186866. lajstromszámú szabadalom • Eljárás termelő és besajtoló kutak, valamint szénhidrogéntermelő rétegek kombinált polimeres-szilikátos kezelésére
1 2 186 866 ós számú kationnal történik, a gélképzés előfeltétele, hogy a rendszer redukáló anyagot, pl. alkáliszulfitot, alkáli-tioszulfátot, alkáli-hidrogén-szulfitot vagy kén-hidrogént tartalmazzon (pl. BOTT, L. L.: US Patent 3,779,316 [1971]; KNIGHT, B. L., 5 RHUDY, J. S., FULLENWIDER, J. H.: US Patent 3,820,603 [1972]; HESSERT, J. E., CLAMPITT, R. L.: US Patent 3,749,172 [1972]; CLAMPITT, R. S., HESSERT, J. E.: US Patent 3,848,673 [1972]). 10 Az alapeljárások hatékonyságának növelésére számos módosító javaslat született. Ilyennek minősül a kezelő folyadék felszínen történő részleges térhálósítása (GALL, J. W.: US Patent 3,981,363 [1975]), az agyagásványok duzzadását inhibitáló 15 polimerek alkalmazása (SULLIVAN, F.: US Patent 3,637,494 [1969]; McLAUGHLIN, H. C., WEAVER, J. D.: Deutsches Patent 2,736,277 [1977]), cellulóz származékok aldehidekkel történő gélesítése (ELY, J. W. és munkatársai: US Patent 20 3.898.165 [1975]), szuszpenzíós polimer felhasználása (RHUDY, J. S., KNIGHT, B. L.: US Patent 3.938.165 [1976]) és alkoholos polimeroldatok térhálósítása (LAKATOS, I.: MSZ 174,946 [1980]). Az önbeálló polimeres kúttalpkezelési eljárások 25 másik nagy csoportját az in situ polimerizáción alapuló eljárások képezik. Ebben az esetben a termelő és besajtoló kutak környékét olyan vizes oldattal kezelik, amely valamely vízoldható polimer monomerjét és a polimerizációhoz szükséges anya- 30 gokat (láncvivőket, iniciátorokat, gyökképzőket stb.) tartalmaz. A koncentráció és az összetétel célszerű megválasztásával elérhető, hogy a nagyviszkozitású blokkoló fázis a kúttalptól kellő távol- , ságra és csak bizonyos idő elteltével keletkezik (pl. 33 McLAUGHLIN, H.C.: US Patent 3,490,533 [1968]; FORD, W.O., KELLFORD, W.F.N.: J. Pét. Tech., 7, 749 [1976]). Az esetek döntő többségében az in situ polimerízációban is poliakrilamidokat állítanak elő. Egyes esetekben (akrilamid vagy akrilsav alkalmazásakor) láncpolimer, máskor (pl. akrilamid és N,N-metilénbis-akniamid alkalmazásakor) térhálós polimer keletkezik. Főleg az utóbbi esetben igen hatékony, a folyadékfázis teljes egészére kiterjedő gát keletkezik, s ebből adódóan az ilyen 45 típusú kezelések tartósak. Annak elleném Jiogy az önbeálló kúttalpkezelési eljárások változatos megoldásait dolgozták ki és szabadalmaztatták az elmúlt évek folyamán, az ipari alkalmazás eredményei és tapasztalatai alap- 50 ján megállapítható, hogy ezekkel mégsem sikerül a tároló szerkezeti felépítésétől, a termelési előélettől, a fluidumok sajátságaitól függő minden igényt kielégíteni. Várat továbbá magára olyan eljárás kidolgozása, amely változatos természeti körűimé- 55 nyék között, lényeges módosítás nélkül alkalmas a beáramlási ill. elárasztási profil hatékony és tartós módosítására. Nem sikerült kiküszöbölni továbbá az egyes kezeléstípusok sajátos hátrányait, amelyek részben a gélképzés fizikai kémiai és reakciókineti- 60 kai folyamataiból, részben a tárolóban uralkodó viszonyokból adódnak. így pl. a kationokkal történő in situ térhálósításon alapuló módszerek hatékonyságát és alkalmazhatóságát alapvetően korlátozza, hogy a láncpolimerek között kialakuló köté- 65 rek ionos jellegűek, s ezáltal a disszociációs egyensúly hőmérsékletfüggése következtében a térhálósodás ill. a rendszer gélesedése, a hőmérséklet növekedésével fokozatosan csökken. Laboratóriumi és üzemi vizsgálatok alapján 70-80 °C-ban jelölhető meg az a tárolóhőmérséklet határ, amely felett az ilyen típusú rétegkezelési módszerek és szabadal- ' inak hasznosításának kockázata elfogadhatatlanul nagy. Az in situ poíimerizáción alapuló eljárások széles körű alkalmazhatóságának is hőmérsékleti korláta van. A monomeroldat összetételének kellő megválasztásával lehetőség van ugyan arra, hogy a polimerizációt alacsony hőmérsékleten lassítsuk, 50 °C felett azonban a reakció már annyira gyors, hogy a rétegkezelési művelet gyakorlatilag nem tartható kézben. A hazai szénhidrogéntárolók döntő többségének réteghőmérséklete 80-120 °C között van. Belátható, hogy ilyen körülmények között az in situ térhálósításon alapuló eljárások hatékonysága a gélesedés csökkenése, ill. a részleges térhálósodás miatt kicsi, mig az in situ polimerizáción alapuló eljárásoknál - átlagos besajtolási ütemet feltételezve - a polimerizáció gyors, esetenként pillanatszerű volta miatt a nagy viszkozitású záróréteg megfelelő helyre történő behelyezésére rendszerint nincs lehetőség. A találmány célja, hogy új eljárást biztosítson mind a besajtoló kutak, mind a termelő kutak környezetében kialakuló elárasztási, ill. beáramlási profilok hatékony és tartós javítására, közepes vagy nagy hőmérsékletű (70-150 °C) szénhidrogéntároló rendszerben. A besajtoló, ill. termelő kutak környezetének kezeléséi a találmány szerint oly módon végezzük, hogy a tároló rétegbe egy vízoldható anionos polimert és alkáli-szilikátot egyaránt tartalmazó vizes oldatot sajtolunk, amelyet szokványos módon többértékű fém kationnal vagy kationokkal .térhálósítunk, ill. aélesítenünk. A kezelőd oldatban a polimer koncentrációja Ö, 1-20,0 gdm , előnyösen 1-5 gdm-3 között, az alkáli-szilikát koncentrációja 1-200 gdm-3, előnyösen 20-100 gdm-3 között változhat. Polimerként bármely vízoldható anionos karakterű polimer (pl. poliakrilamidok, cellulóz származékok, biopolimerek stb.) felhasználható, előnyben részesítendők azonban a közepes Is nagy molekulatömegű (1-15 millió) részlegesen hidrolizáít poliakrilamidok (hidrolízisfok 10-50%). Alkáli-szilikátként orto-, méta- és poli-szilikátok vagy ezek elegyei egyaránt alkalmazhatók, célszerűen ajánlható a kereskedelmi vízüveg felhasználása. A térhálósító ill. gélesítő folyadék többértékű, a polimerekkel, ill. szilikátokkal rosszul vagy nehezen disszociálódó ionos vegyületet képező kationt vagy kationokat (pl. Al3+, Cr3+, Ca2+, Mg2+ stb.) tartalmaz. A találmány szerinti eljárásban előnyben részesítendő megoldás, ha a polimer-szilikát rendszer gélesítése olyan kationkombinációt tartalmazó vizes oldattal történik, amelyben az egyik reagáló ion az elsősorban polimert térhálósító többértékű kation (pl. Al3+), a másik reagáló ion az elsősorban szilikátokat gélesítő kétértékű kation (pl. Ca2+). A kationok koncentrációja a térhálósító 3
