NO322784B1 - Hemming av dannelse av belegg fra oljebronnsaltvann ved anvendelse av sammensetninger med sakte frigiving - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår hemming av beleggsdannelse for oljebrønnsaltvann ved anvendelse av en en inhibitorsammensetning med sakte frigiving.

I produksjonene av råolje fra underjordiske brønner, blir mineralbelegg slik som bari-umsulfat, strontiumsulfat, kalsiumsulfat og kalsiumkarbonat ofte dannet på brønnhull-og utstyrsoverflater hvor olje og vann inneholdende salter blir produsert sammen. Dan-nelsen av belegg kan redusere oljeproduksjonsraten og, i ekstreme tilfeller, stoppe produksjonen fullstendig. Et tiltak som ofte blir benyttet, er å injisere eller "presse" en opp-løsning av en beleggsinhibitor slik som et polyfosfonat eller en polyakrylsyre inn i re-servoarlaget, ofte ved anvendelse av et saltvann eller vannetterspyling, og tillate den absorberte inhibitoren å desorbere under produksjon av fluider. I praksis blir desorp-sjonsprosessen imidlertid ofte funnet å være relativt hurtig straks produksjonen blir gjenopptatt, noe som nødvendiggjør hyppige stenginger for ytterligere behandlinger. Dette har den effekt ved å betydelig redusere produktiviteten til brønnen.

Forskjellige forbedringer i adsorpsjonen og desorpsjon av beleggshemmere har blitt foreslått, hvorav noen er beskrevet i følgende referanser fra den kjente teknikk.

U.S. patent nr. 3.827.977, bevilget 6. august 1974 til Miles et al., beskriver in situ avset-tingen i de forskjellige porøse bergformasjoner naboliggende til et borehull av et poly-valent metallsalt av en polyakrylsyre eller delvis hydrolysert polyakrylamidhemmer ved å innføre i den porøse formasjonen en sterkt sur, vandig oppløsning av et salt av hemmeren og det polyvalente metallet. Syren blir delvis nøytralisert ved reservoarvæsken slik at det polyvalente saltet av inhibitoren fasesepareres på de porøse overflater.

U.S. patent nr. 4.602.683, bevilget 29. juli 1986 til Meyers, beskriver inhibiteringen av beleggsavsetning under driften av en oljebrønn ved injisering av en hemmeoppløsning inn i en saltvannsproduserende formasjon under overflaten ved en høyere første pH, og deretter sette oppløsningen til et fluid eller stoff som reduserer den høyere første pH til en lavere andre pH for å forårsake utfelling av beleggsinhibitoren i formasjonen. Alter-nativt kan beleggsinhibitoren bli utfelt ved injisering av en annen oppløsning med en pH lavere enn den andre pH inn i formasjonen eller et stoff som reduserer pH i inhibitor-oppløsningen til den andre pH.

U.S. patent nr. 5.141.655, bevilget 25. august, 1992 til Hen, beskriver en fremgangsmåte for injeksjonen av en beleggsinhibitor inn i reservoarstenen som letter problemet med for hurtig desorpsjon av inhibitoren under produksjon, hvor fremgangsmåten omfatter injisering inn i et brønnreservoar av en vandig syreoppløsning inneholdende en beleggsinhibitor, multivalente metallioner og et varmesensitivt stoff som dekomponerer ved temperaturen i reservoaret for å frigi en alkalisk forbindelse, for således å heve pH til oppløsningen og forårsake et multivalent metallsalt av beleggsinhibitoren for å fase-separer på overflatene i reservoarstenformasjonen.

U.S. patent nr. 5.346.010, bevilget 13, september, 1994 til Adams et al., beskriver en fremgangsmåte tilsvarende den beskrevet i foregående avsnitt, men hvor inhibitorinjek-sjonsoppløsningen også inneholder et chelaterende middel for å forhindre jernioner fra å forårsake prematurhydrolyse av den basegenererende forløperen. Beskrivelsen i dette patentet fastslår også at en "overflush" kan bli benyttet som inneholder en ytterligere mengde av forløperen.

Ifølge foreliggende oppfinnelse, blir det fremskaffet en fremgangsmåte for hemming av beleggsavsetning på overflater i en brønn som samproduserer olje og beleggsdannende saltvann som er en forbedring overfor den kjente fremgangsmåten beskrevet i U.S. patent nr. 5.141.655, hvor den siste fremgangsmåten omfatter å injisere inn i brønn-reservoaret en sur vandig sammensetning ved en første pH inneholdende oppløst deri en beleggsinhibitor og multivalente metallioner, og også inneholdende oppløst eller emul-gert deri et varmesensitivt pH-økende stoff som dekomponerer ved forhøyet temperatur for å frigi en alkalisk forbindelse, f.eks. ammoniakk eller et amin. Sammensetningen blir så oppvarmet ved den høyere omgivelsestemperatur i reservoaret til en temperatur ved hvilken den alkaliske forbindelsen blir frigitt fra det varmesensitive stoffet for å heve pH i sammensetningen til et punkt hvor et Ute oppløselig multivalent metallsalt av beleggsinhibitoren blir faseseparert fra oppløsningen på overflaten av reservoarstenformasjonen, for å gi en sakte frigiving eller desorpsjon av inhibitor inn i de produserte saltvann når brønnen er i sin produksjonsfase.

Til forskjell fra noen av de kjente fremgangsmåtene beskrevet ovenfor, fremskaffer den nevnte fremgangsmåten en effektiv plassering av en lite oppløselig beleggsinhibitor i brønnreservoaren som er istand til sakte å frigi inhibitoren inn i de produserte saltvann, uten behov for effektiv blanding med slike saltvann, noe som er vanskelig å tilfredsstille i noen sandstenformasjoner. Videre øker fremgangsmåten sterkt retensjonen av beleggsinhibitoren mens den gir minimal skade i reservoarbergarten som kan blir forårsaket av eksessiv utfelling av multivalente metallsalter av inhibitor på de porøse reservoarover-flatene. Det har imidlertid blitt funnet at når den injiserte beleggsinhibitoroppløsningen blir utsatt for en saltvannsetterspyling for å oppnå en faseseparering av det lite oppløse-lige multivalente metallsaltet av beleggsinhibitoren på reservoarstenoverflatene, forårsaker fortynningen av den injiserte sammensetningen reduksjon av mengden multivalent metallsalt av beleggsinhibitoren som blir faseseparert. Dette er uønsket da levetiden til injeksjonsbehandlingen øker med graden av faseseparering.

Forbedringen av den foregående tidligere kjente prosessen gjort under foreliggende oppfinnelse, omfatter injisering i reservoaret som en "forhåndsspyling", dvs. før beleggsinhibitoroppløsningen blir injisert, og eventuelt en "etterspyling", dvs. etter at beleggsinhibitoroppløsningen blir injisert, en oppløsning inneholdende mengder av varmesensitivt pK-økende stoff og multivalente metallioner i tillegg til emngdene av disse typene stoffer som er tilstede i beleggshemmeroppløsningen. Det har blitt funnet at en slik forhåndsspyling og eventuelt etterspyling øker fasesepareringen av det lite oppløselige multivalente metallsaltet av beleggsinhibitoren og således øker levetiden til beleggsinhibitorinjeksjonsbehandling i en uventet høy grad.

Således angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for hemming av beleggsavsetning på overflater i en brønn som samproduserer olje og beleggsdannende saltvann omfattende injisering inn i brønnreservoaret av en sur vandig oppløsning ved en første pH inneholdende oppløst deri en beleggsinhibitor, multivalente metallioner i nærvær av hvilke nevnte beleggsinhibitor er oppløselig ved nevnte første pH, men ved hvilket det danner lite oppløselige salter ved en høyere pH, og et varmesensitivt pH-økende stoff som dekomponerer ved forhøyede temperaturer ved å frigi en alkalisk forbindelse, slik at oppløsningen når den blir oppvarmet ved de høyere omgivelsesreseservoartemperaturene til eh temperatur ved hvilken den alkaliske forbindelsen blir frigitt fra det varmesensitive stoffet for således å heve pH til opp-løsningen til nevnte høyere pH ved hvilken det lite oppløselige multivalente metallsaltet av beleggsinhibitoren blir faseseparert fra oppløsningen på den porøse overflaten av reservoarbergformasjonen, for å gi en sakte frigiving av en inhibitor inn i det produserte saltvann når brønnen er i dens produksjonsfase, kjennetegnet ved at det blir injisert som en forhåndsspyling før nevnte injeksjon av inhibitorløsning og eventuelt også som en etterspyling etter nevnte injeksjon av inhibitor-oppløsning, en oppløsning av et varmesensitivt pH-økende stoff og multivalente metallioner, hvor den spesifikke identiteten til nevnte varmesensitive stoff og de multivalente metallionene er like eller forskjellige fra stoffene som er tilstede i nevnte inhibitoroppløsning. Beleggsinhibitorene omfattet under foreliggende oppfinnelse inneholder flere reaktive grupper, for eksempel karboksylat og/eller fosfonat, som er istand til å vekselvirke med det polyvalente metallionene i de produserte saltvann for å forhindre eller minimalisere avsetningen av belegg på reservoar, borehull og utstyrsoverflater. Inhibitoren kan for eksempel være et polykarboksylat, f.eks. et polymert polykarboksylat slik som en homopolymer eller kopolymer (sammensatt av to eller flere komonomerer) av en alfa, beta-etylenisk umettet syremonomer slik som akrylsyre, metakrylsyre, en disyre slik som maleinsyre (eller maleinsyreanhydrid), itakonsyre, fumarsyre, mesokonsyre, sitrakonsyre o.l., monoestere av disyrer med alkanoler, f.eks. med 1-8 karbonatomer og blandinger derav. Når inhibitoren er en kopolymer, kan den andre komponentmonomeren være hvilken som helst alfa-, beta-etylenisk umettet monomer med enten en ikke-polar gruppe slik som styren eller olefiniske monomerer, eller en polar funksjonell gruppe slik som vinylacetat, vinylklorid, vinylalkohol, alkylakrylater, vinylpyridin, vinylpyrrolidon, akrylamid eller akrylamid-derivater osv., eller med en ionisk funksjonell gruppe slik som styrensulfonsyre, 2-akrylamido-2-metylpropansulfonsyre (AMPS), vinylsulfonsyre eller vinylfosfonsyre. Visse av de foregående kopolymerene kan bli fremstilt ved etterbehandling av en homopolymer eller en annen kopolymer, f.eks. kopolymerer av akrylsyre og akrylamid ved partiell hydrolysering av et poly-akrylamid. De omfattede polymere polykarboksylatinhibitorene omfatter også de foregående homopolymerene og kopolymerene som er kjemisk modifisert for å inkludere andre funksjonelle grupper som bidrar til deres ydelse, f.eks. fosfino-poly-akrylsyrene beskrevet i U.S. patent nr. 4.105.551 og solgt under handelsnavnet "Belsperse 161 RTM" eller "Belazol S-40 RTM" av FMC. Molekylvektområdet til den polymere polykarboksylatinhibitoren benyttet i foreliggende oppfinnelse, kan for eksempel være fra 500 til 10.000.

Også passende som beleggsinhibitoren ifølge foreliggende oppfinnelse er de monomere og polymere fosfonater, f.eks. aminometylenfosfonater slik som aminotri(metylenfos-fonsyre), etylendiamintetra(metylenfosfonsyre), heksametylendiamintetra (metylenfos-fonsyre), dietylentiraminpenta(metylenfosfonsyre) og N,N'-is(3-aminopropyl)etylen-diaminheksa(metylénfosfonsyre), kommersielt tilgjengelig fra Monsanto Corp. som "Dequest 2086 RTM", l-hydroksyetyliden-l,l-difosfonsyre og homopolymerer og kopolymerer av vinylfosfonat.

En klasse inhibitorer som kan bli benyttet i utførelsen av foreliggende oppfinnelse, er organiske fosfatestere slik som fosfatestere av polyoler og deres salter inneholdende en eller flere 2-hydroksyetylgrupper og hydroksylaminfosfatestere oppnådd ved å reagere polyfosfosyre eller fosforpentoksyd med hydroksylaminer slik som dietanolamin eller trietanolamin. Noen eksempler på denne klasse inhibitorer er beskrevet i Jack C. Cowan og Donald J. Weintritt, Water- Formed Scale Deposits. (Houston: Gulf Publishing Co., 1976) 284 og 285.

Inhibitoren kan være tilstede i den injiserte inhibitoroppløsningen i en mengde, for eksempel i området fra 0,25 til 15 vekt-%, fortrinnsvis 0,5 til 5 vekt-%, basert på den totale vekten til oppløsningen.

De multivalente metallionene benyttet i beleggsinhibitoroppløsningen og i forspyling og eventuelt etterspylingsoppløsningene er de som er istand til å danne dårlig oppløselige salter av beleggsinhibitoren ved en pH høyere enn den for initiell injiserte oppløsningen. Noen multivalente metallioner som bli benyttet, er eksempelvis jordalkalimetallioner, spesielt kalsium og magnesium, aluminium (+3), krom (+3), jern (+3) titan (+3), zirkonium (+4), sink (+2) og kobber (+2). De foretrukne multivalente metallionene er kalsium og magnesium. Ionene blir benyttet i form av et vannoppløselig salt, fortrinnsvis inneholdende et anion som ikke bidrar til beleggsdannelse, f.eks. klor eller nitrat. Mengden oppløste multivalente metallioner benyttet i beleggsinhibitoroppløsningen er i området for eksempel fra 0,05 til 5,0, fortrinnsvis 0,20 til 2,50 ekvivalenter pr. ekvivalent inhibitor, mens i forspylingen eller etterspylingsoppløsningene kan de multivalente metallionene være tilstede i en mengde på for eksempel 0,002 til 2,0 vekt-%, fortrinnsvis 0,002 til 1,0 vekt-%, basert på vekten av oppløsningen.

Den varmesensitive, pH-økende forbindelsen benyttet i beleggsinhibitoroppløsningen og i forspylingen og eventuelt etterspylingsoppløsningene kan for eksempel være urea eller et ureaderivat med formelen:

hvor R-ene er like eller forskjellige og hver kan være for eksempel hydrogen, en alkylgruppe inneholdende 1 til 8 karboantomer eller en aromatisk gruppe, f.eks. fenyl eller tolyl konsistent med et totalt antall karbonatomer ikke større enn 10. Forbindelsene som kan bli benyttet, er for eksempel urea, 1-metylurea, 1,1-dimetylurea, 1,3-dimetylurea, 1,1,3-trimetylurea, 1-etylurea, 1,1-dietylurea, 1,3-dietylurea, n-propylurea, n-butylurea, 1-fenylurea, l-metyl-3-fenylurea og 1-etyl-l-fenylurea.

Når urea eller en hvilken som helst av de omfattede ureaderivatene blir oppvarmet til en forhøyet temperatur, dvs. minst 40°C, slik som det skjer i reservoarene i produksjons-brønnene, frigjør de ammoniakk og/eller amin ifølge den følgende ligning:

Det frigitte ammoniakk eller aminet er et basisk stoff som virker til å øke pH til den injiserte oppløsnignen til et nivå ved hvilket et lite oppløselig multivalent metallsalt av inhibitoren fasesepareres og sakte frigir en inhibitor inn i reservoaret under produksjonen for således å minimalisere beleggsavsetning. Frigitt CO2 kan eller kan ikke bli oppløst i saltvannet, avhengig av reservoarbetingelsene. I et hvilket som helst tilfelle er der et to til ett molart forhold av amin til CO2 som blir frigitt.

En annen gruppe varmesensitive pH-økende forbindelser som kan bli anvendt er organiske azider inneholdende gruppen -N=N=N. For eksempel har acylazider med formelen RCON=N=N, ved oppvarming til over 80°C, en tendens til å rearrangere til isocyanatet R-N=C=0 med frigiving av nitrogen (N2); isocyanatet har en tendens til å reagere med vann for å gi aminet og CO2 ifølge den følgende ligning:

Da ett mol CO2 blir frigitt for hvert mol amin, er acylazider nyttige i de spesielle til-fellene hvor det produserte vann er fullt mettet med nativt CO2 under reservoarbeting-elser, og det frigitte CO2 fra reaksjonen går inn i oljefasen. Under disse betingelsene har aminet effekten å øke pH til inhibitoroppløsningen for å sørge for fasesepareringen og påfølgende sakte frigiving av det multivalente metallsaltet av inhibitoren, som beskrevet i sammenheng med anvendelse av urea eller et ureaderivat som det varmesensitive stoffet.

Azider som kan bli benyttet, er for eksempel acetylazid, propionylazid, malonylazid, suksinylazid, flaloylazid og andre acyldiazider.

Andre varmesensitive basefrigivende materialer som kan bli benyttet, er for eksempel cyansyre og aminer som tidligere har blitt sorbert inn i aktivert karbon eller en tilsvarende sorpsjonsmatriks.

En gruppe varmesensitive pH-økende forbindelser som dekomponerer ved relativt lave temperaturer og derfor er spesielt nyttige for behandlingen av lave temperaturer i olje-brønnreservoarer, er tetraazatricykloalkaner slik som heksametylentetramin (HMTA); 1,2,5,7-tetraazatricyklo-[3.3.1.1,<3>»<7>] dekan; 1,4,6,9-tetraazatricyklo-[7.1.1.1.<4>><7>]dode-kan og l.S.é.S-tetraazatricylo-^^.l.l.^^jdodekan. Generelt kan medlemmer av denne klassen av varmesensitive stoffer bli benyttet i reservoarer ved en temperatur på 20 til 85°C, fortrinnsvis 40 til 60°C.

Det varmesensitive pH-økende stoffet er tilstede i beleggsinhibitoroppløsningen og i forhåndsspylingen og eventuelt etterspylingsoppløsningene i en mengde som er tilstrekkelig for å øke pH i reservoaret tilstrekkelig for å gi fasesepareringen på de porøse overflatene i reservoaret av alt eller deler av inhibitoren som dets lite oppløselige multivalente metallsalt, slik at en adekvat mengde inhibitor blir tilført brønnformasjonen under produksjonsfasen av brønnen for signifikant å hemme beleggsavsetning. I mange tilfeller vil det varmesensitive pH-økende stoffet bli benyttet i den opprinnelige inhbitoroppløsningen for å bli injisert i en mengde på 0,01 til 5,0 vekt-%, fortrinnsvis 0,05 til 3,0 vekt-%, basert på vekten av oppløsningen, mens i forhåndsspylinger og eventuelt etterspylingsoppløsninger vil det varmesensitive, pH-økende stoffet generelt være tilstede i en mengde på for eksempel 0,002 til 5,0 vekt-%, fortrinnsvis 0,02 til 3,0 vekt-%, basert påv ekten av oppløsningen. Prosessen er slik at tilstrekkelig lite oppløselig multivalent salt av inhibitor blir avsatt på overflatene i brønnformasjonen for å opprettholde konsentrasjonen av inhibitor i det produserte saltvann i området 0,05 til 50 ppm, fortrinnsvis 0,5 til 10 ppm under levetiden til inj eksj onsbehandlingen.

For å forhindre faseseparering eller utfelling av det multivalente saltet av inhibitoren i inhibitoroppløsningen å bli injisert, må slike oppløsninger ha en initiell pH i det sure området, f.eks. 1,0 til 6,0, fortrinnsvis 1,5 til 4,5. Slik surhet kan bli oppnådd ved i det minste delvis anvendelse av en sur inhibitor. Imidlertid, dersom inhibitoren ikke er tilstrekkelig for formålet, kan ytterligere surhet i den initielle oppløsningen bli oppnådd ved tilsettingen av en sterk syre, f.eks. saltsyre eller salpetersyre, eller en kombinasjon av sterke og svake syrer. Svovelsyre er generelt ikke benyttet for dette formålet, da sul-fationer kan bidra signifikant til beleggsavsetting.

De spesifikke multivalente metallionene og det varmesensitive pH-økende stoffet benyttet i forhåndsspylingen og eventuelt etterspylingsoppløsningene, kan være de samme eller forskjellige fra de spesifikke stoffene i disse kategoriene benyttet i inhibitoroppløsningen. Videre kan konsentrasjonene av disse sotffene i forhåndsspylingen og eventuelt etterspylingsoppløsningen, mens de generelt er innenfor de ovenfor nevnte områdene, også være like eller forskjellige fra konsentrasjonene benyttet i inhibitoroppløsningen. Mengden av forhåndsspyling og eventuelt etterspyling benyttet må være tilstrekkelig for signifikant å minimalisere reduksjonen av faseseparering av inhibitoren på reservoarstenoverflatene og derfor levetiden til injeksjonsbehandlingen, forårsaket av fortynning av den injiserte inhibitoroppløsningen ved produserte vandige væsker inne i brønnen. I mange tilfeller vil volumet av forhåndsspyling og eventuelt etterspylingsoppløsningene være i området på for eksempel 0,05 til 5,0 volum, fortrinnsvis 0,10 til 3,0 volum pr. volum injisert inhibitor-oppløsning. Hovedsakelig en hvilken som helst kilde av vann kan bli benyttet som det vandige oppløsningsmidlet i fremstillingen av inhibitoroppløsningen og forhåndsspyling og eventuelt etterspylingsoppløsning som skal injiseres, fleks, sjøvann eller innlandsvann eller grunnvann fra vann. Imidlertid kan naturen til det initielle vandige oppløsningsmidlet benyttet i disse oppløsningene påvirke mengden og muligens naturen til de tilsatte inhibitoroppløsningskomponentene for å oppnå de optimale egenskapene til oppløsningen i utførelse av oppfinnelsens prosess.

I tillegg til komponentene beskrevet her, kan inhibitoroppløsningen og forhåndsspylingen og eventuelt etterspylingsoppløsningene inneholde andre komponenter som har funksjoner som er velkjente i teknikken. For eksempel kan forhåndsspylingen og eventuelt etterspylingsoppløsningen inneholde en liten mengde beleggsinhibitor, dvs. i en konsenrasjon som er betydelig lavere enn den i hovedinhibitoroppløsningen, f.eks. en konsenrasjon som ikke er høyere enn 20 vekt-% av det benyttet i en slik inhibitor-oppløsning. I mange tilfeller vil forhåndsspylingen og eventuelt etterspylings-oppløsningen ikke inneholde en beleggsinhibitor.

Inhibitoroppløsningen og forhåndsspylingen og eventuelt etterspylingsoppløsningene bli injisert eller presset inn i reservoarformasjonen ved anvendelse av velkjente teknikker. Genrelt vil fordelene ved fremgangsmåten bli oppnådd dersom temperaturen inne i reservoarformasjone for eksempel er i området på 20 til 200, fortrinnsvis 40 til 150°C.

Oppfinnelsen blir ytterligere illustrert ved de følgende eksempler. I eksemplene 1 til 5 var beleggsinhibitoren en fosfinopolyakrylsyre (PPA), produsert som vist i U.S. patent nr. 4.105.551 og solgt av FMC under handelsnavnet "Belasol S40 RTM", og som har en gjennomsnittlig molekylvekt på 3000-4000, en spesifikk gravitet på 1,2, en pH ren på mindre enn 4,1, og et fosforinnhold (som P) på 0,86%; de multivalente metallionene var kalsium tilsatt som kalsiumklorid; og det varmesensitive pH-økende stoffet var urea. I alle eksemplene ble simulert sjøvann benyttet som vandig oppløsningsmedium og hadde den følgende sammensetning:

EKSEMPEL 1

Dette eksempel illustrerer effekten av fortynning med sjøvann på fasesepareringen av en lang levetidsbeleggsinhibitorsammensetning omfattet under foreliggende oppfinnelse. Inhibitorsammensetningen ble fremstilt inneholdende 3,5 vekt-% PP A, 0,61 vekt-% kalsiumioner og 0,8 vekt-% urea i sjøvann ved en initiell pH på 3,2. Sammensetningen ble enten ikke fortynnet slik at fortynningsforholdet, dvs. volumforholdet av oppløsnin-en før fortynning til det etter fortynning, var 1 til 1, eller sammensetningen ble fortynnet med sjøvann for å oppnå fortynningsforhold på 1 til 2,1 til 4, 1 til 8 og 1 til 11 for å simulere dispersjon under feltanvendelse. De fem prøvene ble plassert i en forseglet Wheaton klar borsilikatflaske og eldret i en luftsirkuleringsovn ved 100°C i 24 timer. Målinger utført på prøvene omfatter: Tid i timer for å initiere uklarhet (start av faseseparering), endelig pH i supernatanten etter 24 timers aldring, og grad av faseseparering ved 24 timer (definert som prosent av total inhibitor som fasesepareres). Resultatene som vist i tabell 2 indikerer at fortynning forårsaker en progressiv reduksjon i faseseparering fra 71% med ingen fortynning til 26% ved en 1 til 11 fortynning. pH i supernatanten i alle fem prøvene økte etter som konsekvensen av frigivingen av base ved den termiske dekomponeringen av urea.

EKSEMPEL 2

Dette eksempel illustrerer effekten av tilsetting av et varmesensitivt pH-økende stoff slik som urea og multivalente metallioner slik som kalsium til sjøvannsfortynnings-midlet benyttet som en forspyling og eventuelt etterspyling for å oppnå fordelene ifølge oppfinnelsen.

Urea og kalsiumioner ble tilsatt med henholdsvis 0,05 vekt-% og 0,036 vekt-% til sjø-vann. Det således tilsatte sjøvannet ble benyttet som fortynningsmiddel i steden for det ikke tilsatte sjøvann i eksempel 1. Inhibitorsammensetningen benyttet og betingelsene ved studien var de samme som i eksempel 1. Resultatene som vist i tabell 3 indikerer de fordelaktige effektene av additivene i fortynningen for øking av fasesepareringsnivået i forhold til et ikke tilsatt fortynningsmiddel som vist ved resultatene i tabell 2. Etter 24 timer ved 100°C var den endelige pH og prosent faseseparering (ved 62 til 67%) av de fortynnede prøvene uniformt høyere enn de fortynnet med sjøvann uten tilsetning.

EKSEMPEL 3

Dette eksempel illustrerer effekten av tilsetting av noen større mengder varmesensitivt pH-økende stoff slik som urea og kalsium til sjøvannfortynningsmidlet enn det som ble benyttet i eksempel 2 for å oppnå fordelene ifølge oppfinnelsen.

Prosedyren i eksempel 2 ble fulgt bortsett fra at urea og kalsiumioner ble tilsatt i mengder på henholdsvis 0,20 vekt-% og 0,152 vekt-% til sjøvannfortynningsmidlet. Resultatene som vist i tabell 4, indikerer de fordelaktige effektene ved tilsetningsstoffene i fortynningsmidlet for øking av fasesepareringsnivået i forhold til et fortynningsmiddel uten tilsetning eller et fortynningsmiddel inneholdende mindre mengder additiver som vist i tabell 2 og 3. Etter 24 timer ved 100°C var den endelige pH og prosent faseseparering (ved 80 til 82%) av de fortynnede prøvene uniformt høyere enn de fortynnet med sjøvann uten tilsetning eller sjøvann inneholdende lavere mengder tilsetnings-stoffer, hvor fasesepareringen når et nivå som er enda høyere enn det oppnådd ved den opprinnelige ikke-fortynnede inhibitorprøve 3 A (71 %).

EKSEMPEL 4

Dette eksempel illustrerer videre effekten av å tilsette enda større mengder av et varmesensitivt pH-økende stoff sik som urea, og kalsium til sjøvannfortynningsmidlet som ble benyttet i eksemplene 2 og 3 for å oppnå fordelene ifølge oppfinnelsen.

Prosedyren i eksempel 2 og 3 ble fulgt, bortsett fra at urea og kalsiumioner ble tilsatt i mengder på henholdsvis 0,80 vekt-% og 0,61 vekt-% til sjøvannfortynningsmidlet. Resultatene vist i tabell S, indikerer de ytterligere fordelaktige effektene forårsaket ved økede mengder additiv i fortynningsmidlet for økning av faseseparasjonsnivået sammenlignet med fortynningsmidlet uten tilsetning vist ved resultatene i tabell 2, eller et fortynningsmiddel inneholdende mindre mengder additiver slik som vist i resultatene i tabellene 3 og 4. Etter 24 timer ved 100°C var den endelige pH og faseseparasjonspro-sent (ved 90 til 95%) av de fortynnede prøvene dramatisk høyere enn for de fortynnet med sjøvann uten tilsetning var generelt høyere enn de oppnådd ved fortynning av sjø-vann inneholdende mindre mengder additiver, hvor faseseparasjonen var mye høyere enn den oppnådd ved den opprinnelige, ikke fortynnede inhibitorprøven 4A (71%).

EKSEMPEL 5

Dette eksempel illustrerer effekten av oppfhnelsens prosess på avsetningen av inhibitor i den porøse strukturen i bereasandstenkjerner, som simulerer strukturene til visse reser-voarbergformasjoner og den påfølgende sakte frigivingen eller desorpsjonen av inhibitoren fra slike kjerner.

Kjemestrømningsstudier ble utført på to prøver; en hvor den opprinnelige inhibitorsammensetningen i eksempel 1 var fortynnet til et 1 til 11 forhold med sjøvann uten tilsetning, og den andre fortynnet til en 1 til 11 fortynningsforhold med sjøvann inneholdende 0,05 vekt-% tilsatt urea og 0,036 vekt-% tilsatt kalsiumioner. Bereasandstenkjerner med permeabilitet for nitrogen på 200 millidarcies og dimensjoner på 1" diameter ved 3" lengde, ble forhåndsmettet med simulert saltvann ved 100°C i en Hassler strøm-ningscelle. Den fortynnede hemmeren ble ledet gjennom kjernen inn til innløpet og ut-løpet av konsentrasjonene var ekvivalente for å sikre at adsorpsjonskravene til kjernen hadde blitt oppfylt. Kjernen var koblet inn i 24 timer før tilbakestrømning med simulert felt saltvann inntil konsentrasjonen av inhibitor falt under 2 ppm produkt. Antallet porevolumer av saltvann passert opptil dette trinn, ble betegnet som levetiden til behandlingen. Resultatene viste at prøven fortynnet med sjøvann med tilsetninger ga en signifikant høyere levetid på 746 porevolumer sammenlignet med 174 porevolumer fra prø-ven fortynnet med sjøvann uten tilsetninger.

Eksemplene 6 til 9 viser at tilsettingen av både et varmesensitivt pH-økende stoff slik som urea og multivalente metallioner slik som kalsium til sjøvannfortynningsmiddel benyttet i en forhåndsspyling og eventuelt etterspylingsoppløsning i utførelsen av oppfinnelsen, gir en synergistisk effekt ved økning av faseseparasjonen av det lite opp-løselige multimetallsaltet av beleggshemmeren på reservoarbergoverflatene, dvs. prosent fasesepareringen er større enn den ville være forventet fra de addditive effektene av det varmesensitive pH-økende stoffet og de multivalente metallionene hver benyttet alene i fortynneroppløsningen.

EKSEMPEL 6

Ifølge prosedyren i eksempel 1, ble en inhibitoroppløsning fremstilt inneholdende 3,3 vekt-% PP A, 0,61 vekt-% kalsiumioner og 1,6 vekt-% urea. Inhibitoroppløsningen uten oppløsning, dvs. ved et fortynningsforhold på 1 til 1 og en initiell pH på 2,70, eller en slik oppløsning fortynnet med sjøvann uten tilsetning til fortynningsforhold på 1 til 2,5 og 1 til 5, ble utsatt for 24 timers aldring ved 90°C. Resultatene som vist i tabell 6 indikerer at fortynning med sjøvann uten tilsetning forårsaker en tydelig reduksjon i prosent faseseparasjon, dvs. fra 64,9 ved ingen fortynning til 21,5 ved et fortynningsforhold på 1 til 5.

EKSEMPEL 7

Prosedyren i eksempel 6 ble fulgt, bortsett fra at sjøvannfortynningsmidlet inneholdt 0,10 vekt-% kalsiumioner tilsatt som kalsiumklorid. Resultatene vist i tabell 7 indikerer en reduksjon i prosent faseseparasjon som er resultat av fortynning fra 64,9 ved ingen fortynning til 37,3 ved et fortynningsforhold på 1 til 5. Dette var en signifikant mindre reduksjon enn den oppnådd når fortynningsmidlet var sjøvann uten tilsetning som vist i tabell 6.

EKSEMPEL 8

Prosedyren i eksempel 6 ble gjentatt bortsett fra at sjøvannfortynningsmidlet inneholdt 0,20 vekt-% urea og ingen tilsatte kalsiumioner. Resultatene vist i tabell 8 indikerer at en reduksjon i prosent faseseparasjon som er resultat av fortynning av 64,9 ved ingen fortynning til 45,0 ved et fortynningsforhold på 1 til 5.

EKSEMPEL 9

Prosedyren i eksempel 6 ble fulgt, bortsett fra at sjøvansfortynningsmidlet inneholdt både 0,10 vekt-% kasliumioner og 0,20 vekt-% urea. Resultatene som vist i tabell 9, indikerer at prosent faseseparering økte fra 64,9 ved ingen fortynning til 70,9 ved et fortynningsforhold på 1 til 2,5 og 70,8 ved et fortynningsforhold på 1 til 5.

Resultatene i eksemplene 6 til 9 indikerer samlet en synergistisk effekt hva angår prosent faseseparering når det fortynnede saltvannet inneholdende både multivalente metallioner slik som kalsium og et varmesensitivt pH-økende stoff slik som urea, over de rent additive individuelle effektene av de multivalente metallionene og det varmesensitive pH-økende stoffet oppnådd når hver av disse additivene blir benyttet alene i sjø-vannfortynningsmidlet. Forskjellen mellom prosent faseseparering som er resultat fra fortynning når sjøvannfortynningsmidlet inneholdt 0,10 vekt-% kalsiumioner som vist i tabell 7 og det som er resultat av fortynning med sjøvann uten tilsetning som vist i tabell 6, var +8,9 (47,0 minus 38,1) ved et fortynningsforhold på 1 til 2,5 og +15,8 (37,3 minus 21,5) ved et fortynningsforhold på 1 til 5; mens forskjellen mellom prosent faseseparasjon som er resultat fra fortynning når sjøvannet inneholdt 0,20 vekt-% urea som vist i tabell 8 og som er resultat fra fortynning med sjøvann uten tilsetning som vist i tabell 6 var +9,1 (47,2 minus 38,1) ved et fortynningsforhold på 1 til 2,5 og +23,5 (45,0 minus 21,5) ved et fortynningsforhold på 1 til 5. Forskjellen mellom prosent faseseparering som er resultat fra fortynning med sjøvann inneholdende både 0,10 vekt-% kalsiumioner og 0,20 vekt-% urea og det som er resultatet fra fortynning med sjøvann uten tilsetning, som kunne blitt forutsagt fra den additive effekt av kalsiumioner og urea når hver blir benyttet alene, skulle være +18,0 (8,9 pluss 9,1) ved et fortynningsforhold på 1 til 2,5 og +39,3 (15,8 pluss 23,5) ved et fortynningsforhold på 1 til 5. Derimot var den faktiske forskjellen mellom prosent faseseparering som er resultat fra fortynning med sjøvann inneholdende både 0,10 vekt-% kalsiumioner og 0,20 vekt-% som vist i tabell 9 og som resultat av fortynning med sjøvann uten tilsetning som vist i tabell 6, var +32,8 (70,9 minus 38,1) ved et fortynningsforhold på 1 til 2,5 og +49,3 (70,8 minus 21,5) ved et fortynningsforhold på 1 til 5. Den uventede økning i prosent faseseparering som er resultat fra fortynning med både kalsiumioner og urea over det som kan forutsies fra de additive effektene av kalskumioner og urea når hver ble benyttet alene, er +14,8 (32,8 minus 18,0) ved et fortynningsforhold på 1 til 2,5 og +10,0 (49,3 minus 39,3) ved et fortynningsforhold på 1 til 5. Den uventede økningen i prosent faseseparering uttrykt som prosent av forventet additiv effekt av kalsiumioner og urea når hver ble benyttet alene, var 82,2% (14,8/18,0 x 100) ved et fortynningsforhold på 1 til 2,5 og 25,4%

(10,0/39,3 x 100) ved et fortynningsforhold på 1 til 5. Disse resultatene indikerer således at en uttrykt synergistisk effekt er resultat fra utførelsen av foreliggende oppfinnelse.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for hemming av beleggsavsetning på overflater i en brønn som samproduserer olje og beleggsdannende saltvann omfattende injisering inn i brønnreservoaret av en sur vandig oppløsning ved en første pH inneholdende oppløst deri en beleggsinhibitor, multivalente metallioner i nærvær av hvilke nevnte beleggsinhibitor er oppløselig ved nevnte første pH, men ved hvilket det danner lite oppløselige salter ved en høyere pH, og et varmesensitivt pH-økende stoff som dekomponerer ved forhøyede temperaturer ved å frigi en alkalisk forbindelse, slik at oppløsningen når den blir oppvarmet ved de høyere omgivelsesreseservoartemperaturene til en temperatur ved hvilken den alkaliske forbindelsen blir frigitt fra det varmesensitive stoffet for således å heve pH til opp-løsningen til nevnte høyere pH ved hvilken det lite oppløselige multivalente metallsaltet av beleggsinhibitoren blir faseseparert fra oppløsningen på den porøse overflaten av reservoarbergformasjonen, for å gi en sakte frigiving av en inhibitor inn i det produserte saltvann når brønnen er i dens produksjonsfase, karakterisert v e d at det blir injisert som en forhåndsspyling før nevnte injeksjon av inhibitor-løsning og eventuelt også som en etterspyling etter nevnte injeksjon av inhibitor-oppløsning, en oppløsning av et varmesensitivt pH-økende stoff og multivalente metallioner, hvor den spesifikke identiteten til nevnte varmesensitive stoff og de multivalente metallionene er like eller forskjellige fra stoffene som er tilstede i nevnte inhibitoroppløsning.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte inhibitor er et polymert polykarboksylat, en polyakrylsyre eller en fosfinopolyakrylsyre.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte inhibitor er et fosfonat, et aminometylenfosfonat eller et polymert fosfonat.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte multivalente metallioner i nevnte inhibitoroppløsning, forspylingsoppløsning og eventuell etterspylingsoppløsning er jordalkalimetall, aluminium (+3), krom (+3), jern (+3), titan (+3), zirkonium (+4), sink (+2) eller kobber (8+2).

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at nevnte multivalente metallioner er kalsium eller magnesium.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte varmesensitive stoff i nevnte inhibitoroppløsning, forspylingsoppløsning og eventuell etterspylingsoppløsning er urea eller et derivat med formelen hvor hver R er hydrogen, en alkylgruppe inneholdende 1 til 8 karbonatomer eller en aromatisk gruppe og som inneholder ikke mer enn 10 karbonatomer.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at nevnte varmesensitive stoff er urea.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte varmesensitive stoff i nevnte inhibitoroppløsning, forspylingsoppløsning og eventuell etterspylingsoppløsning er et tetraazatricykloalkan eller et heksametylentetramin (HMTA).

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte inhibitoroppløsning omfatter 0,25 til 15 vekt-% inhibitor basert på vekten av oppløsningen, 0,05 til 5,0 ekvivalenter av nevnte multivalente metallioner pr. ekvivalent inhibitor, og 0,01 til 5,0 vekt-% av nevnte varmesensitive stofFbasert på vekten av opp-løsningen.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at nevnte forhåndsspylingsoppløsning og eventuell etterspylingsoppløsning omfatter omkring 0,002 vekt-% til 2,0 vekt-% av nevnte multivalente metallioner og 0,002 til 5,0 vekt-% av nevnte varmesensitive pH-økende stoff.