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Tutorial MenueAcrylpolymereLerneinheit 5 von 6

Polyacrylamid

Wasserlösliche Polymere in der Ölförderung

Forcierte Ölförderung

Erdöl wird oft aus den Poren einer Felsmatrix in Schichtgesteinen gewonnen. Dort steht es unter starkem Druck. Wird eine solche Ölquelle angezapft, so schießt zunächst das Erdöl (und Erdgas) hervor, bis der Druck ausgeglichen ist. Das dann noch vorhandene Erdöl muss durch Pumpen gefördert werden. Auf diese Weise werden etwa 15 bis 20 % eines Vorkommens gewonnen. Dies wird als Primärförderung bezeichnet.

Schließlich ist der Druckabfall so stark, dass das Öl nicht mehr aus dem Reservoir zum Bohrloch hinfließt. Um den Druck in der öltragenden Schicht zu erhöhen, werden an anderer Stelle Löcher gebohrt, durch die Wasser eingepresst wird. Dies ist die Sekundärförderung, die weitere 10 bis 20 % des Ölvorkommens erschließt.

Wasser tendiert allerdings dazu, in porösen Zonen, Rissen oder Kanälen zu versickern. Dadurch kann ein Teil des Öls nicht genutzt werden. Die Effizienz des Verfahrens kann durch den Einsatz wasserlöslicher Polymere gesteigert werden. Dies beruht auf zwei Prinzipien:

  1. Erhöhung der Viskosität des Wassers Die Beweglichkeit von Wasser und Öl kann angeglichen werden, wenn man die Viskosität des Wassers erhöht. Dies steigert die Effektivität der Erdölaustreibung. Die Beweglichkeit hängt auch noch von der Permeabilität des Systems ab, in dem sich das fließende Medium bewegt. Das schnell fließende System (Wasser) neigt im Normalfall dazu, sich durch das weniger bewegliche (Öl) hindurch zu bewegen, das dann zurückbleibt. Dieses Phänomen wird als "Fingering" bezeichnet. Es kann dazu führen, dass schließlich pures Wasser in die Förderbohrungen eindringt (water coning).
  2. Verringerung der Permeabilität des Gesteins Dies kann durch Zusätze erreicht werden, die sich auf der Gesteinsoberfläche festsetzen und sie dadurch undurchlässig machen.

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Abb.1
Forcierte Ölförderung: mit und ohne Polymerzusatz

Beide Anforderungen werden durch Polyacrylamide erfüllt. Dabei werden auch partiell hydrolysierte Polymere oder Copolymere eingesetzt. Diese sind thermisch stabil bis 67 °C und auch in Salzlösungen mit Ca, Mg, Al, Fe in Abwesenheit von Sauerstoff beständig. Von Bakterien werden sie nur mäßig angegriffen. Nachteile von Polyacrylamid-Lösungen sind die relativ hohe Scherempfindlichkeit und Unbeständigkeit bei einer Kombination von hoher Salzkonzentration, Wasserhärte und Temperatur. Unter diesen Umständen findet schnell Hydrolyse statt, wobei sich Niederschläge mit zweiwertigen Kationen bilden können. Hier können so genannte HE-Polymere, also Copolymere für ungünstige Bedingungen (Hostile Environment) eingesetzt werden.

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