NO326817B1

NO326817B1 - Fremgangsmate for frakturering av undergrunnsformasjoner

Info

Publication number: NO326817B1
Application number: NO19974645A
Authority: NO
Inventors: J Ernest Brown; Roger J Card; Erik B Nelson
Original assignee: Schlumberger Technology Bv
Priority date: 1996-10-09
Filing date: 1997-10-08
Publication date: 2009-02-23
Also published as: CA2217659C; US6306800B1; EP0835983A3; US5964295A; DE69726815D1; DK0835983T3; NO974645L; NO974645D0; EP0835983B1; EP0835983A2; US6412561B1; DE69726815T2; US5979557A; CA2217659A1; AR011245A1; DZ2325A1

Description

Denne oppfinnelse angår utvinning av hydrokarboner fra undergrunnsfor-masjoner. Mer spesielt angår oppfinnelsen nye frakturerings-fremgangsmåter egnet til øking av hydrokarbonproduksjon, begrensing av dannelse av formasjonsvann, motarbeidelse av tap av fraktureringsfluid til undergrunnsformasjonen og redusering av krav om utstyr for blanding og pumping av fraktureringsfluider.

Ved utvinning av hydrokarboner fra underjordiske formasjoner er det vanlig praksis, spesielt når det gjelder formasjoner med lav gjennomtrengelighet, å f rak-turere den hydrokarbonbærende formasjon under tilveiebringelse av strømnings-kanaler. Disse strømningskanaler letter bevegelsen av hydrokarbonene til borehullet slik at hydrokarbonene kan pumpes fra brønnen.

Ved slike fraktureringsoperasjoner innsprøytes et fraktureringsfluid hydraulisk i et borehull som går gjennom undergrunnsformasjonen, og presses mot formasjonslagene ved hjelp av trykk. Formasjonslagene eller -berget tvinges til å revne og sprekke, og det anbringes et proppemiddel i sprekken ved at et viskøst fluid inneholdende proppemiddel innføres i revnen i berget. Den resulterende sprekk, med proppemiddel på plass, gir forbedret strømning av det gjenvinnbare fluid, dvs. olje, gass eller vann, inn i borehullet.

Fraktureringsfluider omfatter vanligvis en fortykket eller geldannet vandig løsning i hvilken det er suspendert «proppemiddel»-partikler som er hovedsakelig uløselige i fluidene i formasjonen. Proppemiddelpartikler som bæres av fraktureringsfluidet, forblir i den dannede sprekk, idet sprekken således blir holdt avstivet åpen når fraktureringstrykket utløses og brønnen settes i produksjon. Egnede proppematerialer innbefatter sand, valnøttskall, sintret bauksitt eller liknende materialer. Den «proppede» sprekk gir en større strømningskanal til borehullet gjennom hvilken det kan strømme en øket mengde hydrokarboner, hvorved en brønns produksjonshastighet økes.

Et problem som er felles for mange hydrauliske fraktureringsoperasjoner, er tap av fraktureringsfluid inn i formasjonens porøse matriks. Fraktureringsfluidtap er et hovedproblem. Hundre tusener (eller til og med millioner av) liter fraktureringsfluid må pumpes ned i borehullet for f rakturering av slike brønner, og pumping av slike store fluidmengder er meget kostbart. Det tapte fluid forårsaker også problemer når det gjelder sprekkens funksjon eller teknikk. Det uønskede tap av fluid inn i formasjonen begrenser for eksempel sprekkstørrelsen og -geometrien som kan frembringes under den hydrauliske fraktureringstrykk-pumpeoperasjon. Det totale volum av sprekken eller revnen er således begrenset ved det tapte flu-idvolum som tapes inn i berget, på grunn av at slikt tapt fluid er utilgjengelig når det gjelder å tilføre volum samt trykk på bergoverflaten.

Hydrauliske fraktureringsfluider inneholder vanligvis en hydratiserbar polymer som fortykker fraktureringsfluidet når det blir kjemisk tverrbundet. En slik polymer blir typisk hydratisert på overflaten av grunnen ved en satsblandingsopera-sjon i flere timer i en miksetank eller annen beholder, og tverrbindes over et tidsrom under viskositetsøkning i fluidet slik at det kan føre proppemidlet inn i sprekken. Naturlige polymerer som innbefatter polysakkarider, så som guar, er blitt anvendt på denne måte.

Ett problem som er forbundet med anvendelse av polysakkarider som vis-kositetsøkende midler for fraktureringsfluider, er at hydratiserings- og tverrbin-dingsprosessen er tidkrevende og fordrer kostbart og voluminøst utstyr på brann-stedet. Slikt utstyr og det tilknyttede personale for drift av det øker omkostningene ved fraktureringsoperasjonen i betydelig grad. Når polysakkaridet er blitt hydratisert og tverrbundet, er det videre ikke mulig å tilsette ytterligere polysakkarid til løsningen eller å regulere konsentrasjonen av polysakkarid i fraktureringsfluidet i rett tid under pumpingsarbeidet.

En annen vanskelighet er at et stort antall tilleggs-additiver er nødvendig for vellykket anvendelse av polysakkarider, innbefattende for eksempel: baktericider, antiskummingsmidler, overflateaktive midler for å hjelpe på dispergeringen, pH-reguleringsmidler, kjemiske spaltingsmidler, enzymatiske spaltingsmidler, jernre-guleringsmidler, fluidstabilisatorer, tverrbindingsmidler, tverrbindingsforsinkende midler, antioksidanter, salt(er) og liknende. Disse materialer må være riktig utformet (noe som kan være en vanskelig oppgave) og de må transporteres til arbeids-stedet og deretter pumpes og utmåles nøyaktig under utførelse av fraktureringsbehandlingen.

En annen ulempe som er forbundet med slike polysakkarid-baserte fraktureringsfluider, er at de, når de anvendes som viskositetsøkende midler, inneholder materialer som konsentreres i formasjonen i løpet av den hydrauliske fraktureringsbehandling, noe som reduserer produksjonen av hydrokarboner etter at fraktureringen er foretatt. Under en behandling lekker for eksempel vann fra fraktureringsfluidet inn i formasjonen, idet polysakkaridet blir tilbake. Guar-konsentra-sjonene i sprekken øker noen ganger med så mye som en faktor på 20 sammenliknet med konsentrasjonen av guar i det virkelige fraktureringsfluid.

Mange fraktureringsfluidmaterialer har derfor, når de anvendes i store konsentrasjoner, forholdsvis dårlige «opprensings»-egenskaper, noe som betyr at slike fluider i uønsket grad reduserer formasjonens og proppemiddelpakkingens gjennomtrengelighet etter at formasjonen er frakturen. Detaljerte undersøkelser av polysakkarid-utvinning på feltet etter hydrauliske fraktureringsoperasjoner viser at mer enn 60% av den totale masse av polysakkarid som pumpes under behandlingen, kan være tilbake i sprekken på det tidspunkt hvor gass eller olje begynner å produseres i kommersielle mengder. Dårlig opprensing er et problem.

Brønn-produktiviteten etter frakturering øker dramatisk etter hvert som mengden av polysakkarid som returneres til overflaten, øker. Alt som reduserer gjennomtrengeligheten av den proppede sprekk overfor hydrokarboner, er vanligvis uheldig for produksjonen av hydrokarboner fra brønnen.

Andre polysakkarider, så som hydroksyetylcellulose («HEC»), antas noen ganger å gi forbedret opprensing sammenliknet med polysakkaridbaserte materialer; HEC er imidlertid kjent for å danne uønskede klumper eller «fiskeøyne» under blanding. Videre er HEC begrenset til lavere formasjonstemperaturer, og det er således ikke foretrukket for mange forskjellige fraktureringsforhold.

For å overvinne begrensningene når det gjelder frakturering med naturlige eller syntetiske polysakkarider har noen foreslått anvendelse av forholdsvis kostbare materialer som viskositetsøkende midler, så som viskoelastiske overflateaktive midler. Fluider fremstilt av slike materialer kan føre proppemiddel inn i en sprekk, men har ikke mange av begrensningene som polysakkaridmaterialer har. Viskoelastiske overflateaktive midler danner miceller som kan komme inn i reser-voar-berget og deretter spaltes, idet komponentene kan fjernes. Spaltingsmateria-ler er derfor ikke nødvendige i alminnelighet, noe som reduserer kostnadene og forbedrer opprensingen av fluidet fra formasjonen.

Problemene man tidligere har støtt på med fluider basert på viskoelastiske overflateaktive materialer innbefatter imidlertid forholdsvis store fluidtap inn i formasjoner hvor de er blitt anvendt. Viskoelastiske fluider av micelletypen er ikke blitt anvendt i noen stor utstrekning ved fraktureringsbehandlinger av formasjoner med forholdsvis lav gjennomtrengelighet, på grunn av at, blant andre grunner, det ikke har vært tilgjengelig materialer som vil muliggjøre opprettholdelse av en øns-ket viskositet ved temperaturer på over ca. 54°C, som er lavere enn den temperatur ved hvilken de fleste hydrauliske fraktureringsoperasjoner utføres.

Inntil nylig har anvendelsen av slike viskoelastiske overflateaktive fluider i stor grad vært begrenset til operasjoner ved grunn, høy gjennomtrengelighet for regulering av sanddannelsen enten ved vanlige gruspakkingsoperasjoner eller som innbefatter frakturering meget nær borehullet, så som ved såkalte «frak-og-pakk»-operasjonstyper. Omkostningene når det gjelder viskoelastiske komponenter har i de fleste tilfeller gjort dem for kostbare for anvendelse ved normale fraktureringsbehandlinger i stor størrelse og med stort volum.

Anvendelse av fraktureringsfluider basert på viskoelastiske overflateaktive midler har i mange tilfeller vært begrenset til formasjoner som inneholder leire, eller som på annen måte trenger løselige salter for det spesifikke formål å inhibere hydratisering av leirmaterialene. Hvis slike leirmaterialer får hydratiseres, kan det oppstå problemer, og således er det behov for et løselig salt som kan inhibere hydratiseringen av slike leirmaterialtyper. US-patent nr. 5 551 516 beskriver gene-relt fraktureringsstimulering av formasjoner med høy gjennomtrengelighet, og mer spesifikt anvendelse av fraktureringsfluider basert på overflateaktive midler. US-patent nr. 5 551 516 lærer imidlertid ikke denne oppfinnelse, og spesielt anvendelse for formasjoner med lav gjennomtrengelighet. Videre lærer US-patent nr. 5 551 516 anvendelse av en organisk aktivator så som for eksempel natriumsalicylat, noe som ikke fordres ved denne oppfinnelse.

Det er verd å legge merke til at formasjoner med lav gjennomtrengelighet representerer forskjellige fluidtapregulerings-utfordringer som typisk ikke gjelder for fluider som er utformet til å virke ved formasjoner med høy gjennomtrengelighet. Faststoff-fluidtapreguleringsadditiver, som er meget effektive når det gjelder formasjoner med høy gjennomtrengelighet, har for eksempel liten eller ingen anvendelse i hydrokarbonsoner med lav gjennomtrengelighet.

US-patenter nr. 4 725 372 og 4 615 825 (kollektivt «Teot») lærer og define-rer spesifikt fluider som anvendes til behandling av borehullet. Dette fordrer anvendelse av sterke saltløsninger (f.eks. saltløsning med konsentrasjon 1,44-1,80 kg/l). Sterke saltløsninger er vanligvis ikke ønskelig ved hydraulisk frakturering av formasjoner med liten gjennomtrengelighet. Sterke saltløsninger kan minimalisere fluid-tilbakeløp etter den hydrauliske fraktureringsbehandling, noe som påvirker opprensing og brønnproduktivitet på uheldig måte.

Fluidsystemer som mange ganger virker effektivt med ammoniumkloridsal-ter, er for eksempel ofte ikke forenlige med mye sterkere kalsium klorid-, kalsium-bromid- og sinksalt-avledede saltløsninger som typisk er nødvendige for brønnbo-ringsbehandlinger. Fluider av en viskoelastisk type utformet for brønnboringsan-vendelser har derfor tidligere ikke vært direkte egnet som reservoarbehandlings-fluider (sandregulering, syrefrakturering, hydraulisk frakturering, matriks-surgjø-ring, avhjelpende behandlinger for inhibering av skalldannelse og liknende) og omvendt.

Det er behov for et overflateaktivt fluid som på en økonomisk svarende måte kan øke hydrokarbonproduksjonen, begrense dannelse av formasjonsvann, motstå fluidtap inn i formasjonen og konservere komponentbalansen hos fluid-blandingen. Et fluid som kan oppnå det ovennevnte mens nøyaktigheten ved hvilken fluider avgis, forbedres, og redusere utstyrs- eller driftsbehov, vil være meget ønskelig.

Det er blitt oppdaget at det med fordel kan anvendes et viskoelastisk overflateaktivt fluid ved mange forskjellige fraktureringsanvendelser under oppnåelse av resultater som tidligere ikke var ansett for å være mulig ved anvendelse av slike fluider. Denne oppfinnelse er spesielt effektiv når det gjelder å øke hydrokarbonproduksjonen etter hydraulisk frakturering. Disse metoder kan videre anvendes til begrensing av dannelse av formasjonsvann etter frakturering, noe som hjelper på forbedring av prosentandelen av hydrokarboner utvunnet når en brønn settes tilbake i produksjon etter frakturering.

Andre fordeler ved fremgangsmåtene ifølge denne oppfinnelse innbefatter at de kan hjelpe på motarbeidelse av tap av fraktureringsfluid inn i undergrunnsformasjonen, hvorved det spares penger og komponentbalansen i fraktureringsfluid-blandingen konserveres. Det er også en fordel ved denne oppfinnelse at det er mulig å redusere utstyrsbehovene ved blanding og pumping av fraktureringsfluider på brønnstedet, og forbedre driftseffektiviteten ved frakturering av brønner. Denne oppfinnelse kan anvendes til å spare driftsutgifter og forbedre nøyaktighe-ten med hvilken fluider kan avgis inn i borehullet under frakturering.

Ved én utførelsesform omfatter oppfinnelsen en fremgangsmåte for redusering av fluidtap inn i en formasjon som har en permeabilitet på mindre enn 10 mD under frakturering ved at det tilveiebringes et fraktureringsfluid basert på viskoelastisk overflateaktivt middel og som inneholder markliknende miceller som omfatter en forrykkende mengde av et viskoelastisk overflateaktivt middel omfattende et overflateaktivt ion med en hydrofob første del kjemisk bundet til en ionisk hyd ro-fil andre del.

Fluidet inneholder miceller, og micellene har en struktur som bidrar til den økte viskositet hos fluidet, og videre er de markliknende miceller i stand til selektivt å formes, forandre struktur eller oppløses, avhengig av polariteten av det omgivende fluid i formasjonen.

Fluidet pumpes gjennom et borehull og inn i en formasjon ved et trykk som er tilstrekkelig til frakturering av formasjonen, idet formasjonen med forholdsvis lav gjennomtrengelighet har en sprekkoverflate som er dekket av fluidet under pumping. Formasjonen omfatter typisk minst én overveiende hydrokarbonbærende sone og minst én overveiende vandig sone.

Viskositeten av fluidet i den hydrokarbonbærende sone nedsettes, mens viskositeten av fluidet i den vandige sone opprettholdes. Videre reduseres mengden av viskøst fluid som tapes i sprekkens overflate, hvorved et større volum av viskøst fluid er tilgjengelig for frakturering av formasjonen med forholdsvis lav gjennomtrengelighet, og andelen av sprekkstørrelse pr. volumenhet av viskøst fluid som pumpes inn i borehullet, økes.

Ved andre fremgangsmåter innbefatter oppfinnelsen forøking av opprensingen av fraktureringsfluid basert på viskoelastisk overflateaktivt middel fra brøn-nen, eller i noen tilfeller tilbakestrømming av fluid fra borehullet, hvor hydrokarbonproduksjonen ved tilbakestrømming av fluid fra borehullet økes.

Viskositeten av fluid i minst én vandig sone i undergrunnsformasjonen opprettholdes ved tilstedeværelse av markliknende miceller i denne sone av formasjonen, og viskositeten av fluidet i minst én hydrokarbonbærende sone nedsettes ved oppløsing eller strukturell forandring av micellene.

I mange tilfeller bidrar opprettholdelsen av markliknende miceller i vandige soner til en økning i hydrokarbonproduksjonen fra borehullet ved tilbakestrømming av fluid fra borehullet etter frakturering.

Ved en annen utførelsesform er det vist en fremgangsmåte for redusering av dannelsen av vann fra en underjordisk formasjon etter frakturering av undergrunnsformasjonen. Denne fremgangsmåte er rettet mot tilveiebringelse av et vandig hydraulisk fraktureringsfluid basert på viskoelastisk overflateaktivt middel, omfattende et vandig medium, en effektiv mengde av et vannløselig salt og en effektiv mengde av et fortykningsmiddel i fluidet, hvorved det dannes et viskøst fluid omfattende markformige miceller; og det viskøse fluid omfattende miceller pumpes gjennom et borehull og inn i en formasjon ved et trykk som er tilstrekkelig til frakturering av formasjonen. Formasjonen kan ha en vandig sone som inneholder en betydelig mengde vann, samt en hydrokarbonsone. Miceller i det viskøse fluid i hydrokarbonsonen gjennomgår en strukturforandring eller spaltning, hvorved viskositeten i fluidet i hydrokarbonsonen reduseres under dannelse av et fortynnet fluid. Det fortynnede fluid blir så fjernet fra hydrokarbonsonen av formasjonen. De markliknende miceller i vannsonen er mer stabile, og det observeres en reduksjon i mengden av vann som dannes fra formasjonen under fjerningstrinnet. Videre virkeliggjøres fordelen med økning av produksjonen av hydrokarboner fra undergrunnsformasjonen.

Ved en annen fremgangsmåte fraktureres formasjonen ved at det tilveiebringes et vandig hydraulisk fraktureringsfluid basert på viskoelastisk overflateaktivt middel, som innbefatter et fortykningsmiddel omfattende et vandig medium og en effektiv mengde av et vannløselig salt, og minst ett fortykningsmiddel. Fortykningsmidlet er et amin eller et salt av et amin.

Denne fremgangsmåte innbefatter de trinn at det dannes et viskøst fluid omfattende markliknende miceller, det viskøse fluid som omfatter slike miceller, pumpes gjennom borehullet og inn i formasjonen ved et trykk som er tilstrekkelig til frakturering av formasjonen. Micellene kommer inn i vannsonen og hydrokarbonsonen, og en sprekk fullføres. Micellene undergår en strukturforandring eller oppløsing i fluidet i hydrokarbonsonen, hvorved viskositeten av fluidet i hydrokarbonsonen reduseres. Brønnen tilbakestrømmes, og det produseres hydrokarboner fra undergrunnsformasjonen. Det er en betydelig reduksjon i vannmengden som dannes fra undergrunnsformasjonen under fjerningstrinnet.

Ved én metode er det beskrevet en fremgangsmåte for frakturering av en underjordisk formasjon under grunnens overflate, under anvendelse av et viskøst fraktureringsfluid som ikke fordrer langvarig hydratisering over grunnens overflate, noe som resulterer i en mer effektiv og mindre kostbar metode. På denne måte fremstilles fluidet ved at et konsentrat ganske enkelt kontinuerlig utmåles ved grunnens overflate til en blander, idet konsentratet omfatter en fortykkende mengde av et viskoelastisk overflateaktivt middel omfattende et overflateaktivt ion med en hydrofob første del kjemisk bundet til en ionisk hydrofil andre del. Videre tilsettes et mot-ion med en komponent som kan knyttes til det overflateaktive ion og danne et viskoelastisk fluid, samt en funksjonelt effektiv mengde vann. Blanding av konsentratet med mot-ionet og vann over grunnens overflate utføres ved blanderen under øyeblikkelig dannelse av et viskøst fraktureringsfluid, som samtidig pumpes under grunnens overflate inn i et borehull.

Det vises nå til tegningene.

Fig. 1 viser en typisk skisse over standardutstyret som anvendes innenfor teknikkens stand ved et stort landbasert fraktureringsarbeid, som innbefatter mik-sere for hydratisering og for å romme den hydratiserbare polymer;

fig. 1A illustrerer fremgangsmåtene ifølge teknikkens stand for polysakka-ridbasert frakturering, som innbefatter en mikser og tallrike additiver, spaltingsmidler osv. som er nødvendige for bevirking av at polysakkaridet skal virke;

fig. 2 viser en standardmikser (den spesielle viste mikser er Schlumbergers «Precision Continuous Mixer» eller «PCM») (PCM er et varemerke tilhørende Schlumberger Technology Corporation) anvendt til hydratisering av polysakkarider på et brønnsted før pumping av polysakkaridene til en blandeenhet hvor proppemiddel tilsettes før pumping inn i borehullet;

fig. 3 er enda en annen skjematisk fremstilling av strømmen av materiale i utstyr over grunnen og inn i borehullet, ifølge teknikkens stand;

fig. 4 og 4A illustrerer strømmen av materiale som kan oppnås under anvendelse av én oppfinnelse ifølge denne patentsøknad;

fig. 5 viser en illustrasjon av strukturen av en micelle av viskoelastisk overflateaktivt materiale slik den finnes intakt i vandig miljø og i oppløst form etter at den er brakt i kontakt med et hydrokarbonmedium;

fig. 6 viser hvordan miceller finnes i den vannbærende formasjon og forblir i markliknende micelleform, hvorved vannstrømming fra vannsonen inhiberes, mens selve micellene nedbrytes til mindre komponenter og letter produksjonen av fluidene i den hydrokarbonbærende sone, tilbake til borehullet; og

fig. 7 illustrerer hvordan miceller anvendes til å hjelpe på forhindring av u-ønsket tap av den vandige komponent i fluidet til sprekkoverflaten hos en formasjon med forholdsvis lav gjennomtrengelighet.

Fig. 8 og 9 viser resultater av tester beskrevet i henholdsvis eksempler 9 og 10, og er omtalt i forbindelse med disse eksempler.

Idet det nå vises til fig. 1, innbefatter en fraktureringsutformning 9 for en landbasert sprekk typisk det viste utstyr. Proppemidlet finnes i sandtrailere 10 og 11. Videre er vanntanker 12, 13,14, 15,16,17,18,19, 20, 21, 22, 23, 24 og 25 vist ved toppen av figuren. Vann pumpes fra slike tanker inn i mikserne 26 og 28. Mindre fraktureringsarbeider vil bare anvende én slik mikser. Pumpelastebiler 27 og 29 er vist på hver side av fig. 1, og de inneholder på sine tilhengere pumpeut-styr som er nødvendig for pumping av den endelige miksede og blandede oppslemning nede i hullet.

Sandsilo 30 er tilgjengelig for å motta sand fra sandtrailerne og fordele den i mikserne etter behov. Mikserne fylles med polysakkarid ved en typisk fraktureringsoperasjon ifølge teknikkens stand, og polymeren blir så hydratisert under anvendelse av vann fra vanntankene. Denne prosess for hydratisering av polysakkaridet tar en del tid, og ved anvendelse av fremgangsmåtene ifølge teknikkens stand hvor det anvendes guar eller andre hydratiserbare polymerer kan ikke polysakkarid-polymeren pumpes fra mikseren før den er fullstendig hydratisert og klar til å pumpes ned i hullet. Når polysakkaridet er fullstendig hydratisert, er det ikke lenger mulig å øke viskositeten ved tilsetting av mer polysakkarid. Skulle det være nødvendig med høy viskositet hos fluidet, vil hastigheten for polysakkarid-tilsetting fra den for-miksede oppslemning være det eneste tilgjengelige hjelpemiddel til øking av viskositeten. Dette vil imidlertid være meget ineffektivt på grunn av at at fluid som allerede er laget, men som har uriktig viskositet, i mange tilfeller vil bli kastet eller være uegnet for anvendelse.

Under fraktureringen pumpes det hydratiserte polysakkarid fra mikserne til blanderne 33 og 36, hvor det blandes med proppemidlet og deretter overføres til manifolder henholdsvis 31 og 32. Fluidet som inneholder proppemiddel, blir så overført til pumpelastebilene og ført tilbake ved høyt trykk gjennom behandlings-ledningene 34 til rigg 35, og deretter pumpet ned i hullet. Fig. 1A viser en typisk fremgangsmåte ifølge teknikkens stand hvor vann og polysakkarid overføres fra en frak-tank til en mikser og deretter til en blander, mens forskjellige additiver tilsettes langs materialets vei. Fig. 2 viser en mikser 26 som omfatter en oppslemningsgeltank 37 og mik-se kam re 38. Miksekamrene inneholder skovlblader (ikke vist) som anvendes til langsom agitering av polysakkaridet slik at det får hydratiseres og fortykkes før tilsetting av tverrbindingsmiddel og andre additiver, og deretter pumpes det ut gjennom utløpsledning 39 til blandeutstyret. Sugeledning 40 fører vann for miksing med polysakkaridet.

På fig. 3 er det vist fremgangsmåter ifølge teknikkens stand for pumping av hydratiserbare polysakkarider, hvor fluid fra vanntank 80 blandes med polymer (eller polysakkarid) 82 og pumpes til kontinuerlig presisjonsmikser 84. Det neste trinn er den forholdsvis langsomme agitering og hydratisering av blandingen, fulgt av tilsetting av tverrbindingsmiddel og andre additiver for omdannelse av polysakkarid-oppslemningen til et viskøst fraktureringsfluid, fulgt av blanding med proppemiddel 88. Denne resulterende oppslemning blir så overført til høyhastighets-blanderen 90 og pumpet ned i hullet ved trinn 92.

Fig. 4 og 4A viser materialveien ved anvendelse av én av oppfinnelsene beskrevet i det foreliggende. På fig. 4A blandes vann 94 med viskoelastisk overflateaktivt middel 96 og blandes deretter med proppemiddel 98, hvor det går inn i en blander 100 for pumping ned i hullet. Denne fremgangsmåte kan for eksempel utføres under anvendelse av et konsentrat av overflateaktivt middel som kan tas til et brønnsted og nesten umiddelbart hydratiseres og blandes før det føres ned i

hullet, uten den langsomme agitering og langsomme hydratisering som anvendes ved en del fremgangsmåter ifølge teknikkens stand. Fig. 4 viser en fremgangsmåte ifølge denne oppfinnelse hvor det ikke er nødvendig med en mikser så som PCM, men i stedet blandes fraktureringsfluid med proppemiddel og blandes hovedsakelig på samme tid som det pumpes ned i hullet, uten langvarige hydratise-ringstidsrom.

På fig. 5 er det vist en micelle av overflateaktivt middel i en typisk utform-ning med hydrofil hodedel 42 og hydrofob haledel 43. De hydrofile deler har i vandig (polart) miljø tendens til å danne et ytre lag, mens de hydrofobe deler er rettet innover bort fra det vandige miljø. I nærvær av tilstrekkelig mengde hydrokarboner blir denne markliknende micellestruktur ustabil og går tilbake til en micellestruktur som ikke bidrar til å danne et viskøst fluid, eller til individuelle molekyler som vist på figuren.

Fig. 6 viser en frakturert underjordisk formasjon 104 omfattende en vandig sone 110 som er skilt fra en hydrokarbonsone 112. Borehull 106 mottar hydrokarboner i retningen for pilen 114 fra hydrokarbonsonen 112. En nærbilde-undersø-kelse av porestrukturen sees både for den vandige sone (øvre) og hydrokarbon-sonen (nedre). Sandkorn 121,122,123,124,125, 108, 131,126, 116,127,128,

129,130 er vist som avsatt i formasjonen ved fraktureringsfluidet. Markliknende miceller 118 sees i rommet mellom sandkornene i den vandige sone som et nett-verk av miceller som vanskeliggjør tilbakestrømning av formasjonsvann til borehullet 106. Micellene i hydrokarbon-sonen er dispergert i micelle-underenheter 120, som sees i den nedre del av fig. 6.

På fig. 7 sees en illustrasjon av fordelene med miceller til motvirking av fluidtap. Underjordisk sprekk 63 er vist å vokse utover fra borehullet 64, som anvender sprekkfluid-strømningsretning 75 for å gjøre sprekkfluidstrømningen inn i formasjonen ved 65 lettere. Retningspiler for fluidtap 67-72 viser retningen for fluidtap til sprekkens overflate. Når det gjelder viskoelastiske overflateaktive midler er dette blitt funnet å skje ved en mekaniske som bevarer og forøker sprekkvolumet.

Beskrivelsen og eksemplene er kun vist for det formål å illustrere de foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen og må ikke forstås som noen begrens-ning for oppfinnelsens ramme og anvendbarhet.

Oppfinnelsen(e) angår nye frakturerings-fremgangsmåter som blant annet er egnet til øking av hydrokarbonproduksjon, begrensing av dannelse av formasjonsvann, motvirking av tap av fraktureringsfluid til undergrunnsformasjonen og redusering av utstyrsbehov ved blanding og pumping av fraktureringsfluider.

Problemet som gjelder alt for stort fluidtap har vært kjent for å påvirke en brønn på uheldig måte når en betydelig del (mer enn ca. 30%) av det vandige fluid tapes til spre kkove rf laten, idet de større polymermolekyler som ikke diffunderer inn i porene i berget, blir tilbake. Når forholdet mellom vandig fluid og viskositetsø-kende middel forandres ved slike store fluidtap, oppstår det problemer med opprettholdelse av fluidets helhet. Dette er spesielt et problem i formasjoner med forholdsvis lav gjennomtrengelighet, hvor store overflatearealer av bergsprekk-overflate er utsatt for fluidet. Når det gjelder vanlige guarbaserte fluider lekker ba-re vann inn i formasjonen.

I formasjoner med forholdsvis lav gjennomtrengelighet, f.eks. under ca. 10 millidarcy (i det følgende forkortet til «md»), hvor hydrokarboner er tilstede, viser faststoff-fluidtapmotvirkingsadditiver og fluidblandinger vanligvis meget liten eller ingen virkning på hastigheten av fluidtapet. Utlekking motvirkes i slike tilfeller ved viskositeten av utlekkingsfluidet. Denne viskositet er hovedsakelig den samme som viskositeten for vann for alle polysakkarider, på grunn av at polymeren filtreres ut ved overflaten av bergoverflaten til hvilken fluidtap skjer.

Det er blitt funnet at utlekkingshastigheten for fluider basert på viskoelastiske overflateaktive midler er mye lavere enn for de polysakkarid-baserte fluider, til like berg. Skjønt denne oppfinnelse og dens krav ikke er bundet av noen spesiell driftsmekanisme eller teori, fremgår det at (a) micellestrukturen som gir fluid-viskositet, er tilstrekkelig liten til at den kan gå inn i bergets porestruktur, hvorved den høye viskositet hos utlekkingsfluidet opprettholdes og total utlekking motvirkes, eller (b) de «likevektsregulerte» miceller spaltes på bergets overflate under dannelse av de individuelle molekyler av overflateaktivt middel som er for små til å filtreres ut på bergoverflaten og derfor går inn i bergets porestruktur, hvor de kan gjenforenes til miceller og redusere fluidets mobilitet (på grunn av gjenvunnet viskositet eller på grunn av energien som er nødvendig for å spalte micellene før fluidets viskositet kan reduseres og fluidet går dypere inn i bergstrukturen).

Anvendelse av polysakkarid-fluider for hydraulisk frakturering er videre begrenset ved de fysikalske prosesser som regulerer opprensing etter hydraulisk fraktureringsbehandling i formasjoner med lav til middels gjennomtrengelighet. Etter en hydraulisk fraktureringsbehandling blir brønnen «snudd rundt», det vil si at rørsystemet som anvendes under behandlingen, frakoples fra borehullet, og nytt rørsystem settes på plass for å gjøre mulig produksjon av fraktureringsfluide-ne og formasjonsfluidene tilbake til overflaten gjennom en innsnevring ved en for-bestemt strømningshastighet. Denne strømningshastighet innstilles basert på en rekke kriterier innbefattende hensyn til tilbakedannelse av proppemiddel. Den totale strømningshastighet ved overflaten avhenger av hastigheten for strømmen av fluider fra fraktureringsbehandlingen ut av sprekken og opp borehullet, pluss hastigheten for vandring av formasjonsfluider (hydrokarboner og formasjonsvann) inn i sprekken og deretter inn i borehullet. Hastigheten for produksjonen av formasjonsfluider, innbefattende formasjonsvann, øker med tiden inntil den er lik eller meget nær lik strømningshastigheten ved overflaten. På dette tidspunkt vil opprensingen i sprekklengden i det alt vesentlige stoppe. Undersøkelser har vist at dannelseshastigheten for formasjonsvann kan være den begrensende faktor med hensyn til bestemmelse av guar-gjenvinning, effektiv halv sprekklengde og brønn-produktivitet.

Problemet med urimelig stort fluidtap har vært kjent for å påvirke en brønn på uheldig måte når en betydelig del (mer enn ca. 30%) av det vandige fluid tapes i sprekkoverflaten, idet de større tverrbundne polysakkaridmolekyler som ikke diffunderer inn i bergets porer, blir tilbake. Når forholdet mellom det vandige fluid og viskositetsøkende middel forandres ved slike store fluidtap, øker polysakkaridkon-sentrasjonen med ett eller annet sted mellom 40 og 2000%, idet det dannes pas-taer eller gummiaktige halvfaste stoffer som er vanskelige å fjerne fra sprekken. Dette begrenser brønn-produktiviteten og forårsaker problemer når det gjelder opprettholdelse av fluidets helhet. Dette er spesielt problematisk når det gjelder formasjoner med forholdsvis lav gjennomtrengelighet, hvor store overflatearealer av bergsprekk-overflate utsettes for fluidet. Når det gjelder vanlige polysakkarid-baserte fluider lekker vanligvis bare vann ut i formasjonen.

Det er blitt vist ved denne oppfinnelse at anvendelse at fluider basert på viskoelastiske overflateaktive materialer dramatisk reduserer dannelseshastigheten for formasjonsvann under brønnens syklusperiode, hvorved den effektive sprekklengde og brønn-produktiviteten økes.

I høytemperatur-formasjoner kan det tilveiebringes et hydraulisk fraktureringsfluid hvor det valgte fortykningsmiddel er erucylmetyl-bis(2-hydroksyetyl)-ammoniumklorid. Det er et formål med denne oppfinnelse å tilveiebringe et fraktureringsfluid med liten eller ingen rest etter fullførelse av fraktureringsbehandlingen.

Den foreliggende oppfinnelse omfatter fremgangsmåter hvor det anvendes et vandig fraktureringsfluid basert på viskoelastisk overflateaktivt middel. Fluidet omfatter vann, et salt og et overflateaktivt middel/fortykningsmiddel som kan danne en markliknende micelle. Fraktureringsfluidet kan eventuelt inneholde en gass så som luft, nitrogen eller karbondioksid for tilveiebringelse av et skum. Det kan eventuelt inneholde et overflateaktivt ko-middel for øking av viskositeten eller for minimalisering av dannelsen av stabile emulsjoner som inneholder komponenter av råolje eller et polysakkarid eller kjemisk modifisert polysakkarid, eller et organisk salt eller alkohol, osv.

De overflateaktive midler frembringer fluider som har lav utlekkingshastighet. Disse fluider er fortrinnsvis ufølsomme overfor trykk. Ved høye trykk som anvendes under en fraktureringsoperasjon tapes lite fluid til formasjonen. Dette reduserer det totale volum av fluid som er nødvendig for tilveiebringelse av det ønskede brudd med tilknyttede kostnadsbesparelser. Siden utlekkingen minimalise-res, oppnås det videre lengre sprekklengdeforlengelse ved anvendelse av viskoelastiske overflateaktive fluider av micelletypen. Ved lave trykk strømmer disse overflateaktive systemer med lav molekylvekt lettere ut av formasjonen med bedre opprensing ~ noe som viser forbedret brønn-produktivitet etter frakturering.

Viskoelastiske overflateaktive midler er forholdsvis små molekyler. Hvert molekyl er typisk mindre enn 500 gram pr. mol, som er mindre enn 0,1% av stør-relsen av polymerene som anvendes innenfor en del av teknikkens stand. Disse små molekyler vil forenes under visse betingelser under dannelse av markliknende miceller i likevektstilstand med hensyn til spalting og gjendannelse. Som dynamiske strukturer kan micellestrukturen lett forandres ved skjærkrafttrykk, tilstedeværelse av hydrokarboner eller noen ganger ved øket temperatur. Alle disse trekk kan finnes i reservoarets hydrokarbon-del. De markliknende miceller antar hurtig en struktur som ikke bidrar til å frembringe viskositet, og/eller molekylene av det overflateaktive materiale går tilbake til sin opprinnelige lille uavhengige tilstand straks de anbringes i den hydrokarbonbærende sone, og er ikke lenger nødvendi-ge for tilveiebringelse av viskositet som fordres for transportering av partikler inn i formasjonen.

Derimot forblir molekylene som pumpes inn i de vandige soner av formasjonen, med fordel igjen i markliknende micelleform og kan virke slik at de blokke-rer eller hemmer strømmingen av vann fra formasjonen, som man vil se av fig. 6. Micellene ifølge denne oppfinnelse har fortrinnsvis markliknende form, i motsetning til andre geometriske former så som kasseform eller sfærisk. De er sfæroida-le i tverrsnitt. De er fortrinnsvis forholdsvis lange sammenliknet med bredden, med et gjennomsnittlig sideforhold på 100 eller større, i de fleste tilfeller.

Brønnbehandlingsbetingelsene muliggjør at markliknende miceller kan dannes under overflatebetingelser og forbli stabile mens de pumpes ned i borehullet og gjennom perforeringene inn i en sprekk, men deretter gjennomgår de en strukturforandring, eller de oppløses til individuelle komponenter når de utsettes for hydrokarboner i reservoarberget. Opprensingen er ofte overlegen i forhold til opprensingen med polymersystemene, typisk høyere enn 40%.

I tillegg til det viskoelastiske overflateaktive materiale fordrer det vandige fraktureringsfluid ifølge oppfinnelsen en tilstrekkelig mengde av minst ett vannlø-selig salt for bevirking av stabilitet av formasjonen. Det anvendes typisk vannløse-lige kalium- og ammoniumsalter så som kalsiumklorid, tetrametylammoniumklorid og ammoniumklorid. Dessuten kan det også anvendes kalsiumklorid-, kalsium-bromid-, magnesiumklorid- og sinkhalogenid-salter. Andre egnede salter innbefatter aluminiumsalter, zirkoniumsalter og liknende. Formasjons-stabilitet og spesielt leire-stabilitet oppnås ved et konsentrasjonsnivå på noen få vektprosent, og som sådan blir densiteten av fluidet vanligvis ikke forandret i noen betydelig grad ved tilstedeværelse av saltet. Hvis fluid-densiteten imidlertid blir et viktig hensyn, kan det anvendes tyngre salter.

Ytterligere anvendelser av den foreliggende oppfinnelse kan finnes ved syrefrakturering. Ved syrefrakturering er det ønskelig å pumpe sekvensielle stadier av viskøse fluider og av syrer. Teoretisk skyter syren fingrer inn i det viskøse fluid. Disse syrefingrer etser bort karbonatformasjonen kun hvor formasjonen utsettes for en syrefinger. Dette frembringer et etsemønster av bruddtypen på bergets (kalsiumkarbonat) overflater. Dette etsede område frembringer strømningskanaler for reservoarfluidene straks fraktureringsoperasjonen er avsluttet. For at denne prosess skal virke er det nødvendig med et mobilitetsforhold på minst 1000 mellom det viskøse fluid og det sure fluid. Når det gjelder guar-baserte fluider fordrer dette høyt guar-innhold og høy tverrbinding (typisk med bor eller zirkonium) for tilveiebringelse av det ønskede mobilitetsforhold. Fluider med tverrbundne polymerer er meget lik fluider som anvendes ved hydraulisk frakturering, og har de samme begrensninger som beskrevet ovenfor. Dessuten virker ikke de guar-baserte fluider eller polymerfluider ganske enkelt så effektivt som ønskelig. Nylige laboratorieresultater viser at fluider som fås med viskoelastiske overflateaktive midler, gir overlegen fingerdannelse ved syrefraktureringsanvendelser i forhold til vanlige fluider.

Syrer anvendes i stor utstrekning for stimulering av oljeproduksjonen fra krittreservoarer. Ved surgjøring av sprekker blir det først dannet en sprekk, eller snarere flere sprekker, ved at det innsprøytes en fraktureringsvæske under høyt trykk. Etter at sprekkene er blitt dannet, innsprøytes syre for etsing av strømnings-kanaler som kan holde seg etter at sprekkene er lukket, hvorved brønnens pro-duktivitet økes. Under en del syrebehandlinger innsprøytes syrene etter en for-skyllestrøm av viskøst fluid. Dette fører til dannelse av syrefingrer i den mer viskø-se for-skyllestrøm og forhindrer dannelse av hulrom nær brønnen. Undersøkelser har vist at oppløsingshastigheten øker med økende strømningshastighet og økende temperatur.

Finger-syrefrakturering av vertikale brønner er blitt grundig undersøkt, og det finnes metoder for analysering av fingerdannelsesmønstre i lineærstrømning gjennom sprekker fra vertikale brønner. Litteraturen angir at viskøs fingerdannelse er en funksjon av mobilitetsforholdet mellom fluidene. Fluider som gir liknende viskositet, skulle således oppføre seg på lik måte. Dette er imidlertid ikke blitt observert. Boratfluider har tendens til å være for følsomme overfor pH til at de kan anvendes med pålitelighet. Dette gjelder spesielt ved ca. 65-95°C. Boratfluider med en begynnelses-pH på ca. 9 gir ikke tilstrekkelig fingerdannelse nede i hullet. Zirkonat-fluider kan være effektive ved høye guarinnhold, men er vanskelige å fjerne. Under disse betingelser gir fluider basert på overflateaktive materialer overlegen ytelse og god opprensing.

Ved hydrauliske fraktureringsanvendelser anvendes en tilstrekkelig mengde av minst ett overflateaktivt middel/fortykningsmiddel som er løselig i den vandige saltløsning, ved fremgangsmåte ifølge denne oppfinnelse, under tilveiebringelse av tilstrekkelig viskositet til suspendering av proppemiddel under anbringelse, hvor fortykningsmidlet er minst ett element valgt fra gruppen som består av:

(a) et amin svarende til formelen

hvor Ri er minst omtrent en alifatisk Ci6-gruppe som kan være forgrenet eller rettkjedet og som kan være mettet eller umettet, R2 og R3 er hver uavhengig hydrogen eller en alifatisk fra d- til ca. C6-gruppe som kan være forgrenet eller rettkjedet, mettet eller umettet, og som kan være erstattet med en gruppe som gjør R2-og/eller R3-gruppen mer hydrofil;

(b) salter av aminet svarende til formelen

hvor R1f R2 og R3 er de samme som definert i det foregående, og X' er et uorganisk anion, og

(c) et kvaternært ammoniumsalt av aminet svarende til formelen

hvor R-i, R2, R3 og X'er de samme som definert i det foregående, og R4 uavhengig utgjør en gruppe som tidligere er angitt for R3 og R3, ingen av R1( R2, R3 eller R4 er hydrogen, og R2-, R3- og R4-gruppene i aminsaltet og kvat.-ammoniumsaltet kan være dannet til en heterocyklisk 5- eller 6-leddet ringstruktur som innbefatter nitrogenatomet i aminet.

En tilstrekkelig mengde av et vannløselig organisk salt og/eller alkohol kan eventuelt anvendes for tilveiebringelse av ønskede viskoelastiske egenskaper under strenge betingelser. Det organiske salt er fortrinnsvis et vannløselig karboksy-latsalt så som natrium- eller kaliumsalicylat eller liknende. Dette salt er imidlertid ikke nødvendig i alle tilfeller. Alkoholen er fortrinnsvis et overflateaktivt ko-middel, typisk en alifatisk C4-Ci2-alkohol.

Fortykningsmidlet som anvendes ved oppfinnelsen, omfatter minst ett av fortykningsmidlene beskrevet i det foreliggende. Det er blitt funnet at når det gjelder visse løsninger kan en blanding av to eller flere fortykningsmidler være foretrukket.

I tilfeller hvor fortykningsmidlet er et aminsyresalt eller kvat.-ammoniumsalt, bør det tilknyttede anion være et uorganisk anion. X' er fortrinnsvis et uorganisk anion så som et sulfat, nitrat, perklorat eller halogenid. Et halogenid (Cl, Br eller I) er foretrukket, idet Cl og Br er mest foretrukket.

Den valgfrie organiske salt-bestanddel i fraktureringsfluidet, når anvendt, er fortrinnsvis en vannløselig forbindelse som typisk innbefatter et natrium- eller kali-umsalt av et organisk anion. Anionet kan være et aromatisk organisk anion så som et salicylat, naftalensulfonat, p- og m-klorbenzoater, 3,5-, 3,4- og 2,4-diklorbenzoater, t-butyl- og etylfenat, 2,6- og 2,5-diklorfenater, 2,4,5-triklorfenat, 2,3,5,6-tetraklorfenat, p-metylfenat, m-klorfenat, 3,5,6-triklorpikolinat, 4-amino-3,5,6-triklorpikolinat, 2,4-diklorfenoksyacetat, toluensulfonat, a,b-naftoler, p,p'-bisfenol A eller kokosamidpropyldimetylaminoksid. Fortykningsmidlet bør velges slik at anionet er forenlig med elektrolytten som finnes i den vandige løsning, slik at det ikke dannes uønskede utfelninger. Det spesifikke valgte anion vil dessuten i en viss grad avhenge av den spesifikke aminstruktur.

Fortykningsmidlet anvendes i en mengde som, i kombinasjon med de andre bestanddeler, er tilstrekkelig til øking av viskositeten av det vandige fluid nok til at proppemidlet holdes i suspensjon under fluidanbringelse. Den nøyaktige mengde og det spesifikke fortykningsmiddel eller blanding av fortykningsmidler som anvendes, vil variere avhengig av konsentrasjonen av, og valget av, spesifikt (spesifikke) løselig(e) salt(er) som anvendes for opplaging av løsningen, den ønskede viskositet, anvendelsestemperaturen, løsningens pH og andre liknende faktorer.

Konsentrasjonen av det overflateaktive fortykningsmiddel kan være i området fra ca. 0,05 til ca. 6 vekt%, basert på fluidet. Det anvendes laboratoriemetoder for bestemmelse av de optimale konsentrasjoner for hvilket som helst spesielt sett av parametere. Når det for eksempel anvendes et ikke-protonert amin som fortykningsmiddel, kan pH i det vandige fluid i en viss grad forandre effektiviteten av spesielle aminer. Surere løsninger er nødvendig for at en del aminer skal opplø-ses fullstendig. Det er mulig at dette er resultatet på grunn av at aminet må bli pro-ton ert før det vil bli effektivt oppløst i fluidet.

Fortykningsmidlene velges fra en gruppe av overflateaktive materialer som kan danne de foretrukne markliknende miceller, i motsetning til typiske overflateaktive materialer som har tendens til å danne sfæriske miceller eller plateliknende strukturer. For at det valgte overflateaktive materiale skal være egnet ved den foreliggende oppfinnelse må det videre være i stand til å danne de markliknende miceller over et vidt konsentrasjonsområde, så som 1-8 vekt%, i det vandige fluid. Antallet overflateaktive materialer som med hell kan anvendes ved oppfinnelsen, reduseres med økende temperatur.

Det foretrukne fortykningsmiddel er erucyl-bis(2-hydroksyetyl)metylammo-niumklorid. Alternative fortykningsmidler kan anvendes enten alene eller i kombinasjon i henhold til oppfinnelsen, innbefattende erucyltrimetylammoniumklorid, N-metyl-N,N-bis(2-hydroksyetyl)rapsoljeammoniumklorid, oleylmetylbis(hydroksy-etyl)ammoniumklorid, oktadekylmetyl-bis(hydroksyetyl)ammoniumbromid, oktade-kyltris(hydroksyetyl)ammoniumbromid, oktadekyldimetylhydroksyetylammo-niumbromid, cetyldimetylhydroksyetylammoniumbromid, cetylmetyl-bis(hydroksyetyl)-ammoniumsalicylat, cetylmetylbis(hydroksyetyl)ammonium-3,4-diklorbenzoat, cetyltris(hydroksyetyl)ammoniumjodid, bis(hydroksyetyl)soyaamin, N-metyl-N-hydroksyetyltalgamin, bis(hydroksyetyl)oktadekylamin, cosyldimetyl-hydroksyetylammoniumbromid, cosylmetylbis(hydroksyetyl)ammoniumklorid, co-syltris(hydrok-syetyl)ammoniumbromid, dicosyldimetylhydroksyetylammo-niumbromid, dicosylmetylbis(hydroksyetyl)ammoniumklorid, dico-syltris(hydroksyetyl)ammo-niumbro-mid, heksadekyletyl-bis(hydroksyetyl)ammoniumklorid, heksadekylisopropyl-bis(hydroksyetyl)ammoniumjodid, N.N-dihydroksypropylheksadekylamin, N-metyl-N-hydroksyetylheksadekylamin, N,N-dihydroksyetyldihydroksypropyloleylamin, N.N-dihydroksypropylsoyaamin, N.N-dihydroksypropyltalgamin, N-butyl-heksadekylamin, N-hydroksyetyloktadekylamin, N-hydroksyetylkosylamin, cetyla-mino-N-oktadekylpyridiniumklorid, N-soya-N-etylmorfoliniumetosulfat, metyl-1 - oleylamidoetyl-2-oleylimidazolinium-metylsulfat og metyl-1 -talgamidoetyl-2-talgimidazolinium-metylsulfat.

For fremstilling av det vandige hydrauliske fraktureringsfluid i henhold til den foreliggende oppfinnelse tilsettes fortykningsmidlet til en vandig løsning hvor det er blitt oppløst en viss mengde av minst ett vannløselig salt. Standard-blandemetoder kjent på området kan anvendes, siden oppvarming av løsningen og spesielle agiteringsbetingelser normalt ikke er nødvendig. Ved anvendelse under betingelser med ekstrem kulde som kan finnes i Alaska eller Canada, bør det selvfølgelig anvendes normale oppvarmingsmetoder.

Det er noen ganger foretrukket å oppløse fortykningsmidlet i en alkohol med lavere molekylvekt før det blandes med den vandige løsning. Alkoholen eller diolen med lavere molekylvekt, for eksempel isopropanol eller propylenglykol, kan virke slik at den understøtter solubilisering av fortykningsmidlet. Andre liknende midler kan også anvendes. Videre kan det anvendes et skummingshindrende middel så som en polyglykol for forhindring av uønsket skumming under fremstil-lingen av fraktureringsfluidet hvis et skum ikke er ønskelig under behandlingsbe-tingelsene. Hvis et skummet fluid er ønskelig, kan det anvendes en gass så som luft, nitrogen, karbondioksid eller liknende.

I tillegg til de vannløselige salter og fortykningsmidler beskrevet i det foreliggende kan det vandige hydrauliske fraktureringsfluid inneholde andre vanlige bestanddeler som utfører spesifikke ønskede funksjoner, f.eks. korrosjonsinhibito-rer, fluidtap-additiver og andre som beskrevet tidligere i det foreliggende, og liknende. Proppemidlet kan deretter suspenderes i fraktureringsfluidet.

EKSEMPEL 1

Tre 500 ml begerglass ble fylt med 250 ml av 3 vekt% ammoniumkloridløs-ning. Erucyl-bis(2-hydroksyetyl)metylammoniumklorid ble tilsatt i tre konsentrasjoner: 2, 3 og 4 volum%. Det ble ikke tilsatt natriumsalicylat. Systemene ble omrørt inntil alt det overflateaktive middel var oppløst. Reologiske målinger ble utført ved 43°C, 54°C, 66°C og 79°C.

Diagrammet nedenfor viser viskositeten av fraktureringsfluider basert på ' overflateaktivt middel, fremstilt uten tilsetting av natriumsalicylat. Dataene viser at det kan oppnås tilstrekkelig viskositet for hensiktsmessig transport av proppemiddel (= 50 cp ca. 170 sek'<1>) ved fluidtemperaturer på opp til ca. 80°C.

EKSEMPEL 2

Tre 500 ml begerglass ble fylt med 250 ml av 3 vekt% ammoniumkloridløs-ning. Erucyl-bis(2-hydroksyetyl)metylammoniumklorid ble tilsatt i en konsentrasjon på 4 volum%. Natriumsalicylat (0,06 vekt%) ble tilsatt i ett begerglass, og 0,5 vekt% erucylamin ble tilsatt i det andre. Systemene ble omrørt inntil alt det overflateaktive middel var oppløst. Reologiske målinger ble utført ved 79,4 og 93,3°C. Resultatene viser at erucylamin har anvendelse som høytemperatur-viskositets-stabilisator.

EKSEMPEL 3

Tre 500 ml begerglass ble fylt med 250 ml av 3 vekt% ammoniumkloridløs-ning. Erucyl-bis(2-hydroksyetyl)metylammoniumklorid ble tilsatt i en konsentrasjon på 4 volum%. Kokosamidpropyldimetylaminoksid (0,6 vekt%) ble tilsatt i ett begerglass. Systemene ble omrørt inntil alt det overflateaktive middel var oppløst. Reologiske målinger ble utført ved 54, 66 og 79°C.

Resultatene viser at kokosamidpropyldimetylaminoksid (0,6 vekt%) har anvendelse som viskositetsøkende middel i dette temperaturområde.

EKSEMPEL 4

Eksempel 4 viser egenskaper som kan oppnås under anvendelse av forskjellige viskositetsøkende midler (benzosyrederivater). I en 3% ammoniumklorid-løsning i en Warring-blander ble følgende oppløst: 0,5 mM benzosyrederivater så som natriumsalicylat, 3-hydroksybenzosyre, 4- og 5-metylsalicylsyre. Løsningen ble blandet godt, og luft ble fjernet, før viskositeten ble målt på et kapillarviskosimeter som beveget seg frem og tilbake. Viskositeten ble målt ved forskjellig temperatur fra 27 til 107°C. Viskositetsverdiene ved 93°C er vist nedenfor:

4- og 5-substituert 2-hydroksybenzosyre ga tilstrekkelig viskositet (57 sek'<1>) selv ved 104°C ved en konsentrasjon av erucyl-bis(2-hydroksyetyl)metylammo-niumklorid på 4%.

EKSEMPEL 5

Forsøk i nærvær av polysakkarid ( auar)

I et liknende forsøk oppløses 0,5 mM natriumsalicylat i 3% ammoniumklo-ridløsning. Til dette tilsettes hydratiserte guar slik at det fås en sluttkonsentrasjon på 0,24-0,60 g/l, fulgt av en løsning av overflateaktivt middel på fra 0,5 til 5%. Løsningen blandes godt, og viskositeten måles på et kapillarviskosimeter som beveges fram og tilbake. Viskositeten av 5% erucyl-bis(2-hydroksyetyl)metyl-ammoniumklorid i nærvær av 2,3 kg guar er oppført nedenfor:

EKSEMPEL 6

Eksempel 6 tilveiebringer tilsetning av fluorforbindelser og overflateaktive ko-midler for forhindring av emulgeringer. Tilstedeværelse av fluorforbindelser og andre ikke-ioniske overflateaktive midler som overflateaktive ko-midler med eru-cyl-bis(2-hydroksyetyl)metylammoniumklorid undersøkes. De er funnet å være egnet som de-emulgeringsmidler i erucyl-bis(2-hydroksyetyl)metylammonium-klorid-diesel-systemer. Tilsetning av fra 0,001% til 0,1% Fluorad-FC 750 og Fluorad FC 754, og blandinger av ikke-ioniske og kationiske overflateaktive midler ble funnet å redusere dannelsen av emulsjon.

De-emulgeringen ble undersøkt ved hjelp av to metoder. Til 10 ml erucyl-bis(2-hydroksyetyl)metylammoniumklorid-gel ble det tilsatt fra 1 til 200 pJ av de-emulgeringsmidlet, og dette ble virvlet godt rundt. Til dette tilsettes 20 ml diesel, og det rystes godt i 30 sekunder. Effektiviteten av forskjellige overflateaktive midler ble sammenliknet ut fra tiden som var nødvendig for å skille blandingen i to lag. Den undersøkes også ved at man ser på trykket som fordres for filtrering av blandingen gjennom en Whitmann-membran. Tilstedeværelse av fluorforbindelser og andre overflateaktive midler gjorde filtreringen lettere.

Viskositeten av erucyl-bis(2-hydroksyetyl)metylammoniumklorid i nærvær av disse forbindelser ble også undersøkt, og det er vist at disse forbindelser for-øker viskositeten av erucyl-bis(2-hydroksyetyl)metylammoniumklorid.

EKSEMPEL 7

Det ble utført en serie forsøk for bestemmelse av halveringstidene hos skum basert på viskoelastiske overflateaktive midler, dannet ved forhøyet temperatur og trykk. Resultatene viser tilstrekkelig skumstabilitet opp til 88°C.

Apparaturen anvender en oppvarmet 250 ml ISCO-sprøytepumpe for å til-føre væskefasen til en skumgenerator. En nitrogenflaske med en digitalstrøm-nings-regulator av typen Brooks tilfører gassen til skumgeneratoren. Skummet passerer forbi et observasjonsglass som muliggjør at man kan observere skum-mets konsistens og boblestørrelsesfordeling, og går deretter videre og fyller en oppsamlingsbeholder med glassvegg. Cellen oppvarmes ved hjelp av vann som sirkulerer fra et Hakke-bad. Det er anbrakt et uttak på oppsamlingsbeholderen som muliggjør skumprøvetaking.

Én liter av et basisfluid som består av 4 volum% erucyl-bis(2-hydroksyetyl)-metylammoniumklorid + 0,06 vekt% natriumsalicylat ble tillaget på den måte som er beskrevet i tidligere eksempler. Skummene ble dannet ved ca. 7,6 MPa og deretter pumpet inn i den for-oppvarmede oppsamlingsbeholder. Halveringstidene for skum (tiden ved hvilken 50% av basisfluidet er blitt separert fra skummet) ble målt ved 4 testtemperaturer: 66,79, 85 og 88°C. Resultatene er vist i følgende tabell.

EKSEMPEL 8A

Fluidutlekkings-reguleringsegenskapene for fluider basert på overflateaktivt middel i forhold til polymerbaserte fluider ble vurdert ved dynamiske fluidtap-tester. Denne testmetode simulerer utlekking av fraktureringsfluider i et porøst medium under representative betingelser for hydraulisk frakturering. Testene ble utført med et fraktureringsfluid inneholdende generisk borat-tverrbundet guar, samt et fluid basert på generisk overflateaktivt middel, additivene og deres konsentrasjon som spesifisert i tabell 1. Testene innbefatter opprettholdelse av et dif-ferensialtrykk på 6,9 MPa over kjernens lengde, i et tidsrom som er tilstrekkelig langt til at det opprettes en konstant utlekkingshastighet. Konstante utlekkingsbe-tingelser opprettes enten når det dannes en ugjennomtrengelig ytre filterkake på kjernens overflate, eller når de indre porer fylles med en indre filterkake. Konstant utlekkingshastighet kan også eksistere når utlekkingsreguleringsmekanismen vis-kositetsreguleres.

Den bibeholdte gjennomtrengelighet hos kjernene etter utlekking ble fast-satt ut fra trykkfallet som var nødvendig for at saltløsningen skulle strømme med konstant strømningshastighet gjennom kjernen. Retningen for strømmen er rever-sert sammenliknet med retningen for utlekking, slik at den tilbakestrømnings-bibeholdte gjennomtrengelighet er representativ for gjennomtrengeligheten for strømmen av formasjonsfluid.

EKSEMPEL 8B

Tabell 2 viser resultater oppnådd som i 8B, videre ved at den viser resultatene av testene for dynamisk fluidtap for det guarbaserte fluid og vårt fluid basert på overflateaktivt middel, sammen med den matriks-bibeholdte gjennomtrengelighet etter 25 minutter under tilbakestrømning. Disse data viser at fluidet basert på overflateaktivt middel har bedre utlekkings-reguleringsegenskaper. Dataene viser videre at, sammenliknet med polymerbaserte fluider, er reduksjonen i bibeholdt gjennomtrengelighet med fluidet basert på overflateaktivt middel for saltløsning (formasjonsvann) ikke bare lavere, men også mer opprettholdbar. Dette viser at sammenliknet med polysakkaridbaserte fluider vil fluidet basert på overflateaktivt middel forsinke innstrømmingen av formasjonsvann i sprekken, idet sprekk-opprensingspotensialet således forøkes.

Tabell 2: Sammenlikning av utlekkingsegenskapene hos et polymerbasert fluid og et fluid basert på viskoelastisk overflateaktivt middel

EKSEMPEL 9

Sakshistorien som fremgår av fig. 8, viser resultatene fra 3 behandlinger som ble utført for gassbrønner. Formasjonens gjennomtrengelighet var ca. 25 mD. Brønnoperatøren hadde angitt, basert på tidligere erfaring på området, hva de ventede produksjonshastigheter var for disse brønner. Når formasjonen ble f raktu-rert med fraktureringsfluidet basert på overflateaktivt materiale, ifølge denne oppfinnelse, var den resulterende produksjonshastighet betydelig høyere enn ventet.

EKSEMPEL 10

Sakshistorien ifølge fig. 9 viser resultatene av behandling av tre soner i en gassbrønn med et fraktureringsfluid basert på viskoelastisk overflateaktivt materiale. Produksjonshastighetene fra hver sone er sammenliknet med hastighetene fra en awiks-brønn som var blitt frakturert med et polysakkarid-basert fluid (guar). En produksjonshastighets-forbedring i området fra 27 til 73% ble observert når fraktureringsfluidet basert på overflateaktivt materiale ble anvendt.

EKSEMPEL 11

Det ble tillaget eksempler med forskjellige viskositetsøkende midler (benzosyre-derivater), og disse viste resultatene nedenfor. I en 3% ammoniumkloridløs-ning i en Waring-blander, oppløs 0,5 mM benzosyre-derivater så som natriumsalicylat, 3-hydroksybenzosyre, 4- og 5-metylsalicylsyre. Løsningen blandes godt og luft fjernes før måling av viskositeten på et kapillar-viskosimeter som beveges fram og tilbake. Viskositeten ble mål ved forskjellige temperaturer på fra 27 til 107°C. Viskositeten ved 93°C er oppført i tabell 3.

4- og 5-substituert 2-hydroksybenzosyre ga tilstrekkelig viskositet (57 sek"<1>) selv ved 104°C ved en konsentrasjon av erucyl-bis(2-hydroksyetyl)metylammo-nium-klorid på 4%.

EKSEMPEL 12

Forsøk i nærvær av polysakkarider (guar-polymerer). I et liknende forsøk, oppløs 0,5 mM natriumsalicylat i 3% ammoniumkloridløsning. Til dette tilsettes hydratisert guar under oppnåelse av en sluttkonsentrasjon på 0,23-0,6 g/l, fulgt av 0,5-5% løsning av overflateaktivt middel. Løsningen blandes godt, og viskositeten måles på et kapillar-viskosimeter som beveges fram og tilbake. Viskositeten av 5% erucyl-bis(2-hydroksyetyl)metylammoniumklorid i nærvær av 2,3 kg guar er vist nedenfor.

Følgende gjelder det forhold å tilsette fluorforbindelser og forhindre emulge-ring, dvs. fluorforbindelser og overflateaktive ko-midler: Tilstedeværelse av fluorforbindelser og andre ikke-ioniske overflateaktive midler som overflateaktive ko-midler med erucyl-bis(2-hydroksyetyl)metylammo-niumklorid undersøkes. De er funnet å være egnet som de-emulgeringsmidler i erucyl-bis(2-hydroksyetyl)metylammoniumklorid-diesel-systemer. Tilsetting av fra 0,001 til 0,1% Fluorad-FC 750 og Fluorad-FC 754, og blandinger av ikke-ioniske og kationiske overflateaktive midler ble funnet å redusere dannelsen av emulsjon.

De-emulgeringen ble testet ved hjelp av to metoder. Til 10 ml erucyl-bis(2-hydroksyetyl)metylammoniumklorid-gel ble det tilsatt fra 1 til 200 (il av de-emul-geringsmidlet, og det ble virvlet godt. Til dette tilsettes 20 ml diesel, og det rystes godt i 30 sekunder. Effektiviteten av forskjellige overflateaktive midler ble sammenliknet ut fra den tid det tok å separere blandingen i to lag. Den testes også ved at man ser på det trykk som er nødvendig for filtrering av blandingen gjennom en Whitmann-membran. Tilstedeværelse av fluorforbindelser og andre overflateaktive midler gjorde filtreringen lettere.

Viskositeten av erucyl-bis(2-hydroksyetyl)metylammoniumklorid i nærvær av disse forbindelser ble også testet, og det er vist at disse forbindelser øker viskositeten av erucyl-bis(2-hydroksyetyl)metylammoniumklorid.

EKSEMPEL 13

Det ble utført blandetester med det overflateaktive middel av typen Witco inneholdende erucylmetyl-bis(2-hydroksyetyl) ammoniumklorid, som leveres fra

Witco Chemical Company (i det følgende i dette eksempel angitt som «overflateaktivt middel»).

Testene viste at oppfinnelsen ifølge denne patentsøknad kan anvendes med hell ved at det overflateaktive middel pumpes direkte til blanderen uten langvarig hydratisering i en mikser, slik som det fordres ved frakturerings-fremgangsmåtene ifølge teknikkens stand. Det vil således være mulig å oppnå viskositetsøk-ninger og nesten samtidig pumpe fraktureringsfluidet inn i borehullet, idet man unngår anvendelse av et ekstra blande- eller hydratiseringstrinn, hvorved det spares vesentlig tid og ressurser og virkelig tidsjustering for viskositetsnivåer gjøres lettere.

Det er for eksempel ikke noe problem for det overflateaktive middel å gi viskositet både ved kontinuerlige eller satsblandingsteknikker under anvendelse av eksisterende utstyr og fremgangsmåter oppført på frak-båtene. Tilmåling ble utført under anvendelse av en kombinasjon av 75% erucylforbindelse og 25% iso-propylalkohol.

Det samme utstyrs-oppsett for kontinuerlig blanding som anvendt for PermFRAC™-behandlinger ble oppført og utført med ClearFRAC™-material-blandingstesten. Det overflateaktive middel ble anbrakt i en tilbakeførbar pose («tote») på annenetasjes-blandedekket i en fralands-fraktureringsbåt, ved siden av sklirammen. Posen ble valset like før anvendelse, og produktet ble tatt ut fra bunnen og pumpet tilbake i toppen. 3% NH4CI ble oppdelt i 230 barrel friskt by-vann som befant seg på styrbord 3 under dekkbåt-tanken. Vanntemperaturen var 31 °C. Ingen høytemperatur-stabilisator ble innført i blandevannet, noe som simu-lerte de verste betingelser for kontinuerlig blanding.

To sklirammepumper (0-40 bpm) ble fylt og plumbert i sugemanifolden for styrbordsblanderen. Den anvendte pumpe var pumpen i styrbord-prosessforløpet. Før pumping av 3% NH4CI ble blanderen og pumpen først innstilt under anvendelse av elvevann. Pumpehastigheten ble innstilt til 15 barrel pr. minutt. Det overflateaktive middel ble innstilt til 25 gallon pr. min. under anvendelse av én av pum-pene (4% mengde av overflateaktivt middel). Når testen ble startet, ble prøver uttatt ved uttømmingsmanifolden for blanderen ved innsuget for tripleks-pumpen, og nedstrøms for tripleks-pumpen. Det ble uttatt totalt 8 prøver, 4 ved blanderen og 2 fra hver av innsugnings- og nedstrøms-sidene av triplekspumpen. Totalt 60 barrel rent fluid ble blandet, fulgt av 50 barrel oppslemmet fluid med en stigning på fra 1 til 15 ppa under anvendelse av 12/20-proppemiddel.

Resultater av test av kontinuerlig blanding

I tabell 4 er oppregnet Fann 35-målingene utført for de oppsamlede prøver. Dataene viser at utbyttet av det overflateaktive middel var fullstendig avgitt idet det kom ut av blanderen, noe som viser at det påføres nok skjærkraft på det overflateaktive middel i blander-slyngeren til at man får produktet fullstendig - ingen ytterligere tid eller skjærkraft er nødvendig. Det ble ikke sett noe sandopphopnings-problem når slangene og utstyret ble undersøkt etter blandetesten. Det eneste problem man støtte på, var at slangen på 2,5 cm som tilførte det overflateaktive middel til blanderen, var innstilt til å avgi det overflateaktive materiale med en hastighet på 95 liter pr. min., selv om det ble anvendt en A-pumpe. En 5 cm ledning anbefales. Posen på 2080 liter ser dessuten ut til å være en god arbeidstank å trekke fra for kontinuerlig blanding. Posen på 2080 liter anbrakt på en pose på 416 liter (dvs. anbrakt i en høyde på ~ 0,9 meter for ytterligere hydrostatisk trykk) er derfor anbefalt som foretrukket.

Satsblandings-testbetingelser

Totalt 25 barrel av 4% overflateaktivt middel ble satsblandet i 3% NH4CI under anvendelse av dekk-skovltankblanderne på 50 barrel. Det ble ikke anvendt noen sentrifugalpumpe. Skovlen ble innstilt på middels hastighet (~ 30-40 omdr. pr. min.). Vanntemperaturen var 31 °C. Det overflateaktive middel ble tilført til fluidet fra toppen med en hastighet på ~ 22,7 liter pr. min.

Satsblandetest-resultater

Under blandetesten merket man at det overflateaktive middel begynte å tilveiebringe viskositet før alt materiale var tilsatt (innen 3 minutter etter begynnelses-tilsetning). Det tok totalt ~ 7 minutter å tilsette det overflateaktive materiale. Den siste del av overflateaktivt materiale hadde ikke noe problem med å skjæres inn i fluidet hvor viskositeten var øket. Fann 35-målinger viste at utbyttet av det overflateaktive middel var fullstendig innen 10 minutter etter at den siste del av overflateaktivt middel var tilsatt. Testen viste at selv ved middels skovlhastighet er det tilgjengelig mye skjærkraft til innskjæring og til at det overflateaktive produkt lett oppnås.

Konklusjon med hensyn til testdata ifølge eksempel 13

Den kontinuerlige blandetest viste at det overflateaktive middel Clear-FRAC™ var i fullt utbytte idet det kom ut fra blanderens utløp, noe som viste at

blanderen avgir en passende mengde skjærkraft til at produktet oppnås. For denne blandetest var omgivelsestemperaturen for det overflateaktive middel og blandevann i temperaturområdet 85-90°C. Virkningen av lavtemperatur-blandevann og overflateaktivt middel på hvor godt blanderen vil gi det overflateaktive produkt er ikke kjent på dette tidspunkt.

Den utførte satsblandetest viste at det overflateaktive materiale lett kan satsblandes. En moderat mengde skjærkraft vil lett gi det overflateaktive materiale. For blanding under dekk anbefales de mindre tanker på 230 og 250 barrel fremfor de større tanker på 500 og 550 barrel, idet tankene ikke er mer enn 95% fulle for øking av fluidsirkulasjonen.

Claims

1. Fremgangsmåte for redusering av fluidtap inn i en formasjon som har en permeabilitet på mindre enn 10 mD under frakturering av formasjonen, karakterisert ved at den omfatter at (a) det tilveiebringes et fraktureringsfluid basert på viskoelastisk overflateaktivt middel, omfattende (i) et vandig medium og (ii) en fortykkende mengde av et overflateaktivt middel som kan danne markliknende miceller; og (b) det dannes et viskøst fluid omfattende markliknende miceller, idet micellene har avlang struktur, og micellene er i stand til å opprettholde øket viskositet hos fluidet, og videre kan micellene selektivt dannes eller oppløses basert på polariteten av det omgivende fluid i formasjonen; (c) det viskøse fluid som omfatter markliknende miceller, pumpes gjennom et borehull og inn i en formasjon ved et trykk som er tilstrekkelig til frakturering av formasjonen, idet formasjonen har en sprekkoverflate som er omsluttet av fluidet, og videre omfatter formasjonen minst én sone som stort sett er hydrokarbonbærende; (d) tapet av viskøst fluid inn i sprekkoverflaten reduseres; (e) hvorved volumet av viskøst fluid som er tilgjengelig for frakturering av formasjonen, økes, og sprekkvolumet pr. barrel av viskøst fluid som pumpes inn i borehullet, økes.

2. Fremgangsmåte for redusering av dannelsen av formasjonsvann fra en undergrunnsformasjon som har en permeabilitet på mindre enn 10 mD etter frakturering av formasjonen, karakterisert ved at a) det tilveiebringes et vandig hydraulisk fraktureringsfluid basert på viskoelastisk overflateaktivt middel, omfattende (i) et vandig medium, (ii) minst et vannløselig salt i en mengde effektiv for å innvirke på formasjonsstabilitet, og (iii) et fortykkende mengde av et overflateaktivt middel i stand til å danne marklignende miceller, (b) det dannes et viskøst fluid som omfatter miceller, idet micellene har hydrofobe og hydrofile deler; (c) det viskøse fluid som omfatter markliknende miceller, pumpes gjennom et borehull og inn i en formasjon ved et trykk som er tilstrekkelig til frakturering av formasjonen, idet formasjonen har en vandig sone som inneholder formasjonsvann, og en hydrokarbon-sone; (d) micellene får komme inn i den vandige sone; (e) spaltingen av miceller i hydrokarbonsonen gjøres lettere, hvorved viskositeten av fluidet i hydrokarbonsonen reduseres under dannelse av et fortynnet fluid; (f) fortynnet fluid fjernes fra hydrokarbonsonen i formasjonen; og (g) mengden av formasjonsvann dannet fra formasjonen under fjerningstrinnet, reduseres.

3. Fremgangsmåte for frakturering av en undergrunnsformasjon med en permeabilitet på mindre enn 10 mD .karakterisert ved at a) det tilveiebringes et vandig hydraulisk fraktureringsfluid basert på viskoelastisk overflateaktivt middel, inkluderende et fortykningsmiddel som omfatter (i) et vandig medium, (ii) minst et vannløselig salt i en mengde effektiv for å innvirke på formasjonsstabilitet, og (iii) en fortykkende mengde av et overflateaktivt middel valgt fra gruppen som består av (a) et amin svarende til formelen hvor Ri er minst omtrent en alifatisk Ci6-gruppe som kan være forgrenet eller rettkjedet og som kan være mettet eller umettet, R2 og R3 er hver uavhengig hydrogen eller en alifatisk fra Cr til ca. C6-gruppe som kan være forgrenet eller rettkjedet, mettet eller umettet, og som kan være substituert med en gruppe som gjør R2- eller R3-gruppen mer hydrofil; eller (b) salter av aminet svarende til formelen hvor Ri, R2 og R3 er de samme som definert i det foregående, og X" er et uorganisk anion, eller (c) et kvaternært ammoniumsalt av aminet svarende til formelen hvor Ri, R2, R3 og X' er de samme som definert i det foregående, og R4 utgjør en gruppe som tidligere er angitt for R2 og R3, ingen av Ri, R2, R3 eller R4 er hydrogen, og R2-, R3- og R4-gruppene av aminsaltet og kvat.-ammoniumsaltet kan være dannet til en heterocyklisk 5- eller 6-leddet ringstruktur som innbefatter nitrogenatomet i aminet; og metoden omfatter videre at: (b) det dannes et viskøst fluid som omfatter miceller; (c) det viskøse fluid som omfatter miceller, pumpes gjennom et borehull og inn i en formasjon ved et trykk som er tilstrekkelig til frakturering av formasjonen, idet formasjonen har en vandig sone som inneholder vann, og en hydrokarbon-sone; (d) micellene får komme inn i den vandige sone; (e) strukturelt endre micellene inne i fluidet i hydrokarbonsonen, hvorved viskositeten av fluidet i hydrokarbonsonen reduseres; (f) fluid fjernes fra hydrokarbonsonen; (g) det produseres hydrokarboneer fra undergrunnsformasjonen og (h) mengden av vann dannet fra formasjonen under fjerningstrinnet, reduseres.

4. Fremgangsmåte for frakturering av en undergrunnsformasjon med en permeabilitet på mindre enn 10 mD, under overflaten av grunnen ved å anvende et viskøst fraktureringsfluid uten langvarig hydratisering av fraktureringsfluidet over grunnens overflate, karakterisert ved at (a) det tilveiebringes et konsentrat ved grunnens overflate, idet konsentratet omfatter en fortykkende mengde av et overflateaktivt middel som kan danne markliknende miceller; (b) det tilveiebringes en vandig fluidkomponent; (c) det tilveiebringes et vannløselig salt i en mengde som er effektivt til å innvirke på formasjonsstabiliteten, og; (d) konsentratet blandes med den vandige fluidkomponent og det vannløselige salt over grunnens overflate under dannelse av et viskøst fraktureringsfluid mens det viskøse fraktureringsfluid hovedsakelig samtidig pumpes under grunnens overflate inn i et borehull.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at den videre omfatter at (d) det viskøse fraktureringsfluidet pumpes inn i formasjonen ved et trykk som er tilstrekkelig til frakturering av formasjonen, hvor formasjonen fraktureres ved sin sprekkoverflate.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, hvor formasjonen omfatter en hydrokarbonbærende sone og en vandig sone, karakterisert ved at den videre omfatter de trinn at (e) en reduksjon i viskositeten av det viskøse fraktureringsfluid inne i en hydrokarbonbærende sone gjøres lettere; og (f) viskositeten av det viskøse fluid i en vandig sone opprettholdes.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at den videre omfatter de trinn at (g) tap av viskøst fraktureringsfluid inn i sprekkoverflaten reduseres; (h) hvorved volumet av viskøst fluid som er tilgjengelig for frakturering av formasjonen, økes, og sprekkstørrelse pr. volumenhet av viskøst fraktureringsfluid som pumpes inn i borehullet, økes.

8. Fremgangsmåte for frakturering av en undergrunnsformasjon med permeabilitet på mindre enn 10 mD under anvendelse av et viskøst fraktureringsfluid, karakterisert ved at den omfatter at (a) det tilveiebringes et konsentrat ved grunnens overflate, idet konsentratet omfatter et fortykningsmiddel som omfatter et viskoelastisk overflateaktivt middel i stand til å danne marklignende miceller; (b) det tilveiebringes en vandig fluidkomponent, (c) konsentratet blandes med den vandige fluidkomponent for å danne et viskøst fraktureringsfluid slik at fortykningsmiddelet er i en fortykkende mengde, mens det viskøse fraktureringsfluidet pumpes under grunnens overflate inn i et borehull uten langvarig hydratisering.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at den videre omfatter følgende trinn: (d) det viskøse fraktureringsfluid pumpes inn i formasjonen ved et trykk som er tilstrekkelig til frakturering av formasjonen, hvor formasjonen fraktureres ved sin sprekkoverflate.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at den videre omfatter følgende trinn: (e) en reduksjon i viskositeten av det viskøse fraktureringsfluid i en hydrokarbonbærende sone gjøres lettere, og (f) viskositeten av det viskøse fluid i en vandig sone opprettholdes.