NO155898B - Fremgangsmaate til utvinning av olje fra underjordiske reservoarer med emulsjonsfloemming. - Google Patents

Abstract

I en fremgangsmåte til utvinning av langt på vei emulsjonsfri olje fra et underjordisk reservoar med midlere eller høy salinitet ved injisering av en emulsjon i en injeksjonsboring, blir der som emulgator anvendt karboksymetylert oksetylat som er slik utvalgt at faseinversjonstemperaturen for systemet råolje/ formasjonsvann/tensid/eventuelle tilsetninger ligger 0-10°C over temperaturen i reservoaret.

Description

Ved utvinning av olje fra oljeførende reservoarer lykkes

det vanligvis bare å utvinne en brøkdel av den opprinnelige foreliggende olje ved primære utvinningsmetoder. Herunder kommer oljen opp til overflaten som følge av det naturlige trykk i reservoaret. Etter uttømning av denne primærenergi kan olje-utbyttet økes ved sekundære forholdsregler. Herunder blir vann presset inn i reservoaret gjennom en eller flere injeksjons-boringer og oljen drevet frem til en eller flere produksjons-brønner og så bragt opp til overflaten. Denne såkalte vann-flømming som sekundærforholdsregel er relativt billig og an-

vendes tilsvarende hyppig, men fører i mange tilfeller bare

til en svak økning av den oljemengde som utvinnes av

reservoaret.

En virksom fortrengning av oljen lykkes bare ved hjelp av tertiære forholdsregler som er dyrere, men nasjonaløkonomisk tvingende nødvendige pga. den foreliggende oljekriapphet. Med tertiærutvinning forstås fremgangsmåter hvor enten oljens viskositet reduseres og/eller viskositeten av det ved vann-flømmingen anvendte vann økes og/eller grenseflatespenningen mellom vann og olje reduseres.

De fleste av disse prosesser kan karakteriseres enten som oppløsnings- eller blandingsflømming, termiske oljeutvinnings-prosesser, tensid- eller polymerflømming eller som en kombinasjon av flere av disse fremgangsmåter.

Termiske utvinningsprosesser omfatter injisering av damp eller varmt vann eller finner sted som en forbrenning in situ. Oppløsnings- eller blandingsprosesser består i injisering av et oppløsningsmiddel for jordoljen i reservoaret, idet der med "jordolje" forstås en gass og/eller en væske.

Tensidflømmeprosesser (alt etter tensidkonsentrasjonen, eventuelt tensidtypen og tilsetninger skiller man mellom tensid-understøttet vannflømming, vanlig tensidflømming (low tension flooding), micellærflømming og emulsjonsflømming) beror i første linje på en sterk nedsettelse av grenseflatespenningen mellom olje og flømmevann. I enkelte tilfeller, spesielt i nærvær av høyere tensidkonsentrasjoner, oppstår der imidlertid VO-emulsjoner med tydelig forhøyet viskositet i forhold til olje, slik at tensidflømmingen her også tar sikte på en reduksjon av mobilitets-forholdet. Dette er særlig fordelaktig ved oljer med ikke særlig lav viskositet, fordi her gjennomlekkingen og passeringen av vann-pluggen (das Durchfingern und Passieren des Wassertriebs) blir redusert og dermed virkningsgraden av oljefortrengningen økes.

Ren polymerflømming beror i overveiende grad på den sist beskrevne virkning av det gunstigere mobilitetsforhold mellom olje og etterflømmende vann.

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til utvinning av olje ved emulsjonsflømming, idet der som emulgator anvendes et anionisk tensid. Dette er forenlig med vann med høy salinitet opptil 250 g/l samlet saltinnhold, samtidig som der også kan tilsettes jordalkaliioner. Det har sågar vist seg at en mengde på 2-15 g/l jordalkaliioner (her regnet som Ca 2+) er meget tjenlig for fremgangsmåten.

Virkemåten av emulsjonsflømmingen tar for det første sikte på en oljemobilisering ved reduksjon av grenseflatespenningen, samtidig som en faseblandbarhet innenfor rammene av mikro-emulsjonsflømmingen kan oppfattes som grensetilfelle. For det andre beror emulsjonsflømmingen på en forbedring av den volumet-riske flømmingsvirkning fra en homogenisering av bærer-permeabiliteten. Den mer eller mindre viskøse emulsjon trenger herunder fortrinnsvis inn i de mere permeable bærerskikt og tillater således at de lavpermeable soner påvirkes sterkere av det etterfølgende flømmemedium. I litteraturen blir for det meste denne annen virkemåte lagt vekt på. Således er der i US patentskrift 3 527 301 og i DE patentskrift 12 34 646 beskrevet anvendelse av fettalkohol- resp. alkylfenoloksetylater som emulgatorer som tillater en tydelig økning av oljeutvinnings-graden.

Disse forbindelser har som kjent den fordel at de er forenlige med salter også med høyereverdige metallkationer. Grunnleggende undersøkelse i laboratoriet på høypermeable, kunstige formasjoner har imidlertid vist der ved anvendelse av disse ikke-ioniske tensider ved emulsjonsflømming opptrer ekstremt høye trykkgradienter som gjør en anvendelse av disse tensider på feltet illusorisk (B. Hofling, Erdol-Erdgas-Zeitschrift 81, 480 (1965)).

Ved en rekke nyere fremgangsmåter av den art som er beskrevet i f.eks. DE ålment tilgjengelig patentsøknad 24 56 860 eller i US patentskriftene 4 192 382 og 4 194 563, benyttes der som emulgatorer kompliserte tensidblandinger som ved ikke altfor høye temperaturer også er forenlige med vann med høyt saltinnhold. Emulsjonene blir delvis dannet in situ, idet den organiske fase og den vandige emulgatoroppløsning injiseres etter hinannen i formasjonen. Tensidblandinger som tillater dannelse av optimale emulsjoner, nedsetter vanligvis ikke i tilstrekkelig grad grenseflatespenningen mellom olje- og vannfasen og er dermed uegnet til mobilisering av restoljen (US patentskrift 4 184 549). Ved de ovenfor angitte kjente fremgangsmåter til emulsjonsflømming kreves der derfor foruten de tensidblandinger som er virksomme som emulgatorer, ytterligere tensider eller tensidblandinger som pga. av sin høyere grenseflateaktivitet virker oljemobiliserende. Hvis man tar hensyn til den kjensgjerning at forskjellige tensidmolekyler kommer i forskjellig vekselvirkning med mineraloverflaten, må man sikkert anta at sammensetningen av tensidblandingen ved transport gjennom formasjonen kontinuerlig endrer seg, hvormed samtidig den omhyggelige tilpasning av tensidkombinasjonen til egenskapene i reservoaret forrykkes.

En optimal fremgangsmåte til emulsjonsflømming forutsetter derfor et mest mulig enhetlig tensid. som både virker som emulgator for dannelse av stabile emulsjoner og reduserer grenseflatespenningen av grenseflaten mellom vann og olje tilstrekkelig og dermed virker oljemobiliserende.

Videre må tensidet være forenlig med vann med høyt saltinnhold, samtidig som nærværet av jordalkaliioner ikke må ha noen uheldig innflytelse. Tensidet må være varmestabilt i lange perioder og skal bare adsorberes i liten utstrekning på mineral-overf laten ved reservoarbetingelsene. Selvfølgelig må der ved emulsjonsflømming ikke opptre noen trykkgradienter som ikke kan beherskes i praksis.

En slik emulsjonsflømmingsfremgangsmåte er oppnådd ifølge oppfinnelsen slik den er definert i kravene.

Karboksymetylerte alkyl- eller alkylaryloksetylater har en god forenlighet selv med reservoarvann som har et ekstremt høyt saltinnhold (f.eks. 250.000 ppm samlet saltinnhold). Gjennom tallrike langtidsforsøk er deres varmestabilitet fastslått. Deres fremstilling er enkel og økonomisk. Den oljemobiliserende virkning i reservoarsystemer med midlere eller høy salinitet (10.000 - 250.000 ppm samlet saltinnhold) er meget god (H. J. Neumann,

DGMK BERICHTE, Bericht 164 (1978), D. Balzer og K. Kosswig, Tenside Detergents 16, 256 (1979)).

Det er overraskende funnet at disse forbindelser i nærvær av reservoarvann med høy salinitet og råolje eller hydrokarboner tillater dannelse av stabile emulsjoner som ved injisering i modellformasjoner som inneholder restolje, fører til en langt på vei kvantitativ oljeutvinning. De tensidmengder som må benyttes ved denne fremgangsmåte, var signifikant lavere enn ved normal tensidflømming hvor karboksymetylerte alkyl- resp. alkylaryloksetylater dispergert i reservoarvann ble injisert. Det var videre meget overraskende at denne emulsjonsflømmeprosess også

ga et utmerket oljeutvinningsresultat når man anvendte karboksymetylerte oksetylater med en karboksymetyleringsgrad på tilnærmet 100 %. Dermed er der funnet et praktisk talt rent anionisk, relativt enhetlig tensid som kan overta alle de her avgjørende funksjoner ved emulsjonsflømming. I forhold til praktisk talt alle de fremgangsmåter til emulsjonsflømming som er beskrevet i litteraturen, oppviser anvendelsen av karboksymetylerte oksetylater med en karboksymetyleringsgrad på nesten 100 % som emulgatorer den store fordel at de er enhetlige slik at sannsynligheten for en kromatografisk spalting av tensidblandingen i dens ioniske og ikke-ioniske komponenter og dermed en ukontrollert endring av faseforholdet ved transport av tensidpluggen fra injeksjons- til produksjonsrøret er usedvanlig liten. En videre fordel ved denne fremgangsmåte består i at der ikke opptrer noen ubeherskbart høye trykkgradienter forutsatt at tensidet er tilpasset forholdene i reservoaret. Kriteriet på denne tilpasning er faseinversjonstemperaturen (PIT) både av den injiserte emulsjon og av reservoarsystemet råolje/formasjonsvann/tensid/eventuelle tilsetninger, idet verdiene for denne faseinversjonstemperatur skal ligge 0 - 10°C over reservoartemperaturen.

Faseinversjonstemperaturene blir bestemt ved hjelp av måling av den elektriske ledningsevne. Til dette formål frem-stiller man for det første en emulsjon bestående av råoljen (eventuelt levendeolje) og formasjonsvannet fra det angjeldende reservoar (faseforhold 1:1) og tensidet (2 resp. 5 % regnet på vannfasen) samt eventuelle tilsetninger. Hvis en annen enn denne emulsjon skal injiseres for tertiær oljeutvinning, idet forskjellen bare kan ligge i oljefasen, skal også denne emulsjon likeledes fremstilles etter de ovenfor nevnte an-givelser. Den elektriske ledningsevne av emulsjonen resp. begge emulsjoner blir deretter målt i avhengighet av temperaturen.

Ved faseinversjonstemperaturen (PIT) slår en OV-emulsjon over i en VO-emulsjon og omvendt, idet den elektriske ledningsevne da avtar resp. øker med et sprang. Egentlig dreier det seg om et temperaturområde på få °C. Den temperatur hvor den elektriske ledningsevne har middelverdien mellom det øvre nivå (OV)

og det nedre nivå (VO), regnes som PIT.

Den foreliggende oppfinnelse angår anvendelse av karboksymetylerte oksetylater som tensider som virker oljemobiliserende og emulgerende. Disse forbindelser kan fremstilles i henhold til DE patentskrift 24 18 444 ved omsetning av oksetylater med formelen R-(0-CH2-CH2)n0H med et salt av kloredikksyre i nærvær av alkalihydroksyd eller jordalkalihydroksyd, men også andre fremstillings-måter er egnet. R betyr her et mettet eller umettet alkylradikal med rett eller forgrenet kjede og 6-20, fortrinnsvis 8-16 C-atomer eller et alkylarylradikal med 3-14 C-atomer i alkylradikalet. n kan ha verdier på 1-30, fortrinnsvis 1-20. Kationet kan være natrium, kalium, litium, ammonium, kalsium eller magnesium. Som alkoholer hvis oksetylater ligger til grunn for karboksymetylatene, kan der f.eks. anvendes: heksylalkohol, oktylalkohol, nonylalkohol, decylalkohol, undecylalkohol,

lauryl-, tridecyl-, myristil-, palmityl- og stearylålkohol,

men også umettede alkoholer som f.eks. oleylalkohol. Alkylkjeden kan herunder ha normal eller forgrenet kjede. Særlig hensiktsmessig er det å benytte i handelen tilgjengelige blandinger av disse alkoholer, fortrinnsvis med kjedelengder som ikke skiller seg fra hverandre med mer enn 4 C-atomer. Som alkylfenoler kan der anvendes f.eks. butylfenol, pentylfenol, heksylfenol, oktylfenol, nonylfenol, decylfenol, undecylfenol, dodecylfenol, tridecylfenol og tetradecylfenol, samt de tilsvarende dialkylfenoler. Alkylkjeden kan ha normal eller forgrenet kjede. Spesielt kan der anvendes i handelen tilgjengelige blandinger av slike alkylfenoler, fortrinnsvis med kjedelengder som ikke skiller seg fra hverandre med mer enn 4 C-atomer.

Oksetyleringen kan gjennomføres i nærvær av katalyttiske mengder av alkalihydroksyd med 1-30, fortrinnsvis 1-20 mol etenoksyd pr. mol hydroksylforbindelse. De dannede blandinger har tilnærmet poissonfordeling av de homologe. I overensstemmelse med sin fremstilling inneholder de karboksymetylerte oksetylater vanligvis fortsatt visse mengder ikke omsatt oksetylat. Med formelen R-(OCH-,-CH„) -0CHo-C00M menes derfor oftest en blanding

2 2 n 2

med forskjellige mengder ikke omsatt oksetylat. I henhold til dette er det mulig å definere en karboksymetyleringsgrad. Det har vist seg at blandinger med en karboksymetyleringsgrad på mellom 10 og 100 %, fortrinnsvis mellom 70 og 100 %, er istand til effektivt å fortrenge oljen. Spesielt effektive er blandinger med karboksymetyleringsgrader på 90 - 100 %. Prosentangivelsen er alltid vektprosenter.

De beskrevne blandinger av anionisk og delvis ikke-ionisk tensid, kalt karboksymetylerte oksetylater, er oppløselige i vanlige reservoarvann eller i det minste godt dispergerbare i disse, idet der ikke iakttas noen utfelling.

Ved valg av disse blandinger kan man i henhold til oppfinnelsen gå frem på følgende måte: Ved kjennskap til reservoartemperaturen resp. eventuelt et temperaturområde utføres der en orienterende måling av PIT av råoljen, formasjonsvannet og eventuelt gassen i reservoaret samt et karboksymetylert oksetylat som synes egnet. Denne måling må eventuelt gjentas med ytterligere tensider i denne klasse og eventuelle tilsetninger.

På basis av måleresultatet finner der sted en tilpasning av det karboksymetylerte oksetylat, hvis oljemobiliserende virkning for det angjeldende reservoarsystem kan verifiseres gjennom ett eller flere forforsøk i en sandfylling som modellformasjon eller i originalborkjerner.

Natriumsaltene av de karboksymetylerte oksetylater, som fremstilles ved omsetning av oksetylater med kloredikksyre i nærvær av natronlut, gir en rekke holdepunkter for "molekylær-arkitekturen" for innstilling av en ønsket faseinversjonstemperatur i et bestemt system:

Saltene av de karboksymetylerte oksetylater setter seg sammen av tre variable byggestener; Det hydrofobe radikal R, oksetylatkjeden og karboksymetylgruppen, hvis andel i den frem-stilte produktblanding kan endres innen vide grenser ved regulering av omsetningen av utgangsoksetylatet med kloredikksyre.

Et inntrykk av innflytelsen av alkylradikalet på faseinversjonstemperaturen i et bestemt system vil man få av tabell 1.

Avhengigheten av råoljeemulsjonens faseinversjonstemperatur (se tabell 1) av oksetyleringsgraden (EO) ved karboksymetylerte nonylfenoloksetylater (CM = ca. 75 %) i oksetyleringsgradområdet mellom ca. 5 og 7 er lineær, og koeffisienten, som utgjør ca.

+ 30°C pr. oksyleringsgrad, er usedvanlig utpreget.

Avhengigheten av disse emulsjoners (råolje A, formasjonsvann A, karboksymetylert nonylfenoloksetylat med 6 EO, 2 % tensidkonsentrasjon) faseinversjonstemperatur av karboksy-metyleringsgraden (CM) er også lineær i det område på 7 0-100 % som er interessant for fremgangsmåten. Koeffisienten utgjør imidlertid her bare ca. +0,5 °C pr. % karboksymetyleringsgrad.

Med disse avhengigheter er det vist hvilke variasjons-muligheter klassen av karboksymetylerte oksetylater medfører med hensyn til tilpasning til et reservoar.

Den emulsjon som skal injiseres, kan da fremstilles fra den originale råolje, formasjonsvannet, tensidet og eventuelle tilsetninger i henhold til de vanlige fremgangsmåter for emul-sjonsf remstilling (se P. Becher, Emulsions Theory and Practice, New York 1965). I denne forbindelse kreves der ingen særlig høye skjærkrefter. Det er også mulig å oppvarme blandingen bestående av olje, vann, tensid og eventuelle tilsetninger til faseinversjonstemperaturen og ved rask avkjøling stabilisere den emulsjon som da danner seg ved lett omrøring og består av meget fine dråper. Emulsjonene er relativt stabile ved temperaturer på 15°C og mere under PIT. Eventuelt kan en lett omrøring i oppbevaringsbeholderen anbefales ved meget høye saliniteter.

Istedenfor originalråoljen kan der til fremstilling av emulsjonen ifølge oppfinnelsen også anvendes andre råoljer, råoljeblandinger, delvis raffinerte råoljefraksjoner, gassoljer, parafin eller bensiner samt disses blandinger med råolje. Som

Tabell 1

Faseinversjonstemperaturens avhengighet av lengden av alkylradikalet i natriumsaltene av karboksymetylerte fettalkohol-oksetylater med 4,4 EO og ved en karboksymetyleringsgrad (CM)

på 65 %; råolje A (se D. Balzer og K. Kosswig, loe. eit.), formasjonsvann A (se D. Balzer og K. Kosswig, loe. eit.), faseforhold 1:1, 2 % tensid.

organisk fase i emulsjonene ifølge oppfinnelsen er også blandinger av rene hydrokarboner egnet, men av økonomiske grunner vil de neppe bli anvendt.

Volumet av den emulsjon som skal injiseres, dennes faseforhold og tensidinnhold og eventuelle tilsetninger samt videre arten og mengden av den polymeroppløsning som regulerer mobil-iteten, kan optimaliseres ved hjelp av modell-flømmeforsøk.

På grunn av resultatene fra disse forforsøk blir emulsjonen ført inn i reservoaret ved hjelp av injeksjonspumper. Herunder kan emulsjonen enten føres inn kontinuerlig eller anvendes i form av en plugg, dvs. et snevert begrenset volum på 0,02 - 2 PV (pore-volum av reservoaret). Størrelsen av emulsjonspluggen retter seg fremfor alt etter tensidkonsentrasjonen og økonomiske hensyn. Emulgatorkonsentrasjonen regnet på den vandige fase utgjør vanligvis 0,2 - 30 %, fortrinnsvis 1 - 20 %. Faseforholdet mellom olje og vann i emulsjonen vil vanligvis være på mellom 1:20 og 4:1.

Hensiktsmessig foretas der forut for emulsjonsflømmingen

en vannflømming, idet det utvunne formasjonsvann anvendes som flømmevæske. Størrelsen av denne vannplugg utgjør 0,01 - 4 PV,

fortrinnsvis 0,05 - 1,0 PV. Etter emulsjonspluggen kan man hensiktsmessig både av hensyn til mobilitetskontrollen og til beskyttelse av emulsjonen mot inntrengende formasjonsvann injisere en polymerplugg i reservoaret. Til dette formål blir en polymer eller en blanding av polymerer oppløst i formasjonsvannet i en slik konsentrasjon at viskositeten er 2-6 ganger så høy som viskositeten av oljen. Ved reservoarer med midlere og høyere salinitet (3-28 % samlet saltinnhold) kommer der her spesielt på tale biopolymerer såsom polysakkarider eller cellulosederivater som i nærvær av forhøyede saltkonsentrasjoner fortsatt har en tilstrekkelig viskositet og ikke oppviser noen utfellinger.

Ved formasjonsvann som er relativt fattig på jordalkaliioner, kan det vise seg hensiktsmessig å tilsette oppløselige jordalkalisalter til emulsjonen samt til det formasjonsvann som anvendes til flømming før eller etter emulsjonen. Ved tilpasning av tensidet til reservoaret, dvs. ved måling av PIT, må man ta hensyn til disse tilsetninger.

Hensiktsmessig slutter en vanlig vannflømming seg til injiseringen av polymeroppløsningen. Denne vannflømming utføres så lenge som det ennå er økonomisk å utvinne olje.

De etterfølgende eksempler skal belyse fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen:

Eksempel 1

Med dette eksempel skal det vises at råoljeemulsjoner som

er fremstilt med karboksymetylerte nonylfenoloksetylater, ikke brytes ved flømming gjennom en kunstig formasjon til tross for at det kontinuerlige vannopptak (og oljeopptaket ved oljeutvinnings-forsøk) samt spesielt reduksjonen av tensidkonsentrasjonen som følge av adsorpsjonsprosesser belaster stabiliteten i høy grad.

For fremstilling av en kunstig formasjon ble kantavrundet kvarts-sand fylt i et termostatiserbart høytrykksrør med en lengde på 70 cm og en diameter på 5 cm, idet røret var forsynt med temperatur-måleinnretning og manometer. Røret kunne lukkes i begge ender ved gjengepropper med kapillarinnløp og trykkholdeventilutgang. Deretter ble sandfyllingen mettet med formasjonsvann A ved hjelp

av en høytrykksdoseringspumpe og innstilt på den ønskede temperatur ved hjelp av en termostat.

Ved hjelp av en trykkmåler ble permeabiliteten av sandfyllingen bestemt. 0,44 PV (1 PV er ca. 750 ml) av en emulsjon bestående av råolje A, formasjonsvann A (faseforhold 1:1) og 9,4 g (5,5 % regnet på den vanlige fase) karboksymetylert nonylfenoloksetylat med ca. 6 mol etenoksyd pr. mol og en karboksymetyleringsgrad (CM) på ca. 80 % ble injisert i denne modellformasjon med en flømmehastighet på ca. 1 m/d. Med den samme flømmehastighet ble deretter 0,4 PV polymeroppløsning og deretter ca. 3 PV formasjonsvann A injisert.

Reservoartemperaturen lå på 55°C og lå dermed i området for PIT (ca. 56°C) hvormed stabiliteten av emulsjonen ble ytterligere belastet. Reservoartrykket var 60 bar, porøsiteten av den kunstige formasjon var ca. 47 %, og dens permeabilitet var ca. 1.100 mD. Formasjonsvannet A inneholdt ca. 20 % NaCl, 0,1 % KC1, 1,2 %

CaCl2 og 0,4 % MgCl2. Som polymer tjente hydroksyetylcellulose (0,25 %'s oppløst i formasjonsvann A, viskositet ved 25°C ca.

60 mPa-s). Som råolje ble der anvendt en olje med parafin-

innhold (paraffinbasisches 01) og nD 20 ~ 1,486, d-,Q ~ 0,863 g/cm<3 >og n2ø~ 19 mPa-s. Av 172 ml olje som ble flømmet inn i sandfyllingen som emulsjon, var det mulig å fraskille 1,6 ml og utvinne 117 ml i emulgert form. Der ble imidlertid bare utflømmet 3,6 g tensid. I sandfyllingen var det mulig analyttisk å påvise 46 ml råolje og 5,4 tensid som var relativt jevnt fordelt.

Eksempel 2

En kunstig formasjon som i Eksempel 1 ble fremstilt og mettet med formasjonsvann A. Deretter ble permeabiliteten målt. Formasjonen ble så mettet med råolje A, idet samtidig heftvanninnholdet ble bestemt. Nå begynte man vannflømming med en flømme-hastighet på ca. 2 m/d. Etter innflømming av ca. 1,5 PV formasjonsvann, hvorunder der ble oppnådd en utvanningsgrad på 98-100 %,

ble emulsjonen injisert som plugg. Deretter ble polymeropp-løsningen (0,4 PV) og ca. 3,0 PV formasjonsvann injisert som plugger. Tensidflømmingen, polymerflømmingen og den etter-følgende etterflømming med formasjonsvann fant sted med en flømmehastighet på ca. 1 m/d.

Porøsiteten av formasjonen utgjorde 49 %, permeabiliteten 1.600 mD, heftvanninnholdet 26 % og reservoartemperaturen 46°C.

0,44 PV av en emulsjon (råolje A og formasjonsvann A i et faseforhold på 1:1, 10,1 g (6,6 % regnet på den vandige fase) karboksymetylert nonylfenoloksetylat med 5,5 mol etenoksyd pr. mol, karboksymetyleringsgrad ca. 80 %) ble anvendt. PIT av denne

emulsjon utgjorde 49°C. Ved vannflømmingen ble der oppnådd en oljeutvinning på 76 % som etter ytterligere 1,3 PV etter begynnelse av emulsjonsflømmingen kunne økes med 24 % til 100 %

samlet oljeutvinning, samtidig som utvanningen gikk tilbake til verdier på 40 %. Under transporten av den oljebank som ble transportert av emulsjonen, ble der målt en midlere trykkgradient på 0,5 bar/m.

4,5 g tensid relativt jevnt fordelt over sandfyllingen ble påvist analyttisk.

Eksempel 3 ( sammenligningseksempel)

I dette eksempel blir tertiæroljeutvinningen oppnådd ved normal tensidflømming.

En formasjon ble fremstilt som i Eksempel 2, fuktet med formasjonsvann A og mettet med råolje A (porøsitet 48 %, permeabilitet 1.200 mD, heftvanninnhold 24 %, reservoartemperatur 44°C). Vannflømmingen førte til en oljeutvinning på maksimalt 77 %. Ved innflømming av 0,2 PV tensidoppløsning (10,3 g karboksymetylert nonylfenoloksyetylat med ca. 5,5 mol etenoksyd pr. mol, CM = ca. 80 %, dispergert i formasjonsvann A, PIT av råoljeemulsjonen 49°C), etterfølgende polymeroppløsning og formasjonsvann som i Eksempel 2 var det mulig å øke oljeutvinningen med 19 % til 9 6 % etter ytterligere 1,4 PV etter begynnelse av tensidflømmingen. Under transporten av den av tensidet frembragte oljebank i formasjonen ble der målt en midlere trykkgradient på 0,6 bar/m. Etter flømmeforsøket ble der fastslått en tensid-mengde på 7,3 g i den kunstige formasjon. Dette er en tydelig høyere tilbakeholdt mengde enn i Eksempel 2.

Eksempel 4 ( sammenligningseksempel)

Dette sammenligningseksempel ble gjennomført ved praktisk talt identiske betingelser, stoffer og fremgangsmåtetrinn som i Eksempel 1, men ved en innstilt reservoartemperatur på 6 0°C

(PIT utgjorde 49°C som i Eksempel 2). Ved vannflømming ble der oppnådd en oljeutvinning på 76 %, som etter ytterligere 1,2 PV etter begynnelse av emulsjonsflømmingen kunne økes til 100 % samlet oljeutvinning. Imidlertid ble der herunder målt en midlere trykkgradient på 19 bar/m.

En slik trykkgradient ville ved overføring til feltet føre til trykk langt over det petrostatiske trykk og dermed utelukke anvendelse av tensidene ved tertiær jordoljeutvinning.

Eksempel 5

Dette eksempel ble gjennomført ved praktisk talt de samme betingelser og fremgangsmåtetrinn som i Eksempel 2, men med 0,5 PV av en emulsjon bestående av 86 % n-dodekan og 14 % toluen (vektprosent), formasjonsvann A (faseforhold 1:1) og 12 g (6,6 %) karboksymetylert nonylfenoloksetylat med 5,5 mol etenoksyd pr. mol og. en karboksymetyleringsgrad på ca. 8 0 %. Reservoartemperaturen var 46°C. Faseinversjonstemperaturen av både den injiserte emulsjon og reservoarsystemet A var 49°C. Ved vann-flømming ble der oppnådd en oljeutvinning på 78 %, som etter ytterligere 1,2 PV etter begynnelse av emulsjonsflømmingen ble økt til 100 % samlet oljeutvinning. Under tertiæroljeutvinningen ble der målt en midlere trykkgradient på 0,8 bar/m.

Eksempel 6

En tett pakket kunstig formasjon ble fremstilt analogt med Eksempel 2, fuktet med formasjonsvann A og mettet med råolje A (porøsitet 42 %, permeabilitet 310 mD, 26 % heftvanninnhold, reservoartemperatur 53°C). Etter vannflømmingen, som førte til en oljeutvinning på 69 %, ble der injisert en emulsjonsplugg på 0,25 PV bestående av råolje A, formasjonsvann A (faseforhold 1:1) og 5,3 g karboksymetylert nonylfenoloksetylat (6,6 %) med ca. 6 mol etenoksyd pr. mol og en karboksymetyleringsgrad på

99 % (PIT av råoljeemulsjonen 56°C) med en flømmehastighet på

ca. 1,1 m/d. Etter denne emulsjonsplugg ble der som i Eksempel 2 injisert 0,4 PV polymeroppløsning og ca. 3 PV formasjonsvann. Ved hjelp av emulsjonen ble der etter ca. 1,3 PV etter begynnelse av emulsjonsflømmingen oppnådd en samlet oljeutvinning på 100 %. Under transporten av oljebanken gjennom formasjonen ble der registrert en midlere trykkgradient på ca. 1,5 bar/m. Etter flømmingen ble der påvist 3,2 g tensid som var jevnt fordelt over sandfyllingen.

Eksempel 7

En formasjon i likhet med i Eksempel 6 (porøsitet 42 %, permeabilitet 240 mD) ble fuktet med formasjonsvann B og deretter mettet med råolje B. Heftvanninnholdet utgjorde 26 % og temperaturen 41°C. Etter flømming med formasjonsvann B, noe som førte til en oljeutvinning på 68 % ble der injisert en emulsjonsplugg på 0,3 PV bestående av råolje B, formasjonsvann B (faseforhold 1:1) og 7 g karboksymetylert nonylfenoloksetylat (6,6 %) med ca. 5 mol etenoksyd pr. mol og en karboksymetyleringsgrad på 97 % (PIT av råoljemeulsjonen 43°C) med en flømmehastighet på 1,2 m/d. I analogi med Eksempel 2 ble der deretter injisert en polymerplugg og deretter flømmet med formasjonsvann B. Ved hjelp av emulsjonen ble ,der etter ca. 1 PV etter begynnelse av emulsjonsflammingen oppnådd en samlet oljeutvinning på 100 %, samtidig som utvanningen gikk tilbake til 2 0 %. Der ble målt en midlere trykkgradient på ca. 2 bar/m.

Formasjonsvannet B inneholdt ca. 10 % NaCl, 2,2 % CaCl,,,

0,5 % MgCl2 og små mengder HC1 og SrCl,,. Råolje B inneholder parafin (ist paraffinbasisch) og har følgende verdier: n^° = 1,480, densitet ^20 «0,86, viskositet n2Q «9 mPa•s.

Eksempel 8

En formasjon i likhet med i Eksempel 2 (porøsitet 43 %, permeabilitet 1.400 mD) ble fuktet med formasjonsvann A og deretter mettet med råolje A. Heftvanninnholdet utgjorde 27 %, og forsøks-temperaturen var 54°C. Etter flømming med formasjonsvann, noe som førte til en oljeutvinning på 73 %, ble der injisert en emulsjonsplugg på 0,3 PV bestående av råolje A, formasjonsvann A (fase-

forhold 1:1) og 7,3 g (6,6 %) karboksymetylert alfol-1,2,1,4-

oksetylat med 4,5 mol etenoksyd pr. mol (CM = 94 %, PIT = 56°C)

med en flømmehastighet.på 1,2 m/d, hvoretter der analogt med i Eksempel 1 ble tilført 0,4 PV polymeroppløsning og ca. 3 PV formasjonsvann. Som følge av emulsjonen ble der oppnådd en samlet oljeutvinning på 100 % etter ca. 1,3 PV. Der ble målt en midlere trykkgradient på ca. 0,9 bar/m.

Eksempel 9

En formasjon i likhet med i Eksempel 2 (porøsitet 41 %, permeabilitet 650 mD) ble fuktet med formasjonsvann A og deretter mettet med råolje A. Heftvanninnholdet utgjorde 21 %, og forsøks-temperaturen var 61°C. Etter flømming med formasjonsvann, noe som førte til en oljeutvinning på 68 %, ble der injisert en emulsjonsplugg på 0,3 PV bestående av råolje A, formasjonsvann A (faseforhold 1:1) og 7,2 g (6,6 %) karboksymetylert alfol-16-

oksetylat med 7 mol etenoksyd pr. mol (CM = 9 0 %, PIT = 65°C)

med en flømmehastighet på 1,2 m/d etterfulgt av 0,4 PV polymeroppløsning - se Eksempel 1 - og ca. 3 PV formasjonsvann A.

En samlet oljeutvinning på 87 % ble oppnådd, og den midlere trykkgradient utgjorde 0,8 bar/m.

Transporten av tertiæroljen fant i Eksemplene 2-9 sted

langt på vei emulsjonsfri da tensidgjennombruddet først fant sted etter utflømming av oljebanken.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte til utvinning av tilnærmelsesvis emulsjonsfri olje fra et underjordisk reservoar med midlere eller høy salinitet ved injisering av en emulsjon i en injeksjonsboring, karakterisert ved at der som emulgator anvendes karboksymetylert oksetylat med formelen

hvor R betyr et alifatisk radikal med lineær eller forgrenet kjede og 6-20 karbonatomer eller et eventuelt disubsituert alkyl-aromatisk radikal med 3-14 karbonatomer i alkylgruppen, n betyr 1-30 og M betyr et alkali- eller jordalkalimetallion eller ammonium, idet oksetylatet er slik valgt at faseinversjonstemperaturen for systemet reservoarolje/formasjonsvann/tensid/ eventuelle tilsetninger ligger 0-10°C over temperaturen i reservoaret.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at oksetylatet er slik valgt at faseinversjonstemperaturen for systemet råolje/formasjonsvann/tensid/ eventuelle tilsetninger ligger 1-5°C over temperaturen i reservoaret.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at der anvendes emulgatorkonsen-trasjoner på 0,1-30 %, regnet på den vandige fase.

4. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at formasjonsvannet anvendes som den vandige fase i emulsjonen og råoljen i lager-reservoaret anvendes som den organiske fase.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, karakteri- sert ved at der som tilsetninger anvendes jordalkalisalter som er oppløselige i formasjonsvann i mengder på 0,1-3 %.

6. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at oksetylatet er slik valgt at faseinversjonstemperaturen for den emulsjon som skal injiseres, ligger 0-10°C over temperaturen i reservoaret.

7. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at formasjonsvann i en mengde på 0,05-4 PV presses inn i reservoaret før injisering av emulsjonen.

8. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at formasjonsvann presses inn i reservoaret etter injisering av emulsjonen.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 8, karakterisert ved at viskositetsøkende polymer tilsettes formasj onsvannet.

10. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at blandingsforholdet mellom anionisk og ikke-ionisk tensid i det som tensid anvendte karboksymetylerte oksetylat ligger på mellom 100:0 og 40:60.

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at blandingsforholdet ligger på mellom 100:0 og 70:30.