<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Festigung einer unverfestigten oder im wesentlichen unverfestigten Masse
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Festigung einer unverfestigten oder im wesentlichen unver- festigten Masse, wie Lockersand, gewünschtenfalls unter Beibehaltung eines wesentlichen Ausmasses an
Permeabilität, wobei eine Harzverbindung verwendet wird, die entweder beiderUmgebungstemperatur der Masse oder bei einer höheren Temperatur vermittels eines Härtungsmittels erhärtet.
Ein Verfahren dieser Art kann insbesondere zur Festigung der Umgebung eines Bohrloches benutzt wer- den, das eine unverfestigte, Öl, Wasser oder Gas enthaltende Formation durchsetzt. Ein solches Bohrloch kann entweder ein Injektionsbohrloch oder ein Produktionsbohrloch sein.
Es ist allgemein bekannt, dass die kleinen Teilchen einer unverfestigten Formation, die durch die aus der Formation austretende Flüssigkeit in ein damit in Verbindung stehendes Bohrloch gelangen, in der
Flüssigkeit suspendiert bleiben und zum oberen Ende des Bohrloches gefördert werden, wodurch ein er- höhter Abrieb von Metallteilen entsteht und häufige Reinigungen von Produktionseinrichtungen, wie Flüs- sig-Gas-Separatoren und Behälter notwendig werden. Die gröberen, durch die Flüssigkeit eingebrachten
Teilchen werden jedoch nicht mit der Flüssigkeit zum oberen Ende der Bohrung geführt, sondern setzen sich am Boden des Bohrloches ab.
Eine solche Anhäufung von Teilchen wird die Produktionsmenge indem
Masse vermindern, als der Produktionsabschnitt der Bohrung durch die zunehmende Masse von darin abgesetzten Teilchen verstopft wird. Wenn die Produktionsmenge zu niedrig wird, muss das Bohrloch, bevor ein neuer Produktionsabschnitt beginnen kann, gesäubert werden. In einigen Fällen treten die Teilchen in so grossen Mengen in das Bohrloch ein, dass es nicht möglich ist, die Bohrung wirtschaftlich auszubeuten.
Die oben erwähnten Nachteile können dadurch vermieden werden, dass die das Bohrloch umgebende Lockerformation verfestigt wird.
Eine der Voraussetzungen für ein befriedigendes Festigungsverfahren besteht darin, dass es bei den verschiedenen Temperaturen, mit welchen in den Formationen zu rechnen ist, anwendbar ist. Ferner ist es notwendig, dass die durch das erhärtet Harz gebildete Bindung zwischen den Teilchen oder Körnern der Formation gegen die Formationsflüssigkeiten und bzw. oder in die Formation injizierte Chemikalien als auch gegen Setzungen in den benachbarten unverfestigten Abschnitten der Formation beständig bleibt.
Anderseits soll die zur Bildung der notwendigen mechanischen Festigkeit erforderliche Harzmenge die Permeabilität nicht übermässig beeinträchtigen, falls ein Fliessen des Mediums aus der Formation zum Schacht oder umgekehrt möglich bleiben soll. Dies ist von ausserordentlicher Bedeutung im Falle der Festigung von Formationen mit geringer Permeabilität.
Das Verfahren gemäss der Erfindung kann auch zur Festigung von Bergwerksschächten oder zur Festigung desUnterbodens bzw. Untergrundes für Fundamentierungszwecke benutzt werden. Da die Permeabilität für solche Zwecke zumeist keine Rolle spielt, kann sie auch für den Fall, dass die notwendige mechanische Festigkeit die Verwendung grosser Harzmengen notwendig macht, vollständig aufgehoben werden.
Ferner kann das Verfahren auch dazu benutzt werden, die Poren einer verfestigten Formation oder eines Unterbodens bzw. Untergrundes zu verschliessen, falls der Flüssigkeitsdurchtritt durch eine solche Formation oder durch einen solchen Untergrund verhindert werden soll.
Gemäss der Erfindung wird eine Lösung einer Epoxyverbindung und eines Härtungsmittels in einem Lösungsmittel hergestellt, in der die Gesamtmenge der Epoxyverbindung und des Härtungsmittels etwa
<Desc/Clms Page number 2>
3 bis etwa 50 Vol. -0/0 der Lösung beträgt, und die Lösung zwischen die Körner oder Teilchen der zu verfestigenden Masse injiziert, wobei die Epoxyverbindung mit dem Härtungsmittel reagiert und ein harzartiges Reaktionszwischenprodukt gebildet wird, das nach weiterem Härten die Körner miteinander verbindet, wonach ein wesentlicher Permeabilitätsgrad der Masse beibehalten werden kann.
Vorzugsweise besteht das Lösungsmittel aus einem aromatischen Kohlenwasserstoff oder einer Mischung eines oder mehrerer aromatischer Kohlenwasserstoffe und eines oder mehrerer anderer Kohlenwasserstoffe, in welch letzterem Falle die Mischung vorzugsweise einen Prozentsatz an Aromaten von wenig stens 50 Vol. -0/0 aufweisen soll.
Als'aromatische Kohlenwasserstoffe können Benzol, geeignete Benzolderivate, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie sie bei der Extraktion von Kerosin, Gasöl. Spindelöl, Schmierölen oder schweren kata lytisch gecrackten Umlaufölen erhalten werden, verwendet werden. Vorzugsweise enthält das Lösungsmittel ein Kohlenwasserstoffgemisch, das unter der Handelsbezeichnung"SHELLSOL"N bekannt ist und das einen Aromatengehalt aufweist, der grösser als 80 Vol-% ist.
Als Epoxyverbindung kann eine solche benutzt werden, wie sie unter dem Handelsnamen"EPIKOTE" 828 bekannt ist und die erhalten wird, indemmanDiphenylolpropan mit einem Überschuss an Epichlorhydrin in alkalischem Medium zur Reaktion bringt ; solche Verbindungen haben ein Molekulargewicht von 350 bis 400 und im Mittel 1, 85 Epoxygruppen je Molekül.
Als Härtungsmittel. werden vorzugsweise Amine verwendet, wiel-Cyclohexylamino-3-aminopro- pan, bis- (3-Methyl-4-aminocyclohexyl)-methan, bis- (4-Aminocyclohexyl)-methan, N-Aminoäthylpi- perazin, Hexylendiamin, Propylendiamin, oder eine geeignete Mischung dieser Härtungsmittel.
Da die Geschwindigkeit, mit der die Epoxyverbindung mit dem Härtungsmittel reagiert, von der
Temperatur abhängt, und ferner die zur Injektion einer die Epoxyverbindung und das Härtungsmittel ent- haltenden Lösung vom oberen Ende einer Bohrung zu der zu verfestigenden Formation erforderliche Zeit mit der Tiefe der Formation als auch mit der Geschwindigkeit, mit welcher das Lösungsmittel in diese Formation injiziert werden kann, variiert, kann der Zeitabschnitt, in welchem eine Ausscheidung des harzartigen Zwischenproduktes aus der Lösung nicht eintritt, innerhalb weiter Grenzen in der Weise gere- gelt werden, dass einerseits in tiefen Bohrlöchern keine Abscheidung des Harzes erfolgt, bevor die Lösung in die Formation eingedrungen ist (was zu einem Verstopfen der Wand der Formation führen würde)
und anderseits bei der Festigung von in seichter Tiefe vorliegenden Formationen nicht zuviel Zeit verloren geht, bevor die Festigung einsetzt.
Vorzugsweise werden Laboratoriumsversuche durchgeführt, um die Prozentsätze der günstigsten Epoxydverbindung, des günstigsten Härtungsmittels, des günstigsten Lösungsmittels und des günstigsten Beschleunigers (zur Regelung der Reaktionsgeschwindigkeit) zu ermitteln, welche unter den durch die zu verfestigende Formation festgelegten Bedingungen (Temperatur, Tiefe, Porosität usw. ) die besten Ergebnisse zu liefern.
Die Ergebnisse solcher Versuche, bei welchen beispielsweise eine Lösung verwendet wurde, die 12 Vol. -0/0 einer unter der Bezeichnung"EPIKOTE"828 bekannten Epoxyverbindung, ein unter der Be- zeichnung"SHELLSOL"N bekanntes aromatisches Lösungsmittel und ein Härtungsmittel enthält, sind in Tabelle 1 angegeben.
Für verschiedene Härtungsmittel ist bestimmt worden, bei welchem Vol.-Verhältnis Härtungsmit- tel : ftEPIKOTE" 828 eine optimale Druckfestigkeit erreicht werden kann, wenn Sandschichten mit einer mittleren Teilchengrösse von 0, 2 mm verfestigt werden sollen. Für die Vol. -Verhältnisse wurde dann die Anfangsharz-Abscheidungszeit (d. i. der Zeitabschnitt zwischen dem Zeitpunkt der Herstellung der Lösung und dem Zeitpunkt, in welchem sich die ersten Tröpfchen des Harzes aus der Lösung ausscheiden) bei ver- schiedenen Temperaturen bestimmt. Es zeigt sich, dass die Anfangsharz-Abscheidungszeit durch die Temperatur beeinflusst wird.
Durch Verwendung anderer als der in Tabelle 1 angegebenen Epoxyverbindungen, Lösungsmittel und bzw. oder Härtungsmittel werden andere Werte für das Verhältnis Härtungsmittel : Epoxyverbindung, bei welchen-eine optimale Festigkeit erhalten wird, als auch für die Anfangsharz-Abscheidungszeit erhalten.
<Desc/Clms Page number 3>
Tabelle 1 :
EMI3.1
<tb>
<tb> Härtungsmittel <SEP> Vol.-Verhältnis <SEP> Härtungsmittel <SEP> : <SEP> Anfangsharz-Abscheidungszeit <SEP>
<tb> "EPIKOTE"828, <SEP> das <SEP> die <SEP> optimale <SEP> (in <SEP> Stunden)
<tb> Kompressionsfestigkeit <SEP> ergibt <SEP> :
<SEP> 400C <SEP> 600C <SEP> 800C <SEP>
<tb> N-Aminoäthyl-piperazin <SEP> 0,2 <SEP> 0, <SEP> 67 <SEP> - <SEP> - <SEP>
<tb> Propylendiamin <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 1, <SEP> 9
<tb> Mischung <SEP> aus <SEP> bis- <SEP> (4-Aminocyclo- <SEP>
<tb> hexyl)-methanundl-Cyclohexyl-0, <SEP> 4 <SEP> 8 <SEP> 7, <SEP> 1 <SEP> 3,8
<tb> amino-3-aminopropan
<tb> 1-Cyclohexylamino-3 <SEP> -amino- <SEP>
<tb> propan <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 16 <SEP> 8 <SEP> 4, <SEP> 1 <SEP>
<tb> bis <SEP> (3-Methyl-4-aminocyclohexyl)-methan <SEP> 0,5 <SEP> 24 <SEP> 10 <SEP> 6
<tb>
Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, nimmt die Anfangsharz-Abscheidungszeit mit zunehmender Temperatur ab. Ferner wird für eine bestimmte Temperatur gefunden, dass verschiedene Werte der AnfangsharzAbscheidungszeit vorliegen, wenn verschiedene Härtungsmittel benutzt werden.
Es ergibt sich somit, dass für jede Kombination von Tiefe und Temperatur ein Härtungsmittel gefunden werden kann, das unter den vorherrschenden Bedingungen eine Anfangsharz-Abscheidungszeit ergibt, die genügend lang ist, um die Zuführung der ein Gemisch aus Epoxyverbindung und Härtungsmittel enthaltenden Lösung zur Formation zu ermöglichen, ohne dass irgendeine Abscheidung des Harzes eintritt.
Unter gewissen Umständen kann es jedoch nachteilig sein, eine immerhin grosse Zahl von Härtungsmittel vorrätig zu halten. Dann wird es günstiger sein, nur ein einziges Härtungsmittel zu verwenden und die Anfangsharz-Abscheidungszeit mittels eines Beschleunigers zu regeln. Als Beschleuniger können z. B. aromatische Alkohole oder tert.-Amine verwendet werden Vorzugsweise wird Phenol oder Tridimethyl- aminomethylphenol benutzt. Ferner kann die Anfangsharz-Abscheidungszeit durch Ätherung des Vol. -Pro- zentsatzes aromatischer Kohlenwasserstoffe im Lösungsmittel geregelt werden.
In Tabelle 2 ist beispielsweise angegeben, in welchem Bereich die Anfangsharz-Abscheidungszeit variiert werden kann, wenn der Vol.-Prozentsatz an Aromaten im Lösungsmittel geändert wird. Das Lösungsmittel besteht aus"SHELLSOL"N und der Aromatengehalt des Lösungsmittels wurde durch Zugabe von Gasöl variiert. Die Lösung, von der das Lösungsmittel einen Teil bildet, enthält ferner 12 Vol. -0/0 "EPIKOTE"828 und 3,6 Vol.-% l-Cyclohexylamino-3-aminopropan.
Der Einfluss des Phenols als Beschleuniger ist aus Tabelle 2 zu erkennen.
<Desc/Clms Page number 4>
Tabelle 2 :
EMI4.1
<tb>
<tb> Vol. <SEP> -0/0 <SEP> Aromaten <SEP> im <SEP> Phenolkonzentration <SEP> in <SEP> Anfangsharz-Abscheidungszeit
<tb> Lösungsmittel <SEP> : <SEP> g/l <SEP> Lösung <SEP> : <SEP> (in <SEP> Stunden)
<tb> 400C <SEP> 600C <SEP> 800C
<tb> 87 <SEP> 0--4, <SEP> 1 <SEP>
<tb> 87 <SEP> 3-5, <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 87 <SEP> 6-3, <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 7 <SEP>
<tb> 87 <SEP> 10 <SEP> 6, <SEP> 5 <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP> 1, <SEP> 2 <SEP>
<tb> 87 <SEP> 15 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 1, <SEP> 9 <SEP> 0, <SEP> 9 <SEP>
<tb> 79 <SEP> 0-6, <SEP> 3 <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 79 <SEP> 3 <SEP> - <SEP> 4, <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP>
<tb> 79 <SEP> 6 <SEP> 6, <SEP> 5 <SEP> 2, <SEP> 8' <SEP> 1, <SEP> 3 <SEP>
<tb> 79 <SEP> 10 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP>
<tb> 79 <SEP> 15 <SEP> 3, <SEP> 7 <SEP> 1, <SEP> 6 <SEP> 0,
<SEP> 7 <SEP>
<tb> 71, <SEP> 5 <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 7 <SEP>
<tb> 71, <SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> 6, <SEP> 5 <SEP> 3, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 7 <SEP>
<tb> 71, <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 5, <SEP> 1 <SEP> 2, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 2 <SEP>
<tb> 71, <SEP> 5 <SEP> 10 <SEP> 3, <SEP> 7 <SEP> 1, <SEP> 6 <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP>
<tb> 71, <SEP> 5 <SEP> 15 <SEP> 3, <SEP> 4 <SEP> 1, <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP>
<tb>
Es wurde ferner gefunden, dass die Druckfestigkeit bei einer permeablen, verfestigten Masse verbessert wird, wenn das gehärtete Harz einige Zeit mit einer Waschflüssigkeit in Berührung gebracht wird, die geeignet ist, das im gehärteten Harz okkludierte Lösungsmittel zu extrahieren.
Wenn aromatische Kohlenwasserstoffe als Lösungsmittel verwendet worden sind, wird als Waschflüssigkeit vorzugsweise ein Kohlenwasserstoff oder eine Mischung von Kohlenwasserstoffen, die keine oder nur-eine kleine Menge an aromatischen Komponenten, wie z. B. Gasöl, enthält, verwendet. Im Falle, dass die verfestigte Masse ein Förderbohrloch umgibt, wird die Waschflüssigkeit aus dem Rohöl, das aus der Formation gefördert wird, bestehen.
Um einen Anhaltspunkt über die Druckfestigkeit einer ein Bohrloch umgebenden verfestigenden Masse zu erhalten, können Laboratoriumsversuche ausgeführt werden, in welchen die Druckfestigkeit einer verfestigten Masse bei der Temperatur bestimmt wird, die in der Formation zu erwarten ist. Um ferner im Laboratorium Bedingungen wie bei der Anwendung an Ort und Stelle nachzubilden, wird die. verfestigte Masse vor Messung der Druckfestigkeit mit einer Waschflüssigkeit zu behandeln sein.
In Tabelle 3 ist der Einfluss der Temperatur auf die Druckfestigkeit einer festigenden Masse aus Heidesand veranschaulicht. Bei den Versuchen wurde eine Masse von Heidesand mit einer mittleren Teilchengrösse von 0,2 mm mit einer Lösung verfestigt, die die folgenden Komponenten enthält :
EMI4.2
<tb>
<tb> Härtungsmittel <SEP> = <SEP> bis-(3-Methyl-4-aminocyclohexyl)-methan <SEP> 6 <SEP> Vol.%
<tb> Epoxyverbindung <SEP> ="EPIKOTE"828 <SEP> 12 <SEP> Vol.- < % <SEP>
<tb> Lösungsmittel <SEP> ="SHELLSOL"N <SEP> 64Vol.-% <SEP>
<tb> Gasöl <SEP> 17, <SEP> 5 <SEP> "
<tb> Beschleuniger <SEP> = <SEP> Phenol <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> " <SEP>
<tb>
Tabelle 3 :
EMI4.3
<tb>
<tb> Temperatur <SEP> in <SEP> C <SEP> Druckfestigkeit <SEP> in <SEP> kg/cm <SEP> :
<SEP>
<tb> 40 <SEP> 292
<tb> 60 <SEP> 305
<tb> 80 <SEP> 298
<tb> 100 <SEP> 220
<tb>
<Desc/Clms Page number 5>
Die Druckfestigkeit kann durch Erhöhung der Konzentration der Epoxyverbindung in der Lösung erhöht werden. Damit einher geht eine zunehmende Verringerung der Permeabilität und es wird daher, wenn Formationsabschnitte, durch welche Flüssigkeiten hindurchtreten müssen, verfestigt werden sollen, notwendig, ein Kompromiss zwischen der Permeabilitätsverringerung und der Druckfestigkeit zu schliessen.
Beispielsweise sind in Tabelle 4 Versuchsergebnisse zusammengestellt, die den Einfluss der Konzentration der Epoxyverbindung in der Lösung auf die Druckfestigkeit und die Permeabilitätsverringerung einer verfestigten Masse zeigen. Diese Versuche sind so ausgeführtworden, dass eine Masse von Heidesand mit einer mittleren Teilchengrösse von 0,2 mm durch Lösungen verfestigt wurde, die"EPIKOTE"828 als Epoxyverbindung, bis- (3-Methyl-4-aminocyclohexyl) -menthan als Härtungsmittel und "SHELLSOL"N sowie Gasöl als Lösungsmittel enthielten. In den verschiedenen Lösungen beträgt das Verhältnis Härtungsmittel : Epoxyverbindung 0,5.
Tabelle 4 :
EMI5.1
<tb>
<tb> Vol. <SEP> -0/0 <SEP> "EPIKOTE" <SEP> 828 <SEP> Druckfestigkeit <SEP> in <SEP> Permeabilit tsverminderung
<tb> in <SEP> der <SEP> Lösung <SEP> : <SEP> kg/cm2 <SEP> bei <SEP> 60 C <SEP> : <SEP> in <SEP> % <SEP> : <SEP>
<tb> 3 <SEP> 2 <SEP> 8 <SEP>
<tb> 6 <SEP> 54 <SEP> 20
<tb> 9 <SEP> 204 <SEP> 30
<tb> 12 <SEP> 329 <SEP> 40
<tb>
Bei der Verfestigung von Teilen einer unterirdischen, ein Bohrloch umgebenden Formation unter Anwendung des Verfahrens der Erfindung kann Begleitwasser, d. i. Wasser, das an den Körnern der Formation auf Grund von Kapillarkräfte anhaftet, in solchen Formationen auftreten.
Es wird bevorzugt, solches Begleitwasser zu entfernen, bevor die Lösungen erfindungsgemäss auf jenen Teil der das Bohrloch umgebenden Formation angewendet werden, wobei jener Teil der Formation mit einer Wasser entfernenden Flüs- sigkeit gespült wird, die in der gemäss der Erfindung verwendeten Lösung löslich sein soll.
Vorzugsweise wird nach der Wasser entfernenden Flüssigkeit, aber vor der Injektion der Lösung, eine
Zwischenflüssigkeit angewendet.
Um eine unzeitige Fällung des Epoxyharzes zu verhindern, soll die, Zwischenf1üssigkeit in der das
Lösungsmittel, die Epoxyverbindung, das Härtungsmittel und (falls ein Beschleuniger verwendet wird) der
Beschleuniger enthaltenden Lösung löslich sein. Ferner muss die Zwischenflüssigkeit auch in der Wasser entfernenden Flüssigkeit löslich sein, damit dabei die das Begleitwasser enthaltende Wasser entfernende Flüssigkeit wirksam durch die Zwischenflüssigkeit aus dem Teil der zu verfestigenden Formation ausgetrieben wird. Im allgemeinen kann gesagt werden, dass jede Injektionsflüssigkeit vorzugsweise in der nachfolgen den Flüssigkeit löslich sein soll, um zu gewährleisten, dass schliesslich nur die gemäss der Erfindung angewendete Lösung in dem Teil der zu verfestigenden Formation vorhanden ist.
Die Wasser entfernende Flüssigkeit kann einen oberflächenaktiven Stoff enthalten, der vorzugsweise eine Verbindung der Formel R-NH-(CH)g-NH ist, worin R eine Alkylgruppe bedeutet, die von Kokosnussöl, Sojaöl oder Talg abgeleitet ist. Als Wasser entfernende Flüssigkeit können ferner organische Flüssigkeiten, wie Kohlenwasserstoff-Sauerstoff-Verbindungen mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen, die wenigstens eine Keto-Sauerstoffgruppe und bzw. oder Hydroxylgruppen enthalten, wie Aceton oder Isopropylalkohol, verwendet werden.
Nachstehend wird als Beispiel eine bevorzugte Ausführungsform der Anwendung des Verfahrens gemäss der Erfindung in einer unterirdischen Formation beschrieben.
In einem Ölbohrioch, in welchem die ölerzeugende Formation aus einem unverfestigten Sand besteht, werden die Formationsbedingungen, wie Temperatur und Injektionsfähigkeit, gemessen und Proben des Formationssandes werden für Messungen, u. a. der Wassersättigung, entnommen.
Unter Berücksichtigung der verfügbaren Pumpenkapazität und der Tiefe sowie der Injizierbarkeitder Formation kann die mindest erforderliche Anfangsharz-Abscheidungszeit berechnet werden, die wenigstens jener Zeit entspricht, welche zum Hinunterpumpen der Lösung gemäss der Erfindung in die Formation erforderlich ist.
Aus Laboratoriumsversuchen, wie sie in den Tabellen 1 und 2 niedergelegt sind, sowie auch aus andern Versuchen mit den von in den Tabellen gezeigten Mischungen von Härtungsmitteln und Epoxyverbindungen verschiedenen Mischungen können die erforderlichen Prozentsätze von Epoxyverbindung. Härtungsmittel, Beschleuniger (falls ein solcher benutzt wird), der Aromatengehalt des Lösungsmittels und
<Desc/Clms Page number 6>
der Nichtaromatengehalt des Lösungsmittels, die bei der Formationstemperatur eine ausreichend längere Anfangsharz-Abscheidungszeit gewährleisten als die zum Hinunterpumpen der Lösung in die Formation erforderliche Zeit, leicht ermittelt werden.
Die erforderlichen Anteile an Epoxyverbindung, Härtungsmittel und wahlweise zugeführtem Beschleu- niger zur in dem gewünschten Ausmass erfolgenden Beschleunigung der Reaktion zwischen dem Härtungsmittel und der Epoxyverbindung werden nacheinander im Lösungsmittel gelöst. Der Beschleuniger soll der Lösung von Epoxyverbindung und Härtungsmittel erst unmittelbar vor der Zuführung der Lösung zum Bohrloch vermischt werden.
Für den Fall, dass die Formation eine solche Wassersättigung aufweist, dass eine Entfernung des Wassers vor der Festigung der Formation notwendig ist, wird dem Bohrloch vor dem Hinunterpumpen der erforderlichen Menge der erfindungsgemäss verwendeten Lösung eine Menge von Wasser entfernender Flüssigkeit und anschliessend eine Menge Zwischenflüssigkeit zugeführt ; die erforderliche Menge der erfindungsgemäss verwendeten Lösung wird unter Berücksichtigung des Volumens des zu verfestigenden Teiles der Formation berechnet.
Eine Treibflüssigkeit wird verwendet, um die Wasser entfernende Flüssigkeit, die Zwischenflüssigkeit und die Lösung gemäss der Erfindung in das Bohrloch und in die Formation hinunterzutreiben.
Zuerst dringt die Wasser enfernende Flüssigkeit in jenen Teil der zu behandelnden Formation ein und löst oder emulgiert das an den Körnern der Formation haftende Begleitwasser. Anschliessend verdrängt die Zwischenftüssigkeit die Lösung oder Emulsion des Wassers in der Wasser entfernenden Flüssigkeit, worauf nach der Zwischenflüssigkeit die gemäss der Erfindung verwendete Lösung folgt.
Da die Lösung gemäss der Erfindung in dem zu verfestigenden Teil der Formation gehalten werden soll, bis die Reaktion beendet ist. soll die Injektion der Treibflüssigkeit unterbrochen werden, sobald das Gesamtvolumen der Lösung in die Formation gelangt ist. Die Lösung oder ein Teil derselben soll nicht in dem Bohrloch zurückbleiben, da sich sonst eine nicht durchlässige Epoxyharzauskleidung auf der Fläche der Formation bildet, die den Durchgang von Flüssigkeit aus der Formation in das Bohrloch oder umgekehrt verhindert. Ferner soll die Lösung nicht zu weit in die Formation eingetrieben werden, da ansonsten jene Teile der Formation, die das Bohrloch unmittelbar umgeben, nicht verfestigt werden.
Es wird daher bevorzugt, eine Flüssigkeit mit abdichtenderWirkung (wie einen Lehmschlamm) als Treibmedium zu verwenden, da eine solche Flüssigkeit unmittelbar nachdem die Lösung in die Formation getrieben worden ist eine im wesentlichen undurchlässige Auskleidung an den Wänden der Formation bildet, wobei eine weitere Verlagerung der Lösung in der Formation verhindert wird. Als Ergebnis der Reaktion zwischen der Epoxyverbindung und dem Härtungsmittel wird ein harzartiges Zwischenprodukt aus der Lösung ausgefällt, das sich auf derOberf1äche
EMI6.1
diesesrückgebliebene Lösungsmittel durch eine Waschflüssigkeit ersetzt, welche geeignet ist, das an dem gehärteten Harz haftende Lösungsmittel zu extrahieren.
Für den Fall, dass das Bohrloch ein Injektionsbohrloch ist, kann als Waschflüssigkeit ein Kohlenwasserstoff verwendet werden, der keine oder nur eine kleine Menge aromatischer Komponenten (wie z. B. Gasöl) enthält. Falls die Bohrung als Förderbohrung ausgenutzt werden
EMI6.2
sung einer Epoxyverbindung und eines Härtungsmittels in einem Lösungsmittel herstellt, in der die Gesamtmenge der Epoxyverbindung und des Härtungsmittels etwa 3 bis etwa 50 Vol.-% der Lösung beträgt und diese Lösung zwischen die Körner oder Teilchen der zu verfestigenden Masse einspritzt, wobei die Epoxyverbindung mit dem Härtungsmittel unter Bildung eines harzartigen Zwischenproduktes reagiert, das nach dem Härten die Körner miteinander verbindet, wonach in der verfestigten Masse ein wesentliches Ausmass von Permeabilität verbleiben kann.