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Verfahren zur Herstellung eines Bohrflüssigkeitszusatzes, insbesondere
für Tiefbohrungen Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung eines Bohrflüssigkeitszusatzes,
insbesondere für Tiefbohrungen.
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Normalen Bohrflüssigkeiten wird kolloidales Material, wie Ton und
Bentonit, einverleibt, um eine zur Erzeugung eines angemessenen hydrostatischen
Drucks ausreichend hohe Dichte zu gewährleisten. Außerdem quillt der Ton oder ähnliches
Material infolge seiner kolloidalen Beschaffenheit, und der erhaltene Schlamm hat
thixotropen Charakter. Derartige Aufschlämmungen bedecken wirksam die Wände des
Bohrloches, dichten poröse Schichten ab und helfen das Bohrklein aus dem. Bohrloch
zu tragen. Es ist erwünscht, daß die Flüssigkeit diese thixotropen Eigenschaften
besitzt, damit sich das Bohrklein im Falle zeitweiliger Einstellung der Bohrarbeiten
nicht absetzt und das Bohrloch verstopft. Zu große Mengen kolloidales Material machen
die Flüssigkeit übermäßig zäh, wodurch das Pumpen erschwert wird. Auf der anderen
Seite müssen Flüssigkeiten, die aus Tonen hergestellt v: erden, die zu wenig an
kolloidale Anteile aufweisen, durch Zusatz eines hochkolloidalen Tons, wie z. B.
Bentonit, verbessert werden.
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Außerdem. muß die Bohrflüssigkeit manchmal gewisse, als quellfähiger
Schiefer bekannte Schichten unschädlich machen. Man nimmt an, daß solcher Schiefer
durch Hydratisierung von Schieferteilchen mit dem Wasser der gewöhnlichen Bohrflüssigkeiten
verursacht wird. Er ist Wasser gegenüber sehr empfindlich und höchst kolloidal.
Ist dieser Schiefer anwesend, so quillt er auf, zersetzt sich und fließt in das
Bohrloch, wobei er oft die Bohrwerkzeuge verstopft.
Um diese Schwierigkeit
zu bekämpfen, setzt man dem Bohrschlamm gewöhnlich gewisse Mittel, z. B. Natriumhydroxyd
und Quebracho, zu. Der Zusatz dieser Mittel dient zur Herabsetzung der Viskosität
der Bohrflüssigkeit sowie zur Herabsetzung ihrer Gelierungsneigung. Da Quebracho
ein verhältnismäßig teures Material ist, ist es erwünscht, weniger teure Zusätze
für diesen Zweck zu verwenden. Ebenso hat man schon vorgeschlagen, RothoIzrindenstaub
zum Verflüssigen toniger Massen für Bohrflüssigkeiten zu verwenden, wie auch lignin-
und huminsäurehaltige Stoffe bereits allgemein als Bohrschlammzusatz für derartige
Zwecke benutzt werden.
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Die Hauptschwierigkeit bei der Verwendung der genannten lignin- und
huminsäurehaltigen Zusätze liegt in der Tatsache, daß solche Stoffe eine verhältnismäßig
geringe Dispergierwirkung entfalten und daß sich in den damit bereiteten Mischungen
suspendierte Feststoffe verhältnismäßig leicht absetzen. Die bisherigen Angaben
über die Verwendung der genannten organischen Stoffe zeigten keinen Weg, um die
Dispergierbarkeit von Tonschiefern bei den Ölbohrungen zu verbessern. Es wurden
auch flüssige Gemische beschrieben, zu deren Bereitung man ziemlich große Mengen
von Ätzkali benötigt, weshalb diese Gemische ziemlich gefähilich zu handhaben waren.
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Da Braunkohlenschiefer und Braunkohle wesentliche Mengen Huminsäuien
enthalten, wurden auch diese Stoffe auf den genannten Zweck hin geprüft in der Hoffnung,
ein verhältnismäßig billiges Material für diesen Zweck zu entwickeln. Verwendet
man jedoch solche Schieferarten in Verbindung mit einer wäßrigen Lösung von Natriurrhydroxyd
oder einem ähnlichen Alkalimetallhydroxyd, so hat man nur wenig Erfolg.
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Zuerst setzt sich die Braunkohle oder der Braunkohlenschiefer rasch
in der Suspension ab. Dadurch wird es schwierig oder sogar unmöglich, eine wäßrige
Suspension der Zusatzmittel herzustellen, die der Bohrflüssigkeit verhältnismäßig
gleichmäßig zugesetzt werden kann. Außerdem lösen sich die wirksamen Bestandteile,
d. h. Huminsäure usw., der Braunkohle und des Braunkohlenschiefers nicht leicht,
wenn diese dem Alkalim.etallhydroxyd zugesetzt werden. Infolgedessen wird bei Bohrarbeiten
von Suspensionen. der Braunkohle und des Braunkohlenschiefers nur sehr wenig Gebrauch
gemacht, obwohl diese Materialien wesentlich billiger als Quebracho sind.
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Es wurde gefunden, daß bei der Verwendung einer Mischung von Natriumhydroxyd
mit einem kohlenstoff- und tanninhaltigen Mineral dann die angeführten Nachteile
nicht eintreten, wenn die Mischung bis zur Entstehung einer festen körnigen Masse
erhitzt wird. Auf diese Weise können kohlenstoffhaltige Mineralien, die beträchtliche
Mengen Huminsäure enthalten, z. B. Braunkohle, Torf oder Braunkohlenschiefer, in
wirksame Zasätze für Bohrspülungen umgewandelt werden. Bei Durchführung dieses Trockenverfahrens
ist es von Vorteil, die Mischung geraume Zeit auf eine erhöhte Temperatur von über
etwa 9o°, jedoch unterhalb der Temperatur zu erhitzen, bei der wesentliche Pyrolyse
i der Huminsäure in dem kohlenstoffhaltigen Material auftritt. Es wurde gefunden,
daß Temperaturen von =5o bis 35o° vorteilhaft sind, es sind jedoch auch höhere und
niedrigere Temperaturen geeignet.
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Nach diesem Verfahren wird ein Produkt hergestellt, welches sich im
wesentlichen trocken anfaßt und im allgemeinen weniger als etwa 25 Gewichtsprozent
Wasser enthält. Während des Trockenvorgänges wird eine stoffliche Verbesserung innerhalb
des Produktes bewirkt. Es ist häufig vorteilhaft, diesen Erhitzungsvorgang noch
beträchtliche Zeit über den Zeitpunkt hinaus fortzusetzen, in dem ein festes Produkt
entsteht, das sich nach Abkühlung trocken anfühlt: Dadurch wird nicht nur der Feuchtigkeitsgehalt
herabgesetzt und sogar ein im wesentlichen wasserfreies Produkt erhalten, sondern
es wird in jedem Fall die Herstellung eines Materials gewährleistet, das die Viskosität
der Bohrschlämme wirksamer verringert.
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Das entstehende Produkt ist ein Reaktionsprodukt des Alkalimetallhydroxyds
und der Huminsäure oder ähnlicher Bestandteile der Braunkohle. Es läßt sich in Ölbohrflüssigkeiten
leicht dispergieren und zeigt wenig unerwünschte Neigung, sich aus der Flüssigkeit
abzusetzen. Es ist im wesentlichen als Ersatz für Quebracho und ähnliche Materialien
in solchen Bohrflüssigkeiten brauchbar, die einen px-Wert von etwa 8,5 bis etwa
=2,5 aufweisen.
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Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine wäßrige
Suspension der Braunkohle oder des Braunkohlenschiefers in Alkalimetallhydroxyd
hergestellt und die erhaltene Aufschlämmung zur Verdunstung von Wasser erhitzt.
Ist der Schlamm genügend dick, so kann man ihn in einer üblichen Trockentrommel
oder auf Trockenhorden trocknen. Nach einer anderen Durchführungsform des Verfahrens
kann die Aufschlämmung oder Suspension durch Zersprühen getrocknet werden.
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Die zur Verbesserung der Dispergierfähigkeit und anderer Eigenschaften
des Produktes auftretenden Reaktionen werden durch Anwendung von Wärme gefördert.
Es ist daher die Anwendung von Wärme erforderlich, um derartige Ergebnisse zu erzielen.
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Diese Reaktionen gehen bei niedrigen Temperaturen verhältnismäßig
langsam und bei höheren Temperaturen verhältnismäßig schnell vor sich Um das Verfahren
genügend rasch durchzuführen, sollte darum die Mischung aus Braunkohle, Wasser und
Alkalimetallhydroxyd während mindestens einem Teil der Reaktion auf oberhalb etwa
9o° erhitzt werden, und zwar gewöhnlich zum. Schluß des Trocknungsvorganges.
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Die Erhitzungszeit richtet sich nach den gewünschten Eigenschaften
und ist ebenso von der Reaktionsfähigkeit der Huminsäure in der Braunkohle wie auch
von dem Trocknungsverfahren abhängig. Es kann ein trockenes, für die Praxis brauchbares
Produkt (das sich im wesentlichen trocken anfaßt, jedoch ro bis 25 °/o oder
mehr an Feuchtigkeit enthalten kann) hergestellt werden, indem man den Schlamm wenige
Sekunden oder höchstens einige Minuten lang in einer Trockentrommel oder in einer
Sprüh-Trocknungsanlage entwässert. Jedoch ist eine weitere Erhitzung des Produktes
für eine beträchtliche Zeit, z. B. xo Minu+en bis zu einigen Stunden, bei dieser
erhöhten Temperatur nicht nachteilig. Tatsächlich setzen länger erhitzte
Produkte
bei gewissen, schwierig zu behandelnden Bohrschlämmen die Viskosität stärker als
andere herab. Meist ist dies jedoch nicht erforderlich.
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Es wurde gefunden, daß es im allgemeinen vorteilhaft ist, die Braunkohle
vor der oben beschriebenen Erhitzung auf etwa 9o° oder mehr in einer wäßrigen Alkalimetallhydroxydlösung
zu digerieren. Man digeriert- normalerweise oberhalb 75°, häufig bei 75 bis 9o°,
etwa r5 Minuten bis zu 24 Stunden lang oder mehr; diese Behandlung erleichtert den
Aufschluß der Braunkohle und gewährleistet auch dann die Herstellung eines zufriedenstellenden
Produktes, wenn die Erhitzung bei ioo° und darüber nur verhältnismäßig-kurz dauert.
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Man hat zwar für den obenerwähnten Rotholzrindenstaub auch schon eine
AlkalibehandlVng vorgeschlagen, jedoch nur zu dem Zweck, um ihn in einem wäßrigen
Medium löslich zu machen, Dies ist auch in der Tat gelungen, jedoch war aus dieser
Tatsache noch kein Rückschluß darauf zu ziehen, ob in ähnlicher Weise auch Braunkohle
als Zusatz -zu Bohrflüssigkeiten besser geeignet gemacht werden kann. Bei Behandlung
von Braunkohle mit Alkali tritt nämlich ein anderer Nachteil auf: Die durch Umsetzung
der Braunkohle mit Alkali erhaltenen Produkte neigen an sich dazu, dicke, zähe,
gummiartige Massen zu ergeben, die sich später nur sehr langsam trocknen lassen.
Für die Verwendung an einer Bohrstelle ist es am besten, wenn die gewünschten Zusätze
körnig sind, jedoch auch wiederum kein feines Pulver darstellen. Um diesen Zustand
zu erreichen, kommt es darauf an, das Reaktionsgemisch in einem. Ganzen zu trocknen,
etwa in einem Trog.- oder Trommeltrockner. Um dies zu ermöglichen, ist es wesentlich,
daß eine genügende Menge solcher Bestandteile vorhanden ist, die durch die Alkalibehandlung
nicht mitgelöst werden. Wenn man z. B. Braunkohlenschiefer mit Alkali behandelt,
so bleibt ein beträchtlicher Teil der Braunkohle unangegriffen von dem: Alkali und
ist demgemäß unlöslich. Dieser unlösliche Anteil verhütet die Bildung einer viskosen
Masse beim Trocknen, und dadurch wird nach dem. Verfahren der vorliegenden Erfindung
eine schnelle Trocknung und die Erzeugung eines trockenen Produktes ermöglicht.
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Der genaue Verlauf der auftretenden Reaktionen ist noch nicht vollständig
geklärt. Es- scheint, daß Natriumsalze der Huminsäure entstehen werden. Ob während
der späteren Erwärmung der Braunkohle noch andere Reaktionen auftreten, ist nicht
bekannt. Es wurde jedoch eindeutig festgestellt, daß durch die Trocknung die Eigenschaften
des Produktes wesentlich verbessert werden.
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Die zu verwendende Menge an Alkalimetallhydroxyd hängt jeweils von
der Art des gewünschten Produktes ab. Die Menge an Natriurnhydroxyd kann zwischen
q. Gewichtsteilen Alkalimetallhydroxyd je Gewichtsteil Braunkohle oder Braunkohlenschiefer
und auf der anderen Seite i Gewichtsteil Alkalimetallhydroxyd auf 2o Gewichtsteile
Braunkohlenschiefer liegen. Für die meisten Zwecke ist ein alkalisch reagierendes
Produkt erwünscht; in derartigen Fällen sollte die Menge des Natriumhydroxyds ausreichen,
um die zur Herstellung eines neutralen Produktes benötigte Menge I zu übersteigen
(im allgemeinen über o,i Gewichtsteile Natriumhydroxyd auf i Teil Braunkohle), sollte
jedoch 3 Teile Natriumhydroxyd auf i Teil Braunkohle nicht wesentlich übersteigen.
Solche Produkte haben eine alkalische Reaktion, d. h. der pH-Wert einer wäßrigen
Lösung, die 2 Gewichtsprozent eines derartigen Produktes enthält, beträgt je nach
der Menge des anwesenden freien Alkalis, falls überhaupt welches zugegen ist, über
7, gewöhnlich 9,5 bis i2.
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Es können Lösungen jeder geeigneten Konzentration von Natriumhydroxyd
oder einem ähnlichen Alkalimetallhydroxyd verwendet werden; zu sehr verdünnte Lösungen
haben jedoch den Nachteil, daß sie überschüssige Mengen an Wasser enthalten, das
aus der Mischung wieder entfernt werden muß, während Lösungen mit übermäßig hohen
Mengen an Natriumhydroxyd zäh und schwer zu handhaben sind. Normalerweise sollten
die Lösungen mindestens etwa 5 und selten mehr als 55 Gewichtsprozent NaOH enthalten.
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Um die Herstellung eines feinverteilten körnigen Produktes zu erleichtern,
ist es erwünscht, Braunkohlenschiefer zu verwenden, der frei von großen Zusammenballungen
ist. Im allgemeinen soll die verwendete Braunkohle eine Teilchengröße haben, die
durch ein Sieb von 2-mm-Maschenweite g.< :it. Das auf diese Weise hergestellte
Produkt sollte ebenfalls im wesentlichen frei von Zusammenballungen sein und, falls
notwendig, durch eine Hammermühle oder ähnliche Vorrichtung geleitet werden, die
in der Lage ist, das Gut zu Pulver oder Körnern zu mahlen oder zu brechen, die durch
ein Sieb von etwa 2-mm-Maschenweite gehen. Gröbere Produkte können verwendet werden,
lösen sich jedoch langsamer als die feinerverteilten Produkte auf.
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Es können verschiedene Arten kohlenstoffhaltiger Materialien verwendet
werden. Derartige Materialien sollen in jedem Falle nicht weniger als etwa io Gewichtsprozent
Huminsäure enthalten, die durch Extraktion mit wäßriger, bei Raumtemperatur 5 Gewichtsprozent
NaOH enthaltender Natronlauge zu bestimmen ist. Lösungen, die über 2o bis 30 °/o
oder mehr Huminsäure enthalten, werden in dieser Hinsicht bevorzugt. Geeignete Braunkohlenschiefer
findet man in natürlich vorkommenden Ablagerungen in New Mexiko und anderen Gebieten
der Vereinigten Staaten von Amerika. Braunkohle, Braunkohlenschiefer und Torfablagerungen
sind normalerweise für den vorliegenden Zweck geeignet.
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Falls erwünscht, können der Alkalimetallhydroxyd-Braunkohle-Mischung
vor dem Trocknen oder dem getrockneten Produkt nach seiner Herstellung noch verschiedene
Gerbstoffe und Gerbstoffextrakte, wie z. B. Quebracho, Akazienextrakt und andere
übliche Gerbstoffe und Gerbstoffextrakte, zugesetzt werden, Diese Mittel sind wirksam
zur Verbesserung der Funktion der Zusatzmittel bei PH-Werten oberhalb io bis ii,
So wurde gefunden, daß die erfindungsgemäßen Produkte bei der Behandlung von Bohrflüssigkeiten
mit einem PH-Wert von etwa 8,5 bis i2,5 höchst wirksam sind; andererseits kann ihre
Wirksamkeit durch Zusatz der obenerwähnten Gerbstoffe und Gerbstoffextrakte noch
verstärkt werden. Ebenso können Rinden, wie
z. B. Akazienrinde,
Mangrovenrinde, Riesenzederrinde (redwood Bark) usw. und ähnliche Materialien, die
über 1o °/o Gerbstoff oder Huminsäure enthalten, wie durch Extraktion mit Wasser
bei Raumtemperatur bestimmt wird, zusammen mit Braunkohle für diesen Zweck verwendet
werden.
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Die auf diese Art erhaltenen Produkte sind als pulverförmige feste
Stoffe bekannt, die dem bloßen Auge homogen erscheinen. Sie werden in Wasser leicht
gelöst oder dispergiert.
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Die erfindungsgemäßen Mischungen sind bei einer großen Anzahl von
verschiedenen Bohrflüssigkeiten wirksam. Die gebräuchlichsten Bohrflüssigkeiten
bestehen aus einer wäßrigen kontinuierlichen Phase, in der Tone, z. B. Bentonit
und andere Tone, dispergiert sind, die eine thixotrope Suspension bilden. Häufig
setzt man noch Beschwerungsmittel, wie z. B. Baryt, Eisenoxyd und ähnliche Materialien,
zu. Die in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Bohrbehandlungsmischungen eignen
sich insbesondere zur Herabsetzung der Viskosität derartiger Suspensionen.
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Die Mischung ist jedoch auch für die Verwendung bei anderen Arten
von Bohrflüssigkeiten geeignet. Zum Beispiel ist es beim Erbohren von Quellen in
sehr großer Tiefe häufig von Vorteil, Bentonitton zu verwenden, in dem der Natriumgehalt
gegen Calcium ausgetauscht worden war. Diese Calciumbentonite sind bei der Bohrung
tiefer Quellen sehr wirksam. Die in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Mischungen
können zur Herabsetzung der Viskosität solcher Produkte verwendet werden. In einigen
Fällen ist es von Vorteil, der Mischung etwas Calciumhydroxyd einzuverleiben. Der
Kalk wird gewöhnlich vor dem Trocknen zugesetzt.
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Die beschriebenen Mischungen können auch in Verbindung mit Bohrschlämmen,
bei denen die dispergierte Phase eine 0l-in-Wasser-Emulsion ist, verwendet werden.
Derartige Bohrflüssigkeiten werden hergestellt, indem man Bentonit und ähnliche
Produkte in einer 0l-in-Wasser-Emulsion dispergiert. Die Emulsion wird normalerweise
durch besondere Emulgierungsmittel, wie z. B. Tallöl und andere Materialien, stabilisiert.
Häufig sind die Kosten der speziell hergestellten Emulsionen sehr hoch.
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Bei Verwendung für solche Bohrflüssigkeiten dienen die beschriebenen,
aus Braunkohle erhaltenen Mischungen nicht nur wirksam zur Herabsetzung der Viskosität
von Schlämmen dieser Art, sondern fördern auch die Stabilisierung der Emulsion.
Manchmal ist es möglich, gewöhnliches Dieselöl oder sogar Rohöl als Bestandteil
der Flüssigkeit zu verwenden, und es sind gute Emulgierungen möglich, wenn man die
beschriebene Alkalimetallhydroxyd-Braunkohle-Mischung als einziges Emulgierungsmittel
oder in Verbindung mit anderen Emulgierungsmitteln, wie z. B. Tallöl, verwendet.
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Die neuen Mischungen können auch für andere Zwecke als Mittel zur
Stabilisierung oder Verbesserung von Dispersionen verwendet werden. So können sie
z. B. Portlandzementrohmischungen zur Verbesserung ihrer Eigenschaften zugesetzt
werden. Ebenso können sie zur Kesselsteinverhütung, als Gerbmittel und für andere
Zwecke verwendet werden. Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung: Beispiel
x 272 kg Braunkohlenschiefer und 362 kg einer 5o Gewichtsprozent NaOH enthaltenden
wäßrigen Lösung wurden gemischt. Das Produkt wurde auf eine Temperatur von go bis
ioo° erhitzt, mit Wasser bis zur Herstellung einer Lösung mit einem spezifischen
Gewicht von 5o bis 70° Twaddel verdünnt und in eine Trockentrommel gefüllt, die
bei einer Umlaufgeschwindigkeit von 2 Umdr./Min. mit 45,3 kg Dampf auf eine Temperatur
von annähernd 17o° erhitzt wurde. Das erhaltene Gut wurde in einer Hammermühle zu
einem groben körnigen Produkt gemahlen, das durch ein Sieb von 2-mm-Maschenweite
ging. Dieses Produkt enthielt annähernd 1o,2 °/o Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Mischung. Die Menge des verfügbaren Alkalis, die durch Titration bis zum Methylorangeumschlagspunkt
gemessen wurde, betrug etwa 37 Gewichtsprozent, berechnet als NaOH.
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Es wurde ein synthetischer Bohrschlamm hergestellt, indem man rohen
»Ezmix«-Ton aus Westtexas suspendierte, der gegenüber Salzverunreinigungen als widerstandsfähig
gilt, quellfähig ist und auf den Ölfeldern von Texas gewöhnlich zur Herstellung
von Bohrflüssigkeiten verwendet wird. Die hergestellte Suspension enthielt 23,7
Gewichtsprozent dieses Tons. Ein derartiger Schlamm ist schwieriger zu behandeln
als die meisten der üblichen, für Bohrzwecke verwendeten Schlämme.
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Proben des in diesem Beispiel beschriebenen, aus 1,5 Teilen Braunkohlenschiefer
auf i Teil Natriumhydroxyd hergestellten Braunkohle-Alkali-Real;.tionS-produktes
wurden einmal 2,1 Stunden lang auf 24o bis 26o°, das andere Mal 8,5 Stunden auf
243 bis 26o° erhitzt. Dann wurden die Viskositäten von Proben des obenerwähnten
synthetischen Schlamms nach Zusatz verschiedener Mengen der ungebrannten, nur in
der Trockentrommel getrockneten Braunkohle-Alkali-Mischung und der beiden warm behandelten
Mischungen gemessen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle verzeichnet:
Menge |
(ausgedrückt in Viskosität in Centipoisen |
verfügbarem Bei 6oo Umdr./Min. |
Alkaligehalt |
des Produktes Nicht |
in kg NaOH Erhitzungsdauer |
je Hektoliter wärme- |
Schlamm) behandelt 2,i Std. 8,5 Std. |
o,00 64 61,o 61,o |
0,07 84 77,0 75.o |
o,14 72 69,o 66,o |
o,21 62 55,o 52,o |
0,29 69 44,0 44,0 |
o,43 1o4 27,o 22,o |
0,57 98 16,o 15,o |
o,72 68 7,0 5,0 |
o,86 3.5 3,5 2,5 |
Aus der Tabelle geht hervor, daß sämtliche der obenerwähnten Produkte, in genügender
Merge zugesetzt,
die Viskosität herabsetzen. Es sei aber darauf
hingewiesen, daß die zusätzlich 2,1 und 8,5 Stunden erhitzten Erzeugnisse die Viskosität
des Schlamms wesentlich stärker als die nicht erhitzten herabsetzen. Dies beweist
deutlich den Vorteil, der durch längeres Erhitzen der Produkte erzielt wird. Die
gebrannten Produkte waren im wesentlichen wasserfrei. Bei vielen Schlämmen ist dieses
weitere Erhitzen jedoch nicht notwendig, da das ungebrannte Ausgangsmaterial bereits
zufriedenstellend ist.
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Beispiel II 300 g Braunkohlenschiefer und 400 g einer wäßrigen,
5o Gewichtsprozent Na OH enthaltenden Natronlauge wurden gemischt und in einem Ofen
16 Stunden lang auf i8o° erhitzt. Der verfügbare Alkaligehalt dieses Materials wurde
durch Titration bis zum Methylorangeumschlagpunkt mit 46,63 Gewichtsprozent NaOH
bestimmt.
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Unter Verwendung eines Schlamms der im Beispiel I beschriebenen Art
wurden die Eigenschaften des auf diese Weise hergestellten Produktes hinsichtlich
Herabsetzung der Schlammviskositäten durch Zusatz verschiedener Mengen des Materials
bestimmt. Die Ergebnisse waren folgende:
Menge |
(ausgedrückt in verfüg- |
barem Alkaligehalt Viskosität in Centipoises |
in kg NaOH |
pro Hektoliter Schlamm) |
0,00 64,0 |
0,07 7510 |
0,14 67,0 |
0,21 58,o |
0,29 46,o |
0,43 36,o |
0,57 31,0 |
0,72 18,o |
o,86 8,5 |
Der in obigem Beispiel verwendete Braunkohlenschiefer stammte aus natürlichen Ablagerungen
in der Nähe von Gallup, New Mexiko, Vereinigte Staaten von Amerika.
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Beispiel III In diesem Beispiel wurde Braunkohle verwendet, die 37,6
Gewichtsprozent Huminsäure enthielt. 48361 Natronlauge mit 50 Gewichtsprozent NaOH
wurden in einen Mischtank gefüllt und mit demselben Volumen Wasser gemischt. Die
entstandene Mischung wurde auf ioo° erhitzt. Danach wurden der Lösung mit einer
Geschwindigkeit von etwa 2 t in der Stunde 8 Stunden lang insgesamt 14 496 kg 34
Gewichtsprozent Feuchtigkeit enthaltende Braunkohle zugesetzt. Während dieses Zusatzes
wurde die Temperatur der Mischung durch Einführung von Dampf auf ioo° aufrechterhalten.
Danach wurde die Mischung 4 Stunden lang bei 1o4,4° durchgerührt. Das erhaltene
Produkt wurde in zwei Trockentrommeln gefüllt, die durch Dampf unter einem Druck
von 6,3 bis 7 atü erhitzt wurden. Es wurde so ein trockenes körniges Produkt erhalten.
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Es versteht sich, daß auch andere Alkalimetallhydroxyde, wie z. B.
Kaliumhydroxyd und Lithiumhydroxyd, zur Herstellung von Bohrmischungen der beschriebenenArtverwendet
werden können. Es wurde jedoch festgestellt, daß die besten Ergebnisse mit Natriumhydroxyd
erzielt wurden, aus diesem Grunde wird Natriumhydroxyd bevorzugt. Gelegentlich kann
Natriumhydroxyd teilweise oder sogar vollständig durch Calciumhydroxyd ersetzt werden.
Die auf diese Weise hergestellten Produkte scheinen jedoch gegen Veränderungen der
Eigenschaften in Bohrflüssigkeiten empfindlicher zu sein; manche Bohrflüssigkeiten
werden mit derartigem Material sehr zufriedenstellend behandelt, andere dagegen
nicht.