202306. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szénhidrogén tároló porózus és repedezett rétegek áteresztőképességének kiegyenlítésére
1 IIU 202306 B 2 A találmány tárgya eljárás szénhidrogén-tároló porózus és repedezett rétegek áteresztőképességének kiegyenlítésére. A kémiai alapokon nyugvó intenzív kőolajtermelési módszerek ez ideig nem váltották be a hozzájuk fűzött reményeket. Ez alól csak egyetlen kivétel van, a makromolekulás anyagokkal történő rétegkezelés, amely a nemzetközi irodalomban közzétett adatok szerint a kitermelt többletolaj tekintetében messze túlszárnyalja a tároló egészére kiterjedő mozgékonyság-szabályzással elérhető műszaki és gazdasági eredményeket. Az áramlási profilszabályzás iránti igény fokozatosan növekszik. Ez annak következménye, hogy a művelt szénhidrogén-mezőkben a térfogati hatásfok legjobb esetben sem haladja meg a 60-70%-ot, illetve rétegzett tárolókban a vertikális elárasztás hatásfoka még ennél is sokkal kisebb. Kimutatható, hogy nagy áteresztőképesség-különbségek (pl 1:10) mellet a nagy áteresztőképességű réteg a kiszorítófázis 80-99%-át elvezetheti, igy a kis áteresztőképességű réteg az áramlásban nem vesz részt, illetve a szénhidrogén gyakorlatilag érintetlenül visszamarad ebben a tárolórészben. A profilszabályzó eljárások elsődleges célja tehát az elvizesedett, nagy áteresztőképességű rétegek szelektív vagy teljes zárása, a besajtoló vagy termelő kutak környezetében a csatornásodás, ujjasodás és kónuszosodás felszámolása vagy korlátok közé szorítása. A kezelés eredményeként javul az elárasztás térfogati hatásfoka, aktivizálódnak érintetlen tárolóterek, s ennek eredményeként javul a termelókutakban a viz/olaj arány, csökken a termelvényben a vízhányad, összességében növekszik a bruttó olajhozam. A különböző rétegkezelési módszerek igen nagy előnye, hogy a kezelés hatása a kutak termelésbe állítását követően rövid időn belül jelentkezik, a módszer költségigénye alacsony és a beavatkozás kockázata kicsi, az esetleges műszaki balesetek korrigálhatok, a befektetés visszatérülése gyors és sokszoros. E tényezők együttesen eredményezték, hogy a polimeres rétegkezelós a szénhidrogén-mezők, valamint földalatti gáztárolók művelésének és működtetésének vonzó, hatékony és rutinszerűen alkalmazott módszerévé vált. Az elmúlt két évtizedben a polimeres kúttalpkezelési módszereknek változatos formái alakultak ki, amelyek három fő csoportba sorolhatók: polimeroldatokkal történő rétegkezelés; in situ térhálósitóson alapuló rétegkezelés és in situ polimerizáción alapuló rétegkezelés. A különböző eljárások közös vonása, hogy valamennyi a makromolekulás anyagok alkalmazására épül. Az egyes megoldások közötti különbség a polimer minőségében és alkalmazásának módjában van. Ennek megfelelően már 1968-1990 között viszonylag nagyszámú szabadalmat adtak meg elsősorban az Amerikai Egyesült Államokban (Pl. US 3 483 925 (1968); US 3 490 533 (1968); US 3 533 470 (1969); US 3 637 494 (1969); US 3 749 172 (1972); US 3 779 316 (1971); US 3 820 603 (1972); US 3 830 737 (1972); US 3 841 399 (1973); US 3 848 673 (1973); US 3 981 363 (1975)]. Az US 4 579 667 (1986) sz. szabadalom szerinti eljárásban kizárólag polimereket alkalmaznak, amelyeket kovalens kötések kialakításán keresztül, réteghömérsékleten gélesítenek. Az eljárás hátránya, hogy a kationos gyanta térhálósodása a behelyezést követően nem tartható kézben, igy nagy a veszélye a kezelt kút .megölésének', azaz a kútkörnyéki zóna teljes blokkolásénak. A különböző gátképző rendszereket sikerrel alkalmazták továbbá közvetlen felszin alatti porózus rendszerek, pl. talajok szilárdítására és vízzáróvá tételére is. E tekintetben úttörő jelentősége van a Magyarországon kifejlesztett és szabadalmaztatott, elsősorban az in situ polimerizáción alapuló módszerek csoportjába sorolható eljárásoknak (HU 181 775 (1982); HU 186 586 (1984); és ezeken alapuló WO 86/06400 számon közzétett nemzetközi szabadalmi bejelentés) A HU 181 775 sz szabadalom szerinti eljárásban monomereket, töltőanyagok (passzív alkotóelemek), mint például vízüveg, cement és bentonit, jelenlétében, in situ a rétegben polimerizálnak. Az így létrejövő térháló szintén kovalens kötések kialakulásának eredménye. Ennek az eljárásnak javított változata a HU 186 586 sz. szabadalom szerinti eljárás, amelyben a felhasznált kezelófolyadékok jellemzője, hogy a szilikétoldat nem tartalmaz polimert vagy a polimer előállításához szükséges monomereket, illetve a monomer oldat nem tartalmaz sz.ilikátot. A gélesités a szilikát esetében hídrogén-sziliko-fluoriddal történik, amely a monomeroldatban van, míg a polimer esetében a szilikát mellé beoldott és kovalens kötés kialakításét biztositó vegyszerekkel (láncátvivök, iniciátorok, gyökképzők stb.) történik a térhálósitás. A fenti ismert eljárások laboratóriumi és ipari tapasztalatait összehasonlítva megállapítható azonban, hogy az alkalmazásuk korlátozott, és egyik sem alkalmazható széles körben. így pl. az egyszerű polimeroldatokkal történő kezeléssel csak igen kis áteresztőképesség-különbségek egyenlíthetők ki és a kezelés pozitív hatása gyorsan lecseng. Az in situ térhálósításon alapuló eljárások 80 °C-nál nagyobb tároló-hőmérsékleten - a gélek stabilitásának kedvezőtlen megváltozása miatt - nem alkalmazhatók eredményesen. Az in situ polimerizációs módszerek esetében viszont gélfázis elhelyezése és a gélképzódés szabályozása ütközik áthidalhatatlan akadályba. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
