188484. lajstromszámú szabadalom • Kőolajtermelési eljárás ásványi savoldatok felhasználásával

1

2

188 484

A kőolajtároló rétegek művelése során a savazási eljárások csupán a közvetlen kútkörnyék kezelésére irányultak, a szkinhatás megszüntetésére, a kúthozamok javítására, és a víz-olajviszony előnyös befolyásolására.

Sem a termelési gyakorlatban, sem a vonatkozó szak- 5 irodalomban nem található azonban olyan eljárás, vagy eljárásra tett javaslat, amelynek lényege az, hogy a savazásos kezelést a tárolókőzet nagy térfogatára terjeszti ki, vagyis savtartalmú ágenst — valamilyen erre alkalmas ásványi sav tartalmú közeget — nem csak a kútkörnyékére 10 juttatja el, hanem ásványi sav tartalmú nagyobb oldattömegek alkalmazásával, a tárolónak a besajtoló kúttól távol eső részeit is kontaktusba hozza a besajtolt savas közeggel, vagyis akár tisztán vizes kiszorításban, vagy akár mesterséges kiszorító-ágenssel is kombinálva ásványi sav- 15 oldatos olajtermelési folyamatot írna le, vagy a gyakorlati alkalmazását ismertetné.

A jelen találmány tárgya, olyan olaj termelési eljárás, melynek során erős ásványi savat/savakat, illetve ezek vizes oldatait, előnyösen sósavat, alkalmas töménységben, 20 mennyiségben és ütemben sajtolunk a kőolajat tartalmazó rétegbe, majd ezt további savbesajtolással, vagy más alkalmas közeggel, előnyösen vízzel szorítjuk a termelő kutak felé, miáltal a sav a tároló természetes ásványi karbonát tartalmával reakcióba lép és a felszabaduló széndi- 25 oxid gáz — különböző összetett hatások alapján — a kőolajkiszorítás hatékonyságát jelentősen növeli.

A találmány szerinti eljárás kémiai lényege, formálisan, az alábbi reakcióegyenletekkel írható le:

CaC03 + 2HC1 = CaCl2 + H2 0 + C02 30

MgC03 «■ 2HC1 = MgCl2 + H20 + C02

Járulékos reakcióként figyelembe kell venni még a következőket, amelyek a frissen felszabaduló, agresszív szén-dioxid hatásából következnek:

CaC03 ♦ H20 + C02 = Ca(HC03)2 35

MgC03 ♦ H20+ C02 = Mg(HC03)2

Egyéb járulékos reakciók is lejátszódnak természetesen, így például a vas-karbonát, a különböző szulfidok stb. bomlása, ezek azonban — normális telepviszonyok közt — az alapfolyamatot nem befolyásolják jelentősen. 40

A fenti, szén-dioxid termelő reakciók, továbbá a Ca és Mg karbonátok szén-dioxid hatására bekövetkező oldódása, együttesen permeabilitás növelő folyamatok, amelyek azonban nem teljesen együtt játszódnak le, mivel a felszabadult szén-dioxid olyan tárolórészekbe is eljut, 45 amelyeket a sósav esetleg nem érint.

A kőolajkiszorítás hatásfokának növekedése, természetesen nem magyarázható meg csak a tároló permeabilításának megváltozásával, mivel ennek növekedése, számos esetben káros hatást fejthet ki. 50

Kisérleti tapasztalatok azt mutatják, hogy a savas elárasztási folyamat a következő, fontosabb folyamatokra épül:

1. A tárolókőzet természetes karbonát tartalmának sósavval történő érintkezésekor szén-dioxid keletkezik, 55 amely azonban nem hoz létre folytonos gázfázist, vagyis gázpárna kialakulása nem történik meg, a keletkezett gáz diszperzió formájában áramlik végig a tárolón.

2. A gázképződés, és a gázkilépés nem folyamatos, hanem szakaszosan, mondhatni: adagokban történik meg, 60 hasonló jellegű olajkilépést váltva ki, amivel e szakaszos jellegű olajáramlás, tárolóméretekben, az olajpad kialakulását nagymértékben elősegíti.

3. Az olajjal kontaktusba kerülő savas közeg mintegy extrahálja az olaj természetes felületaktív komponenseit, 65

i

amely folyamat diszperziós keletkezéséhez vezet, ami előnyösen befolyásolja az elárasztási hatásfokot.

4. A kiszorítási folyamatban az egyik legfontosabb momentum az, hogy a naszcensz állapotú szén-dioxid a pórusokon belül, tehát forrásfelületeken, igen finom eloszlásban keletkezik, ami mind a diszperz állapotban jelenlévő maradékolajat, mind pedig az áramlás-eltérítéssel elért, nagyobb foltokban visszamaradt olajat képes mobilizálni és egyúttal biztosítja, hogy a savtartalmú kiszorító ágens a tárolóban egyenletesen terjedjen szét, a tárolókőzet egészét mikroszkopikus láncolatként átjáró rétegvízhálózat mentén, s így az olajkiszorítás a kőzetheterogenítás, vagy a kedvezőtlen kúthálózat miatt egyébként nem mobilizálható olajat tartalmazó tárolórészekben is végbemegy.

5. A naszcensz szén-dioxid oldódik a maradékolajban, vagyis minden olyan kedvező hatást biztosítani lehet, amely a szén-dioxidos termelési módszerben előnyös, azzal az eltéréssel, hogy a naszcensz szén-dioxid azonnal igen nagy, aktív felületen érintkezik az olajjal is, ezért az oldódási folyamat, majd a duzzadásból származó mobilizálódási folyamat lökésszerűen képes fellépni.

6. Az előrehaladó savfront a karbonát tartalmú forrásfelületeken finom eloszlású szén-dioxidot termel, ami létrehozza az 5. pontban leírt hatásokat, de oly módon, hogy a keletkező szén-dioxid az olajat tartalmazó réteg alsó részében „in situ” keletkezik, a gravitációs hatás következtében felfelé mozog, és eközben a megfelelő mennyiségű szén-dioxid oldódik az olajban. A szén-dioxid felesleg tovább migrál felfelé, és ily módon, a teljes rétegvastagságban, alulról felfelé járja át a tárolót.

Ez a hatás a szokásos szén-dioxidos, vagy egyéb gázos termelési eljárásoknál nem érhető el, mivel ezen esetekben a gáz összefüggő fázisban, a termelő kúttól már 1 —2 m távolságban a réteg tetején helyezkedik el, és a gázfeltöltés a réteg felső részétől az alsó rész felé történik, miáltal a fentiekben kifejtett előnyös hatások létre sem jöhetnek.

7. Az agresszív szén-dioxid (agresszív szénsav), a Ca és Mg karbonátok oldásával, az előre haladó savfronton, viszonylag állandó, enyhén lúgos pH értéket biztosít, ami miatt a front elején alacsonyabb, a front hátoldalán magasabb határfelületi feszültség értékek állanak fenn, vagyis adott szakaszokon a kapilláris nyomások eltérő voltából következően, lokális depressziók léphetnek fel, ami a maradékolaj mobilizálása szempontjából rendkívül előnyös. Ezen túlmenően, a mobilitás-arány is kedvezően alakul, mivel a folyadékfázisok viszkozitása, ugyanúgy mint a kapillaritás, csak ellentett irányban mutat gradienst. Nyilvánvaló, hogy a fenti mechanizmus alapján a tárolóra vagy tárolórészre várható hatásos elárasztás tovább javítható. Ezért célszerű savas közeget jól tűrő felületaktív anyagok, in situ gélképzésre alkalmas, vízoldható szilikátok injektálhatok a tárolóba a savoldat előtt és/vagy után, mindig a tároló jellegétől, a maradékolaj eloszlásától, a tároló szerkezeti (rezervoárgeológiai) sajátságaitól függő minőségben és mennyiségben.

Nyilvánvaló, hogy savoldatos kiszorítási eljárás olyan tárolókban előnyös, amelyeknek megfelelő természetes karbonát tartalma van. Vizsgálataink során azt tapasztaltuk, hogy a sósavas kiszorítás annál jobb hatásfokú, minél magasabb a tárolóközet karbonát tartalma. Ez azonban nem azt jelenti, hogy az alacsonyabb karbonát tartalmú rendszerekben a hatékonyság nem elegendő. Kisérleti adatok szerint, már 7 — 109í karbonát tartalom ele