DE2732170A1 - Verfahren zur verminderung des drehmoments beim rotarybohren von oel- und gasbohrungen - Google Patents

Verfahren zur verminderung des drehmoments beim rotarybohren von oel- und gasbohrungen

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DE2732170A1 DE19772732170 DE2732170A DE2732170A1 DE 2732170 A1 DE2732170 A1 DE 2732170A1 DE 19772732170 DE19772732170 DE 19772732170 DE 2732170 A DE2732170 A DE 2732170A DE 2732170 A1 DE2732170 A1 DE 2732170A1
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Description

Beim Drillen von OeI- und Gasquellen u.a. unter Anwendung der Drehbohrmethode wird ein Drillrohrstrang mit einer am unteren Ende des Stranges angebrachten Bohrspitze rotiert und verursacht somit das Drillen eines Lochen durch die Schneideelemente oder 'Zahne* an der Bohrspitze. Drillflüssigkeit zirkuliert durch das Drillrohr, tritt aus den Offnungen in der Drillspitze heraus und lauft dann wieder zu den Oberflächen der Arealen zwischen dem Drillrohr und den Wänden des Bohrungsloches zurück. Eine derartige Zirkulation ist zum grossten Teil kontinuierlich während dar Drillarbeiten und wird nur durch notwendige Arbeitsgänge, wie zum Beispiel die zusätliehe Bestückung mit einem Drillrohrabschnitt an der Spitze des Drillstranges unterbrochen, oder wenn der ganze Drillrohrstrang aus der Quellbohrung herausgezogen werden muss, um eine abgenutzte Bohrspitze zu ersetzen.
Die Drillflüssigkeit übt ausser der Entfernung von Drillabfällen aus der Bohrung noch viele andere Funktionen aus, die für eine erfolgreiche Bohroperation von grosser Bedeutung sind. Diese Funktionen wurden von Rodgers ('Kompositionen und Bestandteile der Oelquelldrillflüssigkeiten*, Walter F. Rodgers, pps. 10-18, GuIf Publishing Company, Houston, Texas, 1963) diskutiert.
Beim Drillen von Quellen ist die Verschmutzung der Drillflüssigkeit ein Resultat des Drillens von Tonschiefer und Sandstein. Sand ist ein höchst unerwünschtes mechanisches Verschmutzungsmittel, da Sand erheblich stärker als die meisten Stahlarten ist und seine Reibungseigenschaften übertrieben schnelle Abnutzung des Rohrkniestückes und der Kolben- und
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Kreiselpumpen verursachen. Höhere Sandvorkomnen in der Drillflussigkeit erhöhen die Drillrohrfriktion, was wiederum zu erhöhten Drehmomenten und Widerstanden fuhrt. Das zu schnelle Absetzen von Sand kann sogar das Steckenbleiben des Drillrohres im Bohrloch zur Folge haben oder auch das Versagen der Kernwalzen verursachen. Sand kann ausserdem auch aus der Verrohrung heraustreten und eine zufriedenstellende Zementierung verhindern. Aus diesen Gründen müssen die mit den Bohrarbeiten beschäftigten Arbeitskräfte alles in ihrer Kraft tun, um den Sand aus der Drillflüssigkeit herauszuhalten; ein Sandvorkommen von 2 bis 3 Prozent ist zulassig, wenn der Prozentsatz jedoch steigt, müssen entsprechende Schritte zur Reduzierung des Sandvorkommens getroffen werden.
Ungleichmassige Locher, einschliesslich 'Hundebeine', Korkenzieher und nicht-vertikale Bohrlocher sind die häufigsten Grunde fur überhöhte Drehmomente und Widerstände.
Es ist besonders wichtig, dass erkannt wird, dass das Drillen von einfachen ungleichmassigen Lochern sehr einfach unterbunden werden kann, indem ausreichende drilltechnische Massnahmen getroffen werden. Jedoch diktieren gegenwärtige wirtschaftliche und umweltbedingte Gegebenheiten, dass eine stets wachsende Anzahl von Quellen, Erd- sowie küstennahe Quellen absichtlich von diesem Grundsatz abweichen. In derartigen, abweichenden Lochern, wo das Bohrloch sich im Winkel zu der vertikalen Richtung befindet, muss der Drillstrang gegen die Seite der Quellbohrung gestüzt werden. Diese seitliche Kraft erhöht den normalen Drehmoment
und Widerstand erheblich über die Werte der vertikalen Bohrung hinaus, ungeachtet der Tatsache, ob die Flüssigkeit eine OeI- oder Wassergrundlage hat. Dieser Friktionseffekt nimmt heutzutage mit dem Drillen in Küstennahe an Bedeutung zu, wo 20 bis 22 Quellen von einer einzigen Plattform aus gedrillt werden und die vertikale Abweichung des Quellenloches 60° Grad oder mehr betragt.
Die Geschwindigkeit, mit der das Loch gebohrt werden, hangt teilweise von der Rotationsgeschwindigkeit des Drillrohres sowie von dem "Gewicht auf dem Boden" ab, oder der Kraft, mit der die Drillspitze auf den Lochboden einwirkt. Diese Kraft wird durch zusätzliche Drillringe kontrolliert, die Drillringe haben grossere Dimensionen und Massen als Drillrohre. Es ist daher ausserst wünschenswert, die Friktion am Drillstrang so niedrig wie möglich und die PS an der Drillspitze so hoch wie möglich zu halten.
Es ist klar, dass hohe Rotationsfriktion oder hohe Widerstandsfriktion beim Entfernen einer Lange von Drillsträngen zum Zwecke der periodischen Austauschung von Drillspitzen ernstlich die Leistungsfähigkeit sowie den Wirkungsgrad eines Bohrturmes zum Drillen von tiefen Lochern begrenzen kann und weiterhin auch die Drillkosten erheblich erhöht.
Beim heutigen küstennahen Drillen bestehen Gebiete, wo die Kosten für die grundsätzlichen oberirdischen Ausrüstungen sich auf $50,000 pro Tag oder mehr belaufen. Es ist daher wirtschaftlich wünschenswert, so schnell wie möglich und mit einem Mindestaufwand an Ausrüstungen und Kraft zu drillen.
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Moderne Drillflussigkeitstechnologien, die sich darauf konzentrieren, die festen Lehmsubstanzen in der Drillflüssigkeit so niedrig wie möglich zu halten, tragen auch zu einem erhöhten Drehmoment und Rohrwiderstand bei. Herkömmlicher Drillschlamm enthielt beachtliche Bestandteile von hydratisierten Bentoniten, die als Bohrlochschmiermittel Verwendung fanden. Mit dem Erscheinen von Kontrollapparaten fur feste Korper und der absichtlichen Reduzierung der Bentonitbestandteile zum Zwecke eines erhöhten Penetrationsgrades und einer niedrigen Strukturbeschädigung wurde der Schmiereffekt des Bentonitmateriales erheblich reduziert.
Sogar mit traditionellen bentonitischen Drillflussigkeiten und Techniken hat die beim Ein- und Ausfuhren der Rohrlangen entstehende Friktion, die Erhöhung des Drehmomentes und der Kraft bei der Rotation des Drillbohrers, die Abnutzung und Belastung des Drillrohres und die Gefahr von Drillrohrverzerrungen dazu geführt, dass verschiedene Drillflüssigkeiten naher untersucht wurden.
Dieser Vorgang hat herausgestellt, dass derartige Schmierdrilladditive aus gesattigten und ungesättigten Fettsäuren, Fettsäure- und Harzsäuremischungen, naturlich erscheinenden Triglyzeriden, Aluminiumstearaten und anderen Metallen, Fettamiden, vulkanisierten Pflanzoelen, sulfatierten Fettsäuren und Fettalkoholstoffen und deren Mischungen und Losungen oder Emulsionen in Wasser oder Primäralkohol von 12 bis 15 Kohlenstoffatomen bestehen.
Im allgemeinen wurden bisher die verschiedenen Weichfestsubstanzen
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einschliesslich Grafit, poröser Asphalt, Gilsonit, Seife, Kunststoff (wie zum Beispiel Polyethelene oder Teflon Partikeldispersionen) als Drillflüssigkeitsschmiermittel vorgeschlagen. Eine Reihe von derartigen Substanzen, die einen bekannten Hintergrund als Grenz- oder hydrodynamische Schmiermittel in der Industrie haben, wurden als Drillflüssigkeitsschmieradditive eingeführt, wie zum Beispiel in den U.S.A. Staat Patenten 2,773,030; 2,773,031; 3,014,862; 3,027,324; 3,047,493; 3,047,494; 3,048,538; 3,214,374; 3,242,160; 3,275,551; 3,340,188; 3,372,112; 3,377,276; und 3,761,410.
Gemahlene Walnusshülsen werden allgemein in Verbindung mit Drillflüssigkeiten verwendet zur Regelung des Zirkulationsverlustes. Es ist jedoch allgemein bekannt, dass die Introduktion von spitzen Walnusshülsenstücken in die Zirkulationsflüssigkeit eine Reduzierung des Drehmomentes zur Folge hat und dass Klebetendenzen reduziert werden. Es ist weiterhin bekannt, dass dieser Schmiereffekt sich mit der Zeit vermindert, es wird angenommen, dass dies aufgrund der chemischen Disintegration der Nusshülse in der Zirkulationsflüssigkeit geschieht. Es wurde in diesem Verfahren gezeigt, insbesondere U.S. Patent 2,943,679, Tabelle V, dass der Schmiereffekt von Walnusshülsen einen Höchstwert bei Gittergrossen von 4 bis 10 erreicht und schnell bei Gittergrössen von weniger als 80 abnimmt.
Bedauerlicherweise ist es beim Gebrauch von gemahlenen Walnusshülsen notwendig, die Schlammgitter zu vermeiden, was wiederum zu einem unerwünschten Aufbau von festen Lehmsubstanzen in der Drillflüssigkeit
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fuhrt. Weiterhin resultiert der Gebrauch von Walnusshulsen in der Drillflüssigkeit in einem erhöhten Pumpendruck, in manchen Fällen in derartigem Ausmass, dass Strukturen zerstreut werden und es zu einem Zirkulationsverlust kommt. Hohe Lehmsubstanzen und Walnusshulsen tragen auch zur Reduzierung des Durchdringsungseffektes bei.
Der 1977-78 Fuhrer fur Bohr-, Uberarbeitungs- und Fertigstellungsflussigkeiten, GuIf Publishing Company, (Verlag) Houston, Texas, fuhrt zweiundsechzig zugehörige Drillflüssigkeitsschmiermitteladditive, die von verschiedenen Drillflussigkeitsadditivlieferanten angeboten werden, auf. Sämtliche dieser Kompounde, auf den oben genannten Oelen und Weichschmiermittelsubstanzen aufgebaut, bezeugen das Interesse an und die Norwendigkeit für praktische und wirkungsvolle Mittel zur Reduzierung des Widerstandes und des Rotationsdrehmomentes in der Drehbohrung von Quellen.
Der Design und die Formulierung von Schmiermitteladditiven wird durch die Tatsache kompliziert, dass es keine standard Methode für die Wirksamkeitsbewertung dieser Additive durch Laborteste gibt.
Derartige Teste wurden vor kurzem von einer Arbeitsgruppe des 'Standardisierungsausschusses fur Drillflussigkeitsmateriale des amerikanischen Petroleuminstitutes' naher geprüft. Es wurde festgestellt, dass das darin verwickelte Variable derartige Teste zur Bestimmung der tatsächlichen Feldleistung eines gegebenen Additives fast wertlos erscheinen lassen. Aus diesem Grunde, obwohl sich die Notwendigkeit von sinnvollen Testen mit
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Schmiermitteladditiven deutlich erwiesen hat, löste sich die Arbeitsgruppe auf.
Unbeachtet der Wirkung eines Drillflüssigkeitsschmiennittels in der Reduzierung der Friktion entweder in einem Laborfriktionstest oder an der Stelle, kann das Additiv nur zweckmässig sein, wenn es dem Brauchbarkeitskriterium entspricht. Es darf die notwendigen Drillflüssigkeitseigenschaften, entweder von chemischer oder physikalischer Natur, nicht unterbinden. In dieser Hinsicht wird erkannt, dass ein Schmiermittel Begrenzungen hat, die seine Brauchbarkeit ernstlich beeinflussen können. Zum Beispiel muss ein Schmiermitteladditv den pH- und Elektrolytvariationen, die normalerweise in Verbindung mit dem Drillen vorkommen, gegenüber tolerant sein. Einige Additive gerinnen und formen beim Vorhandensein von Kalzium eine Kugel und werden auf Tonschiefersiebgittern entfernt. Andere Additive verursachen Oelbenetzung des Barytins in Wasser basierten Flüssigkeiten oder Wasserbenetzung von Barytin in OeI basierten Flüssigkeiten. In beiden Fallen könnte der Barytin aus Flüssigkeiten von niedrigem Gewicht leicht ausscheiden oder ungebührlich hohe Viskositäten in Flüssigkeiten von hohem Gewicht hervorrufen. Einige Additive verursachen Schäumen, mit dem Ergebnis, dass der Schlamm gasdurchdrungen wird und in den Kolbenschlammpumpen nicht gepumpt werden kann. Andere Additive widerstehen der Ausnässung und Dispersion in der Drillflüssigkeit und schwimmen auf den Schlammgruben oder werden durch die Siebe ausgeschieden und entfernt. Einige Additive fluoreszieren in ultraviolettem Licht und intervenieren somit mit
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bestimmten Quellschurfarbeitsgangen. Einige der vorgeschlagenen Additive sind nur in unwirtschaftlichen Mengen wirksam. Andere Additive können möglicherweise giftige oder karzinogenische Eigenschaften entwickeln oder unerwünschte Unweitbedingungen nach sich ziehen.
Im Gegensatz zu den Erwartungen, die sich aufgrund der obigen Feststellungen gebildet haben, habe ich festgestellt, dass, wenn nicht-weichende, kleinste feste Glaskugeln (Perlen) in die Drillflussigkeit eindringen, eine überraschende Reduzierung im Rotationsdrehmoment und Widerstand beim Drehbohren von OeI- und Gasquellen stattfindet. Wenn man die unvorhersehbaren Eigenschaften der Drillflussigkeitsadditive in Erwägung zieht, wurde man nicht erwarten, dass derartige Glasperlen tatsachlich als Friktionsreduziermittel in der Drillflussigkeit funktionieren wurden.
Die Glasperlen dieser Erfindung sind aus offenbaren Gründen sphärisch, frei von Glasteilen, aufgebaut aus chemisch widerstandsfähigen Kalksiliziumdioxyd mit einer Harte von 5.5 auf der Moh Waage und einer Teilchengrosse von 88 bis 44 Mikron (durch 170 Netzwerk auf 325 Netzsieben). Wenn solche Perlen einer Zirkulierdrillflussigkeit durch den chemischen Fülltrichter oder durch andere Massahmen zugefügt werden, in Mengen zwischen 2 bis 8 Pfund pro Tonne mit einer OeI- oder Wasser basierten Flüssigkeit, hat dies eine beachtliche Reduzierung des Rotationsdrehmomentes und Widerstandes zum Resultat.
Der Friktionsreduziereffekt der Glasperlen ist verwertbar in Frischwasser
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Kalzium gehemmten-, Salz- oder Seewasserdrillflüssigkeiten bei allen geeigneten pH Werten. Diese Glasperlen haben einen Erweichungspunkt von 1,346°F (730°C), und einen Schmelzpunkt von 1,6000F <871°C). Da Drillflüssigkeiten selten eine Temperatur von 5000F (260°C), erreichen, wurde man eine Erweichung oder ein Schmelzen der Glasperlen während der Bohrarbeiten nicht erwarten.
Die Harte der Glasperlen ist erheblich weniger als die der Bohrausrüstungsstahle (530 Kuoop fur die Perlen, 800 bis 1,760 Knoop für die Stahle). Der Härtegrad der Perlen ist derartig, dass er einen nichtreibenden Effekt auf die Bohrausrüstungen ausübt, es handelt sich jedoch deutlich nicht um eine Weichsubstanz, wie es normalerweise bei Schmiermitteln der Fall ist. Materiale mit einer Harte von weniger als 3,0 neigen dazu, übereilt in der Drillflüssigkeit abzuschaben. Die in der Industrie weit verbreitete Anwendung dieser Glasperlen in Runststoffeinspritzformkompositionen in 4OZ Lasten, ohne dass Pressdüsenerosion hervorgerufen wird, weist weiterhin auf die nichtreibende Natur der Glasperlen dieser Erfindung hin.
Die feste Natur dieser Perlen und die Abwesenheit von Gasteilchen tragen dazu bei, dass die Perlen unter dem durch die Bohrarbeiten verursachten Druck nicht pulverisieren.
Die Glasperlenbeschaffenheit ermöglicht den Gebrauch in Drillflüssigkeiten mit dem Resultat einer nichtflockenden Dispersion.
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Die Teilgrossenverteilung dieser Perlen (170-325 Geflecht) ermöglicht es, dass sie ohne Entfernung durch ein 80 Geflecht-Schlaramsieb erneut zirkuliert werden können. Minus 200 Geflecht-Perlen können benutzt werden, soweit erforderlich.
Weder der Labor- noch der praktische Gebrauch hat gezeigt, dass die Verwendung von ungiftigen Glasperlen etwaige nachteilige Seiteneffekte auf die Drillflussigkeitseigenschaften ausübt.
Man ist sich noch nicht völlig bewusst, wie die Methode dieser neuen Erfindung die friktionsreduzierenden Effekte von Materialen, die sich so erheblich von denen der bisher üblichen Drillflüssigkeitsschmieradditiven unterscheiden, erreicht. Obwohl es nicht die Absicht ist, dass diese Erfindung durch etwaige Spekulationen oder theoretische Erklärungen gebunden sein soll, sollten bestimmte sich auf die chemische Beschaffenheit beziehende Eigenschaften der Glasperlen wahrgenommen werden.
Die Glasperlen dieser Erfindung qualifizieren nicht als oberflächenaktive Mittel und reduzieren auch nicht die Oberflächen- oder Interflächenspannung der Flüssigkeiten, auch spielen sie nicht eine Netzmittelrolle. Sie können weiterhin auch nicht als weiche Substanzen, die in der Lage sind, die Friktion durch vollen Flüssigkeitsstrom oder hydrostatischen Mechanismus reduzieren können, klassifiziert werden. Es könnte jedoch sein, dass die Mikroglasperlen als ein mechanisches Analog von chemischen E.P. Schmiermitteln (Browning, W.C., in "Komposition und Eigenschaften von Oelquellenbohrschmiermitteln", Walter F. Rodgers, pps. 627-630, GuIf Verlagsgesellschaft, Houston, Texas, 1963), arbeiten.
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Der unerwartete Schmiereffekt von Glasmikrosphären in Drillflüssigkeiten konnte jedoch möglicherweise ein oberflachenrelativer Effekt sein, in dem die 'Eis' Struktur von gebundenem Wasser an der Glasoberfläche ein Resultat produziert, das dem von Metalstereaten in herkömmlichen Schmierkompositionen ("Wasser - Eine umfangreiche wissenschaftliche Abhandlung", Felix Frank, ED. Vol. 5 Plenum Press, New York, 1975; Williams, P.S., Jour. Angewandte Chemie (London), 2» 12° (1953); Swenny, K.H. und Geckler, R.D., Jour. Angewandte Physik, 25, 1135, (1954) 'ahnlich ist.
Die bevorzugten Glasperlen dieser Erfindung sind Ballontoni Impaktperlen, unter U.S. Patenten 2,334,578; 2,619,776; 2,945,326 und 2,947,115 hergestellt.
Zur Funktion als praktisches und zweckmassiges Additiv zum Reduzieren des Drehmomentes und Rohrwiderstandes in Drehbohrarbeiten, ist es notwendig, dass die festen Glasperlen soweit wie möglich 100% sphärisch sind. Die Rundform wird während der Herstellung zu ASTM 1155-53 kontrolliert.
Die bevorzugten Grossen der Glasperlen dieser Erfindung sind 170 bis 325 U.S. standard Geflecht. Die Grossen werden entsprechend Mil Spc G-9954-A bestimmt. Die höchst zulässigen gebrochenen oder spitzen Teilchen betragen 3% bei Berechnung. Die Perlen sind fest ohne Gasbestandteile. Die Menge der versehentlich eingedrungen Gasbestandteile wird mikroskopisch festgestellt und während der Herstellung zu Mil G-9954 unter Gebrauch einer
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1.50 refraktiven Indexflussigkeit begrenzt. Die wahre Dichte der Perlen wird zwischen 2.45-2.55 gm/cc3 gehalten und die Harte liegt bei 5.5. auf der Moh Waage (530 Knoop).
Um eine niedrige chemische Reaktion des Silikakalkglases in der Perlenherstellung zu versichern, wird der Silikagehalt über 67% gehalten, wie in ASTM C-I69-57T festgelegt.
Über die chemische Beständigkeit dieser Perlen wurde von Keppel und Walker (Ind. Eng. Chem. Produktforschung, J^ 132 (1962) berichtet.
Die bevorzugten Glasperlen dieser Erfindung sind nicht giftig, weder in chemischer noch physikalischer Beziehung, und entsprechen sämtlichen gefahrlosen industriellen Gebrauchsanforderungen, einschliesslich der U.S. militärischen Spezifikationen.
Insbesondere haben sich diese Glasperlenmikrosphären als vertraglich in Verbindung mit der Chemie der Wasser und OeI basierten Dril!flüssigkeiten erwiesen und verursachen keine unerwünschten chemischen oder physikalischen Seiteneffekte auf die Drillflüssigkeitseigenschaften.
Die Brauchbarkeit und praktische Nutzbarkeit der Erfindung wird in den folgenden Feldtestbeispielen dargelegt, wobei die Methode dieser Erfindung dazu ausgenutzt wurde, den Drehmoment und Widerstand während der
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Drehbohrarbeiten von Oelquellen zu reduzieren,
BEISPIEL I
Eine in Harris County, Texas, gebohrte Quelle mit einer projektierten Tiefe von 9,471 Fuss, wich bei 3,000 Fuss mit einem Winkel von 19-1/2 Grad ab. Die Quelle wurde wieder bei 8,356 Fuss auf die Vertikale korrigiert, was zu einem Drillbohrloch mit einer 'S' geformten Doppelkurve führte. Die Glasperlen dieser Erfindung wurden bei 8,800 Fuss zugegeben. Der Widerstand des aus dem Loch gezogenen Rohres vor der Glasperlenzugabe berechnete sich auf 37,000 Pfund. Nachdem 4 Pfund der Perlen pro Tonne von Wasser basiertem Drillschlamm zugegeben wurde, reduzierte sich der Widerstand auf 25,000 Pfund, eine Ermässigung von 32.4% Widerstand. Der Drehmoment wurde ebenfalls um 6.25% reduziert.
Vor der Zugabe der Perlen hatte die Drillflussigkeit eine Viskosität von 52 Centipoise und einen API Flüssigkeitsverlust von 6.2 ml. Nach der Zugabe der Perlen betrug die Viskosität 52 Centipoise und der Wasserverlust lag bei 6.0 ml. Die Zugabe der Perlen erwies sich somit im wesentlich als ineffektiv hinsichtlich Viskosität und Filtrierwert der Drillflussigkeit.
BEISPIEL II
Eine Quelle wurde in Küstennahe bei Louisiana mit einer OeI basierten
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Drillflüssigkeit gebohrt. Bei 16,143 Fuss Tiefe wurden 4 Pfund pro Tonne der Glasperlen dieser Erfindung der OeI basierten Drillflüssigkeit zugegeben. Der Drehmoment vor der Zugabe der Perlen wurde bei 560 Ampere abgelesen, nach Zugabe der Perlen betrug er 490 Ampere, eine Ermässigung von 12.5%.
Die Viskosität der OeI basierten Flüssigkeit vor Zugabe der Glasperlen betrug 61 cp, nach Zugabe der Perlen was die Viskosität 61 cp. Folgendermassen, im Gegensatz zu den chemischen Drillflüssigkeitsschmiermitteln, haben die Glasperlen dieser Erfindung eine überzeugende Wirkung in Wassersowie OeI basierten Drillflüssigkeiten.
BEISPIEL III
Eine auf 10,000 Fuss projektiere Quelle im Nord-Dryersdale Feld im Harris County, Texas, gebohrte Quelle wich bei 2,000 Fuss mit einem Winkel von 28 Grad ab und wurde wieder bei 8,643 Fuss auf die Vertikale gebracht. Diese Rückwärtsbiegung verursachte übermässige Widerstands- und Drehmomentprobleme. 4 Pfund pro Tonne der Glasperlen dieser Erfindung wurden der Wasser basierten Drullflüssigkeit bei 7,253 Fuss zugegeben. Nach Zugabe der Glasperlen reduzierte sich der steigende Widerstand von 50,000 Pfund auf 35,000 Pfund, eine Ermässigung von 30%. Drehmoment wurde 50% auf 66% reduziert. Eine bemerkenswerte Veränderung in der Schlanrabeschaffenheit wurde nicht beobachtet.
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■Ab-
BEISPIEL IV
Eine 9,600 Fuss, im Gulf Gebiet von Texas und mit einer mit Lignosulfat-Lignit behandelten Drillflussigkeit, gebohrte Quelle, wich bei 4,000 Fuss mit einem Winkel von 17 Grad ab und wurde bei 8,122 Fuss wieder auf die Vertikale korrigiert. Die Drillflussigkeit wurde mit 4 Pfund pro Tonne der Glasperlen dieser Erfindung bei einer Tiefe von 8,200 Fuss behandelt. Vor Zugabe der Glasperlen befand sich der angezeigte Drehmoment zwischen 125 und 130 und der steigende Widerstand war im Bereich von 15,000 Pfund bis auf 20,000 Pfund. Nach Zugabe der Glasperlen reduzierte sich der angezeigte Drehmoment auf 90 und der steigende Widerstand auf einen
Bereich von 8,000 bis 10,000 Pfund. Durch Zugabe von 4 Pfund der Glasperlen dieser Erfindung pro Tonne Wasser basierter Drillflussigkeit wurde somit eine Reduktion von 29.5% fur den Drehmoment und 46.5% bis 50% fur den
Widerstand in diesem Falle erreicht.
Drillflussigkeitsviskosität blieb unverändert und der API Filtrierwert
war 6.4 ml bevor Zugabe der Perlen und 6.0 ml nach Zugabe der Glasperlen dieser Erfindung.
Durch die oben aufgeführten Beispiele sowie durch den fortgesetzten praktischen Gebrauch wurde klargemacht, dass die Ballontoni Glasperlen dieser Erfindung im wesentlichen sphärische, chemisch widerstandsfähige Kalksilikaglasperlen mit einer Härte von 5.5. auf der Moh Waage sind und eine Teilgrosse von
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88 bis 44 Mikron aufweisen, und beim Gebrauch von 2 bis 8 Pfund pro Tonne Wasser oder OeI basierter Drillflüssigkeiten den Drehmoment sowie Widerstand beim Drehbohren von OeI- und Gasquellen wirksam reduzieren können.
Die Glasperlen dieser Erfindung haben bewiesen, dass sie sich chemisch und physikalisch mit den Oelquelldrillflüssigkeiten vereinen lassen, ohne nachteilige Auswirkungen auf die Drillflüssigkeitbeschaffenheit auszuüben.
Die Vereinbarkeit der Glasperlen dieser Erfindung mit OeI oder Wasser basierten Drillflüssigkeiten bedeutet, dass sie als zusätzliche Mischung zugesetzt werden können, oder in Verbindung mit oberflächenaktiven oder Weichsubstanzen der Drillflüssigkeitsschmieradditive gebraucht werden können. Diese mikro-sphärischen Glasperlen können selbstverständlich auch im Zusammenhang mit anderen Drillflüssigkeitsadditiven, wie zum Beispiel Verdünner (Dispersionsmittel), Viskosifizierer, Bentonit, Flüssigkeitsverlustreglern und Zirkulationsverlustreglern, Verwendung finden, um eine Reduktion des Drehmomentes und Widerstandes zu erwirken.
Aus diesem Grunde, obwohl bestimmte Verkörperungen dieser Erfindung als Erläuterungsbeispiele aufgeführt wurden, werden den in diesem Feld beschäftigten Fachleuten angesichts dieser Bekanntgabe verschiedene andere Modifikationen offenbar werden. Derartige Modifikationen befinden sich innerhalb des Bereiches dieser Erfindung, wie in den folgenden Ansprüchen aufgeführt:

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE
1. Eine Methode, durch die der Drehmoment und Widerstand in Quellbohrungen mit sich darin befindlichen Drillflussigkeiten reduziert wird, charakterisiert durch die Zugabe von im wesentlichen festen kleinen sphrärischen Glasperlen zu der Drillflüssigkeit, diese Glasperlen haben eine Teilchengrosse von 88 bis 44 Mikron und einen Härtegrad von 5.5 auf der Moh Waage.
2. Die Methode des Anspruches 1, weiterhin charakterisiert dadurch, dass diese Glasperlen aus Natron-Salzglas bestehen und ungefähr bis 80% dieser Glasperlen sphärisch sind und lediglich 3% der Glasperlen scharfe oder spitze (kantige) Oberflachen aufweisen.
3. Die Methode der Ansprüche 1 oder 2, weiterhin dadurch charakterisiert, dass die Perlen einen Silikagehalt von über 67% und ihre wahre Dichte in einem Bereich zwischen 2.45 bis 2.55 g/cm3 liegt.
DE2732170A 1977-04-29 1977-07-15 Verfahren zur Minderung des Drehwiderstandes eines Gestänges Expired DE2732170C2 (de)

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