DE1226509B - Well treatment fluid - Google Patents
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Description
Bohrlochbehandlungsflüssigkeit Die Erfindung betrifft eine Bohrlochbehandlungsflüssigkeit, vorzugsweise auf Wasserbasis., mit einem Zusatz aus. wasserlöslichem Gummi und wasserunlöslichem Feststoff zur Verringerung des Flüssigkeitsverlustes.Well treatment fluid The invention relates to a well treatment fluid, preferably water-based., with an additive from. water soluble gum and water insoluble Solid to reduce fluid loss.
Bisher bekanntgewordene Bohrlochbehandlungsflüssigkeiten mit einem Zusatz zur Verringerung des Flüssigkeitsverlustes besitzen eine- Viskosität von mehr als 60 cP. Man hatte bisher angenommen, daß mit dieser Viskosität die untere Grenze erreicht sei, bei der gleichzeitige Optimalbedingungen in bezug auf eine leichte Pumpfähigkeit der Behandlungsflüssigkeit, deren ungehindertes Eindringen in die abzustützenden Gesteinsrisse und insbesondere in bezug auf das Abdichten der Bohrlochwandung gegen einen unzulässig hohen Flüssigkeitsverlust vorhanden sind.Well-known well treatment fluids with a Additive to reduce fluid loss have a viscosity of more than 60 cP. It had previously been assumed that with this viscosity the lower Limit is reached, with the simultaneous optimal conditions with respect to a easy pumpability of the treatment liquid, its unimpeded penetration into the rock cracks to be supported and in particular with regard to sealing the borehole wall against an inadmissibly high loss of fluid.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrlochbehandlungsflüssigkeit der eingangs bezeichneten Art mit einer geringen Viskosität zu schaffen, die bessere Ergebnisse zeigt. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Behandlungsflüssigkeit zur Verringerung des Flüssigkeitsverlustes einen Zusatz von 20 bis 90 Teilen wasserlöslichem Gummi und 10 bis 80 Teilen wasserunlöslichen Feststoffen von einer Korngröße enthält, die durch ein DIN-Prüfsieb Nr. 80 hindurchgehen, vorzugsweise im Größenbereich von 0,04 bis 10 #t, daß der wasserlösliche Gummi im Mischungsverhältnis von 0,035 bis 0,32 g pro 100 ml der Flüssigkeit enthalten ist, daß die Feststoffe im Mischungsverhältnis von 0,035 bis 0,94 g pro 100 ml der Flüssigkeit enthalten sind und daß die Viskosität der Mischungsbestandteile unter 30 cP, vorzugsweise unter 15 cP, liegt.The invention is based on the object of a well treatment fluid To create the type described at the beginning with a low viscosity, the better Results shows. According to the invention, this object is achieved in that the Treatment liquid to reduce the loss of fluid an addition of 20 to 90 parts of water soluble gum and 10 to 80 parts of water insoluble solids of a grain size that will pass through a DIN No. 80 test sieve, preferably in the size range of 0.04 to 10 #t that the water-soluble rubber in the mixing ratio from 0.035 to 0.32 g per 100 ml of the liquid is contained that the solids contained in a mixing ratio of 0.035 to 0.94 g per 100 ml of the liquid and that the viscosity of the mixture ingredients are below 30 cP, preferably below 15 cP.
Als wasserlöslicher Gummi kann Guaran, Karaya, Tragant oder Chattigum zur Anwendung kommen, während die wasserunlöslichen Feststoffe vorzugsweise gefälltes Kalziumkarbonat, Siliziumoxyd, Bariumsulfat, Magnesiumkarbonat, Kalziumsulfat, Kalziumoxyd oder Bleioxyd sind.As a water-soluble gum, guaran, karaya, tragacanth or chattigum can be used are used, while the water-insoluble solids are preferably precipitated Calcium carbonate, silicon oxide, barium sulfate, magnesium carbonate, calcium sulfate, calcium oxide or lead oxide.
Der Zusatz kann dispergiert in Wasser in einem Verhältnis zwischen 1,4 und 2,03 kg zu 10001 Wasser enthalten sein, so daß eine Behandlungsflüssigkeit entsteht, die außerdem vorzugsweise relativ große Körper, z. B. Sand, als Absteifungsmittel enthält.The additive can be dispersed in water in a ratio between 1.4 and 2.03 kg to 1000 l of water are contained, so that a treatment liquid arises, which also preferably have relatively large bodies, e.g. B. sand, as a stiffening agent contains.
Die erfindungsgemäße Bohrlochbehandlungsflüssigkeit hat den Vorteil, daß sie die Frac-Behandlung unterirdischer Gesteinsschichten bei geringerem Flüssigkeitsverlust und damit höherem Wirkungsgrad ermöglicht.The well treatment fluid according to the invention has the advantage that they frac treatment of underground rock layers with less fluid loss and thus a higher degree of efficiency.
Eine bevorzugte Zusammensetzung nach der Erfindung wird durch Mischen gleicher Mengen von Guaran und gefälltem Kalziumkarbonat mit einer Korngröße von 0,04 bis 0,06 w in trockener oder pulverisierter Form hergestellt, die man anschließend in Wasser oder einer anderen Pumpflüssigkeit (Sole) dispergiert. Obwohl die Mischungsreihenfolge der Bestandteile unwesentlich sein dürfte, ist es doch empfehlenswert, daß die Zusätze vollkommen und gleichmäßig in Wasser oder einer anderen Pumpflüssigkeit (Sole) dispergieren. Es ist deshalb zweckmäßig, den Gummi und das Kalziumkarbonat vorzumischen. Beim Eingeben dieser Bestandteile in das Wasser ist ein fortlaufendes Rühren oder Bewegen des Wassers zu empfehlen.A preferred composition according to the invention is made by mixing equal amounts of guaran and precipitated calcium carbonate with a grain size of 0.04 to 0.06 w in dry or powdered form, which you can then dispersed in water or another pumping liquid (brine). Although the mix order the constituents should be insignificant, it is recommended that the additives Disperse completely and evenly in water or another pump liquid (brine). It is therefore advisable to premix the rubber and calcium carbonate. At the Adding these ingredients to the water is continuous stirring or agitation of the water to be recommended.
Zum Vormischen der in trockener oder pulverisierter Form vorliegenden Zusätze kann z. B. ein mechanisches Rührwerk oder eine pneumatische Mischvorrichtung verwendet werden. Beim Eingeben des Zusatzes in das Wasser an der Bohrstelle kann ein geeigneter Meßregler benutzt werden. Die Zusammensetzung läßt sich auch durch bekannte andere Zusätze erweitern, so z. B. durch ein Benetzungs- oder Entspannungsmittel zur Verbesserung der Dispergierfähigkeit der Zusätze in der Flüssigkeit oder durch ein Mittel, um die Wirksamkeit der die hydraulische Rißbildung im Bohrloch, erzeugenden Flüssigkeit zu erhöhen, oder durch Verhinderung von Emulsionsbildung und/oder durch Verbesserung des Eindringens des flüssigen Anteils der Behandlungsflüssigkeit in die zu brechende Gesteinsschicht.For premixing those in dry or powdered form Additives can e.g. B. a mechanical agitator or a pneumatic mixing device be used. When entering the additive in the water at the drilling site can a suitable measuring controller can be used. The composition can also be passed through known other additions expand, so z. B. by a wetting or relaxing agent to improve the dispersibility of the additives in the liquid or by a means of increasing the effectiveness of hydraulic fracturing in the wellbore To increase fluidity, or by preventing emulsification and / or by Improvement of the penetration of the liquid portion of the treatment liquid into the rock layer to be broken.
Bei der Verwendung von Absteifungsmitteln, z. B. Sand oder anderen
relativ großen Teilchen, werden diese üblicherweise entweder während des Mischens
der Zusätze mit der Flüssigkeit oder danach zugefügt. Günstige Ergebnisse lassen,
sich dadurch erzielen,
daß die vorgemischten Zusätze direkt in den
Rührbehälter eines Meß- und Mischgerätes hineingekippt und Sand und Flüssigkeit
erst abgemessen und zugemischt werden, bevor die Bohrlochbehandlungsflüssigkeit
in das Bohrloch gepumpt- wird. _ Es wurden Laboratoriumsversuche durchgeführt, um
die Flüssigkeitsverluste. der Zusammensetzung bei verschiedenen Zusatzmengen gemäß-
der Erfindung zu vergleichen. Bei allen Versüchen.-wüiden gleiche Gewichtsmengen-.
von ° gefälltem -' K'älzlumkarbonat und Guarangummi vorgemischt und mit einer vorgegebenen
Menge wäßriger Flüssigkeit (frisches oder salziges Wasser) 5 Minuten in einem Luftmischer
vereinigt. -Die.- Ergebnisse,-dieser- Versuche sind in Tabelle I dargestellt.
-Ähnliehe;.Versuche.wie diejenigen mit den Ergeb, nissen-=gemäßr-.der-
Tabelle- I:--wuiden mit _veränder: lichen Zumischungen von Guärängummi-und(ifälltem-
Kalziumkarbonat zusammen mit, .verschiedenen Mengen -eines synthetischen Detegentiums
durchge= führt. -Die Ergebnisse- .dieser Versuche-sind--in der Tabelle II aufgeführt:
Auf Grund der zuvor beschriebenen Versuche ist es zweckmäßig, daß wenigstens 0,14 g eines Zusatzes mit 50% Gummi und 50% feinverteilten Festkörpern für jeweils 100 ml Wasser - frisch oder salzhaltig - verwendet werden. Bei dem üblichen Mischverfahren auf dem Bohrfeld entspricht diese empfohlene Mindestmenge des Zusatzes ungefähr einem Verhältnis von 5,6 kg Zusatz zu 40001 Flüssigkeit. Beste Ergebnisse bei niedrigen Kosten liegen vor, wenn etwa 8 kg Zusatz für 4000 1 Flüssigkeit verwendet werden, was etwa 0,2 g Zusatz pro 100 ml entspricht.On the basis of the experiments described above, it is appropriate that at least 0.14 g of an additive with 50% rubber and 50% finely divided solids can be used for every 100 ml of water - fresh or salty. With the usual Mixing method on the drilling field corresponds to this recommended minimum amount of additive approximately a ratio of 5.6 kg additive to 40001 liquid. Best results at low cost are when about 8 kg of additive is used for 4000 liters of liquid which corresponds to about 0.2 g of additive per 100 ml.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung beruht in der Tatsache, daß der Zusatz dazu verwendet werden kann, die Flüssigkeitsverlusteigenschaften wäßriger Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität, wie z. B. Wasser oder Sole, wesentlich herabzusetzen, ohne daß dadurch die Viskosität der Bohrlochbehandlungsflüssigkeit schädlich ansteigen würde. Vergleichsweise wurden Untersuchungen durchgeführt, um die Viskosität von frischem Wasser vor und nach der Zugabe von 0,2 Gewichtsprozent eines Zusatzes gemäß den Angaben in Tabelle I zu bestimmen, d. h. ungefähr 0,19 g Zusatz pro 100 ml Wasser. Es stellte sich heraus, daß die Viskosität von frischem Wasser 3 cP besaß und daß nach Zugabe des Zusatzes eine Viskositätssteigerung auf nur 5 cP erfolgte.A major advantage of the invention resides in the fact that the additive can be used to make the fluid loss properties more aqueous Low viscosity liquids such as B. water or brine, significantly reduce, without thereby detrimentally increasing the viscosity of the well treatment fluid would. For comparison, studies have been carried out to determine the viscosity of fresh water before and after the addition of 0.2 percent by weight of an additive according to to be determined according to the information in Table I, d. H. approximately 0.19 g of additive per 100 ml of water. The viscosity of fresh water was found to be 3 cP and that after the addition of the additive, there was an increase in viscosity to only 5 cP.
Bei der Erschließung von Öl- oder Gasbohrungen ,1 einer Bohrlochbehandlungsflüssigkeit mit m ittels einem Zusatz zur Verminderung der Spülverluste kann nach den herkömmlichen Arbeitsverfahren vorgegangen werden. Das Verhalten der Bohrlochbehandlungsflüssigkeit in der Bohrung kann nicht mit Bestimmtheit erkannt werden;,es ist jedoch anzunehmen, daß die besseren Ergebnisse infolge .der Zumischung von relativ kleinen Mengen zweier sich verschiedenartig verhaltender Mittel .erreicht werden, die einerseits die erwünschten Eigenschaften niedriger Flüssigkeitsverluste gewährleisten, ohne andererseits einschädliches Ansteigen der Viskosität zu verursachen. Der Gummi verhält sich etwa als gelierendes oder dickendes Mittel, er wird jedoch nicht in so großen Mengen zugegeben, daß er eine tatsächliche Gelierung der Flüssigkeit bewirkt. Auf der anderen Seite verhalten sich die feinverteilten festen Teilchen als abstützende oder absteifende Mittel, die in der Flüssigkeit dispergiert sind und mit ihr in Berührung mit den porösen Gesteinsschichten der Bohrung gelangen. Diese stopfenden oder absteifenden Mittel relativ geringer Korngröße und von geringem Gewicht im Vergleich zu Sand oder anderen Absteifungsmitteln, die außerdem in der Flüssigkeit vorhanden sein können, setzen sich nicht einfach in der Flüssigkeit ab, sondern werden in die Risse und Aushöhlungen getragen, um von dort aus die Poren und die anderen, kleineren Öffnungen oder Risse :in .den Gesteinsschichten der Bohrung zu verstopfen. Daraus folgt eine kombinierte Dichtungs- und Quellwirkung, die den Flüssigkeitsverlust herabsetzt und dabei d ie sandführende Flüssigkeit in der erforderlichen Zone des Bohrloches zusammenhält. Es ist anzunehmen, daß aus der niedrigen Viskosität der Bohrlochbehandlungsflüssigkeit .eine bessere Pumpfähigkeit resultiert, wodurch eine größere Flüssigkeitsmenge zur Verfügung steht und eine bessere Durchdringung der Gesteinsschichten erfolgt, in ,der Risse und Brüche erzeugt und ausgedehnt werden sollen. Die Bohrlochbehandlungsflüssigkeit mit niedriger Viskosität ist außerdem leicht aus dem Bohrloch entfernbar, wenn die Behandlung des Bohrloches beendet :ist.When developing oil or gas wells, 1 a well treatment fluid with an additive to reduce flushing losses, the conventional Working procedures are proceeded. The behavior of the well treatment fluid in the bore cannot be recognized with certainty; but it can be assumed that that the better results owing to the admixture of relatively small amounts of two means that behave in different ways, on the one hand the desired ones Ensure properties of low fluid loss without being harmful on the other hand To cause increase in viscosity. The gum behaves roughly as a gelling agent or thickening agent, but it is not added in so large an amount that it is causes the liquid to actually gel. On the other hand, cautious the finely divided solid particles act as supporting or stiffening agents, which are dispersed in the liquid and with it in contact with the porous Layers of rock get through the borehole. These constipating or bracing agents relatively small grain size and light weight compared to sand or others Set stiffening agents, which may also be present in the liquid will not just settle in the liquid, but will instead go into the cracks and hollows worn to from there the pores and the other, smaller openings or cracks : to clog in the rock layers of the borehole. From this follows a combined Sealing and swelling effect, which reduces the loss of liquid and thereby d the sand-bearing fluid holds together in the required zone of the borehole. It is believed that from the low viscosity of the well treatment fluid . A better pumpability results, whereby a larger amount of liquid to Is available and a better penetration of the rock layers takes place in which cracks and fractures are to be created and expanded. The well treatment fluid low viscosity is also easily removable from the borehole when the Treatment of the borehole ended: is.
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DE1156367B (en) * | 1960-09-15 | 1963-10-31 | Halliburton Co | Well treatment fluid |
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1960
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