DE2710549A1

DE2710549A1 - Verfahren zum behandeln von teilen einer unterirdischen lagerstaette

Info

Publication number: DE2710549A1
Application number: DE19772710549
Authority: DE
Inventors: David Roland Davies; Franciscus Hendrikus Meijs
Original assignee: SHELL INT RESEARCH; Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: SHELL INT RESEARCH; Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1976-03-12
Filing date: 1977-03-10
Publication date: 1977-09-22
Also published as: NO147613B; NL7702574A; NZ183568A; NO770848L; AU503369B2; US4061191A; AU2313777A; DE2710549C2; OA05592A; CA1058515A; GB1536209A; NO147613C; IT1072824B

Description

DR. INO. F. WUE8THOFF DR. Ε.τ. PBClIM ANN DR. INO. D. BKHRKNS DIPL. ING. R. GORTZ PATiMTANWlLTi

StXH) MÜNOIIKN OO sciiWEiGERSTRAsss a TBLBFOM (08·) ββΐΟΟΙ TBLBX β 24 070

TBbBOBAMMB t PBOTBOTPATBVT M

JUJ 0549

1Α-48 969

Anmelder:

SHELL INTERNATIONALE RESEARCH MAATSCHAPPIJ B.V. Carel van Bylandtlaan 30, Den Haag, Niederlande

Titel:

Verfahren zum Behandeln von Teilen einer unterirdischen Lagerstätte

709838/0783

ORIGINAL INSPECTED

DR. ING. F. WO FJSTHOFF DR. E. τ. PECHMANN DR. ING. D. BEHRENS DIPL. ING. R. GOETZ PATENTAH WlLTB

8OOO MÜNCHEN OO SCIiWEIGEHSTRASSE t

TiLiro» (οβ·> «esosi

TBLBX B 34 070

PiOTKOTPiTmT μ

0549

1A-48 969

B eschreibunp;

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Behandeln von Teilen einer unterirdischen durchlässigen Lagerstätte in der Umgebung einer Bohrung durch die Lagerstätte, die während der Betriebszeit der Bohrung Sand produziert oder vermutlich Sand produzieren wird. Erfindungsgemäß behandelt man Lagerstättenteile, bei denen die Porenräume im wesentlichen mit Gas gefüllt sind und bei denen Wasser an den Wänden dieser Porenräume haftet. Das erfindungsgemäße Verfahren dient insbesondere zur Konsolidierung einer gashaltigen Lagerstätte, ohne dabei deren Durchlässigkeit soweit zu beeinträchtigen, daß der Wert einer in die Formation eingeführten Bohrung als Förderbohrung verringert wird.

Es existieren zahlreiche unterirdische Lagerstätten, aus denen Gase, z.B. Kohlenwasserstoffgase, über in die Formationen eingeführte Bohrungen gewonnen werden. Falls nun die Teile der Lagerstätte, die eine Bohrung umgeben, aus höchstens nur locker verbundenen Körnern besteht, werden diese Körner in größerer Menge durch das aus den Poren austretende Gas in die Bohrung hineingerissen, so daß sie den Durchgang des Gases durch die Bohrung hemmen. Zum Konsolidieren oder Verbessern der Festigkeit der Lagerstättenteile in der Nähe der Bohrung wurden verschiedene Verfahren vorgeschlagen und in der Praxis ausprobiert. Es stellte sich jedoch bald heraus, daß sich diese Methoden zwar zur Befestigung von hier nicht in Frage kommenden Lagerstättenbereichen, bei denen der Porenraum mit Flüssigkeit, wie Rohöl, gefüllt war, eigneten, daß die Verfahren jedoch, wenn man sie auf mit Gasen gefüllte Formationen anwendete, allzu leicht die Durchlässigkeit der Poren durch Ablagerung von Flüssigkeit beeinträchtigten.

709838/0783

ORIGINAL INSPECTED

__t_

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Verbesserung der Festigkeit einer gashaltigen Lagerstätte, bei dem die Durchlässigkeit der Schichten nicht so weit beeinträchtigt wird, daß die Bohrungen, über welche die Behandlung durchgeführt wird, nicht mehr fähig sind, daraus Gas mit einer wirtschaftlich tragbaren Geschwindigkeit zu fördern.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine wirtschaftliche Behandlung von gashaltigen Lagerstätten, bei der die Zone, die eine eingebrachte Bohrung umgibt, verfestigt wird, wobei das Verfahren auf einfache Weise und mit Hilfe eines Minimums an Ausrüstungsteilen durchgeführt werden soll. Dieses und andere Ziele werden erreicht durch das erfindungsgemäße Verfahren, das durch folgende Einzelstufen gekennzeichnet ist: man stellt ein Gemisch her aus dampfförmigem Siliciumchlorid und/oder Siliciumfluorid und einem inerten Trägergas, preßt das Gasgemisch in die zu behandelnden Lagerstättenteile ein und setzt diese Injektion solange fort, bis das Siliciumhalogenid durch Hydrolyse mit dem an den Wänden der Porenräume anhaftenden Wasser amorphe Kieselsäure gebildet und die betreffenden Teile der Lagerstätte verfestigt hat, ohne deren Durchlässigkeit wesentlich zu beeinträchtigen. Beispiele für Siliciumchloride, die erfindungsgemäß verwendet werden können, sind Siliciumtetrachlorid, Siliciumhexachlorid und Silicxumoctochlorid.

Die Herstellung des Gasgemisches kann entweder an der Erdoberfläche oder am Kopf der Hauptzuführung der Bohrung oder in der Bohrung selbst, in der Nähe des Niveaus für die zu verfestigenden Teile, erfolgen. Im letzteren Fall werden Trägergas und Siliciumhalogenide über getrennte Durchgangswege in der Bohrung dem betreffenden Niveau zugeführt.

Die Verwendung von Siliciumhalogeniden zum Verstopfen der Porenräume um Bohrungen herum ist seit längerer Zeit bekannt. Insbesondere in Ul gelöstes Siliciumchlorid und dampfförmiges

709838/0783

Silicitunfluorid wurden in mit Wasser gefüllte Schichten eingeführt, inn diese abzudichten.

Auch die Verwendung von in nicht-wäßrigen Flüssigkeiten gelösten Siliciumhalogeniden zum Verfestigen von feuchten, wasserhaltigen ollagerstätten, ist bekannt. Die Anwendung derartiger bekannter Methoden auf Formationen, die Wasser und feuchtes Gas enthalten, müßte jedoch, wie angenommen wurde, die Durchlässigkeit der Schichten ernsthaft beeinträchtigen, da die in dem Forenraum zurückbleibende nicht-wä3rige Flüssigkeit daraus nach der Behandlung nicht voll entfernt werden kann. Allgemein läßt sich sagen, daß das Einbringen von Flüssigkeiten in eine Gasbohrung zum Behandeln der Lagerstätte nicht als empfehlenswert angesehen wird, da hierdurch oft die Produktivität der Bohrung dadurch wesentlich beeinträchtigt wird, daß sich die Bohrung bei Inbetriebnahme nicht selbsttätig von den Flüssigkeiten reinigen kann, die während der Behandlung in die Formation eingetreten sind. Diese sog. Flüssigkeitsverstopfung des Porenraumes ist ein ernsthafter Nachteil der bekannten Behandlungsverfahren zur Verfestigung von Lagerstätten bei Gasbohrungen·

Das erfindungsgemäße Verfahren sei im einzelnen an einigen Laboratoriumsversuchen und einem Großversuch beschrieben, die in den folgenden Beispielen niedergelegt sind.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen das Verhalten von losen Sandpackungen mit wechselndem Wassergehalt, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens verfestigt wurden.

In Fig. Λ ist auf der X-Achse die Druckfestigkeit bei Verfestigung der Körner in kg/cm gegen (längs der X-Achse) den ursprünglichen Wassergehalt des Sandes in Gew.-% aufgetragen.

In Fig. 2 ist auf der Y-Achse ebenfalls die Druckfestigkeit

709838/0783

-S-. ₂

bei Verfestigung der Körner in kg/cm aufgetragen, während längs der X-Achse das Gewicht des Verfestigungsmaterials in %, bezogen auf das Sandgewicht, aufgetragen ist.

In Fig. 3 ist längs der Y-Achse die nach Verfestigung des körnigen Materials noch zurückbleibende Durchlässigkeit in % aufgetragen gegen den ursprünglichen Wassergehalt des Sandes in Gew.-% auf der X-Achse.

Laboratoriumsversuche

An in einem Standglas aufgeschichteten Sandkörnern wurden Verfestigungsversuche durchgeführt. Dem Sand war vorher eine bekannte Menge Wasser zugemischt worden. Das an den Wänden der Forenzwischenräume zwischen den Sandkörnern haftende Wasser wurde nun in Berührung gebracht mit einem Gemisch aus dem eigentlichen Verfestigungsmittel, nämlich Siliciumtetrachlorid in Dampfform, und einem Trägergas, wie Stickstoff, Luft oder Methan. Das Gemisch war dadurch hergestellt worden, daß man das Trägergas in einer geeigneten Einrichtung durch flüssiges Siliciumtetrachlorid hindurch-streichen ließ.

Nachdem sich an den Wänden des Porenraumes einschließlich der Berührungspunkte zwischen benachbarten Sandkörnern durch Hydrolyse des Siliciumtetrachlorides unter Einwirkung des den Wänden anhaftenden Wassers amorphe Kieselsäure gebildet hatte, wurde der verfestigte Kern aus dem Standglas entnommen und seine Druckfestigkeit, Durchlässigkeit (Permeabilität) und Stabilität gegenüber Wasser bestimmt, was unter Bezugnahme auf die Tabellen 1 und 2 noch näher erklärt werden wird.

Bei den Versuchen war zu beobachten, daß zwischen Siliciumhalogenid und Wasser eine praktisch sofortige Reaktion stattfand. Bei dem vorliegenden Verfahren hängt daher die Behandlunge-

709838/0783

zeit von der Geschwindigkeit,, mit der das Verfestigungsmittel injiziert wird und von der Menge des einzubringenden Verfestigungsmittels ab. Sie Einleitungsgeschwindigkeit ist eine Funktion der Geschwindigkeit, mit welcher der Träger in die Bohrung eingepumpt wird und der Konzentration an Siliciumhalogenid. Die Zusammensetzung, der Druck und die Temperatur des Trägergases sind verantwortlich für die maximale Konzentration des Verfestigungsmittels, das in Dampfphase mitgeführt wird. Die Verfestigung kann durchgeführt werden mit Gasgemischen, bei denen die Konzentration an Verfestigungsmittel zwischen dem Sättigungsgrad einerseits und der durch wirtschaftliche Überlegungen bedingten niedrigsten Konzentration andererseits liegt.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei Anwendung des vorliegenden Verfahrens keine Notwendigkeit besteht, die Bohrung geschlossen zu halten, nachdem die Arbeiten zur Verfestigung abgeschlossen sind, wie dies der Fall ist bei bekannten Verfestigungsverfahren, bei denen harzartige Komponenten dazu verwendet werden, die Formation unter Aufrechterhaltung der Durchlässigkeit zu verfestigen.

Im Hinblick darauf, daß das Siliciumtetrachlorid mit dem an den Wänden des Porenraumes haftenden Wasser gemäß der Gleichung:

SiCl^ (Gas) + 2H₂O (flüssig) —» SiO₂ (amorph) + 4H01 (Gas) reagiert, sollte nicht darauf vergessen werden, daß die entstandene Chlorwasserstoffsäure unter Umständen neutralisiert werden muß, wofür z.B. Ammoniakgas verwendet werden kann. Die Auswirkung von Ammoniak auf die Verfestigung wurde dadurch nachgeprüft, daß man zuerst mit Ammoniak und dann mit einem Volumen trockenem Gas nachspülte. Es trat keinerlei Änderung in der Druckfestigkeit ohne Abstützung auf.

(1) Stärke der Verfestigung

Die Meßwerte für die Druckfestigkeit ohne Abstützung

709838/0783

• ήΛ.
an verschiedenen Kernen sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Zum Befeuchten der Sandkörner wurde in allen Versuchen Leitungswasser verwendet.

Der Sand war seiner Herkunft nach Oude-Pekela-Sand, d.h. ein Oberflächensand mit folgenden Daten:

^d1O ^β

und 2,5 %< 50,um

(Arm.: d» = Xyum bedeutet, daß N% der Sandkörner größer sind als JL ,um)

In allen Killen wurde als Trägergas Luft verwendet.

TABELLE ± Messung der Druckfestigkeit im freien Zustand, d.h. ohne Stutze

Druckfestigkeit ohne Stütze

Versuch	Wasser
Hr.	(Gew.-%)
1	1,25
2	2,5
3	3,75
4	5,0
VJI	7,0
6	9,1

84

136

157

154

Die Druckfestigkeitsmessungen wurden durchgeführt an dem aus dem Standglas entnommenen festen Kern. Bei diesen Messungen wurden die Kerne im ungestützten ,

Zustand verwendet, d.h. sie waren an ihren Seitenwänden nicht abgestützt.

709838/0783

Durch Hilfsversuche wurde nachgewiesen, daß die Festigkeit mit der Zeit nicht anstieg, wenn der betreffende Kern bei Raumtemperatur gealtert wurde. Wurde der Sand anstatt mit Leitungswasser mit gesättigter Salzlösung getränkt, so ergab sich bei Behandlung die gleiche Festigkeit.

(2) Durchlässigkeit des verfestigten Kerns An den im Standglas angeordneten Kern wurden Durchlässigkeitsmessungen vorgenommen. Weitere Messungen wurden noch vorgenommen an kleinen Kernstücken, die aus dem obigen größeren Kern ausgeschnitten worden waren.

Für die kleinen Stücke wurde das Gaspermeameter nach "ßuska" verwendet. Die Resultate gehen aus Tabelle 2 hervor.

TABELLE 2

Vers. Nr.	'.Wasser (Gew.-^	Poro sität in %	Durchlässigkeit des gan zen Kerns (Darcy)	verfestigt	"ßuska"-Durch lässigkeit eines kleinen Abschnittes des verfestigten Kerns (Darcy)
1	1,25	36,8	vor Ver	trocken naß	verfestigt
2	2,5	37,4	festigen	7,6 3,9	trocken naß
3	3,75	39,1	7,1	7,3 2,3	7,1 3,9
	5,0	39,0	7,3	7,3	5,8 3,0
5	7,0	37,3	7,8	5,2 1,1	5,2 2,7
6	9,1	38,1	4,7	3,3	4,5 1,7
3,9	1,1	2,7 1,1
1,9	2,1 0,7

Tabelle 2 zeigt, daß die Durchlässigkeit unmittelbar nach der Verfestigung (^4-rocken^ ^von ^^er 6^·^β^^οηβΙ1 Größenordnung ist wie die Durchlässigkeit der feuchten Packung vor der Behandlung.

709838/0783

Daraus ist zu schließen, daß das Volumen der als Resultat der Behandlung gebildeten amorphen Kieselsäure ungefähr dem vor Verfestigung anwesenden Wasservolumen entspricht. Wird der verfestigte Kern mit Wasser und Gas gespült, so wird ein neuer Grad an Wassersättigung erreicht, was dazu führt, daß die Gasdurchlässigkeit weiter verringert wird (k_feucnt nach Verfestigung).

(3) Wasserstabilität

Versuche zeigten, daß der verfestigte Kern stabil bleibt, wenn er mit stehendem Wasser in Kontakt ist. In Erdgasfeldern, in denen das gewonnene Gas trocken ist, ist daher die Aufrechterhaltung der Verfestigung kein Problem. In solchen Feldern kommt die verfestigte Schicht nicht in Berührung mit fließendem Wasser und in den verfestigten Teilen der behandelten Formation bleibt daher die durch die Verfestigungsbehandlung erreichte Druckfestigkeit aufrechterhalten. Geringe mit der Verfestigung in Berührung stehende Wassermengen beeinflussen die Festigkeit nicht, solange es sich um stehendes Wasser handelt.

Dagegen greift, wie gefunden wurde, fließendes Wasser die Verfestigung an und zerstört sie mehr oder weniger. Dies ergab sich aus einem Versuch, bei dem ein verfestigter Kern (von 8 cm Länge und 2,5 cm Durchmesser) in einer Gummimanschette untergebracht und bei Umgebungstemperatur mit Leitungswasser in einer Geschwindigkeit von 3 Liter/Stunde bespült wurde. Der Kern zerfiel nach 7 Tagen.

Wenn daher das verfestigte Material mit fließendem Wasser in Berührung steht, müssen besondere Maßnahmen zur Stabilisierung getroffen werden. Diese Maßnahmen bestehen u.a. darin, daß man das sich verfestigende Material im wesentlichen hydrophob macht. Stabilisierungsmittel, wie Aryl- oder Alkylsiliciumhalogenide, z.B. Dimethyldichlorsilan, können

709838/0783

. 4H.

dadurch den zu behandelnden Teilen der Lagerstätte zügeführt werden, daß man nach der eigentlichen Verfestigung eine gewisse Menge eines solchen Mittels in flüssiger oder Gasform injiziert oder daß man es in Dampfform in das Gemisch aus Trägergas und Siliciumchlorid oder -fluorid, das zwecks Verfestigung injiziert wird, einarbeitet. Ein ähnlicher Effekt kann erreicht werden, wenn man einen Teil des fossilen Wassers durch einen Alkohol ersetzt oder nach dem Verfestigungsprozeß eine gewisse Menge Alkohol (wie Äthanol oder Methanol) in flüssiger oder Gasform injiziert.

In der Zeichnung zeigen die Figuren 1 bis 3 das Verhalten von erfindungsgemäß verfestigten Kernen mit verschiedenem Wassergehalt.

Pig. 1 (die den Daten von Tabelle 1 entspricht) zeigt den Anstieg der Druckfestigkeit bei Verfestigung der Kerne in kg/cm (längs der Y-Achse) gegen den ursprünglichen Wassergehalt des Sandes in Gew.-% (längs der X-Achse);

Fig. 2 zeigt die Zunahme der Druckfestigkeit bei Verfestigung der Kerne in kg/cm (längs der Y-Achse) gegen das Gewicht an Verfestigungsstoffen in Prozent des Sandgewichtes (längs der X-Achse); und

· 3 (die den Daten von Tabelle 2 entspricht) zeigt den Verlauf der bleibenden Durchlässigkeit (in °/o) bei Verfestigung der Kerne (längs der Y-Achse) gegen den ursprünglichen Wassergehalt des Sandes in Gew.-% (längs der-X-Achse). Dabei ergibt sich die Kurve A aus den Werten für die "trockene" Permeabilität (erhalten unmittelbar nach Verfestigung), während die Kurve B erhalten wurde aus den Werten für die "feuchte" Permeabilität (erhalten nach Spülen des verfestigten Kernes mit Wasser und Nachbehandeln mit Gas).

709838/0783

Anwendung in der Praxis

Das folgende Schema ist ein Beispiel für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Praxis.

(1) An der Gewinnungsstätte verfügbares Erdgas wird zusätzlich getrocknet und auf einen Druck komprimiert, der ausreicht, es über die in frage kommende Bohrung, die Sand produziert oder von der erwartet wird, daß sie Sand produziert, einzuleiten.

(2) Das höchstens noch 0,05 Gew.-% Wasser enthaltende Gas wird in die zu behandelnde Bohrung mindestens solange eingeleitet, bis das gesamte Wasser von der Innenseite des Böhrensystems in der Bohrung entfernt ist. Die Injektion von trockenem Gas wird jedoch vorzugsweise solange fortgesetzt, bis der Wassergehalt des Sandes um die Bohrung herum auf einen Wert herabgedrückt ist, der durch vorangegangene Laboratoriumsversuche ermittelt wurde.

(3) Die Einführung von flüssigem SiCl^ in das trockene Gas wird in einem solchen Umfang begonnen, daß bei den im Inneren der Bohrung herrschenden Bedingungen ein ungesättigter SiCl^-Dampf produziert wird (das Gas ist aufgrund der Kompressionswärme schon warm). Die Einführung von SiCl^ wird dann fortgesetzt, bis alles Wasser bis zu einer bestimmten Tiefe der Formation reagiert und gewissermaßen einen"Zement gebildet hat. Die Menge an benötigtem Verfestigungsmittel kann einfach berechnet werden aus der Länge des zu behandelnden Lagerstättenintervalls, der Eindringtiefe (normalerweise 0,6 bis 1,0 m), der Porosität und Wassersättigung der Lagerstätte und den an der Befestigungsreaktion beteiligten stöchiometrischen Mengen.

709838/0783

. Ab-

(4-) Nach Beendigung der SiCl^-Injektion wird weiterhin trockenes Gas eingepreßt, bis der gesamte SiCl^-Dampf aus den ober- und unterirdischen Einrichtungen verdrängt ist. Außerdem kann noch ausreichend Gas injiziert werden, um die sauren Gase in ausreichender Tiefe aus der Formation zu verdrängen, so daß angenommen werden kann, daß die Menge an mit dem Gas in Berührung gekommenem basischem Gestein dazu ausreicht, mit dem Hauptanteil an Chlorwasserstoffsäure zu reagieren, die während der Verfestigungsreaktion gebildet wurde.

(5) Anschließend wird die Nachbehandlung mit anderen Chemikalien (z.B. solchen, die dazu nötig sind, die gebildete Chlorwasserstoffsäure zu neutralisieren oder die Verfestigung wasserbeständig zu machen) in gleicher Weise wie bei Stufe (3) durchgeführt.

(6) Schließlich werden die Förderwageeinrichtungen wieder eingeschaltet und die Förderung aufgenommen.

Gemäß einer Alternativ-Arbeitsweise wird das Siliciumtetrachlorid (bzw. irgend ein anderes Siliciumchlorid entweder allein oder zusammen mit Siliciumfluorid oder auch Siliciumfluorid allein) in flüssiger Phase auf das Niveau der zu behandelnden Lagerstättenteile eingebracht. Das flüssige Siliciumhalogenid wird dann über ein Röhrensystem (z.B. ein ^MMakaroni'^M-Rohr oder eine Rohrschlange) weitergeleitet, das verschieden ist von dem Rohrsystem, über welches das Trägergas nach unten bis zum Niveau der zu behandelnden Formation geleitet wird. Ist das vorgesehene Niveau in der Bohrung erreicht, so wird das flüssige Siliciumhalogenid (z.B. durch Versprühen über eine Düse) dem Trägergas zugefügt, bevor dieses in die Porenräume der

709838/0783

zu behandelnden Lagerstättenteile eindringt. Das flüssige Siliciumhalogenid wird in dem Trägergas in Dampfform übergeführt und kommt in dieser Form in die Porenräume hinein.

Es kann sich unter Umständen zeigen, daß das produzierte Erdgas an der Gewinnungsstelle nicht soweit getrocknet werden kann, daß eine Verstopfung der Leitungen oder Perforationen während der Verfestigungsbehandlung vermieden werden können. Es kann sich auch herausstellen, daß andere Bestandteile des Erdgases mit dem oder den verwendeten Siliciumhalogeniden unverträglich sind. In solchen Fällen kann man ein anderes Gas wählen, z.B. ein verflüssigtes Erdgas, das aus einem anderen Vorkommen stammt, oder auch flüssigen Stickstoff. Die letzteren beiden Gase werden bei ihrer Herstellung restlos getrocknet und sind daher als Trägergas besonders attraktiv. Stickstoff ist chemisch inert und daher in allen Fällen verträglich.

Es sei noch folgendes bemerkt: falls die zu behandelnden Teile der Lagerstätte an den Wänden des Porenraumes Wasser in einer Menge enthalten, die als nicht ausreichend anzusehen ist, um nach Verfestigung die gewünschte Druckfestigkeit zu erhalten, kann der Fehlbetrag an Wasser ausgeglichen werden durch Einführen einer gewissen Menge an Feuchtgas, d.h. an Gas, das einen gewissen Wasseranteil in Form von außerordentlich kleinen Tröpfchen enthält. Das notwendige zusätzliche Wasser kann auch dadurch in die zu behandelnden Lagerstattenteile eingeführt werden, daß man in die Porenräume dieser Teile zunächst etwas Wasser und dann soviel Gas einpreßt, daß dieses Wasser über die Porenwände verteilt wird. Man kann auf diese Weise die Durchlässigkeit der betreffenden Lagerstättenteile so einstellen, daß man nach Hydrolyse der Siliciumhalogenide durch das an den Wänden des Porenraumes haftende Wasser eine wirtschaftlich befriedigende Ausbringung an Kohlenwasserstoffgas erreicht.

709838/0783

Weist die Formation einen außerordentlich hohen Wassergehalt auf, der bei der Verfestigung zu einer unnötig hohen Beeinträchtigung der Permeabilität führen würde, so kann man den Wassergehalt verringern durch Injektion von trockenem, vorzugsweise erhitztem Gas in ausreichender Menge in die betreffenden Teile der Formation.

Falls die Porenräurae der zu behandelnden Formationsteile Gaskondensat in unerwünschter Menge enthalten, kann dieses Kondensat dadurch entfernt werden, daß man in die betreffenden Teile trockenes Gas einpreßt. Falls notwendig, kann dann die benötigte Menge an Wasser in den Porenräumen durch Zufuhr von Wasser auf eine der oben beschriebenen Arten erreicht werden.

Schließlich sei noch bemerkt, daß das erfindungsgemäße Verfahren mit Erfolg bei Lagerstätten angewandt werden kann, bei denen die Porenräume mindestens teilweise mit öl gefüllt sind. Man verdrängt in diesem Fall das öl aus den Poren der zu behandelnden Formationsteile durch Einpressen eines Gases. Gegebenenfalls kann man vor der Gaszuführung etwas Flüssigkeit einführen, die geeignet ist, das öl selbst dann aus den Poren zu verdrängen, wenn mit dem Auftreten von starken Kapillarkräften gerechnet werden muß. Als Flüssigkeit kann man einen Alkohol, wie Methanol, verwenden, jedenfalls vorzugsweise eine Flüssigkeit mit niedrigem Dampfdruck. Nachdem das öl verdrängt ist, führt man in die Formationsteile auf eine der oben beschriebenen beiden Arten soviel Wasser ein wie notwendig ist, um die Wände der Porenräume in einem Umfang zu benetzen, der es ermöglicht, dann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens die Verfestigung zu bewirken.

709838/0783

Claims

PATENTANSPRÜCHE

(1) Verfahren zum Behandeln von Teilen einer eine Bohrung umgebenden unterirdischen durchlässigen Lagerstätte, wobei an den Wänden der im wesentlichen mit Gas gefüllten Porenräume Wasser haftet, dadurch gekennzeichnet , daß man in die zu behandelnden Lagerstättenteile ein vorher bereitetes Gemisch aus Siliciumchlorid und/oder Siliciumfluorid in Dampfform und einem trockenen inerten Trägergas einpreßt und die Injektion solange fortsetzt, bis das Siliciumhalogenid durch Hydrolyse mit dem an den Wänden der Porenräume haftenden Wasser amorphe Kieselsäure gebildet und dadurch die Lagerstättenteile unter Aufrechterhaltung ihrer Durchlässigkeit verfestigt

hat.

(2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man als inertes Trägergas im wesentlichen ein aus der Lagerstätte gewonnenes Gas verwendet .

(3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man als inertes Trägergas ein Gas verwendet, das durch Verdampfen von verflüssigtem Kohlenwasserstoffgas erhalten wurde.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man als inertes Trägergas ein Gas verwendet, das durch Verdampfen von verflüssigtem Stickstoff erhalten wurde.

709838/0783

ORIGINAL INSPECTED

(5) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet , daß man ein inertes Trägergas verwendet, das höchstens 0,05 Gew.-% Wasser enthält.

(6) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß man vor dem Einpressen des Gemisches die Wände der Porenräume mit Wasser benetzt, indem man eine gewisse .Menge an Wasser und dann ein entsprechendes Gasvolumen in die zu behandelnden Teile der Lagerstätte einführt.

(7) Verfahren ncch einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß man vor dem Einpressen des Gemisches die Wände der Porenräume dadurch mit Wasser befeuchtet, daß man in die zu behandelnden Teile der Lagerstätte feuchtes Gas einpreßt.

(8) Verfahren nach einem der Ansprüche Λ bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß man die Menge des den Wänden der Porenräume anhaftenden Wassers dadurch verringert, daß man in die zu behandelnden Teile der Lagerstätte trockenes Gas einpreßt.

(9) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß man das Behandlungsgemisch an der Erdoberfläche am oder in der Nähe des Bohrloches bereitet.

(10) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß man das Gemisch in der Bohrung selbst auf einem Niveau in der Nähe der zu verfestigenden Teile bereitet und daß man die Bestandteile des Gemisches über getrennte Durchgangswege in der Bohrung auf dieses Niveau leitet.

709838/0783

(11) Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß man dem erwähnten Niveau das oder die Siliciumhalogenide in flüssiger Phase zuleitet.

(12) Verfahren nach einem der vorsn gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß man den behandelten Teilen der Lagerstätte nach ihrer Verfestigung zunächst Ammoniakgas und dann ein trockenes inertes Gas zuleitet.

(13) Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß man dem Gemisch ein Stabilisierungsmittel in Dampfform zufügt, das mit den anderen Gemischbestandteilen derart reagiert, daß das dabei gebildete Verfestigungsmaterial hydrophob gemacht und dadurch gegen die Einwirkung von fließendem Wasser stabilisiert wird.

(14) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß man das Verfestigungsmaterial gegen die Einwirkung von fließendem Wasser dadurch stabilisiert, daß man es mit einem Mittel behandelt, welches es hydrophob macht.

(15) Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet , daß man als Stabilisierungsmittel ein Organosiliciumhalogenid verwendet.

(16) Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet , daß man als Stabilisierungsmittel einen Alkohol verwendet.

(17) Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß man das Innere der Bohrung dadurch trocknet, daß man vor Injektion des Gemisches ein trockenes Gas hindurchstreichen bzw. darin zirkulieren läßt.

709838/0783

27105A9

(18) Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß man als Silicivunchlorid Siliciumtetrachlorid verwendet.

709838/0783