DE2462132A1

DE2462132A1 - Bohrfluessigkeit

Info

Publication number: DE2462132A1
Application number: DE19742462132
Authority: DE
Inventors: Leroy L Carney
Original assignee: Halliburton Co
Current assignee: Halliburton Co
Priority date: 1973-04-20
Filing date: 1974-04-13
Publication date: 1976-02-05
Also published as: FR2226461B1; CA1027008A; DE2418115B2; DE2418115A1; DE2462132C3; DE2418115C3; NL7404533A; IT1007976B; FR2226461A1; DE2462132B2; GB1453250A; US3896031A

Description

Anmelder: Firma Halliburton Company, Duncan, OkIa. 73533 (V.St.A.)

"Bohrflüssigkeit"

Ausscheidung aus Patentanmeldung P 24 18 115·5-4-3

Die Erfindung betrifft eine Bohrflüssigkeit in Form einer ölfreien, wäßrigen Lösung.

Bei Erdölbohrungen werden wäßrige Bohrflüssigkeiten oder solche auf Wasserbasis verwendet, die kolloidale Suspensionen verschiedener fester Stoffe enthalten.

Bei unterirdischen Bohrungen werden Bohrflüssigkeiten sowohl auf ölbasis als auch auf Wasserbasis verwendet, welche Flüssigkeiten Beschwerungsstoffe und andere Zusätze enthalten, die den Flüssigkeiten die jeweils gewünschten Eigenschaften geben. Bei auf dem Meer durchgeführten sogenannten Off-shore-Bohrungen werden im allgemeinen Bohrflüssigkeiten auf Wasserbasis verwendet, um die Gefahr von Verunreinigungen zu verringern, falls die Bohrflüssigkeiten in das die Bohrstelle umgebende Wasser eindringen. Um die Wirkungsweise derartiger wäßriger Bohrflüssigkeiten zu verbessern und insbesondere eine bessere Schmierung des Bohrmeißels und des Bohrstranges zu ermöglichen und Störungen im Bohrloch, wie Zusammenballungen, drückender Schiefer, Bohrlochvergrößerungen usw., zu vermeiden, sind

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kolloidale Suspensionen von Asphalt in den Bohrflüssigkeiten üblich. Da kolloidale Asphaltstoffe in Wasser weder löslich noch direkt dispergierbar sind, war es "bisher zur Bildung der gewünschten Suspensionen notwendig, zuerst die Asphaltstoffe einer Ölmenge, z, B₀ Dieselöl, zuzusetzen und dann das Öl und die Peststoffe mit der Bohrlochflüssigkeit zu einer Öl-Wasser-Emulsion zu mischen. Im Hinblick auf die Ökologiebestrebungen, beispielsweise zur Vermeidung von Ölverschmutzungen des die Off-shore-Bohrstellen umgebenden Wassers, ist die Verwendung von Öl zur Herstellung von Suspensionen von Asphaltstoffen in wäßrigen Bohrflüssigkeiten unerwünscht. Wenn außerdem die Asphaltstoffe in einer wäßrigen Bohrflüssigkeit mittels einer Öl-Wasser-Emulsion suspendiert werden, sind sie in der inneren Ölphase der Emulsion enthalten und können sich nicht in der gewünschten Weise auf den Wanderungen des Bohrlochs usw. ablagern.

Aufgabe der Erfindung ist es, die geschilderten Nachteile zu vermeiden und eine wäßrige Bohrflüssigkeit ohne Zusatz von Öl mit kooloidalen Suspensionen von Asphaltstoffen zu schaffen.

Die erfindungsgemäße Bohrflüssigkeit in Form einer ölfreien, wäßrigen Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß sie ein Additiv aus festem kolloidalem Asphalt und einem ein Gemisch aus Zellstoffablauge mit einem Amid einer gesättigten oder ungesättigten Fettsäure von H bis 18 C-Atomen enthaltendem Dispergiermittel enthält.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform besteht das Dispergiermittel aus Amid, das mit etwa 25 bis 75 Grew.-$ Ablauge gemischt ist.

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Ein bevorzugtes Fettsäureamid ist Oleyl-Amid.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist in dem Additiv aus Asphaltfeststoffen und Dispergiermittel dieses Dispergiermittel in einer Menge von 1 % bis 50 % des Gewichtes des Additivs enthalten.

Vorteilhafterweise ist das Additiv aus kollidalem Asphalt und dem Dispergiermittel in der Bohrflüssigkeit in einer Menge von etwa 0,5 bis 2 Gew.-% enthalten.

In der Patentanmeldung P 24 18 115·5-4$ der Anmelderin ist das in der erfindungsgemäßen Bohrflüssigkeit verwendete Dispergiermittel ausführlich beschrieben.

Als Zellstoffablauge wird das Abfallprodukt des in der Zellstoffindustrie verwendeten Sulfit- oder Kraftprozesses verwendet, vorzugsweise Sulfitablauge. Bekanntlich wird beim Sulfitprozeß Holz unter Druck in einer wäßrigen Lösung gekocht, die eine Sulfitverbindung, z. B. Natriumbisulfit und häufig auch schweflige Säure enthält. Es sind auch Ammonium-, Kalziumoder Magnesiumbisulfite hierbei üblich. Während des Kochens des LignoZellulose enthaltenden Holzes gehen die Sulfitverbindungen eine Reaktion mit dem Lignin ein, wobei Zellulose freigestellt wird, die als Pulpe oder Holzstoff von der Lauge getrennt wird. Die nach der Trennung verbleibende Sulfitablauge ist eine wäßrige Lösung von Ligninsulfosäure, Holzzucker und anorganischen Verbindungen.

Die in der erfindungsgemäßen Bohrflüssigkeit als Komponente des Dispergiermittels verwendeten Amide werden aus gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren hergestellt und enthalten 14 bis

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18 Kohlenstoffatome pro Molekül. Die Fettsäuren können aus Linoleinsäure, Stearinsäure, Palmitinsäure, Myristinsäure oder Myristoleinsäure bestehen, ohne hierauf beschränkt zu sein.

Die Amide können mittels verschiedener üblicher Methoden hergestellt werden. Beispielsweise können Fettsäure und Phosphortrichlorid aus Ausgangsprodukte miteinander in Reaktion gebracht werden und bilden ein Zwischenchlorid, das seinerseits in Reaktion mit n-Methyltaurin gebracht wird, um das Amid zu bilden. Das n-Methyltaurin kann dadurch erhalten werden, daß Natriumbisulfit mit Äthylenoxid in Reaktion gebracht wird, wodurch ein Zwischenprodukt entsteht, das seinerseits mit Monomethylamin in Reaktion gebracht wird.

Bei der Herstellung des in der erfindungsgemäßen Bohrflüssigkeit verwendeten Dispergiermittels wird die Sulfitablauge mit dem verwendeten Amid gemischt. Die Mischung kann in flüssiger Form zum Dispergieren von kolloidalen festen Stoffen in wäßrigen Lösungen verwendet werden. Zweckmäßig wird sie in üblicher Weise getrocknet, z. B. durch Sprühtrocknen, um ein im wesentlichen trockenes festes Produkt zu erhalten.

Ein zur Herstellung der erfindungsgemäßen Bohrflüssigkeit bevorzugtes Dispergiermittel ist ein im wesentlichen trockenes Produkt, das durch Mischung von Oleyl-Amid mit Sulfitablauge erhalten worden ist, die in der Mischung in einer Menge von etwa 50 Gewichtsprozent vorhanden ist, worauf die Mischung sprühgetrocknet wird.

Aus dem Dispergiermittel in Form der Mischung aus Sulfitablauge und Fettsäureamid und kolloidalen Asphaltstoffen wird ein Additiv erhalten. Als Asphaltstoffe zur Bildung eines solchen

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Additivs können "bekannte bituminöse Substanzen verwendet werden, wie Naturasphalte oder Erdöldestillationsrückstände, die durch. Dampfdestillation und/oder Luftblasen erhalten wurden. Das vorzugsweise verwendete Asphalt ist bei Temperaturen bis zu etwa 127 ⁰C fest und kann in üblicher Weise zerkleinert werden, um die erforderlichen kolloidalen Partikel zu erhalten.

Diese Additive werden zum Bilden von ölfreien, wäßrigen Bohrflüssigkeiten gemäß der Erfindung mit kolloidalen Suspensionen von Asphaltstoffen mit der wäßrigen Bohrflüssigkeit vermischt. Im allgemeinen wird das Additiv mit der Bohrflüssigkeit vermischt, während diese zirkuliert, was eine unmittelbare Dispersion der kolloidalen Asphaltstoffe in der Bohrflüssigkeit bewirkt. Die Eigenschaften der Bohrflüssigkeit werden bei einer Konzentration des Additivs unter etwa 0,5 Gewichtsprozent nur geringfügig verbessert. Höhere Konzentrationen des Additivs in der Bohrflüssigkeit als 2 Gewichtsprozent ergeben ebenfalls keine nennenswerte Verbesserung.

Die erfindungsgemäßen, wäßrigen Bohrflüssigkeiten sind in bisher bekannten und verwendeten wäßrigen Bohrflüssigkeiten insofern wesentlich überlegen, als sie kein öl enthalten und sich die suspendierten Asphaltstoffe rasch auf dem ausgebohrten Material und auf der Bohrlochwandung ablagern. Hierdurch wird eine bessere Kontrolle der Flüssigkeitsverluste sowie eine Verbesserung der anderen Eigenschaften der Bohrflüssigkeiten erreicht. Außerdem sind die verbesserten Bohrflüssigkeiten gemäß der Erfindung wirtschaftlicher herzustellen und zu verwenden als die bisher als Bohrflüssigkeiten benutzten Öl-Wasser-Emulsionen, weil weder Öl noch Emulgierungsmittel erforderlich sind.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

1. Bohrflüssigkeit in Form einer ölfreien, wäßrigen Lösung, dadurch gekennzeichnet , daß sie ein Additiv aus festem kolloidalem Asphalt und einem ein Gemisch aus Zellstoffablauge mit einem Amid einer gesättigten oder ungesättigten Fettsäure von 14 bis 18 O-Atomen enthaltendem Dispergiermittel enthält.

2. Bohrflüssigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie das Additiv in einer Menge von 0,2 bis 2 Gewichtsprozent enthält.

3. Bohrflüssigkeit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Additiv enthält, das 1 bis 50 °/° des Gewichtes des Additivs an Dispergiermittel enthält.

4ο Bohrflüssigkeit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß.das Dispergiermittel in dem Additiv in einer Menge von etwa 4 Gewichtsprozent enthalten ist.

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