DE2451773C3 - Spacer Fluid for Keeping Two Well Fluids Separate and its Use - Google Patents

Spacer Fluid for Keeping Two Well Fluids Separate and its Use

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DE2451773C3
DE2451773C3 DE19742451773 DE2451773A DE2451773C3 DE 2451773 C3 DE2451773 C3 DE 2451773C3 DE 19742451773 DE19742451773 DE 19742451773 DE 2451773 A DE2451773 A DE 2451773A DE 2451773 C3 DE2451773 C3 DE 2451773C3
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Description

Die Erfindung betrifft ein Abstandsfluid zum Getrennthalten zweier Bohrlochflüssigkeiten, aus einer Wasser-in-öl-Emulsion mit etwa 40 bis 60 Volumprozent eines Kohlenwasserstofföls und etwa 60 bis 40 Volumprozent Wasser, einem Emulgator mit einer Fettsäurekomponente und einem grenzflächenaktiven Dispersionsmittel, sowie die Verwendung solcher Abstandsfluide zum Getrennthalten von Bohrschlamm und einer Zementierungszusammensetzung.The invention relates to a spacer fluid for keeping two borehole fluids separate from one Water-in-oil emulsion with about 40 to 60 percent by volume a hydrocarbon oil and about 60 to 40 percent by volume water, an emulsifier with a Fatty acid component and a surfactant dispersant, as well as the use of such Spacer fluids for keeping drilling mud and a cementing composition separate.

Beim Zementieren von Futterrohren und Liner-Füßen in einem Bohrloch gibt es in der öl- und gasfördernden Industrie seit zahlreichen Jahren Probleme ohne optimale Lösung. Im allgemeinen wird nach dem Abschluß des Bohrens eines Bohrloches der verwendete Bohrschlamm durch den Zement verdrängt, der zum Zementieren der Verrohrung verwendet wird. Die Zusammensetzungen und Eigenschaften von Bohrschlämmen und Zementen wurden in großem Maße mit dem Ergebnis variiert, daß der Grenzflächenkontakt zwischen dem verdrängenden Zement und einem nicht verträglichen Bohrfluid oftmals stark störende physikalische und chemische Zwischenwirkungen ergab, die die Ursache von zahlreichen der hierbei auftretenden Probleme waren.When cementing casing pipes and liner feet in a borehole there are oil and gas producing Industry for many years problems with no optimal solution. In general, after the Completion of the drilling of a borehole, the drilling mud used is displaced by the cement that used to cement the casing. The compositions and properties of Drilling muds and cements have been varied widely with the result that interfacial contact often strong between the displacing cement and an incompatible drilling fluid disruptive physical and chemical interactions which are the cause of numerous of the the problems that occurred.

Wenn z. B. ein Bohrfluid mit hoher Viskosität und hoher Dichte verwendet wird, kann die beschriebene Unverträglichkeit dazu führen, daß eine zufriedenstellende Bindung zwischen dem Zement und dem Bohrloch nicht erreicht wird Wenn ein Bohrfluid auf Wasserbasis verwendet wird, ist eine ausreichende Entfernung des Schlammes und des Schlammkuchens aus dem Bohrloch schwierig. Wenn Bohrflüssigkeiten auf ölbasis (Invert-Bohrfluide) verwendet, werden, ergibt die Unvertiäglichkeit oft eine Verunreinigung oder ein Vermischen des Schlammes mit dem Zement und des Zementes mit dem Schlamm. Extreme Viskositäten des Schlammes sind oftmals die Folge eines solchen Zusammenmischens, wodurch schwankende Drücke und Pumpprobleme verursacht werden. In einigen Fällen führt dies zu einem unerwünschtenIf z. B. a drilling fluid with high viscosity and high density is used, the described Incompatibility lead to a satisfactory bond between the cement and the Borehole is not reached If a water-based drilling fluid is used, one is sufficient Difficulty removing the mud and mud cake from the borehole. When drilling fluids oil-based (invert drilling fluids) are used, the incompatibility often results in contamination or mixing the mud with the cement and the cement with the mud. Extreme viscosities of the sludge are often the result of such mixing together, causing fluctuations Pressures and pumping problems. In some cases this leads to an undesirable one

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Zusammenbrechen der Formation. Wenn die Fest- halten, die beim Bohren von Öl- und GasbohrlöchernCollapse of the formation. When the hold on when drilling oil and gas wells

stoffe mit dem Zement zusammengemischt werden, verwendet werden. So sind die erfindungsgemäßensubstances mixed with the cement can be used. So are the inventive

wird oftmals ein vorzeitiges Erharten des Zementes Abstandsfluide mit Schlammsysiemen auf WasserbasisThere is often premature hardening of the cement spacer fluids with water-based mud systems

induziert, und wenn umgekehrt die Bohrfiuide mit vom Ferrochrom-Lignosulfonat-Typ und von poly-induced, and if, conversely, the Bohrfiuide with ferrochrome lignosulfonate type and poly-

den Feststoffen aus der Zementauf schlämmung ver- 5 nieren Typen verträglich, und ebenfalls sind sie mitthe solids from the cement slurry are types compatible, and they are also compatible with

unreinigt werden, werden die vorteilhaften Eigenschaf- Schiammsystemen auf ölbasis verträglich, und zwarare contaminated, the advantageous properties of oil-based foam systems are compatible, namely

ten der Bohrfiuide nachteilig beeinträchtigt. So können in allen Gewichtsbereichen, in denen solche Systemeten of Bohrfiuide adversely affected. So can in all weight ranges in which such systems

z. B. Bohrflussigkeiten vom Invertemulsionstyp (auf üblicherweise angewandt werden. Anders ausgedrücktz. B. Invert emulsion type drilling fluids (to be commonly applied. In other words

Ölbasis) zum Zusammenbrechen der Emulsion ge- bedeutet dies, daß die erfinduni?sgemäßen Aufschläm-Oil base) to break down the emulsion, this means that the slurry according to the invention

bracht werden, wodurch höhere Viskositäten und io mungen mit praktisch allen Öl-in-Wasser-Emulsionenbrought about, resulting in higher viscosities and io mungen with practically all oil-in-water emulsions

höhere Pumpleistungen erforderlich werden. wie auch mit allen Wasser-in-Öl-Emulsionen verträg-higher pump capacities are required. as well as with all water-in-oil emulsions

Wegen der beschriebenen Schwierigkeiten, die bei Hch sind. Die erfindungsgemäßen Abstandsfluide sind einer direkten Verdrängung der Bohrfiuide mit Zemen- mit den Zementtypen verträglich, welche üblicherten bei der Verwendung von Bohrschlämmen und weise beim Zementieren von ölbohilöchem verölbohrungszementen beim Abschluß und Zementieren 15 wendet werden, und sie erhöhen ihre Viskositäten eines Bohrloches auftreten, wurde häufig so vorge- oder verändern die erforderlichen Pumpzeiten nicht, gangen, daß eine Trennung dieser zwei nicht mitein- Weiterhin sei darauf hingewiesen, daß die Abstandsander verträglichen Aufschlämmungen durchgeführt fluide gemäß der Erfindung, obwohl die Hauptverwurde, indem zwischen sie eine Abstandsflüssigkeit Wendung und häufigere Verwendung der erfindungs- oder Trennflüssigkeit gegeben wurde Zahlreiche 20 gemäßen Aufschlämmungen ais Abstandsöuid zwtunterschiedliche Typen von Abstandsflüssigkeiten wur- sehen Zement- und Bohrschlämmen erfolgt, ebenfalls den bereits angewandt, und in einigen Fällen weiden zwischen zwei beliebigen Bohrschlämmen verwendet mehrere Typen von Abstandsflüssigkeiten in einem werden können, falls der eine durch den anderen einzigen System für die Vornahme einer Verdrängung verdrängt werden soll. Die erfindungsgemäßen Abangewandt. Dies erfordert einen beträchtlichen Um- 25 standsfluide können bis zu jeder gewünschten Dichte fang an teurer Ausrüstung und spezialisiertem Be- über einem weiten Bereich im spezifischen Gewicht triebspersonal. Verschiedene Typen von ölartigen angehoben werden, und sie können in einfacher Weise Materialien sind für Abstandsflüssigkeiten oder -fluide so hergestellt werden, daß sie eine Dichte zwischen der zwischen Aufschlämmungen auf Zementbasis und Dichte des Bohrfluides und der Dichte der Zementauf-Ölbasis angewandt worden. Solche Abstandsöle lassen 30 schlämmung in dem System, in welchem das Abstandses nicht zu, daß der Zement angemessen hydratisiert, fluid seine Wirkung entfalten soll, besitzen,
und das öl verdünnt den Schlamm. Darüber hinaus Die erfindungsgemäßen Abstandsfluide zeichnen kann das den Abstand haltende öl nicht mit einem sich dadurch aus, daß der Wasseranteil der Wasserausreichend hohen spezifischen Gewicht hergestellt in-öl-Emulsion Frischwasser ist, das einen Gehalt an werden, um die Dichte des Schlammes zur Herbei- 35 aufgelösten Chloridsalzen von weniger als 1000 ppm führung einer wirksamen Entfernung hiervon zu er- und eine Gesamthärte von weniger als 500 ppm aufreichen. Darüber hinaus bringt die Unmöglichkeit, weist, daß der Emulgator etwa 1 bis 20 Gewichtsirgendeines der Abstandsfluide vom öltyp mit aus- prozent eines Fettsäureamides mit etwa 16 bis reichend hohem spezifischen Gewicht herstellen, ein 22 C-Atomen und etwa 55 bis 78 Gewichtsprozent Ungleichgewicht der hydrostatischen Säule in dem 40 eines festen, teilchenförmigen Trägermaterials aus Ringraum des Bohrloches mit sich. Im allgemeinen Kalk oder Diatomeenerde aufweist, auf dessen Oberist es wünschenswert und vorteilhaft, ein Abstands- fläche das Fettsäureamid adsorbiert ist, und daß das fluid zu haben, das etwas schwerer als der Schlamm, grenzflächenaktive Dispersionsmittel ein sulfoniertes den es verdrängt, ist, und einen Zementschlamm, der Paraffin, Harzsäure, eine Harzseife und/oder eine etwas schwerer als das Abstandsfluid ist. Dies ist 45 Mischung eines sulfonierten Lignins n>it einem Oleyljedoch sehr schwierig mit zahlreichen Typen von Ab- amid ist.
standsfluiden zu erreichen, die bislang benutzt wurden. Im folgenden wird eine mehr ins einzelne gehende
Because of the difficulties described, which are with Hch. The spacer fluids according to the invention are a direct displacement of Bohrfiuide with cement compatible with the types of cement, which are common when using drilling muds and wise when cementing Ölbohilöchem oil drilling cements are used at the end and cementing 15, and they increase their viscosities of a borehole, often occur The required pumping times were not preceded or changed in such a way that a separation of these two would not be involved Invention or separating fluid was given Numerous slurries according to the invention as spacer fluid between two different types of spacer fluids, cement and drilling muds were also made, also those already used, and in some cases between two Several types of spacing fluids can be used in one of the many drilling muds used in the event that one is to be displaced by the other single system for displacement operation. Applied to the invention. This requires a considerable amount of fluids, up to any desired density, of expensive equipment and specialized personnel over a wide range in specific gravity. Various types of oil-like materials can be raised and easily made up for spacing liquids or fluids to have a density between that between cement-based slurries and the density of the drilling fluid and the density of the oil-cement-based slurries. Such spacer oils allow sludge in the system in which the spacer does not allow the cement to adequately hydrate, fluidly operate,
and the oil thins the mud. In addition, the spacing fluids according to the invention cannot distinguish the oil that maintains the spacing with a characteristic in that the water content of the water in the specific gravity of the water produced in-oil emulsion is fresh water which has a content in order to increase the density of the sludge. 35 dissolved chloride salts of less than 1000 ppm lead to an effective removal thereof and achieve a total hardness of less than 500 ppm. In addition, the impossibility of showing that the emulsifier produces about 1 to 20 weight percent of any of the oil-type spacer fluids with 100 percent of a fatty acid amide with about 16 to sufficiently high specific gravity brings about 22 carbon atoms and about 55 to 78 weight percent hydrostatic imbalance Column in the 40 of a solid, particulate support material from the annulus of the borehole with it. Generally comprises lime or diatomaceous earth, on the top of which it is desirable and advantageous to have a spacer surface the fatty acid amide is adsorbed and that the fluid slightly heavier than the sludge, a sulfonated surfactant dispersant which it displaces, and one Cement slurry that is paraffin, resin acid, a resin soap and / or a slightly heavier than the spacing fluid. This is 45 a mixture of a sulfonated lignin with an oleyl but is very difficult with many types of amide.
to achieve stationary fluids that have been used so far. The following is more detailed

Aus den US-PS 28 05 722 und 36 25 286 sind bereits Beschreibung der verschiedenen Bestandteile der erfin-Abstandsfluide zum Getrennthalten zweier Bohrloch- dungsgemäßen Abstandsfluide oder Abstandsflüssigflüssigkeiten in Form von Wasser-in-Öl-Emulsionen 50 keiten und der Weise gegeben, in der solche Fluide mit etwa gleichen Anteilen an öl und Wasser bekannt, vorzugsweise angesetzt werden, wobei das in dem bei denen ein Kohlenwasserstofföl, ein Emulgator Abstardsfluid verwendete Wasser frisches Wasser ist. und ein grenzflächenaktives Dispersionsmittel ver- Dieser Ausdruck wird im Gegensatz zu Wasser verwendet werden und wobei gemäß US-PS 36 25 286 wendet, das einen hohen Gehalt an aufgelösten, anorzusammen mit dem Emulgator eine Fettsäbrekompo- 55 ganischen Salzen und insbesondere einen beträchtlichen nente verwendet wird. Gehalt an Chloridsalzen enthält. Das gemäß der Erfin-From US-PS 28 05 722 and 36 25 286 are already descriptions of the various components of the invention spacing fluids for keeping two wellbore spacing fluids or spacing liquids apart in the form of water-in-oil emulsions 50 and the manner in which such fluids are given with approximately equal proportions of oil and water known, preferably be made up, the in the in which a hydrocarbon oil, an emulsifier abstinence fluid, the water used is fresh water. and a surfactant dispersant. This term is used in contrast to water and wherein according to US-PS 36 25 286 applies, which has a high content of dissolved, anorzzo with the emulsifier a fatty acid compound and especially a considerable one nent is used. Contains chloride salt content. According to the invention

Aufgabe der Erfindung ist ein universell anwend- dung verwendete frische Wasser kann als Wassei bares Abstandsfluid, das bei beliebigen Bohrflüssig- definiert werden, das einen aufgelösten Gesamtkeiten und ohne beträchtliche Veränderung der rheo- chloridsalzgehalt von weniger als etwa 1000 ppm und logischen Eigenschaften des Bohrschlammes oder des 60 eine Gesamthärte von weniger als 500 ppm (ppm = Teile Zementes und ohne Veränderung der für die verwen- pro Million) enthält.The object of the invention is a universally applicable fresh water that can be used as water Barable spacing fluid, which can be defined for any drilling fluid, the one dissolved entity and without significant change in the rheochloride salt content of less than about 1000 ppm and logical properties of the drilling mud or the 60 have a total hardness of less than 500 ppm (ppm = parts Cement and without changing the for the use per million) contains.

deten Zementaufschlämmungen erforderlichen Pump- Das bei der Herstellung der Emulsion verwendet«the cement slurries required pump- The used in the manufacture of the emulsion «

zeiten eingesetzt werden kann. öl ist ein Kohlenwasserstofföl, das geeigneterweis«times can be used. oil is a hydrocarbon oil that is suitably «

Die erfindungsgemäßen Abstandsfluide sind prak- Dieselöl, Rohöl, Kerosen oder einer der verschiedenerThe spacing fluids according to the invention are practically diesel oil, crude oil, kerosene or one of the several different ones

tisch universell anwendbar, besitzen ausgezeichnete 65 anderen Kohlenwasserstoffe oder ein Gemisch voruniversally applicable, have excellent 65 other hydrocarbons or a mixture

Temperatur- und Druckstabilität und sind in wirk- Kohlenwasserstoffen sein kann. Dieselöl stellt duTemperature and pressure stability and are effective in hydrocarbons. You provide diesel oil

samer Weise in der Lage, Zementaufschlämmungen derzeit bevorzugte ölkomponente dar.Cement slurries are also currently the preferred oil component.

von praktisch allen Schlammsystemen getrennt zu Das öl und das frische Wasser werden in derThe oil and fresh water are separated from practically all sludge systems in the

erfindungsgemäßen Abstandsfluiden in Volumenver- emulgierende Koniponeate in den erfindungsgemäßen hältnissen von etwa 40i6ß bis etwa 60:40 öl zu Zusammensetzungen betrachtet, und vorzugsweise Wasser verwendet. Vorzugsweise werden von etwa stammt es aus der Reaktion einer 12 bis 18 Kohlen-45 Volumteile bis etwa 55 Volumteile öl mit etwa 55 Stoffatome enthaltenen Fettsäure mit einem Amin ab. bs etwa45 Volumteilen Wasser 'Kombiniert. Im allge- 5 Das Amid-Reaktionsprodukt enthält vorzugsweise meinen enthält die vorteilhf.fteste Zusammensetzung von etwa 16 bis etwa 22 Kohlenstoffatome und 1 bis des Abstandsfluides für die meisten Anwendungen 2 Amidgruppen. Das am meisten bevorzugte, einzelne etwa gleiche Volumteile von Wasser und öl. In jedem Oleylamid ist das Produkt, das durch Kondensieren Fall istdie Abstandsflüssigkeit oder das Abstandsfluid von Oleinsäure mit Diäthanulamin hergestellt wurde, eine relativ schwache (aufgeglichene) Wasser-in-öl- io Das die Hauptkomponente des in einem erfindungs-Emi'ision (Invertemulsion). Anders ausgedrückt be- gemäßen Abstandsfluid verwendeten Emulgators dardeutet diesj daß die Grenzflächenspannungskräfte stellende Oleylamid dient dazu, die Grenzflächenin der Emulsion so ausgeglichen sind, daß die Emulsion spannung zwischen dem öl und dem Wasser, welche leicht umkippen kann und eine Öl-in-Wasser-Emulsion die Hauptkomponenten der Abstandsflaidemulsionen werden kann, um die Verträglichkeit mit einem 15 darstellen, zu reduzieren, so daß, wenn das Gemisch Schlamm auf Wasserbasis aufrechtzuerhalten, wsnp gerührt oder in Bewegung gehalten wird, leicht eine sie neben solchen Bohrschlämmen eingesetzt wird. Wasser-in-öl-Emulsion hergestellt wird, und damit Das »Gleichgewicht« der Abstandsfluidemulsionen ihre Stabilität während ausreichender Zeitspannen gemäß der Erfindung ist ein wesentlicher Faktor, um aufrechterhalten wird. Wenn weniger als etwa 1 Geihre Verträglichkeit mit praktisch allen Bohrschlämmen 20 wjchtsprozent des Oleylamids angewandt werden, wird und Zementaufschlämmungen, die derzeit angewandt eine nicht ausreichende Herabsetzung der Grenzwerden, zu ermöglichen. flächenspannung erhalten, und es ist schwierig, eineSpacer fluids according to the invention in volume-emulsifying coniponeates in the proportions according to the invention of about 40-160 to about 60:40 oil to form compositions, and preferably water is used. It is preferably derived from the reaction of 12 to 18 carbon parts by volume to about 55 parts by volume oil with about 55 material atoms containing fatty acid with an amine. About 45 parts by volume of water 'combined. In general, the amide reaction product will preferably contain, in the most advantageous composition, from about 16 to about 22 carbon atoms and 1 to 2 of the spacer fluid for most applications. Most preferred, single approximately equal parts by volume of water and oil. In any oleyl amide, the product that is produced by condensing the spacing liquid or the spacing fluid of oleic acid with diethanulamine is a relatively weak (balanced) water-in-oil io that is the main component of the in an invention emulsion (invert emulsion) . In other words, with the emulsifier used in the spacing fluid, this indicates that the oleylamide, which creates the interfacial tension forces, serves to balance the interfaces in the emulsion so that the emulsion tension between the oil and the water, which can easily overturn, becomes an oil-in-water emulsion the main components of the spacer fluid emulsions can be reduced to represent compatibility with a 15, so that if the water-based mud mix is maintained, agitated, or agitated, it is easily employed alongside such drilling muds. Water-in-oil emulsion is prepared, and thus the "balance" of the spacer fluid emulsions their stability for sufficient periods of time according to the invention is an essential factor in order to be maintained. If less than about 1% of their compatibility with virtually all drilling muds is used, 20 weight percent of the oleylamide will allow and cement slurries currently in use will not allow sufficient degradation. surface tension is maintained, and it is difficult to obtain a

Wenn die Menge an in dem Abstandsfluid verwen- vollständige Emulgation der Abstandsfluidzusammen-If the amount of used in the spacer fluid is complete emulsification of the spacer fluids together

detem öl ein Volumenverhältnis zu Wasser von etwa Setzung zu erreichen. Die Zugabe von 20 Gewichts-detem oil to achieve a volume ratio to water of about settlement. The addition of 20 weight

1,5:1 übersteigt, wurde gefunden, daß der dem Ab- 25 prozent des Gesamtgewichtes des Emulgators über-1.5: 1, it has been found that the 25 percent of the total weight of the emulsifier exceeds

standsfluid benachbarte Zement eine unerwünschte schreitenden Mengen an Oleylamid erzeugt, außer daßStanding fluid adjacent cement produces undesirable incremental amounts of oleylamide, except that

Verminderung der Erhärtungszeit erfährt. Wenn das dies unwirtschaftlich ist, eine übermäßige DispersionExperience a reduction in the setting time. If this is uneconomical, excessive dispersion

Verhältnis unter etwa 1:1,5 abfällt, geht die Fähig- der inneren Wasserphase in der kontinuierlichen öl-Ratio falls below about 1: 1.5, the capacity of the inner water phase in the continuous oil

keit zur Aufrechterhaltung der Kontinuität der öl- phase der Emulsion.ability to maintain the continuity of the oil phase of the emulsion.

phase verloren, und das Fluid bzw. die Flüssigkeit 30 Zusätzlich zu dem Oleylamid enthalten die in den wird eine Öl-in-Wasser-Emulsion. Die Fähigkeit zur Abstandsfluiden der Erfindung verwendeten Emul-Veränderung des öl-zu-Wasser-Verhältnisses innerhalb gatoren vorzugsweise auch dimerisierte Oleinsäure, des angegebenen Bereiches ermöglicht eine größere adsorbiert auf dem teilchenförmigen Trägermaterial, Flexibilität für eine selektive Anpassung der Viskosität wobei diese in einer Menge bis zu etwa 30 Gewichtsund des Gewichtes des Abstandsfluides. In dieser 35 prozent des Gesamlgewichtes des Emulgators vorliegt. Hinsicht sei darauf hingewiesen, daß der in der Be- Vorzugsweise werden von etwa 5 bis 15 Gewichtsschreibung verwendete Ausdruck »Gewicht«, falls er prozent angewandt. Die dimerisierte Oleinsäure wirkt, sich nicht auf Gewichtsprozent oder Gewichtsteile falls sie verwendet wird, zur Erhöhung der Viskosität bezieht, als Ausdruck dieses Fachgebietes, der sich des Abstandsfluides, wodurch es möglich ist, es mit tatsächlich auf einen Dichteparameter bezieht, ver- 4° einer Vielzahl von konventionellen, die Dichte erwendet wird, wobei er üblicherweise in kg/1 angegeben höhenden Materialien im Gewicht zu erhöhen, z. B. wird. mit Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Eisenoxiden,phase lost, and the fluid or the liquid 30 in addition to the oleylamide contained in the becomes an oil-in-water emulsion. The ability to use spacer fluids of the invention emul change the oil-to-water ratio within gators, preferably also dimerized oleic acid, the specified range enables greater adsorbed on the particulate support material, Flexibility to selectively adjust viscosity, in an amount up to about 30% by weight the weight of the spacer fluid. In this 35 percent of the total weight of the emulsifier is present. It should be noted that the term "weight" used in the specification is preferably from about 5 to 15 weight notation, if it is used as a percentage. The dimerized oleic acid acts does not refer to percentages or parts by weight if used to increase viscosity refers, as a term of this technical field, to the spacing fluid whereby it is possible to use it actually refers to a density parameter, a variety of conventional 4 used the density is, where it is usually given in kg / 1 to increase materials in weight, e.g. B. will. with barium sulfate, calcium carbonate, iron oxides,

Die in dem erfindungsgemäßen Abstandsfluid ver- Bleisulfiden und Zementfeststoffen, so daß eine wendeten Emulgatoren bestehen grundsätzlich bzw. selektive Einstellung des Gewichtes (der Dichte) des im wesentlichen aus einem Oleylamid, das auf einem 45 Abstandsfluides über einem weiten Bereich möglich teilchenförmigen, festen Trägermaterial in Form von wird. Wenn Konzentrationen größer als etwa 30 GeKalk oder Diatomeenerde oder Mischungen hiervon wichtsprozent an dimerisierter Säure in dem Emulabsorbiert ist. Der in der Beschreibung verwendete gator verwendet werden, wird das Abstandsfluid in Ausdruck »Kalk« umfaßt: Calciumoxid, Calcium- unerwünschter Weise dick, und seine Viskosität erhöht hydroxid, Magnesiumoxid oder Mischungen dieser 50 die Pumpleistungen bis auf ein unerwünschtes Maß. Verbindungen. Ebenfalls umfaßt der in der Beschrei- Für die meisten Anwendungen von in ihrem Gewicht bung verwendete Ausdruck »Emulator« sowohl das (Dichte) erhöhten Abstandsfluiden hat sich eine Menge feste, teilchenförmige Trägermaterial als auch die von etwa 10 Gewichtsprozent als optimal herausgeteilchenförmigen Materialien, die an der Oberfläche stellt.The lead sulfides and cement solids contained in the spacer fluid according to the invention, so that a The emulsifiers used consist in principle or selective adjustment of the weight (density) of the essentially from an oleylamide, which is possible on a 45 spacing fluid over a wide range particulate, solid support material in the form of. If concentrations are greater than about 30 GeKalk or diatomaceous earth, or mixtures thereof, weight percent dimerized acid absorbed in the emul is. The gator used in the description is used as the spacer fluid in Term "lime" includes: calcium oxide, calcium - undesirably thick, and its viscosity increased hydroxide, magnesium oxide or mixtures of these 50 reduce the pump performance to an undesirable level. Links. Also includes that in the description for most applications of in their weight Exercise used the term "emulator" both that (density) increased spacer fluids has a lot solid, particulate carrier material as well as that of about 10 percent by weight as optimally particulate Materials that puts on the surface.

hiervon adsorbiert sind, obwohl nur eines oder wenige 55 Es sei darauf hingewiesen, daß bei Anwendungs-of which are adsorbed, although only one or a few 55 It should be noted that in the case of application

der letztgenannten Materialien al.« Emulgator an sich orten mit relativ niedriger Temperatur und bei Fällen,of the latter materials al. «Emulsifier per se place at a relatively low temperature and in cases

wirken können. wo nur sehr wenig oder gar kein das Gewicht (Dichte)can work. where very little or no weight (density)

Das in dem Emulgator verwendete Oleylamid ist erhöhendes Material zu dem Abstandsfluid zugesetztThe oleyl amide used in the emulsifier is added to the spacer fluid as enhancing material

auf der Oberfläche des teilchenförmigen Trägerma- wird, die dimerisierte Oleinsäure aus der Emulgator-on the surface of the particulate carrier, the dimerized oleic acid from the emulsifier

terials in einer Menge absorbiert, die von etwa 1 bis 60 zusammensetzung weggelassen werden kann. Dieseterials absorbed in an amount that can be omitted from about 1 to 60 composition. This

etwa 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamt- Fälle sind jedoch relativ selten, und in den meistenhowever, about 20 percent by weight based on the total cases are relatively rare and in most cases

gewicht von in dem Abstandsfluid verwendetem Emu!- Fällen wird die dimerisierte Säure vorzugsweiseBy weight of Emu! cases used in the spacer fluid, the dimerized acid is preferred

gator, variiert. Vorzugsweise werden von etwa 2 bis eingesetzt.gator, varies. Preferably from about 2 to are used.

etwa 10 Gewichtsprozent Oleylamid verwendet, wobei Von geringerer Bedeutung für eine Zugabe in denabout 10 percent by weight oleylamide is used, of minor importance for addition to the

die vorteilhafteste Menge dieser Verbindung, die in 65 Emulgator, der in den erfindungsgemäßen Abstands-the most advantageous amount of this compound contained in the emulsifier used in the spacing according to the invention

dem Emulgator am häufigsten angewandt wird, etwa fluiden verwendet wird, ist die Zugabe von Oleinsäure,The most frequently used emulsifier, such as fluids, is the addition of oleic acid,

4,9 Gewichtsprozent beträgt. wobei diese jedoch den Abstandsfluiden einige er-4.9 percent by weight. however, this takes some precedence over the spacing fluids

Das hier beschriebene Oleylamid wird als primäre, wünschte Eigenschaften erteilen kann. Wenn Olein-The oleylamide described here is believed to be able to impart desired properties. When olein-

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säure verwendet wird, wird sie in einem Bereich von Problem bei der Anwendung der erfindungsgemäßenacid is used, it becomes in a range of problems in the practice of the invention

etwa 3 bis etwa 15 Gewichtsprozent des Gesamtge- Abstandsfluide ist. Geeignete Asphaltharze umfassenis about 3 to about 15 weight percent of the total spacing fluids. Suitable asphalt resins include

wichtes des Emulgators angewandt. Vorzugsweise solche, die einen Schmelzpunkt zwischen 121 und werden von etwa 3 bis etwa 10 Gewichtsprozent der 2040C besitzen. Es können Kesselrückstände, lu't-weight of the emulsifier applied. Preferably those which have a melting point between 121 and will have from about 3 to about 10 percent by weight of 204 ° C. Boiler residues, lu't-

Oleinsäure verwendet. Die vorteilhafteste Menge 5 geblasene Harze oder natürlich vorkommende HarzeOleic acid used. Most beneficial amount of 5 blown resins or naturally occurring resins

beträgt etwa 5 Gewichtsprozent. Die Zugabe dieses sein. Falls solche Asphaltharze verwendet werden,is about 5 percent by weight. Be the addition of this. If such asphalt resins are used,

Materials unterstützt die Stabilisierung der Abstands- können so geringe Mengen wie etwa 55 Gewichts-Material supports the stabilization of the spacing- can be as small as about 55 weight-

fluid-Emuision gegenüber einem Brechen beim Kon- prozent an Kalkträger verwendet werden,fluid emulsion can be used against breaking at the percentage of lime carriers,

takt mit Salz enthaltenden, unterirdischen Wässern Zusätzlich zu dem in das erfindungsgemäße und wietact with salt-containing, underground waters in addition to that in the invention and how

und insbesondere bei fossilen Wässern mit hohem io zuvor angegeben zusammengesetzte Abstandsfluidand especially in the case of fossil waters with a high IO previously specified composite spacer fluid

Salzgehalt. eingegebenen Emulgator kann das AbstandsfluidSalinity. entered emulsifier can be the spacer fluid

Weiterhin ist sie ein sehr brauchbarer Zusatzstoff, weiterhin ein stark grenzflächenaktives Dispersionswenn der verwendete Zement wesentliche Mengen material enthalten. Diese Komponente der Abstandsvon Natriumchlorid enthält. fluidzusammensetzung dient dazu, die teilchenför-It is also a very useful additive and a highly surfactant dispersion when the cement used contains substantial amounts of material. This component of the distance from Contains sodium chloride. fluid composition serves to reduce the particle transport

Es sei darauf hingewiesen, daß bei Zugabe von öl- 15 migen, festen, das Gewicht (Dichte) erhöhenden säure in die Emulgatorzusammensetzung wirtschaft- Materialien in den Abstandsfluid, falls sie verwendet liehe Betrachtungen häufig die Verwendung von nicht werden, zu dispergieren, und weiterhin dient sie zur destillierter, dunkler ölsäure (Oleinsäure) in Mischung Verhinderung, daß feste Bestandteile, welche in das mit unreiner, aus Olein gewonnener ölsäure (red oil) Abstandsfluid entweder aus dem Bohrschlamm oder an Stelle von reiner ölsäure fordern. Die nicht destil- ao dem Zementschlamm, zwischen welchem es angelierte, dunkle ölsäure enthält etwa 75 % ölsäure ordnet ist, eintreten könnten, die Emulsion brechen und kleinere Mengen an Linolsäure, Linolensäure, oder schädlich beeinflussen. Eine Vielzahl von grenz-Palmitoleinsäure, Palmitinsäure, Myristinsäure, My- flächenaktiven Dispersionsmitteln können verwendet ristoleinsäure und Stearinsäure. Die unreine, aus werden, einschließlich von sulfonierten Paraffinen, Olein gewonnene ölsäure (red oil) eines solchen nicht as Harzsäuren und Harzseifen (z. B. die disproportiodestillierten, dunklen ölsäuregemisches ist der Rück- nierten Harzseifen, die aus bei der Destillation von stand, der bei einem konventionellen Destinations- Tallölen gebildeten Kesselrückständen abstammen, prozeß von ölsäure gebildet wird, und sie enthält die und die Seifen solcher Säuren) sowie auch Mischungen beschriebene ölsäure wie auch Mengen der anderen von sulfonierten Lignin mit bestimmten, teilchenobengenannten Säuren, einschließlich kleiner Mengen 30 förmigen Oleylamiden, die sich noch in der im foleiniger dimerisierter Säuren. genden beschriebenen Weise von den in dem Emul-It should be noted that when oily, solid, weight (density) increasing acid is added to the emulsifier composition, it is economical to disperse materials in the spacer fluid, if used, considerations often the use of not, and further It is used for distilled, dark oleic acid (oleic acid) in a mixture. It prevents solid constituents, which are in the red oil obtained with impure oleic acid (red oil) from either the drilling mud or instead of pure oleic acid. The not destil- ao the cement sludge, between which there is gelled, dark oleic acid containing about 75 % oleic acid, could enter, break the emulsion and affect smaller amounts of linoleic acid, linolenic acid, or detrimentally. A variety of borderline palmitoleic acid, palmitic acid, myristic acid, myristic acid dispersants can be used, ristoleic acid and stearic acid. The impure oleic acid (red oil) obtained from being, including from sulfonated paraffins, olein of such non-resin acids and resin soaps (e.g. the disproportionately distilled, dark oleic acid mixture is the re-ned resin soaps, which stood out during the distillation of, The boiler residues formed in a conventional destination tall oil originate from the process of oleic acid, and it contains the soaps and soaps of such acids) as well as mixtures of oleic acid described as well as amounts of the other acids described by sulfonated lignin with certain, particulate acids mentioned above, including small amounts 30 shaped oleylamides, which are still in the dimerized acids in the foleiniger. the manner described in the emul-

Ein Emulgator, der sich als besonders wirksam bei gator enthaltenen Oleylamiden unterscheiden. Solche den erfindungsgemäßen Abstandsfluiden herausgestellt Dispersionsmittel werden in das Abstandsfluid in hat, besteht aus gepulvertem, grauweißem, gelöschtem einer Menge von etwa 0,00142 bis etwa 0,0286 kg pro Kalk, der in der Emulgatorzusammensetzung in einer 35 Liter eingegeben. Vorzugsweise beträgt die Menge an Menge im Bereich von etwa 55 bis etwa 78 Gewichts- verwendetem, grenzflächenaktivem Dispersionsmittel prozent vorliegt, und der als andere Komponenten von etwa 0,00572 bis etwa 0,0228 kg pro Liter. Wenn des Emulgators auf seiner Oberfläche adsorbiert ent- das am meisten bevorzugte, im folgenden noch behält: Oleylamid, herrührend aus der Kondensation schriebene, grenzflächenaktive Dispersionsmittel vervon ölsäure mit Diäthanolamin, in einer Menge im 40 wendet wird, beträgt die in dem Abstandsfluid verBereich von etwa 3 bis etwa 10 Gewichtsprozent, wendete Menge am vorteilhaftesten etwa 0,0114 kg sowie dimerisierte ölsäure, die in einer Menge im pro Liter.An emulsifier that distinguishes itself as being particularly effective in the case of oleylamides contained in gator. Such The spacing fluids according to the invention are exposed to dispersants in the spacing fluid in consists of powdered, gray-white, slaked in an amount of about 0.00142 to about 0.0286 kg per Lime, which is entered in the emulsifier composition in a 35 liter. Preferably the amount is Amount ranging from about 55 to about 78 weight surfactant dispersant used percent is present and the other components from about 0.00572 to about 0.0228 kg per liter. When of the emulsifier adsorbed on its surface - the most preferred, which is still retained in the following: Oleylamide, derived from the condensation, surface-active dispersant vervon oleic acid is used with diethanolamine, in an amount in the 40 range, is that in the spacing fluid range from about 3 to about 10 weight percent, most advantageously applied amount about 0.0114 kg as well as dimerized oleic acid, in an amount im per liter.

Bereich von etwa 8 bis etwa 12 Gewichtsprozent Die bevorzugten grenzflächenaktiven Dispersions-Range from about 8 to about 12 percent by weight. The preferred surfactant dispersion

vorliegt. zusammensetzungen sind solche, die durch Vermischenis present. compositions are those obtained by mixing

Die am meisten bevorzugte, einzelne Emulgator- 45 eines sulfonierten Lignins, wie Abfallsulfitlaugen, zusammensetzung zur Verwendung in erflndungsge- mit einem Oleylamid, das aus der Reaktion eines mäßen Abstandsfluiden besteht im wesentlichen aus Oleylchlorids mit einer 2 bis 5 Kohlenstoffatome entgepulvertem, gelöschtem Kalk in einer Menge von haltenden Aminosulfonsäure abstammen, gebildet etwa 68,1 Gewichtsprozent, etwa 4,9 Gewichtsprozent wurden. Ein grenzflächenaktives Dispersionsmittel, Oleylamid, nicht destillierter ölsäure, die in einer 50 welches sich als besonders vorteilhaft und hochwirk-Menge von etwa 5 Gewichtsprozent vorhanden ist, sam in den Abstandsfluidzusammensetzungen herausunreiner, aus Olein stammender ölsäure (red oil), die gestellt hat und welches das bevorzugte Dispersionsin einer Menge von etwa 5 Gewichtsprozent vorliegt, mittel zur Anwendung gemäß der Erfindung darstellt, sowie nicht destillierter, dimerisierter Ölsäure, die in ist ein Produkt, das durch Reaktion von Oleylchlorid einer Menge von etwa 10 Gewichtsprozent vorhanden 55 mit n-Methyltaunn und dann Vermischen dieses ist. Reaktionsproduktis, das ein Oleyiamid darstellt, mitThe most preferred single emulsifier of a sulfonated lignin, such as waste sulfite liquor, Composition for use in invention with an oleyl amide, which results from the reaction of a moderate spacing fluids consists essentially of oleyl chloride with a 2 to 5 carbon atoms depowdered, slaked lime derived in an amount from containing aminosulfonic acid, formed about 68.1 percent by weight, about 4.9 percent by weight. A surfactant dispersant, Oleylamide, not distilled oleic acid, which is found in a 50 which is particularly advantageous and highly effective amount of about 5 weight percent is present in the spacer fluid compositions out of more impure, Oleic acid (red oil) derived from olein, which has provided and which is the preferred dispersion an amount of about 5 percent by weight is an agent for use according to the invention, as well as undistilled, dimerized oleic acid, which is a product made by the reaction of oleyl chloride present in an amount of about 10 percent by weight with n-methyl taunn and then blending this is. Reaction product, which is an oleyiamide, with

Um bei einigen Anwendungerj der Abstandsfluide Abfallsulfitlauge in einer Menge im Bereich von 25 Gediesen Abstandsfluiden eine Fluidverlustkontroüe zu wichtsprozent bis etwa 75 Gewichtsprozent des Sulfiterteilen, ist es manchmal vorteilhaft, in die Zusammen- laugen-OIeylamid-< jemisches hergestellt wurde! Am Setzung zusätzlich zu dem beschriebenen Emulgator 60 vorteilhaftesten werden das Oleylamid-Reaktibnsproein konventionelles, teilchenfönniges, festes, asphal- dukt und die Sulfidauge in praktisch gleichen Mengen tiscbes Harz einzugeben, weJches zu der Abstaads- vermischt Das so gewählte Gemisch ;Wird unter fiuidznsammenseizung in einer Menge im Bereich von Bildung einer festen, teilchenförmigen Zusammehetwa 1 bis etwa 20 Gewichtsprozent, bezogen aaf das setzung spriihgetrocknet. Der iri der Beschreibung yer-Gewichtdes;zogeseizien Emulgators, zugegeben wird. 65 wendete Ausdruck»Abfalisülfitlauge« Iraicihnejt^e t^fr*>erw«seiiefern von etwa iÖ bis etwa 14 Gewichts- Abfall-Laugen, y^^e'^i^ihsi^orate'^ih^aa^cl^ prozent eines Asphaltharzes eine angemessene Fluid- beim Sulntpapier-Herstellüngsprozeß gebndet wurden verYipstkonfrolle b^ den seltenen Fällen, wo dies ein oder Kraft-Lig&ini!, difj sulfoniertwinden.,, IJ^^, In order for some applications of the spacer fluids to have waste sulphite liquor in an amount in the range of 25 of these spacer fluids a fluid loss control at percent by weight to about 75 percent by weight of the sulphite part, it is sometimes advantageous to make something into the leaching oil amide! In addition to the emulsifier 60 described, the oleylamide reaction is most advantageous to add conventional, particulate, solid, asphalt and the sulphide solution in practically equal amounts of resin, which is mixed with the resulting mixture Amount in the range of formation of a solid, particulate composition about 1 to about 20 weight percent based on the composition spray dried. The weight of the emulsifier in the description is added. 65 used the expression "Abfalisülfitlauge" Iraicihnejt ^ et ^ fr *> Erw "be deliver from about 10 to about 14 weight waste lye, y ^^ e '^ i ^ ihsi ^ orate' ^ ih ^ aa ^ cl ^ percent of an asphalt resin adequate fluid verYipstkonfrolle b ^ were gebndet the Sulntpapier-Herstellüngsprozeß the rare cases where this or force-Lig & ini !, difj sulfoniertwinden. ,, IJ ^^,

¥ 559 ¥ 559

Z4Ö1Z4Ö1

Zusätzlich zur Funktion zum Dispergieren und Unterstützen der Suspension von festen Teilchen, welche in das Abstandsfluid aus der benachbarten Zementaufschlämmung oder aus dem hiervon entfernten Bohrschlamm eintreten könnten, ermöglicht das in dem Abstandsfluid verwendete grenzflächenaktive Dispersionsmittel die rasche Dispersion von konventionellen, das Gewicht (Dichte) erhöhenden Materialien wie teilchenförmigen!, festem Qzarz, Calcit, Barit, Eisenoxid, usw. in der das Abstandsfluid darstellenden Wasser-iri-öl-Emulsion.In addition to the function of dispersing and supporting the suspension of solid particles which are in the spacing fluid from the adjacent cement slurry or could enter from the drilling mud removed therefrom, enables the surfactant used in the spacer fluid Dispersants the rapid dispersion of conventional, the weight (density) increasing Materials such as particulate !, solid Qzarz, calcite, barite, iron oxide, etc. in the spacer fluid representing water-iri-oil emulsion.

Es wurde gefunden, daß die die beschriebenen Bestandteile (Emulgator und grenzflächenaktives Dispersionsmittel) enthaltenden Abstandsfluide in der Lage sind, das Gewicht (die Dichte) erhöhende Materialien in einer ausreichenden Menge zu dispergieren oder suspendieren, um dem Abstandsfluid ein Gewicht (eine Dichte) von 0,96 bis 2,39 kg/1 zu erteilen.It has been found that the constituents described (emulsifier and surface-active dispersant) containing spacer fluids are capable of weight (density) increasing materials disperse or suspend in an amount sufficient to provide a weight to the spacer fluid (a density) of 0.96 to 2.39 kg / l.

Bei dem Ansetzen der erfindungsgemäßen Abstandsfluidemulsion wird das Emulgatormaterial zuerst zu dem öl hinzugesetzt. Ein Fluidverlustzusatzstoff wie die zuvorgenannten Asphaltharze können gleichzeitig oder später zugesetzt werden, falls sie angewandt werden. Nachdem der Festemulgator und die Fluidverlustzusatzstoffmaterialien, falls vorhanden, zu dem Kohlenwasserstofföl zugesetzt worden sind, werden die Feststoffe in dem öl gründlich dispergiert, und dann wird das frische Wasser zu der Aufschlämmung unter Bildung einer Wasser-in-öl-Emulsion zugesetzt. Nachdem die Emulsion gebildet wurde, wird die zuvor angegebene Menge an grenzflächenaktivem Dispersionsmaterial zugesetzt, um das Abstandsfluid mit Aufnahme der Zugabe irgendwelcher die Dichte erhöhenden Materialien, welche verwendet werden, zu vervollständigen.When preparing the spacer fluid emulsion according to the invention, the emulsifier material becomes too first added to the oil. A fluid loss additive such as the aforementioned asphalt resins can simultaneously or added later if used. After the solid emulsifier and fluid loss additive materials, if present, have been added to the hydrocarbon oil, the solids in the oil are thoroughly dispersed, and then the fresh water is added to the slurry to form a water-in-oil emulsion. After the emulsion is formed, the amount of surfactant specified above becomes Dispersion material is added to the spacing fluid with the addition of any density enhancing materials that are used to complete.

Die auf diese Weise hergestellten Abstandsfluide sind im allgemeinen schwächere Emulsionen als die Bohrfluide, welche sie von den verschiedenen Zementzusammensetzungen fernhalten sollen. Da das Abstandsfluid, obwohl es eine Wasser-in-öl-Emulsion ist, durch die Verwendung von annähernd gleichen Mengen von dispergierter und kontinuierlicher Phase ausgeglichen oder im Gleichgewicht ist, kann die Emulsion in eine Öl-in-Wasser-Emulsion umgewandelt werden, falls sie eine überschüssige Menge an Wasser enthält. Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß im Fall der Verwendung eines Bohrschlammes auf Wasserbasis Wasser aus dem Bohrschlamm die Neigung besitzt, die Wasserphase in dem Abstandsfluid zu erhöhen, wodurch dieses umgekehrt wird und eine Öl-in-Wasser-Emulsion wird. Auf diese Weise behält es seine Verträglichkeit mit dem Schlamm wie auch mit dem Zement bei. Die Verwendung des kräftigen, grenzflächenaktiven Dispersionsmaterials in dem Abstandsfluid ermöglicht es, daß es je nach Wunsch in einem weiten Bereich von etwa 0,96 bis etwa 2,39 kg/I in seiner Dichte eingestellt werden kanu, wobei dieses Material ebenfalls dazu dient, irgendwelche Zementfeststoffe, die in idas Äbstandsffaid aus der benachbarten Zementauf schlämmung wandern könnten, mit ΟΓ zu benetzen. Darüber hinan«« sind die Abstandsfluide mit allen Typen von Zementaufschlämmtingen, ste1uOng: Yerwendfei werden,ΪVerträglich, und sie erhöhen dieViskosität nicht und verändern nicht die Pumpzeiten solcher Zementaufschlämmungen.The spacer fluids produced in this way are generally weaker emulsions than the drilling fluids, which are intended to keep them away from the various cement compositions. Since the spacer fluid, although a water-in-oil emulsion, is balanced or in equilibrium through the use of approximately equal amounts of dispersed and continuous phases, the emulsion can be converted to an oil-in-water emulsion if it contains an excess amount of water. In other words, in the case of using a water-based drilling mud, water from the drilling mud has a tendency to increase the water phase in the spacer fluid, thereby reversing it and becoming an oil-in-water emulsion. In this way it maintains its compatibility with the mud as well as with the cement. The use of the strong, surfactant dispersion material in the spacer fluid enables it to be adjusted in density over a wide range of from about 0.96 to about 2.39 kg / l as desired, this material also serving to serve any Wet cement solids that could migrate from the neighboring cement slurry in the spacing area with ΟΓ. In ascend '' are the distance fluids with all types of Zementaufschlämmtingen, ste1uOng: Yerwendfei are ΪVerträglich, and they do not increase the viscosity and do not change the pumping times of such cement slurries.

Bei der Anwendung wird das erfindungsgemäße Abstandsfluid in ein fertigzustellendes Bohrloch hinter dem Bohrschlamm eingepumpt, um den Schlamm aus dem Bohrloch herauszuspülen, und es wird vor der Zementsäule verschoben, die in das Bohrloch zum Zwecke des Zementierens eingepumpt wird. Im allgemeinen wird es bevorzugt, das Abstandsfluid im Gewicht bis zu einer Dichte zu bringen, welche etwas schwerer als die Dichte des Bohrschlamms, den es verschiebt, ist, und etwas leichter als der Zementschlamm, welcher auf das Abstandsfluid folgt.When used, the inventive Spacer fluid is pumped into a completed borehole behind the drilling mud to remove the mud flush out the borehole, and it is moved in front of the cement column, which into the borehole for Is pumped in for cementing purposes. In general it is preferred to bring the spacer fluid in weight to a density which is somewhat heavier than the density of the drilling mud it moves, and slightly lighter than the cement mud, which follows the spacer fluid.

ίο Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert, wobei die Abstandsfluidzusammensetzungen gemäß der Erfindung und die Funktion bestimmter Komponenten hiervon näher erläutert werden. In allen Beispielen beziehen sich die Angaben auf das bevorzugte grenzflächenaktive Dispersionsmittel auf ein Gemisch von gleichen Teilen von Abfallsulfitlauge und Oleylamid, das aus der Reaktion von Oleylchlorid mit n-Methyltaurin herrührt.ίο The invention is based on the following examples explained in more detail, the spacer fluid compositions according to the invention and the function certain components thereof are explained in more detail. In all examples, the data relate on the preferred surfactant dispersant to a mixture of equal parts of waste sulphite liquor and oleyl amide resulting from the reaction of oleyl chloride with n-methyl taurine.

B e i s ρ i e 1 1B e i s ρ i e 1 1

Es wurde ein Bohrloch mit einer Tiefe von 6400 m an einer Stelle in Kalifornien gebohrt, wobei eine Zirkulationstemperatur an der Bohrlochsohle von 1540C gegeben war. Bei der Fertigstellung des Bohr-A borehole was drilled to a depth of 6400 m at a location in California, with a circulation temperature at the bottom of the borehole of 154 ° C. being given. When completing the drilling

*5 loches wurde der beim Bohren des Loches verwendete Schlamm durch den Kreisring zwischen der Verrohrung und dem Bohrloch unter Verwendung eines Abstandsfluides verdrängt, welches zwischen dem Schlamm und dem dem Abstandsfluid zum Zwecke der Zementierung* 5 holes became the one used when drilling the hole Mud through the annulus between the casing and the wellbore using a spacer fluid displaced, which between the mud and the the spacing fluid for the purpose of cementation

der Verrohrung folgenden Zementschlamm angeordnet war. Der verwendete Schlamm besaß eine Dichte von 2,15 kg/1 und war ein Schlamm auf Basis von Lignosulfonat enthaltendem Wasser. Der verwendete Zement war ein API Class G-Zement mit einer Dichte von 1,72 kg/1, und er wa, durch Zugabe kleiner Mengen von Natriumchlorid, Kieselerdemehl, Eisenoxid und einem geeigneten Verzögerer modifiziert.cement slurry following the piping. The sludge used had a density of 2.15 kg / l and was a sludge based on water containing lignosulfonate. The cement used was an API Class G cement with a density of 1.72 kg / l, and he wa, by adding small amounts modified by sodium chloride, silica flour, iron oxide and a suitable retarder.

Das gemäß der Erfindung angesetzte Abstandsfluid, welches zwischen dem Zement und dem Schlamm verwendet wurde, besaß ein Gewicht von 2,18 kg/1, was durch Verwendung von Bariumsulfat als die Dichte erhöhenden Material erreicht wurde. Die Abstandsfluidemulsion enthielt Wasser und öl in einem 50: 50-Volumenverhältnis und enthielt 0,0711 kg eines Emulgators pro Liter, welcher 68,1 Gewichtsprozent an gepulvertem, gelöschtem Kalk enthielt, der auf seiner Oberfläche adsorbiert hatte: 4,9 Gewichtsprozent Oleylamid, herrührend aus der Kondensation von ölsäure mit Diethanolamin, 5 Gewichtsprozent nicht destil-The spacing fluid prepared according to the invention, which is used between the cement and the mud had a weight of 2.18 kg / l, which was obtained by using barium sulfate as the density increasing material was achieved. The spacer fluid emulsion contained water and oil in a 50:50 volume ratio and contained 0.0711 kg of an emulsifier per liter, which is 68.1 percent by weight contained powdered, slaked lime adsorbed on its surface: 4.9 percent by weight oleylamide, resulting from the condensation of oleic acid with diethanolamine, 5 percent by weight not distilled

lierte Ölsäure, 5 Gewichtsprozent unreine, aus Olein erhaltene ölsäure (red oil) und 10 Gewichtsprozent nicht destillierte, dimerisierte ölsäure. Das Abstandsfluid enthielt weiterhin 0,0114 kg des bevorzugt in den Abstandsfluiden der Erfindung verwendeten, grenz-oleic acid, 5 percent by weight impure, from oleic oleic acid obtained (red oil) and 10 percent by weight of undistilled, dimerized oleic acid. The spacing fluid also contained 0.0114 kg of the borderline fluid preferably used in the spacer fluids of the invention

flächenaktiven Dispersionsmittel pro Liter. SchheßÜcif enthielt das verwendete Abstandsfluid 12 Gewichtsprozent eines Asphaltharzes, das zur Verminderung von Fluidverlusten zugesetzt wurde. ^'1surface-active dispersant per liter. SchheßÜcif the spacer fluid used contained 12 percent by weight of an asphalt resin used for reduction was added by fluid losses. ^ '1

Der Schlamm und der Zement, die bei dem Zettel·'-The mud and cement that came with the note '-

tieren dieses Versuchs in Kalifornien Verwender wÄ den, sind nicht miteinander verträglich. 795Ö1 i^i*- standsfluid wurden zwischen Schlamni und Zsment; verwendet. " ■ '■"}■'■- ' ■■'■■■■ '■ *-;'; ^- '-^Vk-S If this experiment were to be used in California, they are not compatible with one another. 795Ö1 i ^ i * - standing fluid was established between Schlamni and Zsment; used. "■ '■"} ■' ■ - '■■' ■■■■ '■ * - ; '; ^ - '- ^ Vk-S

Die kritischen Geschwindigkeiten, bei welchen Üer'lThe critical speeds at which Üer'l

Übergang von laminarer zu turMl^tbr Stiörmmg" ~Transition from laminar to turMl ^ tbr Stiörmmg "~

auftritt, wurden gemessen und 1ur den;iföhrsctiiamk Soccurs, were measured and 1ur den; iföhrsctiiamk S

au 'J1V Atekndsaüid allejne, eine Gemschleifsau 'J 1 V Atekndsaüid allejne, a Gemschleifs

Abstandsfluides und des verwendeten Zementes; sowie "■ Spacing fluids and the cement used; as well as "■

4545

V -S^iTiV -S ^ iTi

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ein Gemisch des Abstandsfluides und des Bohrschlammes abgeschätzt. Die Temperatur, bei welches die kritischen Geschwindigkeitsuntersuchungen durchgeführt wurden, betrug 93,3°C. Die kritischen Geschwindigkeiten wurden für verschiedene Größen desa mixture of the spacing fluid and the drilling mud estimated. The temperature at which the critical speed tests are carried out was 93.3 ° C. The critical speeds were determined for different sizes of the

Kreisringes bestimmt, wie er durch den Unterschied des ßohrlochdurchmessers und des Außendurchmessers der Verrohrung bestimmt wird. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt.The circular ring determines how it is determined by the difference between the diameter of the ear hole and the outer diameter the piping is determined. The results of these tests are given in Table I below compiled.

Tabelle ITable I.

Kritische Geschwindigkeit (Critical speed ( m/min), bezogenm / min), related 50,850.8 76,276.2 auf Bohrlochdurchmesser abzüglich äußereron the borehole diameter minus the external 127,0127.0 152,4152.4 Durchmesser der Verrohrung (mm)Piping diameter (mm) 25,425.4 112,8112.8 97,597.5 101,6101.6 82,382.3 76,276.2 BohrschlammDrilling mud 143,3143.3 70,170.1 53,353.3 88,488.4 38,138.1 35,135.1 AbstandsfluidSpacer fluid 108,2108.2 73,273.2 62,562.5 44,244.2 50,350.3 45,745.7 Abstandsfluid + 50% ZementSpacer fluid + 50% cement 99,199.1 54,754.7 Abstandsfluid + 50%Spacer fluid + 50% Schlammmud

103,6103.6

76,276.2

64,064.0

56,456.4

51,851.8

47,247.2

Die Ergebnisse der Messungen der kritischen Geschwindigkeit zeigen, daß wesentlich niedrigere kritische Geschwindigkeiten für Mischungen von Abstandsfluid mit entweder Zement oder Schlamm erhalten wurden als im Fall des Schlamms alleine. Es gibt daher keine schädliche Steigerung der Viskosität, und es wird eine größere Leichtigkeit bei der Erzielung einer turbulenten Strömung festgestellt, falls ein beträchtliches Vermischen von Abstandsfluid mit entweder dem Schlamm oder dem Zement auftritt.The results of the measurements of the critical speed show that much lower critical Speeds for mixtures of spacer fluid with either cement or mud than in the case of the mud alone. There is therefore no harmful increase in viscosity, and greater ease in achieving turbulent flow is noted, if so substantial mixing of spacer fluid with either the mud or cement occurs.

Beispiel 2Example 2

Es wurden Vorversuche vor der Feitigstellung eines Bohrloches in Ost-Texas durchgeführt. Das Bohrloch besaß eine Tiefe von 2957 m und besaß eine Zirkulationstemperatur an dem Fußpunkt von 121°C. Der zum Bohren des Loches verwendete Schlamm war ein Schlamm auf ölbasis mit einer Dichte von 1,675 kg/1, und der zum Fertigstellen des Bohrloches verwendete API Klasse Η-Zement besaß eine Dichte von 1,89 kg/1. Der Zement enthielt 18 % Natriumchlorid, eine kleine Menge eines im Handel erhältlichen Reibungsreduktionsmittels und eine kleine Menge Verzögerer.There were preliminary tests before the completion of a Well completed in east Texas. The borehole was 2957 meters deep and had a circulating temperature at the base of 121 ° C. The mud used to drill the hole was an oil-based mud with a density of 1.675 kg / l, and the API grade Η cement used to complete the wellbore had a density of 1.89 kg / l. The cement contained 18% sodium chloride, a small amount of a commercially available friction reducing agent and a small amount of retarder.

Das Abstandsfluid, das wie im Beispiel 1 angegeben zusammengesetzt war, jedoch unter Verwendung von Bariumsulfat bis auf ein Gewicht von 1,675 kg/1 gebracht worden war, wurde zur Anordnung zwischen dem Schlamm und dem Zement ausgewählt Um die Einflüsse auf die Viskosität festzustellen, deren Auftreten als Ergebnis einer gewissen an der Grenzfläche zwischen dem Abstandsfluid und dem Schlamm auftretenden Verunreinigung erwartet werden könnte, ebenso zwischen dem Abstandsfluid und dem Zement, wurden verschiedene Untersuchungen mit einem Fann-Viskosimeter durchgeführt, und die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in der folgenden Tabelle II zusammengestellt.The spacing fluid, which was composed as indicated in Example 1, but using Barium sulfate was brought up to a weight of 1.675 kg / l, was placed between the mud and cement selected To determine the influences on viscosity, their occurrence as a result of some occurring at the interface between the spacer fluid and the sludge Contamination could be expected, as well as between the spacing fluid and the cement, various examinations were carried out with a Fann viscometer, and the results of these Investigations are compiled in Table II below.

Tabelle IITable II

Verunreinigungsuntersuchungen 600/300-Fann-AblesungContamination studies 600/300 Fann reading

Volumprozent Verunreinigung 0 10Volume percent contamination 0 10

3030th

5050

Schlamm + Zement
Schlamm + Abstandsfluid
Zement + AbstanGsfluid
Mud + cement
Mud + spacer fluid
Cement + spacing fluid

3O0+/30O+ 300+/276 300+/260 300+7210 63/30 59/333O0 + / 30O + 300 + / 276 300 + / 260 300 + 7210 63/30 59/33

3OO+/3OO+ 300+/300+ 3OO+/3OO+ 3OO+/3OO+
295/177 257/152 202/133 204/118
62/37 61/38 58/38 56/36
3OO + / 3OO + 300 + / 300 + 3OO + / 3OO + 3OO + / 3OO +
295/177 257/152 202/133 204/118
62/37 61/38 58/38 56/36

Die aus Tabelle II ersichtlichen Ergebnisse zeigen, daß die bei den Fann-Untersuchungen für den Typ des Mischens entwickelten Viskositäten, welche wahrscheinlich an der Grenzfläche zwischen Abstandsfluid und Schlamm auftreten können, sehr viel geringer sind als diejenigen, welche ohne Verwendung des Abstandsfluids an der Grenzfläche zwischen Schlamm und Zement auftreten könnten. Dasselbe gilt für die an der Grenzfläche zwischen Abstandsfluid und Zement entwickelten Viskositäten, wobei variierende Ausmaße an Verunreinigungen bis zu einem 50:50-Volumenverhältnis an Verunreinigung angenommen wurden.The results shown in Table II show that the Fann tests for type of mixing developed viscosities, which are likely at the interface between spacer fluids and mud can occur much less are than those without using the spacer fluid at the interface between sludge and cement could occur. The same is true for those at the interface between spacer fluid and cement developed viscosities, with varying levels of impurities up to a 50:50 volume ratio of contamination were assumed.

Beispiel 3Example 3

Zum Zwecke der Fertigstellung eines in Oklahoma gebohrten Bohrloches mit einer Tiefe von 6096 n^ das eine Zirkulationstemperatur von. 149° C an der Bohrlochsohle besaß, wurde ein Abstandsfluid, das wie im Beispiel 1 beschrieben zusammengesetzt war, gemäß der Erfindung angesetzt, um es zwischen einem Bohrschlamm auf Wasserbasis und Ferrochrom- Lignosulfonat mit einer Dichte von 1,28 kg/1 und einem Zement mit einer Dichte vpn 1,53 jkg/I anzuordnen. Das Abstandsfluid wurJe mit Bariumsulfat auf eine Dichte von 1,38 kg/1 gebracht. Untersuchungen mittelsFor the purpose of completing a borehole drilled in Oklahoma to a depth of 6096 n ^ das a circulation temperature of. 149 ° C at the bottom of the borehole, a spacer fluid, which as in Example 1 described was composed according to the invention set to it between a drilling mud water-based and ferrochrome lignosulfonate with a density of 1.28 kg / 1 and one To arrange cement with a density of 1.53 jkg / l. The spacer fluid was brought to a density of 1.38 kg / l with barium sulfate. Investigations using

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Fann-Viskosimeter, wie sie im Beispiel 2 beschrieben wurden, wurden dann durchgeführt, um die Wirkungen auf die Viskosität des Systems des Miteinandervermischens oder Zusammenbringens zu untersuchen, die an den Grenzflächen des Abstandsfluids mit demFann viscometers as described in Example 2 were then run to determine the effects to examine the viscosity of the system of intermingling or bringing together that at the interfaces of the spacer fluid with the

(J(J

Zement oder mit dem Schlamm auftrat, im Vergleich zu dem Viskositätseffekt, der aus dem Vermischen des Schlamms mit dem Zement bei NichtVerwendung des Abstandsfluids auftrat. Die Ergebnisse sind in der Tabelle III zusammengestellt.Cement or mud, compared to the viscosity effect resulting from mixing the Sludge with the cement occurred when the spacer fluid was not used. The results are in the Table III compiled.

Tabelle IHTable IH

Verunreinigungsuntersuchungen 600/300-Fann-AblesungContamination tests 600/300 Fann reading

Volumprozent Verunreinigung 30Volume percent contamination 30th

4040

5050

Schlamm + Zement
Schlamm + Abstandsfluid Zement + Abstandsfluid
Mud + cement
Mud + spacer fluid cement + spacer fluid

133/82133/82 156/94156/94 182/109182/109 230/135230/135 97/5897/58 97/5897/58 105/60105/60 105/60105/60 33/2233/22 32/2032/20 27/1727/17 26/1726/17

Beispiel 4Example 4

Ein Bohrloch von 5486 m mit einer Zirkulationstemperatur von 139° C an der Bohrlochsohle, das in Louisiana unter Verwendung eines Bohrschlamms auf ölbasis mit einer Dichte von 2,10 kg/1 gebohrt worden war, sollte mit einem API Klasse Η-Zement mit einer Dichte von 2,17 kg/1 fertiggestellt werden. Dieser Zement enthält ein Eisenoxid als die Dichte erhöhendes Mittel, Kieselerdemehl und eine kleine Menge eines im Handel erhältlichen Verzögerers. Es wurde ein Abstandsfluid hergestellt, um es zwischen dem Zement und dem Schlamm zwischenzu- »0 setzen, das ein Gewicht von 2,01 kg/1 besaß, was durch Erhöhen der Dichte mittels Bariumsulfat erreicht wurde. Das Abstandsfluid besaß im übrigen die Zusammensetzung des im Beispiel 1 angegebenen Abstandsfluides. Es wurden Untersuchungen im Fann-Viskosimeter an dem Abstandsfluid in Mischung mit sowohl dem Schlamm als auch dem Zement durchgeführt, und die Ergebnisse wurden mit Messungen der Fann-Viskosität verglichen, die an verschiedenen Mischungen von Zement und Schlamm durchgeführt wurden. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle IV zusammengestellt.A borehole of 5486 m with a circulation temperature of 139 ° C at the bottom of the borehole, which was in Louisiana using an oil-based drilling mud at a density of 2.10 kg / l was to be finished with an API class Η cement with a density of 2.17 kg / l. This Cement contains an iron oxide as a density increasing agent, silica flour and a small amount of one commercially available retarder. A spacing fluid was made to keep it between between the cement and the mud, which had a weight of 2.01 kg / l, which was through Increasing the density was achieved by means of barium sulfate. The spacing fluid also had the composition of the spacing fluid specified in Example 1. There were investigations in the Fann viscometer performed on the spacer fluid in admixture with both the mud and cement, and the results were compared to measurements of Fann viscosity taken on various Mixtures of cement and mud were carried out. The results are in the following Table IV compiled.

Tabelle IVTable IV

Verunreipigungsuntiirsuchungen 600/300-Fann-AblesungContamination 600/300 Fann reading

Volumprozent Verunreinigung 0 10Volume percent contamination 0 10

3030th

5050

Zement + Schlamm 3OO+/21 293/170Cement + mud 3OO + / 21 293/170

Schlamm + Absitandsfluid 129/73 98/58Mud + Absitandsfluid 129/73 98/58

Zement + Abstandsfluid 224/132 194/116Cement + spacer fluid 224/132 194/116

300+/250 300+/243 300+/276 3O0+/30O+ 94/55 90/51 84/48 81/45300 + / 250 300 + / 243 300 + / 276 3O0 + / 30O + 94/55 90/51 84/48 81/45

116/105 155/100 137/83 157/93116/105 155/100 137/83 157/93

Beispiel 5Example 5

Es wurden vier Abstandsfluidzusammensetzungen hergestellt, wovon jede 108 ml Dieselöl Nr. 2 und ein gleiches Volumen von Wasser enthielt. Jede Zusammensetzung enthielt weiterhin 0,0428 kg ölsäure pro Liter 0,00428 kg Oleylamid (Kondensationsprodukt so von ölsäure und Diäthanolamin) pro Liter 0,00428 kg dimerisierte ölsäure pro Liter und 1,50 kg Bariumsulfat pro Liter als die Dichte erhöhendes Material. Die Mengen und Arten des festen Trägermaterials in der Emulgatorzusammensetzung wurde in den vier Ansätzen variiert, ebenso die Menge an grenzflächenaktivem Dispersionsmittel. Diese Veränderungen in der Zusammensetzung waren wie folgt:Four spacer fluid compositions were prepared, each 108 ml No. 2 diesel oil and one contained an equal volume of water. Each composition further contained 0.0428 kg per oleic acid Liter 0.00428 kg oleylamide (condensation product of oleic acid and diethanolamine) per liter 0.00428 kg dimerized oleic acid per liter and 1.50 kg of barium sulfate per liter as the density increasing material. The amounts and types of solid support in the emulsifier composition was varied in the four batches, as was the amount of surfactant Dispersant. These changes in composition were as follows:

Zusammensetzung A: 0^)570 kg/1 Cälctumoxid und 0,0114 kg/1 des bevorzugten, zuvor beschriebenen, grenzflächenaktiven Dispersionsmittels.Composition A: 0 ^) 570 kg / 1 calcium oxide and 0.0114 kg / 1 of the preferred, surfactant dispersants described above.

Zusammensetzung B: e Composition B: e

iXeseibe Zusammensetzung mit A, jedoch ohne Einschluß von Kalk oder deinem anderen, festen TragertiXeseibe composition with A, but without Inclusion of lime or your other solid support

Zusammensetzung C:Composition C:

Dieselbe Zusammensetzung wie B mit der Ausnahme, daß 0,0143 kg/1 des bevorzugten Dispersionsmittels/grenzflächenaktiven Mittels verwendet wurden.Same composition as B except that 0.0143 kg / l of the preferred dispersant / surfactant Means were used.

Zusammensetzung D:Composition D:

Dieselbe Zusammensetzung wie A mit der Ausnahme, daß 0,00572 kg/1 Natriumhydroxid an Stelle des Calciumhydroxids verwendet wurden.The same composition as A except that it contains 0.00572 kg / l sodium hydroxide Place of calcium hydroxide were used.

Um die Viskositäten abzuschätzen und die Eigen-; schäften des Zusammenbrechens unter Spannung der Abstandsfluidzusammensetzungen zu bestimmen, wurden Untersuchungen des Zusammenbrechens unter Spannung und im FannrViskosimeter anden Zu-V sammensetzungen A, B und C durchgeführt.j^e sammensetzung D bildete keineEmulsion, L1 was' zeigt, daß NatiiHmhydroJäd H»c!itL an LSteÖe φ^ Calciumhydroxid alsTrägennaterial verwendet/wenieiiv kann. Die Ergebnisse der Untersuchungen 'der Viskosität und des Zusammenbrechens unter. Spannung« sind in der folgenden Tabelle V zusamriiengesibelät^*To estimate the viscosities and the intrinsic; To determine the stress collapse forces of the spacer fluid compositions, stress collapse studies were performed in the Fann's viscometer on compositions A, B, and C. Composition D did not form an emulsion, L 1 indicating that NatiiHmhydroJad H »c ! itL an LSteÖe φ ^ calcium hydroxide used as carrier material / wenieiiv can. The results of the studies' viscosity and breakdown below. Voltage «are in the following table V together.

1515th

TabeUe \ TabeUe \

Zusammensetzung AB CComposition AB C

Scheinbare Viskosität 600-Fann-Abiesung 300-Fann-Ablesung Plastische Viskosität Bruchpunkt (Yield Point) 200-Fann-Ablesung 100 Fann-Ablesung 6-Fann-Ablesung 3-Fann-Ablesung Zusammenbrechen unter SpannungApparent viscosity 600 Fann reading, 300 Fann reading Plastic Viscosity Yield Point, 200 Fann reading 100 Fann reading 6 Fann reading 3-Fann reading Collapse under tension

Die in der Tabelle V angegebenen Ergebnisse zeigen, daß die Ausschaltung des festen Trägers (CaOH) beiThe results given in Table V show that the elimination of the solid support (CaOH) at

9595 150+150+ 150 +150 + 190190 300+300+ 300 +300+ 140140 300+300+ 244244 5050 9090 118118 286286 207207 8686 227227 163163 3131 9393 6969 2727 4949 3939 7070 7474 3434

dem Abstandsfluid (Zusammensetzung B) eine zu hohe Viskosität ergibt, ais daß das Abstandsfluid noch brauchbar wäre. Die Zugabe von 25% mehr grenzflächenaktivem Mittel/Dispersionsmittel zu der Zusammensetzung C setzt die Viskosität nicht in angemessener Weise herab, um dieses Problem zu lösen.the spacer fluid (composition B) gives too high a viscosity than that the spacer fluid still would be useful. The addition of 25% more surfactant / dispersant to the composition C does not adequately decrease viscosity to solve this problem.

Beispiel 6Example 6

Zu einem Gemisch von 108 ml Dieselöl Nr. 2 und ic 108 ml frischem Wasser wurden verschiedene der Bestandteile der Abstandsfluidzusammensetzung gemäß der Eiündung 7ugesetzt, mit Ausnahme des Oleylamids des Emulgators. Acht Zusammensetzungen wurden auf diese Weise formuliert, und ihre Eigenschaften des is Zusammenbrechen unter Spannung wurden dann bestimmt. In der Tabelle VI ist die Zusammensetzung der verschiedenen Ansätze und das hiermit erreichte Zusammenbrechen unter Spannung angegeben.Various of the ingredients were added to a mixture of 108 ml of No. 2 diesel oil and 108 ml of fresh water the spacer fluid composition set according to the initiation, with the exception of the oleyl amide of the emulsifier. Eight compositions were formulated in this way, and their properties des is collapse under tension were then definitely. Table VI shows the composition of the various batches and the results achieved with them Collapse under tension indicated.

Tabelle VITable VI

Bestandteilcomponent

Zusammensetzung (g/l) 1 2 3Composition (g / l) 1 2 3

5»)5 »)

6·)6 ·)

Dimerisierte ölsäureDimerized oleic acid 7,117.11 7,117.11 7,117.11 7,117.11 4,284.28 4,284.28 10,010.0 7,117.11 AsphaltstoffeAsphalt materials - 11,4511.45 11,4511.45 11,4511.45 5,725.72 5,725.72 5,725.72 - Dispersionsmittel/grenzflächenaktives
Mittel
Dispersant / surfactant
medium
- - 11,4511.45 11,4511.45 2,832.83 14,314.3 14,314.3 22,822.8
BaritBarite - 14971497 14971497 , .,. Zusammenbrechen unter Spannung**)Collapse under tension **) 2020th 1212th 5050 1616 00

*) Die festen Komponenten wurden alle zusammen in das Dieselöl gegeben, das dann zu dem frischen Wasser zugesetzt wurde. **) Die Zusammensetzungen 4 und 7 sind zu dick, um den gesamten Barit anzunehmen und das Vermischen hiermit zu ermöglichen. Im Fall der Zusammensetzung 8 brach die Emulsion während der Zugabe des Barits.*) The solid components were put all together in the diesel oil, which was then added to the fresh water. **) Compositions 4 and 7 are too thick to accept and mix with all of the barite. In the case of Composition 8, the emulsion broke during the addition of the barite.

Die schlechten erhaltenen Ergebnisse in dem Falle, in dem das emulgierende Mittel Oleylamid, das im Emulgator verwendet wurde, und der feste Träger (Kalk, usw.) weggelassen wurden, zeigen die Wichtigkeit der Zugabe dieser Komponenten.The poor results obtained in the case where the emulsifying agent oleylamide, which is im Emulsifier was used and the solid support (lime, etc.) omitted show the importance the addition of these components.

Beispiel 7Example 7

Es wurde eine Anzahl von Zusammensetzungen !lergjstellt, wovon jede 151 ml Dieselöl Nr. 2, 151 ml frisches Wasser und 0,313 kg Barit mit einem spezifischen Gewicht von 4,23 pro Liter enthielt. Die anderen Bestandteile der Zusammensetzungen wurden in folgender Weise variiert:A number of compositions were prepared, each of which was 151 ml No. 2 diesel oil, 151 ml fresh water and 0.313 kg of barite with a specific gravity of 4.23 per liter. The others Components of the compositions were varied in the following way:

Bestandteilcomponent

Zusammensetzung (g/l) 1 2 3Composition (g / l) 1 2 3

Oleylamid*) Dimerisierte ölsäure ölsäure Reibungsreduktionsmittel * *)Oleylamide *) Dimerized oleic acid oleic acid Friction reducing agent * *)

4,28 - -4.28 - -

- 7,11 -- 7.11 -

- - 7,11- - 7.11

*) Reaktionsprodukt von ölsäure und Diälhanolamin. *·) Derivat von Dodccylbcnzolsulfonsäurc.*) Reaction product of oleic acid and diethanolamine. * ·) Derivative of dodccylbenzenesulfonic acid.

4,284.28 4,284.28 - 4,284.28 4,284.28 7,117.11 - 7,117.11 7,117.11 7,117.11 - 7,117.11 7,117.11 7,117.11 7,117.11 - - - - 5,725.72 609 649/359609 649/359

17 18 17 18

Die-Untersuchungen im Fann-Viskosimeter und des Zusammenbrechens unter Spannung wurden, wie zuvor beschrieben, an den acht Zusammensetzungen durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind m der folgende« Tabelle VII zusammengestellt. 'The studies in the Fann viscometer and the collapse under tension were as before described, performed on the eight compositions. The results obtained are m the following « Table VII compiled. '

Tabelle VlITable VI Zusammensetzungcomposition 22 33 5353 44th 55 66th 8080 77th 88th 11 174174 2727 175175 5858 5050 8383 7777 4040 165165 2626th 142142 3131 3030th 5959 5757 600-Ablesung600 reading 2121 99 11 3333 2727 2020th 2424 2020th 300-Ablesung ·..'.300 reading · .. '. 1919th 156156 3232 109109 44th 3838 3535 3737 Plastische ViskositätPlastic viscosity 22 158158 2323 122122 2727 2525th 4848 4747 Brüchpünkt (Yield Point)Yield point 1515th 137137 77th 9696 1414th 88th 3535 3535 200-Ablesung200 reading 1010 2424 55 3737 33 55 1313th 1212th 100-AbIesung100 reading 33 1818th 100100 3232 22 100100 1010 88th 6-Ablesung6 reading 22 100100 6060 6262 6060 2020th 3-Ablesung3 reading 7272 Zusammenbrechen unter SpannungCollapse under tension

Die Werte der Tabelle VII zeigen die NotwendigkeitThe values in Table VII show the need

der Zugabe der dimerisierten ölsäure in der Zusam- Beispiels
mensetzung, um eine angemessene Kapazität zum 30
the addition of the dimerized oleic acid in the example
composition to ensure adequate capacity by the 30th

Tragen der Gewichte erhöhenden Stoffe zu erhalten 0,0286 kg CaO pro Liter wurden zu jeder der achtWearing the weight-increasing substances to obtain 0.0286 kg of CaO per liter were given to each of the eight

(Bruchpunkt von wenigstens 8), weiterhin wird jedoch Zusammensetzungen, die wie im Beispiel 7 angegeben(Breaking point of at least 8), but compositions as in Example 7 are still given

gezeigt, daß die dimerisierte Säure bei alleiniger Ver- angesetzt waren, hinzugesetzt. Die Untersuchungenshowed that the dimerized acid was added when only added. The investigations

wendung oder in relativ hoher Konzentration dazu der Viskosität und des Zusammenbrechens unterapplication or in a relatively high concentration to the viscosity and the breakdown under

neigt, die Viskosität der Zusammensetzung zu einem 35 Spannung der so modifizierten ZusammensetzungenThe viscosity of the composition tends to be a 35 tension of the compositions so modified

höheren als dem optimalen Wert zu steigern. zeigten folgende Ergebnisse:to increase higher than the optimal value. showed the following results:

Tabelle VIIITable VIII Zusammensetzungcomposition 22 33 44th 55 66th 77th 88th 11 115115 6464 145145 6060 100100 8080 9292 4242 8282 3737 114114 3535 7070 5555 6767 600-Ablesung600 reading 2222nd 3333 2727 3131 2525th 3030th 2525th 2525th 300-Ablesung300 reading 2020th 4949 1010 8383 1010 4040 3030th 4242 Plastische ViskositätPlastic viscosity 22 7272 2727 9595 2525th 6060 4545 5555 Bk-uchpunkt (Yield Point)Bk-uch point (yield point) 1515th 6464 1515th 7575 1717th 5252 2222nd 4040 200-Ablesung200 reading 99 1111th 44th 3030th 55 1414th 1111th 1414th 100-Ablesung100 reading 33 77th 33 2424 44th 77th 99 1111th 6-Ablesung6 reading 22 8080 00 6666 6060 5252 6060 4040 3-Ablesung3 reading 2.82.8 Zusammenbrechen unter SpannungCollapse under tension

Die Eigenschaften der Abstaridsfluidemulsionen, 60 Nr. 2 und frischem Wasser enthielt, und jede 0,0114 kg welche durch diese Werte gezeigt we rden, werden allge- pro Liter des bevorzugten grenzflächenaktiven Dispermein durch Zugabe des teilchenförmigen Calcium- sionsmittels (ein Gemisch von gleichen Teilen Abfalloxids verbessert. sulfitlauge und dem von Methykaurin abstammendenThe properties of the abstinence fluid emulsions, 60 No. 2 and fresh water contained, and each 0.0114 kg which are shown by these values are generally per liter of the preferred surfactant dispermein by adding the particulate calcium ionizing agent (a mixture of equal parts of waste oxide improved. sulphite liquor and that derived from methycaurine

Oleylamid) enthielt. Die restlichen Bestandteile derOleylamide). The remaining components of the

B e i s ρ i e 1 9 65 verschiedenen Zusammensetzungen wurden wie inB e i s ρ i e 1 9 65 different compositions were as in

Tabelle IX gezeigt variiert, worin ebenfalls die DichteTable IX shown varies, which also shows the density

Es wurden neun Abstandsfluidzusammensetzungen in kg/1 jedes der erhaltenen Abstandsfiuide angegeben hergestellt, wovon jede gleiche Volumina von Dieselöl ist.Nine spacer fluid compositions were reported in kg / l of each of the spacer fluids obtained produced, each of which is equal volumes of diesel oil.

153153 121121 102102 153153 121121 102102 4242 4242 4242 0,3140.314 1,0691.069 1,5341.534 1,151.15 1,721.72 2,072.07

1919th

Tabelle IXTable IX

Zusammensetzungcomposition

1 2 3 4 S 61 2 3 4 S 6

Diesel Nr. 2, ml 153 121 102 153 121 102Diesel No. 2, ml 153 121 102 153 121 102

Frisches Wasser, ml 153 121 102 153 121 102Fresh water, ml 153 121 102 153 121 102

Emulgator, g/l*) 71 71 71 57 57 57Emulsifier, g / l *) 71 71 71 57 57 57

Barit, kg/1 0,314 1,069 1,534 0,314 1,069 1,534Barite, kg / 1 0.314 1.069 1.534 0.314 1.069 1.534

Dichte, kg/1 1,15 1,72 2,07 1,15 1,72 2,07Density, kg / 1 1.15 1.72 2.07 1.15 1.72 2.07

*) Der Emulgator besaß folgende Zusammensetzung:*) The emulsifier had the following composition:

Bestandteil GewichtsprozentIngredient weight percent

Calciumoxid 56Calcium oxide 56

Oleylamid 4Oleylamide 4

ölsäure 10oleic acid 10

Dimerisierte Ölsäure 10Dimerized oleic acid 10

Dispersionsmittel/grenzflächenaktiver Stoff 8Dispersant / Surfactant 8

Asphaltartige Stoffe ... J.2Asphalt-like substances ... J.2

Die Werte im Fann-Viskosimeter und des Zusammenbrechens unter Spannung für die Zusammensetzungen wurden ebenfalls bestimmt und sind in der folgenden Tabelle X angegeben.The Fann Viscometer and Stress Breakdown values for the compositions were also determined and are given in Table X below.

Tabelle XTable X

Zusammensetzung
12 3
composition
12 3

6O0^Ablesung6O0 ^ reading 100100 140140 300+300+ 7171 146146 282282 5858 112112 300+300+ 3O0uAblesung3O0u reading 6969 8585 190190 4545 8888 162162 3333 6161 171171 Plastische ViskositätPlastic viscosity 3131 5555 - 2626th 5858 120120 2525th 5151 - Bruchpunkt (Yield Point)Yield Point 3838 3030th - 1919th 3030th 4242 88th 1010 - 200-Ablesung200 reading 5555 6262 143143 3434 6464 116116 2424 4444 129129 lOCl-AblesunglOCl reading 3838 3636 8484 2121 3838 6666 1313th 2424 7575 6-Ablesung6 reading 88th 66th 1111th 33 44th 99 22 33 1010 3-Ablesung3 reading 55 44th 88th 22 33 66th 1,51.5 22 55 Zusammenbruch unterCollapse under 200200 124124 160160 200200 160160 124124 124124 8080 8282 Spannungvoltage

Claims (17)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Abstandsfluid zum Getrennthalten zweier Bohrlochflüssigkeiten, aus einer Wasser-in-Öl-Emulsion mit etwa 40 bis 60 Volumprozent eines Kohlenwasserstofföls und etwa 60 bis 40 Volumprozent Wasser, einem Emulgator mit einer Fettsäurekomponente und einem grenzflächenaktiven Dispersionsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasseranteil der Wasser-in-öl-Emulsion Frischwasser ist, das einen Gehalt an aufgelösten Chloridsalzen von weniger als 1000 ppm und eine Gesamthärte von weniger als 500 ppm aufweist, daß der Emulgator etwa 1 bis 20 Gewichtsprozent eines Fettsäureamides mit etwa 16 bis 22 C-Atomen und etwa 55 bis 78 Gewichtsprozent eines festen, teilchenförmigen Trägermaterials aus Kalk oder Diatomeenerde aufweist, auf dessen Oberfläche das Fettsäureamid absorbiert ist, und daß das grenzflächenaktive Dispersionsmittel ein sulfoniertes Paraffin, Harzsäure, eine Harzseife und/oder eine Mischung eines sulfonierten Lignins mit einem Oleylamid ist.1. Spacer fluid for keeping two well fluids separate from a water-in-oil emulsion with about 40 to 60 volume percent of a hydrocarbon oil and about 60 to 40 volume percent Water, an emulsifier with a fatty acid component and a surfactant Dispersant, characterized in that that the water content of the water-in-oil emulsion is fresh water that has a content of dissolved chloride salts of less than 1000 ppm and a total hardness of less than 500 ppm comprises that the emulsifier is about 1 to 20 percent by weight of a fatty acid amide with about 16 to 22 carbon atoms and about 55 to 78 percent by weight has a solid, particulate carrier material made of lime or diatomaceous earth, on its Surface the fatty acid amide is absorbed, and that the surfactant dispersant sulfonated paraffin, resin acid, a resin soap and / or a mixture of a sulfonated lignin with an oleylamide. 2. Abstandsfluid nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es 0,043 bis 0,144 kg Emulgator pro Liter Abstandsfluid enthält.2. spacer fluid according to claim 1, characterized in that it is 0.043 to 0.144 kg of emulsifier contains per liter of spacing fluid. 3. Abstandsfluid nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es 0,0014 bis 0,0286 kg grenzflächenaktives Dispersionsmittel pro Liter Abstandsfluid enthält.3. spacer fluid according to claim 1 or 2, characterized in that it is 0.0014 to 0.0286 kg contains surfactant dispersant per liter of spacing fluid. 4. Abstandsfluid nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Emulgator bis zu 30 Gewichtsprozent dimerisierte ölsäure enthält und das Abstandsfluid durch ein Beschwermaterial auf eine Dichte von etwa 0,96 bis 2,39 kg/1 eingestellt ist.4. spacer fluid according to one of the preceding claims, characterized in that the Emulsifier contains up to 30 percent by weight of dimerized oleic acid and the spacer fluid through one Weighting material is set to a density of about 0.96 to 2.39 kg / 1. 5. Abstandsfluid nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Emulgator etwa 3 bis 15 Gewichtsprozent Ölsäure enthält.5. spacer fluid according to any one of the preceding claims, characterized in that the Emulsifier contains about 3 to 15 percent by weight oleic acid. 6. Abstandsfluid nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es etwa 1 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Emulgators, eines teilchenförmigen AsphaLharzes enthält.6. spacing fluid according to any one of the preceding claims, characterized in that it is about 1 to 20 percent by weight, based on the total weight of the emulsifier, of a particulate Contains asphalt. 7. Abstandsfluid nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es etwa 45 bis 55 Volumteile öl und etwa 45 bis 55 Volumteile frisches Wasser enthält.7. spacer fluid according to any one of the preceding claims, characterized in that it is about Contains 45 to 55 parts by volume of oil and about 45 to 55 parts by volume of fresh water. 8. Abstandsfluid nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fettsäureamid des Emulgators ein Oleylamid ist, das durch Kondensation von ölsäure mit Diäthanylamin gebildet ist. SS8. spacer fluid according to one of the preceding claims, characterized in that the fatty acid amide of the emulsifier is an oleylamide, which is produced by condensation of oleic acid with diethanylamine is formed. SS 9. Abstandsfluid nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das grenzflächenaktive Dispersionsmittel im wesentlichen gleiche Gewichtsteile von Abfallsulfitlauge und einem Oleylamid, das aus der Reaktion von Oleylchlorid mit n-Methyltaurin gebildet ist, enthält.9. spacer fluid according to one of the preceding claims, characterized in that the surfactant dispersants are essentially equal parts by weight of waste sulphite liquor and an oleylamide formed from the reaction of oleyl chloride with n-methyltaurine, contains. 10. Abstandsfluid nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Emulgator etwa 5 bis10. spacer fluid according to claim 5, characterized in that the emulsifier is about 5 to 15 Gewichtsprozent ölsäure enthält.Contains 15 percent by weight oleic acid. 11. Abstandsfluid nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenwasserstofföl Dieselöl ist.11. spacer fluid according to one of the preceding claims, characterized in that the Hydrocarbon oil is diesel oil. 12. Abstand£fluid nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ölsäure nicht destillierte, unreine, aus Olein gebildete Ölsäure ist.12. spacing fluid according to claim 5, characterized characterized in that the oleic acid is undistilled, impure oleic acid formed from oleic. 13. Abstandsfluid nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Emulgator etwa 65 bis 70 Gewichtsprozent Calciumhydroxid als Kalkkomponente sowie etwa 3 bis 10 Gewichtsprozent des Oleylamids enthält.13. spacer fluid according to claim 8, characterized in that the emulsifier is about 65 to 70 percent by weight calcium hydroxide as a lime component and about 3 to 10 percent by weight of the oleyl amide. 14. Abstandsfluid nach Anspruch i3, dadurch gekennzeichnet, daß es etwa 45 bis 55 Volumteile Ol und etwa 45 bis 55 Volumteile frisches Wasser enthält.14. spacer fluid according to claim i3, characterized in that it is about 45 to 55 parts by volume Contains oil and about 45 to 55 parts by volume of fresh water. 15. Abstandsfluid nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Emulgator etwa 68,1 Gewichtsprozent Calciumhydroxid, etwa 4,9 Gewichtsprozent Oleylamid sowie etwa 10 Gewichtsprozent dimerisierte ölsäure enthält.15. spacer fluid according to claim 14, characterized in that the emulsifier is about 68.1 percent by weight Calcium hydroxide, about 4.9 percent by weight oleylamide and about 10 percent by weight Contains dimerized oleic acid. 16. Abstandsfluid nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das öl Dieselöl ist, das im Abstandsfluid in im wesentlichen gleichen Volumen wie das frische Wasser vorliegt.16. Spacer fluid according to claim 14, characterized in that the oil is diesel oil, which is in the Spacing fluid is present in substantially the same volume as the fresh water. 17. Verwendung der Abstandsfluide nach einem der vorhergehenden Ansprüche zwischen einer Zementierungszusammensetzung und einem Bohrschlamm. 17. Use of the spacing fluids according to one of the preceding claims between a Cementing composition and a drilling mud.
DE19742451773 1973-11-19 1974-10-31 Spacer Fluid for Keeping Two Well Fluids Separate and its Use Expired DE2451773C3 (en)

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