NO20161730A1

NO20161730A1 - Sandaggregeringsreagenser, modifisert sand, samt metoder for fremstilling og bruk derav

Info

Publication number: NO20161730A1
Application number: NO20161730A
Authority: NO
Inventors: Larry W Gatlin; Brian J Hallet; Ryan L Cook
Original assignee: Lubrizol Oilfield Solutions Inc
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2016-11-01
Publication date: 2007-06-11
Also published as: US20070131422A1; US7829510B2; GB2479289B; NO20063580L; GB0613850D0; GB2479277B; GB201111146D0; CA2552422C; US7350579B2; GB2433068B; NO345524B1; NO345625B1; GB2479289A; CA2552422A1; GB201107290D0; AU2006203047A1; GB2479277A; US20090203553A1; GB2433068A; AU2006203047B2

Description

SANDAGGREGERINGSREAGENSER, MODIFISERT SAND, SAMT METODER FOR FREMSTILLING OG BRUK DERAV

Foreliggende oppfinnelse angår sandaggregeringsreagenser, modifisert sand og metoder for fremstilling og bruk derav.

I mange situasjoner er sand og annet partikkelmetalloksidholdig faststoff vanskelig å håndtere, tømme ut og prosessere på grunn av den manglende evne til å aggregere eller til å klebe til hverandre for å danne aggregatmasser som strømmer på en mer kontrollert måte.

Selv om flere teknologier eksisterer for gjøre slike partikkelformige faststoffer klebrige med et kle-bende middel, er det et behov i teknikken for et annet behandlingspreparat for å forårsake at slike partikkelformige faststoffer selvaggregerer og metoder for å fremstille selvaggregerende, partikkelformige faststoffer.

En utførelsesform av oppfinnelsen angår metoder for å modifisere en aggregerende tilbøyelighet for metalloksidholdige faststoffer, metoder for anvendelse derav og modifiserte metalloksidprepara-ter.

Mer spesielt angår en oppfinnelsesform av oppfinnelsen en fremgangsmåte for å endre aggrege-ringstilbøyeligheten for metalloksidholdige faststoffer der metoden inkluderer å bringe faststoffene i kontakt med et aggregeringsmodifiserende preparat. En utførelsesform av oppfinnelsen angår også kjemisk modifiserte, metalloksidholdige faststoffer med forbedrede aggregeringstilbøyelighe-ter. En utførelsesform av oppfinnelsen angår også metoder for aggregering av partikkelformige, metalloksidholdige faststoffer og særlig i nedihullsanvendelser og i mange andre anvendelser der aggregering av partikkelformige, metalloksidholdige faststoffer er ønskelig.

I henhold til et første aspekt ved oppfinnelsen tilveiebringes det en fremgangsmåte for å forandre et aggregeringspotensiale for en metalloksidholdig overflate omfattende trinnet: å bringe den metalloksidholdige overflate i kontakt med et preparat omfattende minst et middel som virker forsurende på overflaten til et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff, og et middel som virker overflatemodifiserende på et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff, under betingelser som er tilstrekkelig til kjemisk å modifisere hele eller en del av overflaten, der overflaten kan assosieres med metalloksidpartikler eller strukturer med en metalloksidoverflate, og der preparatet omfatter minst et surgjørende middel og et overflatemodifiserende middel.

I henhold til et andre aspekt ved oppfinnelsen tilveiebringes det en fremgangsmåte for frakturering av en formasjon omfattende trinnet: pumping av et fraktureringsfluid inkludert et preparat omfattende minst et surgjørende middel og et overflatemodifiserende middel inn i en produserende formasjon for å øke produktiviteten ved et trykk tilstrekkelig til å frakturere formasjonen og samtidig å modifisere et aggregeringspotensiale eller zetapotensiale for formasjonspartikler og formasjonsoverflater, slik at formasjonspartiklene aggregerer og/eller kleber til seg selv og/eller til formasjonsoverflatene.

I henhold til et tredje aspekt ved oppfinnelsen tilveiebringes det en fremgangsmåte for frakturering av en formasjon omfattende trinnet: å bringe et fraktureringsfluid inn i en produserende formasjon for å øke produktiviteten ved et trykk tilstrekkelig til å frakturere formasjonen; og

å pumpe et preparat omfattende minst et surgjørende middel og et overflatemodifiserende middel inn i den frakturerte formasjon for å modifisere et aggregeringspotensiale og/eller zetapotensiale for formasjonspartikler og formasjonsoverflater, slik at formasjonspartiklene aggregerer og/eller kleber til hverandre og/eller til formasjonsoverflatene.

I henhold til et fjerde aspekt ved oppfinnelsen tilveiebringes det en fremgangsmåte for frakturering av en formasjon omfattende trinnene: forbehandling av en produserende formasjon med et preparat omfattende minst et middel som virker forsurende på overflaten til et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff, og et middel som virker overflatemodifiserende på et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff, for å modifisere et aggregeringspotensiale og/eller zetapotensiale for formasjonsoverflater slik at formasjonsoverflater og partikler som dannes fra disse, vil tendere til å aggregere og/eller klebe til hverandre, der preparatene inkluderer minst etsurgjøringsmiddel og et overflatemodifiserende middel: og

å pumpe fraktureringsfluidet inn i formasjonen for å øke produktiviteten ved et trykk tilstrekkelig til å frakturere formasjonen.

I henhold til et femte aspekt ved oppfinnelsen tilveiebringes det en fremgangsmåte for frakturering og propping av en formasjon omfattende trinnet: å pumpe et fraktureringsfluid inkludert et proppemiddel og et preparat omfattende minst et middel som virker forsurende på overflaten til et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff, og et middel som virker overflatemodifiserende på et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff, inn i en produserende formasjon for å øke produktiviteten ved et trykk tilstrekkelig til å frakturere formasjonen, for å proppe opp frakturene med proppemidlet, og for å modifisere et aggregeringspotensiale og/eller zetapotensiale for formasjonspartikler og formasjonsoverflater med preparatet slik at formasjonspartiklene aggregerer og/eller kleber til hverandre og/eller formasjonsoverflatene der preparatet inkluderer minst et surgjøringsmiddel og et overflatemodifiserende middel.

I henhold til et sjette aspekt ved oppfinnelsen tilveiebringes det en fremgangsmåte for frakturering og propping av en formasjon omfattende trinnet: pumping av et fraktureringsfluid inkludert et proppemiddel inn i en produserende formasjon for å øke produktiviteten ved et trykk tilstrekkelig til å frakturere formasjonen slik at proppemidlet kan proppe opp frakturene; og å pumpe et preparat omfattende minst et middel som virker forsurende på overflaten til et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff, og et middel som virker overflatemodifiserende på et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff, inn i en frakturert formasjon for å modifisere et aggregeringspotensiale og/eller zetapotensiale for formasjonspartikler og formasjonsoverflater slik at formasjonspartiklene aggregerer og/eller kleber til hverandre og/eller formasjonsoverflatene der preparatene inkluderer minst et surgjøringsmiddel og et overflatemodifiserende middel.

I henhold til et syvende aspekt ved oppfinnelsen tilveiebringes det en fremgangsmåte for frakturering og propping av en formasjon omfattende trinnet: pumping av et fraktureringsfluid inn i en produserende formasjon for å øke produktiviteten ved et trykk tilstrekkelig til å frakturere formasjonen; pumping av et proppemiddel inn til fraktu[formasjonen for å proppe opp frakturer som er dannet i formasjonen; og å pumpe et preparat omfattende minst et partikkelformig, metalloksidfaststoffoverflatesurgjørende middel og et middel som virker overflatemodifiserende på et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff, inn i den proppede og frakturerte formasjon for å modifisere et aggregeringspotensiale og/eller zetapotensiale for proppemidlet, formasjonspartiklene og formasjonsoverflatene slik at proppemidlet og/eller formasjonspartiklene aggregerer og/eller kleber til formasjonsoverflatene, der preparatene inkluderer minst et surgjørende middel og et overflatemodifiserende middel.

I henhold til et åttende aspekt ved oppfinnelsen tilveiebringes det en fremgangsmåte for frakturering og propping av en formasjon omfattende trinnet: å forbehandle en produserende formasjon med et preparat omfattende minst et middel som virker forsurende på overflaten til et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff, og et middel som virker overflatemodifiserende på et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff, for å modifisere et aggregeringspotensiale og/eller zetapotensiale for formasjonsoverflatene slik at disse og partiklene som dannes fra disse vil tendere til å aggregere og/eller klebe til hverandre, der preparatene inkluderer minst et surgjøringsmiddel og et overflatemodifiserende middel;

å pumpe et fraktureringsfluid inn i formasjonen av en produserende formasjon for å øke produktiviteten ved et trykk tilstrekkelig til å frakturere formasjonen; og

å pumpe et proppemiddel inn i frakturformasjonen for å proppe opp frakturer som er dannet i formasjonen.

I henhold til et niende aspekt ved oppfinnelsen tilveiebringes det en fremgangsmåte for boring omfattende trinnet: under boring, å sirkulere et borefluid for å gi borkronesmøring, varmefjerning og borkaksfjerning, der borefluidet inkluderer et preparat omfattende minst et middel som virker forsurende på overflatene til et partikkelformig, metalloksidholdig faststoff, og et middel som virker overflatemodifiserende på et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff, og som øker et aggregeringspotensiale eller zetapotensiale for eventuelle partikkelformige, metalloksidholdige faststoffer i borefluidet eller som blir medført i borefluidet for å øke faststoffjerning, der preparatet inkluderer minst et surgjø-ringsmiddel og et overflatemodifiserende middel.

I henhold til et tiende aspekt ved oppfinnelsen tilveiebringes det en fremgangsmåte for boring omfattende trinnet: under boring, å sirkulere et første borefluid for å gi borkronesmøring, varmefjerning og borkaksfjerning; når det møter en undergrunnsstruktur som gir uønskede mengder av partikkelformige, metalloksidholdige faststoffer, å forandre det første borefluid til et andre borefluid inkludert et preparat omfattende minst et partikkelformig, metalloksidholdig faststoffoverflatesurgjøringsmid-del og et middel som virker overflatemodifiserende på et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff for å gi borkronesmøring, varmefjerning og borkaksfjerning og for å øke et aggregeringspotensiale eller zetapotensiale for eventuelle partikkelformige, metalloksidholdige faststoffer i borefluidet eller som blir revet med i borefluidet for å øke faststoffjerning, der preparatet inkluderer minst et surgjø-ringsmiddel og et overflatemodifiserende middel.

I henhold til et ellevte aspekt ved oppfinnelsen tilveiebringes det en fremgangsmåte for boring omfattende trinnet: mens boring, å sirkulere et første borefluid for å gi borkronesmøring, varmefjerning og borkaksfjerning; når man møter en undergrunnsstruktur som gir uønskede kvantiteter av partikkelmetalloksidholdige faststoffer, å forandre det første borefluid til et andre borefluid som inkluderer et preparat omfattende minst et middel som virker forsurende på overflaten til et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff, og et middel som virker overflatemodifiserende på et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff, for å gi borkronesmøring, varmefjerning og borkaksfjerning og for å øke et aggregeringspotensiale eller zetapotensiale for partikkelmetalloksidholdige faststoffer i borefluidet eller som blir revet med av dette, for derved å øke faststoffjerning der preparatet inkluderer minst et surgjøringsmiddel og et overflatemodifiserende middel; og, etter føring gjennom strukturen som gir de uønskede mengder partikkelformige, metalloksidholdige faststoffer, å forandre det andre borefluid til det første borefluid eller et tredje borefluid.

I henhold til et tolvte aspekt ved oppfinnelsen tilveiebringes det en fremgangsmåte for å tilveiebringe en brønn som omfatter trinnet: sirkulering av et produksjonsfluid i en produserende brønn for å øke produktiviteten i denne, der produksjonsfluidet inkluderer et preparat omfattende minst et middel som virker forsurende på overflaten til et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff og et middel som virker overflatemodifiserende på et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff, og som øker et aggregeringspotensiale eller et zetapotensiale for eventuelle metalloksidholdige faststoffer i produksjonsfluidet eller som blir revet med i produksjonsfluidet, for å øke faststoffjerningen.

I henhold til et trettende aspekt ved oppfinnelsen tilveiebringes det et substrat for bruk i nedihullsanvendelser omfattende et metalloksidholdig faststoffoverflatebehandlet med et behandlingspreparat omfattende minst et partikkelformig, metalloksidholdig, overflatefaststoffsurgjørende middel og et middel som virker overflatemodifiserende på et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff, og som gir overflaten forbedrede aggregerende egenskaper eller forbedret partikkeladherens eller affinitet, der preparatet inkluderer minst et surgjørende middel og et overflatemodifiserende middel.

I henhold til et fjortende aspekt ved oppfinnelsen tilveiebringes det et preparat for anvendelse i nedihullsoperasjoner omfattende: et middel som virker forsurende på overflaten til et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff; og

et middel som virker overflatemodifiserende på et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff.

I henhold til et femtende aspekt ved oppfinnelsen tilveiebringes det et vandig preparat for bruk i nedihullsoperasjoner omfattende: et middel som virker forsurende på overflaten til et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff; og

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer et substrat som inkluderer en metalloksidholdig faststoffoverflate som er behandlet med et behandlingspreparat som gir overflaten forbedrede aggregeringsegenskaper eller forbedret partikkelformig adherens eller affinitet, der preparatet inkluderer minst et surgjøringsmiddel og et overflatemodifiserende middel. Substratene er ideelt egnet for bruk i nedihullsanvendelser.

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et substrat med overflater som partielt eller fullstendig er belagt med et preparat som er en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse, omfattende et reaksjonsprodukt av et amin og en fosfatester der belegget kan deformeres og der substratet ideelt er egnet for filtrering av finstoffer og/eller andre partikkelformige materialer i et fluid, særlig fluid som benyttes i olje/gassbrønnboringer, -kompletteringer, -produksjoner, - frakturering, -propping eller andre produksjonsforsterkende prosesser eller andre relaterte applika-sjoner. Strukturene kan være keramiske eller keramiske fibere eller ull belagt partielt eller fullstendig med preparater ifølge oppfinnelsen. Slike strukturer er velegnet for filtermedier for anvendelse med eller uten duker.

Behandlingsmetoder

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en metode for å forandre et aggregeringspotensiale for en metalloksidholdig overflate inkludert å bringe den metalloksidholdige overflate i kontakt med et preparat omfattende foreliggende oppfinnelse under betingelser tilstrekkelig til kjemisk å modifisere hele eller en del av overflaten, der overflaten kan angis som metalloksidpartikler eller strukturer med en metalloksidoverflate og der preparatet inkluderer minst et surgjørende middel og et overflatemodifiserende middel.

Metoder for anvendelse ved behandlingsmetoder

Frakturering

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer en metode for frakturering av en formasjon inkludert trinnet pumping av et fraktureringsfluid som inkluderer et preparat som er ifølge oppfinnelsen, inn i en produserende formasjon for å øke produktiviteten ved et trykk tilstrekkelig til å frakturere formasjonen og samtidig å modifisere et aggregeringspotensiale og/eller et zetapotensiale for formasjonspartiklene og formasjonsoverflatene slik at formasjonspartiklene aggregerer og/eller kleber til seg selv og/eller til formasjonsoverflatene der preparatene inkluderer minst et surgjøringsmiddel eller et overflatemodifiserende middel.

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for frakturering av en formasjon inkludert trinnet pumping av fraktureringsfluid inn i en produserende formasjon og å øke produktiviteten ved et trykk tilstrekkelig til å frakturere formasjonen. Etter frakturering blir et preparat ifølge oppfinnelsen pumpet inn i den frakturerte formasjon for å modifisere et aggregeringspotensiale og/eller et zetapotensiale av formasjonspartikler og formasjonsoverflater slik at formasjonspartiklene aggregerer og/eller kleber til seg selv og/eller til formasjonsoverflatene der forbindelsene inkluderer minst et surgjøringsmiddel og et overflatemodifiserende middel.

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for frakturering av en formasjon og som inkluderer trinnet forbehandling av en produserende formasjon med et preparat som er en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse, for å modifisere et aggregeringspotensiale og/eller zetapotensiale for dannelse av overflater slik at dannelsen av disse og partikler som dannes ut fra disse igjen vil ha en tendens til å aggregere og/eller klebe til hverandre der preparatet inkluderer minst et surgjøringsmiddel og et overflatemodifiserende middel. Etter forbehandling blir et fraktureringsfluid pumpet inn i formasjonen for å øke produktiviteten ved et trykk tilstrekkelig til å frakturere formasjonen.

Frakturering og propping

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer en fremgangsmåte for frakturering og propping av en formasjon og som inkluderer pumping av et fraktureringsfluid inkludert et proppemiddel og et preparat ifølge oppfinnelsen inn i en produserende formasjon for å øke produktiviteten ved et trykk tilstrekkelig til å frakturere formasjonen, med proppemidlet, for å proppe opp frakturene og, med en preparatutførelsesform ifølge oppfinnelsen for å modifisere et aggregeringspotensiale og/eller zetapotensiale for dannelse av partikler og formasjonsoverflater slik at formasjonspartiklene aggregerer og/eller kleber til hverandre og/eller formasjonsoverflatene der preparatet inkluderer minst et surgjøringsmiddel og et overflatemodifiserende middel.

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for frakturering og

propping av en formasjon og som inkluderer trinnet pumping av et fraktureringsfluid som inkluderer et proppemiddel, inn i en produserende formasjon for å øke produktiviteten ved et trykk tilstrekkelig til å frakturere formasjonen slik at proppemidlet kan proppe opp frakturene. Etter frakturering blir et preparat ifølge oppfinnelsen pumpet inn i den frakturerte formasjon for å modifisere et aggregeringspotensiale og/eller zetapotensiale for formasjonspartikler og formasjonsoverflater, slik at formasjonspartiklene aggregerer og/eller kleber til hverandre og/eller dannelsen av overflater der preparatet inkluderer minst et surgjøringsmiddel og et overflatemodifiserende middel.

En utførelsesform ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for frakturering og propping av en formasjon og som inkluderer trinnet pumping av et fraktureringsfluid inn i en produserende formasjon for å øke produktiviteten ved et trykk tilstrekkelig til å frakturere formasjonen. Etter frakturering blir et proppemiddel pumpet inn i frakturformasjonen for å proppe opp frakturer som er dannet i formasjonen. Etter propping av formasjonen kan et preparat ifølge oppfinnelsen pumpes inn i den proppede og frakturerte formasjon for å modifisere et aggregeringspotensiale og/eller zetapotensiale for proppemidlet, formasjonspartiklene og formasjonsoverflatene, slik at proppemidlet og/eller formasjonspartiklene aggregerer og/eller kleber til formasjonsoverflatene, der preparatet inkluderer minst et surgjørende middel og et overflatemodifiserende middel.

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer en fremgangsmåte for frakturering og propping av en formasjon og som inkluderer trinnet forbehandling av en produksjonsformasjon med et preparat som er en utførelsesform av oppfinnelsen, for å modifisere et aggregeringspotensiale og/eller zetapotensiale for formasjonsoverflatene slik at formasjonsoverflater og partikler som dannes derfra, vil ha en tendens til å aggregere og/eller klebe til hverandre, der preparatene inkluderer minst et sur-gjøringsmiddel og et overflatemodifiserende middel. Etter forbehandling blir fraktureringsfluidet pumpet inn i formasjonen og gjør at den forsterker produktiviteten ved et trykk tilstrekkelig til å frakturere formasjonen. Etter frakturering blir et proppemiddel pumpet inn i frakturformasjonen for å proppe opp frakturene som er dannet i formasjonen.

Boring

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer en metode for boring som inkluderer trinnet, under boring, å sirkulere et borefluid for å gi borkronesmøring, varmefjerning og borkaksfjerning, der borefluidet inkluderer et preparat som omfatter oppfinnelsen og som øker et aggregeringspotensiale eller zetapotensiale for ethvert eventuelt partikkelformig, metalloksidholdig faststoff i borefluidet eller som blir revet med i borefluidet, for å øke faststoffjerningen, der preparatet inkluderer minst et surgjørende middel og et overflatemodifiserende middel.

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for boring og inkluderer trinnet, under boring, sirkulering av et første borefluid for å gi borkronesmøring, varmefjerning og borkaksfjerning. I møte med en undergrunnsstruktur som gir uønskede mengder av partikkelmetalloksidholdige faststoffer, forandres det første borefluid til et andre borefluid inkludert en sam- mensetning som omfatter oppfinnelsen, for å tilveiebringe borkronesmøring, varmefjerning og borkaksfjerning og for å øke et aggregeringspotensiale eller zetapotensiale i et hvilket som helst metalloksidholdig faststoff i borefluidformuleringen eller som blir medrevet i borefluidet, for å øke faststoffjerningen, der preparatet inkluderer minst et surgjøringsmiddel og et overflatemodifiserende middel.

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for boring inkludert, under boring, sirkulering av et første borefluid for å gi borkronesmøring, varmefjerning og borkaksfjerning. I møte med undergrunnsstrukturer som gir uønskede mengder partikkelformige materialer av metalloksidholdige faststoffer, forandres det første borefluid til et andre borefluid som inkluderer et preparat som omfatter oppfinnelsen, ved å tilveiebringe borkronesmøring, varmefjerning og borkaksfjerning og å øke et aggregeringspotensiale eller zetapotensiale av partikkelformige, metalloksidholdige faststoffer i borefluidet eller som blir revet med av borefluidet, for å øke faststoffjerning, der preparatet inkluderer minst et surgjøringsmiddel og et overflatemodifiserende middel. Etter å ha ført dette gjennom strukturen som gir en uønsket mengde av partikkelformige, metalloksidholdige faststoffer, forandres så det andre borefluid til det første borefluid eller et tredje borefluid.

Produksjon

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte fortildanne en brønn og som inkluderer trinnet sirkulering av et produksjonsfluid inn i en produserende brønn, for å øke produktiviteten i brønnen, der produksjonsfluidet inkluderer et preparat som omfatter oppfinnelsen og som øker et aggregeringspotensiale eller zetapotensiale for partikkelformig, metalloksidholdig faststoff i produksjonsfluidet eller som blir medrevet i produksjonsfluidet, for å øke faststoff-fjerningen.

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også en fremgangsmåte for kontrollert sand- eller finstoffmigrering inkludert trinnet pumping av et fluid som inkluderer et preparat som utgjør oppfinnelsen, gjennom en matriks i en hastighet og under et trykk inn i en formasjon for å kontrollere sand- og finproduksjonsstoffdannelsen eller-migreringen i produksjonsfluidene.

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også en metode for å kontrollere sand-eller finstoffmigrering inkludert deponering av belagte partikkelfaststoffmaterialer ifølge oppfinnelsen nær sand- og finstoffkontrollinnretninger av skjermtypen slik at sanden og/eller finstoffene fes-tes til de belagte partikler og ikke tetter eller ødelegger skjermen i skjerm-typeinnretningen.

Det skal i det følgende refereres, som eksempler, til de vedlagte figurerer, der:

Figur 1 er en fotografi som viser 0,25 pptg (pund per tusen gallon; der 1 pund per tusen gallon = 119,8 gram per kubikkmeter) silikamel i destillert vann inneholdende 0,5 vektprosent KCI; Figur 2 er et fotografi som viser 0,25 pptg (pund per tusen gallon; der 1 pund per tusen gallon = 119,8 gram per kubikkmeter) silikamel i destillert vann inneholdende 0,5 % KCI og 8 gptg (gallon per tusen gallon; eller en hvilken som helst annen ekvivalent volumenhet per tusen av denne volumenheten) av aggregeringspreparatet angitt SG-1; Figur 3 er et fotografi som viser 0,25 pptg (pund per tusen gallon; der 1 pund per tusen gallon = 119,8 gram per kubikkmeter) silikamel i destillert vann inneholdende 0,5 % KCI og 8 gptg (gallon per tusen gallon; eller en hvilken som helst annen ekvivalent volumenhet per tusen av denne volumenheten) av aggregeringspreparatet angitt SG-2; Figur 4 er et fotografi som angir en ubehandlet sandsøyle og sandsøyler behandlet med 5 % på volum/vekt-basis av aggregeringspreparatene angitt som SG-1; Figur 5 angir et kart av strømningshastighetsforholdet 2 vektprosent KCI-saltoppløsning gjennom en ikke-behandlet, sandpakket sandpakning behandlet med 5 % på volum/vekt-basis av ti aggregerende preparater som omfatter oppfinnelsen, angitt som SG-1 til og med SG-2; og Figur 6 angir en graf av zetapotensialmidlet og avviksverdier av ikke-behandlet silikamel og silikamel behandlet med 5 % på volum/vekt-basis av ti aggregerende preparater iføl-ge oppfinnelsen angitt som SG-1 til og med SG-2, der tetinalsilikamel-konsentrasjonen var 0,25 ppg (pund per gallon; der 1 pund per gallon = 119,8 gram per liter) i 0,5 vektprosent KCI saltoppløsning.

Det er funnet at et preparat kan formuleres slik at, når det anvendes på et materiale som inkluderer en metalloksidoverflate, overflaten blir kjemisk modifisert ved å forandre affiniteten for tilsvarende modifiserte overflater. Anvendt for partikler som inkluderer en metalloksidoverflate som partikkelformige metalloksider, har partiklene en tendens til å aggregere og/eller klebe til tilsvarende behandlede metalloksidoverflater. I nedihullsanvendelser vil evnen til å konvertere generelt frittrislen-de metalloksidholdige partikler til aggregerte eller agglomererte masser redusere mange nedihullsproblemer assosiert med akkumulering av partikler i brønnen, formasjonen, produksjons-skjermer, produksjonsrør eller annet nedihullsutstyr eller andre strukturer.

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse benytter kjemikalier for å endre aggregeringspoten-sialet eller zetapotensialet for metalloksidoverflater som bringer de behandlede partikler til attrak-sjon, til å danne aggregerte strukturer eller agglomerater. Disse preparater kan anvendes under en bore- og fraktureringsoperasjon eller en hvilken som helst annen type kjemisk injeksjonsbehandling for å redusere behandlingen av silikapartiklene og dannelsen av flater som holder partiklene fra migrering.

Preparater

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer et preparat som inkluderer:

et middel som virker forsurende på overflaten til et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff; og

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer et preparat som inkluderer:

et middel som virker forsurende på overflaten til et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff;

et middel som virker overflatemodifiserende på et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff; og

en fluidbærer.

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer et preparat som inkluderer:

middel som virker overflatemodifiserende på et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff;

et aggregeringsforsterkende middel; og

en fluidbærer.

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer et preparat som inkluderer:

et middel som virker overflatemodifiserende på et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff;

et aggregeringsforsterkende middel;

et fortykningsmiddel; og

en fluidbærer.

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer et preparat som inkluderer:

et middel som virker utbyttende på overflaten til et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff.

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer et preparat som inkluderer:

et middel som virker utbyttende på overflaten til et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff; og

en fluidbærer.

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer et preparat som inkluderer:

et partikkelformig, metalloksidholdig faststoffoverflateutbyttingsmiddel; og et aggregeringsforsterkende middel.

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer et preparat som inkluderer:

et middel som virker utbyttende på overflaten til et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff;

et aggregeringsforsterkende middel; og

en fluidbærer.

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer et preparat som inkluderer:

et aggregeringsforsterkende middel; og

et fortykningsmiddel.

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer et preparat som inkluderer:

et aggregeringsforsterkende middel;

et fortykningsmiddel; og

en fluidbærer.

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer et preparat som inkluderer:

en vandig bærer.

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer et preparat som inkluderer:

et partikkelformig, metalloksidholdig faststoffoverflateutbyttingsmiddel;

et aggregeringsforsterkende middel; og

en vandig bærer.

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer et preparat som inkluderer:

et aggregeringsforsterkende middel;

et fortykningsmiddel; og

en vandig bærer.

Fremgangsmåter for behandling av partikkelformige faststoffer

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer en metode for å forandre et aggregeringspotensiale for et partikkelformig, metalloksidholdig faststoff inkludert trinnet behandling av dette med et

preparat som er en utførelsesform av oppfinnelsen, under tilstander tilstrekkelig til å surgjøre overflaten av det partikkelformige, metalloksidholdige, faststoff under dannelse av et surgjort, partikkelformig, metalloksidholdig faststoff med aktive overflatehydroksylgrupper (Sur-OH). Etter surgjøring av det partikkelformige, metalloksidholdige faststoff blir det surgjorte, partikkelformige metalloksidholdige faststoff behandlet med et overflatemodifiserende middel (A) som konverterer en effektiv del av Sur-OH-grupper i det surgjorte, partikkelformige, metalloksidholdige faststoff til utbyttbart overflatesalt-(Sur-0-AH<+->)grupper for å danne et modifisert, partikkelformig metalloksidholdig faststoff med et effektivt antall Sur-0-AH<+->grupper. Etter modifisering av det partikkelformige, metalloksidholdige faststoff blir det modifiserte, partikkelformige, metalloksidholdige faststoff behandlet med et utbyttingsmiddel (Z-X) som konverterer et effektivt antall Sur-O-Ah<T->grupper til utbyttbare overflatesalt-(Sur-0_Z<+->)grupperfor å danne utbyttbart, partikkelformig, metalloksidholdig faststoff med et effektivt antall Sur-0~Z<+->grupper der Z delene endrer et aggregeringspotensiale og/eller zetapotensiale for det partikkelformige, metalloksidholdige faststoff.

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for å forandre et aggregeringspotensiale for et partikkelformig, metalloksidholdig faststoff inkludert trinnet behandling av dette med et surgjøringsmiddel under betingelser som gir surgjøring av overflatene av det partikkelformige, metalloksidholdige faststoff, for å danne et surgjort, partikkelformig, metalloksidholdig faststoff med et effektivt antall aktive overflatehydroksylgrupper (Sur-OH). Etter å ha dannet Sur-OH-gruppene blir det surgjorte, partikkelformige, metalloksidholdige faststoff behandlet med et overflatemodifiserende middel (A) som konverterer en effektiv del av Sur-OH-gruppene i det surgjorte, partikkelformige, metalloksidholdige faststoff til aktive overflatesalter (Sur-0_AH<+>), for å danne et modifisert, partikkelformig, metalloksidholdig faststoff med en modifisert effektiv mengde av Sur-0-AH<+->grupper. Hvis A-delen endrer et aggregeringspotensiale og/eller zetapotensiale tilstrekkelig til å fremme en ønsket grad av partikkelaggregering, trengs ingen andre midler. Imidler-tid inkluderer metoden eventuelt og eventuelt fortrinnsvis et ytterligere trinn med utbytting av A-deler for en Z-del avledet fra faseoverføringstypemidlet. Etter således å ha dannet Sur-0"AH<+->gruppene blir det modifiserte, partikkelformige, metalloksidholdige faststoff behandlet med et utbyttingsmiddel (Z-X) som konverterer en effektiv del av Sur-0-A<+->gruppene i det modifiserte, partikkelformige, metalloksidholdige faststoff til et aktivoverflateutbyttet salt (Sur-0_Z<+>)-grupper for å danne et utbyttet, partikkelformig, metalloksidholdig faststoff med en aggregerende effektiv mengde av Sur-0-Z<+->grupper, der Z-delene endrer et aggregeringspotensiale og/eller zetapotensiale for det partikkelformige, metalloksidholdige faststoff.

Behandlede strukturer og substrater

En utførelsesform av oppfinnelsen angår generelt også strukturer og substrater som er behandlet med et preparat ifølge oppfinnelsen, der strukturene og substratene inkluderer overflater som del- vis eller fullstendig er belagt med et preparat ifølge oppfinnelsen. Strukturene eller substratene kan være keramiske eller metalliske eller fibrøse. Strukturene eller substratene kan være spunnet som for eksempel glassull eller stålull, eller kan være av bikubetypen som katalytiske konvertere eller liknende som inkluderer kanaler som tvinger fluidet til å strømme gjennom tvungne løp slik at partiklene i fluidet tvinges til kontakt med substrat- eller strukturoverflatene. Slike strukturer eller substrater er ideelt egnet som partikkelfiltre eller sandkontrollmedier.

Metoder for anvendelse av behandlingsmetoder

Frakturering

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer en fremgangsmåte for frakturering av en formasjon som inkluderer et trinn med å pumpe et fraktureringsfluid som inkluderer et preparat ifølge oppfinnelsen, inn i en produserende formasjon for å øke produktiviteten ved et trykk tilstrekkelig til å frakturere formasjonen og samtidig å modifisere et aggregeringspotensiale og/eller zetapotensiale for formasjonspartiklene og formasjonsoverflatene slik at formasjonspartiklene aggregerer og/eller kleber til overflatene.

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer en fremgangsmåte for frakturering av en formasjon som inkluderer trinnet å pumpe et fraktureringsfluid inn i en produserende formasjon for å forsterke produktiviteten ved et trykk tilstrekkelig til å frakturere formasjonen. Etter frakturering blir et preparat ifølge oppfinnelsen pumpet inn i den frakturerte formasjon for å modifisere et aggregeringspotensiale og/eller zetapotensiale for formasjonspartiklene og formasjonsoverflatene slik at formasjonspartiklene aggregerer og/eller kleber til formasjonsoverflatene.

Frakturering og propping

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for frakturering og propping av en formasjon som inkluderer trinnet pumping av et fraktureringsfluid som inkluderer et proppemiddel og et preparat ifølge oppfinnelsen, inn i en produserende formasjon for å forsterke produktiviteten ved et trykk tilstrekkelig til å frakturere formasjonen, for med proppemidlet å proppe opp frakturene og med preparatene ifølge oppfinnelsen å modifisere et aggregeringspotensiale og/eller zetapotensiale for formuleringspartikler og formasjonsoverflater, slik at formasjonspartiklene aggregerer og/eller kleber til formasjonsoverflatene.

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer en fremgangsmåte for frakturering og propping av en formasjon som inkluderer trinnet pumping av et fraktureringsfluid som inkluderer et proppemiddel, inn i en produserende formasjon for å forsterke produktiviteten ved et trykk tilstrekkelig til å frakturere formasjonen, slik at proppemidlet kan proppe opp frakturene. Etter frakturering blir et preparat omfattende foreliggende oppfinnelse pumpet inn i den frakturerte formasjon for å modifisere et aggregeringspotensiale og/eller zetapotensiale for formasjonspartiklene og formasjonsoverflatene slik at formasjonspartiklene aggregerer og/eller kleber til formasjonsoverflatene.

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse gir en metode for frakturering og propping av en formasjon som inkluderer et trinn med å pumpe et fraktureringsfluid inn i en produserende formasjon, for å forsterke produktiviteten ved et trykk tilstrekkelig til å frakturere formasjonen. Etter frakturering blir et proppemiddel pumpet inn i frakturformasjonen for å proppe opp frakturer som dannes i formasjonen. Etter propping av formasjonen blir en blanding ifølge oppfinnelsen pumpet inn i den proppede og frakturerte formasjon for å modifisere et aggregeringspotensiale og/eller zetapotensiale for proppemidlet, formasjonspartiklene og formasjonsoverflatene, slik at proppemidlet og/eller formasjonspartiklene aggregerer og/eller kleber til formasjonsoverflatene.

Boring

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en metode for boring inkludert trinnet omfattende under boring, å sirkulere et borefluid for å gi borkronesmøring, varmefjerning og borkaksfjerning, der borefluidet inkluderer et preparat som omfatter oppfinnelsen og som øker et aggregeringspotensiale eller et zetapotensiale for eventuelle partikkelformige, metalloksidholdige faststoffer i borefluidet eller som blir revet med i borefluidet, for derved å øke faststoffjerningen.

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer en fremgangsmåte for boring inkludert trinnet, under boring, å sirkulere et første borefluid for å gi borkronesmøring, varmefjerning og borkaksfjerning. Ved møte med en underjordisk struktur som gir uønskede mengder partikkelformige, metalloksidholdige faststoffer, forandres så det første borefluid til et andre borefluid som inkluderer et preparat som utøver oppfinnelsen, for å gi borkronesmøring, varmefjerning og borkaksfjerning og å øke et aggregeringspotensiale eller zetapotensiale for eventuelle partikkelformige, metalloksidholdige faststoffer i borefluidet eller som blir revet med av dette, under økning av faststoffjerningen.

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer en fremgangsmåte for boring som inkluderer trinnet, under boring, sirkulering av et første borefluid for å gi borkronesmøring, varmefjerning og borkaksfjerning. Ved å møte en underjordisk konstruksjon eller struktur som gir uønskede mengder av partikkelformige, metalloksidholdige faststoffer, inkluderer forandringen av det første borefluid til et andre borefluid et preparat som omfatter oppfinnelsen, for å gi borkronesmøring, varmefjerning og borkaksfjerning og for å øke aggregatpotensialet eller zetapotensialet for eventuelle partikkelformige, metalloksidholdige faststoffer i borefluidet eller som blir medrevet i borefluidet, for å øke faststoffjerningen. Etter føring gjennom strukturen som gir uønskede mengder partikkelformige, metalloksidholdige faststoffer, forandres det andre borefluid for det første borefluid eller til et tredje borefluid.

Produsering

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for boring som inkluderer trinnet, under boring, å sirkulere et borefluid for å gi smøring, varmefjerning og borkaksfjerning, der borefluidet inkluderer et preparat som er en utførelse av oppfinnelsen, og som øker et aggregeringspotensiale eller zetapotensiale av eventuelt tilstedeværende metalloksidholdige faststoffer i borefluidet eller som blir medført i borefluidet, for å øke faststoffjerningen.

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for boring som inkluderer trinnet, under boring, å sirkulere et første borefluid for å gi en borkronesmøring, varmefjerning og borkaksfjerning. Etter å ha møtt en underjordisk konstruksjon som gir uønskede mengder av partikkelformige, metalloksidholdige faststoffer, endres det første borefluid til et andre borefluid som inkluderer et preparat som omfatter oppfinnelsen, for å gi borkronesmøring, varmefjerning og borkaksfjerning og for å øke et aggregeringspotensiale eller zetapotensiale for eventuelle partikkelformige, metalloksidholdige faststoffer i borefluidet eller som blir revet med i dette, for å fjerne faststoffer.

En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer en metode for boring som inkluderer trinnet, under boring, å sirkulere et første borefluid for å gi borkronesmøring, varmefjerning og borkaksfjerning. Etter å ha møtt en underjordisk struktur som gir uønskede mengder av partikkelformige, metalloksidholdige faststoffer, forandres det første borefluid til et andre borefluid som inkluderer en blanding som omfatter oppfinnelsen, for å gi borkronesmøring, varmefjerning og borkaksfjerning og å øke et aggregeringspotensiale eller zetapotensiale for eventuelle, metalloksidholdige faststoffer i borefluidet eller som blir medrevet i borefluidet, for å øke faststoffjerningen. Etter føring gjennom strukturen som gir uønskede mengder av partikkelformige, metalloksidholdige faststoffer, kan det andre borefluid forandres til det første borefluid eller det tredje borefluid.

Egnede midler

Egnede surgjøringsmidler inkluderer, uten begrensning, svovel-, fosfor-, salt-, salpeter-, karboksyl-, klorkarboksyl- eller karbylsulfonsyrer, der karbylgruppen har mellom 1 og 40 karbonatomer og de nødvendige hydrogenatom for å tilfredsstille valensen, og der ett eller flere av karbonatomene kan være erstattet med ett eller flere heteroatomer, valgt fra gruppen bestående av bor, nitrogen, oksygen, fosfor, svovel eller blandinger eller kombinasjoner derav og der ett eller flere av hydrogenatomene kan være erstattet med ett eller flere enkeltvalensatomer valgt fra gruppen bestående av fluor, klor, brom, jod eller blandinger eller kombinasjoner derav, eller blandinger eller kombinasjoner derav.

Eksempler på sulfonsyretypesurgjørende midler er, uten begrensing, alkylsulfon-, arylsulfon-, alka-rylsulfon- eller aralkylsulfonsyrer, eller blandinger eller kombinasjoner derav.

Eksempler på alkylsulfonsyrer har mellom rundt 1 og 16 karbonatomer og de nødvendige hydrogenatomer for å tilfredsstille valensen, der ett eller flere av karbonatomene kan være erstattet med ett eller flere heteroatomer valgt fra gruppen bestående av bor, nitrogen, oksygen, fosfor, svovel eller blandinger eller kombinasjoner derav, og der ett eller flere av hydrogenatomene kan erstattes med ett eller flere valensatomer valgt fra gruppen bestående av fluor, klor, brom, jod eller blandinger eller kombinasjoner derav, eller blandinger eller kombinasjoner derav. Eksempler på alkyl sulfonsyrer inkluderer, uten begrensing, metylsulfonsyre, etylsulfonsyre, 2-hydroksyetylsulfonsyre (OH-CH2CH2-S03H), propylsulfonsyre (alle isomerer), butylsulfonsyre (alle isomerer), pentylsulfon-syre (alle isomerer), heksylsulfonsyre (alle isomerer), heptylsulfonsyre (alle isomerer), oktylsulfon-syre (alle isomerer), nonylsulfonsyre (alle isomerer), decylsulfonsyre (alle isomerer), undecylsul-fonsyre (alle isomerer), dodecylsulfonsyre (alle isomerer), C13-sulfonsyre (alle isomerer), C14-sulfonsyre (alle isomerer), C15-sulfonsyre (alle isomerer), C16-sulfonsyre (alle isomerer), eller blandinger eller kombinasjoner derav.

Eksempler på arylsulfonsyrer inkluderer, uten begrensning, benzensulfon- eller naftalensulfonsyre eller blandinger eller kombinasjoner derav.

Eksempler på alkarylsulfonsyrer inkluderer, uten begrensning, metylbenzensulfonsyre, etylbenzen-sulfonsyre, propylbenzensulfonsyre, pentylbenzensulfonsyre, heksylbenzensulfonsyre, heptylben-zensulfonsyre, oktylbenzensulfonsyre, nonylbenzensulfonsyre, decylbenzensulfonsyre, undecyl-benzensulfonsyre, dodecylbenzensulfonsyre, tridecylbenzensulfonsyre, di- og trialkylsubstituerte analoger eller blandinger eller kombinasjoner derav.

Eksempler på aralkylsulfonsyrer inkluderer, uten begrensing, fenylmetylsulfonsyre, fenyletylsulfon-syre, andre fenylerte alkylsulfonsyrer eller blandinger eller kombinasjoner derav.

Egnede overflatemodifiserende midler inkluderer, uten begrensing, primære, sekundære eller tertiære aminer, primære, sekundære eller tertiære fosfiner, eller blandinger eller kombinasjoner derav. Foretrukne aminer inkluderer, uten begrensning, primære aminer med mellom rundt 1 og rundt 40 karbonatomer og de nødvendige hydrogenatomer for å tilfredsstille valensen, der ett eller flere av karbonatomene kan være erstattet med ett eller flere heteroatomer valgt fra gruppen bestående av bor, nitrogen, oksygen, fosfor, svovel eller blandinger eller kombinasjoner derav, og der ett eller flere av hydrogenatomene kan være erstattet med ett eller flere enkeltvalensatomer valgt fra gruppen bestående av fluor, klor, brom, jod eller blandinger eller kombinasjoner derav, eller blandinger eller kombinasjoner derav.

Egnede utnyttingsmidler inkluderer, uten begrensning, et hvilket som helst faseoverføringsmiddel. Eksempler på slike som kan benyttes i en utførelsesform av oppfinnelsen inkluderer, uten begrensning, ammoniumsalter med den generelle formel R<1>R<2>R<3>R<4>N<+>Z", fosfoniumsalter med den generelle formelR1R<2>R<3>R<4>P<+>Z", eller blandinger eller kombinasjoner derav, der R<1>,R2, R3 ogR<4>uavhengig er et hydrogenatom eller en karbylgruppe med mellom 1 og rundt 40 karbonatomer og de nødvendige hydrokarbonatomer for å tilfredsstille valensen, og der ett eller flere av karbonatomene kan være erstattet med ett eller flere heteroatomer valgt fra gruppen bestående av bor, nitrogen, oksygen, fosfor, svovel eller blandinger eller kombinasjoner derav, og der ett eller flere av hydrogenatomene kan være erstattet med ett eller flere enkeltvalensatomer valgt fra gruppen bestående av fluor, klor, brom, jod eller blandinger eller kombinasjoner derav, og Z" er OH", OR", F", Cl", Br", I", HS04-, H2P04-, HS03-, H2P03-, eller tilsvarende motioner eller blandinger eller kombi nasjoner derav, der R er en karbylgruppe med mellom 1 og rundt 40 karbonatomer og de krevde hydrogenatomer for å tilfredsstille valensen og der ett eller flere av karbonatomene kan være erstattet med ett eller flere heteroatomer valgt fra gruppen bestående av bor, nitrogen, oksygen, fosfor, svovel eller blandinger eller kombinasjoner derav, og der ett eller flere av hydrogenatomene kan være erstattet med ett eller flere enkeltvalensatomer valgt fra gruppen bestående av fluor, klor, brom, jod eller blandinger eller kombinasjoner derav.

Eksempler på fosfoniumsalter som kan benyttes i en utførelsesform av oppfinnelsen inkluderer, uten begrensning, fosfoniumsalter med den generelle formel R1R2R3R4P<+>Z" der R<1>, R<2>, R3 og R<4>uavhengig er et hydrogenatom, en alkyl-, aryl-, aralkyl- eller en alkarylgruppe som er definert til å ha mellom 1 og 40 karbonatomer og de nødvendige hydrogenatomer for å tilfredsstille valensen, der ett eller flere av karbonatomene kan være erstattet med ett eller flere heteroatomer valgt fra gruppen bestående av bor, nitrogen, oksygen, fosfor, svovel eller blandinger eller kombinasjoner derav, og der ett eller flere av hydrogenatomene kan være erstattet med en eller flere enkeltvalensatomer valgt fra gruppen bestående av fluor, klor, brom, jod eller blandinger eller kombinasjoner derav, og Z" er OH", OR", F", Cl", Br", I", HS04-, H2P04-, HS03-, H2P03-, eller tilsvarende motioner eller blandinger eller kombinasjoner derav, der R er en karbylgruppe med mellom 1 og rundt 40 karbonatomer og de nødvendige hydrogenatomer for å tilfredsstille valensen, der ett eller flere av karbonatomene kan være erstattet med ett eller flere heteroatomer valgt fra gruppen bestående av bor, nitrogen, oksygen, fosfor, svovel eller blandinger eller kombinasjoner derav, og der ett eller flere av hydrogenatomene kan være erstattet med ett eller flere enkeltvalensatomer valgt blant fluor, klor, brom, jod eller blandinger eller kombinasjoner derav.

FORSØK

Eksempel 1

Dette eksempel illustrerer generelt prosedyrer som benyttes ved fremstilling og testing av sand som er behandlet med aggregeringspreparater ifølge oppfinnelsen.

700 gram 20/40 sand ble rotasjonsblandet ved tusen omdreininger per min. i destillert vann inkludert 2 vektprosent KCI ved en sand: oppløsnings-konsentrasjon på 120 kg/m<3>i 15 min. En aggre-geringsblanding ifølge oppfinnelsen ble så satt til sandoppslemmingen i et konsentrasjonsområde på 0 til 8 gptg (gallon per tusen gallon; tilsvarende enhver annen volumekvivalent per tusen av den samme ekvivalent). Den resulterende oppslemming ble blandet i 15 min. ved tusen omdreininger per min. Den behandlede sandoppslemming ble så helt inn i en PVC strømningshastighetssylinder og spylt med minst 5 volumer frisk 2 vektprosent KCI. Strømningshastigheten for den 2 vektprosent KCI-oppløsning ble så målt ved de resulterende behandlede sandpakninger.

Eksempel 2

Dette eksempel beskriver det ytre sett av generelle prosedyrer som benyttes ved fremstilling og testing av sand som er behandlet med aggregerende blandinger ifølge oppfinnelsen.

700 gram 20/40 sand ble forbehandlet med et aggregerende preparat ifølge oppfinnelsen i konsentrasjoner på 1,5, 3,0 og 5,0 % på volum/vekt-basis. Preparatet ble omrørt inn i den tørre sand ved bruk av en spatel i 5 min. Etter tørrblanding ble 2,0 vektprosent KCI-oppløsning tilsatt under omrø-ring. Den resulterende oppslemming av behandlet sand ble helt inn i en PVC strømningshastig-hetssylinder og vasket med minst 5 volum av 2,0 vektprosent KCI. Strømningshastigheten for denne 2 vektprosent KCI-oppløsning ble så bestemt via sandpakningen.

De følgende aggregerende blandinger ble fremstilt og testet i henhold til prosedyrene beskrevet i eksempel 1 og 2.

Zetapotensialmålinger

Zetapotensialet defineres ved den ladning som utvikles ved grenseflaten mellom faste overflater. Zetapotensialet er derfor en funksjon av overflateladningen av partikkelen, et hvilket som helst adsorbert sjikt på grenseflaten, og arten og preparatet av det omgivende susspensjonsmedium. Med andre ord kan zetapotensialet påvirkes ved (1) forandringer i pH-verdi, (2) konduktivitet for mediet (salthetsgrad og typen salt), og (3) konsentrasjon av spesielle additiver (polymer, ikke-ioniske surfaktanter og så videre).

For å komme frem til zetapotensialet ved bruk av Zetasizer (Nano) Z fra Malvern ved mikroelektro-forese må systemet ha faststoffer eller kolloider i området mellom rundt 3 nm og 20 pm. For å ka-rakterisere innvirkningen av forskjellige additiver i systemet ble silikamel benyttet i stedet for 20/40 sand.

Mengden silikamel ble satt til 0,25 ppg (pund per gallon; der 1 pund per gallon = 119,8 gram per liter), for å redusere avsetningsinnvirkningene under testmålingene. På den annen side og som eneste vei for å komme til godt definerte maksimaler (så snevert som mulig) ble det tilsatt KCI i konsentrasjoner på 0,5 % eller mindre.

Tabellene 1-2 viser resultatene av innflytelse av additivene SG-1 og SG-2 på de målte zetapotensialverdier når additivet ble satt til et silikameloppslemmingsprodukt. Det ble funnet at zetapotensialverdiene varierte med tiden, noe som indikerte at den uttrykte eksponeringstid tillater at additivet absorberes på partikkelen.

For additiv SG-1 var det ingen høy grad av variasjon av zetapotensialet selv ved konsentrasjoner på 8 gptg (gallon per tusen gallon; eller andre ekvivalente volumenheter per tusen av den volumenheten). I alle tilfellene med zetapotensialet var målingene lavere enn -30 mV, noe som reflekterer at dette system ikke forandrer overflateladninger på samme måte som det som tillater silika å agglomerere. Tabell 2 viser at additivet SG-2 har en sterk innvirkning på zetapotensialet og øker med verdier opp til -16,1 mV ved en konsentrasjon på 3 gptg (gallon per tusen gallon; eller en hvilket som helst annen ekvivalent volumenhet per tusen av den volumenheten) eller høy nok til å bringe oppslemmingen til å nå et zetapotensialmåling lavere eller nær -30 mV. Zetapotensialverdi ene som det er tatt sikte på (-30 og 30 mV), reflekterer at effektivitetsladningen er lav nok på partiklene til at repulsjonen mellom disse er redusert til et punkt der flokkulering, partikkeladhesjon eller tilsvarende kan inntre. En annen vei for å bestemme at SG-2 har en virkelig innflytelse på zetapotensialet var ved å observere hvordan oppløsningen klares ut (reduksjon i turbiditet) og hvordan silikapulver som samles stanses en gang ved blanding (figurene 1-3). I dette tilfellet og så lenge SG-2-konsentrasjonen var høyere, ble vannoppløsningen klarere og silikapulveret var samlet i et mer redusert område etter en første avsetning. Ved 8 gptg (gallon per tusen gallon; eller en hvilken som helst annen ekvivalent volumenhet per tusen av den volumenheten) ble SG-2-konsentrasjoner observert ved en flokkulering av silikamel i oppslemmingen (figur 3).

Tabell 3 viser resultatet av å tilsette SG-3 i silikapulveroppløsningen. I alle tilfellene og selv om de målte zetapotensialverdier var vel innen området -30 og 30 mV, var målingene IKKE pålitelige så lenge standardavviket er høyere enn 250 mV. gptg = gallon per tusen gallon; eller en hvilken som helst ekvivalent volumenhet per tusen av samme volumenhet.

pptg = pund per tusen gallon (1 pund per tusen gallon = 119,8 gram per kubikkmeter)

Flyttester gjennom sandpakninger

Man bestemte innflytelse av sandgripadditivene i strømmen av 2 % KCI-oppløsning gjennom en 20/40 forbehandlet sand.

Tabell 3 viser effekten av forbehandling av sand med SG-1 over strømningsforholdet av 2 % KCI-saltoppløsning gjennom sandpakken. I dette tilfellet viser dreneringsforsøkene lav variasjon i strømmen gjennom behandlet sand selv ved behandlingskonsentrasjoner på 8 gptg (gallon per tusen gallon; eller en hvilken som helst annen ekvivalent volumenhet per tusen av denne volumenhet) SG-1.

På den annen side viser tabell 4 økningen av SG-2 i oppslemmingssystemet når man reduserer strømningshastigheten for saltoppløsning gjennom sanden når denne er behandlet med 3 gptg (gallon per tusen gallon; eller en hvilken som helst annen ekvivalent volumenhet per tusen av denne volumenhet) av SG-2 og blokkerte til og med strømmen av saltoppløsning når konsentrasjonen er høyere enn 4 gptg (gallon per tusen gallon; eller en hvilken som helst annen ekvivalent volumenhet per tusen av denne volumenhet). Denne forandring i tendens stemmer overens med det som ble observert for zetapotensialverdiene (tabell 2) der det ble observert en klar reduksjon i verdiene ovenfor for zetapotensialet når konsentrasjonen for SG-2 var høyere enn 3 gptg (gallon per tusen gallon; eller en hvilken som helst annen ekvivalent volumenhet per tusen av denne volumenhet) i behandlingsoppløsningen.

Effekt av forbehandling av sand i tørre tilstander

Man bestemte innvirkningen av aggregeringsadditivene i strømmen av 2 % KCI-oppløsning gjennom en 20/40 forbehandlet sand. I dette tilfellet ble sanden forbehandlet tørr før den ble blandet med 2,0 % KCI-oppløsning. Sandoppslemmingen ble så helt inn i en plastsylinder og deretter vasket med 5 volumer 2 % KCI-oppløsning. Strømningshastigheten gjennom sandpakken ble så bestemt ved bruk av saltoppløsning.

Tabell 5 viser effekten av additivene SG-1 til SG-4 i saltoppløsningsstrømmen ved tilsetning til en tørr sand i konsentrasjoner på 5 % volum/vekt som vist i figur 5. Behandlingen med 5 % på volum/vekt-basis SG-1 viste en betydelig økning i strømningshastigheten for 2 % KCI-oppløsning etter 15 timers behandling som vist i figur 5. Når det gjelder tørrsandbehandling med SG-2 ble det nok en gang observert en type sandflokkulering og derfor blokkering av sandsystemet (tilsvarende ved tilsetning av additivet direkte til sanden i vannoppløsning) som vist i figur 5.

Under henvisning til figur 6 er forandringer i zetapotensialet med tilsetning av SG-1 og SG-2 vist ved tilsetning til tørt silikamel og senere målt i 0,25 ppg (pund per gallon; der 1 pund per gallon = 119,8 gram per liter) silikamel i 0,5 % KCI-oppløsning. I dette tilfellet ble det forventet at SG-3 og SG-7 og SG-10 ikke bare viste zetapotensialverdier mellom 20 og -20 mV, men også det laveste standardavvik i målingen.

Alle referanser som angitt her anses som del av beskrivelsen. Mens oppfinnelsen er beskrevet helt og fullstendig, skal det være klart at oppfinnelsen, innenfor rammen av de vedlagte krav, kan prak-tiseres annet enn det som uttrykkelig er beskrevet. Selv om oppfinnelsen er beskrevet under henvisning til foretrukne utførelsesformer, vil fagmannen ut fra et studium av beskrivelsen kunne foreta endringer og modifikasjoner uten å gå utenfor oppfinnelsens ånd og ramme.

Claims

1. Fremgangsmåte for frakturering av en formasjon,karakterisert vedat den omfatter trinnet: å pumpe et fraktureringsfluid inkludert et preparat omfattende minst et surgjø-rende middel og et overflatemodifiserende middel inn i en produserende formasjon for å øke produktiviteten ved et trykk tilstrekkelig til å frakturere formasjonen og samtidig å modifisere et aggregeringspotensiale og/eller zetapotensiale for formasjonspartikler og formasjonsoverflater slik at formasjonspartiklene aggregerer og/eller kleber til hverandre og/eller til formasjonsoverflatene.

2. Fremgangsmåte for frakturering av en formasjon,karakterisert vedat den omfatter trinnene: å bringe et fraktureringsfluid inn i en produserende formasjon for å øke produktiviteten ved et trykk tilstrekkelig til å frakturere formasjonen; og å pumpe et preparat omfattende minst et surgjørende middel og et overflatemodifiserende middel inn i en frakturert formasjon for å modifisere et aggregeringspotensiale og/eller zetapotensiale av formasjonspartikler og formasjonsoverflater slik at formasjonspartiklene aggregerer og/eller kleber til hverandre og/eller formasjonsoverflatene.

3. Fremgangsmåte for frakturering av en formasjon,karakterisert vedat den omfatter trinnene: å forbehandle en produserende formasjon med et preparat omfattende minst et middel som virker forsurende på overflaten til et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff, og et middel som virker overflatemodifiserende på et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff, for å modifisere et aggregeringspotensiale og/eller zetapotensiale for formasjonsoverflatene slik at formasjonsoverflatene og partiklene som dannes fra disse vil tendere til å aggregere og/eller klebe til hverandre, der preparatet videre omfatter minst et surgjøringsmiddel og et overflatemodifiserende middel; og å pumpe et fraktureringsfluid inn i formasjonen for å øke produktiviteten ved et trykk tilstrekkelig til å frakturere formasjonen.

4. Substrat for bruk i nedihullsanvendelser,karakterisertv e d at det omfatter en metalloksidholdig faststoffoverflate behandlet med et behandlingspreparat omfattende minst et middel som virker forsurende på overflaten til et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff, og et middel som virker overflatemodifiserende på et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff, og som gir overflaten forbedrede aggregeringsegenskaper eller forbedret partikkeladherens- eller partikkelaffinitetsegen-skaper, der preparatet inkluderer minst et surgjørende middel og et overflatemodifiserende middel.

5. Preparat for bruk i nedihullsoperasjoner,karakterisertved at det omfatter: et middel som virker forsurende på overflaten til et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff; og et middel som virker overflatemodifiserende på et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff.

6. Preparat ifølge krav 5, hvor det videre omfatter: et aggregeringsforsterkende middel.

7. Preparat ifølge krav 5 eller 6, hvor det videre omfatter: en fluidbærer.

8. Preparat ifølge krav 5, 6 eller 7, hvor det videre omfatter: et fortykningsmiddel.

9. Vandig preparat for bruk i nedihullsoperasjoner,karakterisert vedat det omfatter: et middel som virker forsurende på overflaten til et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff; og et middel som virker overflatemodifiserende på et partikkelformet, metalloksidholdig faststoff.

10. Preparat ifølge krav 9, hvor det videre omfatter: et aggregeringsforsterkende middel.

11. Preparat ifølge krav 9 eller 10, hvor det videre omfatter: en vandig fluidbærer.

12. Preparat ifølge krav 9,10 eller 11, hvor det videre omfatter: et fortykningsmiddel. Figurtekster