaktive sporstoffer kan anvendes på lignende måte. The amount of the aqueous gel used will depend on the type of formation being treated, the degree or volume of the fracture system in this and the part of the fracture system that it is desired to block. The grade or volume of a fracture system in a particular formation can be determined by methods known in the art. E.g. a batch of water of known size, if containing a fluidizing dye, can be injected, followed by continuous injection of water until the color appears at the affected production well. The quantity of the subsequent water that is injected in this way constitutes an estimate for the volume of the fracture system that connects the injection well with the production well. Radioactive tracers can be used in a similar way.

De vandige geler kan injiseres med en hvilken som helst egnet hastighet og et hvilket som helst egnet trykk. Vanligvis vil injeksjonshastigheten ligge i området fra 16 til 8 000 l/min, fortrinnsvis 160 - 1 600 l/min. Hvis det er ønskelig, kan injeksjonstrykket være tilstrekkelig til å overvinne vekten av de overliggende jordlag, åpne bruddet og holde bruddet åpent og således lette anbringelse av gel-pluggen. Anvendelse av slike økede injeksjonstrykk vil avhenge av arten av den formasjon som behandles, og bruddsystemet i denne. Hvis der anvendes slike økte trykk, vil senere reduksjon av trykket tillate bruddet å lukke seg og utsette gelen for trykket fra de overliggende jordlag for på denne måte å bidra til å holde gelen på plass. The aqueous gels may be injected at any suitable rate and pressure. Usually, the injection rate will lie in the range from 16 to 8,000 l/min, preferably 160 to 1,600 l/min. If desired, the injection pressure may be sufficient to overcome the weight of the overlying soil layers, open the fracture and keep the fracture open and thus facilitate placement of the gel plug. Application of such increased injection pressures will depend on the nature of the formation being treated, and the fracture system therein. If such increased pressures are used, later reduction of the pressure will allow the fracture to close and expose the gel to the pressure from the overlying soil layers in this way helping to keep the gel in place.

En annen anvendelse av gelene ifølge oppfinnelsen omfatter en kombinert syrnings- og tetningsbehandling. Denne anvendelse er spesielt nyttig når formasjonen er ømfintlig overfor angrep av en syre. Ved denne kombinerte metode blir der før inj.eksjon av en sats av en tettegel injisert en sats av en syre i tilstrekkelig mengde til å trenge en hvilken som helst ønsket strekning inn i bruddsystemet avhengig av arten av formasjonen og volumet av bruddsystemet i denne. Syren vil reagere med og etse bruddflatene og gjøre.disse ru. Dette vil skaffe en ren, ru overflate som gelen kan hefte til. Satsen av syre kan tillates å forbli i bruddsystemet og lekke ut på naturlig måte. Hvis det er ønskelig, kan den injiserte syresats eventuelt øyeblikkelig følges av en vannskylling for fortrengning av syren. Hvis syren tillates å lekke ut på naturlig måte, er det ønskelig å injisere tilstrekkelig vann til å skylle den brukte eller delvis brukte syre ut av bruddsystemet før den gelerte oppløsning av celluloseeter injiseres. Another application of the gels according to the invention comprises a combined acidification and sealing treatment. This application is particularly useful when the formation is susceptible to attack by an acid. In this combined method, before injecting a batch of a sealing gel, a batch of an acid is injected in sufficient quantity to penetrate any desired length into the fracture system depending on the nature of the formation and the volume of the fracture system therein. The acid will react with and etch the fracture surfaces and make these rough. This will provide a clean, rough surface for the gel to adhere to. The batch of acid can be allowed to remain in the fracture system and leach out naturally. If desired, the injected acid batch can possibly be immediately followed by a water rinse to displace the acid. If the acid is allowed to leach out naturally, it is desirable to inject sufficient water to flush the spent or partially spent acid out of the fracturing system before injecting the gelled cellulose ether solution.

De syrer og de mengder herav som er anvendelige ved kombinerte syrnings- og tetteoperasjoner ifølge oppfinnelsen, er de samme som dem som tidligere er beskrevet. The acids and the quantities thereof which are applicable in combined acidizing and sealing operations according to the invention are the same as those previously described.

Når der ikke anvendes noen kombinert syrnings- og tettebehandling som angitt ovenfor, vil det undertiden være ønskelig at der før injeksjon av gelen injiseres en liten sats av rensesyre med henblikk på å fjerne flak, voksavleiringer etc og rense perforeringene. Denne rensesyre kan være en hvilken som helst av de ovenfor beskrevne syrer. Rensesyren vil følges av en vannspyling. When no combined acidification and sealing treatment is used as stated above, it will sometimes be desirable that before injecting the gel, a small batch of cleaning acid is injected with the aim of removing flakes, wax deposits etc and cleaning the perforations. This cleaning acid can be any of the acids described above. The cleaning acid will be followed by a water rinse.

Vandige geler er spesielt godt egnet til tetting av brudd i formasjoner. Disse geler har den uvanlige egenskap eller evne til å "fukte" og hefte til oljedekket sand eller andre formasjonsmaterialer. Aqueous gels are particularly well suited for sealing fractures in formations. These gels have the unusual property or ability to "wet" and adhere to oil-covered sands or other formation materials.

I denne henseende er- de meget bedre enn andre geler, f.eks. gelerte oppløsninger av polyakrylamider. Geler dannet ved gelering av van- In this respect, they are much better than other gels, e.g. gelled solutions of polyacrylamides. Gels formed by gelation of water-

dige oppløsninger av celluloseetre, f.eks. CMC, vil hefte til bruddflatene og forbli på plass. De nevnte andre geler vil langsomt bli fortrengt gjennom bruddet, idet en film av formasjonssaltoppløsning eller olje på bruddflatene tjener som smøremiddel. Det er mulig å fremstille stivere geler fra celluloseetre, f.eks. CMC, enn fra andre materialer, f.eks. lineære polyakrylamider. Dette er en annen, meget ønskelig egenskap for materialer som skal tilstoppe eller tette brudd. solid solutions of cellulose ethers, e.g. CMC, will adhere to the fracture surfaces and remain in place. The aforementioned other gels will slowly be displaced through the fracture, as a film of formation salt solution or oil on the fracture surfaces serves as a lubricant. It is possible to produce stiffer gels from cellulose ethers, e.g. CMC, than from other materials, e.g. linear polyacrylamides. This is another, highly desirable property for materials that are supposed to plug or seal fractures.

Hvis det ønskes, kan fyllmaterialer som silisiumoksydmel, diato-mljord, malte nøtteskall, findelt naturlig sand etc. innlemmes i de vandige geler som anvendes ved tetteoperasjoner som angitt ovenfor. If desired, filler materials such as silica flour, diatomaceous earth, ground nut shells, finely divided natural sand, etc. can be incorporated into the aqueous gels used in sealing operations as indicated above.

Eksempel XIX Example XIX

1 liter CMC-9-oppløsning ble■fremstilt ved blanding av 3 g CMC-9 i 1 liter of CMC-9 solution was prepared by mixing 3 g of CMC-9 i

1 liter kunstig oljefeltsaltvann (samlet mengde oppløste faste stoffer 1 491 ppm) på en magnetstav-røreblander for å danne en 3 000 ppm-opp-løsning av CMC-9. CMC-9-oppløsningen ble gelert ved tilsetning av 1,5 g/l Na2S20i| under omrøring for hånd og 1,5 g/l NagCr^• 2H20 fulgt av omrøring ved værelsetemperatur. Oppløsningen ble tillatt å stå over natten og bli gelert til halvstiv tilstand. Gelen ble deretter anbragt i en glassbeholder inne i en trykktett stålbombe, og bomben ble anbragt i en ovn innstilt på en konstant temperatur på 88°C. Intet forsøk ble gjort på å fjerne eller utelukke atmosfærisk oksygen ved behandlingen og fremstillingen av den gelerte oppløsning av CMC-9• 1 liter of artificial oil field brine (total dissolved solids 1,491 ppm) on a magnetic stir bar to form a 3,000 ppm solution of CMC-9. The CMC-9 solution was gelled by the addition of 1.5 g/l Na2S20i| with stirring by hand and 1.5 g/l NagCr^• 2H 2 O followed by stirring at room temperature. The solution was allowed to stand overnight and gel to a semi-solid state. The gel was then placed in a glass container inside a pressure-tight steel bomb, and the bomb was placed in an oven set at a constant temperature of 88°C. No attempt was made to remove or exclude atmospheric oxygen in the processing and preparation of the gelled solution of CMC-9•

Først 7 dager og deretter 19 dager etterat prøven var anbragt i ovnen ble bomben åpnet og gelen undersøkt visuelt. Ved begge anled-ninger var den gelerte oppløsning fremdeles i en myk, halvstiv tilstand. First 7 days and then 19 days after the sample had been placed in the oven, the bomb was opened and the gel examined visually. On both occasions the gelled solution was still in a soft, semi-rigid state.

60 dager etterat gelprøven var anbragt i ovnen ble den påny undersøkt visuelt. Der var spor av fritt vann, men mesteparten av oppløsningen var fremdeles i halvstiv tilstand, noe som viste at den gelerte oppløs-ning av CMC-9 var termisk meget stabil. Den gelerte prøve ble igjen inspisert visuelt etter oppvarmning i 91 dager ved 88°C. Mer enn 90$ 60 days after the gel sample had been placed in the oven, it was visually examined again. There were traces of free water, but most of the solution was still in a semi-solid state, which showed that the gelled solution of CMC-9 was thermally very stable. The gelled sample was again visually inspected after heating for 91 days at 88°C. More than 90$

av vannet var fremdeles i halvstiv gelert tilstand. En del av det frie vann som ble observert ved de to sistnevnte inspeksjoner, skyldtes kondensasjon, idet bomben hver gang den ble undersøkt ble raskt avkjølt til værelsetemperatur med vann fra springen og deretter åpnet. Hver åpning eller inspeksjonsperiode utsatte prøven for alvorlige termiske forandringer og for atmosfæriske betingelser. of the water was still in a semi-rigid gelled state. Part of the free water observed in the last two inspections was due to condensation, as each time the bomb was examined it was quickly cooled to room temperature with tap water and then opened. Each opening or inspection period exposed the sample to severe thermal changes and to atmospheric conditions.

Disse resultater viser avgjort at der kan fremstilles gelerte oppløsninger av celluloseetre, f.eks. CMC, som har tilstrekkelig stabilitet (gel-levetid) for å anvendes som tettemateriale for brudd i formasjoner hvor formasjonstemperaturen ikke er høyere enn ca. 95 C. These results definitely show that gelled solutions of cellulose ether can be produced, e.g. CMC, which has sufficient stability (gel life) to be used as sealing material for fractures in formations where the formation temperature is not higher than approx. 95 C.

Eksempel XX Example XX

Vandige geler ble fremstilt fra CMC-9 og en lineær polyakrylamid (PF-1160) for å fastlegge gelenes effektivitet med hensyn til å holde olje og våt sand i suspensjon. Hver av gelene ble fremstilt ved tilsetning av de nedenfor nevnte polymermengder til 1 liter simulert Dakota-saltvann (ca. 14 000 ppm samlede oppløste faste stoffer). Tilsetningen ble utført under omrøring, hvoretter de resulterende opp-løsninger fikk tilsatt de angitte mengder geleringsmidler under om-røring . Aqueous gels were prepared from CMC-9 and a linear polyacrylamide (PF-1160) to determine the effectiveness of the gels in holding oil and wet sand in suspension. Each of the gels was prepared by adding the below mentioned amounts of polymer to 1 liter of simulated Dakota brine (about 14,000 ppm total dissolved solids). The addition was carried out with stirring, after which the indicated amounts of gelling agents were added to the resulting solutions with stirring.

Begge geler var tykke og viskøse. Som følge av den større molekyl-vekt av polyakrylamid, var det bare nødvendig med 2 g av polyakryl- Both gels were thick and viscous. Due to the higher molecular weight of polyacrylamide, only 2 g of polyacrylamide was required

amidet for å gi en gel med omtrent samme viskositet som den fra CMC fremstilte gel. Til en 200 ml's porsjon av hver gel ble der satt 50 g Dakota-sand tatt fra en brønn i Converse County, Wyoming, USA. Denne the amide to give a gel with about the same viscosity as the gel prepared from CMC. To a 200 ml portion of each gel was added 50 g of Dakota sand taken from a well in Converse County, Wyoming, USA. This

sand var blitt knust til kornstørrelse og dekket med et tykt belegg av forråds-råolje. Etterat sanden var blitt rørt inn i hver av gelene, sand had been crushed to grain size and covered with a thick coating of storage crude oil. After the sand had been stirred into each of the gels,

ble disse anbragt i en forseglet bombe og lagret i en ovn ved 88°C. these were placed in a sealed bomb and stored in an oven at 88°C.

Etter 7 dager ble bombene fjernet fra ovnen og avkjølt til After 7 days, the bombs were removed from the oven and cooled

værelsetemperatur før åpningen. Visuell undersøkelse viste at sanden var forblitt suspendert i den gel som var fremstilt fra CMC, men hadde bunnfelt til bunnen av den glassbeholder som inneholdt polyakrylamid-gelen. Disse resultater viser at gelen fremstilt fra CMC hadde over- room temperature before opening. Visual examination showed that the sand had remained suspended in the gel prepared from the CMC, but had settled to the bottom of the glass container containing the polyacrylamide gel. These results show that the gel prepared from CMC had superior

legne fukte- og hefteegenskaper til den oljedekkede sand. Disse resultater viser også at gelen fremstilt fra CMC vil være bedre enn poly-akrylamidgelen når det gjelder å hefte til oljefuktede overflater av et brudd og forbli på plass i bruddet. appropriate wetting and adhesion properties of the oil-covered sand. These results also show that the gel prepared from CMC will be better than the polyacrylamide gel in adhering to oil-moistened surfaces of a fracture and remaining in place in the fracture.

Claims (2)

1. Vandig gel for bruk som hjelpemiddel ved boring i oljeproduserende formasjoner, idet gelen er fremstilt ved fortykking av vann ved tilsetning av 0,0025 - 20 vektprosent, regnet på vekten av vannet, av en vannoppløselig celluloseeter og gelering av den fortykkede vandige oppløsning ved tilsetning av 0,05 - 60 vektprosent, regnet på vekten av celluloseeteren, av en vannoppløselig forbindelse av et flerverdig metall med mer enn en flerverdig tilstand, karakterisert ved at metallforbindelsen er en forbindelse av krom eller mangan og foreligger i en mengde av minst 3-10 ^ gram-atomer metall pr. gram celluloseeter, og at i det minste en del av metallet er redusert til en lavere flerverdi•tilstand ved tilsetning av en vannoppløselig reduserende forbindelse.1. Aqueous gel for use as an aid when drilling in oil-producing formations, the gel being produced by thickening water by adding 0.0025 - 20 percent by weight, calculated on the weight of the water, of a water-soluble cellulose ether and gelling the thickened aqueous solution by addition of 0.05 - 60% by weight, calculated on the weight of the cellulose ether, of a water-soluble compound of a polyvalent metal with more than one polyvalent state, characterized in that the metal compound is a compound of chromium or manganese and is present in an amount of at least 3-10 ^ gram atoms of metal per grams of cellulose ether, and that at least part of the metal is reduced to a lower polyvalent state by the addition of a water-soluble reducing compound. 2. Gel som angitt i krav 1, karakterisert ved at den inneholder 0,01 - 5 vektprosent celluloseeter, regnet på vann-mengden, 0,5 _ 30 vektprosent krom- eller manganforbindelse, regnet på mengden av celluloseeter, og reduksjonsmiddel i en mengde på .0,1 - 200 prosent av den støkiometriske mengde som er nødvendig for reduksjon av mangan eller krom.2. Gel as specified in claim 1, characterized in that it contains 0.01 - 5% by weight of cellulose ether, based on the amount of water, 0.5 - 30% by weight of chromium or manganese compound, based on the amount of cellulose ether, and reducing agent in an amount of .0.1 - 200 percent of the stoichiometric amount necessary for the reduction of manganese or chromium.
NO225172A 1971-07-01 1972-06-23 WATER GEL FOR USE AS A BURNING IN OIL PRODUCING FORMATIONS. NO137180C (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15905271A 1971-07-01 1971-07-01
US22495672A 1972-02-09 1972-02-09
US22492172A 1972-02-09 1972-02-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO137180B true NO137180B (en) 1977-10-10
NO137180C NO137180C (en) 1978-01-18

Family

ID=27388263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO225172A NO137180C (en) 1971-07-01 1972-06-23 WATER GEL FOR USE AS A BURNING IN OIL PRODUCING FORMATIONS.

Country Status (4)

Country Link
DE (1) DE2231163C3 (en)
GB (1) GB1392391A (en)
NL (1) NL158395B (en)
NO (1) NO137180C (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005040301A1 (en) 2003-10-17 2005-05-06 Akzo Nobel N.V. Use of cmc in drilling fluids
CN111909672B (en) * 2020-08-10 2022-07-29 山东达源环保工程有限公司 Preparation method of carboxymethyl cellulose modified profile control water shutoff agent
CN113801643B (en) * 2021-09-18 2023-02-17 中国石油化工集团有限公司 Temporary plugging agent for pH-sensitive drilling fluid and preparation and use methods thereof
CN116064014B (en) * 2021-11-01 2024-02-23 中国石油化工股份有限公司 Stratum environment molecular recognition response type well wall stabilizing material and preparation method and application thereof
CN116063745A (en) * 2022-11-15 2023-05-05 南京大学 Multi-mesoporous acid-resistant and salt-resistant amino phosphonic acid biomass-based hydrogel and application thereof

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1304280A (en) * 1961-08-14 1962-09-21 Gevaert Photo Prod Nv Improved photographic equipment for the application of the silver halide diffusion transfer process
US3265631A (en) * 1961-10-10 1966-08-09 Gen Mills Inc Gum gel compositions and compositions and processes for their production

Also Published As

Publication number Publication date
DE2231163A1 (en) 1973-01-18
NL7209146A (en) 1973-01-03
NL158395B (en) 1978-11-15
DE2231163B2 (en) 1975-07-17
NO137180C (en) 1978-01-18
GB1392391A (en) 1975-04-30
DE2231163C3 (en) 1981-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3727688A (en) Hydraulic fracturing method
CA2094088C (en) Gas well treatment compositions and methods
US3785437A (en) Method for controlling formation permeability
US3955998A (en) Aqueous gels for plugging fractures in subterranean formation and production of said aqueous gels
US3727687A (en) Aqueous gels and uses thereof
US2094479A (en) Treatment of wells
US2596137A (en) Removing deposits from wells
US4569393A (en) CO2 -Induced in-situ gelation of polymeric viscosifiers for permeability contrast correction
EP0007013B1 (en) Gelled compositions and process for treating subterranean formations
US5002125A (en) Fracturing process using a viscosity stabilized energizing phase
USRE29716E (en) Method of drilling a borehole using gelled polymers
US20130333892A1 (en) Acidizing materials and methods and fluids for earth formation protection
NO316401B1 (en) Method for improved stimulation therapy
Gussenov et al. Bulk gels for permeability reduction in fractured and matrix reservoirs
NO863473L (en) PROCEDURE FOR AA REDUCE PERMEABILITY IN AN UNDERGROUND OIL RESERVE.
NO171326B (en) PROCEDURE FOR COMPLETION AND OVERVIEW OF PETROLEUM BURNER
NO309995B1 (en) Fluid for gravel application, as well as methods for preventing fluid loss when applying a gravel pack
NO138856B (en) BREAKDOWN FOR AN UNDERGROUND FORMATION THROUGH BY A BORING HOLE
US4068720A (en) Method for acidizing subterranean formations
US3749174A (en) Method for selective plugging of wells
NO20121161A1 (en) Method of treating underground formation
AU2014281149A1 (en) Invert emulsion for swelling elastomer and filtercake removal in a well
US4007789A (en) Acidizing wells
US3900406A (en) Aqueous gels and uses thereof
WO2017131707A1 (en) Polylactic acid/acid-soluble hard particulate blends as degradable diverting agents