NO171207B - Fremgangsmaate for dannelse av et stivnet silikat fra en vandig silikatopploesning - Google Patents
Fremgangsmaate for dannelse av et stivnet silikat fra en vandig silikatopploesning Download PDFInfo
- Publication number
- NO171207B NO171207B NO864754A NO864754A NO171207B NO 171207 B NO171207 B NO 171207B NO 864754 A NO864754 A NO 864754A NO 864754 A NO864754 A NO 864754A NO 171207 B NO171207 B NO 171207B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- silicate
- aqueous
- solution
- activator
- alkali metal
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 18
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 72
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000001879 gelation Methods 0.000 claims abstract description 31
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 22
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Natural products OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000008101 lactose Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 56
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 11
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 7
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 5
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 4
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 3
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 abstract description 14
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 abstract description 6
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N Alpha-Lactose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N 0.000 abstract description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N D-mannopyranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N 0.000 abstract description 3
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 abstract description 3
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 abstract description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 abstract description 3
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 abstract description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 abstract description 3
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 abstract description 3
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000008121 dextrose Substances 0.000 abstract description 3
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 abstract description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 abstract 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 abstract 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 23
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 19
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 9
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 9
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 7
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 5
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 3
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 3
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 2
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- -1 Ca<++> Chemical class 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
- C09K8/504—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/5045—Compositions based on water or polar solvents containing inorganic compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
- Colloid Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåt for dannelse av et stivnet silikat fra en vandige silikatoppløsning omfattnede blanding av en vandig oppløsning inneholdene et alkalimetallsilikat med en geleringsaktivator og aktivering av aktivatoren for å bevirke at silikatoppløsningen danner stivnet silikat. Denne fremgangsmåten kan anvendes i forbindelse med behandling av underjordiske formasjoner.
Ved produksjon eller behandling for å forbedre produksjonen av fluider fra en permeabel underjordisk formasjon så vil det ofte være nyttig og enkelte ganger nødvendig å nedsette permeabiliteten på deler eller soner av formasjonen. Dette gjøres vanligvis ved å tette visse hulrom, kanaler, sprekker og lignende for derved å begrense de åpninger hvor væsker ellers kunne trenge inn i brønnhullet fra den permeable formasjonen.
Vandige silikatoppløsninger som er gelert eller størknet ved hjelp syreproduserende aktivatorer er kjente og har vært brukt for mange formål, f.eks. for å tette og konsolidere underjordiske formasjoner. Det er således beskrevet en rekke vannoppløselige silikater og fremgangsmåter hvor man bruker slike, f.eks. i US patentene nr. 3.202.214 og 3.435.899.
Natriumsilikat er et komplisert system av forskjellige silisiumdioksydpolymerer med variabel molekylvekt i en alkalisk oppløsning. Bortsett fra å kreve en viss minimal mengde alkalinitet, så har natriumsilikat ingen spesifikke kjemiske kombinasjonstal1. Når f.eks. natriumsilikat sur-gjøres til en pE mindre enn 10 eller 11, så omdannes natriumsilikatet delvis til kiselsyre. Kiselsyre eksisterer ved disse alkaliske pH-verdier som en svak syre. Istedenfor å utfelle og gi silisiumdioksyd, Si02» så vil kiselsyren forbli i hydratisert form og danne et tredimensjonalt nettverk som fanger inn oppløst vann. Dette nettverket er en gel ettersom begge faser er kontinuerlige. En svak senkning av denne pH frembringer radikale forandringer med hensyn til gelerigns-tiden. Følgelig vil geleringstiden være vanskelig å regulere, og klumpdannelse på grunn av lokale syrekonsentrasjoner ved blandingsoperasjoner i stor målestokk vil ofte forekomme.
Natriumsilikat kan omdannes til en gel som kan lukke eller tette underjordiske formasjoner eller tette kapillæråpninger i denne, ved at man tilsetter flerverdige kationer som Ca<++>, Fe<+++>, Cr<+++>, Cu<++>, etc. En tilsetning av slike flerverdige kationer idet man bruker salter inneholdende nevnte kationer, kan imidlertid umiddelbart gi en gelering av natriumsilikatet som gjør at man ikke får tid til å pumpe oppløsningen inn i formasjonen.
US patent 3.202.214 beskriver en fremgangsmåte for å gelati-nisere en vandig silikatoppløsning hvor man bruker et reduksjonsmiddel og et oksydasjonsmiddel. Skjønt en fremgangsmåte som er beskrevet i nevnte patent kan brukes for mange formål, så vil bruken av oksydasjons- og reduksjons-midler for å gelere en vandig natriumsilikatholdig sammen-setning, resultere i økende omkostninger, og den fremstilte gelen vil lett underkastes synerese og er således totalt utilfredsstillende for behandling av en underjordisk formasjon. Videre vil geler fremstilt ved å bruke et oksydasjonsmiddel og reduksjonsmiddel ikke være særlig effektivt for behandling av underjordiske formasjoner hvis temperaturer ligger mellom 49°C og 77°C.
Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for dannelse av av et stivnet silikat fra en vandig silikatoppløsning omfattende blanding av en vandig oppløsning inneholdende et alkalimetallsilikat med en geleringsaktivator og aktivering av aktivatoren for å bevirke at silikatoppløsningen danner stivnet silikat, og denne fremgangsmåten er kjennetegnet ved at det som geleringsaktivator anvendes en termisk reaktiv geleringsaktivator valgt fra laktose, dekstrose, fruktose, galaktose, mannose, maltose, xylose og blandinger derav, i fravær av et oksydasjonsmiddel for denne, og eventuelt et reaktivt salt som kan reagere med alkalimetallsilikatet, og_ved aktivering av nevnte geleringsaktivator ved å bevirke en termisk forandring i den vandige silikatoppløsningen.
Ved foreliggende oppfinnelse anvendes termisk reagerende silikatgeleringsaktivatorer som kan blandes med en vandig silikatoppløsning som en del av eller all nødvendig syreproduserende aktivator, og hvor oppløsningen som inneholder aktivatoren ikke desto mindre har en redusert geleringshastighet inntil temperaturen på blandingen heves til et gitt nivå, på i det minste 49°C. Bruken av slike termisk reaktive vandige silikatoppløsninger gjør det mulig å behandle oppløsningene for spesielle formål med liten eller ingen risiko for en for tidlig gelering. Videre vil vandige silikatholdige oppløsninger fremstilles på forhånd og lagres i relativt lange tidsrom, f.eks. 24 timer før de anvendes.
Silikater som kan brukes for fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, er vannoppløselige silikater som danner silikatpolymerkjeder eller geler ved surgjøring. Foretrukne silikater er de som er fremstilt av alkalimetaller, da spesielt natrium, kalium og blandinger av disse. Slike silikater er kommersielt tilgjengelige som tørre pulvere eller konsentrerte vandige oppløsninger som inneholder fra 31 til 55 deler fast stoff pr. 100 deler oppløsning, og hvis pH ligger i området fra 10 til 13,5 (heretter betegnet som "konsentrert vandig silikat"). Det konsentrerte vandige silikat og vandige silikatblandinger innbefatter termisk reaktive aktivatorer slik disse er beskrevet i det etter-følgende, fortrinnsvis med en pH på mer enn 9, fortrinnsvis i området fra 10 til 13, ved temperaturer som ligger under aktiveringstemperaturen. Ved aktivering og fremstilling av syre eller syreekvivalenter ved hjelp av aktivatoren, så blir pH på den vandige silikatblandingen nedsatt til en pH under 9, hvoretter blandingen vil geleres eller stivne. For-sinkelsen og den lange holdbarheten som er angitt her, er det tidsrom som følger etter at man har blandet en tempe-raturreaktiv aktivator med en vandig silikatoppløsning, og ender med at man begynner å få en geler ing og refererer seg ikke til den virkelige geleringsperioden.
Vannoppløselige silikater som brukes i foreliggende oppfinnelse har ■ fortrinnsvis et molart forhold mellom silisiumdioksyd og alkalimetalloksyd varierende fra 0,5:1 til 3,5:1, og alkalimetallet er natrium, kalium eller blandinger av disse. Fremstillingen av disse silikater er velkjente og er beskrevet i US patent 4.525.285.
De termisk reaktive geleringsaktivatorer som anvendes i foreliggende oppfinnelse kan generelt beskrives som reduserende sukkere, og utgjøres som nevnt av laktose, dekstrose, fruktose, galaktose, mannose, maltose og xylose. Det foretrukne reduserende sukker for bruk i foreliggende oppfinnelse er laktose.
Generelt kan reduserende sukkere tilsettes de vandige silikatoppløsningene enten som et vannfritt fast stoff eller som en vandig oppløsning, og begge former er kommersielt tilgjengelige. Vanligvis kan 10-300 vekt-# reduserende sukker basert på mengden av silikat i den vandige silikat-oppløsningen benyttes for gelering av den vandige silikatopp-løsningen. Det vil imidlertid være innlysende at den mengde reduserende sukker som brukes, vil variere med den formasjon som skal behandles og den ønskede geleringshastighet.
I tillegg til vandige silikatoppløsninger som inneholder silikatet og reduserende sukker, så kan man også tilsette et reaktivt salt som er i stand til å reagere med alkalimetallsilikatet. Når f.eks. et reaktivt salt brukes i vandige silikatoppløsninger som inneholder silikatet og reduserende sukkere, så kan mengden av sistnevnte reduseres, og man øker geleringshastigheten for silikatoppløsningene, og dette gir en bedret økonomi ved gjennomføring av foreliggende oppfinnelse. Det reaktive saltet bør fortrinnsvis ikke brukes i formasjoner med temperaturer høyere enn 65,6°C. Med begrepet "reaktivt salt" forstås gruppe I- til gruppe II-metallsalter som kjemisk reagerer med vandig silikat for å gi en full-stendig eller en i alt vesentlig vannuoppløselig gel. Spesifikke reaktive salter innbefatter kalsiumklorid, magnesiumklorid, kaliumklorid, natriumklorid og blandinger av disse. Det foretrukne reaktive salt er kalsiumklorid. Når et reaktivt salt brukes i de vandige silikatoppløsningene, så blir det fortrinnsvis tilsatt oppløsningen i en mengde som gir en saltkonsentrasjon varierende fra 0,5 g/liter til 5 g/liter av oppløsningen. Den mengde reaktivt salt som brukes må selvsagt være utilstrekkelig til at man umiddelbart får dannet en tilfredsstillende gel hvis saltet brukes alene sammen med silikatet. Man må være forsiktig slik at ikke bruker for store mengder av de reaktive salter av flerverdige metaller, ettersom slike reaktive salter lett kan danne uoppløselige komplekser som silikatet som derved vil kunne utfelles fra systemet.
Blandinger som anvendes i foreliggende fremgangsmåte vil inneholde tilstrekkelig vann til at de er flytende. I det minste vil en del av det nødvendige vann tilføres ved hjelp av en kommersiell vandig silikatoppløsning slik den er beskrevet ovenfor, og ytterligere vann kan tilsettes etter behov eller man kan tilsette en blanding av vann og reduserende sukker og/eller ved hjelp av en reaktiv saltopp-løsning når denne anvendes.
Det tør være innlysende at den mengde av den termisk reaktive silikat-gelatiniseringsaktivator man anvender, mengde vann og når man bruker et reaktivt salt i forhold til silikatet, så vel som den mengde man bruker for å behandle en underjordisk formasjon, vil variere sterkt og er avhengig av temperatur, porøsitet, permeabilitet og andre faktorer i formasjonen. Det er følgelig generelt ikke lett å definere med hensyn til mengdeforhold, en silikatoppløsning som representerer et optimum for alle typer formasjoner eller en optimal mengde som kan brukes for å behandle en generell formasjon.
Effektive vandige silikatoppløsninger vil imidlertid vanligvis inneholde 3-55 %, fortrinnsvis 6-36 vekt-# av et vandig alkalimetallsilikat med et alkalimetalloksyd til silisiumdioksyd-vektforhold varierende fra 0,5:1 til 3,5:1, og hvor alkalimetallet er fortrinnsvis natrium eller kalium, 1,5-25 vekt-56 reduserende sukker, og hvor resten av den vandige silikatoppløsningen er tilsatt vann (vann i tillegg til det som separat er tilsatt sammen med alkalimetallsilikatet, det reduserende sukkeret og eventuelt det reaktive saltet). Det er ikke nødvendig å tilsette vann, eller vannet kan være tilstede i en mengde som varierer fra 0,5 til 16 ganger volumet av den vandige kommersielle silikatoppløsning man har. anvendt.
Ved disassosieringen av geleringsaktivatorene vil det bli fremstilt syregrupper eller syreekvivalentgrupper som vil reagere med den vandige silikatoppløsningen slik at dennes pH senkes og gi en gelering eller en polymerisering av denne. Dvs. at når pH på den vandige silikatoppløsningen ved hjelp av aktivatoren nedsettes til en verdi fra 7 til 12,2, så skjer det en gelering. Dette vil således redusere pE på den konsentrerte vandige silikatoppløsningen til en verdi under nivået fra 10 til 13 som er nødvendig for å få en stabil vandig silikatblanding.
De vandige silikatoppløsningene blir aktivert ved temperaturer varierende fra 49°C til 76,7°C. Ved temperaturer under 49° C vil aktivatorene gi vandige silikat-aktivatorblandinger med god lagringstid og med liten risiko for en for tidlig gelering.
Temperaturen på de termisk aktiverte vandige silikatopp-løsningene kan heves til et nivå som gir en gelering av oppløsningen ved hjelp av en rekke forskjellige metoder. For injiseringsformål kan den vandige silikatoppløsningen blandes med aktivatoren, påføres det substrat som_ skal injiseres, hvoretter blandingen kan oppvarmes slik at aktivatoren reageer og geldanner silikatoppløsningen. Oppvarmingen av silikatoppløsningen kan utføres ved å bruke strålende varmt lys eller varme skapt på annen teknikk, f.eks. ved hjelp av et elektromagnetisk felt.
Ved gjennomføring av underjordiske brønnformasjonsbehand-linger så vil man fortrinnsvis blande en vandig silikat-oppløsning og en vandig oppløsning inneholdende de reduserende sukkere. De reduserende sukkerne vil frembringe en gelering av oppløsningen ved et temperaturnivå til hvilken blandingen oppvarmes i formasjonen, dvs. til en temperatur fra 49° C til 76,7° C. Ved innføring i formasjonen vil formasjonsvarmen gjøre at temperaturen på silikatoppløsningen stiger til et nivå som gjør at aktivatoren reagerer og danner en gel av silikatet. Hvis formasjonstemperaturen ligger godt over aktivatortemperaturen, så kan det være ønskelig å avkjøle formasjonen før man utfører injeksjonen av silikatblandingen for derved å forsinke gelatiniseringen og sikre at man ikke får en for tidlig gelering.
Med sterkt konsentrert silikatblandinger, så må man unngå en forurensning av salter, syrer, etc, og blandingene må forsiktig og jevnt blandes med aktivatoren og eventuelle andre tilsetninger, f.eks. reaktive salter. For de fleste formål vil aktivatoren fortrinnvis bli tilsatt og blandet med silikatoppløsningen som tørt materiale. Det konsentrerte vandige silikat vil også typisk fortynnes og derved redusere viskositeten for lettere innføring og pumping.
Det tør være underforstått at en spesiell fordel ved foreliggende oppfinnelse er at det er mulig å gi en forutsigbar forsinkelse i geleringsreaksjonen mellom den vandige silikatoppløsningen og geleringsaktivatoren. I tillegg til dette er geleringsaktivatoren et enkomponentsystem som i alt vesentlig inneholder et reduserende sukker, og det er derfor ikke nødvendig å tilsette andre komponenter, såsom oksyda-sjonsmidler og lignende.
De følgende eksempler illustrerer oppfinnelsens prinsipp.
EKSEMPEL I
Det hie fremstilt prøver av vandige silikatoppløsninger inneholdende geleringsaktivatoren. Oppløsningene hadde et totalt volum på 100 ml og inneholdt 16 volum-Æ konsentrert vandig natriumsilikat som er beskrevet som Grade 40 i Sodium Silicate Handbook og inneholder 38 deler faststoff pr. 100 deler konsentrat og et forhold på 3,22 mol Si02 pr. mol mol Na£0 og en pH på 13, varierende mengder laktose og tilstrekkelig vann til å gi et totalt volum på 100 ml.
Prøver av silikatoppløsningene ble plassert i et konstant rørt varmebad og holdt på forskjellige temperaturer. Man målte så geleringstiden for de vandige silikatoppløsningene. Resultatene av disse prøver er vist i tabell I.
EKSEMPEL II
Det ble utført en serie prøver ved å fremstille en 50 ml vandig silikatoppløsning inneholdende 16 ml konsentrert vandig silikat (Grade 40), 7,2 g laktose og vann fra springen. En annen 50 ml oppløsning ble fremstilt inneholdende varierende mengder CaCl2. Den andre oppløsningen ble tilsatt den første oppløsningen under kraftig omrøring. De samlede blandinger ble så plassert i konstant oppvarmet vannbad ved forskjellige temperaturer. Man målte så geleringstiden. Resultatene av disse prøver er vist i tabell II.
Claims (6)
1.
Fremgangsmåte for dannelse av et stivnet silikat fra en vandig silikatoppløsning omfattende blanding av en vandig oppløsning inneholdende et alkalimetallsilikat med en geleringsaktivator og aktivering av aktivatoren for å bevirke at silikatoppløsningen danner stivnet silikat, karakterisert ved at det som geleringsaktivator anvendes en termisk reaktiv geleringsaktivator valgt fra laktose, dekstrose, fruktose, galaktose, mannose, maltose, xylose og blandinger derav, i fravær av et oksydasjonsmiddel for denne, og eventuelt et reaktivt salt som kan reagere med alkalimetallsilikatet, og ved aktivering av nevnte geleringsaktivator ved å bevirke en termisk forandring i den vandige silikatoppløsningen.
2.
Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes et alkalimetallsilikat som har et molarforhold for silisiumdioksyd til alkalimetalloksyd fra 0,5:1 til 3,5:1.
3.
Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at alkalimetallet velges fra natrium, kalsium, og blandinger derav.
4.
Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den termisk reaktive geleringsaktivatoren anvendes i den vandige silikatoppløsningen i en mengde i området 10-300 vekt-# av alkalimetallsilikatet, og at alkalimetallsilikatet anvendes i en mengde på 3-55 vekt-# av den vandige silikatoppløsningen.
5 .
Fremgangsmåte ifølge krav 1, kara k_t e r i s e r t ved at det anvendes et alkalimetallsilikat som har et forhold på ca. 3,22 mol Si02 pr. mol Na20.
6.
Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den vandige oppløsningen inneholdende nevnte alkalimetallsilikat innføres i en underjordisk formasjon før aktivering av geleringsaktivatoren for dannelse av en stivnet gel i den underjordiske formasjonen.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/808,576 US4640361A (en) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | Thermally responsive aqueous silicate mixtures and use thereof |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO864754D0 NO864754D0 (no) | 1986-11-26 |
| NO864754L NO864754L (no) | 1987-06-15 |
| NO171207B true NO171207B (no) | 1992-11-02 |
| NO171207C NO171207C (no) | 1993-02-10 |
Family
ID=25199159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO864754A NO171207C (no) | 1985-12-13 | 1986-11-26 | Fremgangsmaate for dannelse av et stivnet silikat fra en vandig silikatopploesning |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4640361A (no) |
| EP (1) | EP0230725B1 (no) |
| AT (1) | ATE54353T1 (no) |
| CA (1) | CA1263226A (no) |
| DE (1) | DE3672474D1 (no) |
| ES (1) | ES2016260B3 (no) |
| MY (1) | MY100186A (no) |
| NO (1) | NO171207C (no) |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4848465A (en) * | 1987-11-20 | 1989-07-18 | Mobil Oil Corp. | Use of alkali metal silicate foam with a chemical blowing agent |
| DE3886392T2 (de) * | 1988-06-06 | 1994-04-07 | Sanipor International Ag Chur | Methode zur Verbesserung der Festigkeit und der Wasserundurchlässigkeit von Böden und Baukörpern. |
| US5095984A (en) * | 1990-10-02 | 1992-03-17 | Irani Cyrus A | Transporting mobility control agents to high permeability zones |
| US5103909A (en) * | 1991-02-19 | 1992-04-14 | Shell Oil Company | Profile control in enhanced oil recovery |
| JP2588109B2 (ja) * | 1993-03-19 | 1997-03-05 | 日本臓器製薬株式会社 | 鎮痛剤 |
| US5421410A (en) * | 1994-07-08 | 1995-06-06 | Irani; Cyrus A. | Plugging of underground strata to eliminate gas and water coning during oil production |
| CA2212977C (en) * | 1996-08-20 | 2003-03-18 | Cyrus A. Irani | Method for plugging gas migration channels in the cement annulus of a wellbore using high viscosity polymers |
| US6024167A (en) * | 1997-05-15 | 2000-02-15 | Cyrus A. Irani | Transporting waterflood mobility control agents to high permeability zones |
| US6059036A (en) * | 1997-11-26 | 2000-05-09 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and compositions for sealing subterranean zones |
| US6145591A (en) * | 1997-12-12 | 2000-11-14 | Bj Services Company | Method and compositions for use in cementing |
| US6230804B1 (en) | 1997-12-19 | 2001-05-15 | Bj Services Company | Stress resistant cement compositions and methods for using same |
| CA2316059A1 (en) | 1999-08-24 | 2001-02-24 | Virgilio C. Go Boncan | Methods and compositions for use in cementing in cold environments |
| CA2318703A1 (en) | 1999-09-16 | 2001-03-16 | Bj Services Company | Compositions and methods for cementing using elastic particles |
| CN1312080A (zh) | 2000-02-18 | 2001-09-12 | 日本脏器制药株式会社 | 含有脂肪酸的组合物 |
| CA2370875A1 (en) * | 2001-02-15 | 2002-08-15 | B.J. Services Company | High temperature flexible cementing compositions and methods for using same |
| US6660694B1 (en) * | 2002-08-02 | 2003-12-09 | Saudi Arabian Oil Company | Thermally responsive aqueous silicate mixture |
| US7351681B2 (en) * | 2004-02-17 | 2008-04-01 | Halliburton Energy Services, Inc. | Well bore servicing fluids comprising thermally activated viscosification compounds and methods of using the same |
| KR101307999B1 (ko) * | 2004-12-01 | 2013-09-12 | 니폰 조키 세야쿠 가부시키가이샤 | 건조물 및 그 제조방법 |
| US7287586B2 (en) * | 2005-02-01 | 2007-10-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Compositions and methods for plugging and sealing a subterranean formation |
| US9701887B2 (en) | 2006-11-28 | 2017-07-11 | Spi Technologies, Llc | Multi-component aqueous gel solution for control of delayed gelation timing and for resulting gel properties |
| US8822388B2 (en) * | 2006-11-28 | 2014-09-02 | Spi Technologies Llc | Multi-component aqueous gel solution for control of delayed gelation timing and for resulting gel properties |
| EP1970044A1 (en) * | 2007-03-15 | 2008-09-17 | Wella Aktiengesellschaft | Solid form-stable gels comprising saccharide |
| EP2333026B1 (de) * | 2009-10-21 | 2014-07-16 | Wintershall Holding GmbH | Verfahren zur Förderung von Erdöl |
| US9004169B2 (en) * | 2011-03-31 | 2015-04-14 | Baker Hughes Incorporated | Method of isolating and completing multiple zones within a wellbore |
| US20130000900A1 (en) | 2011-07-01 | 2013-01-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Down-hole placement of water-swellable polymers |
| US8978761B2 (en) | 2012-03-27 | 2015-03-17 | Halliburton Energy Services, Inc. | Hydrated sheet silicate minerals for reducing permeability in a well |
| US9657214B2 (en) * | 2014-07-22 | 2017-05-23 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | Zero-invasion acidic drilling fluid |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2078836A (en) * | 1934-05-19 | 1937-04-27 | Philadelphia Quartz Co | Silicates of alkali metals and method of producing them |
| US3202214A (en) * | 1960-04-18 | 1965-08-24 | Halliburton Co | Preparation and use of sodium silicate gels |
| US3244230A (en) * | 1962-09-27 | 1966-04-05 | Socony Mobil Oil Co Inc | Sealing of deep permeable earth formations |
| US3435899A (en) * | 1967-04-24 | 1969-04-01 | Halliburton Co | Delayed gelling of sodium silicate and use therefor |
| US3645336A (en) * | 1970-02-24 | 1972-02-29 | Charles W Young | Method for plugging highly permeable zones |
| US3741307A (en) * | 1971-03-09 | 1973-06-26 | Union Oil Co | Oil recovery method |
| US4070196A (en) * | 1975-09-15 | 1978-01-24 | Foseco International Limited | Binder compositions |
| US4293440A (en) * | 1975-09-15 | 1981-10-06 | Halliburton Company | Temperature gelation activated aqueous silicate mixtures and process of forming impermeable gels |
| US4140183A (en) * | 1978-02-13 | 1979-02-20 | Union Oil Company Of California | Micellar flooding process for heterogeneous reservoirs |
| US4257483A (en) * | 1979-01-11 | 1981-03-24 | The Dow Chemical Company | Method of well completion with casing gel |
| US4391642A (en) * | 1979-02-27 | 1983-07-05 | Foseco International Limited | Alkali metal silicate binder compositions |
| DE2946500A1 (de) * | 1979-11-17 | 1981-05-27 | Henkel KGaA, 4000 Düsseldorf | Bindemittel auf basis von alkalimetallsilikatloesungen und deren verwendung |
| US4384894A (en) * | 1981-10-30 | 1983-05-24 | Diamond Shamrock Corporation | Composition and process for modifying gelation of alkali metal silicates |
-
1985
- 1985-12-13 US US06/808,576 patent/US4640361A/en not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-11-18 AT AT86308998T patent/ATE54353T1/de not_active IP Right Cessation
- 1986-11-18 ES ES86308998T patent/ES2016260B3/es not_active Expired - Lifetime
- 1986-11-18 EP EP86308998A patent/EP0230725B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-11-18 DE DE8686308998T patent/DE3672474D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1986-11-26 NO NO864754A patent/NO171207C/no unknown
- 1986-12-02 MY MYPI86000163A patent/MY100186A/en unknown
- 1986-12-12 CA CA000525182A patent/CA1263226A/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3672474D1 (de) | 1990-08-09 |
| CA1263226A (en) | 1989-11-28 |
| NO864754L (no) | 1987-06-15 |
| ES2016260B3 (es) | 1990-11-01 |
| US4640361A (en) | 1987-02-03 |
| EP0230725B1 (en) | 1990-07-04 |
| ATE54353T1 (de) | 1990-07-15 |
| NO864754D0 (no) | 1986-11-26 |
| MY100186A (en) | 1990-03-29 |
| NO171207C (no) | 1993-02-10 |
| EP0230725A1 (en) | 1987-08-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO171207B (no) | Fremgangsmaate for dannelse av et stivnet silikat fra en vandig silikatopploesning | |
| US5609208A (en) | pH dependent process for retarding the gelation rate of a polymer gel utilized to reduce permeability in or near a subterranean hydrocarbon-bearing formation | |
| US4744418A (en) | Delayed polyacrylamide gelation process for oil recovery applications | |
| CA1246852A (en) | Aqueous acid gels and use thereof | |
| CN101412906B (zh) | 一种酸化压裂稠化剂及其制备方法 | |
| CA1283848C (en) | Process for plugging subterranean formations, notably in the domain of oil field services and corresponding applications | |
| NO304530B1 (no) | FramgangsmÕte og blanding for Õ fremme gelstabilitet ved h°y temperatur for boridiserte galaktoforbindelser | |
| NO178474B (no) | Fremgangsmåte for plugging av et område i en hydrokarbonbærende höytemperatursformasjon med en kryssbundet akrylamidpolymergel | |
| GB2204624A (en) | Process for hydraulically fracturing subterranean hydrocarbon-bearing formations | |
| CN106867463B (zh) | 一种氧化石墨烯复合水凝胶基相变材料及其制备方法和应用 | |
| EP1460121B1 (en) | Well treating fluids | |
| US4636572A (en) | Permeability contrast correction employing propionate-sequestered chromium(III) prepared by nitrite/dichromate redox | |
| US4293440A (en) | Temperature gelation activated aqueous silicate mixtures and process of forming impermeable gels | |
| NO143430B (no) | Fremgangsmaate og selvsurgjoerende vaeskesystem for behandling av silisiumholdige materialer | |
| DK161777B (da) | Fremgangsmaade til betjening af et borehul | |
| NO303699B1 (no) | FremgangsmÕte for frakturering av en utvalgt underjordisk formasjon | |
| NO882598L (no) | Fremgangsmaate ved hastighetsregulert polymergeldannelse for anvendelse ved oljeutvinning. | |
| CN106433601A (zh) | 一种海水基压裂液用交联剂及其制备方法和应用 | |
| NO148787B (no) | Blanding til syrebehandling av poroese undergrunnsformasjoner og anvendelse av samme | |
| EP0194596A2 (en) | Process for preparing a stabilized chromium (III) propionate solution and formation treatment with a so prepared solution | |
| CN111849451B (zh) | 一种峰值温度可控自生热压裂液及其制备方法与应用 | |
| NO169738B (no) | Blanding og fremgangsmaate for endring av permeabiliteten til en underjordisk formasjon | |
| US5431226A (en) | Process for reducing permeability in a high-temperature subterranean hydrocarbon-bearing formation utilizing a decarboxylated crosslinking agent | |
| CN109485787B (zh) | 一种乳液酸化胶凝剂的制备方法 | |
| CN107324363A (zh) | 一种高Al13含量聚合氯化铝的简易制备方法 |