DE2462298A1

DE2462298A1 - Verfahren zur behandlung von nicht tragenden, unterirdischen formationen

Info

Publication number: DE2462298A1
Application number: DE19742462298
Authority: DE
Inventors: Buddy Wayne Anderson; Kenneth Dale Totty
Original assignee: Halliburton Co
Current assignee: Halliburton Co
Priority date: 1973-06-07
Filing date: 1974-05-24
Publication date: 1976-09-09
Also published as: IT1012850B; DE2462298C3; DE2462298B2; FR2232672B1; SE408655B; NO139648C; SE7407564L; DE2425312B2; IE39396L; GB1453001A; FR2232672A1; NO139648B; MY7700232A; DE2425312A1; NO742043L; DK303874A; IE39396B1; NL7407104A; EG12072A; ES427058A1

Description

Verfahren zur Behandlung von nicht tragenden, unterirdischen

Formationen

Ausscheidung aus Patentanmeldung P 24 25 312.1-24

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von nicht tragenden, unterirdischen Formationen zur Verhinderung der Bewegung von Sandteilchen aus der Formation zum Bohrloch während der Förderung von ITuiden aus der Formation.

Es werden häufig unterirdische Formationen, die verwendbare Fluide wie Gas, öl, Wasser usw. enthalten, angetroffen, wobei diese {Teilchen aufweisen, welche aneinander mit unzureichender Bindefestigkeit gebunden sind, um den diese Fluide hervorbringenden Kräften zu widerstehen. Solche Formationen werden als nicht tragende oder unzulägnliche, unterirdische Formationen bezeichnet. Die Strömung der Fluide zu dem Bohrloch entfernt die schwach gebundenen Teilchen von ihrem Platz und trägt die !Teilchen in das Bohrloch, wo die Teilchen die Pumpausrüstung abscheuern, Filter oder Siebkörbe verschmutzen und die wirksame Förderoberfläche des Bohrloches vermindern können.

Eine Verfahrensweise zur Kontrolle der Bildung von Teilchen aus einer nicht tragenden, unterirdischen Formation, die von einem Bohrloch durchdrungen wird, umfaßt das Mischen von teilchenförmigen» Material mit einer Dispersion einer aushärtbaren Zusammensetzung von organischem Harz in flüssigem

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kohlenwasserstoff unter Bildung einer Aufschlämmung von mit riara überzogenen Teilchen. Die mit iiarz überzogenen Teilchen werden in kontakt mit der mit er irdischen Formation unter Bildung einer durciilässigen Packung zwischen der unterirdi-r sehen Formation und dem Bohrloch gebracht. Die mit Harz überzogenen Teilchen werden mit der iformation in kontakt; gehalten, bis das iiarz ausgehärtet ist.

£ine weitere Verfahrensweise zur ßteuex'ung.dei· Bildung von Teilchen aus einer nicht tragenden, unterirdischen iormation, welche von einem Bohrloch durchdrungen wird, schließt die Verwendung einer Dispersion einer aushärtbaren Zusammensetzung von organischem liars in flüssigem Kohlenwasserstoff ein. Die Badzusammensetzung besitzt eine Affinität zu den Teilchen in der unterirdischen Formation und überzieht die Teilchen der Formation, wenn die Dispersion durch die unterirdische Formation durchgepreßt wird. Das harz wird unter· Bildung einer harten iiarzciatrix zur Festigung der unterirdischen Formation ausgehärtet.

ks sind viele Entwicklungen in den Verfahrensweisen zur Behandlung einer von einem Bohrloch durchdrungenen, unterirdischen Iformation gemacht worden. Ks wurden Spüllösungen entwickelt, um die iformation vor der Aufnahme der Behandlungsfluide vorzubereiten, weiterhin wurden chemische Zusatzstoffe "entwickelt, um in der l'ormation enthaltenen Ton zu behandeln, ferner wurden Härter entwickelt, um das Harz zu hohen Festigkeiten auszuhärten, außerdem wurden Kuppelmittel und grenzflächenaktive Kittel entwickelt, um die Bindung zwischen dem Harz und den Teilchen, welche zum Zusammenpacken der Formation oder der Teilchen in der unterirdischen Formation verwendet wurden, zu verbessern. ■ . ' ■

Viele der Behandlungsmethoden zur Steuerung der Förderung von Teilchen aus einer nicht tragenden, von einem Bohrloch

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BAD ORIGINAL

durchdrungenen, unterirdischen .Formation schließen die Verwendung eines flüssigen Kohlenwasserstoffes ein, um die flüssige Ha'rzzusamBiensetzung in Kontakt mit der unterirdischen Formation zu "bringen; Flüssige kohlenwasserstoffe sind jedoch teuer, und ein beträchtlicher Anteil der durch Chemikalien -hervorgerufenen Kosten trat bei der Behandlung von nicht tragenden, unterirdischen Formationen auf. Mt dem zunehmenden 'wert von flüssigen Kohlenwasserstoffen und zunehmenden Kachfragen nach flüssigen Kohlenwasserstoffen, so daß bei flüssigen Kohlenwasserstoffen jetzt VersorgungsSchwierigkeiten auftreten, ist es daher wünschenswert, einen Ersatz für den flüssigen Kohlenwasserstoff zu finden,- der bei hethoden zur behandlung einer unterirdischen, von einem Bonrloch durchdrungenen Formation verwendet wird, um hierin die Förderung' von 'l'eilchen aus der Formation zu steuern.

Es wurde nun gefunden, daß eine flüssige harzzusammensetzung, welche ein aushärtbares, organisches.Harz- und ein Aminosilan, ein aliphatisches Amin mit etwa 6 bis 20 Kohlenstoffatomen in der aliphatischen·Kette oder Mischungen hiervon-enthält, in einer wäßrigen Trägerflüssigkeit dispergiert werden kann, und daß die flüssige harzzusammensetzung eine Affinität für Kieselerde (Siliziumdioxid) besitzt, so daß die flüssige harzsusammensetzung einen liarzüberzug auf Kieselerde bildet, wenn die Dispersion in Kontakt mit Kieselerde gebracht wird. Eine solche liarzzusammensetzung büdet einen Überzug auf der ■ Kieselerde, der nicht klebrig ist und der zu einem Harz mit hoher Festigkeit ausgehärtet werden kann. t>

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung der Förderung von Teilchen aus einer nicht tragenden, unterirdischen Formation, welche von einem Bohrloch durchdrungen wird, wird eine Dispersion einer flüssigen Harzzusammensetzung, welche ein härtbares, organisches Harz und ein Aminosilan, ein aliphatisches, etwa

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6 bis 20 Kohlenstoffatome in der aliphatischen Kette aufweisendes Amin oder Mischungen hiervon enthält, in einer wäßrigen Trägerflüssigkeit in die nicht tragende, unterirdische Formation eingepreßt und hierdurch durchgespült, um eine Matrix der Harzzusammensetzung in der nicht tragenden Formation auszubilden. Nach dem Aushärten verhindert die Harzmatrix, daß Teilchen der Formation in dem geförderten Fluid zu dem Bohrloch getragen werden.

Bei dem Verfahren wird die flüssige Harzzusammensetzung in der wäßrigen Trägerflüssigkeit mit einer Konzentration innerhalb des Bereiches von etwa 20 bis 200 und vorzugsweise 20 bis 100 Gew.-Teilen flüssiger Harzzusammensetzung auf 100 Gew.-Teile wäßriger Flüssigkeit dispergiert.

Andere Komponenten können in die wäßrige Trägerflüssigkeit oder in die flüssige Harzzusammensetzung eingegeben werden. Ein grenzflächenaktives Mittel kann zu der wäßrigen Flüssigkeit zugesetzt werden, um die Umwandlung der Dispersion zu einer Emulsion zu verhindern. In die wäßrige Trägerflüssigkeit oder in die Harzzusammensetzung können Chemikalien zur Kontrolle von Ton eingegeben werden. Die Viskosität der Harzzusammensetzung kann mit Verdünnungsmitteln eingestellt werden. Grenzflächenaktive Mittel können in das Harz eingegeben werden, um die Bindung zwischen dem Harz und der unterirdischen Formation zu verbessern. Hierbei andelt es sich jedoch nicht um eine vollständige Aufzählung von Bestandteilen, welche gegebenenfalls oder vorteilhafterweise in die wäßrige Trägerflüssigkeit oder in die flüssige Harzzusammensetzung eingegeben werden können.

Aminosilane, aliphatische Amine mit etwa 6 bis 20 Kohlenstoffatomen in der aliphatischen Kette und Mischungen hiervon sind innerhalb des Bereiches von etwa 0,1 bis 10 und vorzugsweise etwa 0,5 bis 5 Gewichtsteilen Aminosilan

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aliphatischen Auiiii mit etwa 6 bis 20 -kohlenstoffatomen in der aliphatischen kette oder hiscnungen hiervon auf Ί00 Gew.-'l'eile aushärtbarem, organischen! uarz vorteilhaft.

Vorteilhafte Aminosilane werden durch die folgende allgemeine ±'"ormel wiedergegeben:

*ή bi(OR₃)₃ (1)

worin: It^ e-.n geradkettiger, verzweig bketüigei· oder cyclischer Alkylrest mit etwa 1 bis 8 kohlenstoffatomen ist,

Rp Wasserstoff, ein Alkylaminrest oder ein Alkylrest ist, in welchem das Alkylaaiin oder der Alkylrest etwa 1 bis 8 kohlenstoffatome besitzen,

H ein geradkettiger oder verzv/eigtkettiger Alkylreut mit 1 bis 3 kohlenstoffatomen ist, und

η eine gan^.e Zahl von 0 bis 10 bedeutet.

Von der oben angegebenen, allgemeinen x'ormel (1J umfaßte Airiinosilane eine; z. Ii. gamma-Aminopropyl!,r^äthoxysilan, l·J-beta-(Al,linoäthyl)-gariltΓla-arninopΓopyltriLmethoxyΞilan, N-beta-(,Aniinoäthyl j-l-i-be ta-Caminoäthyl )-gamma-aminopropy It rime thoxy— _rsilan, N-beta-CAminopropyl)-N-beta-Caminobutyl)-gamma-aminopropyltriäthoxysilan und Di-K-(beta-aminoäthyl)-gamma-aminopropyltrimethoxysilan.

Die' bevorzugten Aminosilane vjeroen durch folgende allgemeine frormel wiedergegeben:

v/oriri: H^ ein geradkettiger oder verii.weigtkettiger Alkylrer.l mit 1 bit·. 4 ^ohlenbLofi'ato.U'Lii isb,

- β- . 2482298

■ti,. Wasserstoff, ein Alkylaminrest oder ein Alkylx-est, ist, bei ^elcnein. der Alkylamin- oder Alkylrest etwa Λ bin Λ i-ohlenstoffaLome besitzen,

υ, ein Alt.ylresL niit 1 bis 2 kohlenstoffatomen ist, und in eine ^anze Zahl von 1 bis 4 bedeutet.

iJux-cii die allgemeine ι·'οχ·ωβ1 (2) umfaßte Aminosilane sind ü. ü. li-ijeta-Cüainuälixyl)-fe;ariiiHa-aiuinopropyltrimethoxysilan, W-beta-· (Aminüätiiyl)-^-beta-(aminoäthyl)-garfima-aiiiinopropyltxⁱiDietlioxycilan unc is'-beta-CAaiinopiOpyly-gamma-aminopiOpyltriäthoxysilan.

Brauchbare aliphatisch^ Amine sind aliphatische Amine mit etwa G bis 20 und vorzugsweise etwa 8 bis 18 KohlenstoXfätoraen in ciei· aliphatischen ivette. Beispiele solcher vorteilhaften Amine sind: üctylaiuin, kokosnußölamin, Sojabohnenölamin, 'l'alßaiiiin, Gleylai;;in, Cäpry'laiuin, n-'i'etradecylamin, Paliaitylamin, üctadecylamin, Stearylarain, Laurylaminaeetat, Palmityl·— aminacetat, Stearylaminacetat, primäres Aoiinacetat, welches von kokosnußfettsäuren abstammt, primäres Aminacetat, welches von Talgfettsäuren abstammt, primäres Aminacetat, v/elches von Sojabohnenfettsäuren abstammt, bojatrimethylammoniumchlorid, 13ikokosnußdimethylammoniumciilorid, Talgtrimethylammoniumchlorid, Lauryltritaethylammoniuriichlorid, Palmityltrimethylammoniumchlorid, Stearyltrimethylammoniumchlorid, Kokosnußtrimethylanimoniumchlprid, das Reaktionsprodukt von Sojabohnenölamin und 5 hol Äthylenoxid und.das Reaktionsprodukt von n-üctadecylamin mit 5 ßol Äthylenoxid.

Brauchbare, aushärtbare, organische Harze sind bei 27 ^ flüssig, und sie werden durch Erhitzen des Harzes oder durch Inkontaktbringen des Harzes mit einem.härter ausgehärtet, . - · Beispiele von im Handel erhältlichen, brauchbaren Harzen sind Epoxyharze, Phenolaldehydharze, Furfurylalkoholharze und Harnstoffaldehydharze. Biese Harze sind mit verschiedenen

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Viskositäten erhältlich, welche von dein ftolekuiargewiciit des harzes und der Konzentration "des mit dem iiarz vermischten Verdünnungsiiiittels abhängen. Die Verwendung von harzen oder liarz-Verdünnungsmittelgemisehen, die eine Viskosität bei 27 ⁰C von etwa ^ bis 20 OGO Centipoise (cP.) besitzen, sind· bevorzugt, Die am meisten bevorzugten harze und iiarz-Verdünnungsmittelgemische besitzen Viskositäten bei 2V ⁰^ von etv/a 10 bis 500 cP. Die bevorzugten Harze sind Epoxyharze, Phenolformaldehydharz e, Harnstoff-Formaldehydharze und ü'urfurylalkoholharze. '

härter für die flüssigen, organischen harze können in die Harzzusaminensetzung eingegeben werden, oder die harzzusammensetzung kann mit einem Härter in kontakt gebracht werden, nachdem das Harz in ivontaicb mit der nicht tragenden, unterirdischen .formation, gebracht worden ist. m die harz zusammensetzung eingegebene, härter werden so ausgewählt, daß die Harzzusamniensetzung ausgehärtet wird, na oxide ε die Larzzusammensetzung in kontakt mit der nicht, tragenden, unterirdischen i'ormation g-ebracnt worden ist. In die Harz-zusammensetzung eingegebene Härter sollten weiterhin so ausgewählt werden, daß der Härter eine begrenzte Löslichkeit in der wäßrigen Trägerflüssigkeit besitzt. . - .

Geeignete Härter für üpoxyharzzusammensetzungen können, wobei dies jedoch-keine Einschränkung bedeutet, Aminhärter wie Dimethylaminopropylamin,-Benzyldimethylamin, JJiäthylaminopropylamin, Diäthyltriamin, hetaxyloldiamin, hetaphenylendiamin, Diaminodiphenylmethan, Piperidin, Tridimethylaminomethy!phenol, säure Anhydridhärter wie üxalsäureanhydrid, 'Pb-thalsaureanl-iydria, Pyrotoellitsäuredianhydrid, Dodecinylbernsteinsäureanhydrid, iiexahy drophthai säur eanhydrid und hetnylbicy clo-(2,2,1 )-!?-hepten-2,^: 3-dicarbonsäureanhydrid ', sowie" Polymer cap tänhärt er umfassen; ' , : ·-.'.·-,

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Geeignete härter zur eingabe in iuri'urylalkohol-, Plienolaldeh-yd una Harnstoffaldehyaharzzusammensetzungen können, wobei dies _cedoch keine i-inscnränkung bedeutet, liexachloraceton, 1,1,3-'j-^lriciilortxu.fluoraceton, lienzotrichlorid, üenzylchlorid

— _r

und iienzalchlorid umfassen;'.

Geeignete Härter zum Aushärtet von !furfurylalkohol-, Phenol-. aldehyci- und Jiarnstoffaldehydhar&zusatnmensefczungen durch -xiKontaktbringen dieser liarsEüßatnmensetziingen mit dem härter ., können, wobei dies Jedoch keine Einschränkung bedeutet, Acylhalogenidverbindungen wie Hithaloyl-, Fumäryl- und üenzöyl- ·, chlorid, Lalogenierte, organische Säuren und säurebildende ■-,'■.■ Chemikalien v;io 'i'riclilorecqiijtiUurci, hexachloracebon, Benzo-" örichlorid, >se"it-,ßUure und Ameiiaensäure εον/ie anorganische . en wie balzsäure umfacnon. ■>

brauchbare, wäßrige llüssigkeiten sind v/äßrige i'lüssigkeiten, v.'clcne keine V erunr ein igung en enthalten, axe· ciie nicnt trabfcHtie» unterirdische, zu behandelnae Jiormation verstopfen. überi'iÜchea- -wasser^ beev/asser und aus unterirdischen ioi-tnaüicnen gerördertes.rtSBst:r haben sich alle als. bi'öubiibai¹ herauGgtstellt» Der' pii-Vnert der wäßrigen irUgerilüösig'kfeit ißt wesentlich. I)Ie bäure in einer wäßrigen !'lÜBsigkeit, welche einen niedrigen pii-hei't aufv/eist, kann die Leiötungsi'ähigktit der Arriinaverbinaangen herabsetzen, wodurch die Vein-iendung .von höheren kohEenbrationen an Aminovex'bindungen eri"orderlich ist, als sie isonst in neutralen oder basischen,wäßrigen Flüssigkeiten eri"orcorlich wären. .. -...·.. . .·

n wuicip gei'undc;n, daß grenssilücüenakLive -hi^tel in uie i'lüsslge iiaräLaisaiauiensetisung '-eingegeben peer mil der wäßrigen -Biüssigkeit ven..j.schti v/erden ^onnen, um die ii'e ocK ausgekäj'tBten harzec iiu erhöhen uria zu veniindern, daß. das

. . - ■ ■ ■ ■ ■ ,

Harz ivlebr-t; wira, . so daß die nil; ixai'z überüogtneh 'x'eilciien nicht am.inain. \, :■ i^leben. kabioriische·, grenzflächenaktive hitüel

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sind als nicht einulgierende, grenzflächenaktive l'iittel bekannt und sie können in das l'rägerfluid oder in die badzusammensetzung eingegeben werden, um zu verhindern, daß die Dispersion der in dem 'üräger dispergierten harzzusammensetzung zu einer Emulsion umgewandelt wird. Die Konzentration' von grenzflächenaktivem hittel ist wesentlich. Eine niedrige konzentration von grenzflächenaktivem hittel ist vorteilhaft, und die Vox'teile nehmen im allgemeinen mit der Konzentration zu. Jedoch kann eine hohe Konzentration an grenzflächenaktivem Mittel schädlich sein. Die brauchbare Konzentration von grenzflächenaktivem Mittel kann jedoch durch Versuch festgestellt werden. Brauchbare, kationische, grenzflächenaktive Mittel sind im Handel in Form von vielen Erzeugnissen mit Warenbezeichnungen erhältlich.

Verdünnungsmittel zur Steuerung der Viskosität des aushärtbaren, organischen Harzes haben sich ebenfalls als vorteilhaft herausgestellt. Die Stärke des Harzüberzuges auf der Silikatoberfläche kann teilweise durch die Viskosität der flüssigen Harzzusammensetzung gesteuert werden. Die/ volumen des fiarzes bedeckte Oberfläche, die entstehende Fermeabilitäb einer mit Harz beschichteten Matrix und die Festigkeit der mit Harz beschichteten liatrix" sind Punktionen der Stärke des Harzüberzuges. Reaktionsfähige Verdünnungsmittel werden oft zur Steuerung der Viskosität von harzzusammensetzungen, welche zur Steuerung der Förderung von Teilchen aus.nicht tragenden, unterirdischen Formationen verwendet werden, bevorzugt.

•Weiterhin ist es vorteilhaft, ein.Verdünnungsmittel mit einer begrenzten Löslichkeit in dem Trägerfluid auszuwählen. Die Trägerflüssigkeit konkurriert mit dem Harz für das Verdünnungsmittel, und sie kann einen.Teil des Verdünnungsmittels aus der hierin "dispergierten Harz"zusammensetzung auflösen. Durch Einstellen der Konzentration der" partiell löslichen

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Verdünnungsmittel und der partiell löslichen Komponenten des Harzes kann die Viskosität der flüssigen Badzusammensetzung, die in der wäßrigen Flüssigkeit dispergiert ist, gesteuert werden. Die Viskosität der üarzkomponente bestimmt teilweise die Oberfläche, welche das Harz überziehen kann_}und die Permeabilität der mit dem Harz überzogenen hatrix.

Geeignete Verdünnungsmittel für Epoxyharze können, ohne daß dies eine Einschränkung bedeutet, Styroloxid, üctylenoxid, furfurylalkohol, Phenole, Furfural, flüssige, aus der Heaktion von Epichlorhydrin und Honohydroxylverbindungen abstammende Monoepoxide wie Allylglycidylather, Butylglycidylather und Phenylglycidylather sowie flüssige Diepoxide, z. B. den Diglydicyläther von Resorcin, umfassen.

Geeignete Verdünnungsmittel für Furfurylalkohol lharze, Phenolaldehydharze und Harnstoffaldehydharze umfassen, ohne daß dies eine Beschränkung sein soll, Furfurylalkohol, Furfural, Phenol-und Kresol.

Andere Behandlungschemikalien für nicht tragende, unterirdische Formationen sind ebenfalls brauchbar. Vorspülungen zum Konditionieren der nicht tragenden Formation und Chemikalien zur Beeinflussung von Ton sind Beispiele solcher brauchbaren Behandlungschemikalien. «**■-

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Die Erfindung wird anhand? der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1 ' /

Es "wurde .ein !"urfurylalkoholharz mit grenzflächenaktiven Iiitteln, Verdünnungsmitteln und verschiedenen Aminosilanen untersucht, urn den Einfluß dieser komponenten auf eine Dispersion von Furfurylalkoholharü in einer wäßrigen Trägerflüssigkeit zu bestimmen. Das l'urfurylalkoholharz besaß eine Viskosität bei 25 ⁰C im Bereich von etwa 240 bis 440 cP, ein spezifisches Gewicht im Bereich von etwa 1,205 bis 1,220, einen pH-V/ert im Bereich von etwa 4 bis 4,8 und ein Durchschnittsmolekulargewicht von etwa 225. 121 g dieses Harzes wurden homogen mit den in der folgenden Tabelle 1 angegebenen Konzentrationen von Aminosilanen, Verdünnungsmitteln und grenzflächenaktiven hitteln vermischt. 5*5 g dieser Harzmischungen wurden dann mit 0,66 g hexachloraceton als Härter für das Harz gemischt. Dieses Gemisch wurde dann, in 400 ml einer wäßrigen Trägerflüssigkeit dispergiert, welche . 'frisches Wasser, vermischt mit 5 Gew.-Teilen Katriumchlorl.il auf 100 Gew.-Teile Wasser war. 48 g eines weißen Sandes mit einer ßiebmaschenweite von 0,42 bis. 0,25 mm wurde mit der Dispersion vermischt, und dieses Gemisch wurde für eine Zeitdauer von 30 Minuten.unter Erhitzen des Gemisches mit konstan ter Geschwindigkeit von 22,2 °G auf 40,6 ⁰G gerührt. Der Sand wurde dann untersucht, um festzustellen, ob das Harz den : Sand überzogen hatte. Der mit Harz beschichtete Sand wurde . dann in ein Glasrohr mit einem Innendurchmesser von 22,5 mm bis zu einer Höhe von 88,9 mm gepackt. Die wäßrige Träger— flüssigkeit wurde durch die Packung-durchgespült, um den .Verlust von Trägerfluid in einer. Formation zu simulieren, und

die Probe wurde in einem Bad von 60 °0 während 24 Stunden ausgehärtet* Die Proben wurden dann auf 26,7 °^ abgekühlL und es wurden Dx-uckfestigkeitsmessungen durchgeführt.

Die Werte in der Tabelle 2 zeigen, daß mit Aminosilanen . vermischtes i'urfuryl alkoholharz in einer wäßrigen Trägerflüssigkeit dispergiex't werden kann und daß die entstandene Harz- £Usammensetzung eine Affinität auf Kieselerde (Quarz) besitzt, so daß die iiarzzusaminensetzung einen Harzüberzug auf ivieselerdeoberflachen bildet, wenn das Harz in kontakt mit der Kieselerde (dem Quarz) gebracht wird. i

Diese Werte zeigen weiterhin, daß eine mit einem Gemisch von i"urfurylalkoholharz und einem Aminosilan überzogene SandpacKung zu einer Matrix mit hoher Festigkeit ausgehärtet werden kann und daß ein grenzflächenaktives Mittel zu dem harzgemisch zur Verbesserung der Druckfestigkeit einer mit Harz überzogenen Sandpackung zugesetzt w.erden kann.

$01837/0025 "

bad

Tabelle I

Einfluß von Aminosilan, Verdünnungsmittel und grenzflächenaktivem Kittel auf die Beschichtung und die Festigkeit

Silan Furfural grenzflachen- Beschichtungs- Druckfestigkeit (g) (g) aktives hittel' fähigkeit nach 24 h Aushär-

(g) *> · tung bei foO ⁰C

(m^ bei 26,7

0,95	113	113	0,96	keine	3	gut	' keine
0,95	113	113	keines	keine ·	gut	keine
0,95	keines	keines	. 0,96	gut	gut	108,6
0,95	keines	keines ■	keines	i; keine t;	gut	keine
KH₂(CH.	,J₂HH(CH,)	,Bi(OCH,)	Si(OCH₃J₃
0,95	113	0,96	gut	85,8
0,95-	113	keines	gut	' 58,5
0,95	keines	0,96 ·	gut	182,5
0,95	keines	keines	gut	168,9
EH₂(CH,	,J₂NH(CH₂)
0,95	113	.0,96 '	gering	97,4
0,95	113	keines	.keine	77,0
O^r,95	keines	0,96 :	keine	276,2
0,95'	keines	keines	keine	182,3
kein Silan
keines	0,96	>7,0
keines	keines	keine
keines	. 0,96	" keine"
keines	keines	keine

*) Das grenzflächenaktive Mittel ist ein handelsübliches Gemisch von quaternären Aminen und· Verdünnungsmitteln

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_ 14 -

Beispiel 2

Eine aus 121 g des in Beispiel 1 verwendeten i'urfurylalkoholharzes, 113 g .furfural und der in der folgenden Tabelle II aufgeführten Konzentration an grenzflächenaktivem Mittel bestehende Harzzusammensetzung werden mit dem in der Tabelle· II angegebenen Silan zur Bestimmung des Einflusses der. in der Tabelle il gezeigten Silane auf die Fähigkeit des i'urfuryl-. alkoholhax'zes zura Überziehen von Kieselerdeteilchen vermischt. Diese Untersuchungsreihe wurde nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise mit der Ausnahme durchgeführt, daß das wäßrige Trägerfluid frisches Wasser war und kein Härter mit dem Harz vermischt worden war.

Die Vierte in Tabelle 11 zeigen die BeSchichtungseigenschaften einer iiarzmiscnung, welche Aminosilane enthält. Harze, welche wenigstens zwei Aminogruppen aufweisende Aminosilane enthalten, besitzen gute Überzugseigenschaften, während ein Aminosilan mit nur einer Aminogruppe die Beschichtungsfähigkeit eines iiarzes dann fördert, wenn es zu der Harzformulierung in hoher Konzentration zugegeben wird,- Silane, welche keine Aminogruppen enthalten, besitzen keinen Einfluß auf die lähigkeit des Harzes zum Beschichten von Kieselerdeteilchen, falls sie nicht in kombination mit einem kationischen, grenzflächenaktivem Kittel verwendet werden. Kationische, grenzflächenaktive Hittel verbessern die Fähigkeit' einer Silane enthaltenden harzzusammenaetzung zum überziehen von Kieselerdeteilchen.

609837/0025 bad orig,nal

246:2288

'fab el le 11

Einfluß von verschiedenen Silanen auf die Beschichtung

OH₅SH OCH₅ )₅	0,95 keines keines
	0,95 keines keines
Silan (g) grenaflächenakti	0,95 . keines keines
1,21- 1,21 6,4-7 CIi₃Si(OC₂Ii,-),	0,95 keines keines
1,21 1,21 8,47 C₅H₁₁Si(OC₂H₅)₃	0,95 keines keines
1,21 1,21 8,^7 U₆H₅Si(OC₂HV)₅	0,95 keines keines
1,21 1,21 . ^, 47 C₂Ii₅Bi(UC₂IIr >₅	0,95 keines keines
1,21 1,21 8,47 C₂H₅Si(CiI₅Cu₂) ₅
1,21 1,21 . . 8,47. ..■·„. HS(Ch₂) Bi(OCH₅)
1,21 - 1,21 8,47

ähigkeit Überziehen

gut

keine keine

gut

keine keine

gut

keine keine

gut

keine keine

gut

keine lceine

gut keine keine

gut keinei.eirie

•6 0 3 837/00 Tl

Tabelle II · (i'Ort setzung j

	,U(OIi ) Si(0GiU)₇₎	2Si(OCH₇,)-,	o,95	*) Fähigkeit zum tJberzienen
0-Ok₂-OHCiI.	grenzflächenaktives hittel	keines	gut
öilan (g)	0,95-	keines (CHp)^Si(OOIi₅,)-,	keine
1,21	keines	0,95	keine
1,21	keines	keines
8,4?	keines	gut
	0,95	keine
1,21	keines	keine .
1,21	keines	gering
0,47	2 3 3 3	keine
1,21	- ■ 0,95	keine
1,21	keines	ausgezeichnet
Mi₂(0H₂;₂s	keines	gering
■ 1,21	0,95	.gut
1,21	" keines
8,47	keines	ausgezeichnet
Mi₂(0H₂)₂E		ausgezeichnet
1,21		ausgezeichnet
1,21	ausgezeichnet
8,47	ausgezeichnet
1,21	ausgezeichnet
1,21
8,47

*) Bei dem grenzflächenaktiven hittel handelt es sich um ein handelsübliches Gemisch von quaternären Aminen und Verdünnungsmitteln

Beispiel 3

Die Druckfestigkeit einer mit Furfurylalkoholharz überzogenen Sandpackung, welche nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise hergestellt worden.war und vergleichbarer Furfurylalkoholharzzusammensetzungen, welche die in der ■ folgenden Tabelle 111 aufgeführten Silane enthielten, wurden gemessen. Bei dem. wäßrigen Trägerfluid in diesem Beispiel handelte es sich um frisches Wasser, welches 0,25 Gew.-'feile einer handelsüblichen Mischung von quaternären Aminen und Verdünnungsmitteln auf 100 Gew.-Teile Wasser enthielt. Die liarzzusammensetzung war ein Gemisch,· welches 0,9!? g der. in der Tabelle 111 angegebenen Silane, 121 g des Furfurylalkoholharzes, das in Beispiel 1 verwendet wurde, 113 g Furfural und" 0,96 g eines handelsüblichen, grenzflächenaktiven Mittels in Form einer Mischung von quaternären Aminen und Verdünnungsmitteln enthielt.

Die Werte der 'l'abelle ill zeigen, daß Silane ohne Aminogruppen nur mit Harz überzogene Sandpackungen geringer Festigkeit bilden, und daß die Festigkeit einer mit Harz überzogenen Sandpackung mit der Anzahl von Aminogruppen in der Silanstrukbur ansteigt. - -

609837/00^25 '

BAD ORIGINAL

24ff 298

1'abelle ill

Einfluß von verschiedenen Silanen auf die Festigkeit

Silan

Druckfestigkeit nach einem * Aushärten von 24- h "bei 60 C (kp/crr.² bei 26,7 ⁰C)

Ch Si(GCH ) Cu S

C_oIi-,
Gl(Oh₂), HS (C±i₂)₅

Si(OCH₅ < 7,0

41,5
77,0

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Beispiel 4

Die Löslichkeit einer in einer-wäßrigen Trägerlösung dispergierten Earzformulierung "wird "bei verschiedenen Temperaturen "bestimmt. Bei dieser Untersuchungsreihe wurde die Harzzusammensetzung;durch Vermischen von 49,5 VoI«-Teilen desjin Beispiel 1 verwendeten i'urfurylalkoholharzes mit 49,5 Vol.-Teilen Furfural, 0,5 Vol.-Teilen li-beta-(Aminoäthyl)· gamma-aminopropyltrimethoxysilan und 0,5 Vol.-Teilen einer handelsüblichen Mischung von quaternären Aminen und Verdünnungsmitteln pro 100 Vol.-Teile der Harzzusammensetzung hergestellt. Die wäßrige Trägerlösung war frisches Wasser, worin ö Vol.-Teile Natriumchlorid, 0,5 Gew..-Teile Calciumchlorid, 0,2 Gew.-Teile hagnesiumchlorid und 0,25 Vol.-Teile einer handelsüblichen Hischun^' von quaternären Aminen und Verdünnungsmitteln pro 100 Vol.-Teile frisches Wasser aufgelöst waren.

Die Werte der folgenden Tabelle IV zeigen die partielle Löslichkeit der in der Salzlösung dispergierten Harzzusammensetzungen. Es ist ersichtlich, daß die löslichkeit der ilarzzusammensetzung in der Salzlösung nicht proportional zu der konzentration der in der Salzlösung dispergierten Harzzusammensetzungen ansteigt, und daß-mehr als etwa 20 Gew.-Teile der in der wäßrigen Trägerflüssigkeit dispergierten Harzzusammensetzung erforderlich sind, umki-e Viskosität der iiarzzusammensetzung aufrechtzuerhalten. Daher wird die Viskosität der Harzzusammensetzung weniger reduziert, wenn die konzentration der in der Salzlösung dispergierten Harzzusammensetzung erhöht wird. Diese Vierte zeigen fernerhin, daß die wäßrige Trägerflüssigkeit partiell in der flüssigen Harzzusammensetzung löslich ist, und daß das Volumen der Harzzusammensetzung durch die wäßrige Trägerflüssigkeit, welche sich in der flüssigen Harzzusammensetzung auflöst, erhöht werden kann.

609837/0025 . .' ι "

Tabelle iV

Viskosität und Verteilung von Harz in einer wäßrigen Phase

iiarzmischung, Vol.-Teile harzmiscnung pro Teile von Harz-Salzlösungsgemisch

Temperatur der Fluide C⁰C) Vol.-Teile Viskosität des Harz pro 100 Harzes, welches Teile in der -sich nicht in Balzlösung der Salzlösung aufgelöstem auflöste Harzgemisch (cP)

10 20 30

10 20 50

40	,6 :■	—	57	tritt	—
!1		60	22	Harz	>1000
It		27	20		32
Il		-(12)			37
		in das
		ein
60	,0
Il		>1000
It		40
It		46

10 20

30

93,3

It	52	813
It	23	58
It	20	40,5

609837/0025

Beispiel 5

Die Druckfestigkeit und die Permeabilität einer Sandpackung, welche mittels des in "Beispiel 4- verwendeten Harzes konsolidiert und auf 93»3 °^c erhitzt worden war, wurden bestimmt. Nachdem die Harzzusammensetzung in der Salzlösung dispergiert worden war, wobei diese 20 Gew.-Teile und 30 Gew.-Teile Harz pro 100 Gew.-Teile der Harz-Salzlösungmischung enthielt, wurden sie auf 93» 3 °G erhitzt, und die Löslichkeiten wurden nach der in Beispiel 4 beschriebenen Arbeitsweise bestimmt. Die Dispersionen wurden durch eine Packung Von mit Salzlösung benetztem Sand durchgespült, um das Harz auf der Sandpackung aufzuschichten. Bei der Sandpackung handelte es sich um eine Packung von .weißem Sand mit einer Maschenweite von 0,21 bis 0,089 DWQ» der in einem Glasrohr mit einem Innendurchmesser von 22,3 mm bis zu einer Höhe von 88,9 mm aufgeschichtet war. Das Harz wurde durch Durchspülen von 200 ecm einer V>5 folgen wäßrigen Lösung von Salzsäure in frischem Wasser, erhitzt auf 93,3 C₁ durch die Sandpackung ausgehärtet. Die zur Aushärtung der Harzzusammensetzung verwendete Lösung enthielt 0,1 % eines Säureinhibitors, um die Korrosionsfähigkeit der Säure gegenüber den Metallbestandteilen des Untersuchungssystems zu reduzieren. Die verfestigte Sandpackung wurde 16 Stunden bei 93j3 °C ausgehärtet und dann auf Zimmertemperatur zur Messung der Permeabilität und der Festigkeiten abgekühlt.

Die Werte der folgenden Tabelle V zeigen, daß eine in einer wäßrigen Trägerflüssigkeit dispergierte HarEzusammensetzung durch eine Sandpackung zur Konsolidierung dieser Sandpackung zu' einer permeablen Matrix durchgespült werden kann. Bei dieser Untersuchung wurde die !Festigkeit der konsolidierten Matrix und die Permeabilität der konsolidierten Matrix durch Steigerung der Konzentration der in der wäßrigen Trägerflüssigkeit dispergierten Harzzusammensetzung erhöht.

600837/0025

-32_ 2A62298

Tabelle V

Festigkeit und Permeabilität einer Sandpackung, welche mit in Salzlösung dispergiertem Harz verfestigt wurde

Harz (Gew.-Teile - Druckfestigkeit Permeabilität

auf 100 Gew.-Teile nach 16-stündi- oberer unterer

des Harz-Salzlösungs- gem Aushärten Teil Teil gemisches) bei 93,3 ⁰C ( Darcies )

(kp/cm bei
26,7 ⁰C)

20 100,6 3,35 2,6

30 114,8 4,6 3,15

Beispiel 6

Die l·ähi^keit von Epoxy- und Piienolformaldehydharzzusammensetzungen zum Überziehen von Kieselerdeteilchen und die Festigkeit einer Packung der mit dem Harz überzogenen Teilchen wurde bestimmt. Diese lintersuchungsreihe wurde nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise durchgeführt. Das Pehnolformaldehydharz besaß eine Viskosität bei 37,8 ⁰C von etwa 1000 cP und einen pH-Wert von etwa 6,8. Das Epoxyharz besaß eine Viskosität bei 26,7 °^c von etwa 100 bis 160 cP und enthielt keine Verdünnungsmittel. Der Härter für das Epoxyharz war ein handelsüblicher Polymercaptanhär.ter. Der Härter für das Phenolformaldehydharz war Hexachloraceton. Das Verdünnungsmittel für das Epoxy- und Phenolformaldehydharz war Furfural. Bei beiden Harzen war das Silan N-beta-(Aminoäthyl)-gamma-aminopropyltrimethoxysilan.

Die Vierte der folgenden Tabelle Vl zeigen, daß die Epoxyharzzusammensetzungen und die Phenolformaldehydharzzusammensetzungen in wäßrigen Trägerfluiden dispergiert werden können, und

0025

daß diese in den wäßrigen Trägerfluiden dispergierten zusammense.tzungen eine Affinität für Kieseierde_oberflachen besitzen, so daß sie Überzüge auf den Kieselerdeoberflächen bilden. Diese "Werte zeigen ebenfalls, daß Epoxy- und Phenolformaldehydharzzusammensetzungen, welche Aminosilane mit wenigstens zwei Aminogruppen besitzen, Überzüge auf Sandteilchen bilden, so daß eine Packung der mit Harz beschichteten Sandteilchen hohe Festigkeiten nach dem Aushärten besitzt\

Tabelle Vl .

Einfluß von Verdünnungsmittel,Silan und grenzflächenaktivem hittel auf die Beschichtung und die !festigkeit von Epoxy- und Pehnolformaldehydharzen

Harz Cs)	Härtei Cs)	? Verdün nungs mittel Cg)	Silan Cg)	Phenolformaldehydharz	16	113	0,95	grenz flächen aktives Mittel*)	.balligkeit zum Beschich ten	Druckfestig keit nach 24 h Aushär ten bei 79°c Ckp/cm^ bei 26,7 ⁰C)
Epoxy				121	16	113	0,95
116,4	120	113	0,95	121	16	113	keines	0,96	gut	52,7
116,4	120	113	keines	121	0,96	gut	7,0
116,4	keiner -113	keines	keines	gut .	keine
116,4	keiner keines	keines	keines	keine	keine

0,96	gut	160,8
keines	gut	362,7
keines	'■ gut	7,0

*) Das grenzflächenaktive Hittel ist ein handelsübliches Gemisch von quaternären Aminen und Verdünnungsmitteln

60§8.37/ö025

24S2298

Beispiel 7

Eine !''urfur^lalKoliolharzzusammensetzung, welclie 121 g i'urfurylalkoholharz, wie es in Beispiel 1 verwendet wurde^ 0,95 g N-beta-CAminoäthyl^gamma-aminopropyltrimethoxysilan, 0,96 g der in der Tabelle VIl .gezeigten, grenzflächenaktiven Mittel und 113 g i'uri'ural enthielt, wurde zur Untersuchung mit verschiedenen, grenzflächenaktiven Mitteln verwendet. Bei dieser Untersuchung wurden 5»5 g der Harzzusammensetzung mit 0,66 g Hexachloraceton als Härter für das Harz vermischt. Die Harzzusammensetzung wurde in 400 ml einer 5 %igen Natriumchloridlösung dispergiert. 48 g von weißem Sand mit einer Teilchengröße von.0,42 "bis 0,25 rom wurde mit der Dispersion vermischt, um das Harz auf die Sandteilchen aufzuschichten. Die Sandteilchen wurden dann in ein Glasrohr gepackt und die Festigkeiten wurden nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise bestimmt. ".

Die Werte der folgenden Tabelle VII zeigen, daß grenzflächenaktive Mittel in die Harzzuüammensetzung eingegeben werden · können, um die Festigkeit der mit Harz beschichteten Sandpackung zu erhöhen. Diese Werte zeigen ebenfalls, daß zusätzliches, grenzflächenaktives Mittel, welches zu dem Trägerfluid zugesetzt wurde, die I'estigkeit einer mit Harz beschichteten Sandpackung vermindern kann

ßöi§37/0Q25

-

Tabelle VII

Einfluß von grenzflächenaktiven Mitteln auf die lestigkeit einer mit Harz beschichteten Sandpackung

zugesetztes, grenzflächenaktives Mittel ♦)

zusätzliches, grenz- Ergebnisse der flächenaktives Mit- Druckfestigkeit tel, zugesetzt zu -bei 26,7 ⁰C nach dem Trägerfluid (ecm) 24 h Härtung bei

60 ⁰C

(kp/cm² )

keines

keinies

57,1

anionisches Mittel 3N

keines 1

79,9 19,5

kationisches Mittel

keines 1

85,8 43,8

9N 1ON

keines 1

57,7 43,0

25,6 29,2

11N 12N 13N 14N

keines 1

21,9

72,1 15,8

89,1 73,3

57,1

nicht ausgehärtet

609-8-37/002

	• keines 1
16N	keines 1
Myristyldimethy1- Benzylammonium- chlorid	keines 1
17N (DOC-3)	keines 1

Tabelle VII (Fortsetzung)

67,9

92,9 30,0

55,0 nicht ausgehärtet

86,4

das Harz überzog den Sand nicht

*) Die mit den Kurzbezeichnungen N bezeichneten, grenzflächenaktiven Mittel sind handelsübliches Mischungen von grenzflächenaktiven Mitteln

Beispiel B

Verschiedene Konzentrationen eines kationischen, grenzflächenaktiven Mittels wurden zu Harzzusammensetzungen zugesetzt, welche Aminosilane enthielten, um den Einfluß der Konzentration an grenzflächenaktivem Mittel auf die Fähigkeit der in einer wäßrigen .Trägerflüssigkeit dispergierten Harzzusammensetzung zum "Oberschichten von .Kieselerdeteilchen zu bestimmen. Die Fähigkeit zum Beschichten von Kieselerdeteilchen wird durch Messung der Festigkeit einer Packung dieser Teilchen nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise festgestellt. Die Harzzusammensetzung wird durcl\ Vermischen von 121 g Furfurylalkoholharz, wie es in Beispiel 1 verwendet wurde, mit 113 g Furfural und 0,95 6 des in der Tabelle VIII gezeigten Sians hergestellt. 5,5 6 der Harzzusammensetzung wird dann mit der Konzentration an grenzflächenaktivem Mittel,

/OQ 2 δ

2462238

die" in der Tabelle VIII gezeigt ist,'und 0,66 g Iiexachloraceton als. Härter für die Harzzusammensetzung vermischt. Dies Gemisch wird dann in 400 ml einer 5 frigen Natriumchloridlösung dispergiert. 48 g von weißem Sand mit einer Haschenweite von 0,42 bis 0,25 nun wird dann mit der Dispersion zum Aufschichten des Harzes auf den Sand vermischt. Der beschichtete Sand wird dann in ein Glasrohr gepackt, und es werden die Druckfestigkeiten nach der in Beispiel Λ beschriebenen Arbeitsweise bestimmt. .

Die Werte der Tabelle VIII zeigen, daß kationische, grenzflächenaktive Stoffe die entstandene festigkeit einer mit harz beschichteten Sandpackung erhöhen können. Jedoch ist die konzentration-kritisch, und hohe Konzentrationen von grenzflächenaktivem hittel setzen die i'estigkcit einer Packung von mit Harz beschichteten Sandteilcheh herab.

Tabelle VIII ^-

Einfluß der Konzentration von grenzflächenaktivem hittel auf die Festigkeit einer Packung.von mit Harz beschichteten ' Kieselerdeteilchen

Silan

	5N (g) .	Druckfestigkeit bei 26,7°C	o_c
		nach einem Aushärten von
		24 h bei 60	1
		(kp/cm^d) ·	SX
O	,0275·'	' ' keine	I
O	,055	keine	d. ·
O	,110	' keine
O	,2035	keine
O	,220	•79,9
O	,275	31,6
KN. O		58,5
O	,0275	82,5
O	,055	85,B
O	,165	95,7
O	,275	53,0
O	,550	. 35,4

3 770

Tabelle Viii Oortsetzung) _Λ , .

Silan ' 5N (g) Druckfestigkeit bei 26,7°C

nach dem Aushärten von 24 h bei 60 ⁰O (kp/cm²)

0 . 77,0

0,0275 101,8

0,055 9ö,i

= Das Jtiarz beschichtet den Sand nicht p ,

β Das harz überzog den Sand anfänglich, jedoch vrurde etwas hiervon während der Eührperiode v/eggewaschen

■ueispiel 9

.bine iurfuryTalkoholharζzusammensetzung, welche 121 g des in .Beispiel 1 verwendeten i'urfurylalkoholharzes, 0,95 6>" H-beta-(Aaiinoäthyl)-gamma-arainopropyltrimethox^'silan, 113 S i'üri'ural und 0,96 g des grenzflächenaktiven Kittel 5^ enthielt, wurde in v/äßrigen Lösungen, die in der folgenden Tabelle IX gezeigt sind, dispergiert, und es wurde die Fähigkeit des Hartes zum Überziehen bestimmt. Dieser Überzugstest wurde nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise durchgeführt.

Die Werte der Tabelle IX zeigen, daß eine ein aushärtbares, organisches Harz und ein Aminosilan enthaltende harzZusammensetzung in vielen wäßrigen Iiedien dispergiert werden kann, · und dabei ihre Affinität der Kieselerdeoberflächen beibehält, so daß die liarzzusauimensetzurig die Kieselerdeoberfläche überzieht, wenn die Dispersion in kontakt mit der kieselerdeoberflache gebracht wii'd. Diese Werte zeigen ferner, daß wäßrfge, Säure enthaltende !Flüssigkeiten einen nachteiligen Jiinfluß auf-die Fähigkeit des in der wäßrigen flüssigkeit dispergierten Harzes zum Überziehen von Kieselerdeoberflächen haben können. ■; , .,. .---. „ ■· .

9S37/0025 ^J "

Einfluß von verschiedenen Bestandteilen auf die i'ähigkeit des. Harzes zum Überziehen von Kieselerdeoberflächen

wäßrige Lösung " Fähigkeit des Harzes zum

Überziehen von Sand

frisches Wasser gut

frisches Wasser + 2 % KCl . " gut

frisches Wasser + 5 °/° NaCl gut

frisches Wasser + 15 ^ύ/° NaCl - gut

frisches Wasser + 2 % CaCl₂ . " gut

frisches Wasser + 10 % CaCl₂ gut

frisches Wasser + 20 % CaCl_p gut

Standardsalzlösung · . gut

Meersalzlösung gut

frisches Wasser + Spuren von NaOH gut

frisches Wasser +_: Spuren von KOH gut frisches Wasser + Natriumbicarbonat · gut

frisches Wasser + Guanidincarbonat gut

frisches Wasser + 2 % HCl keine

'frisches Wasser + 2 % Essigsäure keine

frisches Wasser + 2 % Zitronensäure keine

frisches Wasser + 2 % Maleinsäure keine

frisches Wasser + '2 % Oxalsäure keine

«= ßtandardsaIzlösung besteht aus Wasser, NaCl, CaCl₂ und " MgCl₀.6H_o0, die in jeweiligen Gewichtsverhältnissen von 240 : 18,1 : 1,34 : 1 miteinander vermischt sind.

β Diese Keerwassersalzlösung besteht aus 41,95 g lieersalz, aufgelöst in ausreichend frischem Wasser, um 1 1 Lösung herzustellen. Das Heersalz ist ein Gemisch von 58_?49 Gew.— Teilen NaCl, 26,46 Gew.-Teilen MgCl₂.6H₂O, 9,75 Gew.-Teilen Na₂SO^, 2,765 Gew.-Teilen CaCl₂, 1,645 Gew.-Teilen KCl, 0,477 Gew.-Teilen NaIiCu₅,. 0,230 Gew.-Teilen KBr, 0,071 Gew.-Teilen H₅BO₅, 0,095 Gew.-Teilen SrCl₂.6H₂O und 0,007 Gew.-Teilen Nal·¹ auf 100 Gew.-Teile Meersalz.

609837/0025

Beispiel 10

Ein aushärtbares, organisches Harz wird in einer wäßrigen Trägerflüssigkeit dispergiert, welche verschiedene, Aminogruppen enthaltende Verbindungen enthält, um den Einfluß dieser Aminogruppen enthaltenden Verbindungen auf die Fähigkeit des aushärtbaren, organischen Harzes zum Überziehen von Kieselerdeoberflächen festzustellen. Diese Untersuchungen wurden durchgeführt, indem etwa 1 g der Aminogruppen enthaltenden Verbindung mit 75 g frischem Wasser vermischt, etwa 3 ecm des in Beispiel 1 verwendeten i'urfurylalkoholharzes in dem wäßrigen Gemisch dispergiert und etwa 10 g Sand mit einer haschenweite von 0,42 "bis 0,25 mm in die wäßrige Dispersion eingemischt wurde. Das Gemisch wurde etwa 45 Sekunden gerührt, und die Fähigkeit des Harzes zum "überziehen des Sandes wurde festgestellt.

Es wurden die im folgenden aufgeführten, Aminogruppen enthaltenden Verbindungen nach der oben beschriebenen Arbeitsweise untersucht, und das in dem wäßrigen Gemiscn dispergierte Harz auf den Sand aufgeschichtet: Octylamin, Oleylamin, Decylamin, ixokosnußölamin, Dimetliylkokosnußölamin, ralmitylamin, Talgamin, DimethyIstearylamin, Stearylamin, Sojabohnenölamin, Laurylamin, sek. hydriertes Talgamin, Methyl-sek.-sojabohnenÖlamin, Dikokosnußdimethylammoniumchlorid, dihydriertes Talgdimethylammoniumchlorid, das. Reaktionsprodukt von Kokosnußölamin mit 5 hol Äthylenoxid, das Reaktionsprodukt von Sojabohnenölamin mit 15 hol Äthylenoxid, das Iteaktionsprodukt von Talgamin mit 2 hol Äthylenoxid, Caprylylaminacetat, Palmitylaminacetat, Stearylaminacetat, Taigaminacetat und Sojabohnenölaminacetat.

ORlGfNAL INSPECTED

Claims

Pat entansprüche

■1. Verfahren zur Behandlung einer nicht tragenden, unterirdischen, von einem Bohrloch durchdrungenen Formation zur Verhinderung der Bewegung von Sandteilchen aus der Formation zum Bohrloch während der Förderung von Fluiden aus der Formation, dadurch gekennzeichnet, daß

a) eine flüssige Harzzusammensetzung in einer wäßrigen Trägerflüssigkeit dispergiert wird,

b) diese Dispersion von flüssiger Harzzusammensetzung in der wäßrigen {Prägerflüssigkeit in die nicht tragende, unterirdische Formation injiziert wird,

c) die Dispersion durch die nicht tragende, unterirdische Formation unter Bildung einer Matrix der flüssigen Harzzusammensetzung in der nicht tragenden, unterirdischen Formation durchgespült wird, und

d) die Matrix der flüssigen Harzzusammensetzung in der nicht tragenden, unterirdischen Formation bis zum Aushärten der flüssigen Harzzusammensetzung aufrechterhalten wird, wobei die flüssige Harzzusammensetzung ein aushärtbares, organisches Harz und ein Aminosilan, ein aliphatisches Amin mit etwa 6 bis 20 Kohl ens to ff atome in der aliphatischen Kette oder Mischungen hiervon umfaßt.

2. Verfahren zur Behandlung einer nicht tragenden, unterirdischen Formation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als aushärtbares, organisches Harz ein Epoxyharz, Phenolaldehydharz, Harnstoffaldehydharz, Furfurylalkoholharz oder ein Gemisch hiervon verwendet wird.

6 09 837/0025

J. Verfahren zur Behandlung einer nicht tragenden, unterirdischen Formation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 0,5 bis 10 Gew.-Teile der flüssigen Harzzusammensetzung auf 100 Gew.-Teile der wäßrigen Trägerflüssigkeit in der wäßrigen Trägerflüssigkeit dispergiert werden und daß die flüssige Harzzusammensetzung das aushärtbare, organische Harz und etwa 0,1 bis 10 Gew.-Teile des Aminosilans, des aliphatischen Amins, welches etwa 8 bis 18 Kohlenstoffatome in der aliphatischen Kette besitzt oder der Mischungen hiervon auf 100 Gew.-Teile des aushärtbaren, organischen Harzes enthält.

4. Verfahren zur Behandlung einer nicht tragenden, unterirdischen Formation nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß als Phenolaldehydharz ein Phenolformaldehydharz und als Harnstoff aldehydharz ein Harnstoff-Formaldehydharz verwendet wird und wobei die Viskosität der flüssigen Harzzusammensetzung etwa 5 bis 20 000 cP bei 26,7 ⁰C beträgt.

5· Verfahren zur Behandlung einer nicht tragenden, unterirdischen Formation nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität der flüssigen Harzzusammensetzung etwa 10 bis 500 cP bei 26,7 °C beträgt, und daß etwa 20 bis 200 Gew.-Teile der flüssigen Harzzusammensetzung auf 100 Gew.-Teile der wäßrigen Trägerflüssigkeit in dieser wäßrigen Trägerflüssigkeit dispergiert werden, und daß die flüssige Harzzusammensetzung das aushärtbare, organische Harz und etwa 0,5 bis 5 Gew.-Teile des Aminosilans, eines aliphatischen Amins mit etwa 8 bis 18 Kohlenstoffatomen in der aliphatischen Kette oder von Mischungen hiervon auf 100 Gew.-Teile des aushärtbaren, organischen Harzes enthält.

6· Verfahren zur Behandlung einer nicht tragenden, unterirdischen Formation nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß etwa 20 bis 100 Gew.-Teile der flüssigen Harzzusammensetzung auf 100 Gew.-Teile der wäßrigen Trägerflüssigkeit in der wäßrigen

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Trägerflüssigkeit dispergiert werden und daß die flüssige Harzzusammensetzung ein aushärtbares, organisches Harz, ein Aminosilan, ein aliphatisches Amin mit etwa 8 bis 18 Kohlenstoffatomen in der aliphatischen Kette und ein Verdünnungsmittel für das aushärtbare, organische Harz umfaßt.

7. Verfahren zur Behandlung einer nicht tragenden, unterirdischen Formation nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Sand mit der Dispersion von flüssiger Harzzusammensetzung in wäßriger Trägerflüssigkeit vermischt wird.

8. Verfahren zur Behandlung einer nicht tragenden, unterirdischen Formation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Harzzusammensetzung ein aushärtbares, organisches Harz und ein Aminosilan enthält.

9. Verfahren zur Behandlung einer nicht tragenden, unterirdischen Formation nach Anspruch 8, .dadurch gekennzeichnet, daß das Aminosilan folgende allgemeine Formel

NH₂~^Ei"^"^:fr~^:Ri"^n~^Si^^0R3^3 ^

besitzt, worin:»

R,. ein geradkettiger, verzweigtkettiger oder cyclischer

Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, Ro Wasserstoff, ein Alkylaminrest oder ein Alkylrest

mit etwa 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, R, ein geradkettiger oder verzweigtkettiger Alkylrest

mit etwa 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, und η eine ganze Zahl von O bis 10 sind.

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10. Verfahren zur Behandlung einer nicht tragenden, unterirdischen Formation nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß als auehärtbares, organisches Harz ein Epoxyharz, Phenolformaldehydharz , Harnstoff-Formaldehydharz, Furfurylalkoholharz oder Mischungen hiervon verwendet werden, und daß die flüssige Harzzusammensetzung das aushärtbare, organische Harz und etwa 0,1 bis 10 Gew.-Teile des Aminosilans auf 100 Gew.-Teile des aushärtbaren, organischen Harzes enthalten.

11. Verfahren zur Behandlung einer nicht tragenden, unterirdischen Formation nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 20 bis 200 Gew.-Teile der flüssigen Harzzusammensetzung auf 100 Gew.-Teile der wäßrigen Trägerflüssigkeit in dieser wäßrigen Trägerflüssigkeit dispergiert werden, und daß die Viskosität der flüssigen Harzzusammensetzung etwa 5 bis 20 000 cP bei 26,7 °C beträgt.

12. Verfahren zur Behandlung einer nicht tragenden, unterirdischen Formation nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität der flüssigen Harzzusammensetzung etwa 10 bis cP bei 26,7 ⁰C beträgt, und daß die flüssige Harzzusammensetzung das aushärtbare, organische Harz und etwa 0,5 bis 5 Gew.-Teile des Aminosilans auf 100 Gew.-Teile des aushärtbaren, organischen Harzes enthält.

13. Verfahren zur Behandlung einer nicht tragenden, unterirdischen Formation nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Aminosilan die folgende allgemeine Formel

?5

)₃ (2)

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besitzt, worin:

R^ ein geradkettiger oder verzweigtkettiger Alkylrest

mit 1 "bis 4- Kohlenstoffatomen, Kc Wasserstoff, ein Alkylaminrest oder ein Alkylrest

mit etwa 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Bg ein Alkylrest mit 1 bis 2 Kohlenstoffatomen, und m eine ganze Zahl von etwa 1 bis M- sind.

14·. Verfahren zur Behandlung einer nicht tragenden, unterirdischen Formation nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als aushärtbares, organisches Harz ein Epoxyharz, Phenolformaldehydharz, Harnstoff-Formaldehydharz oder Furfurylalkoholharz verwendet wird, daß die flüssige Harzzusammensetzung das aushärtbare, organische Harz und etwa 0,5 bis 5 Gew.-Teile des Aminosilans auf 100 Gew.-Teile des aushärtbaren, organischen Harzes enthält, und daß die Viskosität der flüssigen Harzzusammensetzung etwa 10 bis 500 cP beträgt, und daß etwa 20 bis 100 Gew.-Teile der flüssigen Harzzusammensetzung in der wäßrigen Trägerflüssigkeit dispergiert werden.

5- Verfahren zur Behandlung einer nicht tragenden, unterirdischen, von einem Bohrloch durchdrungenen Formation zur Vermeidung der Bewegung von Sandteilchen aus der Formation während der Förderung von Fluiden zu dem Bohrloch, dadurch gekennzeichnet, daß

a) eine flüssige Harzzusammensetzung in einer wäßrigen Trägerflüssigkeit dispergiert wird,

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b) diese Dispersion von flüssiger Harzzusammensetzung in wäßriger Trägerflüssigkeit in die nicht tragende, unterirdische Formation injiziert wird,

c) die Dispersion durch die nicht tragende, unterirdische Formation unter Bildung einer Matrix von flüssiger Harzzusammensetzung in der nicht tragenden, unterirdischen Formation durchgespült wird, und

d) die Matrix der flüssigen Harzzusammensetzung in der nicht tragenden, unterirdischen Formation bis zum Aushärten der flüssigen Harzzusammensetzung gehalten wird,

wobei die flüssige Harz zusammensetzung ein auehärtbares, organisches Harz enthält und die wäßrige Trägerflüssigkeit ein Aminosilan, ein aliphatisches Amin mit etwa 6 bis 20 Kohlenstoffatomen in der aliphatischen Kette oder Mischungen hiervon eingemischt enthält.

16. Verfahren zur Behandlung einer nicht tragenden, unterirdischen Formation nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß als aushartbares, organisches Harz ein Epoxyharz, Phenolformaldehydharz, Harnstoff-Formaldehydharz oder Furfurylalkoholharz verwendet wird, daß die Viskosität der Harzzusammensetzung etwa 5 bis 50 000 cP bei 26,7 °C beträgt, und daß weiterhin die wäßrige Trägerflüssigkeit von 0,1 bis 10 Gew.-Teile des Amino silane, aliphatischen Amins, welches etwa δ bis 18 Kohlenstoff atome in der aliphatischen Kette aufweist, oder von Mischungen hiervon auf 100 Gew.-Teile des aushärtbaren, organischen Harzes hiermit vermischt enthält.

17. Verfahren zur Behandlung einer nicht tragenden, unterirdischen Formation nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Aminosilan folgende allgemeine Formel

?5

)₃ (2)

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besitzt, worin:

R₁^ ein geradkettiger oder verzweigtkettiger Alkylrest

mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,

E,- Wasserstoff, ein Alkylaminrest oder ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,

Eg ein Alkylrest mit 1 bis 2 Kohlenstoffatomen, und m eine ganze Zahl von 1 bis 4 sind.

18. Verfahren zur Behandlung einer nicht tragenden, unterirdischen Formation nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität der flüssigen Harzzusanuaensetzung etwa 10 bis 500 cP bei 26,7 ⁰C beträgt, daß etwa 0,5 bis 10 Gew.-Teile der flüssigen Harzzusammensetzung auf 100 Gew.-Teile der wäßrigen Trägerflüssigkeit in dieser wäßrigen Trägerflüssigkeit dispergiert sind, und daß weiterhin die wäßrige Trägerflüssigkeit etwa 0,5 bis 5 Gew.-Teile des Aminosilans, des aliphatischen Amins mit etwa 8 bis 18 Kohlenstoffatomen in der aliphatischen Kette oder der Hischlingen hiervon auf 100 Gew.-Teile des hiermit vermischten, aushärtbaren, organischen Harzes enthält.

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