DE102006029265A1 - Verwendung von Dicarbonyl-Verbindungen zur Erhöhung der Temperaturstabilität von Biopolymeren bei der Erdöl- und Erdgasexploration - Google Patents

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Abstract

Beansprucht wird die Verwendung von Dicarbonyl-Verbindungen zur Erhöhung der Temperaturstabilität von Biopolymeren in wässrigen Flüssigphasen bei der Erdöl- und Erdgasexploration. Bei der Biopolymer-Komponete handelt es sich vorzugsweise um fermentativ hergestellte Polysaccharide, wie z. B. Scleroglucan oder Welan-Gum. Die wässrige Flüssigphase stellt typischerweise eine Bohrspülung dar, die auch hohe Salzkonzentrationen enthalten kann ("brines"). Als besonders geeigneter Vertreter der Dicarbonyle ist das Glyoxal zu nennen. Dieses kann entweder der Flüssigphase zugemischt werden oder bevorzugt aber auch bereits im Verlauf der Herstellung des Biopolymers mit eingearbeitet werden. Die erfindungsgemäße Verwendung zeigt ihre Vorteile insbesondere bei Temperaturen in der Gesteinsformation, die über 250° Fahrenheit liegen.

Description

  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Dicarbonyl-Verbindungen zur Erhöhung der Temperaturstabilität von Biopolymeren in wässrigen Flüssigphasen bei der Erdöl- und Erdgasexploration.
  • Biopolymere insbesondere fermentativen Ursprungs, wie z.B. Scleroglucan, Xanthan Gum, Succinoglycan, Diutan oder Welan Gum werden zur Viskositätsbildung in wässrigen Flüssigphasen weitverbreitet eingesetzt; so zum Beispiel in kosmetischen Produkten oder allgemein in der Lebensmittelindustrie. Unabhängig von den verschiedenen Anwendungsgebieten steht häufig die scherverdünnende und/oder thixotrope Verdickung der jeweiligen Flüssigphase im Vordergrund.
  • Unter den technischen Anwendungen von Biopolymeren ist an erster Stelle die Rheologiesteuerung von Bohrflüssigkeiten bei der Exploration von Erdöl und Erdgas zu nennen. Dem Fachmann ist bekannt, dass gerade scherverdünnende Bohrspülungen den Austrag des erbohrten Materials aus dem Bohrloch in sehr effizienter Weise unterstützen. Dabei kommt den Biopolymeren in den unterschiedlichen Bohranwendungen eine unterschiedliche Bedeutung zu: Neben der genannten Verbesserung der Tragkraft bei gleichzeitig guter Pumpbarkeit können scherverdünnende Fluide auf Biopolymer-basis auch den Filtratverlust reduzieren, Bodenformationen stabilisieren sowie ein einfaches Abtrennen des Bohrkleins aus dem Bohrkreislauf unterstützen.
  • In der Praxis werden Biopolymere besonders häufig als Verdickungsmittel für feststofffreie Bohrspülungen, so genannte „Drill-In Fluids", verwendet. Im Gegensatz zu wässrigen Tonsuspensionen vermeiden Biopolymer-basierte „Drill-In Fluids" eine Schädigung der Trägerformation, woraus letztlich eine höhere Produktivität der Öl- oder Gasquelle resultiert. Des weiteren sind Biopolymere häufig essentieller Bestandteil so genannter „Spacer Fluids", die im Vorfeld der Bohrlochzementierung eingesetzt werden, um ein optimales Anbinden des Zements an der Bohrlochwand zu gewährleisten.
  • Entsprechend diesem breiten Anwendungsspektrum werden im vorliegenden Zusammenhang unter "wässrigen Flüssigphasen" auch solche verstanden, die neben Frischwasser oder Meerwasser eine Reihe weiterer Haupt- oder Nebenkomponenten enthalten können; dies schließt auch salzhaltige Systeme (sog. „Brines") sowie komplexere Bohrspülungen, wie z.B. Emulsionen oder Invertemulsionen, die auch zu großen Anteilen eine Ölkomponente enthalten können, mit ein.
  • Nach dem bisherigen Stand der Technik sind nur bestimmte Biopolymere für bohrtechnisch durchaus übliche Hochtemperaturanwendungen im Bereich ≥ 250°F geeignet. Vorrangig zu nennen sind hierbei Scleroglucan und Welan Gum. Im Vergleich zu Xanthan Gum weisen diese speziellen Polysaccharide in der Regel eine deutlich höhere Temperaturstabilität auf, die je nach Einsatzbedingungen üblicherweise 50 bis 100°F über der Grenze von Xanthan Gum liegt. Hinzu kommt, dass das vergleichsweise preiswerte Xanthan Gum zumeist schon bei Temperaturen deutlich kleiner 250°F (im Allgemeinen ab 160°F) drastisch an rheologischer Performance verliert. Noch bevor es zu einem thermischen Abbau der Xanthan Gum Moleküle kommt, wird hierbei die Strukturviskosität „spontan" durch die Brownsche Molekularbewegung geschwächt.
  • Grundsätzlich erfolgen der Abbau der Biopolymerketten und deren viskositätsgebenden Eigenschaften mit dem zeitlichen Verlauf und in Abhängigkeit vom Temperaturprofil im Bohrverlauf. Auch die genaue Zusammensetzung der Flüssigphase ist von Bedeutung. So ist bekannt, dass hohe Salzgehalte den abträglichen Effekt verstärken, während andererseits geringe Dosierungen bestimmter Salze einen bedingt stabilisierenden Einfluss haben. Solche so genannten "Oxygen Scavenger" bzw. Reduktionsmittel wie z.B. Natriumsulfit, Natriumbisulfit oder Formiatsalze werden in der Praxis häufig eingesetzt. Des weiteren ist bekannt, dass so genannte Redoxkatalysatoren bzw. Radikalmediatoren wie z.B. FeII, CoII oder NiII die Wirkung der genannten "Oxygen Scavenger" unterstützen. Vermutlich ist deren Anwesenheit für den Wirkmechanismus einer Redoxreaktion mit gelöstem Sauerstoff sogar zwingend erforderlich.
  • Der Einsatz von Aminen als „Thermal Extender" für Hydroxyethylcellulose (HEC) ist in WO 02/099258 A1 vorbeschrieben, wobei auch die Verwendung in Kombination mit Xanthan Gum erwähnt wird.
  • Festzuhalten bleibt, dass die genannten Stabilisierer stets nur graduelle Effekte bewirken, was in Abhängigkeit vom eingesetzten Biopolymer eine nur relative Verbesserung bedingt. Dies bedeutet einerseits, dass Xanthan Gum auch im Beisein solcher Stabilisierer gemäß Stand der Technik nicht das Niveau der anderen genannten Biopolymere erreicht. Andererseits bedeutet dies aber auch, dass für diese „höherwertigen" Biopolymere wie Scleroglucan und Welan Gum ebenfalls obere Temperaturgrenzen existieren.
  • Dem gegenüber steht der Trend, immer tiefer nach Öl oder Gas zu bohren, wobei die verwendete Bohrflüssigkeit immer höheren Temperaturen standhalten muss.
  • Der vorliegenden Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, neue Verbindungen zur Erhöhung der Temperaturstabilität von Biopolymeren in wässrigen Flüssigphasen bei der Erdöl- und Erdgasexploration bereitzustellen. Jede Erhöhung der oberen Temperaturgrenze und eine damit verbundene Aufweitung des möglichen Anwendungsbereichs ist aus Sicht des Fachmanns als substanzieller Fortschritt zu werten.
  • Gelöst wurde diese Aufgabe durch die Verwendung von Dicarbonyl-Verbindungen.
  • Überraschenderweise wurde gefunden, dass Dicarbonyl-Verbindungen in der Lage sind, die Temperaturstabilität von Biopolymeren zu erhöhen. So wird bereits mit der einfachen binären Mischung von z.B. Scleroglucan und einem Dialdehyd ein merklicher Effekt erzielt. Insbesondere wird aber durch Kombination mit einem bekannten Stabilisierer wie z.B. Natriumbisulfit eine Aufweitung der oberen Temperaturgrenze erreicht. Dieser Effekt der Dicarbonyle ist umso erstaunlicher, als diese Verbindungen aufgrund ihrer chemischen Struktur und Reaktionsmöglichkeiten nicht der bekannten Kategorie der Reduktionsmittel bzw. „Oxygen Scavenger" zuzuordnen sind und auch nicht als pH-Puffer im Sinne der bereits genannten Amine wirken. Es ist davon auszugehen, dass Dicarbonyle allgemein und insbesondere das Glyoxal mit den ROH Gruppen der polysaccharidischen Biopolymere Acetale und Halbacetale bilden. Es ist zwar bekannt, dass dies zu einer verbesserten Löslichkeit von Biopolymeren führt; allerdings ergibt sich daraus kein plausibler Ansatzpunkt für eine mechanistische Erklärung der verbesserten Temperaturstabilität, weshalb der beanspruchte Effekt umso überraschender ist.
  • Vorzugsweise sollte es sich bei der Biopolymer-Komponente gemäß vorliegender Erfindung um ein fermentativ hergestelltes Polysaccharid handeln, wobei Vertreter der Reihe Scleroglucan, Welan-Gum, Diutan, Rhamzan und Succinoglykan als besonders geeignet anzusehen sind.
  • Im Zusammenhang mit dem erfindungswesentlichen Anwendungsbereich der Erdöl- und Erdgasexploration sind solche wässrige Flüssigphasen besonders geeignet, die eine Bohrspülung darstellen. Der beobachtete Effekt der Erhöhung der Temperaturstabilität ist bei Dicarbonylen besonders ausgeprägt zu beobachten, wenn diese Bohrspülung vorzugsweise Frischwasser und/oder Meerwasser enthält. Besonders bevorzugt sollte sie ein salzhaltiges System vom Typ „Brines" darstellen. Von der vorliegenden Erfindung wird aber auch eine Variante umfasst, bei der die Bohrspülung eine ölhaltige Emulsion oder eine Invertemulsion ist.
  • Aus der Reihe der in Frage kommenden Dicarbonyl-Komponenten, die die Erhöhung der Temperaturstabilität von Biopolymeren bewirken, haben sich Dialdehyde wie Malon-aldehyd CH2(CHO)2, Succin-aldehyd C2H4(CHO)2, Glutar-aldehyd C3H6(CHO)2 und bevorzugt der einfachste Vertreter, das Glyoxal CHOCHO als besonders geeignet erwiesen. Des Weiteren werden im Rahmen dieser Erfindung als typische Vertreter der Dicarbonyle auch bestimmte Diketone beansprucht, wie z.B. Dimethylglyoxal (COCH3)2 oder Acetylaceton CH2(COCH3)2. Aber auch Dicarbonsäuren sowie ihre Derivate, nämlich Salze, Ester und Ether stellen bevorzugte Dicarbonyl-Komponenten dar. Insgesamt ist festzuhalten, dass sich Verbindungen mit vicinalen Carbonyl-Gruppen als besonders geeignet erwiesen haben. Neben diesen α-Dicarbonyl-Verbindungen erfüllen aber auch β-Dicarbonyl-Verbindungen, wie z.B. Malonsäure den erfindungsgemäßen Zweck.
  • Die vorliegende Erfindung sieht auch vor, dass die Dicarbonyl-Komponente unabhängig von ihrer chemischen Zusammensetzung den Flüssigphasen zugemischt wird, wobei eine Variante als besonders bevorzugt anzusehen ist, bei der die Dicarbonyl-Komponente bereits im Verlauf der Herstellung des Biopolymers in dieses eingearbeitet wird.
  • Die erfindungsgemäße Wirkung der Dialdehyd-Komponente, nämlich die Erhöhung der Temperaturstabilität, kann zusätzlich gesteigert werden, indem neben der Dicarbonyl-Komponente andere Verbindungen eingesetzt werden, die der Stabilisierung der Bohrspülung, insbesondere der darin enthaltenen Biopolymere und vor allem der Erhöhung deren Temperaturstabilität dienen. Aus der Reihe der in Frage kommenden Verbindungen seien an dieser Stelle insbesondere „Oxygen Scavenger" wie z.B. Lignosulfonate und Tannate zu nennen. Vorzugsweise kommen auch Natriumsulfit, Natriumbisulfit oder Formiate, also Salze der Ameisensäure in Frage, die generell als Reduktionsmittel bekannt sind (siehe "Composition and Properties of Drilling and Completion Fluids", 5th Edition, Darley H.C.H. & Grat G.R., Gulf Publishing Company, Houston, Texas, Seite 480 bis 482). Geeignet sind aber auch primäre, sekundäre und tertiäre Amine und insbesondere das Triethanolamin.
  • Anzumerken ist auch noch, dass die Leistung der genannten „Oxygen Scavenger" oder Radikalfänger, wie z.B. Natriumsulfit, zusätzlich durch FeII-, NiII- oder CoII-Salze merklich gesteigert werden kann. Diese Salze fungieren dabei vermutlich als Radikalmediatoren und katalysieren so das Abbinden freier Sauerstoffradikale.
  • Die erfindungsgemäße Verwendung ist prinzipiell zwar an keinen definierten Temperaturbereich gebunden, jedoch tritt der Effekt der Temperaturstabilität besonders ausgeprägt auf, wenn die Temperaturen in der Gesteinsformation > 250° Fahrenheit, vorzugsweise > 275° Fahrenheit und besonders bevorzugt > 300° Fahrenheit betragen.
  • Zusammenfassend bleibt festzuhalten, dass sich Dicarbonyle überraschend zur Erhöhung der Temperaturstabilität von Biopolymeren in wässrigen Flüssigphasen ausgezeichnet eignen, die bei der Erdöl- und Erdgasexploration eingesetzt werden. Der Erfolg der erfindungsgemäßen Verwendung war deshalb umso unerwarteter, da Verbindungen mit dicarbonylischen Merkmalen nicht den bisher bekannten Verbindungsklassen zugerechnet werden können, von denen eine merkliche Erhöhung der Temperaturstabilität von Biopolymeren bereits bekannt ist.
  • Die nachfolgenden Beispiele verdeutlichen die Vorteile der beanspruchten Verwendung.
  • Beispiele
  • Die Eigenschaften der jeweiligen Bohrspülungen wurden gemäß den Vorschriften des American Petroleum Institute (API), Richtlinie RP13B-1 bestimmt. So wurden die Rheologien mit einem entsprechenden FANN 35 Viscometer bei 600, 300, 200, 100, 6 und 3 Umdrehungen pro Minute [UpM] gemessen. Wobei bekanntermaßen die Messungen bei den langsamen Drehzahlen von 6 und 3 UpM besonders relevant hinsichtlich der Strukturviskosität und Tragkraft der Fluide sind. Hierzu ergänzend wurde die so genannte „low shear rheology" auch mit einem Brookfield HAT Viskometer bei 0,5 UpM bestimmt. Im Einzelnen erfolgten die Messungen jeweils vor und nach einer thermischer Belastung („Alterung") über 16 Stunden in einem branchenüblichen Rollenofen bei den jeweils angegebenen Temperaturen.
  • Beispiel 1:
  • Dargestellt ist die Erhöhung der Temperaturstabilität einer salzhaltigen wässrigen Lösung von Scleroglucan durch Glyoxal. Als Scleroglucan-Komponente wurde das BIOVIS®-Produkt der Fa. Degussa Construction Polymers GmbH eingesetzt (Vergleich); in den erfindungsgemäßen Versuchen enthielt das BIOVIS®-Produkt neben Scleroglucan eine Menge < 1% an Glyoxal ("+ G").
  • Herstellung der Bohrspülungen:
  • 350 ml einer NaCl-gesättigten wässrigen Lösung (109 g NaCl und 311 g Wasser) wurden an einem branchenüblichen Hamilton Beach Mixer (HBM) bei Stufe "low" vorgelegt. Anschließend wurden 3,5 g der jeweiligen BIOVIS®-Komponente sowie 1 g Natriumsulfit (Stabilisierer) und 1 ml Tributylphosphat (Entschäumer) zugegeben. Nach 20 Minuten Rühren am HBM wurde die Rheologie bei einer Temperatur von 140°F gemessen (BHR = before hot roll). Weitere Rheologiemessungen bei 140°F erfolgten nach thermischer Belastung über 16 Stunden bei den jeweils angegebenen Alterungstemperaturen von 300 bis 350°F (AHR = after hot roll).
  • Ergebnisse:
  • Tabelle 1:
    NaCl gesättigt Dichte 10 ppg (pounds per gallon) Messung FANN 35 Rheologie (140°F) bei 600-300-200-100-6-3 UpM [lbs/100 ft2] Brookfield HAT Rheologie bei 0,5 UpM [mPas]
    BIOVIS® BHR 31-21-19-15-9-7 23200
    BIOVIS® + G BHR 49-36-32-26-14-13 49440
    BIOVIS® AHR @ 300°F 49-41-38-33-24-22 63120
    BIOVIS® + G AHR @ 300°F 56-49-45-39-27-24 68800
    BIOVIS® AHR @ 325°F 39-33-30-26-16-13 27360
    BIOVIS® + G AHR @ 325°F 62-50-45-38-26-24 74080
    BIOVIS® AHR @ 350°F 17-12-9-7-1-1 0
    BIOVIS® + G AHR @ 350°F 44-42-39-35-23-21 68320
  • Zunächst verdeutlichen die Daten, dass moderate Temperaturen bis 300°F die rheologische Performance von Scleroglucan sogar verbessern. Es handelt sich dabei allerdings um einen reinen Hydratationseffekt in salzgesättigten „brines"; d.h. das Biopolymer geht erst unter Temperatureinwirkung vollständig in Lösung. Dieses Nachlösen ist bei BIOVIS® + G (Erfindung) weniger ausgeprägt, da diese Glyoxal-haltige Type von Beginn an und bei üblichen Umgebungstemperaturen sehr gut löslich ist. Schließlich belegt die weitere Versuchsreihe bei anspruchsvollen Temperaturen von 300 bis 350°F die erfindungsgemäß festgestellte Verbesserung der Temperaturstabilität durch Beisein von Glyoxal.
  • Beispiel 2:
  • Dargestellt ist die Erhöhung der Temperaturstabilität einer mit Calciumchlorid beschwerten, wässrigen Lösung von Scleroglucan durch Glyoxal. Als Scleroglucan-Komponente wurde das BIOVIS®-Produkt der Fa. Degussa Construction Polymers GmbH eingesetzt (Vergleich); in den erfindungsgemäßen Versuchen enthielt das BIOVIS®-Produkt neben Scleroglucan eine Menge < 1% an Glyoxal ("+ G").
  • Herstellung der Bohrspülungen:
  • 350 mL einer CaCl2-haltigen wässrigen Lösung (155 g CaCl2 und 307 g Wasser) wurden an einem branchenüblichen Hamilton Beach Mixer (HBM) bei Stufe "low" vorgelegt. Anschließend wurden 3,5 g der jeweiligen BIOVIS®-Komponente, 1 g Natriumsulfit (Stabilisierer), 0.25 g FeIISO4 als Radikalmediator und 1 mL Tributylphosphat (Entschäumer) zugegeben. Nach 20 Minuten Rühren am HBM wurde die Rheologie bei einer Temperatur von 140°F gemessen (BHR = before hot roll). Weitere Rheologiemessungen bei 140°F erfolgten nach thermischer Belastung über 16 Stunden bei den jeweils angegebenen Alterungstemperaturen von 300 bis 350°F (AHR = after hot roll).
  • Ergebnisse:
  • Tabelle 2:
    CaCl2 brine Dichte 11 ppg (pounds per gallon) Messung FANN 35 Rheologie (140°F) bei 600-300-200-100-6-3 UpM [lbs/100ft2] Brookfield HAT Rheologie bei 0,5 UpM [mPas]
    BIOVIS® BHR 54-41-35-30-19-17 44640
    BIOVIS® + G BHR 52-39-35-29-20-17 48320
    BIOVIS® AHR @ 300°F 44-38-34-29-16-13 41120
    BIOVIS® + G AHR @ 300°F 48-40-37-32-21-18 46560
    BIOVIS® AHR @ 325°F 32-24-20-15-5-3 5000
    BIOVIS® + G AHR @ 325° F45-39-37-32-20-17 46240
    BIOVIS® AHR @ 350°F 17-13-10-7-1-1 0
    BIOVIS® + G AHR @ 350° F43-34-30-24-12-10 19480
  • Wiederum belegen die Daten insbesondere bei den sehr anspruchsvollen Temperaturen über 300°F die erfindungsgemäß festgestellte Verbesserung der Temperaturstabilität durch den Zusatz von Glyoxal.
  • Beispiel 3:
  • Dargestellt ist die Erhöhung der Temperaturstabilität einer wässrigen Lösung von Welan Gum durch Zugabe von Glyoxal. Als Welan Gum Komponente wurden das Produkt BIOZAN® der Fa. CP Kelco verwendet. Glyoxal wurde in Form einer kommerziell erhältlichen 40%igen wässrigen Lösung eingesetzt. Des Weiteren wurde das Fluid durch Zugabe einer frisch hergestellten Zementschlämme kontaminiert, um die Einsatzbedingungen als „Spacer Fluid" zu simulieren.
  • Herstellung der Bohrspülungen:
  • 350 mL Wasser wurden an einem branchenüblichen Hamilton Beach Mixer (HBM) bei Stufe "low" vorgelegt. Es wurden 3,5 g BIOZAN®, 1.0 g Na2SO3 (Stabilisierer) und 1 mL Tributyphosphat (Entschäumer) zugegeben. Von den zwei parallel hergestellten Ansätzen dieser Art wurde ein Ansatz mit 0.35 mL Glyoxal-Lösung versetzt (Erfindung). Anschließend wurden jeweils 50 g einer Zementschlämme, (bestehend aus 800 g Class H Zement der Fa. Lafarge und 304 g Wasser 20 min vorgerührt an einem atmosphärischen Konsistometer bei 60°C) eingemischt. Nach 20 Minuten Rühren am HBM wurden die Rheologie bei einer Temperatur von 140°F gemessen (BHR = before hot roll). Weitere Rheologiemessungen erfolgten nach thermischer Belastung über 4 Stunden bei 300°F (AHR = after hot roll)
  • Ergebnisse:
  • Tabelle 3:
    Zementkontaminiertes Fluid mit Welan Gum Messung FANN 35 Rheologie (140°F) bei 600-300-200-100-6-3 UpM [lbs/100ft2] Brookfield HAT Rheologie bei 0,5 UpM [mPas]
    BIOZAN® BHR 79-70-67-60-40-36 74000
    BIOZAN® + 1% Glyoxal BHR 70-65-62-57-38-32 68000
    BIOZAN® AHR @ 300°F 44-35-33-28-11-8 7200
    BIOZAN® + 1% Glyoxal AHR @ 300°F 82-72-69-63-42-36 66000
  • Wiederum belegen die Daten die erfindungsgemäß festgestellte Verbesserung der Temperaturstabilität durch den Zusatz von Glyoxal.

Claims (9)

  1. Verwendung von Dicarbonyl-Verbindungen zur Erhöhung der Temperaturstabilität von Biopolymeren in wässrigen Flüssigphasen bei der Erdöl- und Erdgasexploration.
  2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Biopolymerkomponente um ein fermentativ hergestelltes Polysaccharid und bevorzugt um einen Vertreter der Reihe Scleroglucan, Welan-Gum, Diutan, Rhamzan und Succinoglykan handelt.
  3. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Flüssigphase eine Bohrspühlung darstellt, die vorzugsweise Frischwasser und/oder Meerwasser enthält und besonders bevorzugt ein salzhaltiges System vom Typ „Brines" darstellt, oder eine ölhaltige Emulsion oder Invert-Emulsion ist.
  4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Dicarbonyl-Komponente Dialdehyde, Diketone und/oder Dicarbonsäuren und deren Derivate, insbesondere Salze, Ester und Ether, und vorzugsweise Malon-aldehyd CH2(CHO)2, Succin-aldehyd C2H4(CHO)2, Glutar-aldehyd C3H6(CHO)2 und besonders bevorzugt Glyoxal eingesetzt werden.
  5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicarbonyl-Komponente der Flüssigphase zugemischt wird, oder bevorzugt bereits im Verlauf der Herstellung des Biopolymers eingearbeitet wird.
  6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Dicarbonyl-Komponente andere Stabilisierer und bevorzugt "Oxygen Scavenger" wie Lignosulfonate, Tannate, Natriumsulfit, Natriumbisulfit, Formiate und primäre, sekundäre oder tertiäre Amine und insbesondere Triethenolamin eingesetzt werden.
  7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierer mit FeII-, NiII- und/oder CoII-Salzen kombiniert werden.
  8. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei Temperaturen in der Gesteinsformation > 250° Fahrenheit, vorzugsweise > 275° Fahrenheit und besonders bevorzugt > 300° Fahrenheit.
  9. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Flüssigphase um Bohrspülungen, „completion brines", „drill-in fluids" oder „spacer fluids" handelt, die bevorzugt neben den Biopolymeren weitere Additive zur Steuerung der Rheologie, zur Filtratreduzierung, zur Kontrolle der Dichte, dem Kühlen und Schmieren des Bohrmeißels, der Stabilisierung der Bohrlochwand und der chemischen Stabilisierung der Bohrflüssigkeit enthalten.
DE102006029265A 2006-06-09 2006-06-26 Verwendung von Dicarbonyl-Verbindungen zur Erhöhung der Temperaturstabilität von Biopolymeren bei der Erdöl- und Erdgasexploration Withdrawn DE102006029265A1 (de)

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080277112A1 (en) * 2007-05-10 2008-11-13 Halliburton Energy Services, Inc. Methods for stimulating oil or gas production using a viscosified aqueous fluid with a chelating agent to remove calcium carbonate and similar materials from the matrix of a formation or a proppant pack
US8413721B2 (en) * 2007-05-22 2013-04-09 Halliburton Energy Services, Inc. Viscosified fluids for remediating subterranean damage
EP3484978B1 (de) * 2016-07-14 2020-06-10 LANXESS Solutions US Inc. Hochdichte klare laugenflüssigkeiten

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4350601A (en) * 1979-03-26 1982-09-21 The Dow Chemical Co. Preparation of viscosifiers for zinc salt workover and completion brines
US4647312A (en) * 1984-03-26 1987-03-03 Mobil Oil Corporation Oil recovery process employing a complexed polysaccharide
DE3785279T2 (de) * 1986-09-12 1993-07-29 Shell Int Research Waesserige polysaccharid-zusammensetzungen.
US5612294A (en) * 1990-04-19 1997-03-18 Elf Aquitaine Scleroglucan based drilling mud
US5617920A (en) * 1992-08-31 1997-04-08 Union Oil Company Of California Method for modifying gelation time of organically crosslinked, aqueous gels
DE69818148T2 (de) * 1997-06-09 2004-07-08 Texas United Chemical Co., LLC, Houston Bohr- und Wartungsflüssigkeiten und Methoden zur Erhöhung der Viskosität bei geringer Schergeschwindigkeit
US20040138069A1 (en) * 2003-01-15 2004-07-15 Sarkis Kakadjian Drilling fluid with circulation loss reducing additive package
WO2005061652A1 (en) * 2003-12-24 2005-07-07 Halliburton Energy Services, Inc Method and composition for improving performance of aqueous and polymer based fluids at high temperatures

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4917185A (en) * 1987-04-10 1990-04-17 Mobil Oil Corporation Method to improve matrix acidizing in carbonates
US5112965A (en) * 1988-02-18 1992-05-12 Director-General Of The Agency Of Industrial Science And Technology Thickner composition and a method for the preparation thereof
US4928766A (en) * 1989-02-16 1990-05-29 Mobil Oil Corporation Stabilizing agent for profile control gels and polymeric gels of improved stability
US4934456A (en) * 1989-03-29 1990-06-19 Phillips Petroleum Company Method for altering high temperature subterranean formation permeability
US5246073A (en) * 1992-08-31 1993-09-21 Union Oil Company Of California High temperature stable gels
DE19933176A1 (de) * 1999-07-15 2001-01-18 Sueddeutsche Kalkstickstoff Verfahren zur Rheologiesteuerung von Flüssigphasen
US6608159B2 (en) * 2001-09-18 2003-08-19 Skw Polymers Gmbh Polymeric, acrylamide-free water retention agent
US7066285B2 (en) * 2002-01-16 2006-06-27 Halliburton Energy Services, Inc. Method and composition for preventing or treating lost circulation

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4350601A (en) * 1979-03-26 1982-09-21 The Dow Chemical Co. Preparation of viscosifiers for zinc salt workover and completion brines
US4647312A (en) * 1984-03-26 1987-03-03 Mobil Oil Corporation Oil recovery process employing a complexed polysaccharide
DE3785279T2 (de) * 1986-09-12 1993-07-29 Shell Int Research Waesserige polysaccharid-zusammensetzungen.
US5612294A (en) * 1990-04-19 1997-03-18 Elf Aquitaine Scleroglucan based drilling mud
US5617920A (en) * 1992-08-31 1997-04-08 Union Oil Company Of California Method for modifying gelation time of organically crosslinked, aqueous gels
DE69818148T2 (de) * 1997-06-09 2004-07-08 Texas United Chemical Co., LLC, Houston Bohr- und Wartungsflüssigkeiten und Methoden zur Erhöhung der Viskosität bei geringer Schergeschwindigkeit
US20040138069A1 (en) * 2003-01-15 2004-07-15 Sarkis Kakadjian Drilling fluid with circulation loss reducing additive package
WO2005061652A1 (en) * 2003-12-24 2005-07-07 Halliburton Energy Services, Inc Method and composition for improving performance of aqueous and polymer based fluids at high temperatures

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