DE1159330B

DE1159330B - Verfahren zur Herabsetzung des Fluessigkeitsverlustes von beim Zementieren von Bohrloechern verwendeten Zementbruehen

Info

Publication number: DE1159330B
Application number: DEP23148A
Authority: DE
Inventors: Horst Barthel
Original assignee: Peute Chemie Chem Fab GmbH
Current assignee: Peute Chemie Chem Fab GmbH
Priority date: 1959-07-13
Filing date: 1959-07-13
Publication date: 1963-12-12

Description

Verfahren zur Herabsetzung des Flüssigkeitsverlustes von beim Zementieren von Bohrlöchern verwendeten Zementbrühen Es ist bekannt, daß bei Erdölbohrungen die einzelnen Rohrfahrten zementiert werden müssen, da diese Rohrfahrten zum Teil die ölführenden Formationen durchstoßen, und dann in der ölführenden Formation die Zementierung vorgenommen wird. Dadurch treten grundsätzliche Nachteile ein. Sehr oft kommt es vor, daß die ölführenden Formationen Einschlüsse von Gebirgen enthalten, die bei der Berührung mit Wasser sofort zum Quellen neigen. Hierdurch werden die Formen des CSlträgers verstopft und so der COlzufluß verhindert. Beim Durchbohren dieser Schichten ist man daher vorsichtig, indem man die dabei verwendeten Rohrspülungen so herrichtet, daß der Wasserverlust, gemessen nach API-Filterpresse, so gering wie möglich gehalten wird, oder aber es werden nur solche Bohrspülungen verwendet, die gewährleisten, daß die volle Durchlässigkeit der Formation erhalten wird. Selbst beim Perforieren der Zementschicht, die ja unter einer Flüssigkeit vorgenommen wird, wird daher zum Teil aus den oben angeführten Gründen Tetrachlorkohlenstoff genommen, um jegliches nachträgliches Eindringen von Wasser zu verhindern.
Die bisher verwendeten Zementbrühen, das sind Aufschlämmungen von Zement in Wasser, halten von sich aus das Wasser nicht, sondern zerfallen leicht in ihre Bestandteile, so daß die Abbindung des Zements an der gewünschten Stelle in Frage gestellt ist. Das gleiche gilt im übrigen auch für Kalkspülungen.
Dadurch wird nicht nur die Festigkeit der Zementierung beeinflußt, sondern auch die sorgsam aufgebohrten Formationen werden geschädigt. Es wurde daher nach Möglichkeiten gesucht, den Wasserverlust bei diesen Zementdispersionen zu vermeiden. Bei dem hohen Calciumgehalt des Zementes versagten bisher die bekannten Mittel zur Verhinderung des Wasserverlustes wie cellulosemethyläthercarbonsaures Natrium, Stärke, Alginate, Polyacrylate sowie Polyarylate. Wenn man auch mit diesen Stoffen zum Teil eine Wasserbindung erreicht, so haben sie den weiteren Nachteil, daß sie die Zementfestigkeit stark herabsetzen und die Abbindezeit sehr verzögern.
Dieselben Probleme treten auch beim Verfestigen von durchlässigen Formationen auf, wenn zur Verfestigung von Baugruben bei Staudämmen u. dgl. diese durch Zementinjektionen oder Kalkspülungen abgedichtet und verfestigt werden sollen. Auch bei diesen Injektionen bildet sich sehr schnell eine Zementschicht, aus der das Wasser herausgepreßt wird, wodurch ein weiteres Injizieren von Zementdispersionen unmöglich gemacht wird. Wenn aber das Wasser in der Zementdispersion gehalten wird, ist ein weiteres Eindringen gewährleistet.
Es wurde nun überraschend gefunden, daß die erwünschte Wasserbindung mit Silikonaten, vorzugsweise Alkalialkyl- oder Arylsilikonaten, insbesondere Natriummethylsilikonat, erzielt werden kann, womit noch der Vorteil verbunden ist, daß die Viskosität der Zementdispersion nicht erhöht und die Festigkeit des Zementes nicht verändert wird.
Verbesserte Ergebnisse werden noch erhalten, wenn mit einem weiteren Zusatz von 1 bis 10% Aluminiumfluorid gearbeitet wird. Auch kann man noch zur Erhöhung der Viskosität 0,1 bis 3% Polyacryl oder Polyacrylat zugeben.
In den Beispielen wird die Erfindung noch weiter erläutert. Die in diesen Beispielen erwähnten API-Filterpressen sind ein genormtes Gerät zum Messen des Flüssigkeitsverlustes von Bohrspülungen und Zementbrühen. In, diese Filterpresse werden 250 cm3 der zu prüfenden Flüssigkeit eingefüllt und auf die Flüssigkeit ein Druck von 7 atü ausgeübt. Die hierbei während 30 Minuten durch ein Filterpapier hindurchgehende Flüssigkeitsmenge wird als Flüssigkeitsverlust bezeichnet.
Beispiel 1 Es werden 400 Teile Wasser in 800 Teilen Tiefbohrzement gemischt. Der Wasserverlust in der API-Filterpresse beträgt nach 30 Minuten 145 cm3, Viskosität 82 cP. .
Beispiel 2 Es werden 400 Teile Wasser, 800 Teile Tiefbohrzement, 12 Teile Natriummethylsilikonat, 24 Teile Aluminiumfiuorid vermischt. Der Wasserverlust beträgt in der API-Filterpresse nach 31 Minuten 4,5 cm3, Viskosität 78 cP.
Die Werte von Beispiel 1 und 2 wurden bei 20° C gemessen. Danach wurde die Mischung von Beispiel 2 auf 100° C erhitzt, und der Wasserverlust betrug nach API 8;5 em3 bei einer Viskosität von 96 cP. Es ist möglich, diese Werte durch Zusätze von auskondensiertem Harnstofformaldehydharz zu verbessern. Dieselben Mittel kann man auch in stark alkalischen Bohr- und Kalkspülungen verwenden, um darin den Wasserverlust zu vermeiden, besonders bei Mg0-Spülungen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herabsetzung des Flüssigkeitsverlustes von beim Zementieren von Bohrlöchern verwendeten Zementbrühen, dadurch gekennzeichnet, daß ihnen 1 bis 10% Silikonate, insbesondere Natriummethylsilikonat, zugegeben werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 823 723, 826123.