Screening of organic acids suitable for stimulation treatments

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Autoren

Abstract

Karbonatgestein wird seit Jahrzehnten mittels einer Säuerungsrezeptur, deren Hauptbestandteil Salzsäure (HCl) ist, stimuliert. Die Gründe der häufigen Verwendung von Salzsäure sind einerseits die hohe Auflösungskapazität und andererseits die niedrigen Kosten der verwendeten Chemikalien. Da jedoch Salzsäure bei hohen Temperaturen ausgesprochen schnell abreagiert, ist die Eindringtiefe in etwaige Gesteinsformation limitiert. Zudem ist es als negativ zu betrachten, dass Salzsäure sehr korrosiv ist. Daraus ergibt sich ein Potential für die Verwendung von schwächeren Säuren. Diese Studie untersucht nun das Reaktionsverhalten verschiedener schwacher Säuren mit Karbonatgestein sowie das Korrosionsverhalten derselbigen. Des Weiteren wird überprüft, ob die Säuren als Hauptbestandteil für eine Säuerungsrezeptur geeignet sind. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Entscheidungsmatrix für die OMV Exploration & Production GmbH geschaffen, welche potentielle Säuren für Stimulationen identifiziert. Diese für die Studie entwickelte Matrix wurde hauptsächlich für organischen Säuren aber auch für potentiell verwendbare andere Säuren angewandt. Die ausgewählten Säuren wurden äquimolar einer 10%igen Salzsäure hergestellt und deren Verhalten bei unterschiedlichen Temperaturen untersucht. Für die Auflösungsversuche wurden Dolomit- und Kalksteinproben verwendet. Die Proben der reagierenden Säure wurden während der Auflösungsstudie in gleichbleibenden temporalen Abständen entnommen, um die Calciumkonzentration und Magnesiumkonzentration mittels Ionenchromatographie zu bestimmen. Die Ionenkonzentration gibt Aufschluss über das Reaktionsverhalten der Säure mit den Karbonatproben. Weiters wurde anhand des Massenverlustes von niedrig legierten Stahlproben die Korrosivität ermittelt. Die Auflösungsstudie zeigt, dass die schwächeren organischen Säuren nicht vollständig dissoziieren und somit weniger Karbonatgestein auflösen können als Salzsäure. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass bei höherer Temperatur die Reaktion beschleunigt abläuft. In der Korrosionsstudie konnte demonstriert werden, dass der Gewichtsverlust und somit die Korrosionsrate der schwachen organischen Säuren weitaus geringer ist als jene der Salzsäure. Im Gegensatz hierzu weisen die stärkeren organischen Säuren jedoch einen höheren Massenverlust und eine höhere Korrosionsrate verglichen zu Salzsäure auf.

Details

Titel in ÜbersetzungUntersuchung von organischen Säuren zur Produktions- und Injektionsstimulation
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung19 Okt 2018
StatusVeröffentlicht - 2018