DE1583005B

DE1583005B - Flüssigkeit zum Verfestigen unkonsoh dierter Sandformationen

Info

Publication number: DE1583005B
Authority: DE
Inventors: Bobby Gene Houston Tex Harnsberger (V St A )
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp

Description

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Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeit zum Ver- ein Chlorid des Natrium und/oder Kalzium in einer

festigen unkonsolidierter Sandformationen mittels auf die Umgebungstemperatur bezogenen Menge

eines Bohrloches, die eine durchlässige Zement- enthalten, die annähernd der Sättigungsmenge ent-

barriere zwischen der Formation und dem Bohrloch spricht.

bildet und welche aus der Suspension eines Kohlen- 5 Bei der Anwendung der neuartigen Flüssigkeit

wasserstofföls und einem Mörtel besteht, der aus zum Verfestigen unkonsolidierter Sandformationen

Sand, Zement und Wasser gebildet ist. wird der in dem Kohlenwasserstofföl suspendierte

Bekanntermaßen bereitet die Gewinnung von Erd- Sand-Zement-Brei unter hohem Druck durch das

gas und/oder Erdöl aus Sandformationen dann Bohrloch in die unkonsolidierte Formation gedrückt,

Schwierigkeiten, wenn solche Formationen unkon- io die um das Bohrloch vorhanden ist. Danach erhärtet

solidiert sind, da dann die vorhandenen losen Sand- die Zementkomponente des Breis, wobei die Ver-

teilchen dazu neigen, während der Ausbeutung der festigung des Zements durch Verwendung bekannter

Formation zum Bohrloch zu wandern und die Strö- Zusätze beschleunigt oder gebremst werden kann.

mungswege des Gases bzw. Öls zu blockieren. Das Bohrloch wird eine geeignete Zeitspanne zur

Es ist nun bekannt, in solche Formationen ein 15 Aushärtung des Zements geschlossen. Danach kann

harzartiges Material als Konsolidierungsmittel einzu- das Bohrloch für die Förderung ausgerüstet werden,

spritzen, das durch einen Katalysator erhärtet. Die woraufhin die Förderung der durch die durchlässige

Polymerisation dieser harzartigen Materialien und Zementbarriere in das Bohrloch einströmenden Flüs-

die ungleiche Verteilung des Harzes vor der Poly- sigkeiten und/oder Gase aufgenommen werden kann,

merisation machen diese Materialien jedoch für* die 20 ohne daß die Förderströme durch unverfestigte

Anwendung weniger geeignet, so daß sie sich nicht Sandteilchen verschmutzt werden,

durchsetzen konnten. Es ist ferner bekanntgeworden, Die Sandkomponente des Zementbreis sollte in

eine Zusammensetzung aus Sand, Zement und einem dem Korngrößenbereich zwischen 20 und 1400 Ma-

Stabilisator in Wasser als Trägerflüssigkeit als Kon- schen/cm² liegen, d. h. zwischen 30 und 80, 80 und >

solidierungsgemisch zu verwenden, wobei die Sand- 25 360, 360 und 850 Maschen/cm² oder dazwischen- \

komponente sich aus Teilchen mit einer Größe von liegenden Maschengrößen, damit möglichst wirksame, \

2200 bis 9000 Maschen/cm² zusammensetzt. Diese verhältnismäßig stark durchlässige Zementbarrieren

Konsolidierungsmischung hat jedoch eine zu geringe entstehen. Dazu kommt, daß das Verhältnis von |

Durchlässigkeit. Sandanteil zu Zementanteil vor dem Suspendie- J

Des weiteren ist eine Bohrlochzementierungsver- 30 ren des Sand-Zement-Breis in dem Kohlenwasser-

bindung bekannt, die sich durch hohe Zugfestigkeit stofföl etwa 3 bis 12 Gewichtsteile Sand pro Ge- |

und geringe Wasserdurchlässigkeit auszeichnet. Die wichtsteil Zement betragen soll. Es hat sich heraus- |

Verbindung besteht aus einem wäßrigen Zementbrei, gestellt, daß ein Sand mit einer Kornfraktion zwi- !

einem flüssigen Kohlenwasserstoff, einem Emulgator sehen 80 und 360 Maschen/cm² für den Zementbrei i

und Wasser. Sie bildet jedoch eine strömungsmittel- 35 besonders gut geeignet ist. Vorzugsweise wird ein jj

undurchlässige Barriere und ist deshalb für den klassierter Sand verwendet, bei dem der Durchmesser

obigen Verwendungszweck nicht geeignet. der größeren Körner nicht mehr als das Zweifache

Schließlich ist auch noch ein undurchlässiger Ze- des Durchmessers der kleineren Körner beträgt,

ment bekannt, bestehend aus einem hydraulischen Sandteilchen, die größer sind als 20 Maschen/cm²

Zement, einer Wasser-in-Öl-Emulsion, einem Emul- 40 und kleiner als 1400 Maschen/cm², sind für die neu- f

gator und feingemahlenem Quarz. Die Korngröße des artige Flüssigkeit ungeeignet, weil die größeren \

Quarzes liegt bei 2200 Maschen/cm² oder tiefer, wo- Sandteilchen eine zu große Durchlässigkeit der

durch die Undurchlässigkeit der Barriere mit verur- Zementbarriere mit sich bringen, so daß sehr feine,

sacht wird. nicht verfestigte Sandteilchen durch die Barriere hin-

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, 45 durchgerissen werden, während feinere Sandteilchen,

eine Zementbarriere zwischen der Formation und deren Korngröße also kleiner als etwa 1400 Ma-

dem Bohrloch zu schaffen, deren Durchlässigkeit für schen/cm² ist, gleichfalls ungeeignet sind, da sie eine

Flüssigkeiten und Gase groß ist, ohne daß zu ihrer zu geringe Durchlässigkeit der Barriere für die zu

Bildung ein Katalysator benötigt wird. fördernden Strömungsmittel bewirken.

Dies wird erfindungsgemäß durch eine Verfesti- 50 Für die Zementkomponente sollte ein Gewichtsgungsflüssigkeit erreicht, die sich aus 3 bis 12 Teilen verhältnis von einem Teil Zement zu etwa drei bis Sand von 0,177 bis 2 mm Korngröße und 0,7 bis zwölf Teilen Sand eingehalten werden.
0,95 Teilen Wasser auf 1 Teil Zement zusammen- Für die Zementkomponente läßt sich irgendein setzt, wobei 0,06 bis 0,6 kp Mörtel pro Liter Öl ein- Zement verwenden, der normalerweise bei der Ausgesetzt werden. 55 Zementierung von Erdölbohrungen benutzt wird,

Die erfindungsgemäße Flüssigkeit erzeugt nicht aber auch ein Mörtel aus Pariszement, Natriumnur eine sehr gute Durchlässigkeit bei der Verfesti- silikatzement, ein Siliziumphosphatzement, ein saurer gung unkonsolidierter Sandformationen, sondern er- Phosphatzement oder ein Pozzolanzement, ein Sorelmöglicht auch eine gleichmäßige Verteilung des zement oder ein Glätterzement. Vorzugsweise wird Barrierematerials. Sie verhindert, daß unverfestigte 60 für die Zementkomponente ein leichter Portland-Sandteilchen durch die Barriere hindurchströmen zement verwendet, der eine Dichte von etwa und entweder mit dem Fördergut ausgetragen wer- 950 kg/m³ und gemäß einer chemischen Analyse den oder in der Barriere hängenbleiben und diese etwa folgende Zusammensetzung aufweist: Siliziumverstopfen, dioxyd 38,3%, Aluminiumoxyd 13,0 %>, Eisenoxyd

Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung kann bei 65 5,2%, Kalziumoxyd 35,7%, Magnesiumoxyd 1,6%

einer Verwendung eines Kohlenwasserstoff Öles mit und Schwefeltrioxyd 2,4% mit einem Verlust beim

Naphthensäuren in einer Menge, die einer Neutrali- Entzünden von annähernd 3,3 %>. Dieser besonders

sationszahl von 0,4 bis 1,0 entspricht, das Wasser leichte Portlandzement hat sich für die Zusammen-

setzung des erfindungsgemäßen Gemisches besonders geeignet erwiesen, weil die aus diesem Zement bestehenden permeablen Zemente sehr stabil sind, so daß sie durch sich bildende Laugen, die Natriumchlorid oder Natriumsulfat enthalten, nicht angegriffen werden. Andere Zemente für Ölbohrungen sind nicht so beständig, um von sich bildenden Laugen oder Schwefellösungen nicht angegriffen zu werden und sind deshalb für Zementverbindungen der hier vorgeschlagenen Art weniger brauchbar.

Der Wasseranteil des Breies ändert sich mit der Zementart und dem Korngrößenspektrum des Sandes. Zufriedenstellende Ergebnisse wurden mit etwa 0,7 bis 0,95 Teilen Wasser auf ein Teil Zement bei einer Korngröße des Sandes von 80 bis 360 Maschen/cm² erreicht. Zu viel Wasser führt zur Abscheidung von zementbeladenen Wassertropfen aus dem Sand, während eine zu kleine Wassermenge eine Abtrennung von festen Zementteilchen von dem Sand zur Folge hat.

Es hat sich herausgestellt, daß bei Verwendung von Wasser, das Salze wie Natriumchlorid und/oder Kalziumchlorid enthält, Dispersionen von Öl in Ölen, die oberflächenaktive Substanzen als Trägermedien enthalten, verhindert werden können. Die Salzkonzentration sollte sich vorteilhafterweise einem Sättigungswert bei Umgebungstemperatur nähern, wenn sich die Ölneutralisationszahl dem Wert 1,0 nähert. Ungesättigte Salzlösungen werden verwendet, wenn die Ölneutralisationszahl gegen 0,3 sinkt.

Die Ölneutralisationszahl stellt die Menge IN Kaliumhydroxyd in Milligramm dar, die zur Neutralisiesierung von einem Gramm Öl erforderlich ist. Öle mit einer Neutralisationszahl unter etwa 0,1 haben sich als am besten geeignet erwiesen.

Das Trägermedium für den Sand-Zement-Wasser-Brei ist ein Kohlenwasserstofföl. Geeignete Kohlenwasserstofföle enthalten die Kerosen- und Dieselölfraktionen des rohen Erdöls sowie Rohöl. Normalerweise wird eine Dieselölfraktion verwendet, weil eine solche Fraktion relativ billig und am oder nahe dem Verwendungsort gewöhnlich leicht aufgetrieben werden kann. Das Öl soll verhältnismäßig frei von oberflächenaktiven Stoffen wie Naphthensäure sein, die das Wasser aus der Sand- und der Zementkomponente verdrängen. Es hat sich herausgestellt, daß oberflächenaktive Agenzien, beispielsweise Naphthensäuren, in dem Öl gebildet werden können, ohne daß dadurch nachteilige Auswirkungen auftreten, vorausgesetzt, daß die Neutralisationszahl des Öls nicht über etwa 0,3 liegt, ohne daß ein Salz zur Aufhebung der Wirkung der oberflächenaktiven Agenzien verwendet werden muß. Die Menge an Kohlenwasserstofföl-Trägermedium muß so gewählt werden, daß der Brei in dem Trägermedium suspendiert werden kann. Es wurde gefunden, daß die günstigsten Zusammensetzungen eine Breidichte im Bereich von 0,97 bis 1,44 kp/dm³ aufweisen und daß die in dem Kohlenwasserstofföl suspendierten oder dispergierten Feststoffe zwischen 0,06 und 0,6 kp Brei (Sand, Zement und Wasser) pro Liter Kohlenwasserstofföl-Trägermedium liegen.

Die Verwendung von höherviskosen Ölen als Dieselöl oder Kerosenfraktionen oder nicht viskose Rohöle als Trägermedium sollte vermieden werden, weil die schweren Fraktionen schwieriger durch das Bohrloch nach unten zu pumpen sind.

Der Sand-Zement-Wasser-Brei kann in der üblichen Weise, ζ. B. durch Vermischen der Komponenten an der Oberfläche in einem geeigneten Behälter oder in einem Mischwagen hergestellt werden. Die Reihenfolge des Zusatzes der Komponenten des Breis ist nicht bestimmt.

Das Kohlenwasserstoff-Trägermedium mit den in ihm enthaltenen Feststoffen wird mit einer Geschwindigkeit in dem Bohrloch nach unten und in die Formation hineingepumpt, die an die Bohrbedingungen

ίο angepaßt ist und demzufolge variieren kann. Im allgemeinen hat sich für Perforationsintervalle von etwa 1,2 bis 3 m eine Fördermenge von etwa 0,12 bis 0,24 m³ im Trägermedium suspendierter Feststoffe pro Minute als geeignet erwiesen, wobei für längere Intervalle größere Fördermengen verwendet werden. Derartige Fördermengen ergeben zufriedenstellende Ergebnisse, und die aus ihnen in der unverfestigten Formation gebildete durchlässige Zementbarriere weist eine ausreichende Druckfestigkeit sowie Durchlässigkeit auf, um den Fluß der in der Formation enthaltenen Strömungsmedien hindurchzulassen, während sie die enthaltenen Formationssande stabilisiert oder zurückhält.

Beispiel 1

Es wurde eine Probebohrung durch Herunterbringen eines Rohres und einer Packung und durch Pistonieren der Bohrung vorbereitet. Eine beträchtliehe Sandmenge wurde hergestellt und dann das Rohr gezogen und die Perforationen in 1567 bis 1568 m Tiefe in der üblichen Weise unter Verwendung eines perforierten Waschwerkzeugs oder durch Einsetzen einer Packung an den Intervallen in der Perforation und durch Bespülen mit einem im Kreislauf strömenden Medium gewaschen. In dem Bohrloch wurde so viel Formationssand gelassen, daß sich unterhalb der Perforationen ein etwa 1,20 m tiefes offenes Loch befand. Eine Packung und ein etwa 27,5 m langes Abzugsrohr wurden eingesetzt, wobei das Abzugsrohr etwa 45 m über den Perforationen lag. Die Perforationen wurden mit Dieselöl beaufschlagt, das zwecks Aufbaus eines Einspritzdrucks in einer Menge von etwa 0,24 m³/Min. bei einem Druck von etwa 105 kp/cm² in die Formation eingepreßt wurde. Im ganzen wurden etwa 0,6 m³ Dieselöl in die Formation hineingepreßt.

Eine Behandlungsmischung wurde auf folgende Weise hergestellt. Ein Brei aus Sand, Öl, Zement und Wasser wurde durch Vermischen von 1630 kg Sand, 306 kg Zement und 265 1 Wasser hergestellt, wobei das Wasser zum Anfeuchten der Zementkomponente des Breis diente. Danach wurden der entstandenen Mischung 625 1 Kohlenwasserstofföl zugesetzt. Zur weiteren Behandlung der Formation wurde Dieselöl in einer Menge von etwa 0,24 m³ pro Minute in die Formation hineingedrückt, bis einige zusätzliche Liter Öl eingespritzt waren. Danach wurde der mit Öl vermischte Zementbrei in das Dieselbarriereöl hineingepumpt, und zwar in einer solchen Menge, daß sich ein Feststoffgehalt von etwa 0,058 bis 0,09 kg/1 Dieselbarriereöl ergab. Der in dem Dieselbarriereöl enthaltene Zementbrei wurde in einer Menge von etwa 0,24 m³/Min. über einem während des Einspritzens von etwa 105 bis etwa 169 kp/cm² ansteigenden Druck in die Formation eingespritzt. Es wurde errechnet, daß annähernd 635 bis 680 kg des im Öl enthaltenen Zementbreis in die Formation in-

jiziert wurden. Der abschließende Einspritzdruck betrug 211 kp/cm², die Einspritzmenge 0,12 m³/Min.

Der Zement konnte während einer Zeitspanne von etwa 12 Stunden abbinden, währenddessen auf dem eingespritzten Zement eine Säule aus Dieselöl aufrechterhalten wurde. Danach wurde in die Rohrleitung Salzwasser eingeführt und aus dem Futterrohr etwa 12 m³ Sand und Zement ausgewaschen. Der Zement wurde dann in der üblichen Weise herausgebohrt und die Bohrung für die Produktion hergerichtet. Aus dem Bohrloch wurden täglich zwischen 7,2 und 10,8 m³ sandfreies Öl gewonnen. Die Gewinnung von sandfreiem Öl aus diesem Bohrloch wurde über 14 Monate lang aufrechterhalten.

Beispiel 2

Bei einem anderen Feldtest wurde mit Futterrohren von 17,8 cm Durchmesser und 11,8 kp Gewicht eine Bohrung hergestellt, wobei in Intervallen von 2343 bis 2350 m Perforationen angebracht worden waren. Etwa 30,5 m unterhalb der unteren Perforation wurde ein wiedergewinnbarer Brückenstopfen eingesetzt. Zwischen dem Brückenstopfen und den Perforationen wurde das Futterrohr mit einem gelartigen Schlamm angefüllt. Die Perforationen wurden durch Einsetzen einer wiederverwendbaren Prüfbehandlungsdruckpackung in Abständen von etwa 30 cm entlang dem perforierten Intervall gewaschen, wobei durch die Perforationen Waschflüssigkeit im Kreislauf geführt wurde. Die Waschflüssigkeit bestand aus Salzwasser und dann etwa 1893 1 gewöhnlicher Schlammsäure. Nachdem die Säure im Kreislauf geführt und entfernt worden war, wurde das Prüfbehandlungswerkzeug etwa 55 m oberhalb der oberen Perforation aufgenommen. Darauf wurden 2,4 m³ Dieselöl in das Rohr hineingepumpt, und zwar mit einer Pumpgeschwindigkeit von etwa 0,24 m³/Min. und einem Druck von etwa 70,3 kp/cm². Das Prüfbehandlungsdruckwerkzeug wurde dann eingesetzt, und eine Dieselölsuspension des im Beispiel 1 verwendeten Zementbreis wurde mit einer Fördergeschwindigkeit von etwa 0,24 m³/Min. in die Formation eingespritzt. Der anfängliche Einspritzdruck lag etwa bei 232 kp/cm², während der anfängliche Feststoffgehalt der Dieselölsuspension etwa 0,322 kp durchlässiger Zementbrei pro Liter Dieselölträgermedium betrug. Der Feststoffgehalt derDieselölsuspensionsträgerflüssigkeit wurde mit fortschreitender Behandlung auf etwa 0,18 kp/1 gesenkt. Nach dem Einspritzen von etwa 14,4 m³ der Suspension in die Formation stieg der Druck auf etwa 337 kp/cm². Annähernd 1360 kp der durchlässigen Zementfeststoffe wurden während dieser Periode in die Formation hineingepreßt. Etwa 181 bis 272 kp des durchlässigen Zements wurden zusätzlich in die Formation bei einem Druck von etwa 232 kp/cm² und mit einer Fördergeschwindigkeit von etwa 0,03 m³ Breisuspension pro Minute hineingedrückt. In die Formation wurde also eine Gesamtmenge von etwa 1590 kp durchlässiger Zement eingespritzt. Darauf wurde eine Pause für das Abbinden des Zements von 8 Stunden eingelegt und dann der weiche Zement und der Sand, die in dem Futterrohr zurückgeblieben waren, in der gewöhnlichen Weise unter Verwendung einer Salzwasserwaschflüssigkeit ausgewaschen. Schließlich wurde danach das Bohrloch in Betrieb genommen. Die Produktion betrug 7,2 bis 10,8 m³ sandfreies Öl. Diese Produktion von sandfreiem Öl hielt auch noch nach einer Betriebszeit von 11 Monaten an.

B eispiel 3

An einer neuen Bohrung, die sich in einem Feld befand, in dem seit jeher Sand gefördert wurde, wurde ein anderer Feldtest ausgeführt. Die Bohrung wurde für diese Tests durch Einsetzen des wiederverwendbaren Prüfbehandlungsquetschwerkzeugs

ίο oberhalb der in dem Futterrohr befindlichen Perforationen vorbereitet, die in Intervallen von 1155 bis 1156 m vorgesehen waren und so lange eine Produktion der Bohrung ermöglichten, bis die Bohrung sich mit Sand zugesetzt hatte. Der Sand wurde aus dem Rohrstrang und dem Futterrohr bis zu einer Tiefe von 1149 m entfernt. Die Perforationen wurden dann durch rund um das Werkzeug, das in der Mitte des perforierten Intervalls angeordnet worden war, durch zirkulierende Salzwasserwaschflüssigkeit ausgewasehen. Die Waschflüssigkeit wurde so lange in Umlauf gehalten, bis die Bohrung sauber und das Werkzeug bei etwa 55 m über den oberen Perforationen erfaßt worden war. 2,4 m³ Dieselöl wurden in die Rohrleitung eingepumpt, und das Werkzeug wurde angehalten.

Ein durchlässiger Zementbrei der Zusammensetzung des Beispiels 1 wurde zubereitet. Dieser Brei wurde mit Dieselöl als Trägerflüssigkeit vermischt, und zwar in einem Mengenverhältnis von 0,12 kp/1 Öl.

Die Dieselölsuspension des Zementbreis wurde unter einem Druck von etwa 120 kp/cm² und mit einer Fördergeschwindigkeit von etwa 0,156 m'VMin. in die Formation hineingepumpt, wobei der Feststoffgehalt etwa 0,12 kp Brei pro Liter Öl betrug. Nach dem Einspritzen von etwa 0,72 m³ Suspension (118 kp Zementbrei) in die Perforationen, stieg der Druck von 120 auf 176 kp/cm² an und fiel dann wieder auf etwa 134 kp/cm² ab, worauf sich der Druck dann bei diesem Wert, also etwa bei 134 kp/cm², so lange hielt, bis etwa 9,6 m³ Breisuspension in das Rohr eingeführt worden waren. Es wurde festgestellt, daß etwa 1090 kp Feststoffe in die Perforationen hineingequetscht worden sind und daß etwa 3,25 m³ Suspension in der Rohrleitung und dem Futterrohr zurückgeblieben sind. Das Einpumpen wurde dann dreimal für jeweils 15 bis 30 Minuten unterbrochen, um jedesmal den in der Suspension befindlichen Feststoffen zu ermöglichen, sich abzusetzen. Während dieser drei Zeiträume stieg der Druck auf etwa 112 kp/cm² an. Der am Ende erreichte Quetschdruck betrug 148 kp/cm². Es wurde festgestellt, daß eine Gesamtmenge von etwa 1590 kp Sand-Zement-Brei in die Formation hineingepreßt worden ist. Nach einer Wartezeit von 8 Stunden, währenddessen sich der Zement verfestigen sollte, wurden der weiche Zement und der in dem Futterrohr befindliche Sand ausgewaschen und danach das Bohrloch für die Produktion hergerichtet. Es wurde gefunden, daß die Bohrung mit einer Düsennummer 30 und bei einem Rohrdruck von 17,6 kp/cm² 11,6 m³ sandfreies Öl pro Tag liefert. Nach einer 10 Monate währenden Produktion war die Bohrung im wesentlichen sandfrei.

Beispiel 4

Für einen weiteren Feldtest wurde eine Bohrung gewählt, die in 1560 bis 1561 m in Intervallen mit vier Schüssen pro 30 cm in dem 4,5-Zoll-4,31-kp-

Futterrohr versehen war. Die Versuchsvorbereitungen bestanden darin, daß das wiederverwendbare Versuchsbehandlungsquetschwerkzeug mit einer 30-cm-Beißvorrichtung auf 1552 m niedergebracht wurde. Das Werkzeug wurde angehalten und die Bohrung in Betrieb genommen, bis sie versandet war. Der in der Rohrleitung befindliche Sand wurde dann durch Rückwärtslauf des Werkzeugs ausgetragen, worauf das Werkzeug auf etwa 1600 m Boden fand. Es wurde versucht, die Perforationen unter Verwendung einer Salzwasserwaschflüssigkeit durch Anordnung des Werkzeugs in dem perforierten Intervall zu waschen, die Formation nahm jedoch zu viel Wasser auf, so daß der Waschvorgang nicht die gewünschte Wirkung zeigte. Das Werkzeug wurde dann bis auf etwa 3,05 m über die obere Perforation hinaufgezogen, und es wurden 6,5 Sack Kies in das Rohr hineingeschüttet, um den Boden auf etwa 1565 m anzuheben. 55 m oberhalb der Perforationen wurde das Werkzeug erfaßt, und dann wurden 1,2 m³ Diesel- «20 öl in das Rohr hineingepumpt. Darauf wurde das obige Werkzeug abgeschaltet, und 3,6 m³ Dieselölsuspension der durchlässigen Zementmischung vom Beispiel 1 wurden durch die Rohrleitung gepumpt. Die Pumpgeschwindigkeit betrug etwa 0,12 m^s/Min., und die Suspension enthielt etwa 0,18 kp/1 Sand-Wasser-Zement-Mischung. Der Pumpvorgang wurde unterbrochen, als der Druck 21,1 kp/cm² erreichte. Alles in allem wurden etwa 0,368 m³ des durchlässigen Zements in die Formation injiziert.

Nach einer Wartezeit von 12 Stunden, während der der Zement sich verfestigte, wurde das Werkzeug bei 1534 m zur Beseitigung von Sand und bei 1542 m zum Waschen für abgebundenen Zement verwendet. Das Werkzeug wurde gezogen und eine Bohrspitze zum Bohren auf 1560 m benutzt. Die Bohrung wurde dann für die Produktion hergerichtet. Bei der ersten Produktion wurden 5,2 m³ brutto, 1,56 m³ netto sandfreies Öl aus 1400 m gefördert. Die Förderung von sandfreiem Öl wurde noch zusätzlich 14 Tage aufrechterhalten, als die unmittelbaren Beobachtungen bereits beendet waren. Am Ende der Testperiode flössen aus der Bohrung 7,2 m³ brutto, 7,08 m³ netto sandfreies Öl, und diese Fördermenge wurde während eines zusätzlichen Zeitraums von 13 Monaten aufrechterhalten.

Beispiel 5

Bei einem Laborversuch wurden 200 g eines klassierten Sandes einer Korngröße von 80 bis 360 Maschen/cm² mit 40 g Trinity-Lite-Wate-Zement vermischt. Zur Anfeuchtung des Feststoffgemisches wurden 32 ml Wasser zugesetzt und darauf dem sich ergebenden Brei 1000 ml Kerosen beigegeben. Die entstehende Suspension von Feststoffen in Kerosen wurde unter einem Druck von 1,41 bis 3,52 kp/cm² in ein sandgefülltes Rohr gepumpt, dessen Durchmesser 7,62 cm und dessen Länge 15,24 cm betrugen und das etwa zur Hälfte mit Sand einer Art gefüllt war, wie sie in typischer Weise in einer unterirdischen Formation gefunden wird. Die Feststoffe wurden auf der Oberfläche des Sandes abgelagert, während ihr flüssiger Anteil durch den im Rohr befindlichen Sand hindurchströmte. Der Zement erhärtete und die Durchlässigkeit des abgebundenen Zements wurde bestimmt. Sie betrug etwa 10 Darcies. (1 Darcy ist eine physikalische Einheit für die Porosität von Stoffen und entspricht der Durchlässigkeit eines Stoffes, der von 1 cm³ eines Strömungsmittels pro Sekunde in 1 cm² seiner Querschnittsfläche bei einer Viskosität des Strömungsmittels von 1 Centipoise und einem Druckverlust von 1 Atm/cm Stoffdicke durchströmt wird.) Die Fördermenge der Suspensionspumpe betrug 3,79 l/Min. Im ganzen wurden etwa 200 g Feststoff in das Rohr hineingepumpt.

Claims

Patentansprüche:

1. Flüssigkeit zum Verfestigen unkonsolidierter Sandformationen mittels eines Bohrloches, die eine durchlässige Zementbarriere zwischen der Formation und dem Bohrloch bildet und welche aus der Suspension eines Kohlenwasserstofföls und einem Mörtel besteht, der aus Sand, Zement und Wasser gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß drei bis zwölf Teile Sand von 0,177 bis 2 mm Korngröße und 0,7 bis 0,95 Teile Wasser auf ein Teil Zement kommen, und daß 0,06 bis 0,6 kp Mörtel pro Liter Öl eingesetzt werden.

2. Flüssigkeit nach Anspruch. 1 bei Verwendung eines Kohlenwasserstofföles mit Naphthensäuren in einer Menge, die einer Neutralisationszahl von 0,4 bis 1,0 entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser ein Chlorid des Natrium und/oder Kalzium in einer auf die Umgebungstemperatur bezogenen Menge enthält, die annähernd der Sättigungsmenge entspricht.

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