DE1517397A1 - Verfahren zur Behandlung von waessrigen Fluessigkeiten von erhoehter Temperatur - Google Patents
Verfahren zur Behandlung von waessrigen Fluessigkeiten von erhoehter TemperaturInfo
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Description
Patentanwalt
Ludwigihafen am Rhein tf ccp 0938 R/a
Dr. Expl.
Verfahren zur Behandlung von wässrigen Flüssigkeiten von erhöhter Temperatur.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Behandlung von wässrigen Flüssigkeiten von erhöhter
Temperatur, z.B. von Bohrflüssigkeiten unter Verwendung von glasigen Phosphatverbindungen.
Es ist bereits bekannt, zur Wasserbehandlung glasige alkalimetallhaltige
Phosphate zu'verwenden, um dfη Steinansatz
z.B. in Dampfkesseln, Rohren, Kühltf|umen, Gemeindewasserleitungen usw. zu verhindern (US-Patent 2 539 305)· Es
ist auch bekannt, beim Bohren von Erdöl glasige alkalimetallhaltige
Phosphate einzusetzen, um Niederschläge auf den Formationen und auf den Rohrleitungen und ölbohrausrüstungen
zu unterbinden (US-Patent 3 021 901).
Es hat sich jedoch die Behandlung der Bohrflüssigkäfcen mit
glasigen Phosphaten, die Alkalimetalloxyde enthalten, als undurchführbar erwiesen, wenn hohe Temperaturen und lange
Behandlungszeiten erforderlich sind. Konventionelle, Alkalimetall enthaltende glasige Phosphate können nämlich
infolge der verhältnismäßig großen Löslichkeit praktisch nicht benutzt werden.
Versuche, langsamer lösliche Phosphate herzustellen, waren in der Vergangenheit insofern entmutigend, als die erforderlichen
Schmelztemperaturen zur Erreichung des glasigen Zustandes in vielen Fällen für industrielle Standardschmelzöfen
zu hoch liegen. Änderungen solcher Zusammensetzungen, nur um die Erfordernisse der Ofentemperaturen zu erfüllen, haben
aber zu Gläsern geführt, welche keine zufriedenstellende
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- 2 - ccp 0938 \
Dipl.-Chem. LEO ZiLLENTIN
6700 Ludwigshaftn am Rhein I 0 I / O O /
Löslichkeit aufw^sen, wenn sie höherei Temperaturen und/oder
hohen Wasserhärten, wie sie normalerweise bei Sekundärbohrungen, bei der Erdölgewinnung vorkommen, ausgesetzt werden.
Es wurde nun gefunden, daß sich für das erfindungsgemäße Verfahren
besonders vorteilhaft solche glasige, stückige bzw. körnige Phosphate eignen, die aus OaO, MO und P2O5 bestehen, wobei
die Mengenverhältnisse dieser drei Bestandteile gemäß dem ternären Diagramm innerhalb des durch die folgenden Punkte dargestellten
Prallelogramms liegen;
a) 47,5 Mol-% OaO, 2,5 Mol-% MO, 50 Mol-% P2O5 ,
b) 47,5 Mol-% OaO, 16,5 Mol-% MO, 36 Mol-% P2O5,
c) 2,5 Mol-% OaO, 61,5 Mol-% MO, 36 Mol-% P2O5 ,
d) 2,5 Mol-% OaO, 4?,5 Mol-% MO, 50 Mol-% P2O5 ,
wobei MO mindestens aus 2,5 Mol-% MgO und der Rest aus ZnO, PbO, B2O3, SrO, Fe2O3, OdO, Al2O3 oder BaO oder Mischungen
davon besteht, wobei die Summe der Molpruzente der letzteren nicht größer sein darf als die Summe der Molprozente von CaO
und MgO.
Hierbei handelt es sich um eine Gruppe von neuen steinverhütenden glasigen. Phosphaten, die im wesentlichen frei von Alkalimetallen
sind und die eine langsame Löslichkeit bei höheren Temperaturen haben. Sie lösen sich in typischen Bohrlösungen
höherer Temperatur in solchem Maße, wie es für die Verhinderung der Steinbildung bei der primären und sekundären
Bohrung einschließlich aller damit verbundenen Maßnahmen erforderlich ist. Außerdem können sie in herkömmlichen öfen für
die Herstellung von glasigen Phosphaten hergestellt werden.
ORIGINAL INSPECTED
909820/1075
• - 3 - ccp 0938
Dipl.-Chem. LEO ZELlENTIN
Panalt 1 R 1
Ludwigthof.n am Rhein I? I
Sie se für das erfindungsgemäße Verfahren zu verwendenden
glasigen !Phosphate weisen etwa ein Molverhältnis von Metalloxyd S; Phosphorpentoxyd von etwa 1 : 1 bis etwa 1,78 : 1 auf.
■**" Sfl handelt sich um OaO-MgO-P2 O5-Gläser, welche andere Metallojcyde
wie ZnO, PbO, B2O3, SrO, Fe2O3, CdO, Al2O3 und BaO enthalten
können oder um Kombinationen davon, deren Menge in Molprozenten insgesamt nicht größer ist als die Summe der
Molprozente von MgO und OaO. Sie enthalten mindestens 2,5 Mol-% OaO, Mindestens 2,5 Mol-% MgO und zwischen etwa 36
bis etwa 50 MoI-SiP2O5.
Das ternSre Diagramm der beigefügten Zeichnung gibt den genauen
Bereich von Zusammensetzungen in Molprozenten an. Jede Ecke des Dreiecks entspricht einer reinen Komponente (lOO-Mol-%).
Jeder Punkt in der fläche des Dreieckes entspricht d?n MoI-prozentsäteen
der drei Komponenten, wie sie in dem ternären System festgelegt sind. Die oberste Ecke gibt 100 Mol-% P2 O5
an, die untere linke Ecke gibt 100 Mol-% OaO und die untere rechte Ecke gibt 100 Mol-% MO an. MO bedeutet mindestens
2,5 Mol-% MgO und der Heat besteht aus ZnO, PbO, B2O3 , SrO,
Fe2O3 , OdO," H2O3 und BaO und Kombinationen davon, vorausgesetzt,
daß die Summe der Molprozente von MgO und OaO mindestens gleich der Summe von den Molprozenten aller anderen Metalloxyde
iat.
Jedes Phosphatglas, welches in die schraffierte Fläche des Diagramms fällt, liegt innerhalb des Bereiches der vorliegenden
Erfindung.'Es ist also offensichtlich, daß erfindungergemäß glasige Phosphate verwendet werden, die im wesentlichen
aus OaO, MO und P2O5 bestehen, wobei die Zusammensetzung in
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TÜD
Molprozentenjso gewählt wird, daß sie in einem termären Diagramm
des Systems OaO-MO-P2 O5 innerhalb des Parallelogrammes
liegt, welches definiert wird durch die Punkte (a) 47,5 Mol-% OaO, 2,5 Mol-% MO und 50 Mol-% P2O5 , wobei MO mindestens
2,5 Mol-% MgO enthält und die Differenz aus ZnO, PbO, B2O3,
SrO, Fe2O3, OdO, Al2O3, BaO oder Mischungen davon besteht, wobei
die Summe in Molprozente^von MgO und CaO mindestens gleich
der Summe der anderen Metalloxyde in Molprozent ist.
In der nachstehenden Tabelle sind die Löslichkeiten von verschiedenen
Gläsern gemäß der vorliegenden Erfindung verglichen mit den Löslichkeiten von glasigen Phosphaten, die zwei Alkalimetalle
enthalten, angegeben. Man kann erkennen, daß die erfindungsgemäß verwendeten Phosphatglaser eine Löslichkeit aufweisen,
die etwas geringer ist als 25 % pro Monat und daß einige Gläser sich nur zu höchstens 1 % pro Monat lösen. Die Versuche
wurden mit einer Sole bei etwa 137° 0 (215° F) durchgeführt,
die 10 % NaOl, 5 % OaCl2 und 2 gr pro Liter Phosphatglas
von einer Siebgröße von 12 - 14 Maschen (US-Standard) enthielt. Nach geeigneten Zeiträumen während des Versuches
wurden Proben der Sole untersucht und die Menge gelösten glasigen Phosphates bestimmt. Substanzen mit einer Löslichkeit
von 25 % pro Monat bis weniger als 1 % pro Monat sind brauch- · bar bei der hohen Temperatur der Öl-Wassermischungen, wie sie
bei der primären und sekundären Erdölförderung vorkommen. Die
Löslichkeit der neuen Gläser für irgendeine besondere Quelle hängt von der Temperatur an der Bohrlochsohle, von dem pH-Wert
sowie den Inhaltsstoffen der Lösungen ab und kann nach Wahl der Zusammensetzung und/oder Teilchengröße in den erforderlichen
Bereichen modifiziert werden.
ORIGINAL
909820/ 1075
Patentanwalt 6700 Ludwigshafen am Rhein
ccp 0938
| Na2O | 17 | T | a b e | lie | P2O5 | — . | |
| OaO | Mol % | 10 | MO | Mol % | Löslichkeit in | ||
| Mol % | 37,6 | 20 | Mol | % | 47,7 | Gew.-% pro Monat | |
| 14,7 | 34,8 | 12 | 47,6 | 780 | |||
| 17,6 | — | 17 | — | 37,5 | 610 | ||
| 45,0 | - | 12 | ,5 | MgO | 44,9 | <1 | |
| 44,9 | — | 12 | ,2 | MgO | 37,5 | 7 | |
| 41,6 | - | 12 | ,9 | MgO | 47,2 | <1 | |
| 40,6 | — | 12 | ,2 | HgO | 45,0 | 2 | |
| 37,7 | - | 12, | ,3 | MgO | 50,0 | -^l | |
| 37,1 | - | 10, | ,9 | MgO | 49,0 | 25 | |
| 36,2 | - | 19, | ,7 | MgO + | 2,1 BaO | 49,0 | 3 |
| 36,2 | — | 11'. | ,7 | MgO + | 2,1 Fe2O3 | 48,4 | 3 |
| 35,9 | — | 5, | ,5 | MgO + | 3,2 Al2O3 | 47,2 | <1 |
| 34,8 | - | 24, | ,2 | MgO + | 5,8 SrO | 45,5 | 6 |
| 34,7 | — | 28, | ,7 | MgO + | 9,1 B2O3 | 46,2 | 9 |
| 34,2 | - | 27, | ,6 | Mg6 | 46,1 | 2 | |
| 34,2 | — | ,9 | MgO + | 7,8 ZnO | 37,5 | 8 | |
| 28,5 | — | ,5 | MgO + | 28,5 PtO | 42,5 | < 1 | |
| 10,0 | — | MgO + | 23,5 B2O3 | 37,5- | <1 | ||
| 5,5 | — | ,5 | MgO + | 28,5 PbO | 40,0 | -Cl | |
| 5,0 | ,5 | MgO + | 27,5 GdO | 4 | |||
Ein. "bevorzugtes glasiges Phosphat besteht analytisch im wesentlichen
aus etwa 34,6 Mol-% OaO, etwa 18,9 Mol-% MgO und
etwa 46,5 Mol-% P2O5. Die glasigen zwei und mehr Metalle enthaltenden
Phosphate werden normalerweise durch Zusammenschmelzen der geeigneten Metalloxyde und Phosphorsäure hergestellt.
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.- 6 - cop 0938
mi A
Bhi 1517397
6700 Lud w ι gin α fen am R hi
Die Metalloxyde und/oder Karbonate können auch mit geeigneten
Phosphatsalzen und/oder Phosphorsäuren derart zusammengeschmolzen
werden, daß man die gewünschten analytischen Verhältnisse erhält. In manchen Fällen wird es möglich sein, geeignete
Phosphatsalze allein zusammenzuschmelzen. Die Schmelze wird rasch abgekühlt, um die Bildung einer Substanz mit einer harten,
glasartigen Beschaffenheit zu bewirken. In den meisten Fällen von zwei oder mehr Metalle enthaltenden Zusammensetzungen liegt die
Schmelztemperatur etwas niedriger als der Schmelzpunkt irgendeiner der Einzelkomponenten.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die genannten Phosphatgläser in einer solchen Menge der Bohrflüssigkeit
oder dem Wasser zugegeben, daß im allgemeinen etwa
1 - 100 Gewichtsteile Phosphat/Millionen Teile Flüssigkeit
bzw. Wasser gelöst sind. Die Rohrleitungen, Pumpen und andere Flächen, die mit einer solchen Lösung in Berührung kommen, siri.
gegen die Bildung von Steinansatz geschützt. Im allgemeinen werden ηθηθ aus Ersparnisgründen nicht mehr als etwa 25 Teile
pro Million benutzt. Für Bohrzwecke kann man Stücke von bis zu
2 Zoll (5 cm) Größe verwenden, Siebgrößen von weniger als 8 Maschen (US-Standard, 2,4 mm) sind praktisch für Bohrzwecke
nicht geeignet.
Wie bekannt, wird vielfach Druckflüssigkeit mit genügend Kraft und unter genügend Druck in eine unterirdische Formation injiziert,
um die Formation zu brechen.Glasige Phosphate der vorliegenden Erfindung können durch die Druckflüssigkeit in
die Formation in besonderer Form eingebracht werden, um sich dort langsam aufzulösen und die Bildung von Niederschlag an
den Bruchstellen und Rohren und der Ausrüstung usw. zu verhindern. Zum Brechen wird das erfindungsgemäße Phosphat in einer
Siebgröße von etwa 8 bis etwa 60 Maschen (US-Standard, 2,4 0,25 Bim) bevorzugt.
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Claims (4)
1. Verfahren zur Behandlung von wässrigen Flüssigkeiten von
erhöhter Temperatur z.B. von Bohrflüssigkeiten unter Verwendung von glasigen Phosphatverbindungen, dadurch
gekennzeichnet, daß man der zu behandelnden Flüssigkeit ein glasiges, stückiges bzw. körniges Phosphat,
das aus CaO, MO und P2O5 besteht, zusetzt, wobei die Mengenverhältnisse
dieser drei Bestandteile gemäß dem ternären Diagramm innerhalb des durch die folgenden Punkte dargestellten
Parallelogramms liegen:
a) 47,5 Mol-% OaO, 2,5 Mol-% MO, 50 Mol-% P2O5 ,
b) 47,5 Mol-% CaO, 16,5 Mol-% MO, 36 Mol-% P2O5 ,
c) 2,5 Mol-% CaO, 61,5 Mol-% MO, 36 Mol-% P2O5,
d) 2,5 Mol-% CaO, Λ7,5 Mol-% MO, 50 Mol-% P2O5 ,
wobei MO mindestens aus 2,5 Mol-% MgO und der Rest aus, ZnO, PbO, B2O3, SrO, Fe2O3, CdO, Al2O3 oder BaO oder Mischungen
davon besteht, wobei die Summe der Molprozente der letzteren ;
nicht größer sein darf als die Summe der Molprozente von CaO und MgO.
- 2 ■-909820/1075
Patentanwalt
Ludwigshafen am Rhein CCp 0938 R/a
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet , daß ein Glas mit etwa 34-, 6 % OaO, etwa
18,9 % MgO und etwa 46,5 % P2 0S verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet
, daß man zum Druck-Brechen ein Phosphatglas mit einer Siebgröße von 8-60 Maschen (US-Standard,
2,4 - 0,25 mm) verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet.,
daß man zum Bohren eine Stückgröße von 2,4 - 50 mm verwendet.
9 Q 9 8 2 0 / 1 0 7 5
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| DE1517397A1 true DE1517397A1 (de) | 1969-05-14 |
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|---|---|---|---|
| DE19651517397 Pending DE1517397A1 (de) | 1964-07-20 | 1965-07-17 | Verfahren zur Behandlung von waessrigen Fluessigkeiten von erhoehter Temperatur |
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| DE (1) | DE1517397A1 (de) |
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