Laboratoryjna ocena modyfikacji przepuszczalności skaty zbiornikowej za pomocą cieczy na bazie krzemianu sodu

• Autorzy: Cicha-Szot R. , Majkrzak M. , Mroczkowska-Szerszeń M. , Falkowicz S.

Warianty tytułu

EN

Experimental evaluation of permeability reduction through external catalysis of sodium silicate solutions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jednym z problemów podczas eksploatacji złóż węglowodorów jest wysoka produkcja wody złożowej z odwiertów ropnych lub gazowych. Ma to wpływ na ekonomikę procesu ich wydobycia, a tym samym na czas funkcjonowania odwiertów produkcyjnych o dużym zawodnieniu. By ograniczyć produkcję wody z tych odwiertów, stosuje się zabiegi mające na celu ograniczenie przepuszczalności za pomocą zatłaczanych środków chemicznych lub izolację w sposób mechaniczny ścieżek dopływu wody. Żele krzemianowe stanowią przyjazny dla środowiska zamiennik powszechnie stosowanych żeli polimerowych. W artykule przedstawiono laboratoryjną ocenę modyfikacji przepuszczalności skal zbiornikowych. W celu zrozumienia mechanizmu utraty przepuszczalności zostały wykonane badania interakcji cieczy zabiegowej z minerałami zawartymi w skale. Zmiany w strukturze zarówno żelu, jak i skały były analizowane z pomocą spektroskopii w podczerwieni FTIR.

EN

Water is commonly co-produced with the hydrocarbons saturating reservoir rock. Excessive water production is prevalent in mature fields and can have an impact on the profitability of oil and gas assets. Therefore, in order to mitigate water related issues, there is a need to use mechanical or chemical conformance technologies. One of the environmentally friendly alternatives for commonly used polymers are silicate systems. This paper presents evaluation of silicate gels as a water shut-off agent. In order to understand the permeability reduction phenomenon, interactions between treatment fluid and minerals were determined. The changes in gel structure were analyzed using FTIR technique.

Słowa kluczowe

PL

krzemiany; modyfikacja przepuszczalności; FTIR

EN

silicates; permeability modification; FTIR

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 70, nr 9
• Strony: 599--607
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., il.

Twórcy

autor

Cicha-Szot R.

• Marcin MAJKRZAK Zakład Inżynierii Naftowej. Instytut Nafty i Gazu — Państwowy Instytut Badawczy ul. Lubicz 25A 31-503 Kraków

autor

Majkrzak M.

• Zakład Inżynierii Naftowej. Instytut Nafty i Gazu — Państwowy Instytut Badawczy ul. Lubicz 25A 31-503 Kraków

autor

Mroczkowska-Szerszeń M.

• Zakład Geologii i Geochemii. Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy ul. Lubicz 25A 31-503 Kraków

autor

Falkowicz S.

• Zakład Inżynierii Naftowej. Instytut Nafty i Gazu — Państwowy Instytut Badawczy ul. Lubicz 25A 31-503 Kraków

Bibliografia

• [1] Busey R. H., Mesmer R. E.: lonization equilibriums of silicic acid and polysilicate formation in aqueous sodium chloride solutions to 300°C. Inorg. Chem. 1977, vol. 16, no. 10, pp. 2444-2450.
• [2] Cai P., Zheng H., Wang C., Ma H., Hu J., Pu Y., Liang P.: Competitive adsorption characteristics of fluoride and phosphate on calcined Mg-Al-CO3 layered double hydroxides. J. Hazard. Mater. 2012, vol. 213-214, pp. 100-108.
• [3] Carroll D., Starkey H. C.: Reactivity of Clay Minerals with Acids and Alkalies. Clays Clay Miner. 1971, vol. 19, pp. 321-333.
• [4] Chermak J. A.: Low Temperature Experimental Incestigation of the Effect of High pH KOH Solutions on the Opalinus Shale, Switzerland. Clays Clay Miner. 1993, vol. 41, no. 3, pp. 365-372.
• [5] Cicha-Szot R., Falkowicz S.: Wplyw modyfikatora na wlasciwosci wiskoelastyczne zeli krzemianowych. Nafta-Gaz 2010, nr 12, s. 1102-1108.
• [6] Cicha-Szot R., Falkowicz S.: Wplyw pH na wlasciwosci wiskoelastyczne oraz kurczliwosc zeli krzemianowych. Przemysł Chemiczny 2012, t. 91, nr 1, s. 95-99.
• [7] Curtice R., Dalrymple E.: Just the cost of doing business? World Oil Mag. 2004, vol. 225, no. 10, pp. 77-78.
• [8] Kazempour M., Manrique E. J., Alvarado V., Zhang J., Lantz M.: Role of active clays on alkaline-surfactant-polymer formulation performance in sandstone formations. Fuel 2013, vol. 104, pp. 593-606.
• [9] Korzeniowska M.: Wplyw struktury uwodnionego krzemianu sodu jako spoiwa mas formierskich na wlasnosci zelu krzemionkowego w wysokich temperaturach. Akademia Górniczo-Hutnicza, 2008.
• [10] Kouassi S. S., Tognonvi M. T., Soro J., Rossignol S.: Consolidation mechanism of materials obtained from sodium silicate solution and silica-based aggregates. J. Non. Cryst. Solids 2011, vol. 357, no. 15, pp. 3013-3021.
• [11] Lakatos I., Szentes G., Vago A.: Improvement of Silicate Well Treatment Method by Nanoparticle Fillers. SPE International Oilfield Nanotechnology Conference 2012, pp. 1-19.
• [12] Madejova J., Komadel P.: Baseline Studies of the Clay Minerals Society Source Clays: Infrared Methods. Clays Clay Miner. 2001, vol. 49, no. 19, pp. 410-432.
• [13] Marwood M., Doepper R., Renken A.: In-situ surface and gas phase analysis for kinetic studies under transient conditions The catalytic hydrogenation of CO2. Appl. Catal. A Gen. 1997, vol. 151, no. 1, pp. 223-246.
• [14] Moolenaar R. J., Evans J. C., McKeever L. D.: The structure of the aluminate ion in solutions at high pH. J. Phys. Chem. 1970, vol. 74, no. 20, pp. 3629-3636.
• [15] Mroczkowska-Szerszen M., Kowalska S., Przelaskowska A.: Zastosowanie analizy spektroskopowej w podczerwieni w badaniach skal z pogranicza diagenezy i anchimetamorfizmu. Nafta-Gaz 2012, nr 12, s. 949-958.
• [16] Mungan N.: Permeability reduction through changes in pH and salinity. J. Pet. Technol. 1965, vol. 17, no. 12, pp. 1449-1453.
• [17] Nordström J., Nilsson E., Jarvol P., Nayeri M., Palmqvist A., Bergenholtz J., Matic A.: Concentration- and pH-dependence of highly alkaline sodium silicate solutions. J. Colloid Interface Sci. 2011, vol. 356, no. 1, pp. 37-45.
• [18] Nordström J., Sundblom A., Jensen G. V., Pedersen J. S., Palmqvist A., Matic A.: Silica/alkali ratio dependence of the microscopic structure of sodium silicate solutions. J. Colloid Interface Sci. 2013, vol. 397, pp. 9-17.
• [19] Oliveira A. A. R. de, Gomide V. S., Fatima Leite M. de: Effect of Polyvinyl Alcohol Content and After Synthesis Neutralization on Structure, Mechanical Properties and Cytotoxicity of Sol-Gel Derived Hybrid Foams. Mater. Res. 2009, vol. 12, no. 2, pp. 239-244.
• [20] Song Y.-C., Eom H.-J., Jung H.-J., Malek M. A., Kim H. K., Geng H., Ro C.-U.: Investigation of aged Asian dust particles by the combined use of quantitative ED-EPMA and ATR-FTIR imaging. Atmos. Chem. Phys. 2013, vol. 13, no. 6, pp. 3463-3480.
• [21] Sydansk R. D.: Elevated-Temperature Caustic/Sandstone Interaction: Implications for Improving Oil Recovery. SPE J. 1982, August, pp. 453-462.
• [22] Thornton S. D.: Role of Silicate and Aluminate Ions in the Reaction of Sodium Hydroxide With Reservoir Minerals. SPE Reserv. Eng., 1988, November, pp. 1153-1160.
• [23] Tognonvi M. T., Rossignol S., Bonnet J.-R: Effect of alkali cation on irreversible gel formation in basic medium. J. Non. Cryst. Solids 2011, vol. 357, issue 1, pp. 43-49.

Uwagi

PL

Artykuł powstał na podstawie pracy badawczej pt. Technologia likwidacji wodoprzepuszczalności słabo przepuszczalnych warst wodonośnych z wykorzystaniem procesu karbokatalizy krzemianu sodu - nr umowy PBS/1/A2/1/2012 oraz pracy statutowej pt. Określenie wpływu budowy chemicznej żelu krzemianowego na skuteczność ograniczenia przepuszczalności skały zbiornikowej - praca INiG na zlecenie MNiSW, nr archiwalny: DK-4100-21/13.