DE1583005B

DE1583005B - Liquid for solidifying unconsolidated sand formations

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 einerThe invention relates to a liquid for combining a chloride of sodium and / or calcium in one

festigen unkonsolidierter Sandformationen mittels auf die Umgebungstemperatur bezogenen Mengeconsolidate unconsolidated sand formations by means of the amount related to the ambient temperature

eines Bohrloches, die eine durchlässige Zement- enthalten, die annähernd der Sättigungsmenge ent-a borehole containing a permeable cement, which is approximately equal to the saturation

barriere zwischen der Formation und dem Bohrloch spricht.barrier speaks between the formation and the borehole.

bildet und welche aus der Suspension eines Kohlen- 5 Bei der Anwendung der neuartigen Flüssigkeitforms and which from the suspension of a carbon 5 When applying the novel liquid

wasserstofföls und einem Mörtel besteht, der aus zum Verfestigen unkonsolidierter Sandformationenhydrogen oil and a mortar, which consists of unconsolidated sand formations to solidify

Sand, Zement und Wasser gebildet ist. wird der in dem Kohlenwasserstofföl suspendierteSand, cement and water is formed. becomes that suspended in the hydrocarbon oil

Bekanntermaßen bereitet die Gewinnung von Erd- Sand-Zement-Brei unter hohem Druck durch dasIt is known to prepare the extraction of earth-sand-cement paste under high pressure by the

gas und/oder Erdöl aus Sandformationen dann Bohrloch in die unkonsolidierte Formation gedrückt,gas and / or petroleum from sand formations then pushed borehole into the unconsolidated formation,

Schwierigkeiten, wenn solche Formationen unkon- io die um das Bohrloch vorhanden ist. Danach erhärtetDifficulties occur when such formations are inconsistent with those around the borehole. Then hardened

solidiert sind, da dann die vorhandenen losen Sand- die Zementkomponente des Breis, wobei die Ver-are solidified, since then the existing loose sand- the cement component of the mash, whereby the

teilchen dazu neigen, während der Ausbeutung der festigung des Zements durch Verwendung bekannterparticles tend to be known during the exploitation of the cement consolidation by using

Formation zum Bohrloch zu wandern und die Strö- Zusätze beschleunigt oder gebremst werden kann.To migrate formation to the borehole and the Strö- additives can be accelerated or decelerated.

mungswege des Gases bzw. Öls zu blockieren. Das Bohrloch wird eine geeignete Zeitspanne zurto block the flow paths of the gas or oil. The borehole will be an appropriate length of time

Es ist nun bekannt, in solche Formationen ein 15 Aushärtung des Zements geschlossen. Danach kannIt is now known that in such formations a 15 hardening of the cement is closed. After that you can

harzartiges Material als Konsolidierungsmittel einzu- das Bohrloch für die Förderung ausgerüstet werden,Resin-like material to be used as a consolidation agent in the borehole for production,

spritzen, das durch einen Katalysator erhärtet. Die woraufhin die Förderung der durch die durchlässigespray that hardens by a catalyst. Which prompted the promotion of through the permeable

Polymerisation dieser harzartigen Materialien und Zementbarriere in das Bohrloch einströmenden Flüs-Polymerization of these resinous materials and cement barrier in the flowing fluid into the borehole

die ungleiche Verteilung des Harzes vor der Poly- sigkeiten und/oder Gase aufgenommen werden kann,the uneven distribution of the resin can be absorbed in front of the polymers and / or gases,

merisation machen diese Materialien jedoch für* die 20 ohne daß die Förderströme durch unverfestigteThese materials make merization, however, for the 20 without the conveying flows through unconsolidated

Anwendung weniger geeignet, so daß sie sich nicht Sandteilchen verschmutzt werden,Application less suitable so that they are not contaminated by sand particles,

durchsetzen konnten. Es ist ferner bekanntgeworden, Die Sandkomponente des Zementbreis sollte inwere able to enforce. It has also become known that the sand component of the cement slurry should be in

eine Zusammensetzung aus Sand, Zement und einem dem Korngrößenbereich zwischen 20 und 1400 Ma-a composition of sand, cement and a grain size range between 20 and 1400 Ma-

Stabilisator in Wasser als Trägerflüssigkeit als Kon- schen/cm² liegen, d. h. zwischen 30 und 80, 80 und >Stabilizer in water as a carrier liquid as cones / cm ² , ie between 30 and 80, 80 and>

solidierungsgemisch zu verwenden, wobei die Sand- 25 360, 360 und 850 Maschen/cm² oder dazwischen- \ to use a solidification mixture, whereby the sand- 25 360, 360 and 850 meshes / cm ² or in between- \

komponente sich aus Teilchen mit einer Größe von liegenden Maschengrößen, damit möglichst wirksame, \ component is made up of particles with a size of lying mesh sizes, so that the most effective, \

2200 bis 9000 Maschen/cm² zusammensetzt. Diese verhältnismäßig stark durchlässige Zementbarrieren2200 to 9000 meshes / cm ² composed. These relatively highly permeable cement barriers

Konsolidierungsmischung hat jedoch eine zu geringe entstehen. Dazu kommt, daß das Verhältnis von |However, the consolidation mix has resulted in too little. In addition, the ratio of |

Durchlässigkeit. Sandanteil zu Zementanteil vor dem Suspendie- JPermeability. Share of sand to share of cement before the suspension J

Des weiteren ist eine Bohrlochzementierungsver- 30 ren des Sand-Zement-Breis in dem Kohlenwasser-Furthermore, a borehole cementation of the sand-cement slurry in the hydrocarbon

bindung bekannt, die sich durch hohe Zugfestigkeit stofföl etwa 3 bis 12 Gewichtsteile Sand pro Ge- |known bond, which is made up of about 3 to 12 parts by weight of sand per gel due to its high tensile strength

und geringe Wasserdurchlässigkeit auszeichnet. Die wichtsteil Zement betragen soll. Es hat sich heraus- |and low water permeability. The most important part of cement should be. It turned out- |

Verbindung besteht aus einem wäßrigen Zementbrei, gestellt, daß ein Sand mit einer Kornfraktion zwi- !Compound consists of an aqueous cement paste, put that a sand with a grain fraction between!

einem flüssigen Kohlenwasserstoff, einem Emulgator sehen 80 und 360 Maschen/cm² für den Zementbrei ia liquid hydrocarbon, an emulsifier see 80 and 360 mesh / cm ² for the cement paste i

und Wasser. Sie bildet jedoch eine strömungsmittel- 35 besonders gut geeignet ist. Vorzugsweise wird ein jjand water. However, it forms a fluid 35 is particularly well suited. Preferably a jj

undurchlässige Barriere und ist deshalb für den klassierter Sand verwendet, bei dem der Durchmesserimpermeable barrier and is therefore used for the classified sand in which the diameter

obigen Verwendungszweck nicht geeignet. der größeren Körner nicht mehr als das Zweifacheabove intended use not suitable. of the larger grains no more than two times

Schließlich ist auch noch ein undurchlässiger Ze- des Durchmessers der kleineren Körner beträgt,Finally there is also an impermeable pointer - the diameter of the smaller grains is

ment bekannt, bestehend aus einem hydraulischen Sandteilchen, die größer sind als 20 Maschen/cm² ment known, consisting of a hydraulic sand particle that are larger than 20 mesh / cm ²

Zement, einer Wasser-in-Öl-Emulsion, einem Emul- 40 und kleiner als 1400 Maschen/cm², sind für die neu- fCement, a water-in-oil emulsion, an emulsion 40 and smaller than 1400 mesh / cm ² , are for the new f

gator und feingemahlenem Quarz. Die Korngröße des artige Flüssigkeit ungeeignet, weil die größeren \ gator and finely ground quartz. The grain size of the like liquid is unsuitable because the larger \

Quarzes liegt bei 2200 Maschen/cm² oder tiefer, wo- Sandteilchen eine zu große Durchlässigkeit derQuartz is at 2200 mesh / cm ² or lower, where- sand particles have too great a permeability of the

durch die Undurchlässigkeit der Barriere mit verur- Zementbarriere mit sich bringen, so daß sehr feine,due to the impermeability of the barrier with verur- cement barrier with it, so that very fine,

sacht wird. nicht verfestigte Sandteilchen durch die Barriere hin-is gentle. unsolidified sand particles through the barrier

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, 45 durchgerissen werden, während feinere Sandteilchen,The object of the invention is therefore to be torn through 45, while finer sand particles,

eine Zementbarriere zwischen der Formation und deren Korngröße also kleiner als etwa 1400 Ma-a cement barrier between the formation and its grain size, i.e. less than about 1400 Ma-

dem Bohrloch zu schaffen, deren Durchlässigkeit für schen/cm² ist, gleichfalls ungeeignet sind, da sie eineTo create the borehole, the permeability of which is equal to / cm ² , are also unsuitable because they are a

Flüssigkeiten und Gase groß ist, ohne daß zu ihrer zu geringe Durchlässigkeit der Barriere für die zuLiquids and gases is large, without their insufficient permeability of the barrier for the too

Bildung ein Katalysator benötigt wird. fördernden Strömungsmittel bewirken.Education a catalyst is needed. cause conveying fluid.

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,According to the invention, this is achieved by means of a solidifying liquid that consists of 3 to 12 parts ratio of one part of cement to about three to sand of 0.177 to 2 mm grain size and 0.7 to twelve parts of sand.
0.95 parts of water to 1 part of cement. Any set can be used for the cement component, with 0.06 to 0.6 kg of mortar per liter of oil using a cement that is normally used during exposure. 55 oil well cementation is used,

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 %>, EisenoxydThe liquid according to the invention does not produce a mortar made of Paris cement, sodium only a very good permeability for the solidifying silicate cement, a silicon phosphate cement, an acidic generation of unconsolidated sand formations, but phosphate cement or a Pozzolanzement, a Sorel also enables a uniform distribution of the cement or a Smooth cement. Preferably barrier material. It prevents unconsolidated cement from using a light Portland sand particles to flow through the barrier for the cement component, which has a density of approximately and either carried out with the material being conveyed 950 kg / m ³ and, according to a chemical analysis, gets stuck in the barrier and this has approximately the following composition: silicon clogging, dioxide 38.3%, aluminum oxide 13.0%>, iron oxide

Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung kann bei 65 5,2%, Kalziumoxyd 35,7%, Magnesiumoxyd 1,6%According to an advantageous embodiment, at 65 5.2%, calcium oxide 35.7%, magnesium oxide 1.6%

einer Verwendung eines Kohlenwasserstoff Öles mit und Schwefeltrioxyd 2,4% mit einem Verlust beimusing a hydrocarbon oil with and sulfur trioxide 2.4% with a loss in

Naphthensäuren in einer Menge, die einer Neutrali- Entzünden von annähernd 3,3 %>. Dieser besondersNaphthenic acids in an amount that is equivalent to a neutral ignition of approximately 3.3%>. This one in particular

sationszahl von 0,4 bis 1,0 entspricht, das Wasser leichte Portlandzement hat sich für die Zusammen-corresponds to a number of 0.4 to 1.0, the water-light portland cement has

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.Settlement of the mixture according to the invention proved to be particularly suitable, because the existing of this cement Permeable cements are very stable, so that they can be removed from the alkaline solutions, the sodium chloride or containing sodium sulphate, are not attacked. Other cements for oil drilling are not so resistant that it is not attacked by alkaline solutions or sulfur solutions that form and are therefore less useful for cement compounds of the type proposed here.

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.The water content of the pulp changes with the type of cement and the grain size spectrum of the sand. Satisfactory results have been achieved with about 0.7 to 0.95 parts of water per part of cement with a grain size of the sand of 80 to 360 meshes / cm ² . Too much water leads to the separation of cement-laden water droplets from the sand, while too small an amount of water leads to the separation of solid cement particles from the sand.

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.It has been found that when using water, the salts such as sodium chloride and / or Calcium chloride contains dispersions of oil in oils that contain surface-active substances as carrier media contain, can be prevented. The salt concentration should advantageously be a saturation value at ambient temperature when the oil neutralization number approaches 1.0. Unsaturated salt solutions are used when the oil neutralization number drops to 0.3.

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.The oil neutralization number represents the amount IN potassium hydroxide in milligrams, which is required to neutralize one gram of oil. Oils with a neutralization number below about 0.1 have been found to be most suitable.

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.The carrier medium for the sand-cement-water paste is a hydrocarbon oil. Suitable hydrocarbon oils contain the kerosene and diesel oil fractions of crude petroleum and crude oil. Diesel oil fraction is normally used because such fraction is relatively cheap and usually easy to obtain at or near the point of use. The oil should be relatively free of surface-active substances such as naphthenic acid, which displace the water from the sand and cement components. It has been found that surface-active agents, for example naphthenic acids, can be formed in the oil without adverse effects, provided that the neutralization number of the oil does not exceed about 0.3 without a salt to counteract the effect of the surface-active agents must be used. The amount of hydrocarbon oil carrier medium must be selected so that the slurry can be suspended in the carrier medium. It has been found that the most favorable compositions have a slurry density in the range from 0.97 to 1.44 kgf / dm ³ and that the solids suspended or dispersed in the hydrocarbon oil between 0.06 and 0.6 kgm of paste (sand, cement and Water) per liter of hydrocarbon oil carrier medium.

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.The use of higher viscosity oils than diesel oil or kerosene fractions or non-viscous ones Crude oils as a carrier medium should be avoided because the heavy fractions are more difficult to pass through Are to be pumped down the borehole.

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.The sand-cement-water slurry can be used in the usual way, ζ. B. by mixing the components the surface in a suitable container or in a mixer wagon. The chronological order the addition of the components of the porridge is not determined.

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 BohrbedingungenThe hydrocarbon carrier medium with the solids it contains is transported at a rate pumped down the wellbore and into the formation, which is adapted to the drilling conditions

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.ίο is adapted and can therefore vary. In general, for perforation intervals of about 1.2 to 3 m, a delivery rate of about 0.12 to 0.24 m ^{3 of} solids suspended in the carrier medium per minute has proven to be suitable, with larger delivery rates being used for longer intervals. Such production rates give satisfactory results and the permeable cement barrier they form in the unconsolidated formation has sufficient compressive strength and permeability to allow the flow of fluids contained in the formation to pass while it stabilizes or retains the contained formation sands.

example 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.A test hole was prepared by bringing down a pipe and packing and pistoning the hole. A considerable amount of sand was prepared and then the pipe was drawn and the perforations washed at 1567 to 1568 meters in the usual manner using a perforated washing tool or by inserting a packing at the intervals in the perforation and flushing with a circulating medium. So much formation sand was left in the borehole that there was an open hole about four feet deep beneath the perforations. A packing and a flue pipe about 27.5 m long were used with the flue pipe about 45 m above the perforations. The perforations were charged with diesel oil, in order to build up an injection pressure in an amount of about 0.24 m ³ / min. was injected into the formation at a pressure of about 105 kgf / cm ^2. A total of about 0.6 m ^{3 of} diesel oil was pressed into the formation.

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-A treatment mixture was prepared in the following manner. A slurry of sand, oil, cement and water was prepared by mixing 1630 kg of sand, 306 kg of cement and 265 l of water, the water serving to moisten the cement component of the slurry. Then 625 liters of hydrocarbon oil were added to the resulting mixture. To further treat the formation, diesel ^{oil was injected into the formation at a rate of approximately 0.24 m 3} per minute until a few additional liters of oil were injected. The cement paste mixed with oil was then pumped into the diesel barrier oil in such an amount that a solids content of about 0.058 to 0.09 kg / l diesel barrier oil resulted. The cement paste contained in the diesel barrier oil was in an amount of about 0.24 m ³ / min. injected into the formation at a pressure increasing during the injection from about 105 to about 169 kgf / cm ^2. It has been calculated that approximately 635 to 680 kg of the cement paste contained in the oil enters the formation in

jiziert wurden. Der abschließende Einspritzdruck betrug 211 kp/cm², die Einspritzmenge 0,12 m³/Min.were jetted. The final injection pressure was 211 kp / cm ² , the injection rate 0.12 m ³ / 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.The cement was allowed to set for a period of about 12 hours during which time a column of diesel oil was maintained on top of the injected cement. Then salt water was introduced into the pipeline and about 12 m ^{3 of} sand and cement was washed out of the casing. The cement was then drilled out in the usual manner and the hole prepared for production. M ³ sand-free oil were recovered from the wellbore daily 7.2 to 10.8. The production of sand-free oil from this well was sustained for over 14 months.

Example 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.In another field test, a bore was drilled using casing pipes 17.8 cm in diameter and 11.8 kg in weight with perforations made at intervals of 2343 to 2350 m. A retrievable bridge plug was inserted approximately 30.5 m below the lower perforation. Between the bridge plug and the perforations, the casing was filled with a gel-like slurry. The perforations were washed by inserting a reusable test treatment pressure pack at approximately 30 cm intervals along the perforated interval with washing liquid circulating through the perforations. The washing liquid consisted of salt water and then around 1893 1 ordinary sludge acid. After the acid was circulated and removed, the test treatment tool was picked up approximately 55 m above the top perforation. 2.4 m ^{3 of} diesel oil were then pumped into the pipe at a pumping speed of about 0.24 m ³ / min. and a pressure of about 70.3 kgf / cm ² . The test treatment pressure tool was then used, and a diesel oil suspension of the cement paste used in Example 1 was fed at a rate of about 0.24 m ³ / min. injected into the formation. The initial injection pressure was around 232 kp / cm ² , while the initial solids content of the diesel oil suspension was around 0.322 kp of permeable cement paste per liter of diesel oil carrier medium. The solids content of the diesel oil suspension carrier liquid was decreased to about 0.18 kgf / l as the treatment proceeded. After injecting about 14.4 m ^{3 of} the suspension into the formation, the pressure increased to about 337 kgf / cm ² . Approximately 1360 kgf of the permeable cement solids were forced into the formation during this period. About 181 to 272 kp of the permeable cement were additionally pressed into the formation at a pressure of about 232 kp / cm ² and at a conveying speed of about 0.03 m ^{3 of} slurry suspension per minute. A total of approximately 1590 kgf of permeable cement was injected into the formation. This was followed by an 8 hour break for the cement to set and then the soft cement and sand remaining in the casing were washed out in the usual manner using a salt water wash liquid. Finally, the well was then put into operation. Production ranged from 7.2 to 10.8 m ^{3 of} sand-free oil. This production of sand-free oil continued after an operating time of 11 months.

B eispiel 3Example 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 PrüfbehandlungsquetschwerkzeugsAt a new well in a field that has always been extracted Another field test was carried out. The hole was made for these tests by inserting the reusable Test treatment crimping tool

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.ίο prepared above the perforations in the casing, which were provided at intervals of 1155 to 1156 m and enabled the well to be produced until the well was clogged with sand. The sand was removed from the pipe string and casing to a depth of 1,149 m. The perforations were then washed out by circulating salt water wash liquid around the tool which had been placed in the center of the perforated interval. The washing liquid was kept circulating until the bore was clean and the tool was gripped at about 55 m above the upper perforations. 2.4 m ^{3 of} diesel oil was pumped into the pipeline and the tool was stopped.

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.A permeable cement paste of the composition of Example 1 was prepared. This pulp was mixed with diesel oil as a carrier fluid, in a proportion of 0.12 kp / 1 oil.

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. The diesel oil suspension of the cement slurry was under a pressure of about 120 kp / cm ² and at a conveying speed of about 0.156 m'VMin. pumped into the formation, the solids content being approximately 0.12 kg slurry per liter of oil. After injecting about 0.72 m ^{3 of} suspension (118 kgf cement paste) into the perforations, the pressure rose from 120 to 176 kgf / cm ² and then fell again to about 134 kgf / cm ² , whereupon the pressure then increased held at this value, that is to say at around 134 kgf / cm ² , until around 9.6 m ^{3 of} pulp suspension had been introduced into the pipe. It was found that about 1090 kg of solids had been squeezed into the perforations and that about 3.25 m ^{3 of} suspension remained in the pipeline and casing. The pumping was then interrupted three times for 15 to 30 minutes each time, each time to allow the solids in the suspension to settle out. During these three periods the pressure increased to about 112 kgf / cm ² . The squeezing pressure achieved at the end was 148 kgf / cm ² . A total of about 1590 kgf of sand-cement slurry was found to have been forced into the formation. After a waiting period of 8 hours, during which the cement was supposed to set, the soft cement and the sand in the casing were washed out and then the well was prepared for production. It has been found that the bore with a nozzle number 30 and a pipe pressure of 17.6 kgf / cm ² delivers 11.6 m ^{3 of} sand-free oil per day. After 10 months of production, the well was essentially free of sand.

Example 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-For a further field test, a borehole was chosen with intervals of 1560 to 1561 m four shots per 30 cm in the 4.5-inch 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.Casing was provided. The test preparations consisted of bringing the reusable test treatment crimping tool down to 1552 m with a 30 cm bite device. The tool was stopped and the well operated until it silted up. The sand in the pipeline was then removed by running the tool backwards, whereupon the tool found soil at about 1,600 m. An attempt was made to wash the perforations using a salt water wash liquid by placing the tool in the perforated interval, but the formation took in too much water so that the wash did not produce the desired effect. The tool was then pulled up to about 3.05 meters above the top perforation and 6.5 bags of gravel were poured into the pipe to raise the floor to about 1,565 meters. The tool was gripped 55 m above the perforations and 1.2 m ^{3 of} diesel oil was then pumped into the pipe. The above tool was then switched off and 3.6 m ^{3 of} diesel oil suspension of the permeable cement mixture from Example 1 were pumped through the pipeline. The pumping speed was about 0.12 m ^s / min. And the suspension contained about 0.18 kp / l sand-water-cement mixture. Pumping was stopped when the pressure reached 21.1 kgf / cm ² . All in all, were injected about the permeable cement into the formation 0.368 m ^3.

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.After waiting 12 hours for the cement to set, the tool was used at 1,534 m to remove sand and at 1,542 m to wash set cement. The tool was pulled and a drill bit was used to drill at 1560 m. The hole was then prepared for production. During the first production, 5.2 m ³ gross and 1.56 m ³ net sand-free oil were extracted from 1400 m. The production of sand-free oil was maintained for an additional 14 days after the immediate observations had already ended. At the end of the test period flowed from the hole 7.2 m ³ gross, 7.08 m ³ net sand-free oil, and this flow was maintained for an additional period of 13 months.

Example 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.In a laboratory test, 200 g of classified sand with a grain size of 80 to 360 mesh / cm ^{2 were} mixed with 40 g of Trinity-Lite-Wate cement. To moisten the solid mixture, 32 ml of water were added and 1000 ml of kerosene were then added to the resulting pulp. The resulting suspension of solids in kerosene was pumped under a pressure of 1.41 to 3.52 kgf / cm ² into a sand-filled pipe, the diameter of which was 7.62 cm and the length of which were 15.24 cm, about half of which was sand of a kind typically found in a subterranean formation. The solids were deposited on the surface of the sand while their liquid fraction flowed through the sand in the pipe. The cement set and the permeability of the set cement was determined. It was about 10 darcies. (1 Darcy is a physical unit for the porosity of substances and corresponds to the permeability of a substance that is 1 cm ^{3 of} a fluid per second in 1 cm ^{2 of} its cross-sectional area with a fluid viscosity of 1 centipoise and a pressure loss of 1 atm / cm Thickness of material is flowed through.) The delivery rate of the suspension pump was 3.79 l / min. A total of about 200 g of solid was pumped into the tube.

Claims

Patent claims:

1. Liquid for consolidating unconsolidated sand formations by means of a borehole, which and which forms a permeable cement barrier between the formation and the wellbore consists of a suspension of a hydrocarbon oil and a mortar made of sand, cement and water is formed, characterized in that three to twelve parts of sand are formed by 0.177 to 2 mm grain size and 0.7 to 0.95 parts of water per part of cement, and that 0.06 to 0.6 kg of mortar can be used per liter of oil.

2. Liquid according to claim. 1 when using a hydrocarbon oil with naphthenic acids in an amount corresponding to a neutralization number from 0.4 to 1.0, characterized in that, that the water is a chloride of sodium and / or calcium in a room temperature related amount, which corresponds approximately to the saturation amount.

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