NO338985B1 - Sammensetning for anvendelse i en brønn og brønnbehandlingsfremgangsmåte. - Google Patents

Description

Bakgrunn for oppfinnelsen

Foreliggende oppfinnelse angår en sammensetning og fremgangsmåte for generering av selv-destruerende filterkaker i borebrønner og i undergrunnsformasjoner. Mer spesielt angår den en sammensetning og fremgangsmåte for injeksjon av fluider inneholdende faste stoffer som danner filterkaker hvor syrer dannes etter at filterkakene er plassert. Sammensetningen og fremgangsmåten anvendes i oljefeltapplikasjoner.

Det er mange oljefeltapplikasjoner hvor filterkaker er nødvendige i borebrønnen, i regionen nære borebrønnen eller i ett eller flere nivåer av formasjonen. Slike applikasjoner er de hvor det uten et filterkakefluid ville lekke ut i porøse bergarter ved en uønsket hastighet under en brønnbehandling. Slike behandlinger omfatter boring, bore-inn ("drill-in"), komplettering, stimulering (for eksempel hydraulisk frakturering eller matriksoppløsning), sandkontroll (for eksempel gruspakking, frac-pakking og sandkompaktering), avledning, avleiringskontroll, vannkontroll og andre. Typisk, etter at disse behandlingene er fullført, er fortsatt tilstedeværelse av filterkaken uønsket eller uakseptabelt.

Faste, uoppløselige materialer (som kan betegnes fluidtapsadditiver og filterkakekomponenter) blir typisk tilsatt fluider som anvendes i disse behandlingene for å danne filterkakene, selv om oppløselige (eller i det minste meget dispergerte) komponenter av fluider (så som polymerer eller tverrbundne polymerer) noen ganger kan danne filterkakene. Fjerning av filterkaken blir typisk oppnådd enten ved mekaniske midler (skraping, spyling eller lignende), ved påfølgende tilsetning av et fluid inneholdende et middel (så som en syre, en base eller et enzym) som løser opp minst en del av filterkaken, eller ved manipulering av den fysiske tilstanden til filterkaken (for eksempel ved emulsjonsinversjon). Disse fjerningsmetodene krever vanligvis et verktøy eller tilsetning av et annet fluid (for eksempel å endre pH eller å tilsette et kjemikalie). Dette kan noen ganger gjøres i borebrønnen, men kan normalt ikke gjøres i et proppemiddel eller gruspakke. Noen ganger kan operatøren være avhengig av strømmen av produserte fluider (som vil være i motsatt retning fra strømmen til fluidet da filterkaken ble lagt ned) for å løsne filterkaken, eller for å oppløse filterkaken (for eksempel dersom det er et oppløselig salt). Disse metodene krever imidlertid fluidstrøm og resulterer ofte i langsom eller ufullstendig filterkakefjerning. Noen ganger kan et nedbrytningsmiddel innføres i filterkaken, men disse må normalt være forsinket (for eksempel ved forestring eller innkapsling) og de er ofte dyre og/eller vanskelige å plassere og/eller vanskelig å utløse.

US2002142919 A beskriver belegg for brønnsikter som beskytter siktene mot skader når de blir innsatt i borehullet, og idet de er nede i brønnen, frigjør reaktive materialer for å reagere med og nedbryte potensielt pluggende materialer slik som faststoffer fra boring, fluid filterkaker, fluidtapsadditiver, og borefluider. Beleggene kan være spesielt utviklet for individuelle brønnforhold og omfatter et bindemiddel som enten smelter eller oppløses i borehullet og ett eller flere reaktive materialer som frigjøres i sikten og i nærheten av borehullområdet og som er effektive ved nedbrytning eller oppløsning av materialer som potensielt kan plugge igjen sikten.

EP 0404489 vedrører anvendelse av et hydroksyeddiksyrekondensasjons-produkt som et fluidtapsmateriale i en brønnkomplettering eller overhalings-prosess i hvilken et fluid omfattende en hydrolyserbar vandige gel anvendes. Hydroksyeddiksyrekondensasjonsproduktet degraderer ved formasjons-betingelser for å tilveiebringe hydroksyeddiksyre som bryter den vandige gelen.

Det er et behov for en ny sammensetning og metode hvor en filterkake blir dannet fra minst to komponenter, av én som langsomt reagerer med vann og av den andre som reagerer med et reaksjonsprodukt fra den første for å destruere filterkaken spontant.

Oppsummering av oppfinnelsen

Ifølge oppfinnelsen tilveiebringes en sammensetning for anvendelse i en brønn, idet sammensetningen er i form av en fiber, kule, bånd eller plate og dannet av partikler, som hver omfatter: en fast syreforløper valgt fra laktid, glykolid, polymelkesyre, polyglykolsyre, kopolymerer av polymelkesyre og polyglykolsyre, kopolymerer av glykolsyre med andre hydroksy-, karboksylsyre- eller hydroksykarboksylsyreholdige grupper, kopolymerer av melkesyre med andre hydroksy-, karboksylsyre- eller hydroksykarboksylsyreholdige grupper og blandinger derav, og et fast, syrereaktivt materiale valgt fra borsyre, boraks, magnesiumhydroksid, kalsiumkarbonat, aluminiumhydroksid, kalsiumoksalat, kalsiumfosfat, aluminiummetafosfat, natrium-sink-kalium-polyfosfat glass og natrium-kalsium-magnesium-polyfosfatglass.

Fortrinnsvis omgir den faste syreforløperen det faste, syrereaktive materialet, og er belagt med et hydrolyseforsinkende materiale.

Oppfinnelsen vedrører også brønnbehandlingsfremgangsmåte omfattende: fremstilling av et brønnbehandlingsfluid som omfatter en sammensetning i henhold til et hvilket som helst av de to foregående avsnitt; injisering av fluidet inn i brønnen, hvorved fluidet kontakter overflaten av en undergrunnsformasjon som omgir brønnen og danner filterkaken som omfatter partiklene i sammensetningen på formasjonsoverflaten; og tillate minst én andel av denne faste syreforløperen å hydrolysere, hvorved minst en andel av partiklene løses opp, og derved minst delvis ødelegge filterkaken og tillate økt fluidstrøm inn eller ut av formasjonen.

Kort beskrivelse av tegningene

Figur 1 viser forskjellige organiske syrers evne til å oppløse kalsitt.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Utmerkede kilder til syre som kan dannes nede i brønnen når og hvor det er nødvendig, er faste, sykliske dimerer eller faste polymerer av visse organiske syrer, som hydrolyserer under kjente og kontrollerbare temperatur-, tid- og pH-forhold for å danne de organiske syrene.

Vi vil kalle disse faste stoffene "syreforløpere" og vi vil kalle dannelsen av syre nede i brønnen "forsinket syredannelse". Ett eksempel på en egnet fast syre-forløper er den faste sykliske dimeren av melkesyre (kjent som "laktid"), som har et smeltepunkt på 95 til 125 °C, (avhengig av den optiske aktiviteten). Et annet er en polymer av melkesyre, (noen ganger betegnet en polymelkesyre (eller "PLA") eller en polylaktat eller en polylaktid). Et annet eksempel er den faste sykliske dimeren av glykolsyre (kjent som "glykolid"), som har et smeltepunkt på ca. 86 °C. Enda et annet eksempel er en polymer av glykolsyre (hydroksyeddiksyre) også kjent som polyglykolsyre ("PGA"), eller polyglykolid. Et annet eksempel er en kopolymer av melkesyre og glykolsyre. Disse polymerene og kopolymerene er polyestere.

Cargill Dow, Minnetonka, MN, USA, fremstiller den faste sykliske melkesyre-dimeren betegnet "laktid" og produserer fra det melkesyrepolymerer eller poly-laktater, med varierende molekylvekter og krystallinitetsgrader, under det generiske handelsnavnet NATUREWORKS™ PLA. PLA-ene som for tiden er tilgjengelige fra Cargill Dow, har molekylvekter på opptil ca. 100 000, selv om ethvert polylaktid (fremstilt ved enhver metode av enhver produsent) og ethvert molekylvekt materiale med enhver krystallinitetsgrad kan anvendes i utførelsene av oppfinnelsen. PLA-polymerer er faste stoffer ved romtemperatur og blir hydrolyser! av vann for å danne melkesyre. De som er tilgjengelige fra Cargill Dow, har typisk krystallinske smeltetemperaturer på fra ca. 120 til ca. 170 °C, men andre kan oppnås. Poly(d,l-laktid) er tilgjengelig fra Bio-lnvigor, Beijing og Taiwan, med molekylvekter på opptil 500 000. Bio-lnvigor leverer også polyglykolsyre (også kjent som polyglykolid) og forskjellige kopolymerer av melkesyre og glykolsyre, ofte betegnet "polyglaktin"eller poly(laktid-ko-glykolid). Hydrolysereaksjonshastighetene til alle disse materialene styres av molekyl-vekten, krystalliniteten (forholdet mellom krystallinsk og amorft materiale), den fysiske formen (størrelse og form av det faste stoffet) og i tilfellet av polylaktid, mengdene av de to optiske isomerene. (Det naturlig forekommende l-laktidet danner delvis krystallinske polymerer; syntetisk dl-laktid danner amorfe polymerer.) Amorfe områder er mer utsatt for hydrolyse enn krystallinske områder. Lavere molekylvekter, mindre krystallinitet og større forhold mellom overflate og masse resulterer alle i raskere hydrolyse. Hydrolyse akselereres ved å øke temperaturen, ved tilsetning av syre eller base eller ved tilsetning av et materiale som reagerer med hydrolyseproduktet(ene).

Homopolymerer kan være mer krystallinske; kopolymerer tenderer å være amorfe hvis de ikke er blokk-kopolymerer. Krystallinitetsgraden kan kontrolleres ved fremstillingsmetoden for homopolymerer og ved fremstillings-metode og forholdet og fordeling av laktid og glykolid for kopolymerene. Polyglykolid kan fremstilles i en porøs form. Noen av polymerene oppløses

meget langsomt i vann før de hydrolyserer.

Andre materialer egnet som faste syreforløpere, er alle polymerene av hydroksyeddiksyre (glykolsyre) med seg selv eller andre hydroksy-, karboksylsyre- eller hydroksykarboksylsyreholdige grupper beskrevet i U. S.

Patent nr. 4,848,467; 4,957,165; og 4,986,355.

I mange oljefeltapplikasjoner, er fluidtapsadditiver og filterkaker nødvendig under en behandling, men etter behandlingen er det ønskelig at fluidtapsadditivene eller filterkake hovedsakelig er borte. For å lage fluidtapsadditiver og filterkakekomponenter blir syreoppløselige eller syrereaktive materialer, så som, men ikke begrenset til magnesia, aluminiumhydroksid, kalsitt, kalsiumoksalat, kalsiumfosfat, aluminium-metafosfat, natrium-sink-kalium-polyfosfat glass og natrium-kalsium-magnesium-polyfosfat-glass blandet med eller innført i, faste syreforløpere, så som sykliske esterdimerer av melkesyre eller glykolsyre eller homopolymerer eller kopolymerer av melkesyre eller glykolsyre. Disse fluidtapsadditivene og filterkakekomponentene blir tilsatt fluider injisert inn i borehull i oljefeltsoperasjoner. Minst en andel av de faste syreforløperne hydrolyserer langsomt ved kontrollerbare hastigheter for å frigjøre syrer ved forhåndsvalgte lokasjoner og tider. Syrene reagerer deretter med og oppløser minst en del av de syrereaktive materialene. Resultatet er at minst en porsjon av både fast syreforløper og fast, syrereaktivt materiale oppløses. Vi vil betegne dette "selvdestruksjon" av blandingen. Dette trekket ved disse materialene blir anvendt for å forbedre mange oljefeltsbehandlinger. Fortrinnsvis er det meste eller alt det faste materialet initielt tilsatt ikke lenger til stede ved slutten av behandlingene. Det er ikke nødvendig enten at all fast syreforløper hydrolyserer eller for alt det syrereaktive materialet å oppløse seg. Det er bare nødvendig at en tilstrekkelig mengde av begge ikke lenger er et fast del av filterkaken slik at filterkaken ikke lenger danner en skadelig barriere for fluidstrømmen.

Blandinger av én eller flere faste syreforløpere og én eller flere faste, syrereaktive materialer kan være rene fysiske blandinger av separate partikler av de separate komponentene. Blandingene kan også fremstilles slik at én eller flere faste syreforløpere og én eller flere faste, syrereaktive materialer er i hver partikkel; dette vil være betegnet som en "kombinert blanding". Dette kan gjøres, ved ikke-begrensende eksempler, ved belegging av det syrereaktive materialet med den faste syreforløperen, eller ved oppvarming av en fysisk blanding inntil den faste syreforløperen smelter, grundig blanding, avkjøling og pulverisering. For eksempel er det vanlig praksis i industrien å ko-ekstrudere polymerer med mineralfyllstoff, så som talk eller karbonater, slik at de har endret optiske, termiske og/eller mekaniske egenskaper. Slike blandinger av polymerer og faste stoffer refereres vanligvis til som "fylte polymerer". Når det faste, syrereaktive materialet er fullstendig innesluttet i den faste syreforløperen kan det faste, syrereaktive materialet være vannoppløselig, for eksempel borsyre eller boraks. Det er i alle tilfeller foretrukket at fordelingen av komponentene i blandingene er så jevn som mulig. De relative mengdene av komponentene kan reguleres etter situasjonen for å kontrollere hydrolysehastigheten til den faste syreforløperen og hastigheten og graden av oppløsning av det faste, syrereaktive materialet. De viktigste faktorer vil være ved hvilken temperatur behandlingen vil utføres, sammensetningen av vandig fluid eller hvilke fluider blandingen vil komme i kontakt med, og tiden ønsket for oppløsning av blandingen.

Faste syreforløpere eller blandingene av faste syreforløpere og faste, syrereaktive materialer kan fremstilles i forskjellige faste former, omfattende, men ikke begrenset til fibere, perler, filmer, bånd og plater. Faste syreforløpere eller blandingene av faste syreforløpere og faste, syrereaktive materialer kan belegges for å gjøre hydrolysen ytterligere langsommere. Egnet belegg omfatter polycaprolat (en kopolymer av glykolid og epsilon-caprolakton) og kalsium-stearat, som begge er hydrofobe. Polycaprolat i seg selv hydrolyseres langsomt. Generering av et hydrofobt lag på overflaten av faste syreforløpere eller blandingene av faste syreforløpere og faste, syrereaktive materialer på hvilken som helst måte forsinker hydrolysen. Bemerk at belegg her kan referere til innkapsling eller enkelt til å endre overflaten ved kjemisk reaksjon eller ved å danne eller tilsette en tynn film av et annet materiale. En annen egnet metode med forsinkelse av hydrolysen til den faste syreforløperen og frigjøringen av syre, er å suspendere den faste syreforløperen, eventuelt med et hydrofobt belegg, i en olje eller i oljefase av en emulsjon. Hydrolyse og syrefrigjøring forekommer ikke før vann kommer i kontakt med den faste syreforløperen.

En fordel med sammensetningen og utførelsesformer av metoden ifølge oppfinnelsen er at for en gitt oljefeltbehandling kan den passende, faste syreforløper og det syrereaktive materialet lett velges blant mange tilgjengelige materialer. Syrehastighetsdannelsen fra en spesiell fast syreforløper eller en spesiell blanding av en fast syreforløper og et syrereaktivt materiale i fast form, som har en spesiell kjemisk og fysisk utvendig formgivning el. utseende, omfattende et belegg hvis til stede, ved en spesiell temperatur og i kontakt med et fluid eller fluider av en spesiell sammensetning (for eksempel pH og konsentrasjonen og egenskaper til andre komponenter, spesielt elektrolytter), bestemmes lett ved et enkelt forsøk: eksponering av syreforløper til fluidet eller fluider under behandlingsforhold og overvåkning av syrefrigjøringen. Oppløsningshastigheten av et fast, syrereaktivt materiale er styrt av lignende faktorer (så som valg av fast, syrereaktivt materiale fast form, forholdet mellom materialer, partikkelstørrelsen, kalsinering og belegg av fast, syrereaktivt materiale) og kan lett og raskt bestemmes ved lignende forsøk. Naturlig velges en fast syreforløper som a) genererer syre ved de ønskede hastigheter (etter en egnet forsinkelse hvis nødvendig) og b) er kompatibel med og ikke griper inn i funksjonen til andre komponenter i fluidet. Et syrereaktivt materiale velges som oppløses i det utviklende fluidet ved en egnet hastighet og er kompatibel med funksjonen til andre komponenter i fluidet. Dette blir gjort for alle metodene beskrevet nedenfor.

Blandingen selvdestruerer in situ, dvs. i lokaliseringen hvor den blir plassert. Denne lokasjonen kan være del av en suspensjon i et behandlingsfluid i borebrønnen, i perforeringene, i en gruspakke eller i en sprekk; eller som en komponent i en filterkake på veggene av en borebrønn eller i en sprekk; eller i porene i selve formasjonen. Blandingen kan anvendes i karbonater og sandstein. Hvis formasjonen er betydelig syreoppløselig, kan mengden av blanding eller mengden av fast syreforløper i blandingene, reguleres for å utgjøre for forbruket av syre i reaksjon med formasjonen. Selv om partiklene er ment å være en del av en filterkake, kan de under anvendelse, ende opp andre steder, hvor de normalt er uønskede fordi de hindrer fluidstrøm, derfor er selvdestruksjon ønsket i alle lokasjoner.

Partikkelstørrelsene til de individuelle komponenter av blandingen kan være like eller forskjellige. Partikkelstørrelsene til de individuelle komponenter av blandingen eller til den kombinerte blandingen, når de angår anvendelsen som et fluidtapsadditiv og som filterkakedanner-komponenter, avhenger primært av porestørrelsesfordeling i berget på hvilket filterkaken skal deponeres, og hvorvidt eller ikke det er ment for å fjerne eller bare å redusere fluidtapet. Kriterier for og metoder for å velge de optimale partikkelstørrelser eller partikkel-størrelsesfordelingene for konvensjonelle fluidtapsadditiver og filterkakekomponenter er velkjent. Andre partikkelstørrelser kan velges for utførelses-former av foreliggende oppfinnelse; partikkelstørrelser eller størrelses-fordelingene kan velges som et kompromiss mellom de som er optimale for fluidtapskontroll eller filterkakedannelse og de som er optimale for selvdestruksjon ved den ønskede tiden og hastigheten. Selvdestruksjons-hastigheter kan lett måles i laboratoriet i et gitt fluid ved gitt temperatur.

En spesiell fordel til disse materialene er at de faste syreforløperne og de dannete syrene er ikke-toksiske og er biologisk nedbrytbare. Faste syreforløpere blir ofte anvendt som selvoppløsende suturer.

Blandingene av faste syreforløpere og faste, syrereaktive materialer blir anvendt som fluidtapsadditiver, eventuelt i kombinasjon med andre materialer, som komponenter av filterkakedannende sammensetninger. Blandinger i form av stoff bestående av partikler, fibere, filmer, bånd eller andre former blir tilsatt borings-, kompletterings- eller stimuleringsfluid for å forhindre eller minimalisere avlekking under reservoarboring, bore-inn eller stimuleringsoperasjoner, men i det lange løp løses de opp og renses til slutt uten et ytterligere behandlings-trinn. Hvis blandingen blir formulert slik at den genererer syre i overskudd av det som er nødvendig for å oppløse den syrereaktive komponenten, stimuleres formasjonen av overskuddssyre som er produsert ved hydrolyse, hvis den inneholder syreoppløselig materiale, ved å etse enten overflaten av naturlig forekommende sprekker eller overflaten av formasjonen i borebrønnen. Slike blandinger som genererer ekstra syre, er spesielt anvendelige for borings, bore-inn og stimuleringsoperasjoner karbonatreservoarer, spesielt i frakturerte karbonatreservoarer. En passende mengde av buffer kan også tilsettes fluidet eller til partiklene for å motvirke virkningene av syre som dannes ved for tidlig hydrolyse av den faste syreforløperen.

Tilsvarende blir et selvdestruerende fluidavlekkings- og filterkakedannende-additiv lagd for boring, komplettering, borebrønnintervensjon og fraktureringsoperasjoner. Et selvdestruerende borefluid omfatter en blanding av fast syreforløper og et partikulært syreoppløselig materiale, så som, men ikke begrenset til CaCCh, aluminiumhydroksid eller magnesia. Dette fluidet skaper en kjemisk metastabil filterkake som forhindrer avlekking av fluid og ødeleggelse av formasjonen under boreprosessen, men lett renses overtid. Ettersom den faste syreforløperen hydrolyserer dannes det en syre som angriper karbonatet eller andre partikler, og siden den faste syreforløperen og karbonater eller andre materialer blir blandet under avsetningen er rense-prosessen jevn og omfattende. I spesielt foretrukne utførelsesformer har det syreoppløselige materialet en høy oppløselighet i syren dannet in situ, dvs. en gitt mengde av syren løser opp en stor mengde av det syreoppløselige materialet.

I utførelsesformer for hydraulisk frakturering, frac-pakking og gruspakking kan den faste syreforløperen tilsettes i puten (pad), gjennom hele behandlingen eller til bare noen av proppemiddel- eller grustrinnene. Den faste syreforløperen eller blandingen kan være en fiber i enhver av disse anvendelsene og vil hemme tilbakestrømming av proppemiddel eller grus og/eller av småpartikler hvis de er til stede, inntil den faste syreforløperen hydrolyserer og blandingen oppløses. Et selvdestruerende fluidtapsadditiv og filterkake er spesielt anvendelige i hydraulisk frakturering, frac-pakking og gruspakking fordi mekaniske fjernings-metoder er umulige og metoder som involverer kontakt mellom fluidtapsadditiv og filterkake med et ytterligere fluid ikke er praktisk. For eksempel er kalsitt kjent for å være et utmerket tilsetningsstoff for filtreringstap, men kalsitt er ikke oppløselig i vann, selv ved 150 °C. Kalsitt har vært anvendt i årevis i borings-fluider for å danne filterkaker som deretter blir fjernet med syre. Dessuten mykner og deformerer faste syreforløpere så som polyglykolsyre ved høye temperaturer, mens partikler av materialer så som magnesiumoksid er harde. Deformasjonen av den myknede polyglykolsyre fanger magnesiumoksidet og gjør det til et enda bedre fluidtapsadditiv og filterkakedanner.

Det er flere utførelsesformer av sammensetning ifølge oppfinnelsen. I den enkleste utførelsesform blir partikler, perler, fibere, plater eller bånd (eller andre former) av faste syreforløpere blandet med partikler av en viss størrelse av kalsiumkarbonat i et borefluid. Det er også innenfor omfanget ifølge oppfinnelsen å fremstille partikler som inneholder både fast syreforløper og syreoppløselig partikulært materiale, for eksempel å ko-ekstrudere (og eventuelt deretter å findele) blandinger av kalsiumkarbonat og fast syreforløper i partikler, fibere, plater eller bånd som blir anvendt for dette formålet. Kalsiumkarbonat eller andre faste, syrereaktive materialer belagt med fast syreforløper kan også anvendes. For denne bruken kan pakketettheten av partiklene i filterkaken også anvendes for å kontrollere hastighetene av syredannelsen og oppløsning av partikler ved å påvirke lokale konsentrasjoner av reaktanter og produkter, konveksjon og andre faktorer.

En annen fordel med å anvende blandingene ifølge oppfinnelsen i fluidtapsadditiver og filterkaker er at syren som dannes i selvdestruksjonsprosessen kan fungere som et nedbrytningsmiddel for polymerer eller viskoelastiske overflateaktive viskositetsøkende midler. Syrer er kjent for å skade eller destruere syntetiske polymerer og biopolymerer anvendt for å øke viskositeten til borings-, kompletterings- og stimuleringsfluider. Syrer er også kjent for å skade eller destruere enten micelle/blære-strukturer dannet ved viskoelastiske overflateaktive midler eller, i noen tilfeller, de overflateaktive midlene selv.

Når faste syreforløpere eller blandinger av faste syreforløpere og faste, syrereaktive materialer blir anvendt i fluider i slike behandlinger som boring, bore-inn, komplettering, stimulering (for eksempel hydraulisk frakturering eller matriks oppløsning), sandkontroll (for eksempel gruspakking, frac-pakking og kompaktering), avledning og andre, blir den faste syreforløperen eller blanding av fast syreforløper og fast, syrereaktivt materiale initielt inert for de andre komponentene i fluidene, slik at de andre fluider kan fremstilles og anvendes på vanlig måte. Normalt inneholder slike fluider allerede et fluidtapsadditiv og filter kakedanner, slik at den faste syreforløperen eller blanding av fast syreforløper og fast, syrereaktivt materiale erstatter noen eller alt av fluidtapsadditiv og filterkakedanner som ellers ville blitt anvendt. I mange tilfeller, hvis fluidet inneholder en komponent som ville påvirke eller være påvirket av den faste syreforløperen eller blanding av fast syreforløper og det faste, syrereaktive materialet (så som en buffer, et annet syrereaktivt materiale eller en viskositets-øker som dannes eller er inkorporert i filterkaker), enten mengden eller egenskapene til den faste syreforløperen eller blanding av fast syreforløper og fast, syrereaktivt materiale eller mengden eller egenskapene til den forstyrrende eller hindrende komponent kan reguleres for å kompensere for den gjensidige påvirkningen. Dette kan lett bestemmes ved enkle laboratorieforsøk.

Selv om sammensetningene og metodeutførelsesformer ifølge oppfinnelsen er beskrevet når det gjelder produserende brønner for olje og/eller gass, har sammensetningene og metoder andre anvendelser, for eksempel kan de også anvendes i injeksjonsbrønner (så som for forbedret gjenvinning eller for lagring eller avfallshåndtering) eller i produksjonsbrønner for andre fluider så som karbondioksid eller vann.

Eksempel 1.

Melkesyre blir ikke like vanlig anvendt som en syre i oljefeltbehandlinger som maursyre, eddiksyre og sitronsyre. Tester ble gjort for å bestemme kapasiteten melkesyre har i oppløsningen av kalsitt ved 82 °C. Figur 1 viser konsentrasjonen av kalsitt i ppm oppløst ved reagensgrad melkesyre som en funksjon av vektprosent syre i vann. Melkesyre har en evne til å løse opp kalsitt som ligner den til eddiksyre eller maursyre, og mye høyere enn sitronsyre. Disse testene viser at melkesyre dannet fra en laktatpolymer er effektiv for oppløsning av kalsiumkarbonat.

Eksempel 2.

Forsøk ble utført (Tabell 1) for å bedømme hydrolysehastigheten av PLA og for å sammenligne hydrolysehastigheter av PLA med og uten tilsatt kalsitt. PLA-en var NATUREWORKS™ PLA Polylaktid Harpiks 4042D, en polymerisert blanding av D-og L-melkesyre, tilgjengelig fra Cargill Dow, Minnetonka, MN, USA. Det anvendte materialet var perler med omtrent 4 mm diameter. Kalsitt var reagensgrad pulver. 45,04 gram PLA og 20 gram kalsitt, når anvendt, ble satt til 500 ml destillert vann. Den viste tiden, er tiden for 100 % hydrolyse.

Disse resultatene viser at denne syreforløper hydrolyserer og oppløses ved en hastighet egnet for anvendelse som et selvdestruktivt fluidtapsadditiv og filterkakedanner. Kalsitt som er uoppløselig i vann under disse betingelsene, akselererer dessuten hastigheten til PLA hydrolyse og er selv oppløst i dannet syre.

Eksempel 3.

Forsøk ble kjørt for å bestemme egnetheten til forskjellige materialer som fluidtapsadditiver. Forsøksbetingelser og resultater er vist i Tabell 2. Berea sandsteinskjerner (2,54 cm lang og 2,54 cm i diameter) ble anbragt i en API statisk fluidtapscelle. Kjerner ble spylt med 2% KCI saltvann, oppvarmet til angitt temperatur og permeabiliteten til saltvann ble bestemt ved en strømningshastighet på 5 ml/min. Deretter ble det angitte fluidet injisert ved et konstant trykk på 6,895 MPa. Vekten til effluentfluidet ble bestemt med en balanse og registrert som en funksjon av tiden. Avlekking blekarakterisertpå to måter: "spurt", som var den innledende raske avlekking av fluid før en filterkakebarriere ble dannet på kjerneflaten (angitt ved gram fluid avlekket i de første 30 sekunder) og, "wall", som var den påfølgende avlekking som skjedde selv etter en filterkake var dannet (angitt ved gram pr. minutt av fluid avlekket mellom 15 og 30 minutter).

Alle konsentrasjoner vist i Tabell 2 er i vektprosent. Det overflateaktive midlet

anvendt i alle forsøk ble oppnådd fra leverandøren (Rhodia, Inc. Cranbury, Ny Jersey, U. S. A.) som Miratain BET-E-40; det inneholder 40% aktiv bestanddel (erucylamidopropyl betain), det resterende er hovedsakelig vann, natriumklorid og isopropanol. MgO som ble anvendt, var MagChem 35, fått fra Martin

Marietta Magnesia Specialties LLC, Baltimore, MD, USA. Det har en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 3-8 mikron. PGA-en som ble anvendt, var Dupont TLF 6267, beskrevet av leverandøren som et krystallinsk materiale som har en molekylvekt på ca. 600 og en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på ca. 8 til 15 mikron. AI(OH)3som ble anvendt, var fra Aldrich. Det har en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på ca. 40 mikron. PGA og det faste, syrereaktive materialet ble tilsatt som separate partikler. Bufferen anvendt i Forsøk 25 var natriumseskvikarbonat.

Disse dataene viser at alle blandingene av PGA og magnesiumoksid, kalsiumkarbonat eller aluminiumhydroksid av en viss størrelse er utmerkede fluidtapsadditiver og danner filterkaker som meget effektivt reduserer strøm gjennom disse kjernene. (Uten additivene ville strømmen gjennom en 100 mD kjerne vært større enn 100 g i en 30 minutters test.) Fluidtapsadditiver og filterkake-dannere er effektive ved forskjellige totalkonsentrasjoner og forholdet mellom fast syreforløper og fast, syrereaktivt materiale, i kjerner som har et bredt område av ganske høye permeabiliteter og ved mange temperaturer. De reduserer både spruten og den påfølgende avlekking. Når sammensetningen ifølge oppfinnelsen anvendes, kan dessuten en lavere konsentrasjon av overflateaktivt middel være nødvendig.

Claims (5)

1. Sammensetning for anvendelse i en brønn, idet sammensetningen er i form av en fiber, kule, bånd eller plater og dannet av partikler som hver omfatter en fast syreforløper valgt fra laktid, glykolid, polymelkesyre, polyglykolsyre, kopolymerer av polymelkesyre og polyglykolsyre, kopolymerer av glykolsyre med andre hydroksy-, karboksylsyre- eller hydroksykarboksylsyreholdige grupper, kopolymerer av melkesyre med andre hydroksy-, karboksylsyre- eller hydroksykarboksylsyreholdige grupper og blandinger derav, og et fast, syrereaktivt materiale valgt fra borsyre, boraks, magnesiumhydroksid, kalsiumkarbonat, aluminiumhydroksid, kalsiumoksalat, kalsiumfosfat, aluminiummetafosfat, natrium-sink-kalium-polyfosfat glass og natrium-kalsium-magnesium-polyfosfatglass.

2. Sammensetning ifølge krav 1, hvor den faste syreforløperen omgir det faste, syrereaktive materialet.

3. Sammensetning krav 1 eller 2, hvor den faste syreforløperen er belagt med et hydrolyse-forsinkende materiale.

4. Brønnbehandlingsfremgangsmåte omfattende: a. fremstilling av et brønnbehandlingsfluid som omfatter en sammensetning i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav; b. injisering av fluidet inn i brønnen, hvorved fluidet kontakter overflaten av en undergrunnsformasjon som omgir brønnen og danner filterkaken som omfatter partiklene i sammensetningen på formasjonsoverflaten; og c. å tillate minst én andel av denne faste syreforløperen å hydrolysere, hvorved minst en andel av partiklene løses opp, og derved minst delvis ødelegge filterkaken og tillate økt fluidstrøm inn eller ut av formasjonen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, som videre omfatter å kontrollere hastigheten av den minst delvise destruksjon av filterkaken ved valget av type og mengde av den faste syreforløperen og det faste, syrereaktive materialet i partiklene.