DE3140637C2

DE3140637C2 -

Info

Publication number: DE3140637C2
Application number: DE3140637A
Authority: DE
Inventors: Roy Francis Houston Tex. Us House; Lonnie Daniel Chapel Hill Tex. Us Hoover
Original assignee: Baroid Technology Inc
Current assignee: Baroid Technology Inc
Priority date: 1980-10-14
Filing date: 1981-10-13
Publication date: 1993-06-03
Also published as: AU554833B2; FR2491942A1; IT1140203B; MY8500768A; NL8103670A; NO812926L; SG46984G; CA1182027A; GB2086923B; US4427556A; AU7339281A; FR2491942B1; GB2086923A; IT8123969A0; JPS5794041A; DE3140637A1

Description

Verdickte wäßrige Systeme, insbesondere auf Ölfel dern eingesetzte Flüssigkeiten, werden üblicherweise als Hilfsflüssigkeiten, z. B. zum Bohren, Bearbeiten und Endbehandeln von Oberflächen, Behandeln von unterirdischen Formationen und zum Ausfüllen von Zwischenräumen und Hohlräumen sowie für Stopfbüchsen oder zu anderen Zwecken verwendet, bei denen eine erhöhte Viskosität erwünscht ist. Es ist bekannt, hydrophile Polymere als Verdickungsmittel für wäßrige Systeme in solchen Hilfsflüssigkeiten zu verwenden. Jedoch werden viele hydrophile Polymere ohne erhöhte Temperaturen und/oder Mischen unter hohen Scherkräften während längerer Zeitabschnitte in wäßrigen Systemen nicht leicht hydratisiert, solvatisiert oder dispergiert. Z. B. werden viele solcher Polymeren in solchen wäßrigen Lösungen schlecht hydratisiert, solvatisiert oder disperiert, die ein oder mehrere Salze mit mehrwertigen Kationen enthalten, wie es bei schweren Flüssigkeiten der Fall ist, die im allgemeinen in Hilfsflüssigkeiten einge setzt werden. In vielen Fällen, z. b. beim Bearbeiten von Oberflächen, ist die zur Verfügung stehende maschinelle Ausrüstung zur Herstellung der Hilfs flüssigkeiten den Ansprüchen hinsichtlich hoher Temperatur und des Mischens unter hohen Scherkräften nicht gewachsen. Dementsprechend ist es bei der Ver wendung solcher verdickter Flüssigkeiten im allgemei nen nötig, sie abseits vom Ort des Bohrens herzu stellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein poly merhaltiges Gemisch anzugeben, das sich zum Verdicken von wäßrigen Systemen, insbesondere von schweren Flüssigkeiten mit einer Dichte von über 1,318 g/cm³ eignet.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein polymer haltiges Gemisch anzugeben, das bei schweren Flüssig keiten die Einstellung des Flüssigkeitsverlustes ver bessert.

Auch soll im Zusammenhang mit der Erfindung eine ver besserte wäßrige Bohrflüssigkeit zur Verfügung ge stellt werden.

Hinzu kommt, daß das flüssige polymerhaltige Gemisch gießbar und pumpbar sowie leicht handhabbar sein und geeignet sein soll, bei geringen Scherkräften eine verdickte wäßrige Bohrflüssigkeit zu bilden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein polymerhaltiges Ge misch gelöst, das ein organisches Polymer, ein Sol vatisierungsmittel, einen Verträglichkeitsvermittler und ein Verdünnungsmittel enthält. Dieses Gemisch ist in Anspruch 1 genau definiert.

Das organische Polymer ist in Wasser löslich oder dispergierbar und erhöht beim Solubilisieren oder Dispergieren in einem wäßrigen System dessen Viskosi tät oder vermindert den Flüssigkeitsverlust; es handelt sich um Zellulosederivate, Stärkederivate oder Polysaccharid, Gummis oder Gemische davon.

Das Solvatisierungsmittel ist eine mit Wasser misch bare, polare organische Flüssigkeit, die in Anspruch 1 näher definiert ist und die beim gleich mäßigen Mischen, z. B. mit Hilfe eines Spatels, mit dem Polymer in einem Gewichtsverhältnis von Polymer zu Solvatisierungsmittel von von 1 : 1 bis 1 : 5 ein viskoses bis halbfestes Gemisch bildet, das im wesentlichen frei von einer Flüssigkeit (Solvatisierungsmittel) ist, wenn das Gemisch bei Umgebungstemperatur in einem ver schlossenen Behälter etwa eine Woche stehengelassen worden ist.

Das Verdünnungsmittel ist für das Polymer ein nicht solvatisierendes Mittel.

Zudem enthält das erfindungsgemäße polymer haltige Gemisch noch einen Verträglichkeitsvermittler, der in der Lage ist, das Verdünnungsmittel zu gelieren und in Anspruch 1 genau definiert ist.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann das vorstehende erfindungsgemäße Gemisch mit einem wäßrigen System, z. B. einer schweren Flüssigkeit, zur Herstellung einer Bohrflüssigkeit, wie einer Flüssigkeit zur Bearbeitung von Materialien, verwendet werden.

Die erfindungsgemäßen polymerhaltigen Gemische ent halten als hydrophiles Polymer irgendein festes, organisches Polymer, das in Wasser löslich oder dis pergierbar ist und beim Solubilisieren oder Disper gieren in einem wäßrigen System dessen Viskosität erhöht sowie normalerweise bei der Zugabe zu einem wäßrigen System Agglomerate oder Klumpen bildet oder langsam hydratisiert, solvatisiert oder dispergiert. Das hydrophile Polymer ist ein Cellulose derivat, ein in Wasser dispergierbares Stärkederivat, ein Polysaccharidgummi oder ein Gemisch aus mindestens zwei dieser Stoffe.

Spezielle Beispiele für Cellulosederivate sind Carboxyalkylcelluloseäther, wie Carboxymethylcellu lose und Carboxyäthylcellulose, Hydroxyalkylcellulose äther, wie Hydroxyäthylcellulose und Hydroxypropyl cellulose, gemischte Celluloseäther, wie Carboxyalkyl hydroxyalkylcellulose, z. B. Carboxymethylhydroxyäthyl cellulose, Alkylhydroxyalkylcellulose, wie Methyl hydroxyäthylcellulose und Methylhydroxypropylcellulose, sowie Alkylcarboxyalkylcellulose, wie Äthylcarboxy methylcellulose (vgl. US-PS 41 10 230).

Spezielle Beispiele für Stärkederivate sind Carboxy alkylstärkeäther wie Carboxymethylstärke und Carboxy äthylstärke, Hydroxyalkylstärkeäther, wie Hydroxy äthylstärke und Hydroxypropylstärke, und gemischte Stärkeäther, wie Carboxyalkylhydroxyalkylstärke, z. B. Carboxymethylhydroxyäthylstärke, Alkylhydroxyalkyl stärke, z. B. Methylhydroxyäthylstärke, und Alkyl carboxyalkylstärke, z. B. Äthylcarboxymethylstärke.

Spezielle Beispiele für Polysaccharidgummen sind Biopolymere, wie Xanthomonas-Gummi (Xanthan), Galacto mannan-Gummen, wie Guar-Mehl, Johannisbrot-Gummi und Tara-Gummi, sowie Glucomannan-Gummen und Derivate dieser Stoffe, insbesondere Hydroxyalkylderivate (vgl. US-PSen 40 21 355 und 41 05 461). Besonders bevorzugte hydrophile Polymere sind Xanthan-Gummi (XC-Polymer), Carboxymethylcellulose und Hydroxyäthyl stärke.

Bei der Zugabe von trockenen, gepulverten hydrophilen Polymeren zu Wasser erleiden im allgemeinen die Polymerteilchen eine Hydratation, wobei verhindert wird, daß das Innere dieser Teilchen gut hydratisiert, solvatisiert oder in anderer Weise in dem wäßrigen System dispergiert wird. Dementsprechend müssen zur Herstellung eines homogenen Systems hohe Scherkräfte, lange Mischzeiten und/oder erhöhte Temperaturen ange wandt werden.

Es ist ein Merkmal der Erfindung, daß die polymer haltigen Gemische sich unter relativ geringen Scher kräftigen und bei Umgebungstemperatur in einem wäßrigen Medium leicht hydratisieren, lösen oder dispergieren. Diese polymerhaltigen Gemische oder Verdickungsmittel sind gießbare und pumpbare Flüssigkeiten.

Die erfindungsgemäßen Gemische enthalten neben dem Polymer ein Solvatisierungsmittel. Im allgemeinen umfaßt dies eine mit Wasser mischbare, polare orga nische Flüssigkeit, die bei dem Polymer ein Quellen bewirkt. In Abhängigkeit von dem Einsatzzweck des Verdickungsmittels können viele Verbindungen als Solvatisierungsmittel verwendet werden. Zur Überprü fung, ob eine bestimmte Verbindung oder ein bestimm ter Stoff im Sinne der Erfindung als Solvatisierungs mittel geeignet ist, kann der folgende Versuch durchgeführt werden.

Ein Gewichtsteil des hydrophilen Polymers wird gleichmäßig, z. B. mit Hilfe eines Spatels, mit zwei Gewichtsteilen mit dem zu prüfenden Solvatisierungs mittel gemischt. Das Gemisch wird dann bei Umgebungs temperatur in einem Behälter, der vorzugsweise ver schlossen ist, eine Woche lang in Ruhe stehengelassen. Flüssigkeiten, die sich gemäß dieser Prüfmethode als Solvatisierungsmittel eignen, bilden feste, halbfeste oder viskose Gemische, die nach der ein wöchigen Solvatisierungszeit keine freie Flüssigkeit enthalten. Allgemein gesagt, es wurde gefunden, daß im wesentlichen jede organische Verbindung, die dem vorstehenden Solvatisierungsversuch genügt, in einem brauchbaren Umfang als Solvatisierungsmittel wirkt.

Bevorzugte Beispiele für Solvatisierungsmittel sind aliphatische Glykole mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen, wie Äthylenglykol, 1,2-Propandiol, 1,4-Butandiol, und 1,3-Pentandiol, Alkylentriole mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie Glycerin, 1,2,3-Butantriol und 1,2,3-Pentantriol, niedermolekulare Polyalkylen glykole mit 4 bis 9 Kohlenstoffatomen, wie Diäthylen glykol und Triäthylenglykol, Amide mit 1 bis 4 Kohlen stoffatomen, wie Formamid und Dimethyl formamid, sowie Gemische aus mindestens zwei dieser Verbindungen. Im allgemeinen liegt das Solvatisierungs mittel in Abhängigkeit von seiner Quellwirkung beim Polymer in den erfindungsgemäßen Gemischen in einem Mengenverhältnis von Solvatisierungsmittel zu Polymer von 1 : 1 bis 5 : 1, vorzugsweise 2 : 1 bis 4 : 1, vor.

Das Verdünnungsmittel ist irgendeine flüssige organische Verbindung oder ein entsprechen des Material, das kein Solvatisierungsmittel ist. Üblicherweise ist das Verdünnungsmittel eine Flüssig keit, die das Polymer nicht wesentlich zum Quellen bringt, d. h., das Verdünnungsmittel bildet kein halb festes oder viskoses Gemisch, das keine freie Flüssig keit enthält, wenn gemäß dem vorstehend beschriebenen Versuch zur Prüfung von Solvatisierungsmitteln ein Stehenlassen während einer einwöchigen Solvatations zeit erfolgt.

Spezielle Beispiele für Verdünnungsmittel sind flüssige aliphatische und aromatische Kohlenwasser stoffe mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen, Kerosin, Dieselöl, Isopropanol, Alkylenglykoläther und Pflan zenöle. Bevorzugt sind organische Flüssigkeiten, die in Wasser löslich oder damit mischbar sind, insbeson dere Alkanole mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen, wie Äthylenglykolmonoalkyläther und Dialkylenglykolmonoalkyl äther. Das Verdünnungsmittel wird vorzugsweise in einer Menge eingesetzt, die das polymerhaltige Gemisch bei einer Temperatur von etwa 20°C in einem flüssi gen, gießbaren Zustand hält. Selbstverständlich können gewünschtenfalls auch geringere Mengen des Verdünnungsmittels verwendet werden, wobei die Grenzmenge des Verdünnungsmittels davon abhängt, wel che Scherkräfte zum Dispergieren des Verdickungs mittels zur Verfügung stehen. Es wurde gefunden, daß im allgemeinen die gewünschten Verdickungsmittel, die gießbare Flüssigkeiten darstellen, aus Gemischen hergestellt werden können, die 10 bis 25 Gew.-% hydrophiles Polymer, 2 bis 70 Gew.-% Verdünnungsmittel und 5 bis 88% Solvatisierungsmittel enthalten.

Weiterhin wird noch ein Verträglichkeitsvermittler gemäß Anspruch 1 zugesetzt. Dabei handelt es sich um einen Stoff, der in dem Verdünnungsmittel dispergiert, dessen Viskosi tät erhöht, die Abscheidung einer flüssigen Phase vermindert sowie im allgemeinen die Bildung einer homogenen Kombination aus dem Polymer, dem Solvati sierungsmittel und dem Verdünnungsmittel fördert.

Spezielle Beispiele für Verträglichkeitsvermittler sind die in der US-PS 41 05 578 beschriebenen Verträglichkeitsvermittler. Diese Tone werden durch Umsetzen einer Methylbenzyl dialkylammoniumverbindung, in der die Ammoniumgruppe 20 bis 25% Alkylreste mit 16 Kohlenstoffatomen und 60 bis 75% Alkylreste mit 18 Kohlenstoffatomen ent hält, mit einem Smektit-Ton, der eine Kationenaus tauscherkapazität von mindestens 75 Milliäquivalenten pro 100 g dieses Tons aufweist, hergestellt, wobei die Menge der genannten Ammoniumverbindung etwa 100 bis 120 Milliäquivalenten pro 100 g des Tons be trägt, bezogen auf 100% aktiven Ton. Spezielle Bei spiele für solche bevorzugte organophile Tone sind Dimethyldialkylammoniumbentonit, Dimethylbenzylalkyl ammoniumbentonit, Methylbenzyldialkylammoniumbentonit und Gemische aus diesen Stoffen, wobei die Alkylreste mindestens 12 Kohlenstoffatomen, insbesondere 16 bis 18 Kohlenstoffatomen enthalten. Am meisten bevorzugt sind solche Tone, in denen die Alkylreste von hydrier tem Talg abgeleitet sind. Ein vor allem bevorzugter organophiler Ton ist Methylbenzyldihydrogentalg ammoniumbentonit.

Vorzugsweise wird ein Dis pergiermittel verwendet, um die Dispergierbarkeit des organophilen Tons in dem Verdünnungsmittel zu ver bessern. Im allgemeinen ist das Dispergiermittel eine niedermolekulare polare organische Verbindung, wie ein niedermolekularer Alkohol, ein niederes Keton oder ein Niederalkylencarbonat. Bevorzugt sind ali phatische Alkohole mit 1 bis 2 Kohlenstoffatomen, Ketone mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen und Gemische solcher Verbindungen. Gemische aus solchen polaren organischen Verbindungen und Wasser können ebenso wie Wasser selbst eingesetzt werden. Wasser kommt dann in Frage, wenn ausreichende Scherkräfte zum Dispergieren des Verträglichkeitsvermittlers angewandt werden können. Ein bevorzugtes Dispergiermittel umfaßt ein Methanol-Wasser-Gemisch aus etwa 75 bis etwa 98 Gew.-% Methanol und etwa 25 bis etwa 2 Gew.-% Wasser. Es ist zweckmäßig, wenn das Dispergiermittel eines der vorgenannten Solvatisierungsmittel enthält. So kann z. B. ein Teil des Solvatisierungsmittels zum Dispergieren des Verträglichkeitsvermittlers im Ver dünnungsmittel verwendet werden. Selbstverständlich ist der Zusatz eines Dispergiermittels nicht zwingend, wenn auch wünschenswert, da es seine Aufgabe ist, die Bildung einer homogenen Suspension des organo philen Tons, d. h. des Verträglichkeitsvermittlers, im Verdünnungsmittel zu unterstützen. Eine solche homogene Suspension kann durch übliche Mischungstech niken erreicht werden. Bei Anwendung des Dispergier mittels liegt seine Menge bei etwa 1,5 bis etwa 80 Gew.-%, vorzugsweise bei etwa 20 bis etwa 40 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Verträglichkeitsvermittler.

Der Verträglichkeitsvermittler braucht in dem er findungsgemäßen Gemisch nur in einer Menge vorzuliegen, die ausreicht, um ein Verfestigen der Mischung aus dem Polymer, dem Solvatisierungsmittel und der ge samten Menge des Verdünnungsmittels oder eines Teils hiervon zu vermeiden. Vorzugsweise wird der Verträg lichkeitsvermittler in einer Menge von 2,85 bis 71,33 g/l, insbesondere 14,26 bis 42,80 g/l, bezogen auf die Gesamtmenge aus Verdünnungsmittel und Verträglich keitsvermittler, eingesetzt.

Die erfindungsgemäßen polymerhaltigen Gemische eignen sich als Verdicker oder Suspensionsmittel in sus pendierten Düngemitteln, flüssigen Pestiziden, flüssigen Herbiziden und anderen wäßrigen Systemen, die eine Viskositätserhöhung erfordern. Jedoch sind die erfindungsgemäßen Gemische besonders wertvoll zur Herstellung von Hilfsflüssigkeiten, z. B. Bohr flüssigkeiten, die aus wäßrigen Systemen erhalten werden, in denen ein lösliches Salz, wie ein Salz eines Alkalimetalls, Erdalkalimetalls oder Metalls der Gruppe Ib oder IIb des Periodensystems der Elemente, ein wasserlösliches Ammoniumsalz oder ein Salz mit anderen Kationen vorliegt. Die als Ver dicker wirkenden Gemische sind besonders nützlich bei der Herstellung von verdickten schweren Flüssig keiten, d. h. wäßrigen Lösungen von Salzen mit mehr wertigen Kationen, wie Zink- und Calciumionen.

Verdickte schwere Flüssigkeiten mit besonders gün stigen Eigenschaften, insbesondere Flüssigkeiten zum Einsatz für Bohrflüssigkeiten, werden aus Flüssig keiten oder Salzlösungen mit einer Dichte von über 1,318 g/cm³ erhalten. Dabei sind solche schweren Flüssigkeiten bevorzugt, die wäßrige Lösungen von Calciumchlorid, Calciumbromid, Zinkchlorid, Zink bromid oder Gemische aus mindestens zwei dieser Salze umfassen.

Die Verwendung eines festen inerten Füllstoffs in den erfindungsgemäßen Gemischen erleichtert die Dispergierbarkeit und erhöht die Hydratationsgeschwin digkeit der polymerhaltigen Gemische in schweren Salz lösungen. Dementsprechend werden die gewünschten rheologischen Eigenschaften schneller erhalten, wenn die polymerhaltigen Gemische zu solchen Lösungen gegeben werden. Der Füllstoff soll eine geringe oder keine Absorptionskapazität für das Solvatisierungs mittel aufweisen. Er ist im allgemeinen nicht reaktiv gegenüber dem hydrophilen Polymer, dem Solvatisie rungsmittel oder dem Verdünnungsmittel. Spezielle Beispiele für feste inerte Füllstoffe sind Kaolin, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Diatomeenerde, öl lösliche Harze, Erdalkalimetallcarbonate und Alkali metallcarbonate. Falls der Füllstoff zugegeben wird, wählt man ein Gewichtsverhältnis von Polymer zu Füll stoff von 1 : 1 bis 1 : 10.

Es wurde gefunden, daß bei einem Altern der polymer haltigen Gemische oder Verdickungsmittel vor ihrer Zugabe zu einer schweren Flüssigkeit die Hydratations geschwindigkeit in den schweren Flüssigkeiten erhöht wird. Zwar können die polymerhaltigen Gemische oder Verdickungsmittel bereits innerhalb einiger Stunden nach ihrer Herstellung zu schweren Flüssigkeiten gegeben werden, jedoch wird nach längeren Alterungs zeiten die Hydratation der Verdickungsmittel in den schweren Flüssigkeiten beschleunigt. Die Beispiele erläutern die Erfindung. Alle Messungen physikali scher Eigenschaften wurden gemäß den Testmethoden in "Standard Procedure for Testing Drilling Fluid API RP 13B, 7. Auflage, April 1978" durchgeführt, soweit nicht anders angegeben ist. Die in den Beispielen angegebenen Abkürzungen von physikalischen Eigenschaf ten haben die nachfolgenden Bedeutungen, falls nichts anderes angegeben ist:

300 UpM=Meßgerät "Fann V-G", Skalenablesung bei 300 Upm,
PV=Plastische Viskosität (API) in 10^-3 Pa·s (cP),
YP=Quetschgrenze oder Yield Point (API) in 0,049 kg/m² (lb/100 ft²),
GEL=10-Sekunden-Gel/10-Minuten-Gel, 10-Sekunden-Gel=10-Sekunden-Gelfestig keit (API) in 0,049 kg/m² (lb/100 ft²) und
10-Minuten-Gel=10-Minuten-Gelfestigkeit (API) in 0,049 kg/m² (lb/100 ft²).

Beispiel 1

Polymerhaltige Gemische wurden in folgender Weise hergestellt:

1. Durch Mischen von 8000 Gewichtsteilen Dieselöl, 160 Gewichtsteilen eines organophilen Bentonits (GELTONE II; NL Baroid) und 45,5 Gewichtsteilen eines Gemisches aus Methanol und Wasser (Gewichts verhältnis 95 : 5) mit einem Dispergator (Premier Dispergator) während 20 Minuten wurde eine Vorrats menge eines Gemisches aus Dieselöl und Methylben zyldihydrogentalgammoniumbentonit hergestellt. Das verwendete Äthanol-Wasser-Gemisch wirkte als Dispersionshilfe für den organophilen Ton.
2. 200 g des gemäß 1 hergestellten Gemisches wurden in einem Mischer (Multimixer) mit 100 g Xanthan-Gummi (XC-Polymer) gemischt. Der Mischvorgang wurde 2 Minuten durchge führt.
3. Zu dem erhaltenen Gemisch wurden 100 g eines wirkungsvollen Solvatisierungsmittels gegeben, wonach 5 Minuten gemischt wurde.
4. Das erhaltene polymerhaltige Gemisch wurde min destens 16 Stunden stehengelassen und dann in einer Salzlösung (2,30 g/cm³) geprüft, die Calciumbromid und Zinkbromid enthielt. Die Konzentration des Verdickers betrug 34,24 g/l, entsprechend 8,56 g/l XC-Polymer. Die Prüfung geschah wie folgt:
- a) 350 ml der Salzlösung und 4 g des polymerhal tigen Gemisches (Verdicker) wurden 5 Minuten gemischt (in einem Multimixer);
- b) die rheologischen Eigenschaften wurden gemessen;
- c) die Proben wurden jeweils in einem Behälter mit einem Inhalt von 0,47 l in einem Drehofen bei einer Temperatur von 65°C über Nacht in Bewe gung gehalten;
- d) die rheologischen Eigenschaften wurden nach dem Abkühlen der Proben auf Raumtemperatur bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle I zusammenge faßt.

Zum Vergleich wurden polymerhaltige Gemische herge stellt, in denen das Solvatisierungsmittel durch das vorstehend unter Ziffer 1 beschriebene Gemisch ersetzt wurde (vgl. Angabe "ohne" in der Tabelle I, Spalte 1). Außerdem wurde das trockene gepulverte un solvatisierte XC-Polymer in der Calciumbromid-Zink bromid-Lösung bestimmt. Aus der Tabelle I ist ersichtlich, daß mehrere Verbindungen als Solvatisierungsmittel wirken. Zusätzlich zeigt sich, daß ohne ein Solvati sierungsmittel die Hydratationsgeschwindigkeit stark vermindert ist, was sich aus den entsprechend schlechten rheologischen Eigenschaften ergibt.

Tabelle I

Beispiel 2

Polymerhaltige Gemische wurden auf folgende Weise hergestellt:

1. 200 g Dieselöl, 7 g eines organophilen Tons (GELTONE II) und 2,4 ml eines Methanol-Wasser- Gemisches (95 : 5) wurden 15 Minuten gemischt (Multimixer);
2. 100 g des jeweiligen in der Tabelle II angegebenen Polymers wurden während 2 Minuten dazugemischt;
3. 100 g des in der Tabelle II angegebenen Solvatisie rungshilfsmittels wurden während 2 Minuten einge mischt;
4. Das polymerhaltige Gemisch wird vor seiner Prüfung 1 Stunde stehengelassen.

Die hergestellten Gemische wurden mit einer Kon zentration von 22,82 g/l, entsprechend 5,70 g/l Polymer, in der Calciumbromid- Zinkbromid-Lösung (2,30 g/cm³) geprüft. Die rheologischen Werte (API) wurden nach 15 minütigem Mischen (Multimixer) und 16stündigem Behandeln der Proben in einem Drehofen bei 65°C erhalten. Die Ergebnisse sind in der Tabelle II zusammengefaßt.

Tabelle II

Beispiel 3

Polymerhaltige Gemische wurden gemäß Beispiel 1 her gestellt und in einer Calciumchloridlösung (1,39 g/cm³) bei den in der Tabelle III angegebenen Konzentrationen überprüft.

Nachdem die rheologischen Eigenschaften der Proben nach einer Behandlung im Drehofen bei 65°C festge stellt worden waren, wurden 28,53 g/l Calciumcarbonat (BARACARB, NL Baroid) zugegeben und während 2 Minuten eingemischt (Multimixer). An schließend wurde der Filtrationstest bei tiefer Tem peratur gemäß API RP 13B mit jeder Probe durchgeführt.

Tabelle III

Zum Vergleich wurden die Polymere als trockene Pulver bei den gleichen Konzentrationen bestimmt. Die Er gebnisse sind in der Tabelle III zusammengefaßt.

Claims

1. Polymerhaltiges Gemisch zum Verdicken von wäßrigen Systemen mit einem Gehalt an

(a) einem organischen Polymer, ausgewählt unter einem Zellulose derivat, Stärkederivat oder Polysaccharidgummi oder einem Gemisch aus mindestens zwei dieser Stoffe, das in Wasser dispergierbar ist, die Vis kosität des wäßrigen Systems erhöht oder einen Flüssigkeitsverlust dieses Systems vermindert so wie normalerweise bei der Zugabe zu einem wäßri gen System Agglomerate bildet.
(b) einem Solvatisierungsmittel, das eine mit Wasser mischbare, polare organische Flüssigkeit ist, wie ein Glykol oder Polyalkylenglykol,
(c) einem Verträglichkeitsvermittler, der die Visko sität eines Verdünnungsmittels (d) erhöhen kann,

dadurch gekennzeichnet, daß

- es ein Verdünnungsmittel (d) enthält, das eine organische Flüssigkeit, jedoch kein Solvatisie rungsmittel ist,
- das Solvatisierungsmittel (b) ein aliphatisches Gly kol mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen, ein Alkylen triol mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen, ein Polyal kylenglykol mit 4 bis 9 Kohlenstoffatomen, ein Amid mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder ein Ge misch aus mindestens zwei dieser Verbindungen ist und beim gleichmäßigen Mischen mit dem Polymer (a) in einem Gewichtsverhältnis von Polymer zu Solvatisierungsmittel von 1 : 1 bis 1 : 5 ein Gemisch bildet, das nach einwöchigem Stehen bei Umge bungstemperatur in einem geschlossenen Behälter im wesentlichen kein freies flüssiges Solvatisie rungsmittel enthält, und
- der Verträglichkeitsvermittler (c) ein Reaktionspro dukt aus einer Methylbenzyldialkylammoniumverbin dung, in der die Ammoniumgruppe 20 bis 35% Al kylreste mit 16 Kohlenstoffatomen und 60 bis 75% Alkylreste mit 18 Kohlenstoffatomen enthält und einem Smektit-Ton mit einer Kationenaustauscher kapazität von mindestens 75 Milliäquivalenten pro 100 g des Tons ist, wobei die Menge der Ammonium verbindung etwa 100 bis 200 Milliäquivalenten pro 100 g des Tons, bezogen auf 100% aktiven Ton, beträgt.

2. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Solvatisierungsmittel Äthylenglykol oder Glycerin enthält.

3. Gemisch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß das Verdünnungsmittel ein flüssiger aliphati scher und/oder aromatischer Kohlenwasserstoff mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen, Dieselöl, Kerosin, ein Alka nol mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen oder ein Ge misch aus mindestens zwei dieser Verbindungen ist.

4. Gemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der Smektit-Ton ein Hectorit oder ein Natriumbetonit ist.

5. Gemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Methylbenzyldialkylammoniumver bindung Methylbenzyldihydrogentalgammoniumchlorid ist.

6. Gemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Polymer (a) zu Solvatisierungsmittel (b) 1 : 2 bis 1 : 4 beträgt.

7. Gemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß das Polymer (a) in einer Menge von 10 bis 25 Gew.-% vorliegt.

8. Gemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß das Solvatisierungsmittel (b) in einer Menge von 5 bis 88 Gew.-% vorliegt.

9. Gemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß das Verdünnungsmittel (d) in einer Menge von 2 bis 70 Gew.-% vorliegt.

10. Gemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß das Polymer Xanthangummi, Carboxy methylcellulose, Hydroxyethylstärke oder Carboxy methylstärke ist.

11. Verwendung des Gemisches nach einem der Ansprüche 1 bis 10 in einem wäßrigen System als Bohrflüssigkeit.

12. Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das wäßrige System eine Lösung von mindestens einem wasserlöslichen Salz mit mehrwertigen Metall ionen enthält.

13. Verwendung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn zeichnet, daß das wasserlösliche Salz Calciumchlorid, Calciumbromid, Zinkchlorid, Zinkbromid oder ein Ge misch aus mindestens zwei dieser Verbindungen ist.

14. Verwendung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das wäßrige System eine Dichte von über 1,32 g/cm³ aufweist.

15. Verwendung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte 1,43 bis 2,30 g/cm³ beträgt.