DE1942597C3 - Verfahren zum Spülen eines Bohrlochs mit Schaum - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Spülen eines Bohrloches mit Schaum gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Zum Spülen von Bohrlöchern während des Bohrens, bei def Fertigstellung oder für die Reinigung von Förderböhriingen werden in den letzten Jahren nicht nur Wasser und Bohrschlämme, sondern auch Luft, z. B. im Fall eines Luft-Bohrverfahrens, oder Luft-Schaum-Kombinationen bei Luft- oder Nebel-Bohrverfahren verwendet. Bohrschlämme haben im allgemeinen eine hohe Dichte und erfordern daher beträchtliche Energie zu ihrer Umwälzung; sie sind außerdem verhältnismäßig teuer in der Herstellung. Luft hat dagegen eine sehr geringe Dichte und wird mit großer Geschwindigkeit umgewälzt, z. B. etwa mit 300—900 m/min. Das führt zu Bohrlocherweiterungen durch Ausschleifungen und Erosion, woran sich weitere Nachteile knüpfen.

In der US-PS 31 30 798 wird das Spülen mit Luft oder Gas derart weiterentwickelt, daß dem Gas ein Schäumer zugesetzt wird, so daß bei Kontakt mit Lagerstättenwasser im Bohrloch ein Schaum gebildet wird, der das Bohrklein aus dem Loch befördert Als Schäumer wird Natriumstearat empfohlen. Die Druckluft für dieses Verfahren wird von einem Kompressor geliefert, der für einen Dauerbetrieb mit einem Druck von 1,4—4,2 kp/cm² und bei Bedarf mit einer erhöhten Leistung von 12,7 — 14,t kp/cm² arbeiten kann.

Gemäß US-PS 32 69 468 soll für diesen Zweck ein anionischer Schäumer verwendet werden, der zu einer Gruppe von wasserlöslichen Alkylbenzolsulfonaten · gehört. Der Schäumer soll in einer Konzentration von 0.2—1 Gew.-%, bezogen auf die Gesam'.wassermenge, zu der der Schäumer zugesetzt wird, verwendet werden. Das Material ist jedoch empfindlich gegenüber bentonitischen Tonen.

In der GB-PS !0 33 799 ist ebenso wie in den vorstehend besprochenen PS ein Verfahren beschrieben, mit dem Luft und ein wasserlöslicher Schäumer in ein Bohrloch eingeleitet werden, um im Bohrloch beim Zusammentreffen mit Lagerstättenwasser einen Schaum zu bilden, der das Wasser und Bohrklein aus dem Loch fördert. In der GB-PS wird die Prüfung verschiedener Schäumer aufgrund ihrer Fähigkeit beschrieben, eine bestimmte Menge Wasser in einem bestimmten Zeitraum mitzuführen, ^obei als Grenz wert 800 ml in 10 Minuten angesehen wird. Als maximaler Luftstrom ist für diese Versuche 25 I/min angegeben.

In einem Aufsatz, der im November 1966 in »World Oil« auf den Seiten 87—90 abgedruckt worden ist, finden sich Angaben über das Arbeiten mit Gas-in-FlüssigkeitSchäumen. die dem Oberbegriff des Anspruches 1 zugrundegelegt worden sind Nach dieser Druckschrift soll beim Umwälzen eines außerhalb des Bohrloches vorgefertigten Schaumes in dem Ringraum zwischen Bohrgestänge und Bohrlochwand mn einer verhältnismäßig geringen Geschwindigkeit von etwa 75 m/min gearbeitet werden, um dadurch Ausspülungen an der unverfestigten Bohrlochwandung zu vermeiden. Der Linpreßdruck wird hier mit etwa 17.6 kp/cm² angegeben bei der Einleitung von etwa 2.24m'/min im Durchschnitt.

Nach der USPS 33 13 362 soll ein Gemisch aus tonigem Material. Wasser unH Schäumer in eine Gasspülung eingeführt werden, bevor das Gas in den Bohrstrang eintritt. Auch in diesem Fall bildet sich der Schaum erst beim Austreten aus demi Bohrstrang Und fördert dann Bohrklein und Formätiöriswasser nach oben. Der für dieses Verfahren zu verwendende Schäumer soll nicht kationisch sein und wird in einer Menge von etwa 0,01 —etwa 20 Gew.-% zusammen mit etwa 0,2-10 Gew.-°/o Bcntonit und etwa 0,005-etwa 2 öew.-% eines wasserlöslichen Naturgummis verwes del, wobei etwa 160 I dieses wäßrigen Zusatzes auf etwa

1 Q

1 ZJ

42 597

42—2800 m³ der Gasspülung verwendet werden.

Ein älteres deutsches Patent 19 59271 schlägt eine Reihe von Stoffen vor, die Schäumen auf der Basis von Olefinsulfonaten zugesetzt werden, um den Gegendruck während der Zirkulation des Schaumes im Bohrloch zu verringern. Bei diesen Stoffen handelt es sich im wesentlichen um besonders ausgewählte Alkohole. Die Verbesserung der Fließeigenschaft ist für außerhalb des Bohrloches he-gestellte Schäume wichtig, wev} einerseits dafür gesorgt werden muß, daß die vorgefertigten Schäume stabil sind, andererseits diese Schäume aufgrund ihrer Stabilität für die Umwälzung eine erhebliche Arbeit erfordern.

Aufgrund der Erfahrungen mit dem bisherigen Stand der Technik ergibt sich die Aufgabe, ein Verfahren zu schaffen, das einerseits mit einem verhältnismäßig geringen Aufwand an Schäumer und an Umwälzenergie auskommt, andererseits den bereits erwähnten, an eine Spülung zu stellenden Forderungen genügt Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 mit den in diesem Ansprach gekennzeichneten Maßnahmen gelöst

Mit der Erfindung können Schäume geschaffen werden, die eine verhältnismäßig geringe Dichte und trotzdem eine ausreichende Stabilität haben, so daß sie für das Ausspülen von festen oder flüssigen Materialien aus einem Bohrloch verwendet werden können, sowohl beim Abteufen als auch beim Reinigen einer Bohrung. Die Schäume mit geringer Dichte können verhältnismäßig billig hergestellt und leicht umgewälzt werden. Auch bei kurzen Unterbrechungen in der Umwälzung, z. B. beim Nachsetzen von Rohren, bricht bei Anwendung der Erfindung der Schaum nicht zusammen.

Zur Erläuterung wird noch darauf hingewiesen, daß eine anfängliche Schaumhöhe nach Ross — Miles die Schaumhöhe am Anfang oder zur Nullzeit meint, die bei der Standard Ross-Miles-Schaumanalyse erzielt wird (s. R ο s s, J, und M i I e s. C. D, »An Apparatur for Comparison of Foaming Properties of Soaps and Detergents«*, Oil and Soap, Bd. 18, 1941, pp. 99—102; und McCutcheon. J. W., Synthetic Detergents. McNair-Dorland Co, New York. N. Y, 1950, p. 435).

Die kumulative Schaumhöhe bedeutet die Summe der Schaumhöhen nach dem 0.1 -2-,5- und 10-Minuten-Intervall. die nach dem Ross —Miles-Verfahren erzielt werden.

Ein vorgefertigter Schaum soll ein Schaum sein, der außer Berührung mit festfn und/oder flüssigen Teilen erzeugt worden ist. die natürlicherweise in einem Bohrloch auftreten. Es ht/idelt sich demnach um einen Schaum, der außer Berührung mit Verunreinigungen gebildet vvird. wie sie in der Umgebung eines Bohrloches auftreten, einschließlich Bohrtrümmern, öl. Lauge und ähnlichen Materialien.

Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, in der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise erläutert und dargestellt. Es zeigt

F i g. I eine vereinfachte schematische Darstellung eines Bohrloches mit Bohrturm und Einrichtung zur Erzeugung eines Schaumes für das erfindungsgemäße Verfahren,

Fig,2 eine mit Bezug auf Fig. 1 abgeänderte Teildarstellüng zur Erläuterung eines abgewandelten Verfahrens und

F i gi 3 eine vereinfach!-i Darstellung einer Laborato· riüms-Schäürh-Prüfeinheif.

In der in Fig. 1 dargestellten Anlage zur Ausführungsform der Erfindung wird ein Schaum als Umwälz-Spülung zum Reinigen einer Produktionsbohrung verwendet Die Fig. zeigt vereinfacht eine Einrichtung, die in Verbindung mit einer Anwendungsmöglichkeit der Erfindung benutzt wird.

Nach Fig. 1 ist ein Bohrloch bis in eine unverfestigte, ölproduzierende Formation 35 abgeteuft Während der Benutzung des Bohrloches zur Gewinnung von Rohöl ίο aus der Formation hat sich Schutt an der Bohrlochsohle angesammelt. Der Schutt hat die Bohrlochsohle verstopft, so daß eine wirksame Produktion nicht mehr möglich ist Unter Benutzung eines Drehtisches 57, einer Kelly- oder Mitnehmerstange 19 und eines Drehkopfes 21 oder anderer geeigneter Einrichtungen wird ein Rohrgestänge 13, das aus einer ausreichenden Anzahl von miteinander verbundener Rohrabschnitte zusammengesetzt ist, in das Bohrloch eingefahren bis in den oberen Teil der Produzierenden Zone 35.

Ein wäßriger Gas-in-Flüssigkeit-S-'raum wird dann in das Bohrloch von einer Schaumerzeugungseinrichtung 22 aus über eine Leitung 11, den Drehknopf 21, die Kelly-Stange 19 hindurch und durch das Gestänge 13 abwärts, aus dem Ende des Gestänges 13 heraus und auf die Bohrlochsohle geleitet Falls das Ende des Gestänges 13 unter der Oberfläche einer Flüssigkeitssäule liegt, die z. B. aus Rohöl und/oder Wasser, Lauge usw. bestehen kann, oder falls das Ende des Gestänges in eine Ansammlung von Sand, Teer usw. eingedrungen ist, trägt der Schaum die Flüssigkeit oder den Schutt in einem langsamen Fluß oder durch Mitführung fort, den Ringraum 14 der Bohrung hinauf und über die Leitung 34 aus dem Bohrloch hinaus in die Schaum-Zerlegungs-Einheit oder Abscheidekammer 29 hinein und von da aus über die Leitung 36 zum Sumpf 37, in welchem die flüssige Phase zerlegt wird, so daß sich eine wäßrige Phase 38 und eine Öl-Phase 39 ergibt

Falls es erwür.scht ist. daß nur wenig oder ga^r nicht von dem Schaum in die produzierende Formation eindringt, wird über die Leitung 28 ausreichend Druck anf 3legt. welcher die Bildung des Schaums im Erzeuger 22, die Abgabe des Schaums an der Bohrlochsohle und um die Tour am Ende des Gestänges 13 herum gewährleistet von wo aus der natürliche Druck der Bohrung oder ein geringer zusätzlicher Druck über die Leitung 28 den Schaum wieder zur Oberfläche fördert.

Nachdem der Abschnitt des Bohrloches in Nachbarschaft des unteren Endes des Gestänges 13 bearbeitet und durch den Schaum behandelt worden ist, kann das Gestänge weiter nach unten gefahren werden, bis das gesamte untere Ende der Bohrlochsohle unter oder ein Teil davon behandelt und/oder gereinigt worden ist.

Zur Erzeugung von wäßrigen Gas-in-Flüssigkeit-Schäumen entsprechend der beschriebenen Ausführungsform werden Wasser, ein Detergentien-Kon/entrat. und falls erwünscht, eine konzentnerte kaustische Lösung oder ein anderer geeigneter Zusatz einem Mischer 24 über Leitungen 25, 26 und 27 mit ausreichenden M- ,igen zugeführt, um im Mischer 24

ho eine schauTifähige Lösung herzustellen, die in Ge wichtsteilen, bezogen auf je 100 Teile der Lösung, etwa 0,1 — 1 Teil eines organischen Schäumnr'ittels enthält, z. B. das Natrium-^Salz eines linearen Cu-Cte^Alkyl* benzol-Sulfosäure-Gemisches. Über die Leitungen 23 und 28 werden diese ichäumfähige Lösung und ein Gas, z. B. Luft, dem Schaumerzeuger 22 zugeführt, in welchem ein Schaum erzeugt wird, der ein Volumenverhältnis von Gas zu Flüssigkeit im Bereich von etwa 22,4

bis 375 dmVI aufweist. Dieser Schaum wird der Bohrung unter einem Druck zugeführt, der ausreicht, um den Schaum über die Leitung 11 mit einer Geschwindigkeit von etwa 3—90 m/min über den Bohrgestänge^Ringraum 14 in der oben beschriebenen Weise umzuwälzen, d. h. mit einem Minimum von etwa 0,35 bis 7 kg/cm² über dem Druck an der Bohrlochsohle. Falls erwünscht, kann über die Leitung 30 Dieselöl oder ähnliches Material in die Leitung 11 eingespeist werden, um im langsamen Fluß dem Bohrloch etwa zur Reinigung zugeführt zu werden. Überlauf- und Schaum-Rückfluß-Leitungen sind in F i g. 1 nicht dargestellt.

F i g. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform. In diesem Fall wird ein Bohrloch abgeteuft, und eine geeignete Bohrkrone, z. B. eine Rotary-Krone 16 ist am Ende des Bohrgestänges 13 angeordnet. Der Schaum wird in der oben beschriebenen Weise umgewälzt und passiert bei se'"<?m Austritt aus dem unteren Ende des Bohrgestänges 13 den eigentlichen Bohrbereich, wobei das Bohrwerkzeug gekühlt und Bohrschutt, lockeres Festmaterial und Flüssigkeiten mitgeführt werden. Diese Materialien werden über den Ringraum in der oben beschriebenen Weise an die Oberfläche getragen.

Auf diese Weise können Sand, Staub, größere Festteile, Öl, Lauge, Gesteinswasser und ähnliche Materialien sehr einfach aus flachen oder Tiefenbohrungen entfernt werden. Überraschenderweise sind sogar Steine mit 5 bis 7'/2cm Durchmesser ohne weiteres durch die hier beschriebenen Schäume aus Teufen von 1500 m und tiefer zur Oberfläche befördert worden. In ähnlicher Weise ist aus Bohrlöchern gefördert worden, wobei die hier beschriebenen Schäume anstelle üblicher Pumpen verwendet worden sind. Weitere Vorzüge ergeben sich aus den nachfolgenden Beispielen.

Die Herstellung eines Gas-in-Flüssigkeit-Schaumes ist an sich bekannt (siehe Encyclopedia of Chemical Technology. Bd. 6, Interscience Encylopedia. Inc., N. Y. [1951]: U.S. Patent-Nr. 32 12 762). Für die Ausführung der vorliegenden Erfindung sind große Volumen und eine reichliche Zufuhr an Schaum erforderlich. Eine Austritts- oder Ventury-Düsenanordnung. der stromabwärts einige in Linie angeordnete tviisch-Praii-öiecne nachgeordnet sind, hat sich als brauchbar erwiesen, um befriedigende Gas-in-FIüssigkeit-Schäume zu erzeugen, und bildet die bevorzugte Ausführungsform zur Verwendung nach der Erfindung. Zur Erzeugung der Schäume können Gase wie Luft. Stickstoff, Methan, Naturgas, inertes Abgas oder Kohlendioxid oder ähnliche Gase verwendet werden. Luft wird bevorzugt.

Um mit der Erfindung zu einem befriedigenden Ergebnis zu kommen, muß der Schaum vorgefertigt werden. Sobald sie einmal hergestellt sind, haben die Schaumsysteme stabilisierende Eigenschaften, welche sie widerstandsfähig gegen schädliche Mittel und Eir flosse machen, die gewöhnlich in Bohrlöchern angetroffen werden und die, falls sie als Verunreinigungen während der Erzeugung des Schaums vorhanden sind, eine brauchbare Schaumerzeugung verhindern können und es gewöhnlich auch tun.

Die zur Verwendung nach der Erfindung geeigneten Schäume sind dynamische Systeme, die in der Lage sind, sich auf schädliche Umstände einzustellen und diese zu überdauern, z. B. mechanische Stöße, verhältnismäßig hohe Temperaturen und ähnliches. Im allgemeinen sind die Schäume für ein Bohrloch befriedigende Spülangsmittel bei Ringraumgeschwindigkeiten bis zu etwa 90 — 150 m/min und sogar bei etwas höheren Geschwindigkeiten, die möglicherweise bis zu 180 m/min reichen können. Die Schäume bilden brauchbare Bohrlochspülungsflüssigkeilen im Bereich der Temperaturen, die gewöhnlich in einem Bohrloch auftreten. Sie sind unter den Ringraumumwälz-Geschwindigkeiten von etwa 3 bis 9 m/min stabil, die gewöhnlich als minimale praktische Geschwindigkeit auftreten und sogar noch bei verftachlässigbäfen Geschwindigkeiten von 0 bis 3 m/min über brauchbare Zeitspannen hinweg, z. B., falls sie als Wärmeisoiatof zwischen dem Ringraum und einer zentralen Dampfleitung benutzt werden^ wenn ein Bohrloch mit Dampf unter hoher Temperatur behandelt wird. Dabei wird die Verrohrung kühl genug gehalten, um übermäßige Temperaturgefälle und Beschädigungen der Verrohrung auszuschließen. Vorzugsweise sollen für das erfindungsgemäße Verfahren Strömungsgeschwindigkeiten des Schaums im Bohrloch-Ringraum im Bereich von etwa 1,5 — 90 m/min liegen.

Organische Schäummittel sind im allgemeinen für die Verwendung nach der Erfindung brauchbar, vorausgesetzt, daß das Mittel eine anfängliche Schaumhöhe nach Ross —Miles von wenigstens 10cm und eine kumulative Schaumhöhe von wenigstens 30 cm bei der verwendeten Konzentration liefert (ASTM Dl 173-53 [1965]; siehe auch Bureau of Mines, Monograph 11 von H. N. Dunning, ). L. Eakin, und C. J. Walker, pp. 11-14). Die brauchbaren Schaummittel-Konzentrationen hängen davon ab. welches Mittel jeweils benutzt wird. Im allgemeinen liegt die zu verwendende Menge, ausgedrückt in Gewichtsteilen für 100 Teile der schäumbaren Lösung, im Bereich von etwa 0,005—1. Größere Mengen des Schäummittels können auch verwendet werden, jedoch ist ein solcher Einsatz verhältnismäßig wirkungslos im Hinblick auf die Kosten, insbesondere bei Konzentrationen, die etwa 2 bis 5 Teile auf 100 übersteigen.

Vorzugsweise werden elastische Schäume verwendet. Diese Schäume sind im allgemeinen besser geeignet, die Beanspruchungen beim Durchgang durch ein Bohrloch zu überdauern und dennoch wirksam als Spülung zu funktionieren. Im allgemeinen gibt es für ein vorgesehenes Schäummittel einen günstigsten Konzentrationsbereicn, der ungefähr m Jcm Bereich !icgi, ;r, ^vclchcTn d;c Lösung etwa 0,1 bis 0,5 Teile pro 100 enthält, und in dem das Schäummittel den elastischen Schaum ergibt

In diesem Bereich ist die Änderung der Oberflächenspannung der Lösung, bezogen auf die Änderung in der Schäummittel-Konzentration, verhältnismäßig groß. Dieser Bereich ist auch als reversibler Oberflächenspannungsbereich bekannt Schäumbare Lösungen mit Schäummittel-Konzentrationen, die innerhalb dieses Bereiches liegen, ergeben im allgemeinen die brauchbarsten geschäumten Spülungsmittel für Bohrlöcher.

Unter organischen Schäummitteln sind organische Verbindungen, Salze organischer Verbindungen und Mischungen daraus zu verstehen, deren wäßrige Lösung einen Schaum bilden, wenn Luft durch die Lösung hindurchsprudelt Diese Mittel sind auch als oberflächenaktive Verbindungen bekannt und werden in anionische, kationische und amphotere Mittel unterteilt (siehe Detergents und Emulsifiers, 1966 Annual, John W. McCutcheon, Inc, oder Surface Active Agents, Bd. I und II, A. M. Schwartz, J. W. Perry und J. Berch, Interscience Publishers, Ina, New York; 1949 und 1958).

Anionische Schäummittel werden zur Verwendung bei der Herstellung von geschäumten Bohrlochspülungen nach der Erfindung bevorzugt Aus dieser Gruppe von Mitteln kommen insbesondere anionische oberflä-

chenäktive Mittel der Formel

R(O)_nSO₃M

in Frage, in welcher R ein öleophilös Radikal M das Ammonium öder ein Alkali-MetalNKatiön und η Null oder I ist. Das oleopliile Radikal R kann ein Kohlenwasserstoff-Radikal sein, das etwa von 10 bis 20 Kohlenstoffatoine enthält oder ein Radikal der Formel

in welcher R' ein oleophiles Kohlenwasserstoff-Radikal mit etwa 8—18 Kohlenstoffatomen und m eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis etwa 15 ist.

Alkylbenzolsulfonate, Paraffinsulfonate und Alkenyl-1-sulfonate, d.h. die Fälle, in denen η in der Formel gleich Null ist, sind bevorzugte Untergruppen der oben beschriebenen Mittel aus Gründen der Verfügbarkeit, der Gcbrauchsei"ensehaf ίεη und Kosien.

Von den vorstehenden Schäummittel werden die «-Olefinsulfonate besonders bevorzugt. Diese Materialien sind ein komplexes Gemisch aus Verbindungen, welche einen Schaum liefern, der als Bohrloch-Spü iungsmittel besonders brauchbar ist. Im allgemeinen sind diese Schäume dicht und bestehen aus verhältnismäßig gleichförmigen kleinen Bläschen. Die geringe Bläschengröße scheint die Schaumstabilität zu fördern und dem Schaum die ausgezeichneten Gebrauchseigenschaften zu verleihen.

Aufgrund der hier gebrauchten Definition bedeutet der \usdruck »«-Olefin sulfonate« (AOS) ein breites Gemisch, das bei einer Reaktionstemperatur im Bereich von etwa 10°—60°C durch Umsetzung eines a-Olefins RCH = CH₂, in welchem R ein Alkylradikal aus dem Cs-Ci8-Bereich ist, mit durch Luft verdünntem Schwefeltrioxid erhalten wird, wobei das Produkt neutralisiert und hydrolysiert wird unter Verwendung von wäßrigem Natriumhydroxid oder einer gleichwertigen starken Base bei einer Temperatur im Bereich von etwa 50°-130° C. (siehe z.B. »Alpha-Olefine in the Surfactant Industry« von T. H. Liddicoet, The American Oil Chemists Society November 1963, Bd. 40, No. 11, pp. 631 -636, und »Alpha Olefin Sulfonates from a Commercial SO3-Air Reactor« von D. M. Marquis et al., ibid, Bd.43, No. 11, pp. 605-614,1966.)

Schäummittel, wie sie vorstehend beschrieben sind und die die erforderlichen Eigenschaften innerhalb eines Ross—Miles-Schaumtests haben, liefern für die Verwendung als Bohrloch-Spülungsmittel nach der Erfindung befriedigende Schäume. Diese Mittel können auch durch Schaumtreibmittel ergänzt werden, falls erwünscht, wie auch an sich bekannt ist,

Fig.3 ist eine vereinfachte Darstellung einer Schaumprüfeinrichtung für Laboratofiumszwecke, in der ein vorgefertigter Schäum simulierten Bohrlochbedingungen unterworfen Werden kann. Die Ventile 40₍ 41, 42 und 43 ermöglichen eine Steuerung und Überwachung der Einheit nach Wunsch. Druckmesser 44 und 45 zeigen den Leitungsdruck an, und die Meßeinrichtungen 46, 47 und 48 ermöglichen die Fließgeschwihdigkeitcn Und die geförderten Mengen zu bestimmen. Ein Sichtglas 49 dient zur Beobachtung des erzeugten Schaumes. Eine Heizschlange 50 umgibt ein Temperatursteuerungsbad. Der Zylinder 51 ist aus hochbeanspruchbarem Glas; eine darin angeordnete zentrale Abgabeleitung 52 entspricht einem Bohrlochrohrstrang. Ein lösbar daran angeordneter poröser Kern 53 entspricht einem Oisaiflkprn "nd dt"⁴ Ringraum des Zylinders 51 einem Bohrlochringraum. Der über die Leitung 52 zugeführte Schaum geht durch den Kern 53 oder durch mit Öl und Teer verschmutzten Sand oder durch Öl oder Lauge oder Mischungen daraus hindurch, die im unteren Teil des Zylinders 51 angeordnet sind, und von da aus den Ringraum aufwärts und wird über die Leitung 53a nach außen befördert. Das aus der Leitung 53a austretende Strömungsmittel wird in einem geeigneten Gefäß, z. B. einem Becherglas, einem Meßzylinder usw. aufgefangen und auf Schaumzustand, flüssige oder feste, durch den Schaum aus dem »Bohrloch« beförderte Teile und ähnliches geprüft.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Diese Schaumprüfbeispiele wurden in einer Prüfeinrichtung nach Fig.3 mit der Ausnahme angeführt, daß kein Kern 53 benutzt wurde. In den Versuchen wurde Luft mit 3,5 kg/cm² Überdruck verwendet. Bei einem Durchfluß von 0,28 Standard nWStd. hatte die Einrichtung einen Gegendruck von 0,11 kg/cm² Überdruck (Standard Kubikmeter bezogen auf 0°C und 1 Atmosphäre). Die Badtemperatur wurde auf 98,9°C— 107,2⁰C gehalten, und der abgegebene Schaum hatte eine Temperatur im Bereich von b 1,1 -C—bö,5~ C.

Beispiel 1

Ein lineares Natriumalkylbenzolsulfonat (LAS) des Cio—Cis-Alkylbereiches wurde zur Zubereitung einer schäumbaren Lösung verwendet, die etwa 1 Volumenprozent der aktiven Masse enthielt. Die folgenden Ergebnisse wurden erzielt:

Fließ-Geschwindigkeiten	Flüssigkeit	Volumen-	Überdr.	Bemerkungen
Gas	Liter/Std.	verhältn.
SnrVstd.	0,38		kg/cm2
0,28		0,74	0,14	Instabiler Schaum,
				Zersetzung nach 1Zs des
				Aufstiegs durch den
	0,76			Ringraum
0,28		0,37	0,21	Schaum läuft durch
				(SLD), d. h. Zylinder
				gefüllt, aber zersetzt
	1,1			sich
0,28	1,5	0,25	0,56	SLD, gute Stabilität
0,28	1,9	0,19	0,77	Sehr stabil, SLD.
0.28	0,15	0,91	Sehr stabil, SLD.

Beispiel 2

10

Bei diesem Versuch wurde als Schäummittel das Ammoniümsalz eines sulfatisiefteri linearen Ci₂-Ci₃^ Alkoholäthoxylats (RO(GH₂GiI₂O)_nSO₃NH₄) verwendet, mit durchschnittlich etwa 3 Äthoxyiateinheiten per Mol. Bei einer l%igen Konzentration ergaben sich die folgenden Ergebnisse:

Flk'3-Geschwindigkeilen	Flüssigkeit	Volümen-	Überdr.	Bemerkungen
Gas	I/h	verhältn.
Sni3/Std.	0,38		kg/cm2
0,28		0,74	0,14	Schaum instabil zer
				setzt sich nach 1A Auf
	0,76			stieg durch Zylinder
0,28		0,37	0,17	Schaum instabil zers.
				sich nach dem halben
	1,1			Aufstieg durch den
0,28		0,25	0,35	SLD, jedoch wässerig
				dnd unbefriedigend,
				intermittierend lang
	1,5			sam fließend
0,28		0,19	0,63	SLD, brauchbare
	1,9			Stabilität
0,28	0,38	0,15	0,78	SLD, gute Stabilität
0,14		0,37	0,25	Schaum instabil, zer
				setzt sich nach h Auf
	0,76			stieg durch Zylinder
0,14		0,18	0,32	SLD, zersetzt sich
	1,1			jedoch
0,14		0,13	0,63	SLD, brauchbare
	1,5			Stabilität
0,14	0,09	1,69	SLD, sehr stabil

Beispiel 3

Dieser Versuch wurde wie in Beispiel 1; mit der Abänderung ausgeführt, daß das Schäummittel Alkoholäthoxysulfat,

war mit 1% Volumenkonzentration bei 60% aktiver Masse.

Fließ-Geschwindigkeiten	Flüssigkeit	Volumen-	Überdr.	Bemerkungen
Gas	l/h	verhältn.
Sm3/Std.	0,38		kg/cm2
0,28	0,76	0,74	0,14	Unbefriedigend
0,28	1,1	0,37	0,25	Unbefriedigend
0,28	1,5	0,25	0,35	Unbefriedigend
0J8	1,9	0,19	0,53	SLD, wässerig
0,28		0,15	0,74	SLD, trockner stabiler
	0,76			Schaum
0,14		0,18	0,35	SLD, naß und geringe
	1,1			Stabilität
0,14		0,13	0,67	SLD, trocken und gute
	1,5			Stabilität
0,14		0,09	1,02	SLD, dichter,
	1,9			befriedigend
0,14		0,07	1,12	SLD, sehr dicht
			befriedigend

Zehn Milliliter Dieselöl wurden in die Einheit 51 über die Seitenöffnung eingeführt. Der Schaum in der Einheit brach dadi.fch zusammen. Bei fortgesetztem Zufluß von Schaum mit einem Verhältnis von 5 :0,5 in die Einheit

füllte der Sehaum jedoch die Einheit und schwemmte das Dieselöl hinaus. Der austretende Schaum sah naß aus und hatte einen starken Geruch nach Dieselöl.

Beispiel 4
Dieser Versuch wurde wie in Beispiel 1 ausgeführt, mit der Änderung, das als Schäummittel Alkoholä'thoxysulfa*

RO(CH₂CH₂O)₃SO₃Aa₁
mit R = Cij—C|5 in l%iger Volumenkonzentration bei 60% aktiver Masse verwendet wurde.

Fließ-Geschwindigkeiten	Flüssigkeit	Volumen-	Überdr.	Bemerkungen
Gas	l/h	verhältn.
Sm3/Std.	0,76		kg/cm2
D.28		0,37	0,25	SLD, jedoch Zer
	1,1			setzung - unbefriedig.
0,28	1,5	0,25	0,35	SLD, stabil
0,28	1,9	0,19	0,56	SLD, gute Stabilität
0,28		0,15	0,70	SLD, ausgezeichnete
	2,8			Stabilität
0,28		0,10	1,16	SLD, ausgezeichnete
	1,9			Stabilität
0,14	1,1	0,07	1,34	SLD, unbefriedigend
0,14	3,8	0,13	0,6	gute Stabilität
0,28		0,07	1,62	SLD, ausgezeichnete
			Stabilität

Beispiel 5

Beispiel 3 wurde mit der Abänderung wiederholt, daß das verwendete Ammoniumsalz von einem anderen Hersteller bezogen würde und ein durchschnittliches

Molekulargewicht von 435 aufwies; es wurde mit l%iger Volumenkonzentration bei 60% aktiver Masse gearbeitet.

Volumen-	Druck in	Bemerkungen
Verhältnis	kg/cm2
Sm3/!	Überdruck
0,37	0,25	SLD, geringe Stabilität
0,25	0,35	SLD, brauchb. Stabilität
0,19	0,53	SLD, gute Stabilität
0,15	0,60	SLD, ausgezeichnete
		Stabilität
0,10	1,05	SLD, ausgezeichnete
		Stabilität
0,07	2,1+	Verstopfung, d.h. über
		mäßiger Gegendruck über
		steigt die für die Einrich
		tung zulässige Grenze

Beispiel

Bei dieser Prüfung wurde das Beispiel 1 wiederholt, wobei das LAS-Schäummittel verwendet wurde mit der Abwandlung, daß die Badtemperatur auf 176,7° C erhöht wurde, um die Temperaturwirkungen zu veranschaulichen und die Schaumstabüität bei hohen Temperaturen

zu zeigen, wie sie auftreten können, wenn der Schaum als Isolation zwischen einer Dampfleitung und der Bohrloehverrohrung bei einem Darnpfeirileitungsvorgang verwendet wird. Der austretende Schaum hatte eine Temperatur im Bereich von 82,1 —933° C.

1

Γ

13

Flüssigkeit

19 42 597

kg/cm2

14

Flüssigkeit

Volumen- Überdr.

kg/cm2

Bemerkungen

Zylinder

b rauch b.

Stabilität

Flüssigkeit

VöfUmeft* Überdfi

kg/cm1

Bemerkungen

j

Fließ-Geschwindigkeiten

l/h

0,15 0,42

Bemerkungen

I/h

verhältn.

0,25 0,21

0,39 SLD, brauchbar bis

l/h

verhältn.

0,25 0,21

Gas

1,9

Volumen- Oberdr.

0,10 0,88

1,1

mangelhaft

0,70 guter dichter stabiler

wiederholt, daß das Schäummittel ein lineares C15—Cro-Alkoholsulfat

1,1

0,19 0,49

t

Sm3/S*d.

2,8

verhältn.

0,07 1,44

Schaum zersetzt sich

0,42 nasser Schaum

Schaum

(ROSOsHa) war und mit 1°/oiger Volumenkonzentration bei 60% aktiver Masse gearbeitet wurde.

1,5

SLD, instabil

%

0,28

3,8

SLD, naß

0,19 0,28

nach 1A Aufstieg durch

Stabilität

0,95 ausgezeichnete

Fließ-Geschwindigkeiten

brauehbi Stabilität,

I

ι

03

SLD, gute Stabilität

1,5

0,15 0,35

Zylinder

Beispiel 9

Gas

trocken

I ¥

(]

0,28

sehr stabil, 10 ml zu

1,9

SLD, suppig

SmVStd.

I

Beispiel 7

gefügtes Dieselöl zer

0,10 0,53

nasser Schaum,

0,28

I

setzte den Schaum

2,8

brauchbare Stabilität

0,28

I

der Abänderung

in dem Zylinder nicht

0,07 0,95

guter dichter stabiler

3,8

Schaum

Beispiel 6 wurde mit

wiederholt, daß als Schäummittel eine lineare Alkylbenzolsulfosäure

Beispiel 8

ausgezeichneter stabiler

(RC6H4SO3H) verwendet wurde, wobei R ein Cn -CH-Alkylgruppengemisch war. Das durchschnittliche Molekular

wiederholt, daß ein Viertel

Schaum

gewicht der Säure war 360.

der Abänderung

Fließgeschwindigkeiten

Druck in Bemerkungen

Volumenprozent Methanol hinzugefügt

Gai

VoL-

kg/cm2

Sm3/Std.

Verhältnis

Überdruck

0,28

Sm3/!

0,25

0,28 Schaum zersetzt sich nach

0,28

0,19

xh Aufstieg im

0,28

0,15

0,28

0,10

0,28

0,07

Beispiel 7 wurde mit

der Abänderung

wurde.

I

Beispiel 6 wurde mit

I

I

{■ t 3 "S-

tä 1!

I

I I 1

	15	l/h	19 42	597	16
Fortsetzung		1,9
Fließ-Geschwindigkeiten Gas Flüssigkeit	2,8	Volum en- verhältn.	Überdr.	Bemerkungen
SnrVstd.	3,8		kg/cm2
0,28	0,15	0,70	guter stabiler Schaum, sehr leicht
0,28	0,10	1,1-1,3	ausgez. stabiler Schaum mit feiner Struktur
0,28	0,07	1,8-1,9	Neigung z. Ver stopfung und zögern den Hießen

Beispiel 10

Beispiel 9 wurde mit der Abänderung wiederholt daß eine '/iVoige Volumenkonzentration bei 60% aktiver Masse des Schäummittels verwendet wurde. Die Badtemperatur war l49,9°C.

Beispiel 13

Beispiel 3 wurde mit der Abänderung wiederholt, daß eine '/2%ige Volumenkonzentration bei 60% aktiver Masse und die Bedingungen des Beispiels 6 verwendet wurden.

Volumen-	Druck in	Bemerkungen	25	Volumen	Druck in	Bemerkungen
Verhältnis	kg/cm2			verhältnis	kg/cm2
Sm3/1	Überdruck			Sm3/!	Überdruck
0,19	0,42	Schaumzersetzung nach	30	0,19	0,63	SLD, mangelhafte Stabili
		halbem Aufstieg durch				tät
		den Zylinder		0,15	0,70	SLD, brauchb. Stabilität,
0,!5	0,56	SLD, brauchb. Stabilität				naß
0,10	0.81	SLD, brauchb. Stabilität		0,10	0,84	SLD, brauchb. Stabilität,
0,07	0.92	SLD, gute Stabilität	Jj			naß
				0,07	0,98	SLD, gute Stabilität

Beispiel 11

Bei diesem Versuch wurde das lineare Alkylbenzol des Beispiels 1 mit '/2%iger Volumenkonzentration verwendet. Die übrigen Bedingungen waren die des Beispiels 6 mit einem Bad von 1493⁰C. Über die Volumenverhältnisse von 0,19 bis 0,07 änderte sich der Druck von 0,7 bis 1,2 kg/cm² Überdruck. In diesem Bereich lag die Schaumstabilität von befriedigend bis ausgezeichnet.

Beispiel 12

Beispiel 11 wurde mit der Abänderung wiederholt, daß die Volumenkonzentration des LAS-Schäummiltels auf ¹U⁰Zo verringert wurde.

Beispiel 14

Beispiel 7 wurde mit der Abänderung wiederholt, daß '/j% Volumenkonzentraiion der Sulfonsäure mit Natriumhydroxid neutralisiert wurde.

Volumenverhältnis

Druck in

kg/cm*

Überdruck

Bemerkungen

VoFumenverhflllnis

Druck in

kg/cm²

Überdruck

Bemerkungen

0,15 0.70 Schaum brauchbar bis

mangelhart

Ö,1Ö 0,88 braUChb. Stabilität

0,07 1,2 gute Stabilität

0,19 0,53 SLD. braucnb. Stabilität

0,15 0,77 SLD, gute Stabilität

0,10 1,1 SLD, gute Stabilität

0,07 1,2 SLD, ausgezeichnete

Stabilität

Beispiel 15

Beispiel 14 wurde mit der Abänderung wiederholt, daß '/4% Volumenkonzentration der Säure mit Natriumhydroxid neutralisiert wurde.

60 Volumen*
verhältnis

Druck in

kg/cm²

Überdruck

Bemerkungen

Bsi Piiiführung von Dieselöl in der Zylinder 51 über die Seitehöffnung in einem Ausmaß von 3,81 pro Stunde 65 0,15 blieb die Schäumsäule beständig, so daß das Dieselöl 0,10 durch den Schaum hinausbefördert Wurde, der sich in 0,07 der Auslaßleitung 53a zersetzte.

0,56 SLD, brauchb. Stabilität

0j92 SU), gute Stabilität

1,1 SLD, ausgezeichnete

Stabilität, trocken

1 Q

1 Zl

597

In den Zylinder 51 wurde über die Seitenöffnung Dieselöl mit einem Ausmaß von 3,8 und 2,81/Std. eingeführt. Der Schaum entfernte wirksam das Dieselöl aus der Einheit ohne zu zersetzen. Der durchlaufende Schaum war naQ, hatte aber eine brauchbare Stabilität

Beispiel 16

Beispiel 14 wurde mit der Abänderung wiederholt, daß eine l%ige Volumenkonzentration der Alkylbenzolsulfosäure mit überschüssigem Natriumsilikat (etwa 5 Volumenprozent) neutralisiert wurde, so daß sich eine Lösung mit pH von 11,0 ergab. Bei einem Volumenverhältnis von 0,1 und 0,15 war der Gegendruck 0,77 bzw. 1,62 kg/cm² Oberdruck. Der Schaum hatte eine ausgezeichnete Stabilität und Tragefähigkeit.

Beispiel 17

Beispiel 3 wurde mit der Abänderung wiederholt, daß WaVo Volumenkonzentration des Schäummittels und die Bedingungen rfc-s Beispiels 6 verwendet wurden.

Volumen-	Druck in	Bemerkungen
verhältnis	kg/cm2
Sm3/1	Überdruck
0,19	0,33	Schaum zersetzt sich nach
		Aufstieg über den halben
		Zylinder
0,15	0,35	Schaum zersetzt sich nach
		Aufstieg über 3A des
		Zylinders
0,10	0,46	SLD, mangeln. Stabilität
0,07	0,67	SLD, Krauchb. Stabilität
0,03	0,70	SLD, brauchb. Stabilität

Wenn Dieselöl in einem Ausmaß von 3,8 1/Std. über die Seitenöffnung eingeführt wurde, beförderte der Schaum das Öl ohne zu zersetzen. Der austretende Schaum hatte eine mangelhafte Stabilität.

Beispiel 18

Es wurde ein Ammonium-«-OIefinsuIfonat des Ci5—Ci8-Bereiches verwendet. Angenähert gleiche Mengen des Mittels hatten das Cis-, Cie- und Cir-MolekulargewichL Die Cie-Menge betrug etwa '/2 dieser Menge. Die Konzentration betrug etwa '/2 Volumenprozent bei 23,4% altiver Masse. Die Badtemperatur war 149.9"C, die Schaumtemperatur 73,8— 87.8" C.

Volumen	Druck in	Bemerkungen
verhältnis	kg/cm'
SmVl	Überdruck
0.74	0,07	Unbefriedigend
0.37	0.07 0,10	Schaumerzeugung nach
		'/Si Aufstieg
0.25	0,18	Schaumzersetzung nach
		1A Aufstieg
0,19	0,28-0,35	Schaumzersetzung im
		obersten Teil
0,15	0,35-0,46	SLD, mangeln, Stabilität
0,10	0,49-0,56	SLD, braUchb, Stabilität
0,07	0,77	SLD, brauchb, Stabilität
0,05	1.2-1,4	SLD, steife, dichte, aus
		gezeichnete Stabilität

Beispiel 19

Beispie! 18 wurde mit der Abänderung wiederholt, daß das Natriumsalz anstelle des Ammoniumsalzes bei t/2% Volumenkonzentration und 45% aktiver Masse verwendet wurde.

	Volumen	Druck in	Bemerkungen
10	verhältnis	kg/cm2
	Sm3/!	Überdruck
	0,74	0,07	Unbefriedigend
15	0,37	0,14-0,17	Schaumzersetzung nach
			1A Aufstieg
	0,25	0,28	Schaumzersetzung nach
			3A Aufstieg
	0,19	0,42-0,49	SLD, leicht und suppig
20	0,15	0,56	SLD, brauchb. Stabilität
	0,10	0,84	SLD, steif und stabil
	0,07	1,5-1,8 '	SLD, sehr steif und sehr
			stabil, ausgezeichnete
			Qualität
25	0,05	-	Verstopfung

Beispiel 20

Das Beispiel entspricht Beispiel 19 mit der Ausnahme, daß '/4% Volumenkonzentration verwendet wurde.

Volumen	Druck in	Bemerkungen
verhältnis	kg/cm2
Sm3/!	Überdruck
0,15	0,21	SLD, gute Stabilität, naß
0,10	0,24	SLD, guter stabiler
		lsichte, Schaum
0,07	0,28	SLD, guter stabiler
		leichter, trockener
		Schaum

In Anbetracht der merklich geringeren Gegendrücke und der ausgezeichneten Schaumeigenschaften der ά-OIefinsuIfonate (AOS) sind diese Materialien außergewöhnlich geeignet zur Erzeugung von Bohrlochspülungsmitteln mit geringer Dichte. Die folgenden zusätzlichen Versuche wurden auf AOS-Basis angestellt.

Beispiel 21

1. Eine 1%ige Lösung in Leitungswasser (100 ml Lösung in einem 600 ml Becher) schäumte bis zum Rand in einem mechanischen Mischversuch, der einen sehr feinen dichten Schaum ergab, der sich nur sehr langsam verminderte.

2. Eine l%ige Lösung in 5%igem Salzwasser schäumte bis zu ⁷/s der Höhe in einem Becherversuch und lieferte ebenfalls einen sehr feinen dichten Schaürrii

3. Eine i%jge Lösung in 5%iger Phosphorsäure schäumte bis zu ³M Höhe Und ergab einen feirien trockenen dichten Schaum.

Diese Daten zeigen, daß AOS-Sehiiumc gegenüber Laugen ufid Säuren ausgezeichnet widerstandsfähig sirid.

Beispiel 22

In der Einheit nach Fig,3 wurde der Kern 53 durch eine Perlen-Packung ersetzt Die Perlen waren mit Rohöl bedeckt, dessen Dichte 13,5° API betrug. Wie im Beispiel 7 wurde der Schaum aus einer 1 °/oigen Lösung der Sulfosäure erzeugt und durch das Perlenbett hindurchgegeben. Der pH-Wert der Lösung war 1. Bei einem Volumenverhältnis von 0,1 und einem Gegendruck von 0,35 kg pro cm² Oberdruck, wie im Beispiel 7, ι ο bildete sich ein guter dichter stabiler Schaum. Der erste, durch das Bett hindurchtretende Schaum war durch das Rohöl schwarz gestreift Nach zwei Minuten war das Strömungsmittel durch den Ringraum hindurch aufwärts gestiegen und aus der Austrittsöffnung hinaus gelangt Es hatte das Aussehen einer schlechten Emulsion. Nach 3 Minuten schien der Schaum sich in der Perlenpackung zu zersetzen, und etwas Flüssigkeit wurde abgegeben. Nach 5 Minuten ging wirklich eine ziemlich stabile Schaumsäule den Ringraum aufwärts und aus der Abgabeleitung hinaus. Nach acht Minuten war der größere Teil der Perlen in der Packung gesäubert

Beispiel 23 ,.

Wie im Beispiel 22 wurde eine Perlenpackung einer Schaumreinigung unterzogen, wobei jedoch die Sulfosäure mit Natriumhydroxid auf einen Lösungs-pH-Wert von etwa 11 neutralisiert worden war. Bei einem Volumenverhältnis von 0,1 war der Gegendruck ω 0,25 kg/cm² Überdruck. Folgendes Ergebnis war festzustellen:

Zeit
in Min.

Bemerkungen

35

1 Dunkelbraune Flüssigkeit mit schwarzen

Streifen - erster Schaum läuft durch

4 ir sehr lichtem Braun getönter Schaum kein« Ölstreifen - Mischung aus Emulsion und Schaum mit brauchbarer Stabilität

5 Schaum im wesentlichen weiß, Perlenpackung sauber, etwas Dampf

10 Gesamtmenge von 500 ml Schaum -

Lösung durch die Packurg hindurchgeiaufen.

4)

Be^: spiel 24

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde benutzt, um eine Produktionsbohrung tu säubern und anzuregen, die wegen übermäßiger Sandansammlung stillgelegt worden war. Diese Bohrung hatte aus dem Amnicola und Tulare-Sänden durch eine mit Sandpackung versehene 6 — 5/8" Verrohrung in einem Teufenbereich von 288,3—123,6 m produziert Die Bohrung war seit I¹/? Jahren stillgelegt gewesen.

Es wurde eine schäumbare wäßrige Lösung, die 1 Volumenprozent eines Detergentien-Schäummittels Vom Sulfbnat-Typ enthielt, und Luft verwendet und

50

60 daraus ein Gas-in-Flössigkeit-Schaum am Bohrlochkopf erzeugt und durch die Bohrung im wespntlichen wie in Fi g. I dargestellt hindurchgeleitet Das Bohrloch wurue von dem Füllmaterial freigemacht, das aus der Bohrung durch den umgewälzten Schaum hinausgetragen wurde. Zusätzlich wurden die Perforationen der Verrohrung etwa 3 Stunden lang als weitere Hilfe zur Aufschließung der Perforationen aufgekratzt. Das Bohrloch wurde dann mit Dampf behandelt, und der Schaum wurde benutzt, um das durch den Kratzvorgang und die Dampfbehandlung gelockerte Material herauszuholen.

Als Ergebnis der Schaumreinigung hatte das Bohrloch eine anfängliche Produktion von etwa 7,94 m³/Tag. Nach einer Dauer von 5 Wochen 1 ahm die Produktion auf 0,79 mVTag ab. Die Verringerung der Produktion beruhte zu dieser Zeit auf der Ansammlung von Sand.

Das Bohrloch wurde erneut mit Schaum gereinigt und die Produktion wieder aufgenommen, wobei Schaum als Fördermittel verwendet wurde. Es wurde gezeigt, daß intermittierende und kontinuierlich«* Produktion des Bohrloches mittels Schaum mögliirn war. wobei die ölgewinnung im Bereich von 6—11,75 mVTag betrug. Ein Druck an der Bohrlochsohle und eine Temperatur von 2,46 kg/cm² Überdruck und 73,8°C wurden beobachtet. Anschließend wurde die Bohrung auf Produktion durch eine übliche Gestängepumpe umgestellt Nach einer Produktionsdauer von etwa 6 Monaten wurde die Bohrung überprüft. Flüssigkeitsniveaumengen zeigten Flüssigkeit an der Pumpe und kein Füllmateria! an. Das Produktionsausmaß war befriedigend.

Um den Schaum im Bohrloch nach unten zu befördern, ist gemäß der Erfindung ein Oberflächendruck erforderlich, der etwas höher d. h. um mindestens Ο35 bis 4,57 kg/cm² über dem Bohrlochsohlendruck liegt. Drücke zum Eintreiben in der Größenordnung von 35—140 kg/cm² über den Bohrlochsohlendrücken sind im allgemeinen anwendbare Drücke. Um jedoch eine unerwünschte Schaum-Injektion in den durchteuften Formationen zu vermeiden, werden Drücke zur Einleitung bevorzugt, die in der Größenordnung von 0.3^—14,1 kg/cm² über den Bohrlochsohlendrücken liegen.

Die vorstehenden Beispiele zeigen, daß die oben beschriebenen, vorgefertigten Schäume wirksame Bohrlochspülungsmittel sind. Die Anwesenheit von Ammoniak in diesen Gas-in-Flüssigkeit-Schäumen verbesserte die Arbeitseigenschaften dieser Schäume in großem Maße und in verschiedenster Hinsicht, einschließlich der Verringerung der Gegendrücke, geringerem Arbeitsaufwand für die Umwälzung im Bohrloch uno verbesserten Bohrlochreinigungseigenschaften. Die Umwälzung eines Schaumes, der nicht neutralisiertes Ammoniak enthält, ist ein besonders nützliches Mittel zur Neutralisierung von Säure in einem Bohrloch. Ammoniak läßt sich bequem in die Bohrloch-Um'auf-Bereiche durch Zusatz des Ammoniaks in der Schaum-Erzeugungsstufe einführen, z. B. durch Zusatz zur Lösung, welche das Schäummittel enthält, in einer Menge im Berich von 0,05—10 Gewichtsteilen Ammoniak auf 100 Gewichtsteile des erzeugten Schaumes.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Spülen eines Bohrloches mit einem wäßrigen Gas-in-Flüssigkeit-Schaum, der aus einem organischen Schäumer und Wasser und dem von einer Druckgasquelle kontinuierlich abgegebenen Druckgas vorgefertigt und dann unter Ausnutzung der durch das Bohrgestänge gegebenen Unterteilung des Bohrloches in zwei voneinander abgegrenzten Räumen im Bohrloch unter einem über dem Bohrlochsohlendruck liegenden Druck nach unten und wieder nach oben geführt wird, wobei das Gas/-Flüssigkeit-Volumen-Verhältnis im Schaum einen Bereich von 37,4—225 dm³/l und der Anteil des Schäumers an der Lösung 0,5—2 Gew.-°/o umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Herstellung des Schaumes verwendete schäumbare wäßrige Lösung auf 100 Gewichtsteile etwa 0,005—10 Teile eines organischen Schäumers enthält, der eine anfängliche Schaumhöhe nach Ross —Miles von wenigstens 10cm und eine kumulative Schaumhöhe von wenigstens 30 cm hat, daß der Schaum ein Gas/Flüssigkeit-Volumen-Verhältnis im Bereich von etwa 22,4—374 dmVl aufweist und daß der Schaum L¹! dem Bohrloch mit einer Geschwindigkeit von weniger als etwa 180 m/min umläuft, wobei der Einführungsdruck des Schaumes weniger als etwa 140 kg/cm² über dem Bohrlochsohlendruck liegt.

2. Verfahre., nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit kleiner als etwa 90 m/min ist und der Einführungsdruck weniger als etwa 14 kg/cm² über dem BGiirIoc'-<sohlendruck liegt.

3. Verfahren nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum in den Ringraum des Bonrloches eingeführt wird, während gleichzeitig Dampf über ein Rohrgestänge auf die Bohrlochsohle abgegeben und dabei der Futterrohrstrang der Bohrung auf einer geringeren Temperatur als der Dampf gehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schaum mit einer Geschwindigkeit im Bereich von etwa 1.5 —90 m/min den Ringraum durchläuft.

5 Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Schäumers im Bereich der reversiblen Oberflächenspannung liegt.

6 Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schäumer ein anionisches Tensid ist.

7 Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeweils 100 Gewichtsteile der Lösung eine Ammoniak-Menge im Bereich von 0.05—10 Gewichisteilen zugesetzt wird