172640. lajstromszámú szabadalom • Hidraulikus rétegrepesztő eljárás kőolaj- és földgázszondák intenziválásához
3 172640 4 nálnak, akkor a viszkozitás 66 C°-on 364 cP-ról, 62 óra alatt 30 cP-ra csökken. A 2 681 704 számú USA szabadalmi leírás szerint rétegrepesztő folyadékként literenként 60 g keményítőt és 0,5 g alfa-amilázt tartalmazó vizes oldatot használnak. Az alfa-amiláz adalék a viszkozitást 2000 cP-ról 24 óra alatt 2 cP-ra csökkenti, ezzel szemben a viszkozitás értéke 2000 cP marad, ha nem adnak enzimet a rendszerhez. A keményítőt melegítéssel vagy kémiai kezeléssel nátronlúggal tárják fel. A lúgot sósavval semlegesítik, majd hozzáadják a rendszerhez az enzimet. Az 1973. októberében Budapesten tartott VII. geokémiai konferencián Guy Joly (a Dowell Schlumberger párizsi cég képviselője) „Fracturing in deep high-temperature formations” című előadásában összefoglalta az akkor ismert rétegrepesztő eljárásokat. Az előadásból kitűnt, hogy az ismert hidraulikus rétegrepesztési eljárások csak viszonylag szűk hőmérséklettartományban alkalmazhatók, és a rétegrepesztő folyadékok viszkozitását a különféle technológiai paraméterek igen hátrányosan befolyásolják. A találmány célja, hogy olyan hidraulikus rétegrepesztő eljárást biztosítson, amely mentes a fent ismertetett eljárások hátrányaitól. Közelebbről, a találmány célja, hogy olyan rétegrepesztő eljárást biztosítson, amelyben a rétegrepesztő folyadék viszkozitása kellő ideig nagy marad, majd külön beavatkozás nélkül rövid idő alatt lecsökken olyan mértékben, hogy lehetővé váljék e folyadék visszavétele a hasadékból. A találmánnyal csökkenteni kívánjuk a rétegrepesztés kezdeti folyadékveszteségét, valamint a rétegrepesztés és a teljes kitermelés kezdete közötti időt. A találmány szerint a hidraulikus rétegrepesztést úgy végezzük, hogy egy nagy viszkozitású vizes rétegrepesztő folyadékot injektálunk be a rétegrepesztéshez szükséges nyomás közvetítésére, e folyadékkal támasztóanyagót viszünk be a hasadéiba, a rétegrepesztő folyadék viszkozitásának a tározóban uralkodó hőmérséklet és nyomás következtében, valamint az elektrolitok megváltozásának hatására való lecsökkenése után a rétegrepesztő folyadékot visszavezetjük. Az eljárás jellemzője, hogy rétegrepesztő folyadékként olyan vizes gélt használunk, amely a szokásos komponensek mellett 0,3-5,0% előnyösen 0,8-2,8% karboxialkil-keményítőt tartalmaz. A karboxialkil-keményítő gélképzőszerként való használata révén számos előnyhöz jutunk. Az eljárás előnye például a guargyantás eljáráshoz képest az, hogy jóval kevesebb gélképző anyagra van szükség, nagy viszkozitást érünk el, és a rétegrepesztő folyadék lebomlásakor nem marad vissza semmiféle maradék a tározóban. A rétegrepesztő folyadék a találmány szerinti eljárásban a tározóban uralkodó hőmérsékleten és nyomáson lebomlik (viszkozitása lecsökken) anélkül, hogy e célból külön viszkozitáscsökkentő adalékot adnánk a rendszerhez. A találmány szerinti eljárás további előnye, hogy szélesebb hőmérséklet-tartományban alkalmazható. A guargyantás eljárás alkalmazhatóságának hőmérsékleti határa 80 C°, illetve 107 C°, ezzel szemben a találmány szerinti eljárás 60 C° és 200 C° közötti tározóhőmérsékleten alkalmazható. A találmány szerinti eljárás szempontjából a 80 C° és 150 C° közötti hőmérséklet előnyös. 60 C° alatt mái' a vízben feloldott ásványi sók mennyisége is befolyásolja a rétegrepesztő folyadék lebomlásának sebességét. A találmány szerinti eljárás a 2 681 704 számú USA szabadalmi leírás szerinti eljárásnál is előnyösebb, részben az előbb említett okok miatt. Előnye ezen felül, hogy a rétegrepesztő folyadék viszkozitásának növelésére használt karboxialkil-keményítőt hidegen 20 C° alatt is feloldhatjuk, így nincs szükség az említett ismert eljárásra jellemző melegítésre az adalékanyag feloldásakor. A karboxialkil-keményítő ugyanis alacsony hőmérsékleten is rövid idő alatt feloldódik vízben. Egyébként is kisebb mennyiségre van szükség belőle mint a szokásos, hasonló célú adalékokból. A találmány további előnye, hogy alacsony felszíni hőmérsékleten is alkalmazható. Sikerrel hajtottuk végre a találmány szerinti eljárást télen —10 C° felszíni hőmérsékleten. A rétegrepesztő folyadék elkészítésekor a tárolóedényt nem kellett melegíteni, mindössze fagyáspontcsökkentő adalékot kellett adni a vizes oldathoz. A találmány szerinti eljárás legfontosabb előnye azonban az, hogy a rétegrepesztő folyadék viszkozitása tározóra jellemző természetes körülmények között minden külön beavatkozás, viszkozitás-csökkentő adalék hozzáadása nélkül rövid idő alatt jelentős mértékben lecsökken. Noha a találmány szerinti eljárás általában 60 C°-nál nagyobb furathőmérsékleten alkalmazható, sikerrel végre lehet hajtani 40 C° furathőmérsékleten is. Ekkor a viszkozitás-csökkenés sebességét a rétegrepesztő folyadékhoz hozzákevert vizes oldat elektrolit-tartalma révén befolyásolhatjuk. A fentieket összefoglalva elmondhatjuk, hogy a találmány szerinti eljárás egyesíti magában az összes korábban ismert hidraulikus rétegrepesztő eljárás előnyét, azok lényeges hátrányai nélkül. A találmányt az alábbi példák kapcsán szemléltetjük: 1. példa Karboximetilkeményítőből, amely vízben hidegen oldható, az 1. táblázatban felsorolt koncentrációjú oldatokat készítünk. A karboximetilkeményítő hozzáadásakor a vizes rendszer viszkozitása azonnal erőteljesen megnő. A termék 5-10 perc alatt teljesen feloldódik. 15 perc keverési idő elteltével homogén, nagy viszkozitású folyadékot kapunk, melyet 1 órán át duzzadni hagyunk. Az 1. táblázatban a viszkozitást ábrázoljuk a koncentráció függvényében szobahőmérsékleten, 1 óra, valamint 1, 2 és 3 nap öregítés után. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
