DE3051022C2

DE3051022C2 -

Info

Publication number: DE3051022C2
Application number: DE3051022A
Authority: DE
Inventors: James Earl Duncan Okla. Us Briscoe
Original assignee: Halliburton Co
Current assignee: Halliburton Co
Priority date: 1979-07-12
Filing date: 1980-07-10
Publication date: 1989-12-21
Also published as: US4336145A; IT1131053B; DE3026186A1; DE3026186C2; NL8000753A; GB2070028A; BR8001984A; AU5517380A; AU530464B2; IT8020886A0; NO800456L; NL189048C; NL189048B; CA1154890A; GB2070028B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Behandlungsfluids mit hoher Viskosität.

Zahlreiche Behandlungen und Arbeitsvorgänge werden in der Technik unter Verwendung von Fluiden bzw. Flüssigkeiten mit hoher Viskosität durchgeführt, um eine Reihe von Zwecken zu erreichen. Beispielsweise werden in der Erdölindustrie wäßrige Behandlungsfluide mit hoher Viskosität für Bohrlöcher bei Behandlungen eingesetzt, um die Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus unterirdischen Formationen, beispielsweise durch Erzeugung von Rissen in den Formationen, durch Säurebehandlung der Formationen, usw., zu erhöhen. Wäßrige Fluide mit hoher Viskosität werden ebenfalls häufig bei Arbeitsweisen zur Fertigstellung von Bohrlöchern eingesetzt. Beispielsweise wird während der Fertigstellung eines Bohrlochs ein wäßriges Fertigstellungsfluid mit hoher Viskosität und hoher Dichte in das Bohrloch eingeführt, um einen höheren statischen Druck über der Formation aufrechtzuerhalten, der höher ist als der durch in der Formation enthaltene Fluide ausgeübte Druck, wodurch verhindert wird, daß Formationsfluide in das Bohrloch einströmen.

Bislang war es bei der Herstellung von Behandlungsfluiden mit hoher Viskosität erforderlich, eine Anzahl von trockenen Zusatzstoffen zu verwenden, welche mit Wasser oder einem anderen wäßrigen Fluid an der Stelle des Gebrauchs vermischt wurden. Eine Anzahl von Nachteilen sind bei solchen Mischvorgängen gegeben, insbesondere wenn große Volumina an Behandlungsfluiden hergestellt werden. Beispielsweise ist eine spezielle Mischeinrichtung für das Vermischen von trockenen Zusatzstoffen mit Wasser erforderlich, und Probleme, wie eine Staubbildung von Chemikalien, eine nicht gleichmäßige Mischung, das Klumpen von Gelen während des Vermischens und der ausgedehnten Herstellungs- und Mischzeit, können auftreten. Zusätzlich erfordern das Vermischen und die physikalische Handhabung von großen Mengen an trockenen Chemikalien einen starken Einsatz von Menschenkraft, und wenn ein kontinuierliches Vermischen gewünscht wird, ist ein genaues und wirksames Handhaben von Chemikalien, wie Salzen, Geliermitteln, Gelbrechern, Zusätzen für die Fluidverluststeuerung, Komplexbildnern und grenzflächenaktiven Mitteln äußerst schwierig.

Die GB-Patentschrift 12 72 253 beschreibt gelierte Fluide, bei welchen ein aus Polyvinylalkohol und einem Borat wie Borax zusammengesetztes Geliermittel verwendet wird, das bei einem pH-Wert im Bereich von 7 bis 12 geliert. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Gelierung jedoch in dem pH-Bereich von 9 bis 14 bzw. 9 bis 13 gerade gehemmt. Weiterhin sind aus der US-Patentschrift 36 15 794 Abdichtungsflüssigkeiten sowie ein Verfahren zum zeitweisen Abdichten von unterirdischen Formationen unter Verwendung der dort beschriebenen Zusammensetzungen bekannt, wobei diese Zusammensetzungen in Form eines leicht pumpbaren Gemisches beim Einführen in abzudichtende Formationen innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne in Form eines steifen Gels vernetzt werden, das die Formation zeitweilig abdichtet oder verstopft. Diese US-Patentschrift beschreibt jedoch keine flüssigen Gelkonzentrate, welche für irgendeine längere Zeitspanne aufbewahrt werden könnten, und sie zeigt auch nicht die Bildung von hochviskosen, wäßrigen Behandlungsflüssigkeiten unter Verwendung eines solchen Gelkonzentrates. Weiterhin sind aus der US-Patentschrift 32 43 000 Behandlungsflüssigkeiten für Bohrlöcher bekannt, welche jeodch von vornherein eine erhöhte Viskosität besitzen. Die vorbekannten Behandlungsflüssigkeiten enthalten daher hydratisierte Polymerisate. Weiterhin ist es aus Ullmann, Enzyklopädie der technischen Chemie, 3. Auflage, Band 13, Seite 188 (1962) bekannt, daß die Viskosität von Carubin- und Guaranlösungen sehr hoch ist und durch geringe Zusätze an Natronlauge erniedrigt werden kann, wobei jedoch weitere Zusätze eine starke Zunahme der Viskosität hervorrufen. Ferner ist hier noch angegeben, daß ein Zusatz von Borax zur Entstehung von dreidimensionalen Gelen unter Ausbildung eines lockeren Gelgerüstes führt. Demgegenüber besitzen die Gelkonzentrate mit der durch den Inhibitorzusatz bewirkten Hydratationshemmung eine Lagerdauer von bis zu 90 Tagen. Schließlich beschreibt die DE-OS 23 12 351 ein Verfahren zur Überführung von Polygalactomannanen in einen dispergierbaren Zustand. Ein direktes Weiterverarbeiten der gewonnenen Gummidispersion erfordert danach ein zwischenzeitliches Trocknen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen Behandlungsflüssigkeit zu schaffen, bei dessen Bildung flüssige Gelkonzentrate Verwendung finden, welche für längere Zeitspannen gelagert werden können und darum Weiterverarbeitung ohne zwischenzeitliches Trocknen ermöglicht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich aus durch ein Verfahren, wie es in den Ansprüchen 1, 5, 9 und 13 näher gekennzeichnet ist. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 2-4, 6-8, 10-12 bzw. 14 bis 16 näher beschrieben.

Gemäß der Erfindung wird zunächst ein flüssiges, wäßriges Konzentrat an Gelierungsmitteln (hydratisierbaren Polymerisaten oder Copolymerisaten, welche bei der Hydration die Viskosität erhöhen), Salzen und anderen Zusatzstoffen bereitgestellt. Das Konzentrat ist hinsichtlich der Erhöhung der Viskosität gehemmt, d. h. die Hydratationsrate des/der Gelierungsmittel/s wird in einer solchen Weise gehemmt, daß das Konzentrat entweder an der Stelle des Gebrauchs oder an von den Gebrauchsorten entfernt liegenden Stellen vorgemischt und gelagert werden kann. Wenn das Konzentrat mit zusätzlichem Wasser, und zwar entweder in einer ansatzweisen Mischarbeitsweise oder einer kontinuierlichen Mischarbeitsweise, in einem geeigneten Verhältnis und unter geeigneten pH-Bedingungen und/oder Temperturbedingungen, kombiniert wird, wird die Hemmung der Hydration des Gelierungsmittels oder der Gelierungsmittel, welche in dem Konzentrat enthalten sind, umgekehrt, und es wird ein wäßriges Fluid mit hoher Viskosität hergestellt. Das Konzentrat kann ebenfalls auch direkt eingesetzt werden, d. h. zur Herstellung eines Fluids mit hoher Viskosität ohne Zusatz von Wasser, und in einem solchen Anwendungsfall wird die Hemmung der Hydratation des Gelierungsmittels oder der Gelierungsmittel in dem Konzentrat dadurch umgekehrt, daß der pH-Wert oder die Temperatur des Konzentrates verändert wird. In einigen Fällen, entweder bei der direkten Verwendung des Konzentrats oder bei dessen Verwendung in Verdünnung mit zusätzlichem Wasser wird die Hemmung der Hydratation des Gelierungsmittels oder der Gelierungsmittel hierin dadurch umgekehrt, daß eine Chemikalie mit dem Konzentrat zusammengegeben wird, welche hiermit zur Umkehrung oder zur Ergänzung (Verstärkung) der Umkehrung der Hemmung reagiert. Auf diese Weise wird durch das Gelkonzentrat und dessen Verwendung die Herstellung von Fluiden mit hoher Viskosität hinsichtlich der einzusetzenden Menschenkraft und der einzusetzenden Ausrüstung erheblich vorteilhafter im Vergleich zu dem bisherigen Stand der Technik, und es werden die zuvor genannten Probleme und Nachteile vermieden.

Das flüssige Gelkonzentrat besteht aus Wasser, einem hydratisierbaren Polymer oder einem Gemisch solcher Polymere, welche bei der Hydratation die Viskosität erhöhen, und einem Inhibitor, der die Eigenschaft besitzt, mit dem hydratisierbaren Polymer oder den hydratisierbaren Polymeren in einer solchen Weise reversibel zu reagieren, daß die Hydratationsrate des Polymers gehemmt wird. Bei einer Änderung des pH-Zustandes des Konzentrates, wie durch Verdünnung und/oder Zugabe von pH-Wert verändernden Chemikalien zu dem Konzentrat, bei der Erhöhung der Temperatur des Konzentrates oder bei der Änderung irgendeines anderen ausgewählten Zustandes des Konzentrates wird die Hemmreaktion umgekehrt und das Polymer oder die Polymere hydratisiert/en, wobei sie die Viskositätserhöhung ergeben.

Hydratisierbare Polymere, welche bei der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen Polymere, welche in ausreichender Konzentration und reaktionsfähiger Stellung eine oder mehrere funktionelle Gruppen in Form von Hydroxyl-, cis-Hydroxyl-, Carboxyl- und Hydroxypropylgruppen enthalten.

In der folgenden Tabelle sind die spezifischen, funktionellen Gruppen und strukturellen Monosaccharideinheiten, welche in den Polymerisaten vorkommen, zusammengestellt.

Spezielle inhibierende Verbindungen werden mit den zuvor genannten, hydratisierbaren Polymerisaten in einer wäßrigen Konzentratzusammensetzung verwendet, um die Hydratationsrate der Polymerisate zu hemmen oder zu verzögern und damit einen Viskositätsanstieg im Konzentrat für eine gewünschte Zeitspanne hinauszuschieben. In Abhängigkeit von den besonderen, in dem Polymerisat enthaltenen, funktionellen Gruppen reagieren unterschiedliche Inhibitoren mit den funktionellen Gruppen zur Hemmung der Hydratation. Beispielsweise ist der Inhibitor für cis-Hydroxylgruppen als funktionelle Gruppen Natriumtetraborat.

Wie zuvor angegeben, müssen die in dem verwendeten Polymerisat oder den verwendeten Polymerisaten enthaltenen, funktionellen Gruppen in ausreichender Konzentration und in einer reaktionsfähigen Stellung vorhanden sein, um mit den Inhibitoren in Wechselwirkung zu treten. Bevorzugte hydratisierbare Polymerisate, welche hohe Viskositäten bei der Hydratation ergeben, d. h. scheinbare Viskositäten im Bereich von 10^-2 Pas (10 cP) bis 8×10^-2 Pas (80 cP) bei einer Konzentration im Bereich von 1,2 g/1000 l (10 lbs/1000 gals) bis 9,6 kg/1000 l (80 lbs/1000 gals) in Wasser, sind Guargum und Guarderivate wie Hydroxypropylguargum und Cellulosederivate wie Carboxymethylcellulose. Im allgemeinen können solche Polymerisate in dem wäßrigen Konzentrat in einer Menge im Bereich von 36 kg bis 360 kg/1000 l bzw. bis 180 kg/l Wasser an eingesetztem Wasser vorhanden sein, und die Hydratation der Polymerisate kann durch die verschiedenen, in dem Konzentrat in einer Menge im Bereich von 0,012 kg bis 120 kg/1000 l an verwendetem Wasser vorliegenden, unterschiedlichen Inhibitoren gehemmt oder verzögert werden. Die Umkehrung der Hemmung solcher Polymerisate durch die Inhibitoren kann durch eine Veränderung des pH-Wertes des Konzentrats oder durch Erhitzen des Konzentrates auf eine geeignete Temperatur, im allgemeinen oberhalb von etwa 60°C erreicht werden. Bei niedrigeren Konzentrationen an Inhibitor wird das erhaltene Konzentrat weniger an einer Hydratation gehemmt und besitzt eine kürzere Lagerzeit. Bei höheren Inhibitorkonzentrationen werden die Hemmung und die Lagerzeit erhöht, jedoch kann es schwieriger werden, die Hemmung umzukehren, d. h. es kann eine größere Veränderung im pH-Wert oder ein Erhitzen auf eine höhere Temperatur erforderlich sein.

Basische Verbindungen wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Amine und organische Basen werden in bestimmten der erfindungsgemäßen, flüssigen Gelkonzentrate verwendet, um den pH-Wert der Konzentrate auf den Bereich einzustellen, wo der verwendete Inhibitor oder die verwendeten Inhibitoren die Hydratation des verwendeten Polymerisates oder der verwendeten Polymerisate hemmen. Zusätzlich wirken in einigen der Konzentrate die basische Verbindung oder die basischen Verbindungen dahingehend, daß sie die Hemmung des Polymerisates oder der Polymerisate noch verstärken oder ergänzen.

Um bei dem flüssigen Gelkonzentrat eine Anfangsviskosität, vorzugsweise im Bereich von 1,5×10^-2 Pas bis 3×10^-1 Pas zu erhalten, wodurch suspendierte Materialien in dem Konzentrat in Suspension während der Lagerung und Handhabung hiervon gehalten werden, wird vorzugsweise eine Menge an hydratisiertem Polymerisat in das Konzentrat eingegeben. Das gleiche Polymerisat kann verwendet werden, um dem Konzentrat die Anfangsviskosität, wie das inhibierte Polymerisat im Konzentrat, zu erteilen, jedoch muß in diesem Fall die Menge an Polymerisat, welche zur Erzielung der Anfangsviskosität in dem Konzentrat eingesetzt wird, mit dem verwendeten Wasser vereinigt werden, so daß es vor dem Zusammengeben mit dem verwendeten Inhibitor und zusätzlichem Polymerisat hydratisiert. Für solche Polymerisate, wo die Hydratation sehr rasch bei pH-Bedingungen unter neutral stattfindet, kann eine schwache Säure wie Fumarsäure zu dem Gemisch aus Wasser-Polymerisat zur Erniedrigung des pH-Wertes hiervon auf den gewünschten Wert zugesetzt werden. Für solche Polymerisate, bei denen die Hydratation sehr rasch bei einem pH-Wert oberhalb neutral stattfindet, kann eine geeignete Base wie Natriumhydroxid zu dem Gemisch zugesetzt werden.

Eine alternative und besonders bevorzugte Arbeitsweise besteht darin, ein Polymerisat zur Erteilung von Viskosität an das Konzentrat einzusetzen, welches durch den verwendeten, besonderen Inhibitor nicht gehemmt wird. Bei dieser Arbeitsweise muß das Polymerisat zur Erteilung von Anfangsviskosität an das Konzentrat nicht zu dem Wasser vor dem Inhibitor zugesetzt werden, wodurch die Zugabe von anderen Zusatzstoffen zu dem Konzentrat weniger schwierig wird. Andere Zusatzstoffe, welche in dem Konzentrat verwendet werden können, umfassen Salze, grenzflächenaktive Stoffe, Zusätze zur Fluidverluststeuerung, Zusätze zur Erniedrigung des Gefrierpunktes wie Alkohole, Komplexbildner, usw.

Ein flüssiges Gelkonzentrat besteht aus Wasser, Hydroxypropylguarharz, das in dem Konzentrat in einer Menge im Bereich von 36 kg bis 360 kg/1000 l Wasser vorhanden ist, Natriumtetraborat, das in dem Konzentrat in einer Menge in Bereich von 0,012 kg bis 120 kg/1000 l Wasser vorhanden ist, und einer Base wie Natriumhydroxid, welche in dem Konzentrat in einer ausreichenden Menge vorliegt, um den pH-Wert hiervon bis auf einen Wert im Bereich von 9 bis 14 einzustellen. Ein besonders bevorzugtes Konzentrat dieses Typs enthält Hydroxypropylguarharz in einer Menge im Bereich von 60 kg bis 180 kg/1000 l Wasser und insbesondere in einer Menge im Bereich von etwa 84 bis etwa 108 kg/1000 l Wasser, Natriumtetraborat in einer Menge im Bereich von 0,12 kg bis 2,4 kg/1000 l Wasser und besonders bevorzugt in einer Menge im Bereich von 0,72 kg bis 1,44 kg/1000 l Wasser, und einer Base wie Natriumhydroxid, welche in einer Menge vorliegt, um den pH-Wert des Konzentrats bis auf einen Wert im Bereich von 9 bis 14 einzustellen. Für das besonders bevorzugte, zuvor beschriebene Konzentrat wird eine Natriumhydroxidmenge von 3,6 kg bis 6,0 kg/1000 l Wasser verwendet.

Bei der Herstellung des zuvor beschriebenen Konzentrates wird der Natriumtetraboratinhibitor mit dem verwendeten Wasser zusammengegeben, anschließend wird das Natriumhydroxid zur Einstellung des pH-Wertes des Gemisches auf einen Wert im Bereich von 9 bis 14 zugesetzt. Das Hydroxypropylguarharz wird dann mit dem Gemisch zusammengegeben, um ein wäßriges, hydratationsinhibiertes Konzentrat mit einer Lagerdauer im Bereich von 1 bis 90 Tagen herzustellen, wobei dies von dem quantitativen Verhältnis von hydratisierbarem Polymerisat zu verwendetem Inhibitor abhängig ist Der Natriumtetraboratinhibitor hemmt die Hydratation des Hydroxypropylguarharzes im Konzentrat, jedoch tritt die Hydratation des Hydroxypropylguarharzes allmählich im Verlauf der Zeit ein. Daher ist die effektive Lagerdauer des Konzentrates die Zeitspanne zwischen der zu Beginn erfolgenden Herstellung des Konzentrates und dem Zustand, in welchem das Konzentrat eine solche Viskosität erreicht, daß es nicht effektiv gehandhabt oder gepumpt werden kann, d. h. eine Viskosität oberhalb von 5×10^-1 Pas (500 cP) besitzt. Der hier verwendete Ausdruck "Lagerzeit" bedeutet die Zeitspanne zwischen der Herstellung eines Konzentrates und dem Zeitpunkt, zu welchem das Konzentrat eine Viskosität oberhalb von 5×10^-1 Pas erreicht.

Falls das zuvor beschriebene Konzentrat eine "Anfangsviskosität" erhalten soll, kann vor dem Zusammengeben der anderen Bestandteile des Konzentrates mit dem verwendeten Wasser Fumarsäure oder eine andere Säure mit dem Wasser in einer ausreichenden Menge zusammengegeben werden, um den pH-Wert hiervon auf einen Wert von weniger als 6,5 einzustellen, hieran schließt sich die Zugabe einer Anfangsmenge von Hydroxypropylguarharz in einer Menge im Bereich von 0,12 kg bis 0,30 kg/1000 l Wasser. Das zu Beginn zugesetzte Hydroxypropylguarharz kann hydratisieren, um so ein Grundfluid oder Ausgangsfluid herzustellen, das eine Viskosität im Bereich von 3 bis 15×10^-3 Pas besitzt.

Wenn das Konzentrat zur Herstellung von Behandlungsfluiden für unterirdische Formationen verwendet wird, enthält es vorzugsweise einen oder mehrere Tonstabilisatoren wie Kaliumchlorid, Natriumchlorid, Calciumchlorid, Ammoniumchlorid, wasserlösliche Kalium- und Aluminiumsalze und/oder verträgliche, organische, ionische Polymerisate. Der Tonstabilisator oder die Tonstabilisatoren können im Konzentrat in Mengen bis zu 300 kg/1000 l Wasser vorhanden sein. Andere Zusatzstoffe wie Alkohole zur Erniedrigung des Gefrierpunktes, grenzflächenaktive Stoffe, Mittel zur Steuerung des Fluidverlustes, Komplexbildner usw. können ebenfalls im Konzentrat zugesetzt werden, um die gewünschten Eigenschaften zu erhalten.

Bei der Herstellung des Konzentrats mit Anfangsviskosität werden die Säure und die zu Beginn zugesetzte Menge an Hydroxypropylguarharz zur Erhöhung der Viskosität des Konzentrates gründlich mit dem verwendeten Wasser vermischt. Falls ein Tonstabilisator wie Kaliumchlorid im Konzentrat eingegeben wird, wird dieser als nächstes mit dem Gemisch aus hydratisiertem Hydroxypropylguarharz-Wasser zusammengegeben. Der Natriumtetraboratinhibitor wird dann mit dem Gemisch zusammengegeben, und der pH-Wert des Gemisches wird auf einen Wert im Bereich von 9 bis 14 durch Zugabe einer Base wie z. B. Natriumhydroxid, eingestellt. Dann wird das durch das Natriumtetraborat zu inhibierende oder zu hemmende Hydroxypropylguarharz mit dem Gemisch als letztes zusammengegeben, um ein Konzentrat mit einer Viskosität im Bereich von 1 bis 10×10^-2 Pas herzustellen, das eine Lagerzeit im Bereich von 1 bis 90 Tagen besitzt.

Ein weiteres, flüssiges Gelkonzentrat besteht aus Wasser, hydratisierter Hydroxyäthylcellulose oder einem anderen Polymerisat, welches durch Natriumtetraborat nicht gehemmt ist, das in dem Konzentrat in einer Menge im Bereich von 1,2 kg bis 9,6 kg/1000 l Wasser vorhanden ist, Hydroxypropylguarharz, das in dem Konzentrat in einer Menge in Bereich von 36 kg bis 360 kg/1000 l Wasser vorhanden ist, Natriumtetraboratinhibitor, der in dem Konzentrat in einer Menge im Bereich von 0,012 bis 120 kg/1000 l Wasser vorhanden ist, und einer Base, z. B. Natriumhydroxid, welche in dem Konzentrat in einer ausreichenden Menge vorhanden ist, um den pH-Wert hiervon auf einen Wert im Bereich von 9 bis 14 einzustellen. Ein besonders bevorzugtes Konzentrat dieses Typs enthält Hydroxypropylguarharz in einer Menge im Bereich von 60 kg bis 180 kg/1000 l Wasser und ganz besonders bevorzugt in einer Menge im Bereich von 84 bis 108 kg/1000 l Wasser, und Natriumtetraborat in einer Menge in Bereich von 0,24 kg bis 2,4 kg/1000 l Wasser und besonders bevorzugt von 0,72 kg bis 1,44 kg/1000 l Wasser. Gegebenenfalls kann das Konzentrat einen Tonstabilisator in einer Menge bis zu 300 kg/1000 l Wasser sowie andere Zusatzstoffe der zuvor genannten Art enthalten.

Bei der Herstellung des zuvor beschriebenen Konzentrats kann die Hydroxyäthylcellulose oder das andere, nicht-gehemmte Polymerisat, welche zur Erteilung von Anfangsviskosität an das Konzentrat eingesetzt werden, hiermit zuletzt zusammengegeben werden. Eine bevorzugte Arbeitsweise zur Herstellung des Konzentrats besteht darin, zunächst den Tonstabilisator, falls er verwendet wird, mit dem eingesetzten Wasser zusammenzugeben, hieran schließt sich die Zugabe des Natriumtetraboratinhibitors zu dem Gemisch aus Wasser-Stabilisator an. Das Natriumhydroxid oder die andere verwendete Base wird als nächstes zu dem Gemisch zugesetzt, anschließend folgt die Zugabe des Hydroxypropylguarharzes. Nachdem das Hydroxypropylguarharz mit dem Gemisch zusammengegeben worden ist, wird die Hydroxyäthylcellulose oder das andere, nicht-gehemmte Polymerisat hiermit zusammengegeben. Falls ein Zusatzstoff zur Fluidverluststeuerung im Konzentrat vorliegen soll, wird dieses vorzugsweise mit dem Gemisch vor der Zugabe der Hydroxyäthylcellulose zusammengegeben, um Schwierigkeiten beim Vermischen auf ein Minimum herabzusetzen, und falls ein grenzflächenaktiver Stoff zugesetzt wird, wird dieser vorzugsweise nach der Hydroxyäthylcellulose zu dem Konzentrat zugesetzt, um ein Schäumen auf ein Minimum herabzusetzen. Das erhaltene, flüssige Gelkonzentrat besitzt eine Anfangsviskosität im Bereich von 1 bis 10×10^-2 Pas und besitzt eine Lagerzeit von 1 bis 90 Tagen.

Ein weiteres flüssiges Gelkonzentrat besteht aus Wasser, Guarharz, das im Konzentrat in einer Menge im Bereich von 36 kg bis 180 kg/1000 l Wasser vorhanden ist, Aluminiumsulfat, das in dem Konzentrat in einer Menge im Bereich von 2,4 kg bis 42 kg/1000 l Wasser vorhanden ist, und einer Base, z. B. Natriumhydroxid, welche in dem Konzentrat in einer ausreichenden Menge vorliegt, um den pH-Wert hiervon auf einem Wert im Bereich von 9 bis 13 einzustellen. Ein besonders bevorzugtes Konzentrat dieses Typs enthält Guarharz in einer Menge im Bereich von 60 kg bis 120 kg/1000 l Wasser und besonders bevorzugt in einer Menge im Bereich von 84 kg bis 108 kg/1000 l Wasser, weiterhin Aluminiumsulfat in einer Menge im Bereich von 12 kg bis 36 kg/1000 l Wasser und ganz besonders bevorzugt in einer Menge von 24 kg bis 36 kg/1000 l Wasser.

Bei der Herstellung des Konzentrates mit Guarharz und Aluminiumsulfat wird das Aluminiumsulfat zuerst mit dem Wasser zusammengegeben, daran schließt sich die Zugabe der Base und dann die Zugabe des Guarharzes an. Das Konzentrat kann weiterhin hydratisierte Hydroxyäthylcellulose oder ein anderes Polymerisat enthalten, die/das durch Aluminiumsulfat nicht gehemmt wird, um eine Anfangsviskosität hierbei zu erreichen, und zwar in einer Menge im Bereich von 1,2 kg bis 9,6 kg/1000 l Wasser, weiterhin andere Zusatzstoffe.

Wie zuvor im Zusammenhang mit dem Konzentrat mit Hydroxypropylguarharz-Natriumtetraborat beschrieben, kann die Hydroxyäthylcellulose oder das andere, nicht-gehemmte Polymerisat zu dem Konzentrat als letztes zugesetzt werden, um ein Konzentrat mit einer Anfangsviskosität im Bereich von 1 bis 10×10^-2 Pas und einer Lagerzeit von 1 bis 90 Tagen herzustellen.

Noch ein anderes flüssiges Gelkonzentrat besteht aus Wasser, Carboxymethylcellulose, welche in dem Konzentrat in einer Menge im Bereich von 36 kg bis 360 kg/1000 l Wasser vorhanden ist, sowie Aluminiumsulfat, das in dem Konzentrat in einer Menge im Bereich von 9 kg bis 90 kg/1000 l Wasser vorliegt. Das erhaltene Konzentrat besitzt einen pH-Wert im Bereich von 2,5 bis 4,5, und die Hemmung der Hydratation der Carboxymethylcellulose durch das Aluminiumsulfat kann dadurch umgekehrt werden, daß der pH-Wert erhöht wird, wie dies im folgenden noch beschrieben wird. Ein besonders bevorzugtes Konzentrat dieses Typs enthält Carboxymethylcellulose in einer Menge im Bereich von 60 kg bis 180 kg/1000 l Wasser und ganz besonders bevorzugt von 84 kg bis 132 kg/1000 l Wasser, weiterhin Aluminiumsulfat in einer Menge im Bereich von 12 kg bis 45 kg/1000 l Wasser und besonders bevorzugt in einer Menge im Bereich von 18 kg bis 30 kg/1000 l Wasser.

Bei der Herstellung dieses Konzentrates wird der Aluminiumsulfatinhibitor zuerst mit dem verwendeten Wasser zusammengegeben, daran schließt sich die Zugabe der Carboxymethylcellulose zur Herstellung eines Konzentrates mit einer Lagerzeit von etwa 1 bis etwa 120 Tagen an. Wie die übrigen, zuvor beschriebenen Konzentrate kann das Konzentrat mit Carboxymethylcellulose-Aluminiumsulfat noch hydratisierte Hydroxyäthylcellulose oder ein anderes Polymerisat, die/das durch Aluminiumsulfat nicht gehemmt wird, enthalten, um dem Konzentrat eine Anfangsviskosität zu erteilen, wobei diese Stoffe in dem Konzentrat in einer Menge im Bereich von 1,2 kg bis 9,6 kg/1000 l Wasser vorliegen, weiterhin kann das Konzentrat noch die anderen, zuvor genannten Zusatzstoffe gegebenenfalls enthalten. Das enthaltene, flüssige Gelkonzentrat besitzt eine Anfangsviskosität im Bereich von 1 bis 10×10^-2 Pas

Bei der Verwendung der zuvor beschriebenen, flüssigen Gelkonzentrate zur Herstellung eines großen Volumens von stark viskosem Behandlungsfluid wird das Konzentrat mit zusätzlichem Wasser verdünnt, und der pH-Wert des erhaltenen Fluids wird erniedrigt oder erhöht, oder das Fluid wird erwärmt, wodurch die Inhibierungsreaktion zwischen dem hydratisierbaren Polymerisat und dem Inhibitor, welche in dem Konzentrat enthalten sind, umgekehrt wird und das hydratisierbare Polymerisat die Viskosität ergibt. Um die Inhibierung von Konzentraten wie Konzentraten mit Hydroxypropylguarharz-Natriumtetraborat und Konzentraten mit Guarharz-Aluminiumsulfat, wie sie zuvor beschrieben wurden, umzukehren, kann der pH-Wert bis auf einen Wert im Bereich von 5 bis 9 erniedrigt werden, während das Konzentrat mit Wasser verdünnt wird oder nach dieser Verdünnung, und zwar durch Zugabe einer Säure hierzu. Um die Inhibierung von Konzentraten wie solchen mit Carboxymethylcellulose-Aluminiumsulfat, wie sie zuvor beschrieben wurden, umzukehren, kann der pH-Wert bis auf einen Wert im Bereich von 8 bis 13 während oder nach der Verdünnung des Konzentrats mit Wasser durch Zugabe einer Base hierzu erhöht werden. Wie zuvor beschrieben, können die flüssigen Konzentrate zur Herstellung eines Fluids mit hoher Viskosität ohne Verdünnung mit zusätzlichem Wasser verwendet werden, und in diesem Fall können die gleichen Arbeitsweisen, wie sie zuvor beschrieben wurden, zur Umkehrung der Inhibierung der Konzentrate angewandt werden. Wie weiterhin zuvor beschrieben wurde, können die Konzentrate oder die verdünnten Konzentrate dadurch zu einer Viskositätserhöhung gebracht werden, daß sie auf eine Temperatur von etwa 60°C erwärmt werden, und zwar ohne Veränderung des pH-Wertes hiervon. Höhere Temperaturen können erforderlich sein, wobei dies von der verwendeten, besonderen Kombination von Polymerisat-Inhibitor abhängig ist.

Eine Methode zur Verwendung der flüssigen Konzentrate bei der Behandlung von unterirdischen Formationen besteht darin, das verwendete Konzentrat mit zusätzlichem Wasser, das eine Menge an Säure wie Essigsäure oder einer Base wie Natriumcarbonat oder Natriumhydroxid enthält, zu vermischen, wodurch der pH-Wert des erhaltenen Gemisches bis auf einen geeigneten Wert zur Umkehrung der Inhibierungsreaktion verändert wird. Das Vermischen des Konzentrats mit zusätzlichem Wasser, das Säure oder Base enthält, kann ansatzweise oder kontinuierlich durchgeführt werden. Vorzugsweise wird das Vermischen des Konzentrats mit zusätzlichem Wasser, das Säure oder Base enthält, kontinuierlich durchgeführt, wenn das hergestellte Behandlungsfluid mit hoher Viskosität in die Formation eingeführt wird. Falls die zu behandelnde Formation eine solche Temperatur aufweist, daß das verdünnte Gelkonzentrat bis auf eine geeignete Temperatur erwärmt wird und die Behandlung selbst dazu führt, daß das Behandlungsfluid erwärmt wird, bevor die Viskosität erzielt wird, muß der pH-Wert des Fluids eingestellt werden, bevor das Fluid in die Formation eingeführt wird. Die besondere Menge an Wasser, welche mit dem Konzentrat zusammengegeben wird, hängt von der Menge und dem Typ an in dem Konzentrat enthaltenen, hydratisierbaren Polymerisat wie auch von der Viskosität des hergestellten Behandlungsfluids ab. Beispielsweise kann ein Konzentrat, das 96 kg Hydroxypropylyguarharz pro 1000 l Wasser enthält, mit 15 Teilen weiterem Wasser auf 1 Teil des Konzentrats verdünnt werden, um ein Fluid mit einer Viskosität im Bereich von 3 bis 3,5×10^-2 Pas zu ergeben.

Die flüssigen Gelkonzentrate und die hiermit hergestellten Fluide mit hoher Viskosität können bei einer großen Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, diese schließen ohne Einschränkung ein: die Suspension von explosiven Materialien, wie sie im Bergbau verwendet werden, Anwendungen beim Bohren und vergleichbare Anwendungen, die Durchführung von Arbeitsweisen zur Stimulierung bei der Öl-, Gas- und Wassergewinnung mittels Bohrungen oder über Bohrlöcher, die Durchführung der Fertigstellung von unterirdischen Bohrlöchern, den Transport von Verschlußmaterialien und anderen Materialien in gewünschte Bereiche einer unterirdischen Formation in einem Bohrloch, die Umleitung von Fluiden in unterirdischen Formationen von Bohrlöchern und die Durchführung von Reinigungsverfahren wie die Reinigung von Rohrleitungen, von Produktionsausrüstungen und technischen bzw. industriellen Anlagen.

Die unter Verwendung der flüssigen Gelkonzentrate hergestellten wäßrigen Fluide mit hoher Viskosität sind besonders als Behandlungsfluide bei der Durchführung von Säurebehandlungen von unterirdischen Formationen bei Bohrlöchern, bei einer Frakturier-Behandlung, bei einer kombinierten Säure-Frakturier-Behandlung und anderen Arbeitsweisen geeignet. Bei diesen Anwendungen ergeben die flüssigen Gelkonzentrate besondere Vorteile zu den bereits geschilderten Vorteilen. Insbesondere können verschiedene Arbeitsweisen angewandt werden, um die Viskosität der aus den flüssigen Gelkonzentraten während der Anwendung hergestellten Behandlungsfluide zu steuern. Wenn die Konzentrate beispielsweise dazu verwendet werden, um die Viskosität zu erhöhen oder eine Viskosität zu erhalten, d. h. wenn die Inhibierungsreaktion bei der Veränderung des pH-Wertes der Konzentrate wie auch beim Erhitzen der Konzentrate und mit dem Ablauf der Zeit umgekehrt wird, kann der pH-Wert der Konzentrate an der Oberfläche bis auf einen solchen Wert verändert werden, bei welchem nur eine partielle Hydratation des Gelierungsmittels oder der Gelierungsmittel auftritt, und bei dem erhaltenen Behandlungsfluid wird eine Viskosität mit einem Zwischenwert erhalten, wodurch es in eine zu behandelnde, unterirdische Formation eingeführt werden kann, ohne daß hohe Reibungsverluste usw. auftreten. Nachdem das Behandlungsfluid in die Formation eingeführt worden ist, werden das Gelierungsmittel oder die Gelierungsmittel weiter hydratisiert, um die maximale Viskosität zu ergeben, indem sie auf die Formationstemperatur erwärmt werden oder durch den Zeitablauf oder durch beide Einflüsse. Ebenfalls kann der Inhibitor oder können die Inhibitoren, welche im Fluid vorliegen, derart ausgewählt sein, daß nach dem Erreichen der Formation und der vollen Hydratation des Gelierungsmittels oder der Gelierungsmittel eine Vernetzung oder Komplexierung der hydratisierten Gelierungsmittel auftritt, um die Viskosität des Behandlungsfluids durch die Veränderung des pH-Wertes des Fluids, die Zeit und/oder die Temperatur zu erhöhen. Zusätzlich zu der Auswahl oder anstelle der Auswahl eines Inhibitors oder mehrere Inhibitoren, welche mit dem hydratisierten Gelierungsmittel oder den hydratisierten Gelierungsmitteln vernetzen oder einen Komplex bilden, können getrennte Vernetzungsmittel oder Komplexbildner in den Konzentraten oder in dem verwendeten, zuzusetzenden Wasser, falls die Konzentrate verdünnt werden, eingegeben werden, wobei sie ihre Wirkung nach der Einführung des Behandlungsfluids in die Formation zeigen.

Eine andere Arbeitsweise, die angewandt werden kann, besteht darin, ausgewählte Gelierungsmittel und Inhibitoren in das verwendete Konzentrat einzugeben, wodurch bei der Veränderung des pH-Wertes oder irgendeines anderen Zustandes des Konzentrates an der Oberfläche ein Gelierungsmittel hierin oder mehrere Gelierungsmittel hierin hydratisiert werden, während ein anderes Gelierungsmittel oder mehrere andere Gelierungsmittel im Konzentrat noch gehemmt verbleiben. Bei der Einführung des erhaltenen Fluids in die zu behandelnde Formation kann die Hydratisierung der verbliebenen, gehemmten Gelierungsmittels im Fluid durch Temperaturerhöhung, Zeitablauf oder Veränderung eines anderen Zustandes des Fluids bewirkt werden. Ein Beispiel für eine solche Arbeitsweise bei Verwendung von Hydroxypropylyguarharz als Gelierungsmittel besteht darin, einen Teil des Hydroxypropylyguarharzes mit Natriumtetraboratdecahydrat und einen anderen Teil des Hydroxypropylyguarharzes mit einem Antimoninhibitor zu hemmen. Bei Veränderung des pH-Wertes des Konzentrates oder des an der Oberfläche hergestellten Behandlungsfluids wird das durch Borat inhibierte Hydroxypropylyguarharz hydratisiert, jedoch bleibt das durch Antimon inhibierte Hydroxypropylyguarharz gehemmt zurück. Nach der Einführung des Behandlungsfluids in die Formation wird das durch Antimon inhibierte Hydroxypropylyguarharz entweder wegen Zeitablauf und/oder durch Erwärmung auf die Formationstemperatur oder durch die Veränderung eines anderen Zustandes hydratisiert.

Noch eine weitere Arbeitsweise, welche bei Verwendung von pH-reversiblen Inhibitoren enthaltenden Konzentraten angewandt werden kann, besteht in der Veränderung des pH-Wertes des hergestellten Behandlungsfluids bis zu einem solchen Wert, daß die Hydratation für eine kontrollierte Zeitspanne an der Oberfläche erfolgt und nur eine partielle Hydratation erfolgt, d. h. eine Erniedrigung oder eine Erhöhung des pH-Wertes des Konzentrates mit anschließender Rückkehr des pH-Wertes auf seinen Anfangswert an der Oberfläche. Bei der Einführung des Behandlungsfluids in eine zu behandelnde Formation wird das Fluid durch Zeitablauf, durch Veränderung der Temperatur oder durch Veränderung einer anderen Bedingung vollständig hydratisiert.

Dem Fachmann auf dem Gebiet ist ohne weiteres klar, daß auch andere Arbeitsweisen angewandt werden können, um die Hydratation der Gesamtmenge oder einer Teilmenge von Gelierungsmittel oder Gelierungsmitteln, welche in den Konzentraten angewandt werden, zu steuern, um Behandlungsfluids mit gewünschten Viskositätswerten zu gewünschten Zeitpunkten, während derer Behandlungen unter Verwendung der Fluide durchgeführt werden, herzustellen.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Es wurden verschiedene, hydratisierbare Polymerisate mit Wasser, einer Base zur Einstellung des pH-Wertes der Gemische auf Werte von etwa 9 bis etwa 14 und verschiedene Inhibitoren zusammengegeben, um festzustellen, ob die Inhibitoren mit den Polymerisaten reagieren oder in anderer Weise so wirken, daß sie die Hydratationsrate der Polymerisate hemmen, und um, falls dies zutrifft, zu bestimmen, ob die Inhibierungsreaktion bei der Erniedrigung des pH-Wertes des Gemisches reversibel war. Als Base wurde Natriumhydroxid verwendet, und der pH-Wert der verschiedenen Mischungen wurde durch Zugabe einer Salzsäuremenge oder eines Gemisches von Salzsäure und Essigsäureanhydrid zu den Gemischen erniedrigt, um den pH-Wert hiervon auf einen Wert unterhalb von etwa 9 herabzusetzen. Die Ergebnisse dieser Tests sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt.

Die Messungen der scheinbaren Viskosität wurden mit Hilfe eines direkt anzeigenden Viskosimeters, Modell 35 FANN VG, mit einer Federstandardspindel Nr. 1 und zugehöriger Hülse bei 300 Upm bei Zimmertemperatur durchgeführt. Die scheinbare Viskosität wurde in Konsistenzeinheiten bestimmt, eine Einheit entspricht annähernd 10^-3 Pas (= 1 cP).

Tabelle I

Inhibierung und Reversibilität von Kombinationen von verschiedenen Polymerisaten-Inhibitoren

Beispiel 2

Es wurden verschiedene, hydratisierbare Polymerisate auf Hydratationshemmung und pH-Reversibilität unter Verwendung von Aluminiumsulfat als Inhibitor getestet. Die Konzentrate wurden so hergestellt, daß das Aluminiumsulfat mit Wasser in den in der folgenden Tabelle II angegebenen Mengen zusammengegeben wurde, anschließend erfolgte die Zugabe des hydratisierbaren Polymerisates, der Basen und/oder der Säuren, die ebenfalls in der Tabelle II angegeben sind, zu den Gemischen aus Wasser-Inhibitor, welche Polymerisate in Mengen von 36 kg/1000 l Wasser enthielten. Die Messungen der scheinbaren Viskosität wurden entsprechend den Angaben in Beispiel 1 durchgeführt, danach wurde die Reversibilität der Konzentrate durch Zugabe von Natriumhydroxid zu den Konzentraten zur Anhebung des pH-Wertes hiervon auf Werte oberhalb von etwa 9 bestimmt. Die Ergebnisse dieser Tests sind in der folgenden Tabelle II zusammengestellt:

Tabelle II

Vergleich von mit Aluminiumsulfat inhibierten Konzentraten unter Verwendung verschiedener, hydratisierbarer Polymerisate

Beispiel 3

Eine Anzahl von flüssigen Gelkonzentraten, welche Hydroxypropylguarpolymerisat in einer Menge von 120 kg/1000 l eingesetztem Wasser, Natriumtetraboratdecahydrat als Inhibitor, Natriumhydroxid, hydratisierte Hydroxyäthylcellulose und Kaliumchlorid in den in der folgenden Tabelle III angegebenen Mengen enthielten, wurden hergestellt, indem Leitungswasser von 26,7°C mit Kaliumchlorid in einem Mischer zusammengegeben wurden. Dann wurde als nächstes Natriumhydroxid mit dem Gemisch zusammengegeben, anschließend erfolgte die Zugabe von Natriumtetraboratdecahydrat. Nach einem Mischen von etwa 2 Minuten wurde das Hydroxypropylguarharz mit dem Gemisch zusammengegeben, anschließend erfolgte die Zugabe der Hydroxyäthylcellulose. Die Konzentrate wurden im statischen Zustand für etwa 24 Stunden stehengelassen, danach wurden sie mit zusätzlichem Wasser, welches die in der Tabelle III angegebenen Mengen der schwachen organischen Säure in Form eines Gemisches von Essigsäure und Essigsäureanhydrid enthielt, bei 4,4°C, 15,6°C und 26,7°C verdünnt, um Fluide herzustellen, welche etwa 4,8 kg hydratisiertes Hydroxypropylguarharz pro 1000 l Wasser enthielt. Nach der Verdünnung wurde der pH-Wert der Fluide und die scheinbaren Viskositäten der Fluide in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise nach verschiedenen Zeitabläufen während der in der Tabelle III angegebenen Zeitspanne gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle III zusammengestellt.

Aus den Werten der Tabelle III ist ersichtlich, daß die Hydratationsrate von durch Natriumtetraboratdecahydrat inhibiertem Hydroxypropylguarharz in einem erfindungsgemäßen Konzentrat durch Erniedrigung des pH-Wertes des verdünnten Fluids und/oder durch Erhöhung der Temperatur des verdünnten Fluids angehoben wird.

Beispiel 4

Es wurden verschiedene flüssige Gelkonzentrate, welche Hydroxypropylguarpolymerisat, Natriumtetraboratdecahydrat als Inhibitor und Natriumhydroxid in den in der folgenden Tabelle IV angegebenen Mengen und weiterhin Kaliumchlorid und hydratisierte Hydroxyäthylcellulose in Mengen von 300 kg bzw. 4,8 kg/1000 l verwendetem Wasser im Konzentrat enthielten, entsprechend der Arbeitsweise von Beispiel 3 hergestellt. Die Stabilität der Konzentrate, d. h. die Erhöhung der Viskosität der Konzentrate mit der Zeit wurde durch Messung der scheinbaren Viskosität der Konzentrate zu verschiedenen Zeitpunkten während der in der Tabelle IV angegebenen Zeitspannen entsprechend der Arbeitsweise von Beispiel 1 bestimmt. Die Ergebnisse dieser Tests sind in der folgenden Tabelle IV zusammengestellt. Die Messungen der scheinbaren Viskosität wurden bei einer Temperatur von 43,3°C durchgeführt, wobei diese höher als die normale Lagerungstemperatur ist, um die zu erwartenden, ungünstigen Lagerbedingungen zu simulieren.

Aus den Werten der Tabelle IV ist ersichtlich, daß die Konzentrate gute Stabilitäten oder Lagerzeiten besitzen, und daß die Stabilität der Konzentrate mit den besonderen Mengen an verwendetem Polymerisat, Inhibitor und Base variiert.

Beispiel 5

Es wurde ein flüssiges Gelkonzentrat entsprechend der Arbeitsweise von Beispiel 2 hergestellt, welches 240 kg Hydroxypropylguarpolymerisat, 60 kg Natriumtetraboratdecahydratinhibitor, 120 kg Natriumhydroxid und 300 kg Kaliumchlorid pro 1000 l Wasser enthielt.

Die Lagerzeit der Konzentrate wurde durch Beobachtung des Konzentrats und Messung der scheinbaren Viskosität des Konzentrats zu den Zeitpunkten während der in der Tabelle V angegebenen Zeitspanne bei 43,3°C bestimmt. Die Ergebnisse dieser Tests sind in der Tabelle V zusammengestellt.

Tabelle V

Stabilität von flüssigem Gelkonzentrat mit einem Gehalt von 240 kg Hydroxypropylguarharz pro 1000 l Wasser

Beispiel 6

Es wurde ein flüssiges Gelkonzentrat entsprechend der Arbeitsweise von Beispiel 2 hergestellt, welches 96 kg Hydroxypropylguarharz, 12 kg Natriumtetraboratdecahydrat, 4,8 kg Natriumhydroxid, 300 kg Kaliumchlorid und 4,8 kg hydratisierte Hydroxyäthylcellulose pro 1000 l Wasser enthielt. Das Konzentrat wurde bei 43,3°C während 138 Tagen gelagert, während dieser Zeit erfolgte keine nennenswerte Steigerung der Viskosität des Konzentrats. Das Konzentrat wurde dann mit zusätzlichem Wasser verdünnt, welches eine Menge an anorganischer Säure in Form eines Gemisches von Essigsäure und Essigsäureanhydrid enthielt, und zwar äquivalent zu 0,75 l auf 1000 l Wasser im Konzentrat, und zwar bei einer Temperatur von 26,7°C. Der pH-Wert des erhaltenen Fluids wurde ebenso gemessen wie die scheinbare Viskosität des Fluids zur den Zeitpunkten während der in der folgenden Tabelle VI angegebenen Zeitspannen. Die Messungen der scheinbaren Viskosität wurden entsprechend der Arbeitsweise von Beispiel 1 durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Tests sind in der Tabelle VI zusammengestellt.

Tabelle VI

Hydratationsrate von verdünntem, flüssigem Gelkonzentrat mit einem Alter von 138 Tagen

Hieraus ist ersichtlich, daß das flüssige Gelkonzentrat eine lange Lagerzeit besitzt und dem hiermit bei Verdünnung mit zusätzlichem Wasser hergestellten Fluid und bei Erniedrigung des pH-Wertes des Fluids eine hohe Viskosität erteilt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Behandlungsfluids mit hoher Viskosität durch

a) Herstellung eines flüssigen Gelkonzentrats mit Wasser, 36 bis 360 kg/1000 l Wasser Hydroxypropylguargum, sowie 0,012 kg bis 120 kg/1000 l Wasser Natriumtetraborat, das durch eine Base auf einen pH-Wert von 9 bis 14 eingestellt ist und
b) Zugabe einer Säure, um den pH-Wert auf einen Wert unterhalb von 9 einzustellen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Konzentrat mit zusätzlichem Wasser zur Erhöhung des Volumens an gebildetem Behandlungsfluid mit hoher Viskosität verdünnt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiges Gelkonzentrat hergestellt wird, das zusätzlich ein hydratisiertes Polymerisat enthält, das durch Natriumtetraborat nicht inhibiert wird und in dem Konzentrat in einer ausreichenden Menge vorhanden ist, um die scheinbare Viskosität des Konzentrats auf einen Anfangswert im Bereich von 10^-2 Pas bis 10^-1 Pas zu erhöhen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiges Gelkonzentrat hergestellt wird, das zusätzlich bis zu 300 kg/1000 l Wasser eines Tonstabilisators enthält.

5. Verfahren zur Herstellung eines Behandlungsfluids mit hoher Viskosität durch

a) Herstellung eines flüssigen Gelkonzentrats mit Wasser, 36 bis 360 kg/1000 l Wasser Hydroxypropylguargum, sowie 0,012 kg bis 120 kg/1000 l Wasser Natriumtetraboratdecahydrat, sowie Natriumhydroxid, um einen pH-Wert im Bereich von 9 bis 14 einzustellen und
b) Erhitzen des Konzentrats auf eine Temperatur oberhalb von 60°C.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Konzentrat mit zusätzlichem Wasser zur Erhöhung des Volumens an gebildetem Behandlungsfluid hoher Viskosität verdünnt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiges Gelkonzentrat hergestellt wird, das zusätzlich hydratisierte Hydroxyäthylcellulose in ausreichender Menge enthält, um die scheinbare Viskosität des Konzentrats auf einen Anfangswert im Bereich von 10^-2 Pas bis 10^-1 Pas zu erhöhen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiges Gelkonzentrat hergestellt wird, das zusätzlich bis zu 300 kg/1000 l Wasser Kaliumchlorid enthält.

9. Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Behandlungsfluids mit hoher Viskosität durch

a) Herstellung eines flüssigen Gelkonzentrats mit Wasser, 36 bis 180 kg/1000 l Wasser Guargum und 2,4 kg bis 42 kg/1000 l Wasser Aluminiumsulfat sowie Natriumhydroxid, um einen pH-Wert im Bereich von 9 bis 14 einzustellen und
b) Zugabe einer Säure, um den pH-Wert auf einen Wert unterhalb von 9 einzustellen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Konzentrat mit zusätzlichem Wasser zur Erhöhung des Volumens an gebildetem Behandlungsfluid mit hoher Viskosität verdünnt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiges Gelkonzentrat hergestellt wird, das zusätzlich ein hydratisiertes Polymerisat enthält, das durch Aluminiumsulfat nicht inhibiert wird und in dem Konzentrat in einer ausreichenden Menge vorhanden ist, um die scheinbare Viskosität des Konzentrats auf einen Anfangswert im Bereich von 10^-2 Pas bis 10^-1 Pas zu erhöhen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiges Gelkonzentrat hergestellt wird, das zusätzlich bis 300 kg/1000 l Wasser eines Tonstabilisators enthält.

13. Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Behandlungsfluids mit hoher Viskosität durch

a) Herstellung eines flüssigen Gelkonzentrats mit Wasser, 36 bis 360 kg/1000 l Wasser Carboxymethylcellulose und 9 kg bis 90 kg/1000 l Wasser Aluminiumsulfat und
b) Zugeben einer Base, um den pH-Wert des Konzentrats auf einen Wert oberhalb von 8 einzustellen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Konzentrat mit zusätzlichem Wasser zur Erhöhung des Volumens an gebildetem Behandlungsfluid mit hoher Viskosität verdünnt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiges Gelkonzentrat hergestellt wird, das zusätzlich ein hydratisiertes Polymerisat enthält, das durch Aluminiumsulfat nicht inhibiert wird und in dem Konzentrat in einer ausreichenden Menge vorhanden ist, um die scheinbare Viskosität des Konzentrats auf einen Anfangswert im Bereich von 10^-2 Pas bis 10^-1 Pas zu erhöhen.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiges Gelkonzentrat hergestellt wird, das zusätzlich bis zu 300 kg/1000 l Wasser eines Tonstabilisators enthält.