DE1139453B - Verfahren zur Behandlung von Bohrloechern - Google Patents

Verfahren zur Behandlung von Bohrloechern

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DE1139453B
DE1139453B DED32244A DED0032244A DE1139453B DE 1139453 B DE1139453 B DE 1139453B DE D32244 A DED32244 A DE D32244A DE D0032244 A DED0032244 A DE D0032244A DE 1139453 B DE1139453 B DE 1139453B
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DE
Germany
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throttle body
perforations
throttle
spoke
bodies
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DED32244A
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English (en)
Inventor
Earl Delva Ayers
James Waller Rebbeck
Warren Maurice Zingg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Chemical Co
Original Assignee
Dow Chemical Co
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Publication date
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    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/62Compositions for forming crevices or fractures
    • C09K8/72Eroding chemicals, e.g. acids
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
    • E21B33/134Bridging plugs
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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    • E21B33/138Plastering the borehole wall; Injecting into the formation

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Description

  • Verfahren zur Behandlung von Bohrlöchern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von mit perforierten Verrohrungen ausgekleideten Bohrlöchern.
  • Bei der Erschließung von Bohrlöchern, die, zur öl-, Wasser- oder Gasgewinnung dienen, werden Behandlungsflüssigkeiten in die Bohrlöcher eingepumpt, und zwar erfolgt das Einpumpen durch Perforationen der Verrohrung dieser BohrlöcheT. Als Behandlungsflüssigkeiten kommen insbesondere solche Flüssigkeiten in Frage, die durch mechanische oder chemische Wirkung das umliegende Gestein erschließen. Wenn solche Behandlungsflüssigkeiten eingepumpt werden, tritt häufig ein unverhältnismäßig großer Anteil der Flüssigkeit, welche gegebenenfalls auch eine pumpfähige Aufschlämmung sein kann, durch eines oder einige wenige der zahlreichen Perforationen der Verrohrung hindurch.
  • Der Durchtritt eines unverhältnismäßig großen Anteiles der Behandlungsflüssigkeit durch eines oder durch einige wenige Perforationen. der Verrohrung ist gewöhnlich darauf zurückzuführen, daß die diesem bzw. diesen Bohrlöchem benachbarten Gesteinsformationen für die Behandlungsflüssigkeit durchlässiger sind als die Formationen in der Umgebung der übrigen Perforationen.
  • Wenn sich die Behandlungsflüssigkeit oder die pumpfähige Aufschlämmung leicht durch eines oder durch einige wenige Perforationen der Verrohrung pumpen lassen, so ist es häufig unmöglich, so viel Pumpleistung aufzubringen, um den hydrostatischen Druck in dem Bohiloch noch so groß zu halten, daß die Behandlungsflüssigkeit oderAufschlämmung auch diejenigen Perforationen der Verrohrung durchsetzt, welche von nur wenig durchlässigem oder schlecht durchlässigem Gebirge umgeben sind.
  • Es ist bereits vorgeschlagen worden, dieses Problem dadurch zu lösen, daß mindestens ein Teil der Perforationen der Verrohrung, welche im Bereich gut durchlässiger Gesteinsforinationen liegen, teilweise verschlossen wird, wenn Behandlungsflüssigkeit eingepumpt wird, so daß die Behandlungsflüssigkeit auch in die weniger gut durchlässigen Abschnitte der Gesteinsforinationen durch die nunmehr allein offenen, diesen Formationen zugeordneten öffnungen gelangt. Man hat dem Vorschlag zufolge kugelförmige Dichtungskörper aus Gummi oder aus einem harten Kern mit einer elastischen äußeren Auflage in die Bohrlöcher eingeführt, wenn Flüssigkeit durch die Perforationen der Verrohrung gepumpt wurde. Die kugelförmigen Dichtungskörper wurden dann in der Behandhingsflüssigkeit mitgetragen und wurden nach denjenigen Perforationen der Verrohrung transportiert, durch welche größere Mengen von Behandlungsflüssigkeit hindurchtrat, d. h. nach denjenigen Perforationen, welche mit gut durchlässigen Gesteinsschichten in Berührung standen. Wenn ein solcher kugelförmiger Dichtungskörper einmal in Berührung mit einer Perforation der Verrohrung stand, so wurde er durch den Druck der Behandlungsflüsssigkeit an Ort und Stelle gehalten, andererseits war er so bemessen, daß er den weiteren Durchtritt von Flüssigkeit durch die Perforation verhinderte, selbst aber in der Regel nicht in die Perforation hineingetrieben wurde.
  • Trotzdem haben die, nach den bisher bekannten Verfahren angewandten kugelförmigen Dichtungskörper Nachteile gehabt. Ein Nachteil war der, daß hin und wieder doch ein Dichtungskörper in eine Perforation durch den hohen Druck innerhalb der Verrohrung hineingetrieben wurde, so daß diese Perforation für immer verschlossen war und die Leistung der Sonde dementsprechend vermindert war.
  • Ein weiterer Nachteil der bekannten kugelförmigen Dichtungskörper ist es, daß durch den hohen Druck, welcher in die nicht verschlossenen Perforationen gelangt, die den verschlossenen Perforationen benachbarten Gesteinsschichten aufgebrochen werden können.
  • Weiter bringt es das völlige Abschließen einer oder mehrerer Perforationen mit sich, daß eine große Druckdifferenz zwischen der Verrohrung, dem diese Verrohrung umgebenden Zementmantel und der Gesteinsschicht entsteht; diese Druckdifferenz ist in der Lage, Brüche und Zersplitterungen oder Kanalbildungen in dem Zementmantel hervorzurufen. Da die Druckdifferenz, welcher die Verrohrung und der Zementmantel ausgesetzt ist, häufig sehr erheblichist, ist es sehr wesentlich, örtliche Druckdifferenzen zwichen Verrohrung und Zeinentniantel zu vermeiden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe, zugrunde, bei der Behandlung von mit einer perforierten Verrohrung versehenen Bohrlöchern die Strömung durch diese Perforationen mittels Drosselkörpern in der Weise zu regeln, daß die zunächst von sehr starker Strömung durchflossenen Perforationen in ihrer Durchlässigkeit reduziert werden, ohne den Durchfluß völlig zu unterbinden, so daß die schädlichen hohen Druckdifferenzen nicht auftreten können und keine Gefahr eines Einschiebens der Drosselkörper in die Perforationen besteht. Ausgehend von dem bekannten Verfahren zum Behandeln von mit perforierten Verrohrungen ausgekleideten Bohrlöchern durch Einpumpen von Flüssigkeiten in die aufzuschließenden Formationen unter Regelung des Flüssigkeitsdurchsatzes durch die Perforationen mittels der Flüssigkeit zugesetzten Drosselkörpern besteht die Erfindung darin, daß der Durchfluß durch die, Perforationen unter Verwendung von sie nur teilweise verschließenden Drosselkörpern reduziert, jedoch nicht vollständig unterbunden wird.
  • Zweckmäßig wird der Durchlaß durch die Drosselkörper auf einen Wert von 90 bis 50% des freien Durchsatzes herabgesetzt.
  • Die Figuren erläutern die Erfindung. Es stellt dar Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein verrohrtes Bohrloch mit der notwendigen Ausrüstung für die Aufschließuno, benachbarter Gesteinsschichten, Fig. 2 einen der Fig. 1 ähnlichen Längsschnitt durch eine andere Anordnung, bei der die Drosselkörper in das Bohrloch durch einen besonders zu diesem Zwecke, vorgesehenen Rohrstrang eingeführt werden, Fig. 3 einen Teilschnitt durch einen Packer, welcher über den Perforationen der Bohrlochverrohrung einen dichten Abschluß zwischen der Bohrlochverrohrung und dem Einfährungsstrang bildet, Fig. 4 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt eines Drosselkörpers mit einer Vielzahl von diesen durchsetzenden Bohrungen, Fig. 5 einen Aufriß eines kugelförmigen Drosselkörpers mit einer Vielzahl von Nuten oder Kanälen in seiner äußeren Oberfläche, Fig. 6 einen Aufriß eines porösen Drosselkörpers, Fig. 7 einen Aufriß eines Drosselkörpers mit einer Vielzahl von kleinen Warzen auf seiner Oberfläche.
  • In Fig. 1 ist ein Bohrloch dargestellt; dieses ist ganz allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet; das Bohrloch 10 geht von der Erdoberfläche 12 aus und erstreckt sich durch eine oder mehrere Erdformationen 14 in eine Erdfortnation 16, welche Erd-öl, Gas oder Gemische von Gas und Erdöl enthält. Ein Strang von Futterrohren 18 erstreckt sich, ausgehend von der Erdoberfläche oder von einer Stelle nahe der Erdoberfläche, bis zur Sohle 20 des Bohrloches 10. Der Ringraum zwischen den Futterrohren 18 und der Wand 22 des Bohrloches 10 ist mit einem Zementmantel 24 gefüllt. Der Zementniantel 24 erstreckt sich, wie dargestellt, vom oberen bis zum unteren Ende des Bohrloches 10; in der Praxis kommt es allerdings vor, daß ein Zementmantel nur im Bereich der Formation 16 vorgesehen ist, nicht aber herauf bis zur Erdoberfläche 12. Die Bohrlochsverrohrung 18 des Bohrloches ist durch einen Abschlußkörper 26 abgedeckt; an diesen Abschlußkörper 26 sind Leitungen 28 und 30 angeschlossen. Die Leitung 28 ist mit einem Ventil 32 verbunden; die:ses Ventil 32 dient regelmäßig als Entlüftungsleitung zu Beginn der erfindungsgemäßen Bohrlochbehandlung.
  • Nehmen wir nun an, es solle das Bohrloch durch eine sogenannte Frac-Behandlung aufgeschlossen werden, wie in Fig. 1 dargestellt; die Leitung 30 verläuft von dem Abschlußkörper 26 der Bohrlochverrohrung bis zu einem Mischgefät 34. Eine Pumpe 36 liegt in der Leitung 30 nahe dem Mischgerät 34. Außerdem sind Ventile 38, 40 in der Leitung 30 zwischen der Pumpe 36 und dem Abschlußkörper 26 vorgesehen. Eine Einführungsvorrichtung für Drosselkörper (sie ist ganz allgemein mit der Bezugsziffer 42 bezeichnet) ist über Leitungen 44, 46 angeschlossen; dadurch ist eine Kurzschlußstrecke zu der Rohrleitung 30 im Bereiche des Ventils 38 gebildet.
  • Die Drosselkörper-Einführungsvorrichtung 42 umfaßt eine Einführungskammer 48, welche nächst ihrem Ende 50 an, die Leitung 30 über eine Leitung 46 und ein Ventil 52 angeschlossen ist. Das untere Ende 54 der Einführungskammer 48 ist über die Leitung 44 und das Ventil 56 an die Leitung 30 angeschlossen, und zwar an einer Stelle zwischen den Ventilen 38, 40. Die zur Verwendung kommenden Drosselkörper sind mit der Bezugsziffer 58 bezeichnet; sie werden in die für sie bestimmte Einführungskammer 48 durch das Ventil 60 der Leitung 62 eingebracht; die Leitung 62 mündet in das Ende 50 der Kammer 48.
  • Die Behandlungsflüssigkeit wird in einem Behälter oder Tank 64 gespeichert. Dieser Behälter 64 ist an das Mischgerät 34 -über die Leitung 66, ein Ventil 68 und eine Pumpe 70 angeschlossen.
  • Kömiges Material (man erkennt dieses Material in Fig. 1 an den Punkten 79), etwa Sand, ist in einem Vorratsbehälter 72 enthalten; dieser Vorratsbehälter 72 ist an das Mischgerät 34 über eine Versorgungsleitung 74 und einen Schieber 76 angeschlossen.
  • Im Betrieb sind die Ventüa 38 und 40 offen, und die Pumpe 36 arbeitet; wenn auch das Ventil 68 offen ist und die Pumpe 70 arbeitet, wird Behandlu#ngsflüssigkeit 78 in das Bohrloch durch die Leitung 30 gepumpt. Gasreste, welche innerhalb der Verrohrung 18 eingeschlossen sind, werden, wenn nötig, aus der Verrohrung 18 dadurch herausgelassen, daß das Ventil 32 der Leitung 28 geöffnet wird. Diese Leitung ist ja an den Abschlußkörper 26 angeschlossen. (Das Ventil 32 ist natürlich zu schließen, wenn alles Gas abgelassen worden ist.) Druck wird der Behandhingsflüssigkeit 78 innerhalb der Verrohrung 18 durch eine Pumpe 36 mitgeteilt. Die Verrohrung 18 besitzt eine Vielzahl von Perforationen 80, welche sowohl durch die Verrohrung 18 als auch durch den Zementmantel 24 hindurchverlaufen. Der der Behandlungsflüssigkeit innerhalb der Verrohrung 18 mitgeteilte Druck wird also auch den Gesteinsformationen 16 mitgeteilt, welche an die Perforationen 80 anliegen. Der Druck steigt so lange an, bis die Formation aufbricht; es entstehen dabei ein oder mehrere Brüche 82 in der Formation 16, wie aus Fig. 1 ersichtlich.
  • Das Brechen der Formation 16 macht sich an der Erdoberfläche 12 normalerweise durch einen Abfall des Druckes bemerkbar oder durch Änderung der Tonhöhe der Motorgeräusche, welche von den die Pumpe 36 treibenden Motoren hervorgerufen werden. Auch eine Zunahme der Strömungsmenge in der Leitun- 30 kann, wenn der Leitungsdruck 'konstant bleibt, als Anzeichen dienen.
  • Wenn in der Gesteinsformation einmal ein, Bruch eingetreten ist, so wird der Schieber 76 geöffnet, und es wird nunmehr körniges Material 79 aus dem Behälter 72 in das Mischgerät 34 eingespeist, um dort mit der Behandlungsflüssigkeit gemischt zu werden; die Behandlungsflüssigkeit ist Wasser, Öl, Säure, mit einem Geliermittel eingedicktes Wasser oder Gemische dieser Stoffe, beispielsweise kann eine Emulsion von öl und wäßriger Flüssigkeit verwendet werden.
  • Wenn die Bruchbedingungen der Gesteinsformation 16 bekannt sind und wenn die Bohrlochverrohrung 18 und die übrigen Ausrüstungsteile, welche dem hohen Druck während der Bohrlochbehandlung ausgesetzt sind, imstande sind, den zu erwartenden Brechdrücken entgegenzuwirken, so kann an Stelle der reinen Behandlungsflüssigkeit schon von Anfang an ein Gemisch aus Behandlungsflüssigkeit und körnigem Material eingepumpt werden. Wenn man, wie hier beschrieben, zunächst die reine Behandlungsflüssigkeit einpumpt, so schließt man damit die Möglichkeit aus, daß der Sand ausfällt; diese Gefahr würde dann bestehen, wenn die Gesteinsfolmation nicht zu Bruch kommt und das Material nicht in die Gesteinsformation eindringen kann.
  • Im Verlaufe des Einpumpens von einem Gemisch aus Behandlungsflüssigkeit 78 und kömigem Material 79 in die Bruchstellen 82 der Gesteinsformationen kann es sich herausstellen, daß der Druck nicht ausreicht, um das Gemisch in sämtliche Bruchstellen 82 hineinzudrücken. Gewöhnlich ist die Ursache hierfür zu suchen, daß eine oder einige wenige der Bruchstellen 82 bereits so weit ausgedehnt sind, daß der größte Teil des in die Verrohrung 18 eingepumpten Gemisches in eben diese Bruchstellen gelangt.
  • Tritt dieser Zustand ein, so werden erfindungsgemäß die Ventile 56 und 52 geschlossen, und das Ventil 60 wird geöffnet, es worden sodann ein oder mehrere Drosselkörper 58 durch das Ventil 60 und die Leitung 62 in die Einführungskammer 48 eingeführt. Das Ventil 60 wird hierauf geschlossen, und die Ventile 52 und 56 werden geöffnet, so daß die Drosselkörper 58 in die Leitung 30 gelangen können und über diese in den Raum der Bohrlochverrohrung. (Unter Umständen ist es zweckmäßig, das Ventil38 in der Leitung 30 teilweise zu schließen; es wird dadurch erreicht, daß die Drosselkörper 58 sehr rasch in die Leitung 30 »eingeschossen« werden.) Zweckmäßig haben die Drosselkörper 58 annähernd das gleiche spezifische Gewicht oder .-das annähernd gleiche scheinbare spezifische Gewicht. -wie das Gemisch bzw. die Flüssigkeit, welche, in die Bohrlochverrohrung 18 eingepumpt wird; durch diese Angleichung der spezifischen Gewichte wird erreicht, daß die Drosselkörper 58 mit dem Gemisch oder mit der Flüssigkeit strömen, ohne in dieser zu schwimmen und ohne zu rasch durch diese hindurchzusacken.
  • Wenn die Drosselelemente 58 in denjenigen Ab- schnitt der Bohrlochverrohrung 18 gelangen, welche, die Perforationen 80 aufweist, so werden sie durch den nach den Perforationen führenden Fluß der Behandlungsflüssigkeit mitgenommen und setzen sich an den Perforationen 80 fest, durch welche das Gemisch bzw. die Behandlungsflüssigkeit hindurchtritt. Die Drosselkörper 58 schließen aber den Durchfluß durch die jeweiligen Perforationen nicht ganz ab, sondern gestatten, daß noch eine gewisse Menge von Gemisch oder Behand1ungsflüssigkeit durch die Drosselkörper hindurch bzw. an diesen vorbei in die Perforationen eindringt; es sind deshalb lokalisierte Spannungen an der Verrohrung 18 vermieden, und der Zemcntmantel 24 ist keinen Belastungen ausgesetzt, wie er es wäre, wenn durch die Drosselkörper 58 eine völlige Verstopfung der Perforationen herbeigeführt würde. Nachdem immer noch eine gewisse Menge von Flüssigkeit oder Gemisch an den Drosselkörpern 58 vorbeifließen kann, werden die durch einen Drosselkörper abgeschlossenen Bruchstellen erweitert und ausgedehnt aber nicht auf Kosten der übrigen Bruchstellen 82 in den weniger durchlässigen Teilen der Gesteinsformation 16.
  • Da jeder der Drosselkörper 58 an einer der Perforationen 80 anliegt, wird gewöhnlich ein Druckanstieg an der Erdoberfläche festgestellt, etwa an einem Manometer 81, welches auf dem Abschlußteil 26 angebracht ist. Der Druckanstieg kommt daher, daß der Durchsatz an Gemisch oder Behandlungsflüssigkeit, welcher in die Gesteinsformation 16 eindringt, geringer wird, wenn man von der Annahme ausgeht, daß die Leistung der Pumpe oder der Pumpen 36 vor und nach dem Eintreffen der Drosselkörper auf ihren Sitzen die gleiche ist.
  • Es ist häuflo, erforderlich, mehr als einmal während des Behandlungsvorganges des Bohrloches Drosselkörper 58 in die Bohrlochverrohrung einzubringem So ist es beispielsweise möglich, jedesmal, wenn ein Bruch eintritt, d. h. jedesmal, wenn an der Erdoberfläch-e 12 ein Druckabfall in dem Manometer festgestellt wird, den Strömungsmittelzufluß in die Bruchstellen 82 zu verringern, um die Bildung oder Erweiterung von zusätzlichen Bruchstellen, welche mit anderer Perforation 80 in Berührung stehen, zu ermöglichen.
  • Wenn die gewünschte Menge an Gemisch oder Behandlungsflüssigkeit in die Bohrlochverrohrung 18 hineingepumpt worden ist und wenn die Behandlung schließlich durch Nachspülen mit reiner Behandlungsflüssigkeit beendet ist und der Druck innerhalb der Bohrlochverrohrung 18 verringert wird, so ist der in den Formationen herrschende Druck normalerweise größer als der Druck innerhalb des Bohrloches; die Drosselkörper 58 werden daher von ihren Sitzen in den Perforationen 80 abgehoben und fallen entweder nach der Sohle des Bohrloches hinunter oder werden, wenn sie leicht genug sind, nach der Erdoberfläche 12 durch die nach oben strömende Flüssigkeit mitgerissen.
  • Die Drosselkörper 58 können die verschiedensten Formen besitzen. Einige dieser Formen sind in den Fig. 4 bis 7 aufgezeichnet. Der in Fig. 4 dargestellte Drosselkörper 58 a hat Kugelform; er besitzt eine Vielzahl von kleinen Bohrungen 84, welche ihn durchsetzen. Der Durchmesser der Bohrungen 84 ist groß genug, um den Durchtritt des zur Verwendung kommenden Gemisches und insbesondere des gekörnten Materials zu gestatten. Die, Zahl der Bohrungen und deren Anordnung ist beliebig. Es muß allein darauf geachtet werden, daß die Bohrungen in dein Drosselkörper 58 a derart verteilt sind, daß, wie auch immer der Drosselkörper 58 a an einer Perforation 80 anliegt, durch eine der Bohrungen Gemisch oder Beliandlungsflüssigkeit in die Perforation 80 eindringen kann. Der Drosselkörper 58 a, und das gleiche gilt für die übrigen Drosselkörper, kann massiv sein; er kann aber auch einen hohlen Kein besitzen, so daß das scheinbare spezifische Gewicht vermindert ist. Der Drosselkörper muß aus einem Werkstoff bestehen, welcher den in dem Bohrloch auftretenden Drücken Widerstand zu leisten vermag. Zweckmäßig ist der Werkstoff für die Drosselkörper auch so gewählt, daß er von dem Gemisch bzw. der Behandlungsflüssigkeit nicht leicht angegriffen wird.
  • Fig. 5 zeigt einen wiederum kugelförmigen Drosselkörper 58b, welcher auf einer Perforation 80 der Bohrlochverrohrung 18 sitzt. Der Drosselkörper 58 b enthält eine Vielzahl von Kanälen 86 an seiner Oberfläche. Die Kanäle sind so angeordnet, daß ein Fluß von Gemisch oder Behandlungsflüssigkeit in ihnen entlang der Oberfläche des Drosselkörpers stattfinden kann und damit auch durch die Perforation 80 hindurch ohne Rücksicht auf die jeweilige Orientierung des Drosselkö#rpers 58b gegenüber der Perforation, auf der er sitzt.
  • Auch der in Fig. 6 gezeigte, Drosselkörper ist kugelförmig. Er ist mit 58c bezeichnet und ist porös. Durch die Poren findet ein Fluß von Gemisch oder Behandlungsflüssigkeit statt. Diese, Form eines Drosselkörpers ist besonders dann, wenn die Poren sehr fein sind, zweckmäßig im Falle der Verwendung von Behandlungsflüssigkeiten, welche kein gekörntes Material enthalten. Handelt es sich um poröse Drosselkörper mit größeren Poren, so können diese auch bei Verwendung von Gemischen mit Gehalt an kormgem Material zur Anwendung gebracht werden. Auch der Körper 58c kann, entweder massiv sein oder einen hohlen Kein aufweisen, welcher insgesamt eine Gewichtsverminderung des Drosselkörpers und damit eine scheinbare Verminderung des spezifischen Gewichtes mit sich bringt.
  • In Fig. 7 ist ein Drosselkörper 58 d gezeigt, auf de#ssen Oberfläche ein Netz von Warzen 88 vorgesehen ist. Die Höhe der einzelnen Warzen 88, gemessen vom Niveau der Oberfläche 90 aus, und die Verteilung der Warzen 88 auf der Oberfläche sind so gewählt, daß stets eine gewisse Strömung an dem Drosselkörper 58 d vorbei und durch die Perforation, 80 hindurch möglich ist. Die geometrische Bedingung für die Gewährleistung dieser Möglichkeit ist die, daß jeder Kreis, welcher auf der Oberfläche gelegt werden kann und einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der Perforation 80 besitzt, durch mindestens eine Warze 88 gehen muß.
  • Die Drosselkörper58 bestehen aus Werkstoff, wie Polyamide, Aluminium, Magnesium, Bronze, Stahl oder festen Kunststoffen oder anderen Materialien, welche das richtige spezifische Gewicht besitzen oder deren scheinbares spezifisches Gewicht auf den richtigen Wert durch besondere geometrische Formung eingestellt werden kann; außerdem müs,sen die Werkstoffe den auftretenden Drücken standhalten. Werden die Drosselkörper 58 aus Metall hergestellt, so geht man zweckmäßig von festen Körnern oder Parfikeln aus, welche man zusammensintert oder zusammenschmilzt, so daß die gewünschten porösen Elemente 58c erhalten werden. Manchmal ist es zweckmäßig, einen elastischen überzug auf der Oberfläche der Drosselkörper anzubringen. Man erreicht dadurch einen besseren Sitz der Drosselkörper 58 in den Perforationen 80, ohne die Gefahr zu laufen, daß die Drosselkörper ganz in die Perforationen 80 eingedrückt werden und diese für immer versperren. Es muß dann allerdings beachtet werden, daß die elastisehe Oberflächenschicht eine gewisse- Dicke nicht -überschreitet, da sonst trotz des Vorhandenseins des starren Kerns die Gefahr eines Haftenbleibens der Drosselkörper in den Bohrungen nicht ausgeschlossen ist.
  • In den vorstehenden Besehreibungsteilen wurde davon ausgegangen, daß ein Aufschließen von Gesteinsforinationen durch Frac-Behandlung erfolgen soll; selbstverständlich sind die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen aber auch dann anwendbar, wenn irgendein anderer Fluß durch Perforationen in einer Bohrlochwand gedrosselt werden soll; beispielsweise lassen sich die erfindungsgemäß vorgeschlagenen, Maßnahmen anwenden, wenn die Gesteinsformationen einer Säurebehandlung unterzogen worden sollen.
  • Die, Größe der kugelförmigen Drosselkörper ist von Bedeutung; ihr Durchmesser muß natürlich größer sein als der Durchmesser der Perforationen in der Bohrlochverrohrung. Bei einem Durchmesser der Perforationen von 9,5 mm wird man den Drosselkörpem etwa einen Durchmesser von 19 mm geben. Bei diesem Verhältnis haben Versuche gute Ergebnisse g o ebracht. Die 19-mm-Drosselkörper sitzen auf den Porforationen von 9,5 mm Durchmesser fest, sind aber andererseits doch groß genug, um nicht in die Gesteinsformationen 16 hineingedrückt zu werden.
  • Bei den Drosselkörpern der in Fig. 7 dargestellten Form 58 d ist der Durchmesser von 19 mm durch zwei einander diametral gegenüberliegende Warzen 88 genommen und ist nicht gleich dem Durchmesser, den die glatte Oberfläche 90 besitzt. Bei den Drosselkörpem 58a der Fig. 1 haben Bohrungen mit 1,6 mm Durchmesser gute Ergebnisse erbracht.
  • Das Verhältnis des Durchsatzes durch eine Perforation 80 mit 9,5 mm Durchmesser zu dem Restdurchsatz, wenn ein Drosselkörper 58 auf der Durchbrechung sitzt, wird in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren gewählt. Einer dieser Faktoren ist der Zustand der Verrohrung 18 und des Zementmantels 24; sodann geht der Behandlungsflüssigkeitsdurchsatz ein, welcher von der Pumpe 36 aufrechterhalten werden kann, und der Druck, welcher erforderlich ist, um die Gesteinsformation 16 zu Brach zu bringen. Der Durchsatz durch eine Perforation 80, an welcher ein Drosselkörper 58 anliegt, sollte etwa 10 bis 50 l,IG des freien Durchsatzes durch die Perforation 80 ausmachen. Steigt der Durchsatz bei angelegtem Drosselkörper 58 weit über 50% an, so ist dies in der Praxis nicht erforderlich, um Spannungen in der Bohrlochverrohrung 18 zu vermeiden und auch nicht um zu verhindern, daß bereits vorhandene Bruchstellen 82, welche mit verschlossenen Perforationen 80 in Verbindungen stehen, eingedrückt werden. Im übrigen sind überhöhte Durchsätze bei verschlossenen Porforationen nicht nur nicht notwendig, sondern sogar schädlich, weil sie Behandlungsmaterial und Pumpenkapazität in Ansprach nehmen.
  • Der hier verwendete Ausdruck »Drosselkörper« schließt alle kugelförmigen Körper mit ein, die, wenn sie an einer Perforation der Bohrlochverrohrung sich ansetzen, den Durchsatz durch diese Perforation stark herabsetzen, aber nicht völlig unterbrechen.
  • Ein durchlässiger Drosselkörper, der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit besonderem Erfolg angewandt worden ist besteht aus zerkleinerter Nußschale, welche mit Zement oder einem Klebstoff, etwa Phonol-Formaldchyd-Harz, gebunden ist. Ein derartiger Drosselkörper hält die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auftretenden Drücke ohne weiteres aus. Im übrigen sind die zur Verwendung kommenden Stoffe leicht erhältlich.
  • Die durchlässigen Drosselkörper, welche normalerweise etwa einen Durchmesser von 22rnrn haben, sind aus zerkleinerter Nußschale, vorzugsweise Walnußschale, hergestellt; die Nußschalenteilchen sind durch einen Klebstoff miteinander verbunden, vorzugsweise durch einen teilweise kondensierten flüssigen Phenol-Formaldehyd-Harz, dem geeignete Katalysatoren zugesetzt sind. Ein Beispiel eines derartigen Harzes und der zugehörigen Katalysatoren ist in der USA.-Patentschrift 2 823 753 beschrieben. Man kann dort auch das Verhältnis der Harzmenge zum Gewicht der verwendeten Nußschalenmenge entnehmen. Die in dieser Patentschrift beschriebenen Harze haben die erfordeTliche Bindefestigkeit und sind auch unempfindlich gegen den Angriff der vorkommenden Behandlungsflüssigkeiten; es können aber auch andere Klebstoffe und Bindemittel verwendet werden, um die durchlässigen Drosselkörper herzustellen.
  • Zu den brauchbaren Klebstoffen gehören plastische Klebstoffe, wie Epoxy- und Urea-Formaldehyd-Harze, ferner Klebstoffe, welche durch Lösungsmittelverdampfung erhärten, wie z. B. Nitro#cellulose-Klebstoffe, und schließlich Stoffe, welche durch chemische Reaktion erhärten, z. B. Kaseinklebstoffe. Die genauen Mengen an Klebstoff und an Nußschalen sowie die Größe der Nußschalenteilchen für die Erreichung einer bestimmten Durchlässigkeit können leicht durch Versuche festgestellt werden.
  • Die Partikelgröße der Nußschalen variiert zweckmäßig zwischen 2,38 und 0,59 mm Durchmesser. Hervorragende Ergebnisse hat man erhalten bei einer Partikelgröße von zwischen 2, 00 und 0, 84 mm Durchmesser und 0,84 bis 0,59 mm Durchmesser. Versuche haben ergeben, daß Drosselkörper aus Walnußschale mit einer Partikelgröße innerhalb der oben angegebenen Grenzen zwischen 176 und 211 kg pro qcm Druckdifferenz auszuhalten vermögen, ohne daß sie Schaden nehmen und ohne daß an ihrer Oberfläche eine Zerspanung eintritt. Obwohl auch Drosselkörpcr aus größeren Partikeln, z. B der Größenordnung 2,38 bis 1,68 mm Durchmesser verwendet werden können und eine sehr gute Härte besitzen, werden sie leicht an ihrer Oberfläche beschädigt, wenn die Behandlungsflüssigkeit feine Feststoffzusätze enthält, welche durch die offenen Zwischenräume des Drosselkörpers hindurchtreten.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE-1. Verfahren zum Behandeln von mit perforierten Vürrohrungen ausgekleideten Bohrlöchern durch Einpumpen von Flüssigkeiten in die aufzuschließenden Formationen unter Regelung des Flüssigkeitsdurchsatzes durch die Perforationen mittels in die Flüssigkeit zugesetzten Drosselkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchfluß durch die Perforationen unter Verwendung von sie nur teilweise verschließenden Drosselkörpern reduziert, jedoch nicht vollständig unterbunden wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Drosselkörper eine Durchsatzverminderung an den jeweils von ihnen besetzten PeTforationen auf 90 bis 50'% des freien Durchsatzes hervorgerufen wird. 3. Drosselkörper zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprach 1 undffider 2, dadurch gekennzeichnet, daß er auf seiner sonst glatten Oberfläche Warzen aufweist, welche ein sattes Anliegen des Drosselkörpers an der Perforationsumrandung verhindern. 4. Drosselkörper zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus porösem Material hergestellt ist. 5. Drosselkörper nach Ansprach 4, dadurch ge>-kennzeichnet, daß er aus Nußschalenteilen, vorzugsweise Walnußschalenteilen, zusammengesetzt ist, welche durch einen Klebstoffüberzug gebunden sind, deTart, daß zwischen den einzelnen Schalenteilen die Porösität bewirkende Zwischenräume frei bleiben. 6. Drosselkörper nach Ansprach 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nußschalenteile durch einen ausgehärteten Phenol-Formaldehyd-Harz miteinander verbunden sind. 7. DrosseJkörper nach Ansprach 5 und/oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchengröße der Nußschalenteile zwischen 2,38 und 0,21 mm, vorzugsweise zwischen 2,0 und 0,83 mm liegt. 8. Drosselkörper zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er an seiner Oberfläche offene Kanäle aufweist. 9. Drosselkörper zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er von Bohrungen durchsetzt ist. 10. Drosselkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß er von einer hohlen Kugelschale gebildet ist, deren Wand von radial verlaufenden Bohrungen durchsetzt ist. 11. Drosselkörper nach emern der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer äußeren Schale von höherem spezifischem Gewicht und einem inneren Kein von geringerem spezifischem Gewicht zusammengesetzt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 754 910.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2838479A1 (de) * 1977-09-06 1979-03-15 Exxon Production Research Co Verfahren zur behandlung einer unterirdischen formation, die eine mit perforationen versehene bohrlochauskleidung umgibt
DE2849023A1 (de) * 1977-11-14 1979-05-17 Exxon Production Research Co Verfahren zum aufbringen von kugeldichtungen auf perforationen in bohrlochauskleidungen
FR2438152A1 (fr) * 1978-07-03 1980-04-30 Exxon Production Research Co Procede de traitement d'une formation souterraine et balles d'obturation des perforations d'un tubage traversant une telle formation

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2754910A (en) * 1955-04-27 1956-07-17 Chemical Process Company Method of temporarily closing perforations in the casing

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2754910A (en) * 1955-04-27 1956-07-17 Chemical Process Company Method of temporarily closing perforations in the casing

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2838479A1 (de) * 1977-09-06 1979-03-15 Exxon Production Research Co Verfahren zur behandlung einer unterirdischen formation, die eine mit perforationen versehene bohrlochauskleidung umgibt
DE2849023A1 (de) * 1977-11-14 1979-05-17 Exxon Production Research Co Verfahren zum aufbringen von kugeldichtungen auf perforationen in bohrlochauskleidungen
FR2438152A1 (fr) * 1978-07-03 1980-04-30 Exxon Production Research Co Procede de traitement d'une formation souterraine et balles d'obturation des perforations d'un tubage traversant une telle formation

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