FI91130B - Dispergointiaine suolaiseen tai makeaan veteen perustuvia porauslietteitä varten - Google Patents

Description

91130

Dispergointiaine suolaiseen tai makeaan veteen perustuvia po-rauslietteitä varten

Keksintö koskee dispergointiainetta suolaiseen tai makeaan veteen perustuvia porauslietteitä varten, joka aine kuuluu reak-tiokykyisiä happoryhmiä sisältävien polymeerien ja/tai sekapo-lymeerien ryhmään. Tällaisia aineita käytetään yleisesti po-rausnesteinä tie- ja vesirakennusalalla, rakennusalalla, yleisissä rakennustöissä, öljyn ja veden ja mineraaliesiintymien etsinnässä ja porauksessa.

Porausnesteillä tarkoitetaan tässä laajasti otettuna kaikkia mineraallaineiden vesisuspensioita, kuten esimerkiksi makeaan veteen perustuvia bentoniittilietteitä, kalkki- ja kipsiliet-teitä, suolalla kyllästettyjä lietteitä ja merivesilietteitä.

Alan ammattilaiset ovat tienneet jo kauan, että lietteiden käytössä porauksissa tie- ja vesirakennusalalla, rakennusalalla, yleisissä rakennustöissä, öljyn ja veden ja mineraaliesiintymien etsinnässä ja porauksessa törmätään usein huomattaviin ja kiusallisiin vaikeuksiin, jotka aiheutuvat lietteiden Teologisten ominaisuuksien muutoksista käytössä. Nimittäin kun porausliete menee hyvin erilaisten geologisten kerrosten läpi, sen sitä valmistettaessa aikaansaatuihin Teologisiin ominaisuuksiin vaikuttavat sangen usein esimerkiksi maakerrokset, joiden läpi se menee, muodostavat mineraallaineet ja myös makean ja/tai suolaisen veden joutuminen sen mukaan.

Lietteen käyttäjä työmaalla joutuu tällöin kärsimään erilaisista haitoista, kuten lietteiden viskositeetin kasvamisesta, joihin on hankala mukautua, sillä ne vaikuttavat työkohteen valmistusaikaan ja tuotantokustannuksiin.

2

Niinpä alan ammattilaiset ovatkin tutkineet jo monia vuosia porauslietteiden hallintaa lisäämällä kemiallisia aineita, jotka mahdollistaisivat Teologisilta ominaisuuksiltaan mahdollisimman stabiilien porausnesteiden käytön, niin että niiden käyttäytyminen käytössä olisi säännönmukaista ja toistettavaa, jopa yhä syvemmällä tapahtuviin porauksiin liittyvissä lämpötila- ja paineolosuhteissa.

Alan ammattilaiselle ihanteellinen porausliete olisi sellainen, jolla olisi seuraavia ominaisuuksia: ensiksikin sillä olisi sellaisia Teologisia ominaisuuksia, että se pystyisi kuljettamaan in situ suspendoituneet mineraalipitoiset poraus-jätteet, vaikka eräät niistä saattavat saastuttaa tämän lietteen; sitten jäteainekset tulisi voida erottaa millä tahansa tunnetulla tavalla heti porauslietteen tullessa porausreiästä, sitten sen tiheyden tulisi olla sellainen, että se kohdistaisi riittävän suuren paineen porattuihin geologisiin kerroksiin; ja lopuksi sen tulisi säilyttää Teologiset ominaisuutensa joutuessaan syvälle ulottuvissa porauksissa alttiiksi yhä korkeammille lämpötiloille. Niinpä juuri vesipitoisiin poraus-lietteisiin, jotka sisältävät kolloidisia mineraallaineita, kuten paisuvia saviaineita, erityisesti bentoniitteja ja atta-pulgiitteja, paksuntavia mineraallaineita, kuten esimerkiksi baryyttia, kalsiumkarbonaattia, ilmeniittiä, alan ammattilainen on lisännyt mineraali- ja/tai orgaanisperäisiä kemiallisia lisäaineita saadakseen ne mahdollisimman stabiileiksi riippumatta siitä, minkälaista geologista esiintymää porataan.

Vettä sisältävät porauslietteet sisältävätkin aineosia, joina olennaisesti ovat makea tai suolainen vesifaasi, mahdollisesti jokin savi ja/tai viskositeettia nostava polymeeri, jokin suo-dosta pienentävä aine, jona voi olla jokin polymeeri, jokin dispergoiva eli nesteyttävä aine, jolla lietteen viskositeetti saadaan alenemaan sitä mukaa kuin siihen sekoittuu savea, ja lopuksi jokin paksunnin.

3 91130

Vaikka edellä mainittujen haittojen lieventämiseksi on tehty monia tutkimuksia puuttumalla lietteen eri aineosiin, alan erikoiskirjallisuudessa kiinnostus suuntautuu nesteyt-täviin aineisiin. Kirjallisuudessa mainitaan yleisenä käytäntönä lisätä ainakin yhtä nesteyttävää ainetta porausliet-teisiin, jotta niiden Teologiset ominaisuudet saadaan pysymään mahdollisimman hyvinä, kun niitä käytetään porauksessa .

Onkin osoittautunut suotavaksi säädellä porauslietteiden viskositeettia käyttäjän haluamaan arvoon joko pitämällä se arvossa, joka on lähellä sen lähtöarvoa, tai palauttamalla se tähän lähtöarvoon, kun se on noussut liiaksi käytön aikana .

Alan kirjallisuudessa kuvatut ja aikaisemmin käytetyt nes-teytysaineet ovat alkuperältään erilaisia ja monenlaisia.

Fosfaatit tai polyfosfaatit, jotka toimivat nesteyttäjinä porauslietteessä, aikaansaavat kolloidisen saven deflokku-loitumisen, jolloin voidaan käyttää tiheämpää ja vähemmän viskoosia lietettä, suodoksen samalla pienentyessä jossakin määrin. Kuitenkin, ja tämä onkin suuri haitta, fosfaatit ja polyfosfaatit eivät yleensä ole stabiileja edes matalassa lämpötilassa, kuten esimerkiksi 50°C:ssa, ja tällöin seurauksena on niiden stabiloivan vaikutuksen väheneminen tai jopa kokonaan häviäminen.

Samoin vesipitoisissa porausnesteissä käytetyn ligniinin tiedetään säätelevän näiden nesteiden tiksotropiaa; mutta epäpuhtauksien, kuten NaCl:n tai CaSO^n, joutuminen nesteeseen porauksen aikana saostaa sen vähitellen, jolloin se käy tehottomaksi.

Edellä mainittujen haittojen vuoksi on porausnesteissä käytetty kalsiumin, natriumin, raudan, kromin tai sekä raudan että kromin suoloina olevia lignosulfaatteja nesteyttäjänä 4 eli aineena, joka stabiloi viskositeetin käyttäjän haluamaan arvoon. Mutta yleisesti tunnettua on, että natrium-ja kalsiumlignosultaatit täyttävät huonosti viskositeetin stabiloimistehtävän ja että kromilignosulfaatit tai ne korvanneet rauta-kromilignosulfaatit ovat huomattavia ympäristöä saastuttavia tekijöitä, jolloin niiden käyttöä on syytä vähentää, vaikka nämä stabilointiaineet kuuluvat tällä hetkellä parhaimpiin, sillä ne pysyvät riittävän tehokkaina jopa porausreiän pohjalla esiintyvissä noin 150°C:n lämpötiloissa .

Muitakin kemiallisia lisäaineita on alan kirjallisuudessa ehdotettu erikoistehtävien täyttämiseksi porausnesteissä. Niinpä US-patentissa 3 730 900 ehdotetaan maleiinihapon an-hydridin ja styreenisulfonihapon sekapolymeerin käyttämistä kolloidisena stabilointiaineena. Mutta vaikka tämä kolloidinen stabilointiaine näyttääkin vaikuttavan mielenkiintoisesti porausnesteisiin, sen synteesi, jossa tarvitaan eri vaiheita liuottimessa, tekee siitä teollisessa mittakaavassa vaikeasti saatavan.

Muita polymeerejä tai sekapolymeerejä, joilla on pieni mole-kyylipaino ja jotka sisältävät hydroksaami- tai tiohydrok-saamiryhmiä, ehdotetaan FR-patentissa 2 476 113 dispergoin-tiaineiksi, ne kun adsorboituvat savihiukkasiin. Mutta tällaisen aineen suurena haittana on se, että se on tehokas vain erittäin korkeissa lämpötiloissa.

Lopuksi vielä julkaisussa "Journal of Petroleum Technology", kesäkuu 1980, julkaistussa artikkelissa "High Temperature stabilization of drilling fluids with a low molecular weight polymer" mainitaan, että polyakryylihappojen alkali-suolat eivät ole tehokkaita nesteyttäjinä elektrolyyttejä sisältävissä väliaineissa, koska ne ovat aivan liian herkkiä maa-alkali-ioneille, joita epäpuhtauksien mukaantulon vuoksi porauslietteissä on läsnä.

li 5 91130

Alan kirjallisuudessa ehdotetaan siis ammattilaiselle liuoksia, jotka eivät ole täysin tyydyttäviä, sillä niissä ehdotetut nesteytysaineet tuottavat usein pettymyksen. Niiden vaikutus nimittäin heikkenee joko haitallisten mineraaliyhdistei-den, kuten esimerkiksi NaCL:n tai CaS04:n, läsnäolon vuoksi tai porausreiän lämpötilan muuttumisen vuoksi tai vielä koska ne käyvät tehottomiksi tai niiden vaikutus estyy täysin, kun ne joutuvat porausnesteeseen, jonka vesifaasi on suolainen, tai vielä koska ne voivat saastuttaa ympäristöä.

Edellä mainittujen haittojen vuoksi hakija on tutkimuksiaan jatkaessan keksinyt ja kehittänyt nesteytysaineen, joka on saastuttamaton ja erittäin tehokas kaikissa käyttölämpötiloissa sekä kevyissä lietteissä että raskaissa lietteissä.

Keksinnön mukainen nesteytys- eli dispergointiaine, joka kuuluu reaktiokykyisiä happoryhmiä sisältäviin polymeereihin ja/-tai sekapolymeereihin ja joka on tarkoitettu suolaiseen tai makeaan veteen perustuvia porauslietteitä varten, on tunnettu siitä, että lietteen reologisten ominaisuuksien säilyttämiseksi jopa erittäin syvissä porausrei'issä vallitsevissa äärimmäisissä lämpötila- ja paineolosuhteissa dispergointiaine on jokin reaktiokykyisiä happoryhmiä sisältävän polymeerin ja/tai sekapolymeerin, jonka ominaisviskositeetti on korkeintaan 9, mielellään 0,2-3,0 ja mieluiten 0,3-1,5, suola, jonka ainakin yhden suolanmuodostuskationin muodostaa metalli, joka on alumiini, magnesium, mangaani, sinkki tai kupari, joiden metallien elektronegatiivisuus Paulingin asteikon mukaan on korkeampi kuin 1.

Tähän asti ja kuten tunnetun kirjallisuuden asiakirjat osoittavat, porauslietteitä varten tarkoitettuihin dispergoin-ti- eli nesteytysaineisiin liittyvät tutkimukset ovat koskeneet orgaanisten molekyylien parantamista, jotka molekyylit ovat reaktiokykyisiä happoryhmiä sisältävien polymeerien ja/- 6 tai sekapolymeerien tyyppiä ja jotka on neutraloitu tavaili -simmilla aineilla, koska ne ovat helpoimmin käytettäviä, kuten esimerkiksi natriumhydroksidilla, kaliumhydroksidilla tai ammoniakilla.

Lisäksi, kuten jo mainittiin, alan kirjallisuudessa on kuvattu moniarvoisten kationien, kuten esimerkiksi Ca , Mg , haitallista vaikutusta pienen molekyylipainon omaavien alkalipoly-meerien, joita käytetään vesipitoisten porauslietteiden nes-teyttäjinä, tehokkuuteen.

Olemme nyt tutkimuksissa osoittaneet, että kationin, jota käytetään polymeerien ja/tai sekapolymeerien reaktiokykyisten happoryhmien suolanmuodostajana, laadulla on perustavaa laatua oleva merkitys nesteytysvaikutuksen aikaansaamisessa poraus-lietteissä, tämän vaikutuksen ollessa sitä voimakkaampi mitä korkeampi on suolanmuodostusmetallin elektronegatiivisuus. Tämä ilmiö päti myös alan kirjallisuudessa haitallisuudestaan tunnettujen moniarvoisten kationien, kuten kalsiumin, magnesiumin, mangaanin, osalta eli metallien, jotka tunnetaan siitä, että ne aiheuttavat muutoksen käsiteltävänä olevan väliaineen tilassa.

On myös osoitettu, että kationin, joka vastaa metallia, jonka elektronegatiivisuus on korkeampi kuin 1, vaikutus on sitä selvempi, mitä korkeampi on käytetyn lietteen tiheys, riippumatta siitä, mitä paksunnosainetta, kuten esimerkiksi kalsium-karbonaattia, bariumsulfaattia jne., käytetään.

Porauslietteitä varten tarkoitettuihin klassillisiin nestey-tysaineisiin liittyvän tunnetun kirjallisuuden ja tällä alalla suorittamiemme tutkimusten kokeellisten tulosten vertaileva analyysi vahvistaakin, että polymeeri ja/tai sekapolymeeri on vain yksi nesteytysaineen komponentti, toisen komponentin, joka vahvistaa perusteellisesti nesteytysvaikutusta, ollessa ainakin yksi kationi, joka vastaa jotakin metallia, jonka 7 91130 elektronegatiivisuus on korkeampi kuin l, tämän nesteyttävän vaikutuksen ollessa sitä hallitsevampi, mitä korkeampi mainitun komponentin elektronegatiivisuus on.

Olemme tällöin havainneet, että keksinnön mukaisen vaikuttavan nesteytysaineen kantajina toimivilla polymeereillä ja/tai se-kapolymeereillä tulee olla happoluonne eli että niiden tulee sisältää ainakin yksi reaktiokykyinen happoryhma, kiuten esimerkiksi karboksyyli-, hydroksaami-, rikki-, sulfoni-, fosfori- tai fosfonityyppinen happoryhmä.

Polymeerit ja/tai sekapolymeerit, joita on tarkoitus käyttää keksinnön yhteydessä, on saatu polymeroimalla ainakin yhtä monomeereista tai sekamonomeereista, joissa on reaktiokykyisiä happoryhmiä tai jotka saattavat synnyttää tällaisia ryhmiä, kuten esimerkiksi akryyli- ja/tai metakryyli-, itakoni, kroto-ni-, fumaarihappo, maleiinihapon anhydridi tai myös isokroto-nihappo, akoniitti-, mesakoni-, sinappi-, undekyleeni-, ange-lika-, hydroksiakryylihappo, akroleiini, vinyylisulfonihappo, akryyliamidi-alkyylisulfonihappo,alkyleeniglykoliakrylaattien ja/tai -metakrylaattien rikkiesterit ja/tai fosforiesterit, mahdollisesti akryyliamidiin liittyneinä, akryylinitriili, akryyli- ja metakryylihappojen esterit ja erityisesti dimetyy-liaminoetyylimetakrylaatti, vinyylipyrrolidoni ja vinyylika-prolaktaami, etyleeni, propyleeni, isobutyleeni, di-isobuty-leeni, vinyyliasetaatti, styreeni, alfametyylistyreeni, metyy-livinyyliketoni.

Polymeerit ja/tai sekapolymeerit, joita käytetään metallia, jonka elektronegatiivisuus on korkeampi kuin 1, vastaavan kationin kantajana, saadaan polymeroimalla tai sekapolymeroimal-la alan ammattilaisen hyvin tuntemien käynnistäjien ja säätelijöiden läsnäollessa edellä mainittuja monomeereja tunnetuin menetelmin vesi-, alkoholi-, hydroalkoholi-, aromaattisessa tai alifaattisessa väliaineessa.

θ

Polymerointivällaineena voi siis olla vesi, metanoli, etanoli, propanoli, isopropanoli, butanolit, dimetyyliformamidi, dime-tyylisulfoksidi, tetrahydrofuraani, asetoni, metyylietyylike-toni, etyyliasetaatti, butyyliasetaatti, heksaani, heptaani, bentseeni, tolueeni, ksyleeni, merkaptoetanoli, tertiododekyy-limerkaptaani, tioglykoliesterit, n-dodekyylimerkaptaani, etikka-, viini-, maito-, sitruuna-, glukoni-, glukonihep-tonihappo, 2-merkaptopropionihappo, tiodietanoli, hiilitetra-kloridi, kloroformi, metyleenikloridi, metyylikloridi, mono-propyleeniglykolin tai etyleeniglykolin esterit ja/tai eetterit .

Happopolymeerien ja/tai sekapolymeerien, jotka on tarkoitettu käytettäviksi keksinnön mukaisen vaikuttavan kationiaineen kantajana, ominaisviskositeetti on korkeintaan 9. Mutta saattaa olla toivottavaa, että mainitut polymeerit ja/tai sekapo-lymeerit valitaan ominaisviskositeettialueelta 0,2-3 ja jopa mieluiten alueelta 0,3-1,5.

Kun polymeroituminen on päättynyt, liuoksena oleva polymeraat-ti muutetaan ainakin osaksi suolaksi käyttämällä ainakin yhtä suolanmuodostusainetta, jonka kationina on keksinnön mukaisesti alumiini, magnesium, mangaani, sinkki tai kupari, joiden elektronegatiivisuus on korkeampi kuin 1.

Polymeerien ja/tai sekapolymeerien happoryhmien ainakin osittainen suolaksmuuttaminen voidaan aikaansaada myös yhdistämällä edellä mainittuja kationeja.

Mainittujen polymeerien ja/tai sekapolymeerien happoryhmien suolaksimuuttamisaste ainakin yhdellä edellä mainitulla kationilla on mielellään vähintään 5 %, mutta mieluiten 20-00 %.

On ilmeistä ja hakija onkin tarkistanut sen, että happoryhmien osittainen suolaksimuuttamisen aste voidaan saada aikaan myös

II

9 91130 sekoittamalla sopivia määriä täysin suolaksi muutettuja ja täysin happamia polymeerejä ja/tai sekapolymeerejä.

Käytännössä polymeroinnista saatava nestefaasi, joka sisältää akryylipolymeerit ja/tai -sekapolymeerit, jotka on osaksi muutettu suolaksi, voidaan käyttää tässä muodossaan porausliet-teiden nesteytysaineena, mutta sitä voidaan myös käsitellä millä tahansa tunentulla tavalla tämän faasin eliminoimiseksi ja osaksi suolaksi muuttuneiden polymeerien ja/tai sekapoly-meerien erottamiseksi jauheena, jota voidaan käyttää tässä toisessa muodossa nesteytysaineena.

Keksinnössä käytettyjen polymeerien ja/tai sekapolymeerien ominaisviskositeetti, jota symboloi merkki ”V"om±ni määritetään seuraavalla tavalla:

Valmistetaan polymeeri- ja/tai sekapolymeeriliuos, joka on muutettu 100 % suolaksi (suolaksimuuttamisaste = 1) natrium-hydroksidilla mittausta varten, liuottamalla 50 g kuivaa polymeeriä ja/tai sekapolymeeriä litraan tislatun veden liuosta, joka sisältää 650 g NaClra. Sitten mitataan kapillaa-riviskosimetrillä, joka on sijoitettu kylpyyn, jonka lämpötila on säädetty 25°C:een, annetun tilavuusmäärän edellä mainittua alkalisen akryylipolymeerin ja/tai sekapolymeerin sisältävää liuosta, virtausaika sekä saman tilavuusmäärän 10 natriumkloridin vesiliuosta, joka ei sisällä mainittua polymeeriä ja/tai sekapolymeeriä, virtausaika. Tällöin voidaan ominaisviskositeetti ''yomin määrittää seuraavalla yhtälöllä: (polymeeriliuoksen (NaCl-liuoksen virtausaika) virtausaika) 7 omin = 1 NaCl-liuoksen virtausaika

Kapillaariputki valitaan yleensä siten, että NaCl-liuoksen, joka ei sisällä polymeeriä ja/tai sekapolymeeriä, virtausaika on noin 90-100 sekuntia, jolloin ominaisviskositeettiar-vot saadaan erittäin tarkasti mitatuiksi.

Keksinnön ala ja sen edullisuus selviävät parhaiten seuraa-vista esimerkeistä 1-11.

Esimerkeissä 2-7 hakija on tehnyt kokeet äärimmäisen vaikeiksi käyttämällä erittäin viskooseja lietteitä, jotka ovat epätavallisia poraustyömailla, osoittaakseen selvästi tehokkaiden (keksinnön mukaisten) nesteytysaineiden ja sellaisten (tunnetun tekniikan mukaisten), jotka eivät ole tehokkaita, kun lietteet paksunevat, erot.

Esimerkki 1 Tämä esimerkki kuvaa tunnettuun tekniikkaan kuuluvien ja eräällä alan ammattilaisen hyvin tuntemista radikaalimeka-nismin mukaan suoritettavista polymerointimenetelmistä valmistettujen happohomopolymeerien ja -sekapolymeerien valmistusta vesi-, hydroalkoholi- tai liuotinväliaineessa alan ammattilaisen hyvin tuntemien katalyyttijärjestelmien (perok-sidien, per-suolojen) ja siirtäjäaineiden (alkoholien, mer-kaptaanien) läsnäollessa.

Kaikki nämä polymeerit (merkitty numeroilla 1-7) ja kopoly-meerit (merkitty numeroilla 8-25), jotka valmistetaan li 91130 11 polymeroimalla tai ovat kaupan (merkitty numeroilla 26-27: Alcomer 75L, jota myy Allied Colloids) ja jotka liuotettiin veteen 41 %:n kuiva-ainepitoisuuksina, muutettiin kokonaan tai osittain suolaksi porauslietteissä suolanmuodostusai-neilla, joiden kationi vastasi metallia, jonka elektronega-tiivisuus oli korkeintaan 0,9 tunnetun tekniikan mukaisissa tapauksissa ja keksinnön mukaisesti korkeampi kuin 1, sisältyen laajaan elektronegatiivisuusalueeseen 1,0-2,0, Paulin-gin taulukoiden mukaan, joita on julkaistu esimerkiksi teoksissa: -D.H. Andrews ja R.J. Kokes: Notions Fondamentales de

Chimie, julkaisija DUNOD Universite, 196Θ (taulukko V - sivu 111) .

- Sargent-Welch Scientific Company, 4647 West-Foster Avenue, Chicago, Illinois, 60630.

- M. Bernard ja F. Busnot: Usuel de Chimie Generale et Mine-rale, julkaisija DUNOD, 1984 (sivut 98-99).

Samoin polymeerien ominaisviskositeetit määritettiin systemaattisesti edellä selostetulla menetelmällä.

Seuraavassa taulukossa I luetellaan eri nesteytysaineet, joita käytettiin muissa esimerkeissä keksinnön havainnollistamiseksi ja ennen kaikkea sen vertailemiseksi tunnettuun tekniikkaan.

Tässä taulukossa reaktiokykyiset happoryhmät, jotka eivät ole muuttuneet suoloiksi valmistuksen aikana, muuttuvat niiksi myöhemmin porauslietteessä läsnäolevan natriumhydroksidin vaikutuksesta.

12 m 3 X :0 ^ p a: .p en en tn tn en tn en en tn en en en enenen tn •p-H'-'C*: *:*<:*:*: x, ^ ^ ^ x OJ-hH-hW^&hWWWHU H W hbWHWUhWWt'hB fH u u u e* ω

CCE-eoiiiHtHiiisiiKSE-iii e- X E-'E-'hfiiiiiiiUiE-'beJ^E-'E-'^E-itx:^!*: E-« X

C X'-'X 3 4) 0)

E-· P X

I <#> dP

I CO

H -H dP dP dP dP dP dP dP dP dP dPdP dPOOdPdPdPdPdPdP dPdPdPdP dP dP

fl) tO g

C Ai 3 OOOOOOO O O OOOO W OOOOOOOOOO O O

•H rtJ-P O νβ (N eD eO eO vO vo OvOvCGOdPtfPvOvOvOvOvOvO vOvCvCvO O vO

(0 >—I -P 1) rH ι-h f—|

CO O 3 -P O O

3 3 3 CO vo vO

-p en g <o to O Ό

O I 3 O C

E P rö o σ> e -P eej (tJ X to X >—i o ή 1) 3 3 ro n m m ro ro ro — \ ro ro O ro 0 P 3 E ' v ^ »* * λ « » ^ «

3 0) to H H H H »H r—I H ro ro i—I »H (N| rH

tn -iHC O' OV tri CT> <T <T ' ' <T (D ΟΌ o m VO I

3 > -H r | t I r I * I «^IIHH»|| | I

•H -H Oi OO O O O O O O O -H >—I ·Η i—( I

Ή -H C NNN N <N NN I | (Ί (N Ovi CV

H 4J ·γΙ »*»« * ... · j „

it3 ft3 '—1 *H rH rH rH rH rH rH CV CV rH r—l rH «H

P en 3 « .

® 0) IÖ rH rH

Σ ca ~ —

M

O — λ; εκ -¾ O O ao 3 NNN N —-n) tN jj Ή r-' r^ —' r-' CN CN CV (0 2 (N— CV 0)

3 3 KKEXKKEX ^ r'r'US «χ N NN fl (V

<0 P OOOOOOO O X XXXX\ NXXO X r-' r->Q) Λ

Ei (fl m ro o OOOO CN— ΟΟ'-'ΧΟΧΧ O X X -H X

(0 SI 2 D> Dl PS σ 2 (OrtJ^'-'—'XetJ'—'-'O—'OOCOO P O

J 2 2 2 2 tJ> 2 2 θ'σ>Χ O 2 θ'σι2 Λ H'-r 2 ΖΣΟ'-'ΣΣΟΟ^ιΟ C3-H σ> '-'KT O N O 0) 2 tjv 2

1 l S

0) -H

H to -H

(OOP VO VO VO vO VO O O CV CV OOOOOOOvjirHOOOO OOO iH H

C Ai P in vn in in vn co 00 t" r· t^-r^r^r^r-r-roro^fr^t^r^f^r^r'^ in m Ή IMI ........ .................

E -HO) OOOOOOO O O OOOOOOOOrHOOOOOOO o o

O > P

dP dP dP dP dP dP dP

I I I

Ooo o m in -h o mi C CM*) C C VO H H CN rrjo

C -H ·Η Ή ·Η O C *H U

C® I P <0 0 -H II Iti O -d X H |40>H

-h e to ·η οι aa-o ®αα,·σ>ιΡ

P *H 3 rH ® Οι·Η 0) Οι·Η rH (tj IDrH

® ή E >i E to ro E E tn <0 E Cn n) t^-03

® *H 3 >, >1 3 x (0 >v3i βΉΗ I M +JJ

E ItJ P P rH E -H -H Ή £ Ή ·Η C >ι·Η p 4J

>t-H tn X O 3 ή ^ oohhupp-h v <n elin -<£0 (0Q Q,P>1>1 Q«P>i>i<l>,VOP E® Cr» O ® o >v a m n >i >i m m >r >ih m v« m o ·· -h e

G< Ai Ai Ή Cr Ai O P P AiOPP>iPOTP U >vH 3P

o 5 O OXX «0^A<P®0W H >,HS«

i® ui x < < n )t «e < u g'mi < E < EE

C O) -H

P <0 tn to o ® >1 ” ΟΗΝηοΊπίοιχοοονΟΗΝ nvm vo r* Z p 2 h es ro v m vo t^ co σι hhhhhhhhhhnnn cvcvcn cn cv 91130 13

Esimerkki 2 Tämä esimerkki kuvaa keksinnön mukaisten nesteytysaineiden vaikutusta tunnetun tekniikan mukaisiin aineisiin verrattuna, kun ne liitettiin porauslietteeseen, jonka vesifaasi oli merivettä ja joka valmistettiin laboratoriossa menettelytavalla, joka käsitti seuraavat vaiheet A - H, lähtöpoly-meerin ollessa polyakryylihappo.

Vaihe A:

Valmistettiin perusliete seuraavalla tavalla panemalla 500 ml merivettä (Välimerestä) Hamilton Beach -maljaan, sitten lisättiin 1,5 g (eli 3 g/1) Na2C03:a, sitten 12,5 g (eli 25 g/1) erästä bentoniittia (K) (saanto 18-20 m^/t standardin OCMA, DFCP n:o 4, 1973 mukaan mitattuna) jatkaen sekoitusta

Hamilton Beach -laitteessa nopeudella "Low" 10 minuutin ajan.

Sitten lisättiin 50 g (eli 100 g/1) erästä attapulgiittia (L) (saanto 14-15 m^/t standardin OCMA, DFCP n:o 1, 1973 mukaan mitattuna) pitäen yllä sekoitusta 15 minuutin ajan.

Sen jälkeen lisättiin sekoittaen 3,5 g (eli 7 g/l) erästä karboksimetyyliselluloosaa (alhaisen viskositeetin omaavaa teknistä CMC:aa, joka vastaa standardia OCMA, DFCP n:o 2, 1980) pitäen yllä sekoitusta 15 minuutin ajan.

Lopuksi lisättiin 60 g (eli 120 g/1) erästä täytesavea (M), jolla on alhainen paisumiskyky (saanto 8-9 m^/t standardin OCMA, DCFP n:o 4, 1973 mukaan mitattuna) ja sekoitusta jat kettiin 45 minuutin ajan.

Koko valmistuksen ajan pH pidettiin arvossa 9,5 50-prosent-tisella natriumhydroksidiliuoksella.

Tämä valmistusmenetelmä toistettiin useita kertoja, sitten sekoitettiin tällä tavoin valmistetut eri lietteet, jotta saatiin homogeeninen neste, joka muodosti 24 tunnin 14 lepoajan jälkeen huoneenlämpötilassa vaiheissa B - H käsitellyn peruslietteen.

Homogeenisella peruslietteellä oli seuraavat Teologiset ominaisuudet : Näennäinen viskositeetti: NV : 97

Plastinen viskositeetti: PV : 41

Juoksevuusraja: JR : 112 Jähmettymisluku 0/10 JL 0/10 : 152/170.

Kaikki nämä ominaisuudet, jotka alan ammattilainen hyvin tuntee ja jotka on selitetty tarkasti teoksessa "Manuel de Rh^ologie des fluides de forage et laitiers de ciment", Edition Technip, 1979, mitattiin FANN 35 -viskosimetrillä 20°C:ssa.

Vaihe B:

Peruslietteestä otettuun 500 ml:n erään lisättiin 2,5 ml testattavaa nesteytysainetta, sitten sekoitettiin 10 minuutin ajan Hamilton Beach -sekoittimella, joka oli säädetty asentoon "Low".

Sitten pH säädettiin arvoon 9,5 ja sen jälkeen mitattiin tämän uuden lietteen Teologiset ominaisuudet.

Vaihe C:

Vaiheessa B saatu nesteytetty liete pantiin vanhentumaan 16 tunniksi 150°C:een kiertouuniin.

Jäähdyttämisen jälkeen pH säädettiin arvoon 9,5, sitten mitattiin lietteen ominaisuudet.

Vaihe D: Tätä vaihetta nimitetään lietteen "barytoinniksi". Tätä varten otettiin vaiheessa C valmistetusta lietteestä 500 ml:n erä ja siihen lisättiin 400 g (eli 800 g/l) bariumsul- 91130 15 faattia, joka vastasi standardia OCMA, DFCP n:o 3, helmikuu 1963. Tiheys oli barytoinnin jälkeen 1,65.

Sekoitettiin 30 minuutin ajan Halmilton Beach -sekoitti-mella, joka oli säädetty asentoon "Low" ja pH säädettiin arvoon 9,5.

Näin saatiin tiheyteen 1,65 paksunnettu liete, jonka ominaisuudet mitattiin.

Vaihe E:

Vaiheessa D paksunnettua lietettä vanhennettiin 120°C:ssa 16 tunnin ajan kiertouunissa.

Jäähdytyksen jälkeen pH säädettiin arvoon 9,5 ja sen jälkeen tämän uuden lietteen ominaisuudet mitattiin.

Vaihe F;

Vaiheessa E vanhennetusta lietteestä otettiin 500 ml:n erä ja siihen lisättiin 2,5 ml (eli 5 l/m3) testattavaa nestey-tysainetta, sitten sekoitettiin 10 minuutin ajan Halmilton Beach -sekoittimella, joka oli säädetty asentoon "Low".

Sitten säädettiin pH arvoon 9,5 ja mitattiin lietteen ominaisuudet .

Vaihe G:

Vaiheesta F saatuun lietteeseen lisättiin uudestaan samoissa olosuhteissa 5 l/m3 testattavaa nesteytysainetta.

Vaihe H:

Vaiheen G lietteeseen lisättiin viimeisen kerran 5 l/m3 testattavaa nesteytysainetta .samoissa olosuhteissa kuin vaiheessa F.

Prosessi toistettiin yhtä monta kertaa kuin testattiin nes-teytysaineita, kuuluivatpa ne sitten tunnetun tekniikan 16 piiriin tai keksinnön alaan.

Kaikki nesteytysaineisiin 1-7 liittyvät tulokset on koottu seuraavaan taulukkoon II: 91130 17

O vO O

WHinrtcocooort X o M VO H 00 H rt θ' O' Ό VO H O' H vO H H 1/1 (N θ' VO CO VO O' in rt CNTi r- w ^ m cn h ro \ o' ro es— ao ro h \ vo cn m \ in n ώ\ in cn vom X in ro h h ho h in h cn cn h o in rt

H rH

m o o cm m m m in r- m ro cn ro fn roroOrH cn in rt o» oro^n co f' ri h io in cn h rj m if h min —» VO E-1 rt CN rt \ ro H ro\ M in (ON. H rt rt \ H rt H rt CO -H rt com CN 00 H HO H HO H H CO »H >—1 I iH i—in co h cn h θ' Γ'· r*'

rH rH

rH tn ro cn o m

CQCNMCOrtHHO b£ O ro rt H O' m CO Ό O Ό CO rl CO ro O rH CN in rf H vO CN 00 H roro OH

in u ^ cn ro\ cn h cn\ o <t O— O' rt h m. co m θ'\ r- co co r-~ ro com χ vo σ' ih rH m h co in cn vo

CN rH O' O' n- t" VO

0 VO rH rH CN rH

WC0HCNC0HOO X O ro rt rH O' ro CN m Ό (N 00 H I" CO CO H in in O rH 0'rOCNrH O' CN r}H

rt ω rt CN n\ CN H fO\ O' rt O--- O' CO H M» 03 CO O \ M CO O' M, 1^ CO OtM

bd VO O' rH O' rH VO H Cr O' O

cn rH co O' f"* vo r- 01 co m tn m m

M C/OrHOrtmrOCNCN

H bi O rt CN rH o ro rt m CNOiVOH ΗνβΟΗ ["•["•OH in MC H (N LO r)H

ro W rt CN (OM ro H (ON H rt CN ^ H rf COM O' ro CNN. O' CO rH —, O' ro rN

O in O rH rH CO rH i—I M f—1 O rH M r-TO

X CN CN O rt O σ' O'

X rl rH

3

rH

3 o co o m m vo (0 rt m cn -h o O o

E-I E-* rt rt O rH <N rt VO Ό C0 O' CO rH 00 M CN H O O rf H CN in rt rH VO VO OH

CN E-< rt CN rt CO rH ro--- O in O'--- O rt CN\ o ro CN \ H t ΠΝ -H rt rfM

CN C rH ^HHOHHOIHHCOH '—CO

ro cn co r» Ό vo n* μ θ' vo m ro in CO O rt rt rt in in

Eh CN rt VO h CN rf VO Γ' CN CO 00 H CO CN (N H COOlOH O rt CN rH rt in OOH

H E-1 rt CN Γ0 \ conros HinH-s O rt CN \ O'tCN'M H rf Π\ H rt COM

VO H H H rf H H in H H in H H rf H HO

CN CN O O O H CN

H H H H H

O O O O O O O

<1)0 H H H H H H H

c·· > > a: m. >>«'m > > o5 "m >>c*'m > > oi >>ο5"μ >> oi"- •hc a a zftbo z ft ^ o z ft ^ o zcui-jo z o< )-3 o zft i-oo SO »3 i-3 >-3 iJ i-3 >-3 i-3 >i O ·3 a •a *3 *3 >3

P

>Ί

0) (0 (0 (0 (0 +j -PO m U -P -P -P

01 d) -P O VOO -P -P 4-1 a> +j a> o - o o» aio)

Z o) C m h h cn C C C

•H -H CQ H U -P Q H u -H fc. -H O -H

H ro co <P oi ro co co co co <0 «£•0)1 0) >i >r <D I d) E · d) E · d) E · a+'M-p fi. ,c >ia> fi. £ -m-p ,c -M+J £ ~mp (0 Ih HM -H + .C H + h £ -H + £ H + H « -H + H « -H +H« •HO) d) (0 VO id «J H (Ö VO m 0) (0 d) 10 d) tr ft m C > H > Λ -P > H > m C > mc > mc o

Hl I I I I I I

O *H ‘H ·Η *H -H H H

0>n)0) «dl id d> (00) (00) CO CD lt 11 05 > £ CQ >i U >£Q >ί ö > £ Ph > £ U >£33 18

Taulukosta näkyy, että polyakryylihappojen natriumsuolat eivät ole porauslietteiden nesteyttäjiä, kun ne paksunnetaan, kun taas nämä saunat polymeerit magnesiumilla suolaksi muutettuina johtavat näennäistä viskositeettia NV, juoksevuus-rajaa JR ja jähmettymislukua JL koskevien arvojen huomattavaan pienenemiseen.

Esimerkki 3 Tässä esimerkissä vertaillaan keksinnön mukaisen nesteytys-aineen, joka muodostuu akryylihapon (70 %) ja akryyliamidin -(30 %) sekapolymeeristä, jonka reaktiokykyiset happoryhmät on muutettu suoloiksi magnesiumilla, jonka elektronegatiivi-suus on 1,2, ja tunnetun tekniikan mukaisen nesteytysai-neen, joka muodostuu samasta polymeeristä, jonka happoryh-mistä 60 % on muutettu suolaksi natriumilla, jonka elektro-negatiivisuus on 0,9, nesteyttävää vaikutusta porausliettee-seen, jonka vesifaasi on merivettä.

Tätä varten valmistettiin ensiksi laboratoriossa porauslie-te esimerkissä 2 kuvatulla menettelytavalla eli käyttäen vaihetta A.

Vaiheen A jälkeen homogeenisen peruslietteen reologiset ominaisuudet olivat seuraavat: Näennäinen viskositeetti: NV: 122

Plastinen viskositeetti: PV: 47

Juoksevuusraja: JR: 150 Jähmettymisluku 0/10: JL 0/10: 120/146.

Sitten tästä peruslietteestä otettiin kaksi 500 ml:n näytettä, jotka käsiteltiin kumpikin vaiheiden B - H mukaan tunnetun tekniikan mukaisen nesteytysaineen (nesteytysaine 8) ja keksinnön mukaisen nesteytysaineen (nesteytysaine 9) läsnäollessa.

Kaikki näihin porauslietteisiin liittyvät tulokset on merkitty seuraavaan taulukkoon III:

II

91130 19

Taulukko III

Nesteytysaine n:o 8 9

Reologia TT KEKS

Vai- Perusliete NV 53 51 he + PV 22 30 B 5 1/m3 JR 62 42 nest.ainetta JL 0/10 70/105 34/166

Vai- Vaihe B NV 29 27 he + PV 13 10 C 16h - 150°C JR 32 34 JL 0/10 21/92 22/76

Vai- Vaihe C NV 92 97 he + PV 35 42 D baryytti JR 114 110 tiheys 1,65 JL 0/10 117/174 99/134

Vai- Vaihe D NV 104 92 he + PV 42 36 E 16h - 120°C JR 124 112 JL 0/10 123/193 91/125

Vai- Vaihe E NV 102 84 he + PV 35 33 F 5 1/m3 JR 134 102 nest.ainetta JL 0/10 130/184 86/115

Vai- Vaihe F NV 104 79 he + PV 30 30 G 5 1/m3 JR 148 98 nest.ainetta JL 0/10 146/172 80/109

Vai- Vaihe G NV 112 80 he + PV 39 32 H 5 1/m3 JR 146 96 nest.ainetta JL 0/10 160/182 83/112 Tästä taulukosta näkyy, että samalla määrällä nesteytysai-netta porauslietteen, joka sisältää keksinnön mukaista nes-teytysainetta, Teologinen käyttäytyminen on paljon parempi kuin lietteen, johon on lisätty tunnetun tekniikan mukaista nesteytysainetta.

20

Esimerkki 4 Tämä esimerkki havainnollistaa keksinnön mukaisen aineen nesteytysvaikutusta, kun sitä lisätään porauslietteeseen, jonka vesifaasi on merivettä.

Tätä varten valmistettiin ensin laboratoriossa porausliete, niin sanottu perusliete, esimerkin 2 mukaisella tavalla eli käyttäen vaihetta A.

Tämän vaiheen päättyessä lietteen reologiset ominaisuudet olivat seuraavat: Näennäinen viskositeetti: NV: 98

Plastinen viskositeetti: PV: 45

Juoksevuusraja: JR: 106 Jähmettymisluku 0/10: JL 0/10: 147/169.

Sitten tästä peruslietteestä otettiin yhdeksän 500 ml:n suuruista näytettä, joista kullekin suoritettiin vaiheet B - H esimerkin 2 mukaisella tavalla nesteytysaineen läsnäollessa .

Jokaisena käytettynä nesteytysaineena oli akryylihapon (65 %), akryyliamidin (15 %) ja etyleeniglykolimetakrylaatin fosforiesterin (20 %) sekapolymeeri, jonka reaktiokykyiset happoryhmät muutettiin osaksi tai kokonaan suolaksi: - natriumilla (nesteytysaineet 10, 11 ja 16), jolloin saa tiin tunnetun tekniikan mukainen aine, - metallilla, jonka elektronegatiivisuus oli korkeampi kuin 1 (nesteytysaineet 12, 13, 14, 15, 17 ja 18), jolloin saatiin keksinnön mukainen aine.

Kaikki näihin porauslietteisiin liittyvät tulokset esitetään seuraavassa taulukossa IV: n 91130 co 21 oojsjcm m θ' h σ' σ' -πω σ> n >3· cm ι-h o o

X, (N I— O Ή CD m VO N O' CM Tf Η CM Ο τ* H VO 00 VO H in (Ti (N H 00 CM CM H

m cm m n (NHtN\ σ> in oo 'T co n n co n n n ro n n n τΐ· r~— m n cm oo m co vo co ή 00 cm vo in to Ί· cm o m vo vo r- >6 co ή oo r-~ cm cm ή ω vo r- co h co m vo vo Μη oo H cm co 00 h ic m· M· h cm vo cm h o co M1 h

X CM I—I (N \ CM CO CM N. CM m CM N. O' τί O ^ CD CO O' \ 00 CO (J0M

O O i—l i—l CO »—I I—i in H M CO T}· co cm ro cm σ' f» νθ

*—I i-H

00 vo in cm vo O

O' CM O 00 Γ" Γ- N

vo E-< o m ip h O' vo vo co σ' m oo cm co in vo η r·" co co h co cm cm h cm o h E-< vo co in —v. co η μ·μ cm io cmv. co vo t*— h M1 com m in M1 \ cm in τ}·—

lO in H (—t I—I pH Ο Ή i—l Ο Ή pH CO Ή pH

cm in in pH pH cm

pH pH pH pH pH

id O in id cm

COCMincOCMpHOO in X CO M CM pH VO CO VO Γ"· CO Ο Ό H O' 1C Ό H CMCMOpH CM VO H N Ti* VO H

pH u M1 (N fn\ CM pH CM--- ® M· O' M ffl CO ON CO ® N Μη>\ ID CO ION.

X 00 Ό .H CO in pH r~ in pH σ' O' m in ^

O O' O CM CM

CnCMCMCMCMOON η}· χ CO I" CM .Η έτ^οΓ" η O' Μ1 η ό M1 M1 h in o O h cm cm o h h co ό O'

pH h m· cm CON (N H CM N 00 co CO n. N CO 00 N. lOCOhN VO CO VO N. ID co in N

«OCONHOinO m h σ' O' n

O VO t*· O O O

C0C0CMCMCMCMOO CO ^ CO Ό M1 H ^ CO CM 00 NCOCOpH pH 00 Ό pH CM Ό CM H CO Ό M1 H 00 N CM H

pH u M1 CM CMHCMN CO CO "N 00 CO CD N. N CO N N ID CO ΦΝ Ό CO IDN

^pHOlCMVDOin^· CM pH 00 Ό in η}· >

H

O vo in O' n

O CQCOinCOCMHOO

X CM X CO N CM pH Tf CM M” r~~ h <ί Ό H O ffl M1 H O in O pH OivDvOH CD N CM H

X pH W Ti· CM CO--- CM pH CM N. 00 Tt CO N. 00 CO 00 N. N CO N. Ό CO ΌΝ VO CO VON.

3 ^pHOOcocoO'inin pH CMpHCOVOTjp^PTt 3 10 E-1 cm co pH co in in

H o CM pH O O O

H E-< 00 00 O pH Ό CM CD 00 O H 00 <H pH CM 00 pH CM 00 00 pH CO 00 O H O' (M Tj· pH

pH E-i ^PCM^N. CMHCMN O' Tf O' N. CO CO O' N. N CM 00 N. I— CM O' N. N CO O'N.

oo O' Tf m O' oo oo

00 <H 00 1— VO VO N

pH cm n σ' m m

CM f- CO Tf CM CM CM

O E-< in O' CM H VD CM 00 VD COOvDpH VOOCMH O CM VO H (M m· VO H O COMH

H E-ι M1 CM CON CMHCMN. ΟΡΜΟΝ O' τ* H N. 00 CO O' N CO CO O' N 00 CO O'N.

O O' H CM H N 00 VO O

CO H O' O' N 00 00

O O O O O O O

4> O pH h pH H H H H

c·· >>0iN. 3> > OS N. p> > OS N. i> > OS N. 0> > OS n. ϊ> > OS N. > > CC N

•H fi Z CU b> O ZDibO Zdi^o Z ft bo Z CU b) O zo<bo Zd.bO

10

m »j »j ,J »j .J J »J

>1 >3 *o bj ►o bj »o •"o -p 4) (0 <0 (0 10

+J -P U in U -P -P -P

09 4) ·Ρ O VO O -P -P -P

4) H> 4) O - O 4) 4) 4)

Z 4) C m ‘H H CM G G G

pH -pH CQ pH U -P Q pH W -H h -HU H

pH co (0 +J0) co ro co (0 roro n ε · 4) i 4» >i >i 4> i a> g · 4) E · Φ E ·

3 + n. 4-> ,C Ä >,41 ,C ,3 N.-P ,C N.-P .C N.+J

Λ P pH 09 H + ,3 -H + p ,3 H + ,3 H + H M -H + H CO -H+H10 -H 4) 4) (0 VO IT5 (0 -H (0 vO (0 4) (0 4) (0 4) O' cu mc > h > 3 -p > H >mc>inc>mc o

Hl I I I I I I

O ·Η ·Η ·Η ·Η ·Η ·Η ·Η Ο/ΟΟ 0 0 /0 0 /0 0 /0 0 (0 Ο (0 ο « > ,β m > .e υ > ,3 α > ,c w > ,c fc >,3 0 22 Tämä taulukko vahvistaa, että samalla nesteytysainemäärällä porauslietteen, joka sisältää keksinnön mukaista nesteytys-ainetta, Teologinen käyttäytyminen on paljon parempi kuin lietteen, johon on lisätty tunnetun tekniikan mukaista nes-teytysainetta.

Mutta tästä taulukosta näkyy myös, että keksinnön mukaisen nesteytysaineen nesteyttävä vaikutus porauslietteissä on sitä voimakkaampi, mitä korkeampi on suolanmuodostusmetallin elektronegatiivisuus, jopa moniarvoisten kationien yhteydessä, kuten magnesiumin, joka tiedetään erityisen haitalliseksi tunnetun tekniikan mukaisten porauslietteiden yhteydessä .

Esimerkki 5 Tämä esimerkki havainnollistaa keksinnön mukaisen aineen nesteytysvaikutusta, kun sitä lisätään porauslietteeseen, jonka vesifaasi on merivettä, verrattuna tunnetun tekniikan piiriin kuuluvan nesteytysaineen vaikutukseen.

Tunnetun tekniikan mukainen nesteytysaine (26 taulukossa I) on alkalinen akryylisekapolymeeri, jota myy Allied Colloids tavaramerkillä ALCOMER 75 L.

Keksinnön mukainen nesteytysaine (27 taulukossa I) on sama alkalinen akryylisekapolymeeri ALCOMER 75 L, jonka hakija on muuntanut poistamalla alkalisen kationin kationinvaihto-hartsilla ja sitten muuttamalla happosekapolymeerin magne-siumsuolaksi, jonka elektronegatiivisuus on 1,2 - 1,3.

Tätä varten valmistettiin laboratoriossa porausliete esimerkissä 2 kuvattua menettelytapaa käyttäen eli vaiheen A mukaan.

Vaiheen A päättyessä homogeenisen porauslietteen Teologiset ominaisuudet olivat seuraavat:

II

91130 23 Näennäinen viskositeetti: NV: 73

Plastinen viskositeetti: PV: 27

Juoksevuusraja: JR: 92 Jähmettymisluku 0/10: JL 0/10: 71/93.

Sitten tästä peruslietteestä otettiin kaksi 500 ml:n erää, jotka kumpikin käsiteltiin vaiheiden B - H mukaan tunnetun tekniikan mukaisen nesteytysaineen (nesteytysaine 26) ja keksinnön mukaisen nesteytysaineen (nesteytysaine 27) läsnäollessa.

Kaikki näihin kahteen porauslietteeseen liittyvät tulokset on merkitty seuraavaan taulukkoon V: 24

Taulukko V

Nesteytysaine n :o 26 27

Reologia TT KEKS

Vai- Perusliete NV 32 30 he + PV 17 18 B 5 l/m3 JR 30 24 nest.ainetta JL 0/10 19/96 20/83

Vai- Vaihe B NV 34 27 he + PV 9 12 C 16h - 150°C JR 50 30 JL 0/10 28/62 19/64

Vai- Vaihe C NV 85 68 he + PV 30 28 D baryytti JR 110 80 tiheys 1,65 JL 0/10 91/121 54/101

Vai- Vaihe D NV 99 75 he + PV 36 26 E 16h - 120°C JR 126 98 JL 0/10 108/136 72/107

Vai- Vaihe E NV 89 63 he + PV 31 25 F 5 1/m3 JR 116 76 nest.ainetta JL 0/10 103/128 53/87

Vai- Vaihe F NV 92 56 he + PV 32 23 G 5 1/m3 JR 120 66 nest.ainetta JL 0/10 107/127 58/82

Vai- Vaihe G NV 92 56 he + PV 29 22 H 5 1/m3 JR 126 68 nest.ainetta JL 0/10 108/131 46/84

Taulukosta näkyy, että samalla nesteytysainemäärällä poraus-lietteen, joka sisältää keksinnön mukaista ainetta, Teologinen käyttäytyminen on paljon parempi, vaiheen D jälkeen, 91130 25 kuin lietteen, johon on lisätty tunnetun tekniikan mukaista nesteytysainetta.

Esimerkki 6 Tämä esimerkki havainnollistaa keksinnön mukaisen aineen nesteyttävää vaikutusta, kun sitä lisätään porausliettee-seen, jonka vesifaasi on makeaa vettä, verrattuna tunnettuun tekniikkaan kuuluvaan nesteytysaineeseen.

Tunnetun tekniikan mukainen nesteytysaine on akryylihappopo-lymeeri (taulukon I nesteytysaine 2), joka on muutettu suolaksi natriumilla, jonka elektronegatiivisuus on 0,9.

Keksinnön mukainen nesteytysaine on sama akryylihappolymee-ri (nesteytysaine 5), joka on muutettu suolaksi magnesiumilla, jonka elektronegatiivisuus on 1,2 - 1,3.

Näiden nesteytysaineiden vertailua varten valmistettiin ensiksi laboratoriossa porausliete esimerkissä 2 kuvatulla tavalla, mutta menetellen vaihessa A seuraavasti:

Vaihe A:

Porausliete valmistettiin seuraavalla tavalla panemalla 500 ml makeaa vettä (TH 25°) Hamilton Beach -astiaan, sitten lisättiin 25 g (eli 50 g/1) erästä bentoniittia (K) (saanto 18-20 m^/t standardin OCMA, DFCP n:o 4, 19 73 mukaan) jatkaen sekoittamista asennossa "Low" 10 minuutin ajan.

Lisättiin sekoittaen 3,5 g (eli 7 g/l) karboksometyylisellu-loosaa (teknistä CMC:a, jonka viskositeetti on alhainen standardin OCMA, DFCP n:o 2, 1980 mukaan) sekoittaen 15 minuutin ajan.

Lopuksi lisättiin 60 g (eli 120 g/l) erästä heikosti paisuvaa täytesavea (M) (saanto 8-9 m-^/t standardin OCMA, CFCP n:o 4, 1973 mukaan mitattuna) ja sekoittamista jatkettiin 45 minuutin ajan.

26

Koko valmistuksen ajan pH säädettiin arvoon 9,5 50-prosent-tisella natriumhydroksidiliuoksella.

Tämä valmistusprosessi toistettiin useaan kertaan, sitten näin valmistetut eri lietteet sekoitettiin, jotta saatiin homogeeninen neste, joka muodosti, 24 tunnin lepoajan jälkeen huoneenlämpötilassa, vaiheissa B - H käsitellyn perus-lietteen.

Homogeenisella peruslietteellä oli seuraavat Teologiset ominaisuudet : Näennäinen viskositeetti: NV: 131

Plastinen viskositeetti: PV: 47

Juoksevuusraja: JR: 168 Jähmettymisluku 0/10: JL 0/10: 127/215.

Sitten peruslietteestä otettiin kaksi erää, 500 ml kumpi kin, ja niitä käsiteltiin vaiheiden B - H mukaan tunnetun tekniikan mukaisen nesteytysaineen (2) ja keksinnön mukaisen nesteytysaineen (5) läsnäollessa.

Kaikki näihin kahteen porauslietteeseen liittyvät tulokset on merkitty seuraavaan taulukkoon VI: 91130 27

Taulukko VI

Nesteytysaine n :o 2 5

Reologia TT KEKS

Vai- Perusliete NV 57 52 he + PV 36 35 B 5 1/m3 JR 42 34 nest.ainetta JL 0/10 16/26 10/25

Vai- Vaihe B NV 48 28 he + PV 32 20 C 16h - 150°C JR 32 16 JL 0/10 10/16 5/9

Vai- Vaihe C NV 74 50 he + PV 48 36 D baryytti JR 52 28 tiheys 1,65 JL 0/10 16/25 7/13

Vai- Vaihe D NV 107 67 he + PV 70 47 E 16h - 120°C JR 74 40 JL 0/10 22/35 11/19

Vai- Vaihe E NV 94 62 he + PV 61 44 F 5 1/m3 JR 66 36 nest.ainetta JL 0/10 22/32 12/20

Vai- Vaihe F NV 92 62 he + PV 58 42 G 5 1/m3 JR 68 40 nest.ainetta JL 0/10 24/35 13/23

Vai- Vaihe G NV 94 64 he + PV 57 42 H 5 1/m3 JR 74 44 nest.ainetta JL 0/10 27/41 15/27 Tämä taulukko siis vahvistaa, että samalla nesteytysainemää-rällä makeaan veteen perustuvan porauslietteen, joka sisältää keksinnön mukaista ainetta, Teologinen käyttäytyminen on paljon parempi kuin saman lietteen, johon on lisätty tunnetun tekniikan mukaista nesteytysainetta.

28

Esimerkki 7 Tämä esimerkki havainnollistaa keksinnön mukaisen aineen nesteyttävää vaikutusta, kun sitä lisätään niin sanottuun raskaaseen porauslietteeseen, jonka vesifaasi on merivettä (Välimerestä otettua) ja paksunnosaineena on kalsiumkarbo-naatti (jota myy OMYA-yhtiö tavaramerkillä DURCAL 15).

Tätä varten valmistettiin ensiksi laboratoriossa niin sanottu perusliete esimerkissä 2 kuvatun menetelmän vaiheen A mukaan.

Tämän vaiheen jälkeen peruslietteellä oli seuraavat Teologiset ominaisuudet: Näennäinen viskositeetti: NV: 73

Plastinen viskositeetti: PV: 27

Juoksevuusraja: JR: 92 Jähmettymisluku 0/10: JL 0/10: 71/93.

Sitten tästä peruslieetteestä otettiin kaksi 500 ml:n erää, joita käsiteltiin sen jälkeen esimerkin 2 menettelytavan vaiheiden B - H mukaan jonkin nesteytysaineen läsnäollessa, muistaen, että vaihe D käsittää tässä esimerkissä CaC03:n lisäämisen esimerkissä 2 käytetyn bariumsulfaatin asemesta, määrän ollessa 260 g CaC03ta, joka vastaa tilavuudeltaan samanlaista panosta kuin bariumsulfaatin. Lietteen tiheys oli 1,40.

Jokaisena nesteytysaineena oli akryylihapon (65 %), akryyli-amidin (15 %) ja etyleeniglykolimetakrylaatin fosforieste- rin (20 %) sekapolymeeri, jonka reaktiokykyiset happoryhmät oli muutettu osittain suolaksi: - natriumilla (nesteytysaine 11) eli tunnetun tekniikan mukainen aine, - magnesiumilla (nesteytysaine 12) eli keksinnön mukainen aine.

91130 29

Kaikki näihin lietteisiin liittyvät tulokset on merkitty seuraavaan taulukkoon VII:

Taulukko VII

Nesteytysaine n :o 11 12

Reologia TT KEKS

Vai- Perusliete NV 31 29 he + PV 18 18 B 5 1/m3 JR 26 22 nest.ainetta JL 0/10 20/81 16/74

Vai- Vaihe B NV 26 23 he + PV 11 12 C 16h - 150°C JR 30 22 JL 0/10 20/65 16/54

Vai- Vaihe C NV 67 55 he + PV 27 23 D baryytti JR 80 64 tiheys 1,40 JL 0/10 61/98 43/89

Vai- Vaihe D NV 75 59 he + PV 30 24 E 16h - 120°C JR 89 70 JL 0/10 66/99 44/84

Vai- Vaihe E NV 69 51 he + PV 26 22 F 5 1/m3 JR 86 58 nest.ainetta JL 0/10 65/95 36/73

Vai- Vaihe F NV 69 50 he + PV 25 22 G 5 1/m3 JR 88 56 nest.ainetta JL 0/10 65/95 35/79

Vai- Vaihe G NV 72 49 he + PV 25 23 H 5 l/m3 jr 94 52 nest.ainetta JL 0/10 72/100 33/75 30 Tämä taulukko vahvistaa, että samalla nesteytysainemäärällä porauslietteen, joka perustuu meriveteen ja jonka paksunnos-aineena on kalsiumkarbonaatti ja joka sisältää keksinnön mukaista ainetta, Teologinen käyttäytyminen on paljon parempi kuin saman lietteen, johon on lisätty tunnettuun tekniikkaan kuuluvaa nesteytysainetta.

Esimerkki 8

Kuvion 1 avulla tässä esimerkissä havainnollistetaan vertailevasti työmaaperuslietettä käyttäen parannusta, jonka keksinnön mukaiset nesteytysaineet saavat aikaan, kun niitä käytetään niin sanotuissa raskaissa porauslietteissä, ja siinä osoitetaan kasvava nesteytysvaikutus, joka liittyy metallin, jolla keksinnön mukaan käytettyjen polymeerien ja/tai sekapolymeerien reaktiokykyiset happoryhmät muutetaan suolaksi, elektronegatiivisuuden nousuun.

Merivesiperustainen liete, jota ei ollut barytoitu ja joka ei sisältänyt dispersioainetta, oli peräisin poraustyömaalta ja sitä oli siis käytetty eli se oli kiertänyt porausrei-ässä ja siihen oli tullut mukaan maaperästä itsestään peräisin olevaa savea.

Tämän peruslietteen, jonka tiheys oli 1,12, Teologiset ominaisuudet olivat seuraavat: Näennäinen viskositeetti: NV: 22

Plastinen viskositeetti: PV: 14

Juoksevuusraja: JR: 16 Jähmettymisluku 0/10: JL 0/10: 7/24.

Sitten tästä peruslietteestä otettiin yhdeksän näytettä, kukin 500 ml, ja ne käsiteltiin esimerkissä 2 kuvatun menetelmän vaiheilla D - H jonkin nesteytysaineen läsnäollessa; vaiheet A, B ja C jätettiin pois peruslietteen alkuperän vuoksi.

li 31 91130

Kaikissa tapauksissa nesteytysaineena käytettiin akryylihapon (65 %), akryyliamidin (15 %) ja etyleeniglykolimetakrylaatin fosforiesterin (20 %) sekapolymeeriä, jonka reaktiokykyiset happoryhmät oli osittain muutettu suolaksi käyttämällä: - jotakin metallia, jonka elektronegatiivisuus on enintään 1,0 (natriumia, kaliumia, bariumia, litiumia, kalsiumia) (nestey-tysaineet 11, 19, 20, 21, 22), jolloin saatiin tunnetun tekniikan mukainen nesteytysaine, - jotakin metallia, jonka elektronegatiivisuus on korkeampi kuin 1 (magnesiumia, mangaania, sinkkiä kuparia) (nesteytys-aineet 12, 23, 24, 25), jolloin saatiin keksinnön mukainen nesteytysaine.

Kaikki näihin porauslietteisiin liittyvät tulokset on merkitty seuraavaan taulukkoon VIII: 32 tn m b£ o> «h »t (N n vo

(NtJ - 1-nOOffi CM VO CM CO r-ι ^ TC θ' Ό M 03 Γ' m CM vO CO

bC i—i φ ro ins. co in i/i\ in m n —. et en cm >i n en vo O' cm o en cn cm cm cm tn et b£ vo r-t et γμ o m

CM W - ·Η vO O O' CM Ό (M CO in Tf N O' O' CM et O' h N O CO

bi »—i ionin\ oo in m — inrnis et m cn \ rf nns

m vo ·-» en O

n m m cm cm tn bi in ,h et O in en m w - h m o oi cm vo cm co cm in et o> et vo ^cmmt* eMbi <-i ie n in1— oo m uv— m en <n \ ef n cm\ etn oi v en vo en oo m en en cm ή i—i tn .h et in tn co CM hi CM HieOOl CM VO (N 00 ^ if O O H vf vf O· O et CM Is •h W - vo n in v oo m in \ in ro »tv. in en en \ in ro eo v X —i en vo en 00 >h en en en cm cm .h et vo r·» m (M te O H VO O Cv CM VO CM 00 Γ' er VO r> l— en 00 O' O' CM et 00 cm H - vo m in— co m m \ in en et \ in rn ef\ in en mv.

»—i en vo o in in en en en et et ή et vo cm 00 *—l E-ι O ·—I VO O O' CM VO CM 00 00 et CO 00 00 et 00 eri O CM VO O' CME-e - Ό en in\ CO m in \ in en et — in en et \ vo en in — m iH m vo vo Γ" en H en en en en

M

> O O» r-ι et en in m X OE-* » -H VO O O' CM VO CM 00 O' et O O' —t ef et O' CM >—( CM O' X cm E-v O vo en in \ ® in in\ inenins. vo en in \ vo en vo 3 en vo en in o <h en en en en et 3 etJ Ee O' ^ et in et H fi - -H vo O O' CM VO CM OO 00 en O O' 00 Ή et O' CM I—l CM O' h[v o vc en ms. m m ion. inminv in en tn ^ vo cn vo en vo en et cn m en en en »t

•H

00 -4 et vo n* o

O' Eh - ·—I VO O O' CM VO CM 00 O' cn CM O' O CM VO O' m CM VO

•-e E-1 O vo en in \ comin\ in en in ^ vo m in \ vo en vo\ en vo vo m et cn cn en cn et 0-0 0 0 0

Q] Ο *H O) I—l I—I t—l rH rH

C ·· -HD > > 0Ä \ > > OS ^ ^ > > OS \ > > OS ^

•HC -P D ZCUi^O ZCUi-jO ZOi^O ZQiOO ZQi^O

«3 «s cn WCΓ> ·Η >3 (-5 iJ iJ 1-3 >id)> ^ »-3 *n to P c >1 0 Φ P 10 10 <0 •P -p O U 4J -P +» in X I" o 4J +j +3 οι a> - ο φ oj a>

ZrH "H rH CM c C C

w u -P a ω ·η tn ·η o ·η -Ρ m en « en nj en eo

ai >i >e Φ i a> E · a> E · a> E · JC >,0) fi, Ä ^ -P £ \-P £ ^--P

(0 Ή + p ,C -H + ,C ‘H + H B -H + .H « -H + rH CO

-h «o <o -h it> vo co airo a> <0 a» O' > £ -P > ih > in c > m c > inc 0 •Hl l l l l 0 ·Η ·Η ·Η ·Η ·Η 0) (Q Φ (0 0) (0 φ (00) (00) os >χ ο >£w > £ tn >ίο > £ κ 91130 33 Tämä taulukko vahvistaa» että samalla nesteytysainemäärällä porauslietteen, joka sisältää keksinnön mukaista ainetta, Teologinen käyttäytyminen on paljon parempi kuin lietteen, johon on lisätty tunnetun tekniikan mukaista nesteytysainet-ta.

Mutta tästä taulukosta näkyy myös, että keksinnön mukaisen aineen nesteyttävä vaikutus porauslietteissä on sitä voimakkaampi, mitä korkeampi on suolanmuodostusmetallin elektrone-gatiivisuus, jopa moniarvoisten kationien yhteydessä, kuten magnesiumin ja mangaanin, jotka tiedetään tunnetussa tekniikassa erityisen haitallisiksi porauslietteissä.

Kuviosta 1, joka on johdettu taulukosta VIII ja joka havainnollistaa tätä esimerkkiä, voidaan todeta se kiintoisa seikka, että juoksevuusrajän muuttuminen lietteen käsittelyvaiheiden myötä on luonteenomaista reaktiokykyisiä happoryhmiä sisältävien polymeerien ja/tai sekapolymeerien suolanmuodostusmetallin elektronegatiivisuudelle.

Natriumiin, kaliumiin ja bariumiin, joiden elektronegatiivi-suus on alhaisempi kuin 0,95, liittyvät käyrät muodostavat homogeenisen ryhmän, jossa juoksevuusraja nousee lietteen käsittelyvaiheiden etenemisen myötä eli niiden nesteyttävä vaikutus häviää hyvin nopeasti raskaissa lietteissä.

Mataneihin, joiden elektronegatiivisuus on korkeampi kuin 1, liittyvät käyrät muodostavat samoin homogeenisen ryhmän, jonka juoksevuusraja alenee nopeasti lietteen käsittelyvaiheiden etenemisen myötä eli joiden nesteyttävä vaikutus voimistuu yhä parantuen ajan mukana raskaissa lietteissä .

Esimerkki 9 Tämä esimerkki valaisee savilajien paisumisen estymistä meriveteen perustuvissa porauslietteissä keksinnön mukaisen nesteytysaineen vaikutuksesta.

34 Tätä varten ja vaiheen A mukaan valmistettiin ensiksi niin sanottu perusliete menetellen seuraavasti:

Vaihe A:

Pantiin 2 000 ml luonnonvettä (Välimerestä Lion-lahdesta otettua) 5 litran vetoiseen astiaan.

Sitten lisättiin sekoittaen (läpimitaltaan 50 millimetrin Rayneri-turbiini, jonka pyörimisnopeus oli 1 500 kierrosta minuutissa) 8 g (eli 4 g/1) teknistä natriumkarbonaattia

Ca2+- ja Mg2+-ionien saostamiseksi.

Sen jälkeen väliaineeseen lisättiin samanaikaisesti 60 g (eli 30 g/l) erästä bentoniittia (K) (saanto 18-20 m3/t mitattuna standardin OCMA, DFCP n:o 4, 1973 mukaan) ja 120 g (eli 60 g/l) erästä attapulgiittia (L) (saanto 14-15 m3/t mitattuna standardin OCMA, DFCP n:o 1, 1973 mukaan) jatkaen sekoittamista 20 minuutin ajan.

Tähän väliaineeseen lisättiin lopuksi sekoittaen 14 g (eli 7 g/l) karboksimetyyliselluloosaa (teknistä CMC:a, jolla on alhainen viskositeetti vastaten standardia OCMA, DFCP n:o 2, 1980) jatkaen sekoittamista 30 minuutin ajan.

Valmistuksen aikana väliaineen pH: a valvottiin ja korjattiin natriumhydroksidiliuoksella, niin että se pysyi arvossa 9,5.

Vaihe B:

Vaiheessa A valmistettu perusliete jaettiin 500 ml:n osiin.

Sitten nesteytysaine lisättiin yhteen 500 ml:n erään jatkaen väliaineen sekoittamista 10 minuutin ajan (Hamilton Beach asennossa "Low") ja tämä tehtiin mainitun aineen kahdella eri väkevyydellä. pH säädettiin arvoon 9,5.

Vaihe C:

I

91130 35 500 ml:aan vaiheesta B saatua lietettä, joka sisälsi nes-teytysaineen, lisättiin sekoittaen (Hamilton Beach, asento "Low") 100 g (eli 200 g/l) erästä täytesavea (M) ja sekoittamista jatkettiin 30 minuutin ajan säätäen pH:n arvoon 9.5.

24 tunnin lepoajan jälkeen huoneenlämpötilassa lietettä sekoitettiin uudestaan 5 minuutin ajan ja pH säädettiin arvoon 9,5, jonka jälkeen sen ominaisuudet mitattiin.

Vaihe D:

Vaiheesta C saatua lietettä kuumennettiin 120°C:ssa 16 tunnin ajan kiertouunissa sen vanhentamiseksi.

Jäähdyttämisen jälkeen tällä tavoin vanhennettua lietettä sekoitettiin taas 5 minuutin ajan ja pH säädettiin arvoon 9.5, jonka jälkeen sen ominaisuudet mitattiin.

Vaiheet B - D sisältävä prosessi toistettiin yhtä monta kertaa kuin nesteytysaineita ja käytettyjä nesteytysaineväke-vyyksiä testattiin sekä tunnetun tekniikan että keksinnön mukaisilla aineilla.

Kaikki nesteytysaineisiin 11 (tunnettu tekniikka) ja 12 (keksintö) liittyvät tulokset on koottu seuraavaan taulukkoon IX: 36

Taulukko IX

Nesteytysaine 11 12

n :o TT KEKS

Väkevyys

Reologia 1/m3 5 10 5 10

Perusliete NV 39 29 40 29 + PV 25 24 27 23

Nest.aine JR 28 10 26 12 + JL 0/10 28/112 4/54 26/70 5/51 Täytesavi Suodos API cm3 10,5 8,5 9,5 7,5

Vanhenta- NV 35 28 35 35 misen jäi- PV 23 20 26 27 keen JR 24 16 18 16 16 h - 120°C JL 0/10 47/130 7/67 15/78 9/62

Suodos API cm3 11 9 9,5 8,5 Näin tämä taulukko osoittaa, että keksinnön mukainen nesteytysaine todella estää savien paisumista.

Tämä taulukko osoittaa myös keksinnön mukaisen nesteytysai-neen yleisluonteen, koska erittäin tehokkaana nesteyttäjänä se estää lisäksi tehokkaasti alhaisen tiheyden omaavien lietteiden viskositeetin nousun, kun niihin tulee mukaan sa-vilaatuja.

Esimerkki 10 Tämä esimerkki valaisee savien paisumisen estymistä poraus-lietteissä, jotka perustuvat makeaan luonnonveteen, jonka kovuus on ranskalaisen standardin mukaan 25°TH, keksinnön 91130 37 mukaisen nesteytysaineen läsnäolon vaikutuksesta.

Tätä varten ja vaiheen A mukaan valmistettiin ensiksi niin sanottu perusliete menetellen seuraavasti:

Vaihe A:

Pantiin 2 000 ml makeaa vettä (TH 25°) 5 litran vetoiseen astiaan.

Sitten lisättiin sekoittaen (läpimitaltaan 50 millimetrin Rayneri-turbiini, jonka pyörimisnopeus oli 1 500 kierrosta minuutissa) 100 g erästä bentoniittia (K) (eli 50 g/1) (saanto 18-20 m^/t standardin OCMA, DFCP n:o 4, 1973 mukaan mitattuna) jatkaen sekoittamista 30 minuutin ajan.

Koko tämän valmistusprosessin ajan väliaineen pH:a valvottiin ja korjattiin natriumhydroksidiliuoksella, jotta se pysyi arvossa 9,5.

Sitten tälle peruslietteelle suoritettiin sama prosessi kuin esimerkin 9 vaiheissa B, C ja D tunnetun tekniikan mukaisten (11) ja keksinnön mukaisten (12) nesteytysaineiden läsnäollessa ja käyttäen mainittujen aineiden eri väkevyyksiä .

Kaikki tunnetun tekniikan mukaisia (11) ja keksinnön mukaisia (12) nesteytysaineita koskevat tulokset on merkitty seu-raavaan taulukkoon X: 38

Taulukko X

Nesteytysaine 11 12

n:0 TT KEKS

Väkevyys

Reologia l/m3 5 10 5 10

Perusliete NV 22 22 23 16 + PV 16 18 18 13

Nest.aine JR 12 8 10 6 + JL 0/10 3/58 3/27 4/59 2/6 Täytesavi Suodos API cm3 6,5 5 7 6,6

Vanhenta- NV 40 32 41 20 misen jäi- PV 22 23 24 15 keen JR 36 18 34 10 16 h - 120°C JL 0/10 13/81 4/30 12/35 3/11

Suodos API cm3 4,8 4,2 5,5 4,9 Näistä tuloksista saadaan vahvistus sille, että keksinnön mukainen nesteytysaine estää makeaan veteen perustuvissa po-rauslietteissä esiintyvien savilaatujen paisumista.

Tämä taulukko osoittaa myös keksinnön mukaisen nesteytysai-neen yleisluonteen, koska erittäin tehokkaana nesteyttäjänä se myös estää alhaisen tiheyden omaavien lietteiden viskositeetin nousun, kun niihin joutuu mukaan savea.

Esimerkki 11 Tämä esimerkki valaisee keksinnön mukaisen nesteytysaineen nesteyttävää vaikutusta, kun sitä lisätään niin sanottuihin raskaisiin porauslietteisiin, jotka sisältävät huomattavia määriä sekä savea että bariumsulfaattia (baryyttia) ja 91130 39 joiden vesifaasi on NaCllla kyllästettyä vettä.

Tätä varten ja esimerkissä 2 kuvatuttua menettelytapaa noudattaen valmistettiin (vaihe A) perusliete panemalla 500 ml kyllästettyä suolavesiliuosta, joka valmistettiin makeasta vedestä ja teknisestä natriumkloridista, Hamilton Beach -astiaan. Sitten siihen lisättiin sekoittaen (asennossa "Low") 37,5 g (eli 75 g/l) erästä (standardin OCMA, DFCP n:o 1, 1973 mukaista) attapulgiittia (L) jatkaen sekoitta mista 30 minuutin ajan ja säätäen pH:n arvoon 10 50-prosent-tisella NaOH-liuoksella.

Sen jälkeen lisättiin sekoittaen (asennossa "Low") 50 g (100 g/l) erästä täytesavea (M) ja sekoittamista jatkettiin yhden tunnin ajan säätäen pH:n arvoon 10.

Tämä toimenpide toistettiin useaan kertaan, sitten näin valmistetut eri lietteet sekoitettiin, jotta saatiin homogeeninen neste, joka, 24 tunnin huoneenlämpötilassa vanhentamisen jälkeen, muodosti peruslietevaraston, jota käytettiin esimerkissä 2 kuvatuissa vaiheissa B - H.

Homogeenisen peruslietteen Teologiset ominaisuudet olivat seuraavat: Näennäinen viskositeetti: NV: 71

Plastinen viskositeetti: PV: 17

Juoksevuusraja: JR: 108 Jähmettymisluku 0/10: JL 0/10: 35/36.

Sen jälkeen otettiin kaksi 500 ml:n näytettä keksinnön mukaisen nesteytysaineen (12) testaamiseksi ja tämä suoritettiin vertaamalla sitä tunnetun tekniikan mukaiseen nestey-tysaineeseen (11) käyttäen samoja väkevyyksiä.

Molemmille näyte-erille suoritettiin esimerkissä 2 kuvatut vaiheet B - H eli niihin kumpaankin lisättiin vaiheessa D

40 400 g bariumsulfaattia, jolloin saatiin paksunnetut lietteet, joiden tiheys oli 1,75.

Kaikki nesteytysaineisiin (11) ja (12) liittyvät tulokset on koottu seuraavaan taulukkoon XI:

Taulukko XI

Nesteytysaine n :o 1 2

Reologia TT KEKS

Vai- Perusliete NV 16 14 he + PV 5 8 B 5 1/m3 JR 22 12 nest.ainetta JL 0/10 17/42 22/45

Vai- Vaihe B NV 15 12 he + PV 6 6 C 16h - 150°C JR 18 12 JL 0/10 20/55 13/44

Vai- Vaihe C NV 62 46 he + PV 12 8 D baryytti JR 100 76 tiheys 1,75 JL 0/10 38/67 50/56

Vai- Vaihe D NV 63 54 he + PV 13 14 E 16h - 120°C JR 100 80 JL 0/10 76/107 60/82

Vai- Vaihe E NV 57 37 he + PV 15 21 F 5 1/m3 JR 84 32 nest.ainetta JL 0/10 78/90 44/108

Vai- Vaihe F NV 50 31 he + PV 14 21 G 5 1/m3 JR 72 20 nest.ainetta JL 0/10 56/80 24/71

Vai- Vaihe G NV 51 30 he + PV 14 21 H 5 1/m3 JR 74 18 nest.ainetta JL 0/10 55/77 11/58 91130 41 Näin siis voimakkaasti paksunnettua tyyppiä olevan lietteen, jonka nestefaasina on kyllästetty suolavesiliuos, yhteydessä taulukko osoittaa keksinnön mukaisella aineella (12) käsitellyn paksunnetun lietteen Teologisen ominaisuuksien parantuneen erittäin voimakkaasti verrattuna paksunnettujen porauslietteiden, jotka sisältävät tunnetun tekniikan mukaista nesteytysainetta (11) Teologisiin ominaisuuksiin (vaiheet F - H).

Claims (6)

42

1. Dispergointiaine suolaiseen tai makeaan veteen perustuvia porauslietteitä varten, joka aine kuuluu reaktiokykyisiä happoryhmiä sisältävien polymeerien ja/tai sekapolymeerien ryhmään, tunnettu siitä, että lietteen Teologisten ominaisuuksien säilyttämiseksi jopa erittäin syvissä porausrei' issä vallitsevissa äärimmäisissä lämpötila- ja paineolosuhteissa dispergointiaine on jokin reaktiokykyisiä happoryhmiä sisältävän polymeerin ja/tai sekapolymeerin, jonka ominaisviskositeetti on korkeintaan 9, mielellään 0,2-3,0 ja mieluiten 0,3-1,5, suola, jonka ainakin yhden suolanmuodostuskationin muodostaa metalli, joka on alumiini, magnesium, mangaani, sinkki tai kupari, joiden metallien elektronegatiivisuus Paulingin asteikon mukaan on korkeampi kuin 1.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen dispergointiaine, tunnettu siitä, että suolanmuodostuskationin kantajana käytetyt happo-polymeerit ja/tai -sekapolymeerit on saatu polymeroimalla jollakin tunnetulla tavalla ainakin yhtä monomeeria tai sekamono-meeria, joka sisältää reaktiokykyisiä happoryhmiä tai pystyy aikaansaamaan niitä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen dispergointiaine, tunnettu siitä, että monomeerit ja/tai sekamonomeerit, joissa on reaktiokykyisiä happoryhmiä tai jotka voivat muodostaa niitä, on valittu sellaisista, joissa on karboksyyli-, hydroksaami-, rikki-, sulfoni-, fosfori- tai fosfonityyppinen reaktiokykyi-nen ryhmä.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen dispergointiaine, tunnettu siitä, että suolanmuodostuskationin kantajana käytetyt happopolymeerit ja/tai -sekapolymeerit on muutettu ainakin osaksi suolaksi vähintään yhdellä suolanmuodostusai-neella, jonka kationin muodostaa jokin edellä mainituista metalleista.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen dispergointiaine, tunnettu siitä, että suolanmuodostuskationin kantajapo- 91130 43 lymeerien ja/tai -sekapolymeerien happoryhmien ainakin osittain muuttaminen suolaksi on aikaansaatu sellaisten kationien yhdistelmien avulla, joista ainakin yhden muodostaa jokin edellä mainituista metalleista.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen dispergointi-aine, tunnettu siitä, että vähintään yhden suolanmuodostuska-tionin kantajina toimivien polymeerien ja/tai sekapolymeerien happoryhmien suolaksi muuttumisaste on vähintään 5 % ja mieluiten 20-80 %.