187707. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hidraulikus rétegrepesztésnél alkalmazott folyadékrendszerek gélállapotának megszüntetésére
1 .187 707 2 A kőolajat, földgázt vagy vizet termelő kutak hozamnövelésének egyik leggyakrabban alkalmazott módszere a hidraulikus kőzetrepesztés, amelynek eredményeként a tárolóformációk áteresztőképessége több nagyságrenddel növekszik, illetve a termelözónák hatósugara kiterjed. A hazai és külföldi kutatások eredményeként nagyon sokféle típusú, rétegrepesztésre alkalmas folyadék vált ismertté, mely kielégíti a rétegrepesztö-folyadékokkal szemben támasztott fizikai és kémiai követelményeket, amilyen például a reológiai, filtrációs, hőtüröképességi stb. Egy probléma azonban mindeddig nagy nehézségeket okozott a repesztőmüvelet kivitelezésénél. Ez a probléma abban rejlik, hogy amelyik repesztőfluidum a repesztendő formáció hőmérsékletén nem bomlik, azt szinte lehetetlen a repesztési művelet befejelezésével újra a felszínre juttatni. Amennyiben a repesztőfluidum a repesztés után a formációban marad, úgy a formáció áteresztőképességét rontja, a pórusokat eltörni. Egyértelmű, hogy nagyon fontos feladat a rétegrepesztő-folyadékok minél nagyobb hányadának visszanyerése. Ez a cél csak úgy érhető el, ha a repesztő-folyadék viszkozitását - ami általában 50-1500 mPas - a lehető legnagyobb mértékben csökkentjük vagy - ha a folyadék félállapotú - ezt az állapotot megszüntetjük. Az így nyert alacsony viszkozitású híg folyadék visszaáramlik a lyuktalpra és egyszerű technológiai művelettel - pl. dugattyúzással - a felszínre hozható. Ismert eljárás a fenti probléma megoldására az etil-formiáttal, az etil-klór-acetáttal, metil-acetáttal, illetve etil-acetáttal végzett géltörés. Ilyen eljárást ismertet a 3 960 736. sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leirás, amely szerint az előre elkészített repesztő-folyadékhoz 0,5-1,0 tf%ban etil-formiátot adagolnak. Ebben az esetben a formációban a réteghömérséklet következtében a repesztő-folyadék savas hidrolízissel bomlik és így eredeti viszkozitása nagy mértékben csökken. Poliszacharid alapú repesztőgélek esetében alkalmazzák a perszulfátos géltörést. Ilyen megoldás szerepel a 4 250 044. sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban. A 800 371. sz. holland szabadalmi leírás [C. A. 95. (1981) 9705 c] rétegrepesztö-folyadékként térhálós, vízoldható hidroxi-etil-karboxi-etil-cellulózt ír le. Két fokozatú, beállítható viszkozitású hidroxipropil guar-mézga alapú folyadékot ismertet a C. A. 96. (1982) 37 968 e idézet. A 3 451 480. sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint a folyadékok ellenállásának csökkentésére diaceton-akril-amid és akrilamid kopolimert használnak [C. A. 71. (1969) 51 929 h], A 3 818 991. sz. amerikai egyesült államokbeli és a 1 003 629. sz. kanadai szabadalmi leirások olyan megoldást ismertetnek, mely szerint a folyadék viszkozitását hidrazinnal vagy hidroxil-aminnal csökkentik [C. A. 81. (1974) 138 422 t és 87. (1977) 55 603 a]. A fenti eljárások igen költségesek és nem is alkalmasak minden repesztőfolyadék használata esetén. Itt meg kell jegyeznünk, hogy a perszulfátos lebontás csupán karboxi-metil-cellulóz esetében hatásos, poli(akril-amid)-ok, poliakrilátok és guarmézga használatakor nincs lebomlás. Mi azt tapasztaltuk, hogy ha karboxi-metilcellulóz, karboxi-metilkeményítő, poliszacharid, valamint poli(akril-amid), poli(akril-amid) poliakrilsav kopolimer részlegesen vagy teljesen hidrolizált poli(akril-amid), valamint alkáli-poliakrilát vagy guar-mézga alapon készült rétegrepesztőfolyadékokhoz nátrium-hipokloritot vagy káliumhipokloritot adagolunk, akkor a rétegrepesztö művelet befejeződésével (kb. 2 óra) a formáció hőmérsékletén a folyadékokban lejátszódó oxidációs folyamat hatására a repesztőfolyadék eredeti viszkozitása (50-1500 mPas) 5-10 mPas-ra csökken kicsapódás, kiülepedés nélkül. Az alkalmazott alkáli-hipokloritok mennyisége a használt rétegrepesztő-folyadék minőségétől és adott esetben koncentrációjától függ. Kísérleteink azt mutatták, hogy a kivánt cél eléréséhez 0,1-1 s% nátrium-hipokoritot kell használnunk. Az általunk javasolt hipokloritokkal kezelt rétegrepesztő-folyadék visszanyerése immár nem okoz technológiai problémát. A hipokloritos géltörés illetve viszkozitás csökkentés technológiai sorrendje a következő:- a repesztendő formáció megrepesztésére alkalmas fluidum típus kiválasztása ;- a repesztő fluidum elkészitése az adott technológiának megfelelően;- a már elkészített műveleti folyadékhoz hipoklorit dagolása - intenzív keverés mellett - a szükséges mmennyiségben;- az így előkészített rétegrepesztő-folyadék alkalmazása a repesztési művelethez;- a lebomlott repesztőfolyadék visszanyerése a felszínre. Vizsgálataink azt mutatták, hogy a hipokloritokkal kezelt rétegrepesztő-folyadékok - amennyiben nem kerül sor az azonnali felhasználásukra - legalább tíz napig tárolhatók. Egyik repesztőfolyadék típus esetén sem mutatható ki 24 °C körüli hőmérsékleten bomlás vagy viszkozitásváltozás. Eljárásunk hatékonyságát a mellékelt táblázatokban bemutatott adatokkal bizonyítjuk. A reológiai vizsgálatok Fann 35 SA típusú rotációs viszkoziméterrel végeztük. Szobahőmérsékleten (24 °C) a méréseket laborkörülmények között, 100-125-150*C-on Báróid Roller Owen forgóautoklávban végeztük, öt órán keresztül. Az 1. és 2. táblázatban közölt adatok a hőmérséklet függvényében mutatják a reológiai paraméterek változását. Az öt órás mérési intervallum azért ideális, mert a technológiai gyakorlatban a rétegrepesztési művelet befejezése után kb. öt óra múlva kezdik meg a felhasznált műveleti folyadék visszanyerését. Eljárásunk hatékonyságát a mellékelt diagramok is bizonyítják. Ezeken a diagramokon viszkozitásváltozási görbék láthatók a hőmérséklet függvényében. Összehasonlításképpen ábrázoltuk a hipoklorittal kezelt rétegrepesztő-folyadék és kezelet■5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 50 65 2
