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Verfahren zur abdichtenden Behandlung von Erdbohrlöchern zwecks Vermeidung
von Verlusten eingeführter Flüssigkeiten Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zur abdichtenden Behandlung von Bohrlöchern zwecks Vermeidung von Verlusten eingeführter
Flüssigkeiten in der Erde.
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Beim Bohren von Tiefbohrlöchern in die Erde, z. B. von Bohrungen nach
Petroleumöl oder Gas, tritt häufig ein Umlaufverlust von Bohrflüssigkeit auf, der
dadurch bedingt ist, daß die Bohrflüssigkeit in hoch durchlässige oder hohlraumhaltige
Formationen fließt, wodurch eine entsprechende Erhöhung der Kosten der Bohrung beding
ist und oft die Fortsetzung des Bohrvorganges unmöglich gemacht wird. Bei Aufbereitungs-
oder Ansäuerungsverfahren zum Ingangsetzen oder Antreiben der Gewinnung von gewünschten
Flüssigkeiten aus einer fündigen, von einem Bohrloch durchdrungenen Formation, ist
es oft notwendig oder erwünscht, benachbarte Erdformationen von den Wirkungen der
Aufbereitungs-oder Ansäuerungsverfahren zu schützen. In ähnlicher Weise ist es oft
notwendig oder erwünscht, bei Wasserflut- oder Gastriebsvorgänge zur Erhöhung der
Gewinnung von Petroleumöl aus einer unterirdischen Formation, den Flüß von eingedrücktem
Wasser oder Gas in Nachbarformationen zu verhindern. Bei
Futterrohren
in einem Bohrloch erfordern diese zusätzlich eine Festlegung an Ort und Stelle,
es können Löcher und Durchbohrungen in ihnen auftreten, oder sie sind einer korrodierenden
Umgebung ausgesetzt. Für alle diese Umstände ebenso wie für andere ist eine Behandlung
des Bohrloches angezeigt.
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Gemäß der Erfindung ist ein abdichtender Schlamm vorgesehen, der einen
einwertigen Montmorillonit enthält, welcher einer Erhitzung während einer solchen
Zeit und auf einer solchen Temperatur unterworfen worden ist, daß wenigstens ein
Teil des interlaminaren Wassers aus ihm entfernt wird; der wäßrige Schlamm dieser
Zusammensetzung wird in ein Bohrloch in der Erde an eine gewünschte Stelle gebracht,
um sich dort abzusetzen und zu verfestigen.
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Einwertige Montmorillonite haben die Eigenschaft zu hydratisieren
und zu dispergieren, wenn sie mit flüssigem Wasser in Berührung kommen. Der Mechanismus
der Hydratbildung und der Dispersion ist ein zweistufiges Verfahren. In der ersten
Stufe, der Hydratbildungsstufe, dringt das Wasser zwischen die Schichten der Montmorillonitteilchen
und verursacht eine Ausdehnung oder ein Quellen des Gitterwerkes. Die zweite Stufe,
die Dispersionsstufe, tritt ein, wenn die Gitterwerkausdehnung oder -quellung infolge
der Hydratbildungsstufe die Dicke der Teilchen auf ungefähr das Zehnfache ihrer
ursprünglichen Dicke erhöht und die Schichten sich voneinander trennen. Das sich
ergebende Unbeweglichmachen des Wassers, welches die Gitterwerkausdehnung oder -quellung
verursacht, und die sich ergebende Bildung von vielen kleinen asymmetrischen Teilchen
infolge der Trennung der Schichten erteilen der Suspension eine erhöhte Viskosität
in Abhängigkeit von der Konzentration des einwertigen Montmorillonits in dem Wasser
von dem Dispersionsgrad der Schichten. Die Geschwindigkeit und das Ausmaß der Hydratbildung
und der Dispersion der Schichten ändert sich etwas mit der Art des einwertigen Montmorillonits.
Bei den meisten einwertigen Montmorilloniten tritt die Hydratbildung und die Dispersion
fast sofort nach Mischung mit dem flüssigen Wasser ein. Bei wenigen Arten von einwertigen
Montmorilloniten ist jedoch die Geschwindigkeit der ffydrätbildung und der Dispersion
geringer.
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Es ist gefunden worden, daß durch Erhitzen eines einwertigen Montmorillonits
während einer solchen Zeit und auf eine solche Temperatur, die ausreicht, um wenigstens
einen Teil des interlaminaren Wassers zu entfernen, ein Produkt in Gestalt eines
wäßrigen Schlammes gebildet wird, der vom Standpunkt der Behandlung eines Erdbohrloches
verbesserte Eigenschaften hinsichtlich der Geschwindigkeit hat, mit welcher eine
Hydratbildung und eine Dispersion eintritt und dementsprechend hinsichtlich der
Geschwindigkeit, mit welcher der Schlamm mit der Zeit seine Viskosität erhöht. Unter
interlaminarem Wasser wird das nicht flüssige Wasser verstanden, das zwischen den
Schichten des einwertigen Montmorillonits enthalten ist, von dem ein Teil mit den
Oberflächenkationen des einwertigen Montmorillonits vereinigt ist. Durch den Erhitzungsvorgang
wird die Geschwindigkeit, mit welcher der sich ergebende einwertige Montmorillonit
sich in Gegenwart von flüssigem Wasser hydratisiert und dispergiert, deutlich verzögert.
Ein einwertiger Montmorillonit, der bei Mischung mit flüssigem Wasser fast sofort
hydratisiert und dispergiert, hydratisiert und dispergiert nur langsam, nachdem
er dem Erhitzungsvorgang unterworfen worden ist, und ein einwertiger Montmorillonit,
der vergleichsweise langsam hydratisiert und dispergiert, hydratisiert und dispergiert
mit einer noch geringeren Geschwindigkeit, nachdem er dem Erhitzungsvorgang unterworfen
worden ist. Der einwertige Montmorillonit, der einem solchen Erhitzungsvorgang unterworfen
worden ist, kann mit Wasser in einer solchen Konzentration gemischt werden, daß
er einen Schlamm bildet, der anfangs verhältnismäßig flüssig und pumpbar ist und
der bequem in ein Bohrloch zu einer gewünschten Stelle gebracht werden kann, der
jedoch mit der Zeit seine Viskosität erhöht, bis er vergleichsweise starr und fest
wird und sich an der gewünschten Stelle innerhalb des Bohrloches absetzt bzw. verfestigt.
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Der einwertige Montmorillonit kann Natriummontmorillonit, Kaliummontmorillonit,
Lithiummontmorillonit usw. sein. Vorzugsweise wird jedoch Natriummontmorillonit
verwendet. Der einwertige Montmorillonit kann aus einem synthetischen oder einem
natürlichen Montmorillonit bestehen. Ferner kann er sich in Mischung mit anderem
festem Material, wie Tonen, oder anderen natürlichen Quellen von einwertigen Montmorilloniten
befinden. Zufriedenstellende Ergebnisse werden durch Verwendung von natürlichem
Natriummontmorillonit, wie z. B. Natriumbentonit, erzielt.
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Ein spezifisches Beispiel eines geeigneten einwertigen Montmorillonits
ist der einwertige Montmorillonit, der in einem Ton enthalten ist, welcher aus Oberflächenniederschlägen
in dem White-River-Gebiet im Südwesten von Norddakota erhalten wird. Dieser Ton,
der als »White-River-Ton« bezeichnet wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß er im
wesentlichen vollständig aus Montmorilloniten, Quarz, Cristobalit und Feldspat besteht
und eine geringe Menge von wasserlöslichen Salzen enthält. Eine Analyse eines typischen
Musters von White-River-Ton zeigt folgendes
| Mineral Gewichtsprozent |
| Quarz .......................... 18,0 |
| Cristobalit ...................... 7,0 |
| Feldspat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,0 |
| Natriummontmorillonit . . . . . . . . . . . 50,0 |
| zweiwertige Montmorillonite ...... 20,0 |
| wasserlösliche Salze . . . . . .. . . .. .. . 0,2 |
Die wasserlöslichen Salze bestehen hauptsächlich aus Calciumbicarbonat, Natriumbicarbonat,
Natriumsulfat, Aluminiumsulfat und Natriumchlorid.
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Ein anderes spezifisches Beispiel eines geeigneten einwertigen Montmorillonits
ist der einwertige Montmorillonit, der in einem Ton enthalten ist, der in Kalifornien
gewonnen wird und unter der Handelsbezeichnung »McKittrick-Lightu-Ton bekannt ist.
McKittrick-Light-Ton ist dadurch gekennzeichnet, daß er Quarz, Cristobalit, Feldspat,
Analci.t (Analcim), Calcit (Calciumcarbonat), Dolomit, Illit, Montmorillonit
und
wasserlösliche Salze enthält. Praktisch ist dabei der gesamte Montmorillonit Natrium
montmorillonit. Eine Analyse eines typischen Musters von McKittrick-Light-Ton zeigt
folgendes:
| Mineral Gewichtsprozent |
| Quarz .......................... 12,0 |
| Cristobalit ...................... 2,0 |
| Feldspat........................ 12,0 |
| Analcit (Analcim) ............... 1,o |
| Calcit (Calciumcarbonat) ......... 7,0 |
| Dolomit ........................ 2,0 |
| Illit ............................ 25,0 |
| Natriummontmorillonit . . . . . . . . . . . 37,0 |
| wasserlösliche Salze .. .... .... .... 2,0 |
Die wasserlöslichen Salze bestehen hauptsächlich aus Calciumcarbonat, Natriumcarbonat,
Natriumbicarbonat, Natriumsulfat und Natriumchlorid.
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Bei wäßrigen Aufschlämmungen eines Feststoffes, wie eines einwertigen
Montmorillonits, sind physikalische Eigenschaften bezüglich plastische Viskosität,
Fließwert und Gelfestigkeit von Wichtigkeit. Die plastische Viskosität der meisten
dieser Schlamme kann, wenn die Feststoffkonzentration nicht übermäßig ist, annähernd
als eine Arrheniusfunktion wie folgt ausgedrückt werden: u, = uni
e BC, wobei u. plastische Viskosität der Suspension, unc Viskosität des Wassers,
C" Volumenfraktion des Schlammes, bestehend aus Feststoffen, und B ein Beiwert,
der für die suspendierten Feststoffe charakteristisch ist, bedeutet.
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Für einen Schlamm, bei welchem sich die plastische Viskosität mit
der Zeit erhöht, ist B eine Funktion der Zeit, und wenn die Erhöhung der plastischen
Viskosität von der Temperatur abhängt, ist B eine Funktion der Temperatur. Angenommen,
daß B (o) der beobachtete Wert bei der Zeit Null ist, d. h. unmittelbar nach Mischen
der Feststoffe und des Wassers, und B (t, T) der beobachtete Wert, nachdem
eine Zeit t verstrichen ist, während welcher die Temperatur des Schlammes auf T
gehalten worden ist, dann ist das Verhältnis der plastischen Viskosität zu der Zeit
t [uP (t, T)] zu der anfänglichen plastischen Viskosität
Der Ausdruck [B (t, T) - B (o)] ist ein Maß für die Fähigkeit des Tons, die
plastische Viskosität seines Schlammes in der Zeit t zu erhöhen, und unabhängig
von der Feststoffkonzentration in dem Schlamm.
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Für die Behandlung eines Erdbohrloches wird ein Schlamm aus Wasser
und dem- einwertigen Montmorillonit, der einer Erhitzung unterworfen worden ist,
in das Bohrloch an eine gewünschte Stelle gebracht. Den Schlamm läßt man an dieser
Stelle bleiben und sich dort verfestigen. Demgemäß muß der Schlamm seine Fließfähigkeit
und Pumpfähigkeit während einer solchen Zeit nach dem Mischen bewahren, daß er an
die gewünschte Stelle in dem Bohrloch gebracht werden kann. Zusätzlich dazu muß
der Schlamm, nachdem er an die gewünschte Stelle in dem Bohrloch gebracht worden
ist, sich zu einem solchen Grad von Festigkeit verfestigen oder eine solche Scherfestigkeit
erreichen, daß er den gewöhnlichen Beanspruchungen, die durch Druckunterschiede
innerhalb des Bohrloches auf ihn ausgeübt werden, Widerstand leistet. Es ist gefunden
worden, daß zur Erzielung eines Schlammes von einwertigem Montmorillonit, der vom
Standpunkt der Erhaltung der Fließfähigkeit und Pumpfähigkeit und der darauffolgenden
Erreichung einer gewünschten Scherfestigkeit zufriedenstellend ist, die Größe [B
(t, T) - B (o)], in welcher t 16 Stunden und T 77°
beträgt,
für den einwertigen Montmorillonit nach der Erhitzungsbehandlung wenigstens 40 sein
muß.
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Für einen gegebenen einwertigen Montmorillonit hängt der Wert der
Größe [B (t, T) - B (o)] von der Menge von durch den Erhitzungsvorgang entferntem
interlaminarem Wasser ab, und diese hängt wiederum bei einem gegebenen einwertigen
Montmorillonit von der Zeit und der Temperatur des Erhitzungsvorganges ab. Außerdem
hängt der maximale Wert der Größe [B (t, T) - B (o)], die bei einer bestimmten
Zeit und Temperatur des Erhitzungsvorganges erhalten wird, von dem einwertigen Montmorillonit
ab. Auf diese Weise hängt die Zeit und Temperatur der Erhitzung zur Erzielung eines
gegebenen Wertes über 40 für die Größe [B (t, T) - B (o)], in der
t 16 Stünden und T 77° ist, von dem einwertigen Montmorillonit ab. Allgemein
kann die Zeit und Temperatur für die Erhitzung, welche zur Erzielung eines gewünschten
Wertes der Größe [B (t, T) - B (o)] für einen gegebenen einwertigen Montmorillonit
erforderlich ist, durch Erhitzen von Proben des einwertigen Montmorillonits auf
verschiedene Temperaturen und während verschiedener Zeitdauern bestimmt und der
Wert der Größe [B (t, T) - B (o)1 ermittelt werden, indem jede Probe nach
Erhitzung mit Wasser gemischt und dann die plastische Viskosität des sich ergebenden
Schlammes sofort nach dem Mischen und dann nach Altern während 16 Stunden bei einer
Temperatur von 77° gemessen wird. Aus den so erhaltenen Werten kann dann die Erhitzungszeit
und Temperatur, die für andere Werte der Größe [B (t, T) - B (o)]
er-
forderlich ist, geschätzt werden. Überdies kann der Maximalwert der Größe
[B (t, T) - B (o)] für einen gegebenen Montmorillonit in ähnlicher Weise
bestimmt werden. Es ist z. B. gefunden worden, daß zufriedenstellende Ergebnisse
durch Erhitzen von White-River-Ton bei einer Temperatur zwischen ungefähr 317 und
371° während 2 Stunden, durch Erhitzen von McKittrick-Light-Ton bei einer Temperatur
etwa zwischen 205 und 26o° während mehrerer Minuten und durch Erhitzen von
Bentonit während einer Zeitdauer zwischen 8 und 24 Stunden auf zwischen etwa 482
und 538° erhalten werden können. Es können jedoch auch vergleichbare Ergebnisse
durch Erhitzen jedes dieser Tone bei höheren Temperaturen während kürzerer Zeiten
oder bei niedrigeren Temperaturen während längerer Zeiten erhalten werden.
Wie
früher angegeben, sollen die Zeit und die Temperatur der Erhitzung so bemessen sein,
daß wenigsten ein Teil des interlaminaren Wassers aus dem einwertigen Montmorillonit
entfernt wird. Die Zeit und die Temperatur des Erhitzungsvorganges sollen jedoch
so sein, daß ein Minimum des Konstitutionswassers aus dem einwertigen Montmorillonit
entfernt wird, da, wie gefunden wurde, das Entfernen von Konstitutionswasser eine
nachteilige Wirkung auf den Wert der Größe [B (t, T) - B (o)] hat, welche
von einwertigem Montmorillonit infolge des Erhitzungsvorganges erreicht wird. Konstitutionswasser
ist Wasser, welches von Hydroxylgruppen gebildet wird, die innerhalb der Kristallstruktur
der Montmorillonit-Schichten vorhanden sind. Das Entfernen einer geringen Menge
von Konstitutionswasser beeinträchtigt den Wert der Größe (B (t, T) - B (o»
nicht erheblich. Andererseits setzt eine verlängerte Erhitzung bei hohen Temperaturen,
die zu einem Entfernen von merklichen Mengen von Konstitutionswasser führt, den
Wert der Größe [B (t, T) - B (o)1 in einem größeren Umfang herab als das
Entfernen des interlaminaren Wassers ihren Wert erhöht. Dementsprechend sollen die
Zeit und die Temperatur der Erhitzung nicht so groß sein, daß irgendeine Verbesserung
des Wertes der Größe [B (t, T) - B (o)], die sonst durch Entfernex °.ron
interlaminarem Wasser erzielt wird, durch eine -Aerabsetzung infolge Entfernens
von Konstitutionswasser kompensiert wird.
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Während das Entfernen einer geringen Menge von Konstitutionswasser
aus dem einwertigen Mflntmorillonit den Wert der Größe [B (t; T) - B (o)]
nicht ernsthaft beeinträchtigt, werden vorzugsweise eine solche Zeit und Temperatur
für den Erhitzungsvorgang gewählt, daß jegliches Entfernen von Konstitutionswasser
vermieden wird. Die Maximalzeit und die Maximaltemperatur für den Erhitzungsvorgang,
der ohne Entfernen von Konstitutionswasser angewendet werden kann, kann durch Erhitzung
von Proben des einwertigen Montmorillonits bei verschiedenen Temperaturen bestimmt
werden, bis ein konstantes Gewicht jeder Probe erreicht wird. Eine Temperatur-Gewichts-Kurve
des einwertigen Montmorillonits zeigt, wenn die. Temperatur über ioo° erhöht wird,
einen anfänglichen Abfall, der ein Entfernen von interlaminarem Wasser anzeigt,
einen im wesentlichen flachen Teil- und einen darauffolgenden Abfall, der das Entfernen
von Konstitutionswasser zeigt. Temperaturen zur Erhitzung ohne Entfernen von Konstitutionswasser
können irgendwelche derjenigen Temperaturen sein, die niedriger als der zweite Abfall
auf der Kurve sind, und das Erhitzen kann während einer gewünschten Zeitdauer bei
diesen Temperaturen fortgesetzt werden.
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Wie oben angegeben, muß zur Erzielung eines Schlamms, der hinsichtlich
der Fließfähigkeit und der Pumpfähigkeit und hinsichtlich der Erhaltung einer gewünschten
Scherfestigkeit zufriedenstellend ist, der einwertige Montmorillonit nach dem Erhitzungsvorgang
einen Wert von wenigstens 40 für die Größe (B (t, T) - B (o)] haben, wobei
t = 16 Stunden und T = 77° ist. Die Größe [B (t, T) - B (o)]
steht zu der plastischen Viskosität des Schlammes in Beziehung. Der Fließwert und
die Gelfestigkeit eines Schlammes sollen auch bei der Bestimmung der Eignung eines
Schlammes für die Behandlung eines Erdbohrloches in Betracht gezogen werden, aber
gewöhnlich sind, wenn die plastische Viskosität von diesem Standpunkt aus zufriedenstellend
ist, der Fließwert und die Gelfestigkeit auch von diesem Standpunkt aus ausreichend.
Der Wert der Größe [B (t, T)-B (o)1 ist ferner nur ein Maß für die GeschvY
indigkeit der Erhöhung der plastischen Viskosität mit der Zeit, und wie oben angegeben,
muß für eine zufriedenstellende Behandlung eines Erdbohrloches der Schlamm eine
solche Anfangsviskosität haben, daß er flüssig und pumpbar ist, ferner muß der Schlamm
eine solche Verfestigung erreichen, nachdem er in das Bohrloch gebracht worden ist,
daß er den Beanspruchungen Widerstand leistet, denen er durch Druckdifferenzen über
ihm in dem --ohrl"c_. --;sgesetzt ist. Für die Behandlung von Erdbohrlöchern weiden
im allgemeinen zufriedenstellende Ergebnisse erzielt, wenn der Schlamm nach Rühren
während 6o Minuten bei etwa 5q.° nach seiner, Herstellung eine Viskosität nicht
über ioo Poisen hat wobei diese Viskosität mit dem Halliburton- Consistometer gemessen
wird, und nach 24 Stunden Altern bei einer Temperatur von 77° nüch seiner Herstellung
eine Scherfestigkeit von we ligstens 855 kg/m2 erreicht: Die Scherfestigkeit des
verfestigten Schlammes ist eine Funktion der Gesamtmenge an festen Stoffen in dem
Schlamme ebenso wie eine Funktion der Menge von einwertigem Montmorillonit in dem
Schlamm. 'Einwertiger Montmorillonit an sich, der dem Erhit-.;ungsverfa.hren zum
Entfernen des interlaminaren ,Wassers unterworfen ist, ergibt gewöhnlich keinen
Schlamm, dessen Viskosität. nach Rühren während 6o Minuten bei etwa 55° nach Herstellung
nicht mehr als ioo Poises beträgt und dessen Scherfestigkeit nach 2q. Stunden Altern
bei 77° nach seiner Herstellung wenigstens 855 kg/m2 beträgt. Insbesondere bei Schlammen,
die nur einwertigen Montmorillonit enthalten und bei denen genügend einwertiger
Montmorillonit verwendet wird, um eine Scherfestigkeit des verfestigten Schlammes
von wenigstens 855 kg/m2 nach 24 Stunden Altern bei 77° nach der Herstellung zu
erhalten, überschreitet die Viskosität des Schlammes nach Rühren während 6o Minuten
bei 55° nach seiner Herstellung ioo Poises. Umgekehrt wird, wenn einwertiger Montmorillonit
in genügend geringer Menge verwendet wird, so daß die Viskosität des Schlammes nach
Rühren während 6o Minuten bei 55° nach seiner Herstellung nicht ioo Poises überschreitet,
die Scherfestigkeit nach 24 Stunden Altern bei 77° nach seiner Herstellung nicht
so groß wie 855 kg/m2 je Quadratfuß sein.
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Für die Behandlung eines Erdbohrloches soll der Schlamm nicht weniger
als ungefähr 15 Gewichtsprozent, aber nicht mehr als 2o Gewichtsprozent einwertigen
Montmorillonit enthalten, der zur Entfernung des interlaminaren Wassers erhitzt
worden ist, so daß der Wert der Größe [B (t, T) - B (o)] wenigstens q.o beträgt,
wobei t = 16 Stunden und T = 77° ist. Ferner soll der Schlamm nicht weniger als
ungefähr 3o Gewichtsprozent, aber nicht mehr als ungefähr
45 Gewichtsprozent
Gesamtfeststoff enthalten, wobei die Menge von Gesamtfeststoffen den einwertigen
Montmorillonit einschließt. Die zusätzliche Menge von Gesamtfeststoffen kann aus
irgendeinem festen wasserunlöslichen anorganischen Material bestehen, das sich in
der Gegenwart von Wasser nicht hydratisiert und dispergiert. Dieses Material kann
aus erdigen Stoffen bestehen, die mit dem einwertigen Montmorillonit natürlich vereinigt
sind, wenn ein Ton als Quelle des einwertigen Montmorillonits verwendet wird. Dieses
Material kann jedoch auch aus Stoffen wie Calciummontmorillonit, Magnesiummontmorillonit,
Quarz und anderen Kieselsäureformen, Silicaton-.erde usw. bestehen. Wenn ein Ton
als Quelle des einwertigen Montmorillonits verwendet wird und der Ton unzureichende
Mengen von Stoffen zusätzlich zu dem einwertigen Montmorillonit enthält, um einen
Schlamm nach Zusatz von Wasser zu schaffen, der die gewünschte Menge von einwertigem
Montmorillonit und Gesamtfeststoffen hat, können zusätzliche Feststoffe zu dem Ton
zugemischt werden. Wenn zusätzliche Mengen von festem wasserunlöslichem anorganischem
Material verwendet werden, soll das Material zweckmäßig eine Teilchengröße haben,
die nicht größer als ungefähr 30 Maschen ist (US.-Siebreihe).
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Das auf den einwertigen Montmorillonit angewendete Erhitzungsverfahren
kann in irgendeiner geeigneten Art von Erhitzungsvorrichtungen ausgeführt werden.
Beispielsweise kann der einwertige Montmorillonit in einem gasbeheizten Ofen oder
in einer ähnlichen Apparatur erhitzt werden. Das Erhitzungsverfahren kann unmittelbar
vor der Verwendung des einwertigen Montmorillonits in einem Schlamm zur Behandlung
eines Erdbohrloches ausgeführt werden, oder die Erhitzungsbehandlung kann an einer
Zentralstelle oder mehreren erfolgen, und der warmbehandelte einwertige Montmorillonit
lose oder in geeigneten Behältern, wie Säcken, zu dem gewünschten Arbeitsplatz oder
einer geeigneten Verteilungsstelle versandt werden. Wenn der einwertige Montmorillonit
keine natürlich mit ihm vereinigten festen wasserunlöslichen anorganischen Materialien
in solchen Mengen enthält, daß der aus ihm hergestellte Schlamm die gewünschten
Mengen von Gesamtfeststoffen hat, können feste wasserunlösliche anorganische Stoffe
zu dem einwertigen Montmorillonit nach dem Erhitzungsverfahren zugesetzt werden,
so daß das lose oder in Behältern versandte Produkt das richtige Verhältnis von
einwertigem Montmorillonit zu Gesamtfeststoffen zur Herstellung eines Schlammes
für die Behandlung von Erdbohrlöchern durch Zusatz der geeigneten Menge Wasser hat.
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Merkliche Mengen von wasserlöslichen Salzen, wie z. B. Natriumchlorid,
in dem einwertigen Montmorillonit, in dem zu ihm erforderlichenfalls hinzugesetzten
festen wasserunlöslichen anorganischen Materialien oder in dem zur Bereitung des
Schlammes verwendeten Wasser führen zu einer unerwünscht hohen Anfangsviskosität
des Schlammes. Eine hohe Anfangsviskosität infolge dieser oder anderer Ursachen
kann durch den Zusatz eines wasserlöslichen Salzes einer Polyphosphorsäure oder
einer komplexen Metaphosphorsäure berichtigt werden. Wasserlösliche Salze von Hexametaphosphorsäure,
Pyrophosphorsäure, Triphosphorsäure und Tetraphosphorsäure können zur Anwendung
gelangen. Tetranatriumpyrophosphat hat sich als besonders geeignet erwiesen. Die
Konzentration an Phosphorsäuresalzen im Schlamm kann zwischen ungefähr o,oi und
o,q.o Gewichtsprozent des einwertigen Montmorillonits schwanken. Das Phosphorsäuresalz
kann gewünschtenfalls dem einwertigen Montmorillonit sofort nach der Erhitzung zugemischt
und als ein Bestandteil einer Zusammensetzung für die Bereitung eines Schlammes
für die Behandlung eines. Erdbohrloches vorhanden sein, wobei diese Zusammensetzung
einwertigen Montmorillonit und festes wasserunlösliches anorganisches Material enthält,
das in der Gegenwart von flüssigem Wasser nicht hydratisieren und dispergieren kann.
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Zur Berichtigung des Umlaufverlustes wird der Schlamm in das Bohrloch
gegenüber der Verlust-Zone und in die Zwischenräume oder Bruchstücke der Formation
oder Formationen, welche die verlorene Zone darstellen, gepumpt oder auf andere
Weise gebracht. Im allgemeinen sind diese Arbeitsvorgänge ähnlich den Vorgängen,
die bei der Berichtigung des verlorenen Umlaufs mit hydraulischem Zement in Frage
kommen. Ein typischer Arbeitsvorgang zur Berichtigung des verlorenen Umlaufs schließt
zuerst die Bildung des einwertigen Montmorillonit enthaltenden Schlammes ein. Dies
kann zweckmäßig dadurch bewerkstelligt werden, daß das trockene Material in einen
Trichter gebracht und Wasser in dem gewünschten Anteil in das trockene Material
eingespritzt oder eingeführt wird, wenn dieses den Trichter verläßt. Der so gebildete
Schlamm wird unmittelbar zu dem Bohrrohr gepumpt, das bis zu einer Stelle geführt
ist, die gegenüber oder so nahe wie möglich der verlorenen Zirkulationszone liegt.
Gewöhnlich wird das Pumpen des Schlamms fortgesetzt, bis eine Rückkehr von Bohrflüssigkeit
erhalten wird. Wenn jedoch das Pumpen des Schlamms fortgesetzt wird, bis eine Rückkehr
der Bohrflüssigkeit erhalten wird, wird das Bohrrohr nach Vollendung des Vorgangs
mit dem Schlamm gefüllt, was einen Verlust an Schlamm darstellt. Es kann daher gegebenenfalls
eine gewünschte Menge des Schlamms in das Bohrrohr gepumpt werden, der dann Bohrflüssigkeit
folgt, um den Schlamm aus ihm zu verdrängen. Wenn eine Korrektur des verlorenen
Umlaufs mit der verwendeten Schlammenge nicht sofort erzielt wird, kann man den
Schlamm einer kurzen Wartezeit in der Größenordnung, von 3o Minuten überlassen,
um die Viskosität zu erhöhen und eine teilweise Verfestigung zu gestatten, und es
wird dann Bohrflüssigkeit durch das Bohrrohr gepumpt, um zu bestimmen, ob eine Rückkehr
von Bohrflüssigkeit erhalten wird. Wenn kein Rücklauf von Bohrflüssigkeit erhalten
wird, kann weiterer Schlamm in die verlorene Umlaufzone gebracht werden.
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Wenn eine Rückkehr von Bohrflüssigkeit erzielt worden ist, wird zweckmäßig
ein Druck bei geschlossenen Absperrteilen innerhalb des Ringes zwischen dem Bohrrohr
und den Wandungen des Bohrlochs oder Futterrohres ausgeübt, wobei der Druck gleich
dem Druck ist, welchem voraussichtlich die verlorene Zone während der weiteren Bohrvorgänge
Widerstand
leisten muß, um eine bessere Bindung zwischen dem Schlamm
und der Formation oder den Formationen, welche die verlorene Umlaufzone darstellen,
herbeizuführen.
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Nachdem die Korrektur des verlorenen Umlaufs herbeigeführt ist, wird
der Schlamm an seiner Stelle in dem Bohrloch sich verfestigen gelassen. Die erforderliche
Zeit, um einen gewünschten Grad von Verfestigung zu erhalten, ist von der Temperatur
innerhalb des Bohrloches an der Stelle, wo der Schlamm sich befindet, abhängig.
Wenn die Bohrlochtemperatur über 65° liegt, kann eine Wartezeit von i bis 3 Stunden
dazu führen, daß ein zufriedenstellender Grad an Verfestigung erhalten wird. Wenn
die Bohrlochtemperatur unter 65° liegt, ist eine entsprechend größere Wartezeit,
die zwischen io und 24 Stunden liegen kann, erforderlich. Gewünschtenfalls kann
die erforderliche Wartezeit zur Erzielung eines -gewünschten Verfestigungsgrades
dadurch bestimmt werden, daß Proben des Schlamms auf der Bohrlochtemperatur gehalten
werden und die Zeit gemessen wird, welche erforderlich ist, damit die Proben den
gewünschten Verfestigungsgrad erreichen. Nach der Verfestigung des Schlamms wird
der durch den Schlamm in dem Bohrloch gebildete Stopfen ausgebohrt, und das Bohren
des Bohrloches wird fortgesetzt.
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Um Erdformationen von den Einwirkungen von Regenerierungs- oder Ansäuerungsbehandlungen,
die auf eine darüberliegende Formation angewendet werden, zu schützen, wird der
Schlamm aus einwertigem Montmorillonit, welcher der Erhitzungsbehandlung unterworfen
worden ist, in das Bohrloch gebracht, so daß das Bohrloch längs der zu schützenden
Formation vollständig ausgefüllt ist. Der Schlamm wird an dieser Stelle während
einer Zeit sich verfestigen gelassen, die von der Temperatur des Bohrloches abhängt,
und nachdem der Schlamm sich verfestigt hat, kann der Regenerier- und Ansäuerungsvorgang
oberhalb des mit dem Schlamm gefüllten Abschnitts des Bohrloches ausgeführt werden.
Danach wird der verfestigte Schlamm aus dem Bohrloch zum Beispiel durch Bohren entfernt.
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Bei Wasserflutarbeiten und Gastreibvorgängen wird ein selektives Verstopfen
einer hoch durchlässigen Formation dadurch herbeigeführt, daß der Schlamm ili das
Bohrloch gegenüber der Formation eingebracht, der Schlamm in die Formation gedrückt
wird, und nachdem der Schlamm innerhalb der Formation sich verfestigen gelassen
worden ist, wobei die Ver-Festigungszeit von der Temperatur in der Formation abhängt,
wird der durch den Schlamm in dem Bohrloch gebildete Stopfen durchgebohrt.
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Ein Verstopfen eines Lochs oder einer Durchbohrung in einem Bohrfutter
wird dadurch herbeigeführt, daß der Schlamm in das Bohrfutter und durch das Loch
oder die Durchbohrung in den ringförmigen Raum zwischen dem Futter und den Wandungen
des Bohrloches gedrückt wird. Man läßt den Schlamm sich verfestigen, wobei die Verfestigungstemperatur
wieder von der Zeit abhängig ist, und entfernt den durch den Schlamm gebildeten
Stopfen aus dem Futter. In ähnlicher Weise wird der Schlamm zum Verkitten von Futterrohrlängen
bzw. Verbindungsstücken an Ort und Stelle verwendet. Um Futterrohrverbindungen vor
Korrosion zu schützen, wird eine Hülle aus dem Schlamm um die Stellen gelegt, welche
einer Korrosion unterworfen sind.
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Die Erfindung wird .nachstehend an Hand von Beispielen näher erläutert.
Beispiel I Dieses Beispiel veranschaulicht die Verbesserung in dem Wert der Größe
[B (t, T) - B (o)], die durch das Erhitzungsverfahren für einen natürlichen
Natriumbentonit erzielt wird, der praktisch vollständig aus Natriummontmorillonit
besteht und einen Wert. der Größe [B (t, T) - B (o)) von 16 besitzt. Der
Natriumbentonit wurde in einem Ofen bei verschiedenen Temperaturen und während verschiedener
Zeiten erhitzt, wonach Proben des Bentonits mit Wasser gemischt wurden, um einen
Schlamm mit einem Gehalt von 7,5 Gewichtsprozent Natriumbentonit zu bilden. Die
plastische Viskosität jedes der sich ergebenden Schiamme wurde unter Verwendung
eines Halliburton-Consistometers unmittelbar nach seiner Herstellung gemessen. Jeder
Schlamm wurde dann 16 Stunden bei 77° gealtert, und die plastische Viskosität jedes
Schlammes wurde wieder gemessen. Aus den beiden Werten der plastischen Viskosität
für jede Probe wurde der Wert der Größe (B (t, T) - B (o)] bestimmt. Die
Tabelle I ergibt die Temperatur und die Zeit für den Erhitzungsvorgang für jede
Probe, die plastischen Viskositäten jedes Schlammes vor und nach dem Altern, die
Zeit t und den Wert der Größe (B (t, T) - B (o)].
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Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß ein Wert der Größe [B
(t, T) - B (o)] über 4o nicht durch Erhitzen auf 26o° erhalten wurde. Ein
Erhitzen auf 468° während i bis 8 Stunden führte zur Erreichung von Werten der Größe
[B
(t, T) - B (o)] über 4o. Eine Erhitzung auf 496° während i, 2 und 4 Stunden
führte zur Erreichung von Werten der Größe [B
(t, T) - B (o)] über 40, aber
die erzielten Werte waren geringer als der Wert, der durch Erhitzen auf 468° während
8 Stunden erzielt wurde. Ein Erhitzen auf 496° während 4 Stunden und darüber entfernte
das Konstitutionswasser, wie dies die Abnahme des Wertes der Größe (B
(t, T) - B (o)] bei der Erhitzung nach 4 Stunden zeigt. Beispiel II Dieses
Beispiel veranschaulicht die Wirkung des Erhitzungsvorgangs auf den Wert der Größe
[B
(t, T) - B (o)] für die gleiche Art von Natriumbentonit wie bei Beispiel
I, mit der Ausnahme, daß der Natriumbentonit zuerst einer Dialyse zum Entfernen
von Elektrolyten unterworfen worden war. Der Wert der Größe [B
(t, T) - B
(o)] des gereinigten Bentonits betrug 13. Die Proben des gereinigten Bentonits wurden
erhitzt; es wurden Schiamme von jeder Probe bereitet, die plastische Viskosität
jedes Schlamms wurde gemessen, - jeder Schlamm wurde altern gelassen, und die plastische
Viskosität jedes Schlamms wurde wieder in der gleichen Weise, wie irre
| Tabelle I |
| Temperatur |
| 260° 4780 4960 |
| in Centipoises |
| Erhitzungszeit i Stunde |
| Plastische Viskosität |
| vor Altern ................................. 33,0 17,0
12,0 |
| nach Altern ................................ 6o,o
72,0 71,0 |
| [B (t, T) - B (o)] . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 20,0 50,0 61,o |
| Erhitzungszeit 2 Stunden: |
| Plastische Viskosität |
| vor Altern ................................. 25,0 7,5
2,75 |
| nach Altern ................................ 55,0 6o,o
18,o |
| [B (t, T) - B (o)] . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . .. . . 27,0 740 64,0 |
| Erhitzungszeit 4 Stunden: |
| Plastische. Viskosität |
| vor Altern .................................. 17,0
2,75 1,75 |
| nach Altern ................................ 54,0
39,0 6,5 |
| [B (t, T) - B (o)] . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 40,0 9i,o 45,0 |
| Erhitzungszeit 8 Stunden: |
| Plastische Viskosität |
| vor Altern ................................. 16,0 2,25
1,75 |
| nach Altern ................................ 48,0 34,0 5,0 |
| [B (t, T) - B (o)] . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 37,0 93,0 36,o |
| Tabelle II |
| Temperatur - |
| 260° 3160 1 4270 5370 |
| in Centipoises |
| Erhitzungszeit i Stunde |
| Plastische Viskosität |
| vor Altern ................. . ............... 45.0
31,0 19,0 2,0 |
| nach Altern ................................ " 90,0 90,0 84,0
75,0 |
| [B (t, T) - B (o)] . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 24,0 36,o 51,0 124,0 |
| Erhitzungszeit 2 Stunden: |
| Plastische Viskosität |
| vor Altern ...................'.............. 36,o 30,0 6,o
i,0 |
| nach Altern ................................ 98,0 92,0
67,0 2,0 |
| [B (t, T) - B (o)] . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 35,0 38,o 83,o 24,0 |
| Erhitzungszeit 4 Stunden: |
| Plastische Viskosität |
| vor Altern .................................. 35,0 20,0
2,0 1,0 |
| nach Altern ....#...........................
93,0 164,0 55,0 1,0 |
| [B (t, T) - B -(o)] . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 33,0 56,o 113,0 0,0 |
| Erhitzungszeit 8 Stunden: |
| Plastische Viskosität |
| vor Altern ................................. 31,0
33,0 2,0 1,0 |
| nach Altern ................................ 92,0 107,0 47,0
1,0 |
| [B (t, T) - B (o)] . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 37,0 57,0 io8,o 0,o |
Beispiel I beschrieben, gemessen. Die Tabelle II gibt die Zeit
und die Temperatur des Erhitzungsvorgangs, die plastischen Viskositäten der Schlamme
und die Werte der Größe
[B (t, T)-B (o».
-
Es ist aus der Tabelle ersichtlich, daß die Werte der Größe
[B (t, T) - B (o)] 24, 35, 33 und 37 für die Proben von Natriumbentpnit,
auf 26o° erhitzt für 1, 2, 4 bzw. 8 Stunden, und 36 und 38 für die Proben von Natriumbentonit,
auf 3Z6° während i bzw. 2 Stunden erhitzt, betrugen. Dementsprechend ist eine Erhitzung
auf 26o° bis zu 8 Stunden und auf 316° bis zu 2 Stunden nicht ausreichend, um den
Natriumbentonit für die Herstellung eines Schlamms für die Behandlung von Erdbohrlöchern
geeignet zu machen. Es ist jedoch ersichtlich, daß ein Erhitzen auf 3Z6° während
4 und 8 Stunden und ein Erhitzen auf 427° während i bis 8 Stunden und ein Erhitzen
auf 537° während i Stunde den Wert der Größe [B (t, T) - B (o)] über 4o erhöhte.
Eine Erhitzung über 537° während i Stunde erzeugte den maximalen Wert der Größe
[B (t, T) - B (o)], nämlich einen Wert von 124 für die bei dem Beispiel verwendeten
Zeiten und Temperaturen. Ein Erhitzen auf 537° während größerer Zeitdauer als i
Stunde ergab jedoch ein Entfernen von Konstitutionswasser aus dem Natriumbentonit,
wie sich dies durch die steile Abnahme des Wertes der Größe [B (t, T) - B
(o)] zeigte, wobei der Wert auf 24 bzw. Null bei 2 bzw. 4 Stunden Erhitzung abfiel.
-
Beispiel III Dieses Beispiel veranschaulicht die Wirkung des Erhitzungsvorganges
auf den Wert der Größe
[B (t, T) - B (o)] für einen handelsüblichen Ton,
der ungefähr go Gewichtsprozent Natriummontmorillonit enthält und einen Wert für
die Größe
[B (t,
T) - B (o)1 von 12 hat. Die Tonproben wurden in einem
Ofen während verschiedener Zeit und bei verschiedenen Temperaturen ähnlich wie bei
den beiden früheren Beispielen erhitzt. Nach dem Erhitzen wurden jedoch die Proben
mit Wasser gemischt, um einen Schlamm zu bilden, der io Gewichtsprozent Ton enthielt.
Die plastische Viskosität jeder Probe wurde nach der Herstellung und wieder nach
Altern während 16 Stunden bei 770 gemessen. Die Tabelle III gibt die Zeit und die
Temperatur des Erhitzungsvorgangs, die plastische Viskosität der Schlamme und die
Größe
[B (t, T) - B (o)] wieder.
| Tabelle III |
| Temperatur |
| 482° 51O0 1 5370 |
| in Centipoises |
| Erhitzungszeit i Stunde: |
| Plastische Viskosität |
| vor Altern ................................. _ 67,0
60,o g,o |
| nach Altern ... ............................. io6,o 102,0 gi,o |
| [B (t, T) - B (o)] . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 12,0 13,0 71,0 |
| - |
| Erhitzungszeit 2 Stunden: |
| Plastische Viskosität |
| vor Altern .. . . . . . . . . . . . . . . . . .'. . . . . .
. . . . . . . . . 53,0 8,o 1,5 |
| nach Altern .. ............................. 105,0 74,0 26,o |
| [B (t, T) - B (o)] . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 17,0 58,0 74,0 |
| Erhitzungszeit 4 Stunden: |
| Plastische Viskosität |
| vor Altern ................................. 21,0 4,0 1,4 |
| nach Altern .. ............................ Zii,o 56,o
5,5 |
| [B (t, T) - B (o)] . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 43,0 67,0 35,0 |
| Erhitzungszeit 8 Stunden: |
| Plastische Viskosität |
| vor Altern ................................. 14,0 2,5 2,5 |
| nach Altern ... ............................ 128,0 29,0
1,2 |
| [B (t, T) - B (o)] . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 56,o 63,0 ig,o |
Bei diesem Ton wurde der Wert der Größe
[B (t, T) - B (o)] durch Erhitzen
auf 482° während i Stunde nicht verbessert. Eine Erhitzung auf die gleiche Temperatur
während 2 Stunden erhöhte jedoch den Wert .der Größe
[B (t, T) - B (o)] auf
17, und eine Erhitzung auf die gleiche Temperatur während 4 und 8 Stunden erhöhte
die Größe
[B (t, T) - B (o)] auf zufriedenstellende Werte, nämlich 43 bzw.
56. Eine Erhitzung auf 51o° während i Stunde erhöhte die Größe
[B (t, T) - B
(o)] nicht auf zufriedenstellende Werte, sondern erst eine Erhitzung auf diese Temperatur
während 2, 4 und 8 Stunden brachte die Größe
[B (t, T) - B (o)] auf zufriedenstellende
Werte. Eine Erhitzung auf 5370 während i Stunde
war wirksamer als
eine Erhitzung auf 51o° während 4 und 8 Stunden, und eine Erhitzung auf 537° während
2 Stunden erzeugte den Maximalwert der Größe [B
(t, T) - B (o)], welcher
bei diesem Beispiel erhalten wurde. Eine Erhitzung während mehr als 4 Stunden ergab
jedoch einen Verlust an Konstitutionswasser, wie dies sich durch den starken Abfall
des Wertes der Größe
(B (t, T) - B (o)1 zeigte. Beispiel IV Dieses Beispiel
veranschaulicht die Eigenschaften von Schlammen, die Natriumbentonit enthalten,
das zuvor einer Erhitzung unterworfen war.
-
Proben von Natriumbentonit wurden während verschiedener Zeiten und
bei verschiedenen Temperaturen in einem Ofen erhitzt. Nach dem Erhitzen wurde ein
Schlamm aus jeder der Proben von Natriumbentonit hergestellt. Ein handelsüblicher
Tön, der ungefähr 7o Gewichtsprozent Calciummontmorillonit enthielt, wurde zu jedem
der Schlamme als zusätzlicher Feststoff hinzugefügt, um den Gesamtfeststoffgehalt
jedes der Schlamme zu erhöhen. Nach II'erstellung der Schlamme wurde Natriumtetrapyrophosphat
zu jedem Schlamm in einer Menge von o,i Gewichtsprozent der Gesamtfeststoffe hinzugefügt.
Die Schlamme wurden dann bei 7o° gehalten und kontinuierlich gerührt, bis jeder
eine Viskosität von Zoo Poises erreicht hatte. Danach wurden die Schlamme bei 77°
während einer Alterungszeitdauer von 24 Stunden ruhig stehengelassen, und es wurde
die Scherfestigkeit gemessen. Frische Schlamme könnten von jeder der Proben von
Natriumbentonit hergestellt werden und diese Schlamme bei 77° während 24 Stunden
ruhig gealtert werden. Um jedoch eine gleichförmige Mischung des Tons mit dem Wasser
zu erhalten und ein Absetzen des Tons in dem Schlamm zu vermeiden, ist gewöhnlich
ein längeres Rühren erforderlich. Das zusätzliche Rühren kann vermieden werden,
wenn die Schlamme gealtert werden, die zuvor auf 70° gehalten und bei 77° während
24 Stunden gerührt wurden, bis eine Viskosität von ioo Poises erhalten wurde. Die
Tabelle IV gibt die Erhitzungstemperatur und die Erhitzungszeit für den Natriummontmorillonit,die
Tonmenge, die Gesamtmenge von Feststoffen in dem Schlamm, die . zur Erreichung einer
Viskosität von Zoo Poises erforderliche Zeit und die Scherfestigkeit nach 24stündigem
Altern bei 77° wieder.
| Tabelle IV |
| Temperatur |
| 5 10 ° 1 5 10 °
1 5 10 ° 1 538° 1
5380 |
| Erhitzungszeit (Stunden) ........................ 24 24 24
8 24 |
| Gewichtsprozent Natriummontmorillonit ... ...... 12 15 18,5
13 20 |
| Gewichtsprozent handelsüblicher Ton ............. 18 12 6,5
22 18 |
| Gewichtsprozent Gesamtfeststoffe . . . . . . . . . . . . .
. . . . 30 27 25 35 38 |
| Zeit bis zur Erreichung einer Viskosität von ioo Poises |
| (Minuten) .................................... 6o 6o 6o 6o
6o |
| Scherfestigkeit (kg/m2) ..........................
990 9901 928 io6o io6o |
Es ist aus der Tabelle ersichtlich, daß jeder Schlamm 6o Minuten Rühren bei 7o°
erforderte, bevor die Viskosität so hoch wie Zoo Poises war. Jeder dieser Schlamme
ist für die Behandlung eines Erdbohrloches zufriedenstellend.
-
Beispiel V Dieses Beispiel veranschaulicht die Eigenschaften von Schlammen
von White-River-Ton, der zuvor einer Erhitzung bei verschiedenen Temperaturen unterworfen
worden war. Proben von White-River-Ton wurden bei drei verschiedenen Temperaturen
während 2 Stunden erhitzt, und es wurden danach Schlamme aus jeder der Proben hergestellt,
wobei jeder Schlamm verschiedene Gewichtsprozente des Tons enthielt. Die für jeden
Schlamm erforderliche Zeit, um eine Viskosität von ioo Poises unter Rühren und bei
einer Temperatur von 7o° zu erreichen, wurde gemessen, und ferner wurde die Scherfestigkeit
nach Altern während 24 Stunden bei 7o° bestimmt. Die Tabelle V gibt die Erhitzungstemperatur,
die Tonmenge in jedem der Schlamme, die für jeden Schlamm erforderliche Zeit, um
eine Viskosität von ioo Poises zu erreichen, und die Scherfestigkeit nach Altern
wieder.
| Tabelle V |
| Temperatur |
| 2 0 5° 1 3150
1 3710 4270 |
| Erhitzungszeit (Stunden) ........................ - 2 2 2 2 |
| Gewichtsprozent Ton ... . . . . . . . . . . . . . .
. . . .. . .. . . . 24,2 27,8 30,6 33,4 40,2 |
| Zeit bis zur Erreichung einer Viskosität von ioo |
| Poises (Minuten).............................. 6o 6o 6o 6o
6o |
| Scherfestigkeit (kg/m2) .......................... 612 913
952 990 Z334 |
Jeder der Schlamme erfordert, wie aus der Tabelle ersichtlich,
6o Minuten Rühren bei 7o°, bevor eine Viskosität von ioo Poises erhalten wurde.
Die Scherfestigkeit der Schlamme von Tonen, die während 2 Stunden bei 2o5, 315,
371 und q.27° erhitzt worden waren, waren größer als 855 kg/m? nach Altern bei 77°
während 24 Stunden. Jeder dieser Schlamme ist für die Behandlung von Erdbohrlöchern
geeignet. Andererseits betrug die Scherfestigkeit des aus dem unbehandelten Ton
hergestellten Schlamms weniger als 855 kg/m2 nach Altern bei 77° während 24 Stunden;
dieser Schlamm ist daher für die Behandlung von Erdbohrlöchern ungeeignet.
-
Es ist ersichtlich, daß die vorstehenden Beispiele nur zur Erläuterung
gegeben sind und daß der Umfang der Erfindung dadurch nicht beschränkt werden soll.