The Effect of Hydrogen Sulfide Concentration on Gel as Water Shutoff Agent Effet de la concentration en sulfure d'hydrogène sur un gel utilisé en tant qu'agent de traitement des venues d'eaux

Abstract

For drilling and water shutoff of oil and gas reservoirs containing hydrogen sulfide (H2S), the effects of H2S on widely used gel as water shutoff agents are studied. The gels include Na2Cr2O7/Na2SO3/HPAM gel, Na2Cr2O7/(NH2)2CS/HPAM gel, Cr(III)-acetate & Cr(III)-lactate/HPAM gel and phenol formaldehyde resin/HPAM gel. The results show that: for Na2Cr2O7/Na2SO3/HPAM gel and Na2Cr2O7/(NH2)2CS/HPAM gel, the H2S as reducing agent (the reducibility is more efficient than that of Na2SO3and (NH2)2CS) can reduce Cr(VI) into Cr(III) and accelerate crosslinking reaction with HPAM in low concentration of H2S, while it can react with Cr(III) generating Cr2S3 precipitation in high concentration of H2S, for which the bulk gel can not form without Cr(III); for Cr(III)-acetate & Cr(III)-lactate/HPAM gel, H2S can prolong the gelation time and reduce the gel strength by decreasing pH value; for phenol formaldehyde resin/HPAM gel, H2S can slightly prolong the gelation time and slightly reduce the gel strength by decreasing pH value. Therefore, according to the comprehensive investigations of the effects of H2S on gel as water shutoff agents, the phenol formaldehyde resin/HPAM gel is recommended as the water shutoff agents suitable for oil and gas reservoir containing H2S. Pour le forage et le traitement des venues d’eau dans des réservoirs d’huile et de gaz contenant du sulfure d’hydrogène (H2S), les effets de l’H2S sur les gels couramment utilisés pour le traitement des venues d’eau sont étudiés. Les gels incluent un gel de Na2Cr2O7/Na2SO3/HPAM, un gel de Na2Cr2O7/(NH2)2CS/HPAM, un gel d’acétate de Cr(III) & lactate de Cr(III)/HPAM et un gel à base de résine de phénol formaldéhyde/HPAM. Les résultats montrent que : pour un gel de Na2Cr2O7/Na2SO3/HPAM et un gel de Na2Cr2O7/(NH2)2CS/HPAM, l’H2S en tant qu’agent réducteur (la réductibilité est plus efficace que celle du Na2SO3et du (NH2)2CS) peut réduire le Cr(VI) en Cr(III) et accélérer la réaction de réticulation avec le HPAM en présence d’une faible concentration en H2S, tandis qu’il peut réagir avec le Cr(III) en produisant un précipité de Cr2S3en présence d’une concentration élevée en H2S, ce pour quoi le gel en masse ne peut se former sans Cr(III); pour un gel d’acétate de Cr(III) & lactate de Cr(III)/HPAM, H2S peut prolonger le temps de gélification et réduire la résistance du gel par diminution de la valeur du pH; pour un gel à base de résine de phénol formaldéhyde/HPAM, H2S peut prolonger légèrement le temps de gélification et réduire légèrement la résistance du gel par diminution de la valeur du pH. De ce fait, selon les études complètes des effets de l’H2S sur des gels utilisés en tant qu’agent pour le traitement des venues d’eau, le gel de résine de phénol formaldéhyde/HPAM est recommandé dans les réservoirs d’huile and gaz contenant de l’H2S.