NO164247B - Xantankonsentrat, fremgangsmaate ved fremstilling derav oganvendelse derav ved oeket utvinning av olje fra underjordiske formasjoner. - Google Patents

Description

Foreliggende søknad vedrører et xantankonsentrat for anvendelse som viskositetsøkende middel for øket oljeutvinning i oljebrønner, hvilket ved fortynning med vann eller saltvann til brukskonsentrasjoner ikke danner poretettehde aggregater, fremstilt fra et forkonsentrat erholdt ved felling av et vandig xantanfermentat med et vannblandbart løsningsmiddel som fellingsmiddel, og hvilket xantankonsentrat eventuelt inneholder et biocid, en fremgangsmåte ved fremstilling av det og anvendel-sen derav - eventuelt tilsatt biocid - ved øket utvinning av olje fra underjordiske formasjoner.

For å øke effektiviteten av vanninjeksjon ved økt oljeutvinning (EOR = enhanched oil recovery), kan polymerer, for eksempel polysakkaridet xantan tilsettes injeksjonsvæskén som pumpes inn i de underjordiske formasjoner. Kommersielt leveres xantan idag som fermenteringsvæske, typisk med 3% xantankonsentrasjon, som oppkonsentrert f ermenteringsvæske fra uitraf iitire-; ring, typisk med 9% xantaninnhold og som xantanpulvér med 80-90% xantan. Xantanpulvér produseres ved å felle xantan fra fermenteringsvæske med et vannblandbart løsningsmiddel, såsom f. eks. isopropanol, og deretter tørkes og males det ilt felte xantanet til et pulver.

Det tørkede xantanpulveret lider av et høyt innhold mikrogeler eller såkalte aggregater. Dette er ansamlinger av flere polymerkjeder. Dannelsen av aggregater antas å skyldes for sterk dehydratisering under tørkeprosessen, og at det derved oppstår en form for kryssbindinger mellom de enkelte polymerkjedene. For bruk ved polymerflømming er det avgjørende at xantanet som anvendes ikke inneholder vesentlige mengder aggregater, da disse etter en tids bruk vil medføre tilstopping av det porøse reservoaret og dermed uønsket trykkoppbygning. Et slikt xantanpulvér er derfor uegnet til øket oljeutvinning når det inneholder aggregater. Xantan-fermenteringsvæske og fermenteringsvæske som er konsentrert ved uitrafiltrering har vanligvis et lavt aggregatinnhold og er derfor mer egnet til bruk i økt oljeutvinning. Problemet med disse produktformene er den relativt lave xantankonsentrasjonen (3-9%) som medfører store transport- og lagringsproblemer når xantanet skal anvendes offshore.

Det foreligger derfor et udekket behov for xantanprodukter som er velegnet for bruk ved økt oljeutvinning offshore.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er derfor å tilveiebringe et produkt med høyere xantankonsentrasjon (ca.50%) enn det xantan som oppnås ved uitrafiltrering og som dertil ikke inneholder vesentlige mengder aggregater.

En videre fordel vil være om et biocid allerede er tilstede i et slikt konsentrat, idet slike biocider alltid må brukes sammen med xantanet i forholdet 1:1 - 1:2 for å hindre mikrobiell nedbrytning. Hvis biocidet allerede foreligger innblandet i xantankonsentratet før dette fraktes ut til en plattform, og man samtidig har 10% xantankonsentrasjon eller fortrinnsvis høyere, vil dette samtidig i stor grad løse biocidets transportproblemer.

Oppgaven løses ved at man tilveiebringer et xantankonsentrat hvor fellingsmiddelet ifølge oppfinnelsen hovedsakelig er fjernet fra forkonsentratet ved fordampning i en vanndampmettet atmosfære under gjennomblåsing av vanndamp med en temperatur i området 80-150°C.

Fortrinnsvis inneholder xantankonsentratet som biocid formaldehyd.

Videre tilveiebringes, ifølge oppfinnelsen, en fremgangsmåte ved fremstilling av xantankonsentrat med.de ovenfor beskrevne egenskaper ut fra et forkonsentrat fremstilt ved felling av et vandig xantanfermentat med et vannblandbart løsningsmiddel, hvor det vannblandbare løsningsmiddel ved fordampning fjernes fra forkonsentratet i en vanndampmettet atmosfære som oppnås ved gjennomblåsing av vanndamp med temperatur i omradet 80-150°C.

Fortrinnsvis anvender man vanndamp med en temperatur på 100-110°C. Normalt vil det foretrukne vannblandbare løsningsmiddel være isopropanol.

Forkonsentratet fremstilles ved at xantan-fermenteringsvæske eller en allerede konsentrert xantan-fermenteringsvæske, hvor disse væsker, avhengig av typen, inneholder 1-15% xantan, felles på kjent måte ved tilsetning av en alkohol, f.eks. som ovenfor nevnt isopropanol. Det utfelte xantan tørkes deretter ved mekanisk fjerning av væske (inneholdende vann pluss vannblandbart løsningsmiddel, fortrinnsvis isopropanol).

Den mekaniske fjerning av den vannholdige væske kan i , laboratoriet utføres ved enkel manuell utpressing, men vil industrielt kunne bli utført ved skånsom filtrering, såsom f.eks. på et roterende trommelfilter under kontinuerlig avskrapning,av filterkaken, eller ved bruk av en skruepresse.

Ifølge oppfinnelsen foretas så den videre oppkonsentrering ved fordampning av isopropanol under en mettet vanndampatmosfære. Hensikten med dette er å hindre at for meget vann skal fjernes fra xantanpolymeren og aggregater derved dannes. Ifølge oppfinnelsen kan forkonsentratet, eller det ferdige konsentratet etter isopropanolfordampningen tilsettes en biocidløsning, f.eks. formalin, slik at en blanding som er stabilisert mot mikrobiell nedbrytning kan fraktes ut til brukstedet, f.eks. plattformer i og lagres der frem til fortynning for bruk.

På bruksstedet kan det ferdige konsentratet fortynnes med sjøvann ved anvendelse av skjærkrefter til ønsket xantan- og biocidkonsentrasjon.

Som vist på fig.l, vil xantankonsentratet ifølge foreliggende oppfinnelse etter fortynning med sjøvann til bruks-konsentrasjon etter at en viss filtratmengde har gått gjennom et 5pm filter, gi en konstant relativ trykkoppbygning, mens gjenoppløst xantanpulvér gir en trykkoppbygning som tiltar jevnt med økende filtratmengde og derved vil føre til tiistopning av filteret i forsøket og derved også av formasjonens porer. De følgende eksempler anskueliggjør oppfinnelsen.

EKSEMPEL 1

Xantanfermenteringsvæske inneholdende 2,6% xantan ble under røring satt til 2-10 x volumet av isopropanol. Det utfelte vann/isopropanol-holdige xantanet ble deretter tørket ved at væske ble fjernet mekanisk (f.eks. ved utpressing), slik at man fikk et forkonsentrat med 26% xantankonsentrasjon.

Dette . forkonsentratet ble deretter konsentrert videre ved 100°C med mettet vanndampstrøm inntil konstant vekt etter 30 minutter. Det erholdte produktet hadde en xantankonsentrasjon på 39%.

EKSEMPEL 2

Konsentrert xantanfermenteringsvæske (8%) ble felt og tørket som beskrevet foran i eksempel 1. Etter mekanisk fjerning av væske hadde dette forkonsentratet en xantankonsentrasjon på 36%.

Den videre konsentrering forløp som i slutten av eksempel

1 og ga et produkt med 48% xantan.

Produktet ble fortynnet med vann og formalin til 10% xantan-konsentras jon og 20% formaldehydkonsentrasjon.

ANVENDELSESEKSEMPEL

Xantankonsentrat fra eksempel 1 og 2, samt forkonsentrat fra eksempel 2 ble fortynnet med sjøvann til 0,04% xantan-konsentras jon. Deretter ble prøvene filtrert gjennom 3 + 1,2 + 0,65)jm Milliporefiltere ved høyt differensialtrykk (0,3-1,0 atm) for å fjerne cellerester. Filtrerbarheten av disse løsningene ble så utprøvet ved å filtrere gjennom 3 x 5pm Milliporefiltere ved lave differensialtrykk og skjærhastigheter (4-8 s-<1>) og måle trykkøkningen mot filteret som funksjon av filtrert væskevolum (fig.l). Til sammenligning ble xantanfermenteringsvæske tørket ved 105°C til konstant vekt.. Produktet ble deretter fortynnet til 0,04% i sjøvann og filtrerbarheten undersøkt som foran beskrevet. Den steile viste kurve for gjenoppløst xantanpulvér ble oppnådd. i

Som forut nevnt viser dette forsøket at mens xantan-løsningen, som ble fremstilt ved gjenoppløsning av xantanpulvér, ga et stadig økende trykk med økende filtratvolum, ga xantan-løsningene, som var fremstilt ved fortynning av xantankonsentratet/forkonsentratet ifølge foreliggende oppfinnelse en innledningsvis, men langsommere økende trykkoppbygning, hvoretter et konstant og meget lavere trykk enn sammenlignings-produktets ble nådd etter et visst filtratvolum, ca. 250 porevolumer.

Dette forsøket simulerer forhold i underjordiske porøse formasjoner og viser at produktene som er fremstilt ved foreliggende oppfinnelse vil muliggjøre gjennomgang av store filtratvolumer under fortrengning av olje uten at man får en tilstopning av formasjonene og dermed følgende høye trykkoppbygning som igjen vil føre til at utvinningen må avbrytes.

Den foreliggende oppfinnelsestanke er uttrykt i de etter-følgende krav.

Claims (7)

1. Xantankonsentrat for anvendelse som viskositetsøkende middel for øket oljeutvinning i oljebrønner, hvilket ved fortynning med vann eller saltvann til brukskonsentrasjoner ikke danner poretettende aggregater, fremstilt fra et forkonsentrat erholdt ved felling av et vandig xantanfermentat med et vannblandbart løsningsmiddel som fellingsmiddel, og hvilket xantankonsentrat eventuelt inneholder et biocid, karakterisert ved at fellingsmiddelet er hovedsakelig fjernet ved fordampning fra forkonsentratet i en vanndampmettet atmosfære under gjennomblåsning av vanndamp med en temperatur i området 80-150°C.

2. Xantankonsentrat ifølge krav 1, karakterisert vedat fellingsmiddelet er drevet ut ved gjennomblåsning av vanndamp med en temperatur i området 100-110°C.

3. Xantankonsentrat ifølge krav 1-2, karakterisert ved at biocidet er formaldehyd.

4. Xantankonsentrat ifølge krav 3, karakterisert ved at det inneholder ca. 10-30% xantan og 10-30% biocid.

5. Fremgangsmåte ved fremstilling av et xantankonsentrat ifølge krav 1, ut fra et forkonsentrat fremstilt ved felling av et vandig xantanfermentat med et vannblandbart løsningsmiddel, karakterisert ved, at det vannblandbare løsningsmiddel ved fordampning fjernes hovedsakelig fra forkonsentratet i en vanndampmettet atmosfære som oppnås ved gjennomblåsing av vanndamp med en temperatur i området 80-150°C.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at det anvendes vanndamp med temperatur 100-110°C.

7. Anvendelse av produktet ifølge krav 1-4 ved øket utvinning av olje fra underjordiske formasjoner.