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-Mittel zum. Stabilisieren einer als Tiefbohrspülung dienenden Wasser-in-Öl-Emulsion
Beim Bohren von Bohrlöchern, wie z. B. solchen für Erdöl oder Erdgas, wird eine
Bohrflüssigkeit kontinuierlich von der Erdoberfläche zur Sohle des Bohrloches und
zur Erdoberfläche zurück umlaufen gelassen. Die Bohrflüssigkeit hat verschiedene
Funktionen, einschließlich derjenigen der Schmierung des Bohrmeißels und des Bohrgestänges,
des Beförderns des Bohrschmandes von der Sohle des Bohrloches zur Erdoberfläche
und der Ausübung eines hydrostatischen Druckes auf die durchbohrten Formationen,
um ein Austreten von Öl, Gas oder Wasser aus ihnen in das Bohrloch während der Bohrvorgänge
zu verhindern. Gewöhnlich werden wäßrige Bohrflüssigkeiten verwendet, die eine Suspension
von Ton in Wasser umfassen. Wäßrige Bohrflüssigkeiten sind hinsichtlich des Ausmaßes,
in welchem ihre spezifischen Gewichte herabgesetzt werden können, beschränkt, und
wenn niedrige spezifische Gewichte erforderlich sind, können Bohrflüssigkeiten mit
einer flüssigen Phase, die ganz aus Öl oder einer Emulsion von 0I in Wasser besteht,
benutzt werden.
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Öl-in-Wasser-Emulsionen enthaltende Bohrflüssigkeiten sind billiger
und bequemer zu handhaben als Bohrflüssigkeiten, welche eine ganz aus Öl bestehende
flüssige Phase besitzen. Es werden daher von diesen Neiden Arten die eine Öl-in-Wasser-Emtilsion
enthaltenden Bohrflüssigkeiten bevorzugt. Andererseits ist gefunden worden, daß
die eine Öl-in-Wasser-Emulsion enthaltenden Bohrflüssigkeiten ebenso wie wäßrige
Bohrflüssigkeiten eine Schädigung der ölführenden Formationen durch Einfiltrierung
von Wasser aus der Flüssigkeit in die Formation mit einer daraus folgenden Herabsetzung
der Durchlässigkeit der Formation und einer verringerten Olerzeugungsgeschwindigkeit
herbeiführen. Um eine Schädigung der Formation durch Anwendung von wäßrigen oder
eine 0l-in-Wasser-Emulsion enthaltenden Bohrflüssigkeiten zu verhindern und trotzdem
die Vorteile der 0l-in-Wasser-Emulsion und der Bohrflüssigkeiten zu erhalten, deren
flüssige Phase ganz aus Öl besteht, ist die Verwendung von Wasser-in-Öl-Emulsionen
enthaltenden Bohrflüssigkeiten vorgeschlagen worden. Obgleich Wasser-in-ÖI-Emulsions-Bohrflüssigkeiten
für die beabsichtigten Zwecke an sich wirksam sind, sind sie häufig unstabil und
neigen dazu, leicht in Öl-in-Wasser-Emulsionen umzuschlagen.
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Es ist bekannt, einer als Tiefbohrspülung dienenden Öl-in-Wasser-Emulsion
zwecks Verbesserung ihrer Fließeigenschaften und Ermöglichung erhöhter Bohrgeschwindigkeiten
eine wasserunlösliches Salz eines sulfonierten aromatischen Kohlenwasserstoffes
zuzusetzen.
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Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines -Mittels zum Stabilisieren
eitler als Tiefbohrspülung die-: nenden Wasser-in-Öl-Emulsion.
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Gemäß der Erfindung ist das Stabilisierungsmittel,. das ein wasserunlösliches-
Salz eines sulfonierten aro= matischen Kohlenwasserstoffes enthält, mit einer anderen
Verbindung mit Emulgiereigenschaften gemischt, die aus einem wasserunlöslichen Salz
eines. Schwefelsäurederivates eines aliphatischen Esters, einem substituierten Oxazolin.
einem Derivat eines Polyoxyalkylens oder einem Ester von Sorbitan besteht.
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Das Stibilisierungsmittel gemäß der Erfindung kann zusätzlich zu dein
Gemisch aus dem wasserunlöslichen Salz eines sulfonierten aromatischen Kohlenwasserstoffes
und der anderen Verbindung mit Emulgiereigenschaften ein wasserunlösliches Salz
einer FIarzsäure enthalten.
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Die mit dein Stabilisierungsmittel gemäß der Erfindung versehene @-@rasser-in-Öl-Emulsion
kann zur Behandlung von ölführenden Formationen verwendet werden, jedoch findet
sie spezifische und bevorzugte Verwendung bei einem Bohrloch während des mechanischen
Durchdringens einer ölführenden Formation. In engerem Sinne wird die Emulsion vorzugsweise
als Bohrflüssigkeit verwendet: andererseits kann sie auch als Flüssigkeit zur Vollendung
eines Bohrloches verwendet werden.
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Die kontinuierliche Phase der Emulsion besteht aus Öl und die diskontinuierliche
Phase aus Wasser. Das als kontinuierliche Phase der Emulsion verwendete Öl
kann
irgendein Öl sein, wie es bisher verwendet wurde oder das sonstwie zur Benutzung
in Emulsionsbohrflüssigkeiten geeignet ist. Das 01 kann aus einem Mineralöl,
wie rohem Erdöl, Dieselöl, Brennstoff<">1. Gasöl od. dgl., bestehen. Das C51
kann auch ein tierisches oder pflanzliches Öl sein.
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Mineralöle werden jedoch wegen ihrer Zugänglichkeit und Wirtschaftlichkeit
bevorzugt. Die Ölphase stellt etwa 20 bis 85 \'oluniprozent der Emulsion dar. Infolge
des Umstandes, daß die Ölphase einen so hohen Proz:iitsatz, wie etwa 85 Volumprozent,
der E=mulsion ausmachen kann. hat die Emulsion eine niedrige Dichte im Vergleich
mit einer wäßrigen I3ohrf?i'#@:igkeit. Es ist jedoch ersichtlich. daß das Ölvolumen
mit Bezug auf das Wasservolumen in der Emulsion sich in Abhängigkeit von der Anwendung,
welche die Emulsion findet, und von den Eigenschaften, welche für die zu erzielenden
Effekte gewünscht werden, ändern kann.
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Irgendein wasserunlösliches Salz eines sulfonierten aromatischen Kohlenwasserstoffes
kann zur Anwendung gelangen. Das Salz ist jedoch vorzugsweise ein I?rdalkalisalz,
nämlich ein Calcium-, Barium- oder Strontiumsalz. Das Salz kann jedoch auch aus
einem Eisen-, Aluminium-, Zink- oder Cadmiumsalz be-#t2hen, Von den genannten Salzen
wird das Calciumsalz besonders bevorzugt. Unter einem sulfonierten aromatischen
Kohlenwasserstoff wird das Produkt verstanden, das durch Reaktion zwischen einem
aroinatischen Kohlenwasserstoff und irgendeinem Sulfonierungsmittel, wie Schwefelsäure,
Natriumsulfit usw., erhalten wird. Der aromatische Kohlenwasserstoff kann in Mischung
mit anderen Kohlenwasserstoffete vorhanden sein, wie sie in rohem Erdöl vorkommen,
und die Mischung kann dann einer Sulfonierungsbehandlung unterworfen werden. Zufriedenstellende
Ergebnisse sind durch Verwendung eines wasserunlöslichen Salzes eines Erdölsulfonates
erhalten worden.
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Bei verschiedenen wasserunlöslichen Salzen von sulfoniertem aromatischem
Kohlenwasserstoff ist natürlich eine Änderung oder Schwankung hinsichtlich des Grades
der Wirksamkeit von einem sulfonierten aromatischen Kohlenwasserstoff zum anderen
vorhanden. Der Wirksamkeitsgrad hängt von verschiedenen Faktoren, wie der Art des
Kohlenwasserstoffes, seinem Molekulargewicht und dem Ausmaß der Sulfonierung, ab.
Bei verschiedenen Erdölsulfonaten ergibt sich eine Änderung des Wirksamkeitsgrades
infolge von Unterschieden in den relativen Anteilen an aroinatischen, naphthenischen
und paraffineschen Bestandteilen. Erdölsulfonate, die verwendet werden können, schließen
die sogenannten »Mahagonisäuren« und »Grünsäuren« ein. Ein Erdölsulfonatprodukt,
das sich als zufriedenstellend erwiesen hat, enthält ungefähr 62 Gewichtsprozent
Sulfonate, 33 Gewichtsprozent Mineralöl und 5 Gewichtsprozent Wasser, wobei das
Molekulargewicht der Sulfonate zwischen 440 und 470 liegt. Spezifische Beispiele
von sulfonierten aromatischen Kohlenwasserstoffen sind Natriumisopropylnaphthal.insudfonat,
Kalium.dodecylbenzolsulfonat, Ammoniumtetranaphthalinsulfonat, Monoäthylphenylphenolnatriumsulfonat,
Natriunicetylnaphthalinsulfonat, sulfonierte Oleylester von Phenolaldehydkondensationsprodukten,
Natritimoleylphenoxyacetatsulfonat, Sulfonaphthylstearinsäure usw.
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Erfindungsgemäß enthält die Bohrflüssigkeit noch eine andere Verbindung
mit Emulgiereigenschaften aus einem wasserunlöslichen Salz eines Schwefelsäurederivates
eines aliphatischen Esters, einem substituierten Oxazolin, einem Derivat von Polvoxvalkylen
oder einem Ester von Sorbitan zusätzlich zu dem wasserunlöslichen Salz eines sulfonierten
aromatischen Kohlenwasserstoffes.
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Das wasserunlösliche Salz eines Schwefelsäurederivates eines aliphatischen
Esters kann aus irgendeinem wasserunlöslichen Salz eines Schwefelsäurederivates
eines beliebigen aliphatischen Esters bestehen. Die aliphatischen Ester müssen jedoch
insgesamt wenigstens 10 Kohlenstoffatome in den kombinierten Säure- und Alkoholanteilen
des Esters enthalten. Das Salz ist vorzugsweise ein Erdalkalisalz, nämlich ein Calcium-,
Barium- oder Strontiumsalz. Das Salz kann auch ein Eisen-, Aluminium-, Zink-oder
Cadmiumsalz sein. Von den vorgenannten Salzen wird das Calciumsalz besonders bevorzugt.
Unter einem Schwefelsäurederivat wird das Produkt verstanden, das durch Reaktion
zwischen einem aliphatischen Ester und einem Sulfonierungs- oder Sulfatierungsmittel
erhalten wird. Eine besondere Art von aliphatischen Estern ist ein tierisches oder
pflanzliches 0I. Unter tierischem -Öl wird ein Öl verstanden, <las seinen
Ursprung in einem lebenden Organismus hat, der zu unabhängiger Bew=egung fähig ist,
und demgemäß kann das Öl seinen Ursprung in Fischen haben. Während irgendein wasserunlösliches
Salz irgendeines Schwefelsäurederivates eines beliebigen aliphatischen Esters verwendet
werden kann, ist gefunden worden, daß die wasserunlöslichen Salze von sulfonierten
tierischen und pflanzlichen Ölen besonders brauchbar sind. Vorzugsweise werden die
wasserunlöslichen Salze von sulfoniertem Spermöl, Walöl, Fischöl, Robbenöl, Baumwollsaatöl,
Olivenöl, Rapssaatöl und Erdnußöl verwendet. Von diesen sind, wie oben bereits gesagt,
die Calciumsalze besonders erwünscht.
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Irgendein substituiertes Oxazolin mit Emulgiereigenschaften kann ebenfalls
verwendet werden. Die substituierten Oxazoline sollen ein Molekulargewicht in der
Größenordnung von 300 bis 350 haben. Oxazolinstearat, -linoleat und -linolinat haben
sich als zufriedenstellend erwiesen.
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Es kann auch irgendein Derivat eines Pol_vöxyalkylens mit Emulgiereigenschaften
verwendet werden. Damit ein Derivat eines Polyoxyall<ylens Einulgiereigenschaften
hat und zufriedenstellend bei der Benutzung ist, soll es wenigstens zwei Oxyalkylengruppen
und wenigstens sechs miteinander verbundene Kohlenstoffatome enthalten. Die Kohlenstoffatome
können sich in einem Alkyl- oder Arylradikal befinden. Das Polyoxyalkylen kann aus
Polyoxyäthylen, einem Polyoxypropylen oder einem höheren Polyoxyalkylen bestehen.
Geeignete Derivate von Polyoxyalkyl,enen sind Phenylpolyoxyät!hylen, substituiertes
Phenylpolyoxyäthylen, Polyoxyäthylensorbitololeat, Polyoxyäthylensorbitolstearat,
Polyoxypropylensorbitolstearat und Polyoxypropylensorbitollaurat.
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Die Sorbitanester können Mono- oder Polystearate und Mono- und Polyoleate
von Sorbitan sein.
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Das wasserunlösliche Salz der Harzsäure kann aus irgendeinem wasserlöslichen
Salz einer beliebigen Harzsäure bestehen. Die Harzsäuren sind Säuren, die von pflanzlichen
Ausscheidungs- oder Zersetzungsprodukten stammen. Beispiele von geeigneten Harzsäuren
sind Baumharze und Tallöl. Das wasserunlösliche Salz kann ein Erdalkalisalz, nämlich
ein Calcium-, Barium- oder S-trontiumsalz, sein. Das Salz kann auch ein Eisen-,
Aluminium-, Zink- oder Cadmiumsalz sein. Von den vorgenannten Salzen wird das Calciumsalz
besonders bevorzugt.
Das wasserunlösliche Salz eines sulfonierten
aromatischen Kohlenwasserstoffes wird vorzugsweise in einer Menge von ungefähr 1,4
bis 4,3 kg je hl Emulsion verwendet. Die andere Verbindung mit Emulgiereigenschaften
wird vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,7 bis 2,1 kg je hl Emulsion verwendet,
und zweckmäßig wird sie in einer Menge angewendet, welche ungefähr die Hälfte der
Menge des wasserunlöslichen Salzes des sulfonierten aromatischen Kohlenwasserstoffes
beträgt. Das wasserunlösliche Salz einer Harzsäure gelangt vorzugsweise in einer
Menge von etwa 1,4 kg je hl Emulsion zur Anwendung.
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Vorzugsweise wird der Emulsion ein wasserlöslicbes Salz eines Erdalkalimetalls
zugemischt. Es ist gefunden worden, daß die Gegenwart eines solchen Salzes in der
Emulsion die Stabilität der Emulsion zu erhöhen sucht. Calciumchlorid hat sich als
zufriedenstellend erwiesen. Es können jedoch auch andere wasserlösliche Salze der
Erdalkalimetalle, nämlich Calcium-, Barium-, Magnesium- und Strontiumsalze, verwendet
werden. Im allgemeinen kann das wasserlösliche Erdalkalisalz in einer Menge von
etwa 1,4 kg je hl Emulsion zur Anwendung gelangen.
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Zweckmäßig ist ferner, der Emulsion ein Erdalkalihydroxyd zuzufügen.
Es ist gefunden worden, daß ein solches Hydroxyd ebenfalls eine stabilisierende
Wirkung auf die Emulsion hat. Calciumhydroxyd wird bevorzugt. Das Hydroxyd kann
in Mengen bis zu etwa 0,6 kg je hl Emulsion benutzt werden.
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Bei der praktischen Ausführung der Erfindung können das wasserunlösliche
Salz des Erdölsulfonates und die andere Verbindung mit Emulgiereigenschaften der
Emulsion oder einer Komponente der Emulsion zugesetzt werden. Es ist jedoch im allgemeinen
zweckmäßiger, diese Materialien, in Mischung miteinander der Emulsion oder einer
Komponente der Emulsion zuzusetzen. In solchen Fällen können das wasserunlösliche
Salz des sulfonierten aromatischen Kohlenwasserstoffes und die andere Verbindung
mit Emulgiereigenschaften an einer Zentralstelle gemischt , und in geeigneten Behältern
oder auf andere Weise von der Zentralstelle zu der Bohrstelle oder einem anderen
Ort für die Anwendung der Emulsion verschickt werden. Es können jedoch auch das
wasserunlösliche Salz der Harzsäure, das wasserlösliche Salz eines Erdalkalimetalls
und das Hydroxyd eines Erdalkalimetalls, soweit. es benutzt wird, einzeln oder zusammen
mit dem wasserunlöslichen Salz des sulfonierten aromatischen Kohlenwasserstoffes
und der anderen Verbindung mit Emulgiereigenschaften gemischt werden.
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Gewünschtenfalls kann das wasserunlösliche Salz des sulfonierten aromatischen
Kohlenwasserstoffes aus einem wasserlöslichen Salz des sulfonierten aromatischen
Kohlenwasserstoffes entweder vor oder nach der Mischung mit der Emulsion oder einer
Komponente der Emulsion gebildet werden. So kann z. B. ein wasserlösliches Salz
eines sulfonierten aromatischen Kohlenwasserstoffes vor der Zumischung zu der Emulsion
oder einer Komponente der Emulsion mit einem Salz gemischt werden, dessen Kation
das Kation des wasserlöslichen Salzes des sulfonierten aromatischen Kohlenwasserstoffes
ersetzt, um ein wasserunlösliches Salz des sulfonierten aromatischen Kohlenwasserstoffes
zu bilden. Beispielsweise kann ein 1\Tatriumsalz eines sulfonierten aromatischen
Kohlenwasserstoffes mit Calciumchlorid umgesetzt werden, um ein wasserunlösliches
Calciumsalz des sulfonierten aromatischen Kohlenwasserstoffes zu bilden, und dies
kann entweder unmittelbar vor der Mischung des wasserlöslichen Salzes des sulfonierten
aromatischen Kohlenwasserstoffes mit der Emulsion oder einer Komponente der Emulsion
oder nach der Mischung des wasserlöslichen Salzes des sulfonierten aromatischen
Kohlenwasserstoffes mit der Emulsion oder einer Komponente der Emulsion vorgenommen
werden. In gleicher Weise können das wasserunlösliche Salz eines Schwefelsäurederivates
eines aliphatischen Esters, soweit es benutzt wird, und das wasserunlösliche Salz
einer Harzsäure, soweit es benutzt wird, aus einem wasserlöslichen Salz eines Schwefelsäurederivates
eines aliphatischen Esters bzw. einem wasserlöslichen Salz einer Harzsäure entweder
vor oder nach der Mischung mit der Emulsion oder einer Komponente der Emulsion gebildet
werden. Es ist natürlich ersichtlich, daß das wasserlösliche Salz eines sulfonierten
aromatischen Kohlenwasserstoffes, ein wasserlösliches Salz eines Schwefelsäurederivates
eines aliphatischen Esters und ein wasserlösliches Salz einer Harzsäure einzeln
oder sämtlich in das entsprechende wasserunlösliche Salz umgewandelt werden können,
wenn sie miteinander gemischt werden. Vorzugsweise wird, wenn ein wasserlösliches
Salz einer Harzsäure in ein wasserunlösliches Salz umgewandelt wird und diese Umwandlung
erfolgt, während das wasserunlösliche Salz der Harzsäure sich in Mischung mit der
Emulsion oder einer Komponente der Emulsion befindet, ein Metallhydroxyd angewendet,
dessen Kation das Kation des wasserlöslichen Salzes der Harzsäure ersetzt. Es wird
vorzugsweise Calciumhydroxyd hierfür verwendet.
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Wie angegeben, können ein wasserlösliches Salz eines sulfonierten
aromatischen Kohlenwasserstoffes und ein wasserlösliches Salz eines Schwefelsäurederivates
eines aliphatischen. Esters sowie ein wasserlösliches Salz einer Harzsäure in das
entsprechende wasserunlösliche Salz nach Mischen mit der Emulsion oder einer Komponente
der Emulsion umgewandelt werden. Es hat sich als zufriedenstellend herausgestellt,
z. B. das wasserlösliche Salz eines sulfonierten aromatischen Kohlenwasserstoffes
mit der gesamten Menge oder einem Teil des Öles, welches für die Emulsion verwendet
wird, zu mischen. Die andere Verbindung mit Emulgiereigenschaften kann auch mit
der gesamten Menge oder einem Teil des für die Emulsion verwendeten Öles gemischt
werden. Danach wird das Salz, dessen Kation mit dem wasserlöslichen Salz reagiert,
um es in ein wasserunlösliches Salz umzuwandeln, zu der Mischung zugefügt und mit
dem Salz des sulfonierten aromatischen Kohlenwasserstoffes und mit dem Salz des
Schwefelsäurederivates eines aliphatischen Esters reagieren gelassen. Das Wasser
für die Emulsion, das zuvor mit Ton oder anderen gewünschten Zusätzen für Bohrflüssigkeiten
gemischt sein kann, wird zu der Mischung hinzugefügt. Danach kann das wasserunlösliche
Salz einer Harzsäure zugesetzt werden. Gegebenenfalls kann der Harzsäure ein wasserlösliches
Salz zugefügt und in ein wasserunlösliches Salz umgewandelt werden, während es sich
in Mischung mit den anderen Materialien befindet.
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Wenn eine Umwandlung zu einem wasserunlöslichen Salz eines sulfonierten
aromatischen Kohlenwasserstoffes, einem wasserunlöslichen Salz eines Schwefelsäurederivates
eines aliphatischen Esters oder einem wasserunlöslichen Salz einer Harzsäure herbeigeführt
wird, soll die Menge des Salzes, dessen Kation das Kation der wasserunlöslichen
Salze ersetzt, in einer Menge verwendet werden, die gleich der stöchiometrischen
Menge ist. Ein Überschuß über
die stöchiometrische Menge hat sich
jedoch als erwünscht herausgestellt. Offensichtlich führt ein solcher Überschuß
zu einer rascheren und vollständigeren Umwandlung in das entsprechende wasserunlösliche
Salz. Ferner kann, wenn das für die Umwandlung verwendete Salz ein wasserlösliches
Salz eines Erdalkalimetalls oder ein Erdalkalihydroxyd ist. der Überschuß einen
Teil oder die Gesamtheit des Salzes bzw. Hvdroxvds darstellen, welches vorzugsweise
wie oben geschildert zugesetzt wird.
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Wenn die Emulsion unter solchen Bedingungen verwendet wird, daß sie
wenigstens zeitweise eine Temperatur über 82° C erreicht, wird ihr vorzugsweise
ein trocknendes Öl zugemischt. Beispielsweise wird der Emulsion das trocknende Öl
zugemischt, wenn die Emulsion als Bohrflüssigkeit für das Bohren von tiefen Formationen
verwendet wird. Unter trocknendem Öl wird ein 0I verstanden, das oxydiert, polymerisiert
oder auf andere Weise ein wasserunlösliches und ölunlösliches Material bildet, wenn
es Luft oder einem anderen oxvdierenden \ledium ausgesetzt wird. Das trocknende
Öl bildet ein wasserunlösliches und ölunlösliches Material in der Bohrflüssigkeit,
und dieses Material setzt jeglichen Verlust von 0I oder Wasser an die porösen Erdformationen,
welche von dein Bohrloch durchdrungen werden, herab. Das trocknende 01 kann
in einer Menge benutzt werden, die ausreicht, um irgendeinen Verlust von
Öl oder Wasser, als Filterverlust bekannt, auf einen zufriedenstellenden
Wert herabzusetzen. Das Material kann z. B. in einer Menge von etwa 1,4 bis 2,8
kg je hl Bohrflüssigkeit verwendet werden. Größere Mengen können jedoch erforderlich
sein, wenn die Temperatur, die von der Bohrflüssigkeit erreicht wird, wesentlich
-über 82° C liegt. Es ist gefunden worden, daß Leinöl zufriedenstellend ist, obwohl
auch Mohnsamenöl und Tungöl (chinesisches Holzöl) und andere Arten von trocknenden
Ölen verwendet werden können.
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Nenn die Temperatur der Emulsion etwa 93° C. übersteigt, kann die
, Menge an trocknendem Öl, welche ihr zur Herabsetzung des Filterverlustes auf einen
gewünschten Wert hinzugefügt wird, übermäßig groß werden. Dementsprechend wird zu
der Emulsion vorzugsweise ein gegenüber Öl reaktionsfähiges Harz hinzugesetzt. Unter
einem gegenüber 0I reaktionsfähigen- Harz wird ein Phenolformaldehydprodukt verstanden,
das, wenn es in Öl gelöst wird, mit dem Öl reagiert und einen schnell härtenden
Lack bildet. Die- gegenüber Öl reaktionsfähigen Harze setzen den Filterverlust der
Emulsion herab, und obgleich verschiedene Arten dieser Materialien wirksam sind,
werden überlegene Wirkungen erhalten, wenn ein sulfoniertes Phenolformaldehvdliarz
verwendet wird.
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Die Eniulsiön kann gewünschtenfalls andere Materialien enthalten.
Beispielsweise kann die Emulsion bei Verwendung als Bohrflüssigkeit Tone, Beschwerungsmittel
und andere Materialien enthalten, die gewöhnlich für die verschiedenen Zwecke in
Bohrflüssigkeit.@n verwendet werden. Die Tone können aus Bentoniten, Montmorilloniten,
Illiten, Kaoliniten, Attr%iulgiten und anderen Arten von üblichen Tonen bestt@lien.
In ähnlicher Weise können die Beschwerung: mittel aus Baryten, Eisenoxyd, Bleioxvd,
Austernschalen oder anderen üblichen Beschwerungsmitteln bestehen.
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Die Erfindung ist auch von besonderem Vorteil für die Umwandlung einer
wäßrigen oder einer Öl oder einer 0l-in-Wasser-Emulsion enthaltenden Bohrflüssigkeit
in . eine Wasser-in-Ö1-Emulsions-Bohrflüssigkeit. Eine wäßrige Bohrflüssigkeit kann
beim Bohren eines Loches angewendet werden, bis eine besondere Formation erreicht
ist, die erwünschterweise mit einer Wasser-in-Öl-Emulsions-Bohrfliissigkeit ztt
bohren ist. In diesem Fall kann eine Mischung des wasserunlöslichen Salzes eines
sulfonierten aromatischen Kohlenwasserstoffes und der anderen Verbindung mit Emulgiereigenschaften
mit Öl gemischt und die wäßrige Bohrflüssigkeit, die eine solche auf Kalkbasis oder
eine andere Art von wäßrigen Bohrflüssigkeiten sein kann, zti dem Öl hinzugefügt
werden. Das wasserunlösliche Salz einer Harzsäure kann ebenfalls zu dem Öl zugemischt
werden, bevor die wäßrige Bohrflüssigkeit hinzugefügt wird. Andere erwünschte Komponenten
der Emulsion würden dann zugesetzt werden. Eine ähnliche Verfahrensweise wäre anzuwenden,
wenn eine eine Öl-in-@@'asser-Emulsion enthaltende Bohrflüssigkeit in eine I@'asser-in-Öl-Enitilsions-Bohrflüssigkeit
umgewandelt werden soll. Wenn eine Bohrflüssigkeit, deren flüssige Phase im wesentlichen
ganz aus einem Öl besteht, in eine Wasser-in-Öl-Emulsions-Bohrflüssigkeit
umgewandelt werden soll, können das wasserunlösliche Salz eines sulfonierten aromatischen
Kohlenwasserstoffes und die andere Verbindung mit Emulgiereigenschaften zuzüglich
des wasserunlöslichen Salzes einer Harzsäure und anderer gewünschter Materialien
mit der Bohrflüssigkeit und Wasser gemischt werden, oder es kann eine wäßrige Bohrflüssigkeit
zu der Mischung hinzugesetzt werden. Wenn ein wasserlösliches Salz eines sulfonierten
aromatischen Kohlenwasserstoffes, ein wasserlösliches Salz eines Schwefelsäurederivates
eines aliphatischen Esters oder ein wasserlösliches Salz einer Harzsäure verwendet
wird, können eine oder sämtliche dieser '\,erl>indungen mit dem Öl gemischt werden.
Danach können die gewünschten Verbindungen für die Umwandlung dieser wasserlöslichen
Salze in die entsprechenden wasserunlöslichen Salze der Mischung zugesetzt werden.
Darauffolgend wird die wäßrige Bohrflüssigkeit, die eine Öl-in-Wasser-Einülsion
enthaltende Bohrflüssigkeit oder Wasser. je nachdem was verwendet wird, hinzugefügt.
Ein wasserunlösliches Salz einer Harzsäure kann zu der Emulsion zugesetzt werden.
Wenn ein wasserlösliches Salz einer Harzsäure verwendet werden soll, kann es mit
der Emulsion gemischt und danach in das wasserunlösliche Salz umgewandelt werden.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger Beispiele näher erläutert.
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Beispiel 1 Bei diesem Beispiel wurde eine Emulsion zur Behandlung
einer ölführenden Schicht mit einer Temperatur unter 82° C hergestellt.
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Natriumsalz von Erdölsulfonat in einer Menge von 1323 kg, Natriumsalz
von sulfoniertem Spermöl in einer Menge von 568 kg und Calciumchlorid in einer Menge
von 546 kg wurden in 127 hl Dieselöl eingemischt. Das Natriumsalz von Erdölsulfonat
war ein handelsübliches Produkt mit einem Gehalt von 62 Gewichtsprozent Sulfonat,
33 Gewichtsprozent Mineralöl und 5 Gewichtsprozent Wasser. Das Molekttlr@ --gewicht
des Stilfonates betrug etwa 457. Dana--li wurden 111 hl Wasser zu der Mischung hinzugeffgt,
und die Mischung wurde gründlich gerührt. Die .ich ergebende Emulsion wurde mit
127 hl Erdöl und 111 hl Wasser gemischt. Danach wurden 1358 kg Attapulgit und 408
kg Kalk unter gründlichem Rühren der Emulsion zugesetzt. Die sich ergebende Emulsion
hatte einen 30-Mintiten A.P.I.-Filterverlust von
Null. Ihre Trichterviskosität
betrug 85 Sekunden und ihre Stormer-Viskosität 18 Centipoise. Diese Emulsion wurde
danach mit Erfolg als Bohrflüssigkeit für das Bohren eines Ölbohrloches verwendet,
in welchem eine maximale Temperatur von 71° C in Betracht zu ziehen war; die Emulsion
blieb während der ganzen Bohrdauer stabil. Beispiel 2 Zu 317 hl Roherdöl wurden
2200 kg Natriumsalz von Erdölsullfonat, 935 kg Natriumsalz von sulfoniertem Spermöl
und 680 kg Caciumchlorid hinzugefügt. Das Natriumsalz von Erdölsulfonat war von.
der gleichen Art wie das im Beispiel 1 verwendete Produkt. Nach gründlichem Mischen
wurden 180 hl wäßrige Bohrflüssigkeit von der Ätzalkali-Quebracho-Art hinzugefügt.
Nach gründlichem Rühren der sich ergebenden Emulsion wurden 318 kg Calciumchlorid
und weitere 138 hl von der wäßrigen Bohrflüssigkeit hinzugefügt. Es wurde dann Calciumhydroxyd
in einer Menge von 545 kg hinzugegeben und genügend Baryt zugesetzt, um das Gewicht
der Emulsion auf 1,10 kg je Liter zu bringen.
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Die Emulsion hatte einen 30-Minuten-A.P.I.-Filterverlust von 0,1 ccm
Öl. Ihre Trichterviskosität betrug 123 Sekunden und ihre Stormer-Viskosität 53 Centi=
paise.
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Die Emulsion wurde mit Erfolg als Bohrflüssigkeit für das Bohren eines
Ölloches verwendet, in welchem die maximal in Betracht kommende Temperatur 71° C
betrug. Die Emulsion blieb während der ganzen Bohrdauer stabil. Beispiel 3 In diesem
Beispiel wird eine Emulsion beschrieben, die für die Behandlung einer ölführenden
Formation verwendet werden kann, bei welcher eine maximale Temperatur von etwa 82°
C in Betracht kommt.
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Natriumsalz von Erdölsulfonat in einer Menge von 1970 kg, Natriumsalz
von sulfoniertem Spermöl in einer Menge von 1020 kg und Calciumchlorid in einer
Menge von 454 kg wurden zu 159 hl Dieselöl zugegeben. Das Natriumsalz von Erdölsulfonat
war von der gleichen Art wie das Handelsprodukt, welches bei den vorhergehenden
Beispielen benutzt wurde. Zu dieser Mischung wurden 159 hl wäßrige Bohrflüssigkeit
von der Ätzalkali-Ouebracho-Art zugegeben. Die wäßrige Bohrflüssigkeit wurde gründlich
mit dem Öl gemischt, wonach 238 hl Rohpetroleumöl zugesetzt wurden. Nach gründlichem
Mischen wurden weitere 238 hl derselben Art von Bohrflüssigkeit, 680 kg Calciumchlorid
und 1135 kg Calciumhydroxyd zu der Mischung zugegeben. Die Mischung wurde gerührt,
und es wurden 1135 kg Natriumtallölseife. zugegeben.
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Die sich ergebende Emulsion hatte einen 30-Minuten-A.P.I.-Flüssigkeitsverlust
von Null. Ihre Dichte betrug 0,976 kg je Liter, und sie hatte eine Trichterviskosität
von 130 Sekunden und eine Stormer-Viskosi.tät von 65 Centipoise.
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Die Emulsion wurde mit Erfolg als Bohrflüssigkeit für das Bohren eines
Ölbohrloches verwendet, in welchem die maximal in Betracht kommende Temperatur 82°
C betrug. Die Emulsion blieb dabei stabil. Beispiel 4 In diesem Beispiel wird eine
Emulsion beschrieben, die für die Behandlung einer ölführenden Formation mit einer
Temperatur von 88° C verwendet werden kann.
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Zu 556 hl Roherdöl wurden 3180 kg Natriumsalz von Erdölsulfonat, 1590
kg Natriumsalz von sulfoniertetn Spermöl und 635 kg Calciumchlorid zugesetzt. Das
Natriumsalz von Erdölsulfonat war von der gleichen Art wie das bei den früheren
Beispielen verwendete Handelsprodukt. Zu dieser Mischung wurden dann 556 hl wäßrige
Bohrflüssigkeit der Ätzalkali-Quebracho-Art hinzugefügt. Nach gründlichem Mischen
wurden weitere 955 kg Calciumclilorid und 635 kg Calciumhydroxyd zugegeben. Die
Mischung wurde gründlich gerührt, und es wurden 318 kg Natriumsalz von Baumharz
und weitere 318 kg Calciumhydroxyd zugegeben. Der 30-Minuten-A.P.I.-Flüssigkeitsverlust
der sich ergebenden Emulsion betrug 0,5 ccm Öl. Es wurden dann zu der Emulsion 182
kg Leinöl hinzugefügt, und das Öl wurde gründlich mit der Emlusion gemischt. Der
30-Minuten-A.P.1.-Flüssigkeitsverlust der Emulsion war Null nach Zusatz des Leinöles.
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Die Emulsion hatte eine Dichte von 0,954 kg je Liter, eine Trichterviskosität
von 115 Sekunden und eine plastische Viskosität von 35 Centipoise.
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Die Emulsion wurde mit Erfolg als Bohrflüssigkeit für das Bohren eines
Ölbohrloches verwendet, in welchem die in Betracht kommende maximale Temperatur
88° C betrug und die Emulsion stabil verblieb.