DD201478B1 - Bohrspuelung fuer tiefbohrungen - Google Patents

Description

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

Beim Abteufen tiefer Bohrungen mit anstehenden Salzhonzonten und hohen Gebirgstemperaturen werden an die Bohrspülung hohe Anforderungen gestellt Wäßrige Tonsuspensionen, die fur flache Bohrungen bzw in den oberen Bereichen tiefer Bohrungen zum Einsatz kommen, genügen den Anforderungen in größeren Teufen nicht mehr Infolge thermischen und Salzeinfluß kommt es zur Flockung des Tons und zur negativen Veranderung der Spulungseigenscharten Fur die Durchfuhrung von Tiefbohrungen werden zumeist wasserbasische Rezepturen angewandt, in denen die Tonsuspension durch Zusatz von Schutzkolloiden stabilisiert wird Zur Anwendung gelangen Starke und hauptsächlich Celluloseather wie Carboxymethylzellulose Diese Produkte sind auf Grund ihrer thermischen Instabilität nur bis zu bestimmten Teufen einsetzbar

Begrenzt wurden bisher Polymere auf der Basis von Acrylsäure und deren Derivate eingeführt, jedoch ist ihre Anwendung infolge der großen Empfindlichkeit gegenüber Hartebildnern des Wassers begrenzt Die Applikation dieser Polymere kann bis zu Temperaturen von 200⁰C erfolgen, |edoch fallen schon geringe Mengen von Ca-Ionen das Polyacrylat aus Polyacrylamide werden bei hohen Temperaturen und pH-Werten zu Polyacrylsäure hydrolysiert Die reinen kationenaktiven Schutzkolloide, wie ζ B Poly-N-vmylcarbonsaureamide, haben bisher keine praktische Bedeutung erlangt, da ihre Anwendung eine Umladung desSuspensionsteilchenszur Folge hat Es kommt wahrend des Bohrvorganges zur Tonflockung und zur Ausfallung des Beschwerungsmittel.

Es ι st weiterhin bekannt, Mischpolymerisate aus Polyacrylnitril und Vi nylsulfonsaure zu verwenden Der Einsatz dieser Stoffe hat sich in der Praxis nicht durchgesetzt, da diese Mischpolymerisate neben der guten Filtrationskontrolle die Thixotropie der Bohrspülung erniedrigen und somit deren Tragfähigkeit an Feststoffen nachteilig beeinflussen Diese Nachteile treten nicht auf, wenn Vinylsulfonsauren, Acrylsaureamide und N-Vmyl-N-Alkylcarbonamide als Mischpolymerisat Verwendung finden Dieses Additiv ist temperaturbeständig bis über 200⁰C und realtiv inert gegenüber allen in Bohrspülungen vorkommenden Ionen Nicht effektiv und nachteilig erweist sich der Einsatz des Additives in elektrolytfreien bzw -armen Bohrspülungen, da die Hydratisierung erbohrter Tone stimuliert wird, was ein nachteiliges Ansteigen der Viskositatsparameter der Spulung zur Folge hat

Es werden modifizierte Olefin/Maleinsaureanhydrid (MSA)-Copolymere in der Sa и ream idf orm als Filtratsenker fur Tonsuspensionen vorgeschlagen, deren besondere Wirksamkeit in der Ammoniumsalzform auftritt Es werden Copolymere mit Athen, Propen und Isobuten beschrieben und insgesamt Olefine mit C-Zahlen von 2-8 geschützt, wobei als Bedingung an diese Produkte spezifische Losungsviskositaten fur 1%ige Losungen im Dimethylformamid von 0,7-2,5 gefordert werden Olefin/MSA-Copolymere mit derartigen Viskositatswerten sind, mit Ausnahmen von Isobuten/MSA-Copolymeren, nur schwierig herzustellen Die nach diesem Patent beschriebenen Produkte weisen zusatzlich eine starke Empfindlichkeit gegenüber Ca- und Mg-Ionen auf, die beim Durchteufen von Anhydridschichten und Salzhorizonten in die Spulung gelangen Bei guter f ι itrat ι ons regulierend er Wirkung fuhren diese Produkte jedoch zu einer nachteiligen Beeinflussung der Spulungsparameter, insbesondere durch die Bildung sehr stabiler Schaume im salinaren Milieu Dadurch tritt ein Dichteabfall inderSpulungaufund es kommt zu Störungen im gesamten Bohrprozeß

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, einen Zusatz fur Tiefbohrspulungen zu finden, durch den die Filtration der Spulung gesenkt wird und somit die Tonsuspension stabilisiert wird Diese filtrationskontrollierende Wirkung soll auch im stark elektrolythaltigen Milieu und bei extremen Temperaturen erreicht werden und somit der Spulung in allen Parametern eine ausreichende Stabilität verleihen Dieser Zusatz soIl keine negativen Beeinflussungen auf die übrigen Spulungsschemikalien ausüben

Wesen der Erfindung

Es wurde gefunden, daß die dargelegte Zielstellung erreicht wird, wenn als Suspensionsstabilisatoren MSA-Copolymere von Olefinen und Vinylverbindungen eingesetzt werden, die durch Umsetzung mit Alkoholen partiell verestert wurden, wobei der Veresterungsgrad der Carboxylgruppen zwischen 0,10 und 0,75 variiert werden kann Diese Copolymerisate können sowohl als Alkali- als auch in Form der Ammoniumsalze über wäßrige Losungen bzw als Feststoff der wasserbasischen Tiefbohrspülung zugesetzt werden

Als geeignete Alkohole fur die Herstellung der Suspensionsstabilisatoren erwiesen sich Verbindungen mit C-Zahlen von 1-10 Gemischteveresterte MSA-Copolymere bringen ebenfalls die gewünschte Wirkung bei Konzentrationen zwischen 1 und 5% bezogen auf die Bohrspülung Die partiell veresterten MSA-Copolymere zeigen keine nachteilige Schaumbildung und beeinflussen insgesamt die Spulungsparameter positiv

Ausfuhrungsbeispiele

Die Temperaturbeständigkeit der Tonspulung wird nach dem FiItrationswert, gemessen bei 0,7 MPa über 30 Minuten, beurteilt Die abgegebene Filtratmenge ist bei hoher Thermostabilitat der Bohrspülung gering Fur die in den Aufuhrungsbeispielen 1 bis 3 aufgeführten MSA-Copolymere werden folgende Produkte ausgewählt

MSA-Copolymer I Propylen/MSA-Copolymerisat, verestert mit Propanol, Veresterungsgrad 0,5, Na-Salzform, Grenzviskositat

(η) in Methylethylketon bei 25 ⁰C 0,87 dl/g MSA-Copolymer Il Isobutylen/MSA-Copolymensat, verestert mit Propanol, Veresterungsgrad 0,63, Ammoniumsalzform,

Grenzviskositat /η/ 1,25 dl/g MSA-Copolymer III Gemisch aus 50 Teilen eines mit n-Butanol veresterten Athylen/MSA-Copolymensat und 50Teilen eines mit n-Propanol veresterten Propylen/MSA-Copolymeren, Veresterungsgrad jeweils 0,25, Na-Salzform,

/η/ 0,75/0,87 dl/g MSA-Copolymer IV a-Methylstyren/MSA-Copolymerisat, verestert mit Methanol (Veresterungsgrad 0,1) und n-Butanol

(Veresterungsgrad 0,42), K-Salzform, (η) 0,83 dl/g MSA-Copolymer V Isobutylvinylether/MSA-Copolymerisat, verestert mit n-Octanol, Veresterungsgrad 0,34, Ammomum-

Salzform,/η/ 1,12 dl/g MSA-Copolymer Vl Vinylacetat/MSA-Copolymerisat, verestert mit Äthanol, Veresterungsgrad 0,72, Na-Salzform /η 0,79 dl/g

Beispiel 1

Sußwasserspulung mit einem Gehalt an 6Gew -% Bentonit und 2 Gew -% Filtratsenker nach 8 h thermischer Belastung bei 220⁰C

Filtratsenker Filtration in ml

MSA-Copolymer I 15

MSA-Copolymer Il 16

MSA-Copolymer III 18

MSA-Copolymer IV 21

MSA-Copolymer V 19

MSA-CopolymerVI 17

Carboxymethylcellulose 110

Polymethacrylsaure/Acrylamid 48

Polyalkylammoniumchlorid 27

Beispiel 2

Salzgesattigte Bohrspülung mit einem Gehaltan 6Gew -% Bentonit, 2Gew -% Filtratsenker und 30 Gew -% Natriumchlorid nach 8h thermischer Belastung bei 22O⁰C

Filtratsenker Filtration in ml

MSA-Copolymer I 12

MSA-Copolymer Il 20

MSA-Copolymer IM 29

MSA-Copolymer IV 24

MSA-Copolymer V 17

MSA-CopolymerVI 19

Carboxymethylcellulose unkontrolliert

Polymethacrylsaure/Acrylamid 74

Polyalkylammoniumchlorid 110

Beispiel 3

Bohrspülung mit einem Gehalt an 6Gew -% Bentonit, 2Gew -% Filtratsenker und 1 Gew -% Calziumchlond nach 8h thermischer Belastung bei 200⁰C

Filtratsenker	Filtration in ml
MSA-Copolymer I	11
MSA-Copolymerll	11
MSA-Copolymer III	14
MSA-Copolymer IV	12
MSA-Copolymer V	17
MSA-Copolymer Vl	13
Carboxymethylcellulose	unkontrolliert
Polymethacrylsäure/Acrylamid	95
Polyalkylammoniumchlorid	35

Claims (1)

1. Verfahren zur Stabilisierung von Tiefbohrspulungen durch Zugabe von polymeren Suspensionsstabilisatoren in Mengen von 1-5%-auf Basis von Maleinsaureanhydridcopolymeren, die Olefine oder Vinylverbindungen als Comonomere enthalten und als wasserlösliche Polymere in der Alkali- oder Ammoniumsalzform vorliegen, gekennzeichnet dadurch, daß die Maleinsaureanhydrid-Copolymere durch Umsetzung der Anhydridgruppen mit Alkoholen der C-Zahlen 1 bis 10 partiell verestert vorliegen und der Veresterungsgrad, bezogen auf Carboxylgruppen, 0,1-0,75 betragt.

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Das Anwendungsgebiet betrifft Bohrspülungen, die гит Durch teufe η tief I legender toniger und salzhaltiger Form at ionen geeignet sind Sie bezieht sich auf die Anwendung in Bohrspülungen, insbesondere fur wasserbasische Tiefbohrspulungen zur Stabilisierung derTonsuspension und zur Regulierung der Filtration bei vorherrschend hohen Sohientemperaturen