DE2304897B2 - Weighting agents for drilling fluids - Google Patents
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- DE2304897B2 DE2304897B2 DE19732304897 DE2304897A DE2304897B2 DE 2304897 B2 DE2304897 B2 DE 2304897B2 DE 19732304897 DE19732304897 DE 19732304897 DE 2304897 A DE2304897 A DE 2304897A DE 2304897 B2 DE2304897 B2 DE 2304897B2
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- C09K8/03—Specific additives for general use in well-drilling compositions
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Description
50 bis 55 Gew.-%
10 bis 15Gew.-%
10 bis 15Gew.-%
20 bis 30Gew.-%50 to 55% by weight
10 to 15% by weight
10 to 15% by weight
20 to 30% by weight
30 bis 75 Mikron30 to 75 microns
20 bis 30 Mikron20 to 30 microns
10 bis 10 Mikron10 to 10 microns
bis 10 Mikronup to 10 microns
aufweisen.exhibit.
Die Erfindung betrifft ein Beschwerungsmittel auf Basis Eisenoxid für die Beschwerung von Bohrspülungen. The invention relates to a weighting agent based on iron oxide for weighting drilling fluids.
Spülflüssigkeiten haben bei Tiefbohrungen die Aufgabe, das durch die Bohrwerkzeuge gelöste Gestein auszutragen. Derartige Spülflüssigkeiten werden zur Erhöhung des spezifischen Gewichtes mit geringen Mengen Beschwerungsmitteln versehen, die aber selbst eine hohe Dichte aufweisen müssen. Bekannte Beschwerungsmittel sind beispielsweise Schwerspat, Quarz, Eisenoxide, Bleioxide, Zinkstaub (US-PS 20 99 825), fe-ner Pyrit, Galenit (NL-PS 50 353). Derartige Beschwerungsmittel sedimentieren in unerwünschter Weise leicht in der Bohrflüssigkeit. Ein aus US-PS 22 60 499 bekannter Vorschlag versucht das Sedimentieren des Bescliwerungsmittels dadurch zu vermeiden, daß Beschwerungsmittel, wie Schwerspat, Eisenoxide oder Bleioxide in wäßriger Phase mit hochkolloidalem Ton behandelt, die Dispersion getrocknet und das getrocknete Gut wieder pulverisiert wird. Die gewonnenen, mit ca. 2% hochkolloidalem Ton überzogenen Teilchen aus Beschwerungsmittel lassen sich leichter mit Wasser benetzen und sedimentieren nicht so schnell wie nicht überzogene Beschwerungsmittel.In deep drilling, flushing fluids have the task of removing the rock loosened by the drilling tools to be carried out. Such rinsing liquids are used to increase the specific weight with low Provided quantities of weighting agents, which, however, must themselves have a high density. Known weighting agents are for example barite, quartz, iron oxides, lead oxides, zinc dust (US-PS 20 99 825), fine pyrite, galena (NL-PS 50 353). Such weighting agents sediment easily in the drilling fluid in an undesirable manner. One from U.S. Patent No. 22 60 499 known proposal tries to avoid sedimentation of the Bescliwerungsmittel that Weighting agents such as barite, iron oxides or lead oxides in an aqueous phase with highly colloidal clay treated, the dispersion is dried and the dried material is pulverized again. The won, with Approx. 2% highly colloidal clay coated particles of weighting agent can be more easily mixed with water do not wet and sediment as quickly as uncoated weighting agents.
Weitere bekannte Vorschläge sehen den Einsatz von üblicherweise als Mineralfarbe verwendetem Eisenoxid vor (DE-PS 4 48112) wie auch von Eisenoxiden in Mischung mit Stabilisierungsmitteln wie Graphit (US-PS 25 51874) oder Magnesiumaluminat (US-PS 26 86 593).Further known proposals see the use of iron oxide, which is commonly used as a mineral paint before (DE-PS 4 48112) as well as iron oxides mixed with stabilizing agents such as graphite (US-PS 25 51 874) or magnesium aluminate (US-PS 26 86 593).
Aus der US-PS 22 98 984 sind Beschwerungsmittel aul Dasis von Eisenoxid bekannt, die durch Abrösten von Pyrit gewonnen worden sind. Ein solches technisches Eisenoxid mit hohem Gesamtschwefelgehalt weist einen Anteil von mehr als etwa 80% Fe2Oj auf, hat eine Dichte bis zu 5 und soll für Bohrspülungen bevorzugt in einer Korngröße unter 75 Mikron eingesetzt werden. Spezielle Kornzusammensetzungen werden nicht angegeben, und es wird auch keine Aussage über die Beschaffenheit des Einzelkorns gemacht.From US-PS 22 98 984 weighting agents aul Dasis of iron oxide are known, which have been obtained by roasting pyrite. Such a technical iron oxide with a high total sulfur content has a proportion of more than about 80% Fe 2 Oj, has a density of up to 5 and should preferably be used for drilling fluids with a grain size below 75 microns. Special grain compositions are not specified, and no statement is made about the nature of the individual grain.
Ältere Vorschläge geben Verfahren an, um durch Abrösten von Flotationspyrit (DE-PS 21 39 952) mit anschließender Abschreckung und Laugung (DE-OSOlder proposals give procedures to by roasting flotation pyrite (DE-PS 21 39 952) with subsequent quenching and leaching (DE-OS
22 30 272) oder durch Glühen von Eisenmineralen ein geeignetes Beschwerungsmittel zu gewinnen (DE-OS22 30 272) or to obtain a suitable weighting agent by annealing iron minerals (DE-OS
23 62 712123 62 7121
Metalloxidische Beschwerungsmittel der vorbekannten Verfahren haben für wasserbasische Spülungen praktisch keinen Eingang in die technische Bohrpraxis gefunden, da deren große Härte und scharfkantige Kornform zu unerwünschtem Verschleiß an Bohrwerkzeugen und Bohrvorrichtungen führte, die Mittel zu schnell sedimentierten und auch nicht in den erforderlichen Mengen und Spezifikationen zur Verfügung standen.Metal-oxide weighting agents of the previously known ones Processes for water-based muds have practically no entry into technical drilling practice found, since their great hardness and sharp-edged grain shape lead to undesirable wear on drilling tools and led drilling jigs that sedimented funds too quickly and also not in the required amounts Quantities and specifications were available.
H) Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Beschwerungsmittel für Bohrspülflüssigkeiten bereitzustellen, wobei in diesen Bohrspülungen die Sedimentation des Beschwerungsmittels praktisch vermieden wird und das Beschwerungsmittel die spültechnisch wichtigen Eigenschaften der Bohrspülung nicht nachteilig beeinträchtigtH) The invention is based on the object of providing a weighting agent for drilling fluids, sedimentation of the weighting agent is practically avoided in these drilling fluids and the weighting agent does not adversely affect the properties of the drilling fluid, which are important in terms of flushing technology impaired
Die Erfindung löst diese Aufgabe *)ei einem Beschwerungsmittel für Bohrspülungen aus einem über 80% Fe:zO3 enthaltenden, durch Abrösten von Pyrit gewonnenen Eisenoxid mit einer Dichte von etwa 4,5 bis 5,0, einer Kornfeinheit unter 75 Mikron und poröser Oberflächenstruktur. Das Beschwerungsmittel der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die durch Abrösten von Flotationspyrit in einer Wirbelschicht gewonnenen Eisenoxidpartikel eine abgerundete Kornform und eine Kornverteilung vonThe invention solves this problem *) ei one Weighting agent for drilling fluids made from a material containing more than 80% Fe: zO3, by roasting pyrite recovered iron oxide with a density of about 4.5 to 5.0, a grain size below 75 microns and more porous Surface structure. The weighting agent of the invention is characterized in that the through Roasting of flotation pyrite in a fluidized bed obtained iron oxide particles a rounded grain shape and a particle size distribution of
50 bis 55Gew.-%
10 bis 15Gew.-%
10 bis 15Gew.-%
20 bis 30Gew.-%50 to 55% by weight
10 to 15% by weight
10 to 15% by weight
20 to 30% by weight
30 bis 75 Mikron30 to 75 microns
20 bis 30 Mikron20 to 30 microns
10 bis 20 Mikron10 to 20 microns
bis 10 Mikronup to 10 microns
aufweisen.exhibit.
Die mit Eisenoxid gemäß der Erfindung beschwerten Bohrspülflüssigkeiten führen zu verminderter Schleifwirkung an Bohrwerkzeugen und -vorrichtungen und verminderter Sedimentation des Beschwerungsmittels. In Bohrspülflüssigkeiten aus an sich bekannter ölbasischer, wasserbasischer oder Emulsions-Spülung, die erfindungsgemäßes Eisen(III)-Oxid mit über 80% Fe2O1 von abgerundeter Kornform, einer Dichte von etwa 4.5 bis 5,0, einer Kornfeinheit unter 75 Mikron, sowie einem Kornanteil unter 10 Mikron von max. 50 Gew.-% enthalten, beträgt die Sedimentations-Geschwindigkeit maximal dem halben Wert der von bekannten Beschwerungsmitteln.The drilling fluids weighted with iron oxide according to the invention lead to a reduced grinding effect on drilling tools and devices and reduced sedimentation of the weighting agent. In drilling fluids from oil-based, water-based or emulsion fluids known per se, the iron (III) oxide according to the invention with over 80% Fe 2 O 1 of rounded grain shape, a density of about 4.5 to 5.0, a grain size below 75 microns, and a grain content of less than 10 microns of a maximum of 50% by weight, the sedimentation speed is a maximum of half the value of known weighting agents.
Die flüssige Phase der mit dem erfindungsgemäßen Beschwerungsmittel beschwerten Bohrspülflüssigkeit kann eine an sich bekannte Spülung z' Basis öl, Wasser oder Öl/Wasser-Emulsion sein. Derartige wasserbasiscl-e Spülungen enthalten beispielsweise Tone und hochtemperatrrbehandelte Verbindungen des Polyacrylnitril, ferner Schwermetallsalze der Huminsäure, Carboxymethylzellulose (DE-PS 14 83 798).The liquid phase of the drilling fluid loaded with the weighting agent according to the invention can be a fluid known per se z ' base oil, water or oil / water emulsion. Such water-based rinses contain, for example, clays and compounds of polyacrylonitrile treated at high temperatures, as well as heavy metal salts of humic acid and carboxymethyl cellulose (DE-PS 14 83 798).
Weitere geeignete wasserbasische Spülmittel sind ferner solche, die Magnesia anstelle von quellbarem Ton enthalten und nach DE-PS 10 20 585 erhältlich sind. Bekannte Spülungen auf Basis von ölen oder nichtwäßrigen Flüssigkeiten sind den US-PS 22 17 926 und 20 99 825 zu entnehmen.Further suitable water-based detergents are those that use magnesia instead of swellable clay and are available according to DE-PS 10 20 585. Known rinses based on oils or non-aqueous Liquids can be found in US-PS 22 17 926 and 20 99 825.
Das Beschwerungsmittel gemäß der Erfindung ist ein technisches Eisen(III)-Oxid mit einem Gehalt an Fe2O) von mindestens 80 und bis zu 98%. Die restlichen Anteile bestehen im wesentlichen aus Kieselsäure, Aluminiumoxid und weniger als 1% Schwefel neben gegebenenfalls geringen Mengen Schwermetallen wie Blei, Zink, Kupfer, Nickel. Der wasserlösliche Anteil liegt mit 0,1% unter dem der üblichen Beschwerungs-The weighting agent according to the invention is a technical iron (III) oxide with an Fe 2 O) content of at least 80 and up to 98%. The remaining proportions essentially consist of silica, aluminum oxide and less than 1% sulfur in addition to possibly small amounts of heavy metals such as lead, zinc, copper, nickel. The water-soluble content is 0.1% below that of the usual weighting
mittel, wie üblichem Schwerspat. Für das Beschwerungsmittel aus Fe1O3 gemäß der Erfindung ist ferner eine abgerundete Kornform charakteristisch, während bei einer solchermaßen kleinen äußeren Oberfläche gleichzeitig eine Porosität der Kornpartikel von wesentlicher Bedeutung ist. Diese innere Oberfläche beträgt gemessen nach BET-Methode (J. Amer. Chem. Soc. 60 [1938J S. 309-319) im allgemeinen 2 bis 3 mVg. Die poröse Beschaffenheit des Korns führt durch Kapillarwirkung eine gute Benetzbarkeit sowohl durch Wasser als auch durch nichtwäßrige Medien herbei, und das Beschwerungsmittel besitzt eine hervorragende Dispergierbarkeit Letztere charakterisiert auch das Sedimentationsverhalten. So sedimentiert gegenüber üblichem Schwerspat das erfmdungsgemäß eingesetzte Beschweniingsmittel aus Eisen(III)-Oxid halb so schnell, und gegenüber üblichem Hämatit oder Magnetit beträgt die Sediniientationsgeschwindigkeit weniger als ein Drittel derjenigen der letztgenannten Stoffe. Das BeschwerungsmiUel liegt ferner in einer bestimmten Kornfeinhiiit unter 75 Mikron vor. Dabei beträgt der Kornanteil unter 10 Mikron nicht mehr als 30 Gew.-%. Die Kornzusammensetzung des Beschwerungsmittels weist folgende Anteile auf:medium, like usual barite. For the weighting agent made of Fe 1 O 3 according to the invention, a rounded grain shape is also characteristic, while with such a small outer surface a porosity of the grain particles is at the same time of essential importance. This inner surface, measured by the BET method (J. Amer. Chem. Soc. 60 [1938J p. 309-319), is generally 2 to 3 mVg. The porous nature of the grain results in good wettability by capillary action, both by water and by non-aqueous media, and the weighting agent has excellent dispersibility. The latter also characterizes the sedimentation behavior. Compared to conventional heavy spar, the iron (III) oxide used according to the invention sediments half as quickly, and compared to conventional hematite or magnetite the sedimentation rate is less than a third of that of the last-mentioned substances. The weighting agent is also present in a certain grain fineness below 75 microns. The grain fraction below 10 microns is no more than 30% by weight. The grain composition of the weighting agent shows the following proportions:
50 bis; 55 Gew.-%
10 bis 15Gew.-%
10 bis 15Gew.-%
20 bis. 30Gew.-%50 to; 55% by weight
10 to 15% by weight
10 to 15% by weight
20 to. 30% by weight
30 bis 75 Mikron30 to 75 microns
20 bis 30 Mikron20 to 30 microns
10 bis 20 Mikron10 to 20 microns
bis 10 Mikronup to 10 microns
Bei dieser Kornzusammensetzung beträgt das Schüttgewicht des Bescl'verungsmiltels 1,4 bis 1,7 g/ml und das nach DIN 53 194 bestimmte Stampfvolumen 35 bis 55 ml/100 g, was einem Stampfgewicht von 1,8 bis 2.9 g/ml entspricht.With this grain composition, the bulk weight is of the Bescl'verungsmiltels 1.4 to 1.7 g / ml and the tamped volume determined according to DIN 53 194 35 to 55 ml / 100 g, which corresponds to a compacted weight of 1.8 to 2.9 g / ml.
Das Be<;chwerungsmittel für Bohrspülungen gemäß der Erfindung wird durch Abrösten von dotiertem Pyrit in der Wirbelschicht hergestellt, wie es im Verfahren gemäß der DE-PS 21 39 952 beschrieben ist.The weighting means for drilling fluids according to the invention is made by roasting doped pyrite produced in the fluidized bed, as described in the process according to DE-PS 21 39 952.
Erfindungsgemäß beschwerte Bohrspülflüssigkeiten haben beispielsweise folgende Zusammensetzung:Drilling fluids weighted according to the invention have the following composition, for example:
1) Ton-Süßwasser-Spülung mit einem spez. Gewicht von 1.501) Clay freshwater rinse with a spec. Weight of 1.50
1.0001 Wasser
60 kg Bentonit1,0001 water
60 kg of bentonite
10 kg Carboxymethylzellulose 715 kg Beschwerungsmittel mit einem spez. Gewicht von 4,7 (hergestellt nach DE-PS 21 39 952)10 kg carboxymethyl cellulose 715 kg weighting agent with a spec. weight of 4.7 (manufactured according to DE-PS 21 39 952)
2) Ton-Salzwasser-Spülung mit einem spez. Gewicht von 1,902) Clay and salt water rinse with a spec. Weight of 1.90
1000 I Wasser1000 l of water
30 kg Attapulgit30 kg attapulgite
40 kg Bentonit40 kg of bentonite
30 l;g Carboxymethylzellulose 300 kg Kochsalz
1420 kg Beschwerungsmittel wie in I)30 l; g carboxymethyl cellulose 300 kg table salt
1420 kg weighting agent as in I)
3) <">l Spülung mit einem spez. Gewicht von 2,403) <"> l flush with a specific weight of 2.40
1000 I unbeschwerte Öl/Asphalt-Spülung 3060 kg Beschwerungsmittel wie in 1)1000 I carefree oil / asphalt flushing 3060 kg weighting agent as in 1)
4) Miignesia-Spülung mit einem spez. Gewicht von 1,604) Miignesia irrigation with a spec. Weight of 1.60
1000 I Wasser
230 kg Kochsalz
430 kg MgCI2 · 6 H2O
50 kg MgO(Bohrmagnesia)1000 l of water
230 kg table salt
430 kg of MgCl 2 · 6H 2 O
50 kg MgO (drilling magnesia)
40 kg Schutzkolloid
735 kg Beschwerungsmittel wie in 1)40 kg protective colloid
735 kg weighting agent as in 1)
In einer Bohrung in einem Bohrfeld wurden Spülungen mit dem Beschwerungsmittel gemäß der Erfindung verwendet Im Verlauf der Bohrung wurden aus geologischen Gründen zwei Spülungstypen eingesetzt Nachdem das erste Bohrloch mit einer beschwerten Ton-Süßwasser-Spüluiig gemäß 1) gebohrt wordenMuds with the weighting agent according to the Invention used In the course of the drilling, two types of mud were used for geological reasons After the first borehole has been drilled with a weighted clay / freshwater rinse according to 1)
ίο war, wurde ab 1200 m die Ablenkung mit einer beschwerten Ton-Salzwasser-Spülung 2) gebohrt, das spezifische Gewicht der Spülungen lag je nach Erfordernis bei 1,4 bis 1,9.ίο was, from 1200 m the distraction was with a weighted clay-salt water flush 2) drilled, the specific gravity of the flush was depending on Requirement at 1.4 to 1.9.
Bei Anwendung dieser Bohrspülungen mit Beschweruiigsmittel gemäß der Erfindung zeigte sich, daß das Beschwerungsmittel sich rasch in die Spülflüssigkeit einarbeiten läßt, und daß bereits nach einem Umlauf das erwünschte spezifische Gewicht eingestellt ist während es bei Schwerspat mindestens zweier Umläufe bedarf.When using these drilling fluids with a weight loss agent according to the invention it was found that the weighting agent quickly dissolves in the rinsing liquid can be incorporated, and that the desired specific weight is set after just one cycle barite requires at least two circulations.
Es zeigte sich ferner, daß während der Zirkulation der Bohrspülung kein Absitzen des Beschwerungsrnilteis eintritt, und es ist insbesondere zu vermerken, daß auch bei einem Stillstand des Bohrspülungskreislaufes bis zu 10 Tagen praktisch keine nennenswerte Sedimentation des Beschwerungsmittels eintritt. Weiterhin unterliegt das Beschwerungsmittel auch keiner nennenswerten Zerkleinerung durch den Bohrvorgang, so daß auch über einen längeren Bohrzeitraum ein konstantes Spülungssystem vorliegt Überraschenderweise ist aberIt was also found that during the circulation of the drilling fluid, the weighting ice did not settle occurs, and it should be noted in particular that even when the drilling fluid circuit comes to a standstill up to 10 days there is practically no significant sedimentation of the weighting agent. Still subject the weighting means also no appreciable comminution by the drilling process, so that too Surprisingly, however, there is a constant mud system over a longer drilling period
JO auch der Verschleiß bzw. der Abrieb an Metallteilen der Bohreinrichtungen unter Verwendung von mit erfindungsgemäßem Beschwerungsmittel beschwerten Spülungen deutlich geringer als bei mit Schwerspat beschwerten Spülungen sonst gleicher Zusammenset-JO also the wear and tear on metal parts of the Drilling devices using muds weighted with a weighting agent according to the invention significantly lower than with rinses loaded with heavy spar, otherwise the same composition
S5 zung, wie in Verschleißversuchen ermittelt wurde. Dies ist auf die abgerundete Kornform wie auch die Porosität des Korns des erfmdungsgemäß eingesetzten Beschwerungsmittels aus Eisen(III)-Oxid zurückzuführen. Durch die Verwendung des speziellen E:;>en(III)-Oxids in Bohrspülungen, insbesondere in wasserbasischen Spülungen, kann auch der Filterkuchen an den Bohrwandungen leicht durch Säuren wieder entfernt werden. Schließlich hat es sich als Vorteil der erfindungsgemäß beschwerten Bohrspülung erwiesen, daß die durch dasS5 as determined in wear tests. this is due to the rounded grain shape as well as the porosity of the grain of the weighting agent used according to the invention derived from iron (III) oxide. By using the special E:;> en (III) oxide in Drilling fluids, especially in water-based fluids, can also be the filter cake on the drilling walls can easily be removed by acids. Finally, it has been found to be an advantage of the invention weighted drilling fluid proved that the
ν-, Beschwerungsmittel bewirkte Rotfärbung der Spülflüssigkeit beim Anbohren eines Sauergases leicht und deutlich nach schwarz umschlägt und darüber hinaus das System nicht unbeträchtliche Mengen Schwefelwasserstoff zu binden vermag. Diese Reaktivität des ν-, weighting agent caused red coloration of the flushing liquid when a sour gas is drilled easily and clearly changes to black and, moreover, the system is able to bind not inconsiderable amounts of hydrogen sulfide. This reactivity of the
ίο Beschwerungsmittels übt damit eine gewisse Pufferwirkung aus und schafft am Bohrloch für das Arbeitspersonal die Möglichkeit, sich rechtzeitig durch weitere Spülmaßnahmen auf das Auftreten von Schwefelwasserstoffeinzustellen. ίο The weighting agent thus has a certain buffer effect and creates the opportunity at the borehole for the workforce to get through further Adjust flushing measures to the occurrence of hydrogen sulfide.
•V) In den nachfolgenden Beispielen wird, wenn nicht anders erwähnt, ein Beschwerungsmittel aus Eisen(lll)-Oxid verwendet, wie es nach dem Verfahren der DE-PS 2139 952 erhältlich ist. Das poröse, eisenoxidische Beschwerungsmittel abgerundeter Kornform weist• V) In the following examples, if not otherwise mentioned, a weighting agent made of iron (III) oxide is used, as it is according to the method of DE-PS 2139 952 is available. The porous, iron-oxide weighting agent has a rounded grain shape
w) folgende Kornzusammensetzungen auf:w) the following grain compositions:
50 bis 55 Gew.-%
10 bis 15Gew.-%
10 bis 15Gew.-%
20 bis 30Gew.-%50 to 55% by weight
10 to 15% by weight
10 to 15% by weight
20 to 30% by weight
30 bis 75 Mikron30 to 75 microns
20 bis 30 Mikron20 to 30 microns
10 bis 20 Mikron10 to 20 microns
bis 10 Mikronup to 10 microns
Soweit in den Beispielen als Vergleichssubstanz Schwerspat und handelsübliches, natürliches Eisen(Ill)-As far as in the examples as a comparison substance barite and commercial, natural iron (III) -
Oxid als Beschwerungsmittel eingesetzt wurden, wiesen diese die gleiche Kornzusammensetzung auf.Oxide were used as a weighting agent, they had the same grain composition.
In einem Rührgefäß wurde eine Ton-Süßwasser-Spülung aus den Komponenten 1 I Wasser; 60 g Bentonit, 10 g Carboxymethylzellulose bereitet und mit 715 g (695 g/I) eisenoxidischen Beschwermittels auf ein spez. Gewicht von 1,50 beschwert Die Suspension wurde nach eOminütigem Rühren (nach den Richtlinien des Arbeitsausschusses Spülung im Wirtschaftsverband Erdölgewinnung, Hannover, Juni 1968) auf ihre rheologischen Eigenschaften und den Wasserverlust untersucht Die Abrasivität der Suspension wurde in Anlehnung an die Prüfvorschrift mit dem Abrasivitäts-Testgerät der Fa. Baroid Division der National Lead Company bestimmt Als Abrasivitätsmaß wurde (in Abänderung der Original-Prüfvorschrift) die Abtragung des Meßstabes in Milligramm anstelle »inrh« vei wendet. A clay / freshwater rinse was made from the components 1 l of water; 60 g bentonite, 10 g of carboxymethyl cellulose prepared and with 715 g (695 g / l) iron oxide weighting agent on a spec. Weight of 1.50 weighted. The suspension was stirred for eO minutes (according to the guidelines of Working Committee Flushing in the Oil Production Association, Hanover, June 1968) on their rheological Properties and water loss investigated. The abrasiveness of the suspension was determined in Based on the test specification with the abrasiveness test device from the Baroid Division of National Lead Company determined As a measure of abrasiveness (in a modification of the original test specification) the removal of the measuring stick in milligrams instead of "inrh" vei.
Das Absetzverhalten (Sedimentation) des Beschwerungsmittels in der Spülflüssigkeit wurde durch die Dispergierbarkeit ausgedrückt Dazu wurde die Zeit bestimmt, die notwendig ist, um bei einer Rührgeschwindigkeit von 1000 UpM das geforderte spezifische Gewicht der Suspension zu erhalten, gemessen vom Zeitpunkt des Eintragens des Beschwerungsmittels in die unbeschwerte Spülung. Der Endpunkt ist erreicht, wenn drei in verschiedenen Höhen der Suspension gezogene Proben das gleiche spez. Gewicht aufweisen.The settling behavior (sedimentation) of the weighting agent in the rinsing liquid was determined by the Expressed dispersibility For this purpose, the time was determined which is necessary to operate at a stirring speed of 1000 rpm to obtain the required specific weight of the suspension, measured from Time of entry of the weighting agent into the carefree flush. The end point is reached if three samples taken at different heights of the suspension have the same spec. Have weight.
In der nachstehenden Tabelle sind die erhaltenen Daten aufgeführt. Es zeigt sich, daß die erfindungsgemäß beschwerte Bohrspülung eine geringere Abrasivität als herkömmliche Bohrspülungen (Beispiel 5,6) zeigt, rascher dispergierbar ist und damit weniger sedimentiert und ferner auch verbesserte, Theologische anwendungstechnische Daten aufweist. Zur Vervollständigung sind in der Tabelle die charakteristischen Daten des verwendeten Beschwerungsmittels (hergestellt nach DE-PS 21 39 952) mit aufgeführt.The table below shows the data obtained. It turns out that the invention weighted drilling fluid shows a lower abrasiveness than conventional drilling fluids (example 5,6), is more rapidly dispersible and thus less sedimented and also improved theological application technology Has data. The table shows the characteristic data of the used weighting agent (manufactured according to DE-PS 21 39 952) with listed.
Beschwermittels eingerührt und damit ein spezifisches Gewicht von 2,40 erhalten. Wie aus der Tabelle ersichtlich, ist die sehr hoch beschwerte Spülflüssigkeit nach sehr kurzer Zeit homogen suspendiert und besitzt eine äußerst geringe Abrasivität.The weight is stirred in and a specific weight of 2.40 is obtained. As from the table it can be seen that the very heavily weighted rinsing liquid is homogeneously suspended and possessed after a very short time extremely low abrasiveness.
Die anwendungstechnischen Daten dieser Spülung sind sehr gutThe application data of this rinse are very good
IOIO
Es wurde eine Magnesia-Spülung aus den Komponenten 1 1 Wasser, 230 g Kochsalz, 430 g Magnesiumchlorid, 50 g handelsübliche Bohrmagnesia sowie 40 g eines Schutzkolloids bereitet und mit 735 g (525 g/l) eisenoxidischen Beschwermittels auf ein spez. Gewicht von 1,60 beschwert Aus den Daten der Tabelle geht hervor, daß die beschwerte Spülung eine geringeIt was a magnesia rinse from the components 1 1 water, 230 g table salt, 430 g magnesium chloride, 50 g of commercially available drilling magnesia and 40 g of a protective colloid and 735 g (525 g / l) iron oxide weighting agent to a spec. Weight of 1.60 weighted From the data in the table goes indicated that the weighted conditioner was low
2i) Abrasivität aufweist sowie eine geringe Zeit bis zur Einstellung des konstanten, spezif.schen Gewichts benötigt.2i) Has abrasiveness and a short time to Setting of the constant, specific weight is required.
-· Beispiel 5- Example 5
Eine Ton-Salzwasser-Spülung, wie in Beispiel 2 beschrieben, wurde mit 1575 g handelsüblichem Baryt (1280 g/l) auf ein spezifisches Gewicht von 1,90 beschwert Es zeigte sich (siehe Tabelle), daß die Suspension bis zum Erreichen des konstanten, geforderten spezifischen Gewichts etwa die doppelte Zeit der bei Verwendung des eisenoxidischen BeschwermittelsA clay and salt water rinse, as described in Example 2, was made with 1575 g of commercially available barite (1280 g / l) weighted down to a specific gravity of 1.90 It was found (see table) that the The suspension takes about double the time until the constant, required specific gravity is reached when using the iron oxide weighting agent
j5 nach den Beispielen 1 bis 4 benötigten erfordert. Die Abrasivität weist ebenfalls gegenüber den Beispielen 1 bis 4 einen erhöhten Wert auf. Die anwendungstechnischen Daten sind gegenüber denen der Beispiele I bis 4 leicht abfallend.j5 required according to Examples 1 to 4. the Abrasiveness also shows an increased value compared to Examples 1 to 4. The application-related The data are slightly sloping compared to those of Examples I to 4.
Beispiel ? 4 jExample ? 4 y
Es wurde eine Ton-Salzwasser-Spülung aus den Komponenten 1 1 Wasser, 30 g Attapulgit,40 g Bentonit, 30 g Carboxymethylzellulose und 300 g Kochsalz bereitet und mit 1420 g eisenoxidischem Beschwermittel (1155 g/l) auf ein spez. Gewicht von 1,90 beschwert. Die anwendungstechnischen Prüfungen wurden in der im Beispiel 1 angegebenen Weise durchgeführt.A clay and salt water rinse was made from the components 1 1 water, 30 g attapulgite, 40 g bentonite, 30 g carboxymethyl cellulose and 300 g table salt prepared and with 1420 g iron oxide weighting agent (1155 g / l) on a spec. Weighted 1.90. the Application tests were carried out in the manner indicated in Example 1.
Die anwendungstechnischen Daten, sowie die Abrasivität und die Dispergierbarkeit sind in der Tabelle 5> aufgeführt.The technical application data as well as the abrasiveness and the dispersibility are given in Table 5> listed.
Es zeigte sich dabei, daß auch in diesem Spülungstyp bei geringer Abrasivität und schneller Einarbeitbarkeit des Beschwermittels in die Spülflüssigkeit eine Suspension mit sehr guten anwendungstechnischen Daten m> erhalten wurde. Die Charakteristika des eingesetzten Beschwermittels sind ebenfalls in der Tabelle aufgeführt. It was found that in this type of rinse, too, with low abrasiveness and quick incorporation of the weighting agent in the rinsing liquid a suspension with very good application data m> was obtained. The characteristics of the weighting equipment used are also listed in the table.
B e i s ρ i e I 3 *>*>B e i s ρ i e I 3 *> *>
In 1 1 einer handelsüblichen Ölspülung auf Basis Asphalt und Dieselöl werden 3060 g eisenoxidischen Nach Beispiel 1 wurde eine Ton-Salzwasser-Spülung bereitet und anschließend mit 1355 g (1100 g/l) eines natürlichen eisenoxidischen Beschwermittels des Handels auf ein spez. Gewicht von 1,90 beschwert. Die Tests wurden gemäß Beispiel 1 vorgenommen. Es zeigte sich, daß die Zeit bis zur Einstellung eines konstanten, spezifischen Gewichtes rund das Fünffache der in den Beispielen 1 bis 4 benötigten war. Außerdem weist die Suspension eine wesentlich höhere Abrasivität als die Spülungen der Beispiele 1 bis 4 auf. Die Viskositätswerte werden ebenfalls gegenüber denen der Beispiele 1 bis 4 erhöht. Eine Viskositätserhöhung der Spiilflüssigkeit hat Nachteile bei Tiefbohrungen.In 1 liter of a commercially available oil flush based on asphalt and diesel oil, 3060 g of iron oxide According to Example 1, a clay and salt water rinse was prepared and then one with 1355 g (1100 g / l) natural iron oxide weighting agent of the trade to a spec. Weighted 1.90. The tests were carried out according to Example 1. It was found that the time until a constant, specific gravity was around five times that required in Examples 1 to 4. In addition, the Suspension has a significantly higher abrasiveness than the rinses of Examples 1 to 4. The viscosity values are also increased compared to those of Examples 1 to 4. An increase in the viscosity of the flushing liquid has Disadvantages of deep drilling.
Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß uie Beschwerung von in der Bohrpraxis üblichen Spülungstypen mit porösem Eisenoxid abgerundeter Kornform und bestimmter Kornzusammensetzung an^endungstechnische Vorteile bringt, besonders im Hinblick c.uf die Einarbeitbarkeit des Beschwermittels in die Spülung (Dispergierbarkeit), die Abrasivität der beschwerten Spülung und die anwendungstechnischen Daten. Diese Vorteile zeigen sich besonders deutlich im Vergleich zu Bohrspülungen, die mit natürlichen eisenoxidischen Stoffen oder handelsüblichem Baryt beschwei 1. sind.In summary it can be stated that uie Weighting of mud types common in drilling practice with porous iron oxide of rounded grain shape and certain grain composition application-related Brings advantages, especially with regard to the ability to incorporate the weighting agent into the rinse (Dispersibility), the abrasiveness of the weighted rinse and the application-related data. These The advantages are particularly evident in comparison to drilling fluids containing natural iron oxide Fabrics or commercially available barite 1. are welded.
SpiüungstypIrrigation type
Spezifisches Gewicht der Spülung Art des UesehwermittclsSpecific weight of the flushing type of Uesehwermittcls
Beschwermittel/usat/ in g/lWeighting agent / usat / in g / l
Anwendungstechnischc Daten Scheinbare Viskosität in cP 10 min Gelstärke Thi\otropieApplication data Apparent viscosity in cP 10 min Gel strength Thi \ otropy
Wasserverlust nach 30 min Abrasivität in mg Dispergierharkeit in minLoss of water after 30 min. Abrasiveness in mg. Dispersibility in min
Heisriiele IHeisriiele I
695695
26 1026 10
2.8 112.8 11
Ton-Süß Ton-Sal/ Ol 1.50 I.W 2,40Ton-Süß Ton-Sal / Ol 1.50 I.W 2.40
< gemäß [Erfindung<according to [invention
11551155
.1060.1060
Beispiele IExamples I.
Charakteristik des Beschwermittels !hergestellt nach DE-PS 21 39 952) IeCharacteristics of the weighting device! Manufactured according to DE-PS 21 39 952) Ie
SlO;
Al O.SlO;
Al O.
Ni. Cu. Ph. Zn Ί wasserlösliche Bestandteile Spezifisches Gewicht BLT-Oberflüche nvVg Schüttgewicht g/cm' StamptVo'iumen ml/100 g Stampfgewicht g/cm1 Ni. Cu. Ph. Zn Ί water-soluble components Specific weight BLT surfaces nvVg bulk weight g / cm 'StamptVo'iumen ml / 100 g tamped weight g / cm 1
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Patentanspruch: 1
Claim:
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Applications Claiming Priority (1)
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