DE2105160A1

DE2105160A1 - Verfahren zur Verfestigung untenrdi scher Formationen

Info

Publication number: DE2105160A1
Application number: DE19712105160
Authority: DE
Inventors: Fred A Houston Tex Brooks jun (VStA)
Original assignee: Esso Production Research Co Houston, Tex (V St A )
Priority date: 1970-02-16
Filing date: 1971-02-04
Publication date: 1971-08-26
Also published as: GB1345774A; US3612181A; AU2518171A; NL7101979A; CA926296A

Description

Patentanwalt 2OOO Hamburg 5O 3« Febr. I971 Qrosse BeroBtraBe 223 Dt . H/l

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Esso Production Research Company Houston, Texas ?7oo1, V.St.A.

Verfahren zur Verfestigunp; unterirdischer Formationen

Die Erfindung bezieht sich auf die Verfestigung loser Formationen, im besonderen betrifft sie ein Verfahren, um Harz Λ und ein Aushärtungsmittel in lose Formationen einzubringen.

Zur Regelung der mitgeführten Sandmengen bei der Gewinnung von öl, Gas und Wasser aus Bohrlöchern, die in losen Formationen niedergebracht sind, hat man bereits verschiedene Techniken zur Verfestigung mit Hilfe von Kunststoffen entwickelt. Diese Verfahren beziehen sich im allgemeinen auf das Einführen eines flüssigen, in der Wärme härtbaren Harzes mit anschließender Harzerhärtung. Der gehärtete Kunststoff schafft eine Bindung des Mutterbodens aus losen Sandkörnern, wodurch eine angemessene durchlässige rohrförmige Hülle inner-

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halb des Bohrlochs gebildet wird.

Die miteinander reagierenden Chemikalien, das heißt das Harz und das Harzhärtungsmittel,, die zur Verfestigung benutzt werden, können entweder außerhalb des Bohrlochs vorgemischt werden (sogenanntes Yo r mischverfahr en) oder sie können innerhalb der zu behandelnden Formation gemischt werden (sogenanntes Mischverfahren an Ort und Stelle). Bei dem Vormischverfahren werden die Chemikalien außerhalb des Bohrlochs unter Bedingungen miteinander vermischt, die so geregelt sind, daß sie eine langsame Reaktion herbeiführen; die Mischung wird in die Formation eingeführt, bevor die Reaktion vervollständigt ist. Sobald die Reaktionsbestandteile miteinander gemischt sind, muß das Einbringen in verhältnismäßig kurzer Zeit vollendet sein, um sicherzustellen, daß die Mischung das Bohrloch verläßt, bevor das Harz härtet.

Bei dem Mischverfahren an Ort und Stelle werden die miteinander reagierenden Chemikalien nacheinander in die Formation eingebracht, so daß die Reaktion nicht eher beginnt als die Bestandteile gemeinsam in die Formation eingeführt sind. Dieses gestattet die Anwendung höherer Temperaturen-als bei Benutzung des Vo rmischv erfahr ens. Das Mischverfahren an Ort und Stelle kann bei Temperaturen bis etwa 16o°C durchgeführt werden, während es sich im allgemeinen nicht empfiehlt, das Vormischverfahren bei lemperaturen über 121°C anzuwenden.

Eine der Schwierigkeiten, die bei dem Mischverfahren an Ort und Stelle auftritt, ist das Problem der gleichmässigen Verteilung der reagierenden Chemikalien innerhalb der Formation. Wenn die Lösungen, die Harz und das Härtemittel enthalten, innerhalb der Formation nicht gleichmäßig verteilt werden, so bleiben !eile des Harzes mit dem Härtemittel unvermischt. Infolgedessen härten die ',^vermischten Harzteile in der nur teilweise verfestigten XJmmillung innerhalb des Bohrlochs nicht

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aus. Infolgedessen gelangen bei Inbetriebnahme der Bohrung lose Sandkörnchen innerhalb des nicht verfestigten Teils in das Bohrloch, wodurch Schwierigkeiten infolgejdes mitgeführten Sandes auftreten.

Die unvollständige Verteilung der Chemikalien innerhalb der Formation wird zu einem erheblichen Ausmaß durch die Technik des Einbringens verursacht, die bisher beim Verfahren des Vermischens an Ort und Stelle angewandt wird. Dieses Verfahren, das in der Praxis als sogenannte Bohrmethode bekannt ist, be- λ steht darin, die das Harz enthaltende Lösung und die das Härtemittel enthaltende Lösung nacheinander durch eine Rohrführung in die Formation einzubringen. Die Erfahrung hat gezeigt, daß das Härtemittel mit der an den Führungsrohren des Bohrlochs zurückbleibenden Harzlösung einen Film bildet und hiermit unter Entstehung einer zähen, teilweise gehärteten Harzmasse reagiert. Diese Masse vermischt sich mit dem Strom des Härtemittels, wird von diesem mit fortgetragen und an der Oberfläche der Formation niedergeschlagen. Die infolgedessen eintretende Verstopfung verhindert die gleichmäßige Verteilung der Härtemittellösung innerhalb der gesamten Formation. Eine Anzahl von Putzvorrichtung en und ähnlicher Einrichtungen sind bereits angewendet worden, um die reagierenden Chemikalien innerhalb der Rohrführung getrennt | voneinander zu halten. Diese Putz einrichtung en oder Reinigungspfropfen haben sich jedoch in verschiedener Hinsicht als unbefriedigend erwiesen· Unregelmäßigkeiten auf der Innenfläche im Rohrverlauf, wie Vertiefungen an Halslagern oder innere Gasauslaßventile , verhindern einen wirksamen Gebrauch von Wischpfropfen. In verschiedenen Fällen hat die Verwendung solcher Wischpfropfen das Verstopfungsproblem nur noch schwieriger gemacht. Es hat sichherausgestellt, daß die Wischpfropfen, die Innenfläche der Bohrführung abnutzen und eine Pulverschicht zurücklassen, die auf der Innenwand des Rohres haftet. Dieses *- Material wird von dea Strom des Hart mittels mitgenommen und

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auf der Oberfläche der Formation niedergeschlagen.

Nach, alledem hat sich das Bohrverfahren nicht als völlig erfolgreich erwiesen, wenn es sich darum handelt^ die reagierenden Chemikalien beim Mischverfahren an Ort und Stelle zu bringen, und zwar in der Hauptsache wegen der kombinierten Verstopfungswirkung des pulvrigen Abriebs und der Reaktionsprodukte aus Harz und Härtemittel.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, um Verfestigungschemikalien aus Kunststoffen in eine unterirdische lose Formation einzubringen. Das Verfahren findet besonders vorteilhafte Anwendung beim Mischen an Ort und Stelle, wobei es auf eine gleichmäßige Verteilung des Harzes und des Harzhärtemittels ankommt.

Die vorliegende Erfindung betrifft das Einführen der Harzlösung und der Härtemittellösung durch getrennte Leitungen. Auf diese Weise werden die reagierenden Chemikalien voneinander getrennt gehalten,bis sie die Umsetzungsstelle innerhalb der Formation erreichen. Das Verfahren erfordert also nicht die Verwendung von Wischpfropfen oder die Anwendung besonderer Lösungsmittel. '

Allgemein gesprochen umfasst das hier in Betracht kommende Verfahren die Maßnahme, in eine lose Formation durch eine erste Leitung ein wärmehärtbares Harz einzuführen, das in der Lage ist, bei der Temperatur der Formation sich zu polymerisieren und weiterhin durch eine zweite Leitung in die Formation ein Mittel einzuführen, das zum Aushärten des Harzes dient.

Bei dem typischen Mischverfahren an Ort und Stelle, wie es oben geschildert ist, erfolgen die beiden Maßnahmen nacheinander. Das Verfahren, hängt davon ab, wie weit das Harz dazu in der Lage ist, mit dem Sandstein in Berührung zu treten und diesen vorzugsweise zu netzen, bevor die Polymerisation beginnt. Bei anderen Verfahren können freilich die Reaktionsteilnehmer gleichzeitig unter

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Regelung ihres Volumens eingeleitet werden, so daß die Mischung bereits im Bohrloch beginnt und sich fortsetzt, wenn die Chemikalien in die !Formation eintreten.

In den meisten Anwendungsfällen besteht die erste und zweite Leitung aus einem Rohrstrang und einem kreisförmigen RohrgehäUT se. In besonderen !"allen, in denen eine genaue volumetrische Regelung gewünscht wird, können jedoch die Leitungen auch aus parallelen Rohrsträngen bestehen.

Die Zeichnung stellt ein schematisches Schaubild einer Bohrung dar, die in eine lose Formation niedergebracht ist.

In der Zeichnung ist eine Bohrung 1o in einer losen unterirdischen Erdformation 11 dargestellt. Ein an Ort und Stelle zementiertes Gehäuse 12 tritt durch die Formation hindurch und ist in der Produktionszohe mit durchlöcherten Zwischenräumen 13 ausgestattet. Über der Bodenoberfläche ist das Gehäuse 12 mit Verbindungen 14- ausgestattet, die zu oberirdischen Anlagen zur Weiterverarbeitung führen können. Zur Vorbereitung der Sandverfestigungsbehandlung wird ein Rohrstrang 15 innerhalb des Gehäuses 12 niedergebracht, bis sein unteres Ende 16 in der Nähe der durchlochten Zwischenräume 13 sich befindet. Durch die konzentrische Anordnung der Rohrleitung 15 und des Gehäuses 12 wird ein Ringraum 19 gebildet. Obwohl es nicht bei allen Anwendungen erforderlich ist, kann das untere Ende des Rohrstrangs 15 iait einer Packung 17 ausgestattet sein. Eine oberirdische Rohrleitung 18 verbindet den Rohrstrang 15 mit oberirdischen Anlagen.

Grundsätzlich besteht die Verfestigungsbehandlung mit Hilfe von Kunststoff bei dem Verfahren an Ort und Stelle im aufeinanderfolgenden Einführen einer flüssiges Harz enthaltenden Lösung in die Formation und im Anschluß hieran die Einführung einer ein Härtemittel enthaltenden Lösung, die beim Zusammenbringen alt dem Harz die Polymerisation einleitet und beschleunigt. Dieses führt dazu, daß das zu härtende Harz eine feste durchlässige -6-

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Hülle innerhalb des Bohrlochs 1o bildet. Es ist wichtig, daß aas Harz und das Härtemittel während des Einbringens getrennt voneinander gehalten werden, um die unerwünschte Wirkung einer teilweisen Härtung des Harzes innerhalb der Bohrleitung zu vermeiden.

Im Gegensatz zu den früheren Einbringungsverfahren beim Arbeiten an Ort und Stelle bezieht sich die vorliegende Erfindung auf das Einbringen der Harzlösung und der Härtemittellösung durch getrennte Leitungen. Dieses stellt es sicher, daß die Bestandteile nicht miteinander in Berührung kommen, bis sie die Beaktionsstelle innerhalb der iformation erreicht haben.

Bei neuen Verrohrungen kann die Verrohrungsflüssigkeit aus dem Gehäuse 12 dadurch verdrängt werden, daß man einen flüssigen Kohlenwasserstoff, wie etwa Dieselöl, durch den Hingraum 19 hinabpumpt, während die flüssigkeit durch die Bohrleitung 15 zurückkehrt. Bei der Behandlung von Bohrlöchern, die bereits produziert haben, kann das Dieselöl in ähnlicher Weise eingeführt werden, nachdem das Bohrloch zur Buhe gekommen ist und die Bohrleitung 15 niedergebracht worden ist.

Bei der typischen Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung stellt der Bohrstrang 15 die eine Leitung und der Bingraum die zweite Leitung dar. Es können jedoch auch parallele Bohrstränge dem gleichen Zweck dienen^ und in manchen Anwendungsfällen können sie den Vorteil einer besseren volumetrischen Eegelung bieten.

Im allgemeinen übersteigt das Volumen der Härteaittellösung bei weitem das Volumen des Harzes. Infolgedessen wird bei einer konzentrischen Leitungsanordnung, wie sie in der Zeichnung dargestellt und oben beschrieben ist, der Bingraum 19, der eine erheblich größere Kapazität als die Bohrleitung 15 besitzt, zur führung der Härtemittellosung benutzt werden. Der geringere

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Strömungsquerschnitt der Rohrleitung 15 vermindert auch das Bestreben der Harzlösung, an der davor befindlichen Flüssigkeit vorbei zuströmen.

Nachdem die Rohrleitung 15 in passender Weise im Gehäuse 12 angebracht ist und die gegebenenfalls verwendete Packung 17 sich an Ort und Stelle befindet, wird die Gehäuseverbindung 14-mit der Pumpanlage 2o für die Härtemittellösung verbunden. Ein passendes Volumen der Härtemittellosung wird durch den Ringraum 19 eingepumpt, während ein Rückstrom von Dieselöl durch die Rohrleitung 15 austritt. Das Volumen der durch den Ringraum 19 niedergepumpten Lösung wird so geregelt, daß die Grenzfläche zwischen der Lösung und dem Dieselöl, die bei 22 angedeutet ist, einige Fußbreit über dem unteren Ende 16 der Rohrleitung 15 steht. Vor dem Einbringen der Härtemittellosung kann eine Pufferlösung, etwa aus raffiniertem paraffinischem V&ßöl eingebracht werden. In diesem EaIl werden die Volumina derart geregelt, daß die Trennfläche der Pufferlösung und der Härtemittellosung oberhalb des Rohrendes 16 zu liegen kommt.

Wenn die Dichte der Härtemittellosung größer ist als diejenige des Dieselöls, soll'eine Packung 17 verwendet werden, um zu verhüten, daß die !Flüssigkeit in dem Ringraum 19 infolge ihrer j Schwere unter das Rohrende 16 hinabsinkt. Wenn sich die Härte- ' mittellösung im Ringraum 19 an der richtigen Stelle befindet, wird die Packung 17 durch Einstellung des Rohres I5 an Ort und Stelle gebracht.

Die Rohrverbindung 18 wird dann mit der Pumpanlage 21 für die Harzlösung verbunden. Im allgemeinen wird vor dem Einleiten der Harzlösung eine Spülung vorgenommen, um den Zustand der Behandlungszone zu prüfen. Die Spülung und die Harzlösung werden durch die Leitung 15 niedergepumpt, wobei das davor befindliche Diesel- _t, öl in die Formation 11 hineingedrückt; wird. Die Menge der Harzlösung hängt in dem besonderen Fall von der Größe der zu

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elnden Zone at», die von Bohrloch zu Bohrloch schwankt. Die empfohlenen Behandlungsmengen liegen zwischen 2o "bis 7o Gallonen (75,6 Ms 264,6 1 je Fuß - 3o,5 cm der Perforation). Die Spülflüssigkeit und die Harzlösung werden in die Formation "bei Drucken, wie sie zum Einpressen in den Mutterboden üblich sind, eingespritzt. Die Harzlösung dringt in die Formation im allgemeinen in Form eines zylindrischen Mantels aus dem Bohrloch 1o ein und netzt vorzugsweise die Sandkörner in der umgebenden Zone. Nachdem das gewünschte Volumen der Harzlösung in die Rohrleitung 15 eingeführt ist, wird Dieselöl verwendet, um die Harzlösung aus der Rohrleitung I5 zu verdrängen. Wenn die Harzlösung im wesentlichen aus der Rohrleitung I5 verdrängt ist, wird die Packung I7 von ihrem Sitz entfernt und die Einleitung der Härtemittellösung ermöglicht, indem man Dieselöl durch den Ringraum 19 hinabpumpt. Die Härtemittellösung dringt in die Formation ein, indem sie die davor befindliche Harzlösung verdrängt und einen Harzfilm auf den Sandkörnern zurückläßt. Das Mischen des Härtemittels mit dem Harz leitet den Polymerisationsprozess ein und beschleunigt ihn. Wenn die gesamte Härtemittellösung aus dem Ringraum 19 verdrängt ist, wird das Bohrloch eine genügend lange Zeit geschlossen, um ein Aushärten des Harzes zu ermöglichen, welches nun eine zusammenhängende,durchlässige,verfestigte Umhüllung innerhalb der Bohrung 1o bildet. Die letzte Maßnahme besteht darin, das Bohrloch wieder zur Produktion zu bringen. Die Flüsigkeiten der Bodenformation spülen die Trägerflüssigkeit für das Härtemittel aus der Bodenformation heraus.

Das Einbringungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann in Verbindung mit jedem gewöhnlich anwendbaren Kunststoffverfestigungsverfahren zur Anwendung gebracht werden, wobei Phenolformaldehydharz, Epoxyharz oder Furfurylalkoholharz benutzt werden können. All diese Verfahren verwenden eine Harzlösung,und ein Härtemittel oder eine Katalysatorlösung, die nacheinander in die Bodenformation unter Vermischen an Ort und Stelle eingebracht werden können.

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Das Phenolformaldehydharz kann durch Umsetzen von Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd oder einer Mischung wasserlöslicher Aldehyde mit einer niedermolekularen Hydroxyarylverbindung, wie Phenol, Oresol, ß-Naphthol, Resorcinol, Xylenol, Cresylsäure oder einer Mischung dieser Verbindungen in einem Gewichtsverhältnis zwischen etwa 1 : 1 bis etwa 9 · 1 hergestellt werden. Geeignete Härtemittel für diese Harze sind alkalische Katalysatoren, wie Guanidincarbonat, Aminoguanidinbicarbonat, Natriumhydroxyd, Natriumcarbonat, Äthylamin, Iriäthylamin, Anilin, Ithylendiamin oder dergleichen oder ein saurer Kata- | lysator wie Zinnchlorür, Magnesiumchlorid, Salzsäure, Schwefelsäure, Maleinsäureanhydrid, Picrinsäure, Benzolsulfonsäure, Sulfanilsäure, o^-Haphthylaminsulfonsäure, Natrium-1-Naphthylamin-3j6,8-Trisulfonat oder dergleichen.

Zu den verwendbaren Epoxyden gehören Diglycidyläther von Bisphenol A [bis.— (4-Hydroxyphenol) -dimethylmethanZI. Diese Verbindungen werden durch Umsetzen von Epichlorhydrin (1-Chlor-2,3-Epoxypropan) mit Bisphenol A in Gegenwart eines Alkalis wie Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd gewonnen. Ähnliche Harze können durch Umsetzen eines mononuklearen Di- oder irihydroxy- *C: phenols, wie Resorcin, Hydrochinon, Brenzcatechin, oder Phloro- _s glucin, oder eines polynuklearen Polyhydroxyphenols wie 4,4- | Dihydroxybiphenyl mit einem Halohydrin, wie beispielsweise 1,2-Dichlor-5~hydroxypropan oder Dichlorhydrin, hergestellt werden. Andere brauchbare Stoffe stellen die handelsüblichen Epoxyharze dar, die durch Kondensation von Novolakharζ en mit Epichlorhydrin gewonnen werden können.

Die Härtemittel für die Epoxyharze können Katalysatoren wie Diäthylentriamin, Äthylendiamin, Iriäthylentetramin, Dirnethylaminopropylamin, Diäthylaminopropylamin, Piperidin, Menthandiamin, Sriäthylamin, Benzyldiäthylendiäthylaminophenol, Ditrimethylaminoäthylphenol, o^-Methylbenzyldimethylamin, Metaxyloldiamin, 4,4-Methyl endi anilin und Mischungen solcher Amine darstellen. Saure Katalysatoren, wie Oxalsäure, Phthalsäure, -λ_ο-

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Pyromellitic äure, Pyromellithdianhydrid und Dodecenylbernsteinsäur eanhydrid können ebenfalls verwendet werden.

Die Epoxyharzlösung wird durch Auflösen einer flüssigen Epoxyverbindung in einem Lösungsmittel, zum Beispiel eine Mischung von Äthylalkohol, Aceton oder A'thylketon mit Leuchtöl, Dieselöl oder Weißöl, das zugesetzte Aromaten enthält, hergestellt. Die Härtemittellösung kann durch Auflösen oder Suspendieren des Katalysators in Leuchtöl oder einem ähnlichen Öl hergestellt werden, das im wesentlichen von Aromaten frei ist.

Die Furfurylalkoholharze werden im allgemeinen in der Weise angewendet, daß man Furfurylalkohol, Furfurylalkoholharz oder eine Mischung des Alkohols und des Harzes in die Formation einbringt und hierauf eine überdeckende Öllösung einpumpt, die eine organische Säure von niedrigem Molekulargewicht, wie zum Beispiel Trichloressigsäure oder ein Chemikal enthält, welches mit einer gewissen Verzögerung Säure entwickelt, wie zum Beispiel einen Katalysator oder ein Härtemittel.

Bei all diesen Verfahren wird zunächst ein öl, das ein oberflächenaktives Mittel enthält, eingepumpt, welches grundsätzlich dazu verwendet wird, eine etwa vorhandene Wassersperre zu entfernen und den Sand bevorzugt anzufeuchten. Die Harzlösung enthält fürgewöhnlich ein oberflächenaktives Mittel und eine Silanverbindung, die dazu bestimmt ist, die Bindung des Harzes mit den Sandkörnern zu verbessern.

Ein Behandlungsverfahren, welches die Anwendung der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit einem Epoxyharz erläutert, kann wie folgt verlaufen:

1. Das Bohrloch wird zur Ruhe gebracht, indem man Salzwasser durch das Gehäuse hinabpumpt.

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2. Ein Bohrstrang wird innerhalb des Gehäuses niedergebracht, , wobei sein unteres Ende gegenüber dem oberen Ende der preforierten Zwischenräume zu liegen kommt.

3. Das Salzwasser wird durch Dieselöl verdrängt, welches man in den Ringraum einleitet und durch die Rohrleitung zurückführt. Das spezifische Gewicht des Dieselöls beträgt etwa o,83.

4. In einer oberirdischen Anlage wird eine Härtemittellösung hergestellt, indem man einen Aminkatalysator, beispielsweise den unter dem Warenzeichen DMP-3ovon Rohm und Haas herge- " stellten, und ein paraffinisches Weißöl im 'Volumenverhältnis von etwa 1 : 5o miteinander mischt. Das Gesamtvolumen der hergestellten Härtemittellösung hängt von der Länge der zu behandelnden Zone ab. Zweihundertfünfzig Gallonen (94-5 Liter) je Fuß (3o,5 cm) der zu behandelnden Zone dürften für die meisten Anwendungszwecke ausreichend sein. Die im Verhältnis von 1 : 5o gemische Härtemittellösung hat ein spezifisches Gewicht von etwa o,87 =

5· Die Härtemittellösung wird durch die Gehäuseverbindung und den Ringraum hinaligepumpt, anschließend folgt Dieselöl. Der Rücklauf geschieht durch die Rohrleitung. Das Gesamtvolumen ι der durch den Ringraum hinabgepumpten Flüssigkeit wird so geregelt, daß die Endschicht der Härtemittellösung einige Fuß über dem unteren Ende der Rohrleitung sich befindet.

6. In einer oberirdischen Anlage wird eine Epoxyharzlösung durch Mischen einer f'lüssigen Epoxyverbindung (unter dem Warenzeichen Araldil 6oo5 bekannt und von der CIBA Products Company hergestellt) und Aceton in einem Volumenverhältnis von etwa 4 : 1 hergestellt. Etwa 0,5 Vol.-% eines organofunktionellen Silans (Bezeichnung Z 6o2o, hergestellt von

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der Dow Corning Corporation) werden der Mischung zugesetzt. Das Gesamtvolumen der hergestellten Harzlösung soll eine
Behandlung von etwa 65 Gallonen (246 Liter) je Fuß (Jo, 5 cm) der zu behandelnden Zone ermöglichen. Die im Verhältnis
4 : 1 gemischte Harzlösung besitzt ein spezifisches Gewicht von etwa 1,o9·

7. Durch die Rohrleitung wird eine Vorwaschlösung aus Äthylenglycolmonobutyläther hinabgepumpt. Das Volumen dieser Waschlösung soll eine Behandlung von etwa 5o Gallonen (189 Liter) je Fuß (3o,5 cm) der zu behandelnden Zone ermöglichen. Die
Waschlösung verdrängt das Dieselöl aus der Rohrleitung und
drückt es in die Formation. Eine Trennungskugel aus nachgiebigem Material, wie z.B. Kautschuk, kann in den Strom
zwischen dem Dieselöl und der Vorwaschlösung eingesetzt werden, um zu verhindern, daß die Waschlösung am Dieselöl vorbeiströmt.

8. Die Harzlösung wird unmittelbar nach der Waschlösung durch
die Rohrleitung hinabgepumpt. Eine Trennkugel kann in den
Strom zwischen der Waschlösung und der Harzlösung eingesetzt werden, um zu verhindern, daß die Harzlösung an der Waschlösung vorbeiläuft. Die Harzlösung verdrängt die Waschlösung aus dem Rohr und drückt sie in die Formation.

9. Nachdem das erforderliche Volumen der Harzlösung in die Rohrleitung eingepumpt ist, wird Dieselöl verwendet, um die Harzlösung aus der Rohrleitung zu verdrängen und sie in die Formation zu pressen. Das Einpumpen in die Rohrleitung wird unterbrochen, wenn im wesentlichen die Gesamtmenge der Harzlösung aus der Rohrleitung verdrängt ist. Dann wird die Rohrleitung geschlossen.

1o.Nunmehr wird Dieselöl durch die Gehäuseverbindung und durch

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den Eingraum abwärts gepumpt, wodurch die Härtemittellösung in die Formation hineingepresst wird. Das Pumpen wird unterbrochen, wenn im wesentlichen die Gesamtmenge der Härtemittellösung aus dem Singraum verdrängt ist.

11.Das Bohrloch wird dann für eine genügende Zeitdauer geschlossen, um die Härtung des Harzes zu ermöglichen.

12.Das Bohrloch wird dann wieder in Betrieb genommen. Ein bezeichnendes Merkmal des Verfahrens ist es, daß weder Beinigungspfropfen noch besondere Lösungsmittel dazu erforderlich sind, um die Chemikalien während des Einbringens getrennt voneinander zu halten.

Es sei darauf hingewiesen, daß die getrennten Leitungen 15 und 19, die die Chemikalien während des Einbringens getrennt voneinander halten, eine Mischtechnik ermöglichen, die bisher bei Sandverfestigungsverfahren nicht angewendet worden ist. Nachdem die Chemikalien am Boden ihrer entsprechenden Leitungen vorhanden sind, wird durch das gleichzeitige Einleiten in geeigneten volumetrischen Verhältnissen ein Mischen innerhalb des Bohrlochs 1o und während des Eindringens in die Formation 11 erreicht. Die weitgehend exotherme Reaktion kann geduldet werden, da es sich um eine verhältnismäßig kurze Zeitspanne zwischen dem ersten Kontaktuder miteinander reagierenden Chemikalien und ihrem Einbringen in die Formation 11 handelt. Nach erfolgter Mischung kann eine Nachspülflüssigkeit angewendet werden, um Strömungsiffnungen in der behandelten Zone der Formation 11 zu schaffen.

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Claims

P_a_t_e_n_t_a_n_s_2_r_ü_c_h_e

Verfahren zur Verfestigung unterirdischer Formationen, die ein Bohrloch umgeben, durch Einführen mindestens zweier miteinander reagierender Lösungen von Chemikalien in die Formation, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Lösungen der reagierenden Chemikalien in die Formation durch eine erste Leitung eingeführt wird, welche sich von der Oberfläche bis zu einem Niveau erstreckt, in dem das Bohrloch der Formation am nächsten ist, während die Lösung des anderen reagierenden Chemikals in die Formation durch eine zweite Leitung eingeführt wird, die sich von der Oberfläche bis zu einem Niveau innerhalb des Bohrlochs erstreckt, welches der Formation am nächsten liegt.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Lösungen der reaktionsfähigen Chemikalien ein flüssiges wärmehärtbares Harz enthält, während die andere Lösung der reagierenden Chemikalien ein Härtemittel enthält, das mit dem Harz unter Festwerden zu reagieren vermag»

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das wärmehärtbare Harz enthaltende Lösung zunächst in die Formation durch eine erste Leitung eingebracht unldann die das Härtemittel enthaltende chemische Lösung in die Formation durch eine zweite Leitung eingeführt wird, wobei die reagierenden Chemikalien innerhalb der Formation miteinander in Berührung gebracht werden. -15-

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Verfahren nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die erste Leitung konzentrisch zur zweiten Leitung angeordnet ist.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmehärtende Harz ein Epoxyharz und das Härtemittel ein Epoxyharzkatalysator ist, der unter den in der iformation herrschenden Bedingungen das Epoxyharz zur Härtung zu bringen vermag.

Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das wärmehärtbare Harz aus einem Phenolformaldehydharz besteht und das Härtemittel einen Katalysator darstellt, der in der Lage ist, daß Phenolformaldehydharz unter den in der Formation herrschenden Bedingungen zu härten.

Verfahren zum Einbringen eines värmehärtenden Harzes und eines Harzhärtemittels ineine unbrauchbare Formation, die ein Bohrloch umgibt, welches mit einem äußeren Gehäuse und einer inneren Rohrleitung ausgerüstet ist, die sich von der Oberfläche bis auf ein unterirdisches Niveau in der Nähe der Formation erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst eine Lösung,die das Härtemittel enthält, herstellt, daß man die Lösung, die das Härtemittel enthält, in den Ringraum zwischen dem Gehäuse und der Rohrleitung einbringt, daß man das Niveau dieser Lösung in die Nähe des unteren Endes der Rohrleitung bringt, daß man weiterhin eine das wärmehärtende Harz enthaltende Lösung herstellt, daß man die das wärmehärtende Harz enthaltende Lösung durch die Rohrleitung in die Formation hineinpumpt, daß man die das wärmehärtende Harz enthaltende Lösung aus der Rohrleitung in die Formation dadurch hineinpresst, laß man eine Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit durch die Rohr-I>iii:-ur~ ninabpumpt, daß man die flüssige, das Härtemittel

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enthaltende Lösung aus dem Ringraum in die Formation dadurch hineinpresst, indem man eine Kohlenwasserstoffflüssigkeit durch den Eingraum hinabpumpt und daß man schließlich das Harz zur Härtung bringt.

8. Verfahren nach Anspruch 7_} dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige wärmehärtende Harz ein Epoxyharz und das Härtemittel ein Katalysator ist, der mit dem Epoxyharz zu reagieren vermag, um dieses unter den in der Formation herrschenden Bedingungen zu verfestigen.

Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige wärmehärtbare Harz ein Phenolformaldehydharz und das Härtemittel ein Katalysator ist, der mit dem Phenolformaldehydharz bei den in der Formation herrschenden. Bedingungen unter Verfestigung des Harzes zu reagieren vermag.

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