FR2473054A1 - DRILLING FLUID CONTAINING ALWAYS AGENT - Google Patents

DRILLING FLUID CONTAINING ALWAYS AGENT Download PDF

Info

Publication number
FR2473054A1
FR2473054A1 FR8026980A FR8026980A FR2473054A1 FR 2473054 A1 FR2473054 A1 FR 2473054A1 FR 8026980 A FR8026980 A FR 8026980A FR 8026980 A FR8026980 A FR 8026980A FR 2473054 A1 FR2473054 A1 FR 2473054A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
drilling fluid
agent
drilling
wear
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR8026980A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2473054B1 (en
Inventor
Michael John Nevins
James David Kercheville
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NL Industries Inc
Original Assignee
NL Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NL Industries Inc filed Critical NL Industries Inc
Publication of FR2473054A1 publication Critical patent/FR2473054A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2473054B1 publication Critical patent/FR2473054B1/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/02Well-drilling compositions
    • C09K8/04Aqueous well-drilling compositions
    • C09K8/14Clay-containing compositions
    • C09K8/145Clay-containing compositions characterised by the composition of the clay

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

FLUIDE DE FORAGE CONTENANT UN AGENT ALOURDISSANT. LE FLUIDE DE FORAGE CONTIENT UN AGENT ALOURDISSANT CHOISI DANS LE GROUPE DES MINERAIS NON HYDRATES AYANT UNE DURETE D'AU MOINS 4,5ECHELLE DE MOHS ET UNE MASSE SPECIFIQUE AU MOINS EGALE A 4,4, LEDIT AGENT ALOURDISSANT AYANT UNE GRANULOMETRIE TELLE QU'AU MOINS 85 EN POIDS DES PARTICULES TRAVERSENT UN TAMIS DE 0,044MM D'OUVERTURE DE MAILLES ET QU'ENVIRON 98 EN POIDS DESDITES PARTICULES TRAVERSENT UN TAMIS DE 0,074MM D'OUVERTURE DE MAILLES, LEDIT AGENT ALOURDISSANT ETANT PRESENT EN QUANTITE SUFFISANTE POUR AUGMENTER SENSIBLEMENT LA DENSITE DU FLUIDE DE FORAGE ET UN AGENT ANTI-USURE DISPERSABLE DANS L'EAU PRESENT DANS LEDIT FLUIDE DE FORAGE EN QUANTITE SUFFISANTE POUR REDUIRE SENSIBLEMENT LA CAPACITE D'ABRASION DUDIT FLUIDE DE FORAGE. APPLICATION DANS LE FORAGE DE PUITS DE PETROLE.DRILLING FLUID CONTAINING HEAVY-DUTY AGENT. THE DRILLING FLUID CONTAINS A WEIGHTENING AGENT CHOSEN FROM THE GROUP OF NON-HYDRATED MINERALS HAVING A HARDNESS OF AT LEAST 4.5 MOHS SCALE AND A SPECIFIC MASS AT LEAST EQUAL TO 4.4, SUCH WEIGHING AGENT HAVING A GRANULOMETRY AS WATER LESS 85 IN WEIGHT OF THE PARTICLES PASS THROUGH A SIEVE OF 0.044MM OF MESH OPENING AND APPROXIMATELY 98 IN WEIGHT OF THE SAID PARTICLES THROUGH A SIEVE OF 0.074MM OF MESH OPENING, THIS WEIGHTING AGENT IS PRESENT IN ENOUGH ENOUGH QUANTITY PROVIDED FOR DENSITY OF THE DRILLING FLUID AND A WATER-DISPERSABLE ANTI-WEARING AGENT IN SUFFICIENT DRILLING FLUID IN SUFFICIENT QUANTITY TO SIGNIFICANTLY REDUCE THE ABRASION CAPACITY OF THE DRILLING FLUID. APPLICATION IN THE BORING OF OIL WELLS.

Description

La présente invention concerne des compositions et procédés perfectionnésThe present invention relates to improved compositions and methods

pour des trous de forage tels que des  for drill holes such as

puits de pétrole, des puits de gaz ou similaires. Plus parti-  oil wells, gas wells or the like. More particularly

culièrement, l'invention se rapporte à des fluides de forage de haute densité qui contiennent des agents alourdissants abrasifs. Les fluides de forage utilisés pour le forage de puits de pétrole, de puits de gaz et de trous semblables dans le sol, sont couramment constitués par des mélanges à base  In particular, the invention relates to high density drilling fluids which contain abrasive weighting agents. Drilling fluids used for the drilling of oil wells, gas wells and similar holes in soil are commonly composed of

d'eau qui contiennent des argiles ou d'autres matières col-  water containing clays or other

loidales ainsi que certains additifs qui sont employés en  as well as certain additives that are used in

fonction des conditions de forage. Le fluide ou boue de fo-  depending on the drilling conditions. The fluid or mud of

rage joue principalement le rôle d'un agent servant à trans-  rage acts primarily as an agent to

porter les débris produits par le trépan de forage jusqu'à  carry the debris produced by the drill bit up

la surface du sol. En outre, le fluide de forage sert de lu-  the soil surface. In addition, the drilling fluid serves to

brifiant pour le trépan et la tige de forage et il empêche la pénétration de fluides provenant du terrain, tels que du pétrole, des gaz et de l'eau salée, dans le trou pendant le déroulement du forage. Le fluide de forage remplit d'autres fonctions et il présente d'autres caractéristiques qui n'ont pas besoin d'être décrites en détail puisqu'elles sont bien  It drills the drill bit and the drill pipe and prevents the penetration of field fluids, such as oil, gas and salt water, into the hole during drilling. The drilling fluid performs other functions and has other features that do not need to be described in detail since they are well

connues et qu'elles ont été définies dans de nombreuses pu-  known and have been defined in many pu-

blications, comme par exemple le livre de Walter F. Roger "Composition and Properties of Oil Well Drilling Fluids", 3ème édition, Houston, Texas, 1963; le livre de Kirk-Othmer, "Encyclopedia of Chemical Technology", 2ème édition, New York,  publications, such as Walter F. Roger's book "Composition and Properties of Oil Well Drilling Fluids", 3rd edition, Houston, Texas, 1963; Kirk-Othmer's book, "Encyclopedia of Chemical Technology", 2nd Edition, New York,

1965, volume 7, pages 287-307.1965, Volume 7, pages 287-307.

Comme indiqué ci-dessus, une des fonctions d'un fluide  As stated above, one of the functions of a fluid

de forage est de maintenir dans la colonne de fluide se trou-  drilling is to maintain in the fluid column is

vant dans le trou une pression hydrostatique suffisante pour empêcher l'entrée de fluides provenant du terrain dans le  sufficient hydrostatic pressure to prevent the entry of fluids from the ground into the

trou et, dans des circonstances extrêmes, d'empêcher un souf-  and, in extreme circumstances, to prevent a

flage du puits. En fonction des conditions de forage rencon-  flowing well. Depending on the drilling conditions encountered

trées, on peut obtenir une pression hydrostatique suffisante presque avec l'eau de fond. Cependant, dans des circonstances normales, et habituellement à titre de précaution pour la sécurité, il est nécessaire, pour atteindre la pression hydrostatique désirée, de charger la boue avec un agent alourdissant approprié pour augmenter sa densité. Ces agents alourdissants se présentent généralement sous la forme de solides finement divisés qui sont constitués d'une-matière ayant une haute densité intrinsèque. L'agent alourdissant le plus couramment utilisé est constitué par de la baryte finement broyée, bien qu'on ait utilisé dans d'autres cas  In this case, sufficient hydrostatic pressure can be obtained almost with the bottom water. However, under normal circumstances, and usually as a safety precaution, it is necessary, in order to achieve the desired hydrostatic pressure, to charge the sludge with an appropriate weighting agent to increase its density. These weighting agents are generally in the form of finely divided solids which consist of a material having a high intrinsic density. The most commonly used weighting agent is finely milled barite, although in other cases it has been used

des oxydes de fer, de la célestine, de la galène et d'au-  iron oxides, celestine, galena and

tres matières. La baryte, du fait de sa densité relative-  very materials. Barite, because of its relative density

nient élevée, de son insolubilité, de son inertie chimique et de sa bonne disponibilité jusqu'à maintenant, a constitué un agent alourdissant de choix. Cependant, du fait que la  The high level of insolubility, chemical inertness and good availability to date has been a weightless agent of choice. However, because

disponibilité de la baryte diminue, on est en train de cher-  baryta availability is decreasing, we are in the process of

cher d'autres agents alourdissants.other heavy agents.

En dehors du fait que les sources de baryte sont en train de s'appauvrir, et sont même pratiquement inexistantes dans certaines régions du monde o l'activité de forage est élevée, la baryte constitue un matériau relativement mou, de  Apart from the fact that baryta sources are becoming depleted, and are almost non-existent in some areas of the world where drilling activity is high, barite is a relatively soft material,

dont la dureté est comprise entre 2,5 et 3,5 echelle/Mhos.  whose hardness is between 2.5 and 3.5 Scale / Mhos.

Cette mollesse relative de la baryte affecte les propriétés rhéologiques de la boue de forage après que la baryte a été  This relative softness of the barite affects the rheological properties of the drilling mud after barite has been

misé en circulation dans le trou pendant l'opération de forage.  placed in circulation in the hole during the drilling operation.

Dans l'opération de forage, l'ensemble du système en circula-  In the drilling operation, the entire system circulates

tion se comporte un peu à la manière d'un broyeur fluidique  It behaves a little like a fluid mill

du fait que les particules minérales plus molles sont sujet-  because the softer mineral particles are subject to

tes à une attrition et diminuent en dimensions. Cette dimi-  to attrition and decrease in size. This decrease

nution des dimensions des particules et l'augmentation de leur nombre total ont une influence directe sur l'augmentation de  particle size and the increase in their total number have a direct influence on the increase in

la viscosité de la boue de forage.the viscosity of the drilling mud.

On a proposé d'utiliser d'autres matières alourdis-  It has been proposed to use other heavy materials

santes que la baryte pour remédier aux inconvénients décrits  baryte to overcome the disadvantages described

ci-dessus en ce qui concerne des matières alourdissantes re-  above with regard to weight-bearing

lativement molles comme la baryte, qui sont soumises à une désagrégation progressive. Le brevet GB 1 495 874 décrit l'utilisation d'ilménite et/ou d'hématite comme matière  latively soft as barite, which are subject to a gradual disintegration. GB patent 1,495,874 describes the use of ilmenite and / or hematite as a material

alourdissante pour des fluides de forage. En outre, le bre-  weighting agent for drilling fluids. In addition,

vet colombien 9 396 décrit l'utilisation d'hématite spéculaire  Colombian vet 9,396 describes the use of specular hematite

micacée comme agent alourdissant dans des fluides de forage.  micaceous as a weighting agent in drilling fluids.

L'hématite spéculaire est un minerai naturel qu'on trouve en grande quantité sur la terre, sous différentes formes et en différentes puretés. Par exemple, l'hématite spéculaire micacée décrite comme agent alourdissant pour  Specular hematite is a natural ore found in large quantities on earth, in different forms and in different purities. For example, the micaceous specular hematite described as a weighting agent for

fluide de forage dans le brevet colombien 9 396 est un mine-  drilling fluid in Colombian Patent 9,396 is a mine-

rai micacé, lamellé, relativement mou et qui possède une structure feuilletée caractéristique. Cette forme d'hématite spéculaire micacée a tendance, au broyage, à former de très minces écailles plates et, lors de l'utilisation de cette matière dans un fluide de forage, ces écailles ont tendance  micaceous ray, laminated, relatively soft and having a characteristic laminated structure. This form of micaceous specular hematite tends, at grinding, to form very thin flat scales and, when using this material in a drilling fluid, these scales tend to

à se désagréger aisément sous forme de très petites parti-  to break down easily into very small

cules qui provoquent une augmentation de la viscosité du fluide de forage. Cette hématite spéculaire micacée est essentiellement non abrasive dans les conditions existant  which causes an increase in the viscosity of the drilling fluid. This micaceous specular hematite is essentially non-abrasive under the existing conditions

dans un trou de forage.in a borehole.

L'hématite spéculaire que concerne la présente inven-  The specular hematite which concerns the present invention

tion est un minerai non hydraté qui, bien qu'ayant dans l'en-  is an unhydrated mineral which, although having

semble une structure feuilletée, est dur et forme, lors du  seems a laminated structure, is hard and forms, at the

broyage, des particules ayant des bords abrasifs et irrégu-  grinding, particles with abrasive and uneven edges

liers. Cette hématite spéculaire a une densité intrinsèque relativement élevée, c'est-à-dire une densité supérieure à  liers. This specular hematite has a relatively high intrinsic density, i.e. a density greater than

env'jon 4,3 et elle présente une dureté d'environ 5 à 6échel-  about 4.3 and has a hardness of about 5 to 6

le/Mnhs Lors de son utilisation comme agent alourdissant  the / Mnhs When using it as a weighting agent

dans un fluide de forage, l'hématite spéculaire selon l'in-  in a drilling fluid, the specular hematite according to

vention n'a pas tendance à se désagréger en petites parti-  vention does not tend to fall apart in small parts

cules qui modifieraient considérablement les propriétés rhéo-  which would significantly modify the rheo-

logiques du fluide de forage. Cependant, du fait de sa dureté intrinsèque, l'hématite spéculaire selon l'invention est assez  logic of the drilling fluid. However, because of its intrinsic hardness, the specular hematite according to the invention is quite

abrasive et elle peut produire une usure excessive sur l'équi-  abrasive and can cause excessive wear on the equipment.

pement de forage, en particulier la tige de forage et le tré-  drilling equipment, in particular the drill pipe and the

pan. Du fait que la recherche de pétrole et de gaz se traduit par le forage de puits de plus en plus profonds, une usure ou érosion excessive de la tige de forage et du trépan crée  pan. Because the search for oil and gas results in the drilling of deeper and deeper wells, excessive wear or erosion of the drill pipe and bit creates

des difficultés de plus en plus importantes.  more and more important difficulties.

La présente invention a pour objet de fournir un fluide de forage perfectionné; un fluide de forage perfectionné qui peut utiliser dés agents alourdissants abrasifs et relativement durs;  The object of the present invention is to provide an improved drilling fluid; an improved drilling fluid that can use abrasive and relatively hard weighting agents;

un procédé perfectionné de forage d'un trou en uti-  an improved method of drilling a hole in use

lisant un fluide de forage qui contient un agent alourdissant relativement dur. Suivant un mode de réalisation, l'invention concerne  reading a drilling fluid that contains a relatively hard weighting agent. According to one embodiment, the invention relates to

un fluide de forage à base d'eau qui contient un agent alour-  a water-based drilling fluid which contains a feed agent

dissant formé d'hématite spéculaire non hydratée et un agent anti-usure qui est dispersable dans l'eau et qui est présent  forming agent of non-hydrated specular hematite and an anti-wear agent which is dispersible in water and which is present

en quantités suffisantes dans le fluide de forage pour ré-  in sufficient quantities in the drilling fluid to re-

duire sensiblement la capacité d'abrasion du fluide de forage.  substantially reduce the abrasion capacity of the drilling fluid.

La granulométriede l'agent alourdissant utilisé dans le fluide de forage doit être telle qu'au moins 85 % en poids dudit  The particle size of the weighting agent used in the drilling fluid shall be such that at least 85% by weight of the

agent traverse un tamis d'ouverture de mailles de 0,044 mm.  agent passes through a sieve with a mesh size of 0.044 mm.

La quantité d'agent alourdissant présent dans le fluide de forage varie en fonction des conditions de forage rencontrées  The amount of weighting agent present in the drilling fluid varies depending on the drilling conditions encountered

mais en général, cet agent est présent en quantités suffisan-  but in general this agent is present in sufficient quantities

tes pour augmenter sensiblement la densité du fluide de forage.  to substantially increase the density of the drilling fluid.

Conformément à un autre mode de réalisation, l'inven-  According to another embodiment, the invention

tion concerne un procédé de forage de terrain, caractérisé en  The invention relates to a method of field drilling, characterized in that

ce que le fluide de forage défini ci-dessus est mis en circu-  the drilling fluid defined above is circulated

lation dans le trou pendant l'opération de forage.  in the hole during the drilling operation.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention  Other advantages and characteristics of the invention

seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée  will be highlighted in the following description, given

à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins an-  by way of non-limiting example, with reference to the drawings

nexés sur lesquels: Fig. 1 est un graphique donnant la perte pondérale d'abrasif qui est obtenue avec différentes compositions du fluide de forage; sur cette figure l'échelle des abscisses  nexes in which: 1 is a graph giving the weight loss of abrasive which is obtained with different compositions of the drilling fluid; in this figure the abscissa scale

indique la durée d'agitation en heures (h),tandis que l'é-  indicates the stirring time in hours (h), while the

chelle des ordonnées indique la perte de poids par abrasion en % Fig. 2 est un graphique donnant les caractéristiques d'usure par abrasion de différentes compositions de fluide de forage; sur cette figure l'échelle des abscisses indique  y-axis indicates weight loss by abrasion in%. 2 is a graph showing the abrasion wear characteristics of different drilling fluid compositions; in this figure the abscissa scale indicates

le couple en cm.kg tandis que l'échelle des ordonnées indi-  the pair in cm.kg while the ordinate scale indi-

que le taux d'usure en grammes/heure (g/h).  than the wear rate in grams / hour (g / h).

Les agents alourdissants utiles dans les fluides de  The weighting agents useful in the fluids of

forage selon l'invention sont des minerais durs et non hy-  according to the invention are hard and non-hy-

dratés, ayant une masse spécifique d'environ 4,3 ou plus,  have a specific mass of about 4.3 or more,

comme par exemple l'hématite spéculaire. L'hématite spécu-  as for example specular hematite. Specular hematite

laire est un minerai couramment disponible et qui est chimi- quement de l'oxyde ferrique (Fe203). Elle est décrite, par exemple, dans le livre de Ivan Kostov "Mineralogy" (Oliver  The iron ore is a commonly available ore which is chemically ferric oxide (Fe 2 O 3). It is described, for example, in the book of Ivan Kostov "Mineralogy" (Oliver

& Boyd, Edinburg and London), lère édition anglaise (1968).  & Boyd, Edinburg and London), 1st English edition (1968).

Typiquement, l'hématite spéculaire contient 69,94 % de fer et 30,06 % d'oxygène. Il peut exister une certaine teneur en titane. L'hématite spéculaire est souvent mélangée à des  Typically, the specular hematite contains 69.94% iron and 30.06% oxygen. There may be some titanium content. Specular hematite is often mixed with

oxydes de fer hydratés, du carbonate de fer et de la magné-  hydrated iron oxides, iron carbonate and magnesium

tite ainsi que des silicates de fer. Cependant, des dépôts d'hématite spéculaire non hydratée sont disponibles et alors  as well as iron silicates. However, non-hydrated specular hematite deposits are available and then

il n'est pas nécessaire d'enlever l'eau d'hydratation.  it is not necessary to remove the water of hydration.

Les agents alourdissants utiles dans la présente in-  The weighting agents useful in the present invention

vention ont une densité d'au moins 4,3, de préférence d'au moins 4,5. Si nécessaire, on peut améliorer la qualité de l'agent alourdissant par des procédés métallurgiques connus, par exemple par flottation, en vue d'atteindre la densité minimale désirée. L'agent alourdissant a une dureté d'au moins 4,3 echelle-/ngs. De nombreuses qualités d'hématite spéculaire ont une dureté de 5 à 6. Pour leur utilisation dans la présente invention, les agents alourdissants ont  they have a density of at least 4.3, preferably at least 4.5. If necessary, the quality of the weighting agent can be improved by known metallurgical processes, for example by flotation, in order to achieve the desired minimum density. The weighting agent has a hardness of at least 4.3 scale / ng. Many grades of specular hematite have a hardness of 5 to 6. For their use in the present invention, the weighting agents have

une granulométrie telle qu'au moins 85 % en poids des parti-  particle size such that at least 85% by weight of the particles

cules traversent un tamis ayant une ouverture de mailles de 0,044 mm et qu'au moins 98 % traversent un tamis de 0,074 mm  These cells pass through a sieve with a mesh size of 0.044 mm and at least 98% pass through a 0.074 mm sieve.

d'ouverture de mailles. Plus avantageusement, la granulomé-  mesh opening. More advantageously, the granulometer

trie doit être telle qu'entre 90 et 92 % des particules tra-  should be such that between 90% and 92% of the particles

versent un tamis de 0,044 mm d'ouverture de mailles. On peut obtenir la granulométrie désirée pour l'agent alourdissant  pour a sieve of 0.044 mm mesh size. The desired particle size for the weighting agent can be obtained

par des processus de broyage bien connus.  by well known grinding processes.

La quantité de matière alourdissante se trouvant dans le fluide de forage peut varier dans de larges limites en  The amount of weighting material in the drilling fluid can vary within wide limits.

fonction de la densité désirée de la boue de forage. Cette den-  depending on the desired density of the drilling mud. This den-

sité est évidemment fonction des conditions de forage rencon-  sity is obviously a function of the drilling conditions encountered

trées ou estimées. De toute manière, la quantité de baryte nécessaire pour atteindre la densité désirée de boue est bien connue et on peut commodément se procurer des tables indiquant cette relation. Du point de vue de la comparaison de la densité intrinsèque des agents alourdissants avec celle de la baryte, on peut utiliser ces tables de manière à déterminer la quantité d'agent alourdissant nécessaire pour obtenir des boues ou fluides de forage ayant la densité désirée. Comme indiqué précédemment, les agents alourdissants selon l'invention sont des matières qui sont relativement dures et par conséquent moins sujettes à une désagrégation  or estimated. In any case, the amount of barite needed to achieve the desired density of sludge is well known and tables indicating this relationship can be conveniently obtained. From the point of view of comparing the intrinsic density of the weighting agents with that of the baryte, these tables can be used to determine the amount of weighting agent necessary to obtain sludge or drilling fluids having the desired density. As indicated above, the weighting agents according to the invention are materials that are relatively hard and therefore less prone to disintegration.

progressive. Il en résulte que les agents alourdissants pré-  progressive. As a result, the weighting agents

sentent des caractéristiques d'abrasion relativement élevées qui peuvent provoquer une érosion excessive des équipements de forage tels que des pompes, des tiges de forage et des trépans pendant l'opération de forage. On a maintenant trouvé  have relatively high abrasion characteristics which can cause excessive erosion of drilling equipment such as pumps, drill pipes and drill bits during the drilling operation. We have now found

que, si on ajoute des agents anti-usure appropriés dispersa-  that, if appropriate anti-wear agents are

bles dans l'eau aux fluides de forage réalisés avec les agents  in the water to the drilling fluids made with the agents

alourdissants relativement durs selon l'invention, on peut ré-  relatively hardeners according to the invention, it is possible to

duire la capacité d'abrasion du fluide de forage à un degré  to reduce the abrasion capacity of the drilling fluid to a degree

tel qu'on n'enregistre pas plus d'usure que celle qui est pro-  such that no more wear is registered than that which is

duite avec des fluides de forage ayant une densité semblable  duit with drilling fluids having a similar density

et utilisant de la baryte plus molle comme agent alourdissant.  and using softer barite as a weighting agent.

L'agent anti-usure utilisé dans le fluide de forage selon l'invention doit être dispersable dans l'eau à un degré tel qu'il forme un colloide, une émulsion ou un autre système hétérogène de ce genre dans lequel l'agent anti-usure est généralement uniformément dispersé ou réparti dans la phase aqueuse. L'agent anti-usure doit être d'un type qui permette d'obtenir les propriétés rhéologiques désirées du fluide de  The anti-wear agent used in the drilling fluid according to the invention must be dispersible in water to such a degree that it forms a colloid, emulsion or other such heterogeneous system in which the anti-wear agent is wear is generally uniformly dispersed or distributed in the aqueous phase. The anti-wear agent must be of a type which makes it possible to obtain the desired rheological properties of the fluid of

forage. De préférence, l'agent anti-usure doit être une ma-  drilling. Preferably, the anti-wear agent must be a

tière qui, lorsqu'elle est présente en quantités suffisantes produit un fluide de forage utile qui contient les agents alourdissants durs conformes à l'invention, présentant des  which, when present in sufficient quantities, produces a useful drilling fluid which contains the hard-weighting agents in accordance with the

caractéristiques d'usure et/ou d'abrasion généralement sem-  characteristics of wear and / or abrasion generally

blables ou essentiellement identiques à celles obtenues avec un fluide de forage ayant sensiblement la même densité ou le  or substantially identical to those obtained with a drilling fluid having substantially the same density or

même poids et contenant de la baryte comme agent alourdissant.  same weight and containing barite as a weighting agent.

On a trouvé que des agents anti-usure particulièrement effi-  It has been found that particularly effective antiwear agents

caces dans des fluides de forage selon l'invention à base d'eau fraîche sont ceux qui contiennent des acides gras tels que l'acide oléique, l'acide stéarique, l'acide linoléique, l'acide palmitique et des acides analogues. Ces acides gras se trouvent couramment dans les huiles végétales telles que l'huile de graines de coton, l'huile de soja, l'huile de mais, l'huile de ricin, l'huile de graines de lin, etc. Les acides gras, soit sous une forme pure soit sous la forme des huiles végétales mentionnées ci-dessus, sont mélangés à de petites quantités d'agents tensio-actifs ou autres en vue de les  In the present invention, the freshwater-based drilling fluids are those containing fatty acids such as oleic acid, stearic acid, linoleic acid, palmitic acid and the like. These fatty acids are commonly found in vegetable oils such as cottonseed oil, soybean oil, corn oil, castor oil, flax seed oil, and the like. The fatty acids, either in pure form or in the form of the vegetable oils mentioned above, are mixed with small amounts of surfactants or other agents for the purpose of preparing them.

rendre dispersables dans l'eau. Ces agents tensio-actifs peu-  make it dispersible in water. These surfactants can

vent comprendre, par exemple, des alcools à longue chaîne, des alcanolamines, des dérivés d'huile végétale sulfonée comme l'huile de ricin sulfonée, etc. Un agent anti-usure particulièrement efficace est constitué par un mélange  These include, for example, long chain alcohols, alkanolamines, sulfonated vegetable oil derivatives such as sulfonated castor oil, and the like. A particularly effective anti-wear agent is a mixture of

d'huile de soja, d'alcools à longue chaîne et d'huile de ri-  of soybean oil, long-chain alcohols and rye oil

cinsulfonée. Cette composition et des matières semblables donnent des agents anti-usure excellents puisqu'il suffit de les ajouter en quantités relativement faibles au fluide de  cinsulfonée. This composition and similar materials give excellent anti-wear agents since it is sufficient to add them in relatively small amounts to the fluid.

forage pour réduire la capacité d'abrasion à un niveau accep-  drilling to reduce abrasion capacity to an acceptable level

table. En outre, puisqu'il suffit d'ajouter des quantités relativement faibles, il ne se produit que des altérations  table. Moreover, since it is sufficient to add relatively small quantities, only alterations occur.

négligeables des propriétés Théologiques.  negligible theological properties.

La quantité d'agent anti-usure dans le fluide de fo-  The amount of anti-wear agent in the fluid of

rage peut varier dans de larges limites mais elle est géné-  rabies can vary widely but is generally

ralement comprise entre environ 0,1 et 5 % en poids. Cepen-  typically between about 0.1 and 5% by weight. How-

dant, en général, l'agent anti-usure ne nécessite d'être pré-  In general, the anti-wear agent does not need to be

sent qu'en quantité qui produise une réduction substantielle  in quantities which produce a substantial reduction

de la capacité d'abrasion du fluide de forage.  the abrasion capacity of the drilling fluid.

De préférence, le fluide de forage contient des agents  Preferably, the drilling fluid contains agents

épaississants. Ces agents épaississants peuvent être consti-  thickeners. These thickening agents can be

tués par des formations contenant de l'argile, comme du schiste ou des sables argileux qui sont rencontrés dans l'opération de  killed by formations containing clay, such as shale or clay sands that are encountered in the operation of

forage et qui sont entraînés par le fluide ou boue de forage.  drilling and which are driven by the fluid or drilling mud.

En variante ou de façon additionnelle, on peut ajouter des  Alternatively or additionally, it is possible to add

argiles dans la boue. Comme exemples typiques et non limita-  clays in the mud. As typical and not limita-

tifs d'argiles très colloidales.on peut citer des smectites, en particulier de la bentonite, de l'attapulgite et de la sépiolite, la bentonite constituant l'argile préférée.Une grande diversité d'autres matières dispersables dans l'eau,  Very colloidal clays include smectites, particularly bentonite, attapulgite and sepiolite, with bentonite being the preferred clay. A wide variety of other water-dispersible materials are available.

en particulier des colloîdes organiques, peuvent servir d'a-  particularly organic colloids, can serve as

gents épaississants, notamment des dérivés de l'amidon, des dérivés de la cellulose, des polymères synthétiques tels que du polyacrylate de sodium, des gommes naturelles telles que  thickeners, especially starch derivatives, cellulose derivatives, synthetic polymers such as sodium polyacrylate, natural gums such as

de la gomme de guar, de la gomme de kiraya, des gommes bac-  guar gum, kiraya gum,

térielles telles que celles élaborées par certaines espèces Xanthomonas, et autres. On peut utiliser le cas échéant des  such as those made by certain Xanthomonas species, and others. Where appropriate,

mélanges de ces agents épaississants appropriés. La techno-  mixtures of these suitable thickeners. Techno-

logie d'utilisation de tels épaississants dans des boues de forage est bien connue des spécialistes dans ce domaine. Les  The use of such thickeners in drilling muds is well known to those skilled in the art. The

différents agents épaississants présentent une large diver-  different thickening agents have a wide range of

sité en poids quant à leur efficacité, exprimée en nombre de kilos, qu'on doit incorporer à un baril (0,159 m3) de fluide  weight in terms of their effectiveness, expressed in number of kilograms, which must be incorporated into a barrel (0.159 m3) of fluid

ou de boue de forage d'un type donné pour obtenir une consis-  or drilling mud of a given type to achieve a

tance désirée.desired degree.

En plus des agents épaississants, la boue de forage peut contenir éventuellement des agents de contrôle de perte de fluide, des agents de contrôle de viscosité, des additifs anti-mousse, des agents abaissant le point de congélation,  In addition to the thickening agents, the drilling mud may optionally contain fluid loss control agents, viscosity control agents, antifoam additives, freezing point depressants,

et analogues.and the like.

Il importe d'observer que, dans la mise en oeuvre  It is important to note that in the implementation

du procédé selon l'invention o on fait intervenir les flui-  of the process according to the invention where the fluids are

des de forage définis ci-dessus, on peut ajouter, pendant le forage du trou, des quantités additionnelles de l'agent alourdissant et/ou de l'agent anti-usure pour maintenir ou modifier la densité et la capacité d'abrasion de la boue de forage.  of drilling defined above, it is possible to add, during the drilling of the hole, additional quantities of the weighting agent and / or the anti-wear agent to maintain or modify the density and the abrasion capacity of the hole. drilling mud.

Les exemples ci-après illustrent, à titre non limita-  The examples below illustrate, in a non-limitative

tif, la présente invention.tif, the present invention.

Les hématites spéculaires utilisées dans ces exemples ont été fournies par la Société U.S. Steel Corporation, ces hématites étant non hydratées et ayant une masse spécifique  The specular hematites used in these examples were provided by U.S. Steel Corporation, these hematites being unhydrated and having a specific gravity.

comprise entre 4,9 et 5,1.between 4.9 and 5.1.

Exemple 1.Example 1

On a préparé un fluide ou boue de forage de base en mélangeant avec agitation 25 grammes d'AQUAGEL (désignation commerciale d'une argile du type bentonite vendue par NL Baroid, Houston, Texas) et 50 grammes de schiste "Glen Rose"  A basic drilling fluid or slurry was prepared by stirring with stirring 25 grams of AQUAGEL (commercial designation of a bentonite clay sold by NL Baroid, Houston, Texas) and 50 grams of Glen Rose shale.

dans 350 ml d'eau pendant 20 minutes en utilisant un disposi-  in 350 ml of water for 20 minutes using a

tif de dispersion à grande vitesse.- On a ensuite ajouté à la  high speed dispersion. - Then we added to the

boue 5 grammes de Q-BROXIN (désignation commerciale d'un ligno-  mud 5 grams of Q-BROXIN (commercial designation of a ligno

sulfonate vendu par NL Baroid, Houston, Texas), 5 grammes de  sulfonate sold by NL Baroid, Houston, Texas), 5 grams of

CARBONOX (désignation commerciale d'un acide humique organi-  CARBONOX (commercial designation of an organic humic acid

que vendu par NL Baroid, Houston, Texas), 1,5 gramme de soude caustique et 4 grammes d'AKTAFLO S (désignation commerciale d'un agent tensio-actif pour fluide de forage vendu par NL  sold by NL Baroid, Houston, Texas), 1.5 grams of caustic soda and 4 grams of AKTAFLO S (commercial designation of a drilling fluid surfactant sold by NL

Baroid, Houston, Texas), tout en assurant une agitation pen-  Baroid, Houston, Texas), while providing

dant 10 minutes dans le dispositif de dispersion. On a laissé  10 minutes in the dispersion device. We left

reposer toute la nuit la boue ainsi préparée.  rest the mud thus prepared overnight.

Exemple 2.Example 2

En utilisant la boue de base préparée dans l'exemple  Using the basic slurry prepared in the example

1, on a préparé différentes boues de forage alourdies en uti-  1, various drilled drilling muds have been prepared using

lisant de la baryte BAROID (désignation commerciale du produit  BAROID Baritone (commercial product name)

vendu par NL Baroid, Houston, Texas) et de l'hématite spécu-  sold by NL Baroid, Houston, Texas) and specimen hematite

laire. Des résultats d'essais des boues de forage alourdies ainsi produites sont obtenus pour une boue à 1,56 kg/l (tableau I), une boue à 1,92 kg/l (tableau Il) et une boue  lar. Test results of the heavy drilling muds thus produced are obtained for a sludge at 1.56 kg / l (Table I), a sludge at 1.92 kg / l (Table II) and a sludge.

à 2,16 kg/l (tableau III).at 2.16 kg / l (Table III).

Désignation échantillon Boue de base en m3 BAROID, kg Hématite spéculaire, kg  Sample designation Base mud BAROID, kg Specular hematite, kg

TABLEAU ITABLE I

A BA B

0,159 0,159 C0.159 0.159 C

A BA B

),159 0,159), 159 0.159

Agitation (multi-Agitation (multi-

mélangeur),min. Laminage à 66 C, h Vieillissement à 149 C,h o Viscosité plastiquemPa.s 54 Point d'écoulement,kg/m1 0,48 gel.10.S,.kg/m2 0,19 gel. lO mninkg/m 182 pH 184 Filtrat API,ml/30 min 3,0 Filtrat,149 C,35 kg/cm2, ml  mixer), min. Roll at 66 ° C, h Aging at 149 ° C, h o Viscosity plastiquemPa.s 54 Pour point, kg / m1 0.48 gel.10.S, .kg / m2 0.19 gel. l0 mninkg / m 182 pH 184 API filtrate, ml / 30 min 3.0 Filtrat, 149 C, 35 kg / cm2, ml

Résistance au cisaille-Shear strength-

ment kg/m2 o 0,70 0,42 18; g2 0,3 0,1x 0,2 O  kg / m2 o 0.70 0.42 18; g2 0.3 0.1x 0.2 O

4 0,294 0.29

4 0,144 0.14

4 0,194 0.19

3,53.5

2020

16 1616 16

O OO O

1,18 0,24 0,24 4,5 12,4 1,05 0,29 0,29 ,0 16,4  1.18 0.24 0.24 4.5 12.4 1.05 0.29 0.29, 0 16.4

4,8 4,84.8 4.8

A 0,159 B 0,159 A 0,159 B 0,159 1,25 0,19 0,24 9,0 3,5 1,25 0,24 0,24 9,0 4,0 oH o fN o c M CD  A 0.159 B 0.159 A 0.159 B 0.159 1.25 0.19 0.24 9.0 3.5 1.25 0.24 0.24 9.0 4.0 oH o fN o c M CD

TABLEAU IITABLE II

Désignation échantillon Boue de base,en m BAROID,kg Hématite spéculaire, kg  Sample designation Base mud, in m BAROID, kg Specular hematite, kg

A BA B

0,1590,159

A B A BA B A B

0,159 0,1590.159 0.159

0,159 0,159 0,1590.159 0.159 0.159

A BA B

0,159 0,159 Agitation (multi-échangeur), min15 Laminage a 66 C,h 0 Vieillissement à 149 C,h 0 Viscosité plastique mPa.s Point d'gcoulement, kg/m2 gel.10 s, kg/m2 gel 10.min.,kg/m2 pH Filtrat API,ml/30 min Filtrat, 149 C,35 kg/cm2 ml  0.159 0.159 Agitation (multi-exchanger), min15 Rolling at 66 C, h 0 Aging at 149 C, h 0 Plastic viscosity mPa.s Flow point, kg / m2 gel.10 s, kg / m2 gel 10.min. , kg / m2 pH Filtrat API, ml / 30 min Filtrate, 149 C, 35 kg / cm2 ml

Résistance au cisaille-Shear strength-

ment kg/m2 Dose de matiêre alourdissante H = grande MOD=--modérée 0,77 0, 24 0,38 8,8 2,5 O  kg / m2 Dose of heavy material H = large MOD = - moderate 0.77 0, 24 0.38 8.8 2.5 O

15 20 20 2515 20 20 25

16 16 16 16 1616 16 16 16 16

O O O O 16O O O O 16

0,09 0,19 0,24 8,7 2,5 1,63 0,29 0,38 0,24 0,09 0,09 0,34 0,24 0,48 8,4 2, 5 ,0 0,38 0,14 0,19 8,5 3,0 ,0 0,14 0,42 1,68 8,6 ,0 19,2 H Fi Fi 0,14 0, 09 0,09 8;4 8,0 7,7 MOD N w c w Désignation échantillon Boue de base,en m3 BAROIDkg Hématite spéculaire,kg A 0,159  0.09 0.19 0.24 8.7 2.5 0.63 0.29 0.38 0.24 0.09 0.09 0.34 0.24 0.48 8.4 2, 5, 0 0.38 0.14 0.19 8.5 3.0, 0 0.14 0.42 1.68 8.6, 0 19.2 H Fi Fi 0.14 0, 09 0.09 8; , 0 7.7 MOD N wcw Sample designation Base mud, m3 BAROIDkg Specular hematite, kg A 0.159

TABLEAU IIITABLE III

B AB A

0,159. 0,1590.159. 0,159

299. Agitation(multinmélangeur),min. Laminage à 66 C,h Vieillissement à 149 Ch Viscosité plastique mPa.s Point d'écoulement,kg/m2 gel.lO s,kg/m2 gel 10 mn,kg/m2 pH Filtrat API,ml/30 min. Filtrat,149 C,35 kg/cm2,ml Résistance au cisaillement kg/m2 O o o 0,048 9,9 ,0 15  299. Agitation (multinmixer), min. Rolling at 66 ° C, aging at 149 ° C. Plastic viscosity mPa.s pour point, kg / m2 gel.lO s, kg / m2 gel 10 mn, kg / m2 pH Filtrat API, ml / 30 min. Filtrate, 149 C, 35 kg / cm2, ml Shear strength kg / m2 O o o 0.048 9.9, 0 15

16 1616 16

0 O0 O

0,19 0,14 0,19 ,1 ,00.19 0.14 0.19, 1, 0

43 1843 18

0,34 0,140.34 0.14

*0,09 0,09* 0.09 0.09

0,24 0,190.24 0.19

o0 0,14 0,14 0,19 9,0 6,0O 64,0 o 0,58 0,09 0,14 9,5 ,5 ' 118,0  o0 0.14 0.14 0.19 9.0 6.0O 64.0 o 0.58 0.09 0.14 9.5, 5 '118.0

2525

16 1616 16

16 1616 16

H H ,76 ,95 ,0 0,58 0,29 1,74 8,4H, 76, 95, 0.58 0.29 1.74 8.4

48 19,248 19.2

H =.grand o ul B 0,159 A 0,159 BH = .grand o ul B 0.159 to 0.159 B

0,15.90,15.9

A 0,159 B 0,159 Comme le montre une comparaison des résultats des  A 0.159 B 0.159 As shown by a comparison of the results of the

tableaux I, II et IIIci-dessus, les fluides de forage prépa-  Tables I, II and III above, the drilling fluids pre-

rés avec de l'hématite spéculaire se comparent favorablement à une boue de forage classique préparée en utilisant de la - baryte comme agent alourdissant.  Resin with specular hematite compares favorably with conventional drilling mud prepared using barite as a weighting agent.

Exemple 3.Example 3

Pour contrôler les taux d'attrition comparatifs sous  To control comparative attrition rates under

un fort effet de cisaillement des différents agents alourdis-  a strong shearing effect of the different heavy agents

sants dans des boues de forage, on a utilisé les boues de fo-  in drilling muds, we used sludge

rage à 1,92 kg/l des exemples 1 et 2. Comme le montrent les résultats du tableau IV ci-dessous, le taux d'attrition de l'hématite spéculaire est considérablement inférieur à celui  The results of Table IV below show that the attrition rate of specular hematite is considerably lower than that of Example 1 and 2.

de la baryte dans des boues de forage comparables. Cette ré-  barite in comparable drilling muds. This re

* sistance à l'attrition est avantageuse du fait qu'elle fait en sorte que les propriétés Théologiques du fluide de forage ne sont pas aussi susceptibles d'être modifiées pendant des* attrition resistance is advantageous because it ensures that the Theological properties of the drilling fluid are not as susceptible to change during

opérations de forage o la boue est mise en circulation cons-  drilling operations where the sludge is put into circulation

tante dans le trou de forage.aunt in the borehole.

TABLEAU IVTABLE IV

Analyse au tamis en % Absolu d'aug-Sieve analysis in% Absolu

voie humide % traver- mentation de sant un tamis de 0,044 mm finesse d'ouverture de mailles Boue initiale Boue finale Finale moins (15 minutes) ( 8 heures) initiale  wet pathway% penetration of health a sieve of 0.044 mm fineness of mesh opening Initial mud Final mud Finale minus (15 minutes) (8 hours) initial

BAROID 93,2 97,0 3,8BAROID 93.2 97.0 3.8

Hématite spéculaire 92,0 93,0 1,0Specular hematite 92.0 93.0 1.0

Exemple 4.Example 4

On a préparé une boue de forage à base d'eau en utili--  A water-based drilling mud was prepared using

sant 15 grammes d'AQUAGEL et 60 grammes de schiste "Glen Rose" hydraté dans 350 ml d'eau, puis on a ajouté 300 grammes de l'agent alourdissant particulier à évaluer. Les boues contenant de l'hématite spéculaire ont été diluées avec 0,27 g/l de  15 grams of AQUAGEL and 60 grams of "Glen Rose" shale hydrated in 350 ml of water, then 300 grams of the particular weighting agent to be evaluated were added. Slurries containing specular hematite were diluted with 0.27 g / l of

BARAFOS (désignation commerciale d'un composé de polyphos-  BARAFOS (commercial designation of a polyphosphate compound

phate vendu par NL Baroid, Houston, Texas). Pour contrôler  phate sold by NL Baroid, Houston, Texas). To control

les caractéristiques d'abrasion ou d'usure des boues pro-  the abrasion or wear characteristics of the sludge

duites, c'est-à-dire l'influence de l'addition d'agents anti-  picks, ie the influence of the addition of anti-

usure, on a utilisé deux méthodes. Une méthode, désignée par A, a consisté à prendre en considération le phénomène d'usure provoqué par le mouvement des particules d'un fluide contre une surface métallique. Dans cette méthode, on a mesuré la  wear, two methods were used. One method, referred to as A, has been to consider the phenomenon of wear caused by the movement of particles of a fluid against a metal surface. In this method, the

perte globale de poids sur toute la surface.  overall weight loss over the entire surface.

Méthode A. On a utilisé un mélangeur Hamilton Beach, Modèle 936,  Method A. Hamilton Beach Model 936 Mixer was used,

tournant à 15 000 tr/muLnpour produire, avec simulation en la-  rotating at 15,000 tr / muLn to produce, with simulation in

boratoire, des effets d'abrasion et de rupture de particules.  boratory, abrasion and particle breaking effects.

Pour chaque boue de forage, on a utilisé dans le mélangeur une nouvelle lame qu'on a pesée afin de définir une référence pour l'activité abrasive. Périodiquement, on a examiné la lame pour déterminer sa perte de poids après différentes périodes  For each drilling mud, a new blade was used in the mixer and weighed to define a reference for the abrasive activity. Periodically, the slide was examined for weight loss after different periods

d'agitation. On a&immergé les boues dans un bain de refroidis-  stirring. The sludge was immersed in a cooling bath.

sement pendant la phase de mélange afin d'éviter une surchauffe et une évaporation. On a réduit au minimum l'épaississement des  during the mixing phase to avoid overheating and evaporation. We have minimized the thickening of

boues alourdies en cours d'agitation en ajoutant du BARAFOS.  heavy sludge being stirred by adding BARAFOS.

Les résultats des essais des taux d'usure sont indiqués dans  The results of the wear rate tests are indicated in

le tableau V ci-dessous.Table V below.

Désignation échantillon Boue de base,m3 BAROID,kg. Hématite spéculaire,kg A-310,92,6% tamis 0,044mm A-314,93,1% tamis 0,044mm BARAFOS,g/l 0,39 Additif anti-usure,g/1 Propriétés:Initiales viscosité plastique2, mPa.s18 Point d'écoulement,kg/m 0,14 gel.10 s. kg/m2 0,14 gel.lO mir kg/m2 0,58 pH 8,2 Propriétés: 4 h. viscosité plastique,mPa.s Point d'écoulement kg/m2 gel.lO s.kg/m22 gel.lO minikg/m pH 2,51 2,73 6,24 8,4 A 0,159  Sample designation Base mud, m3 BAROID, kg. Specular hematite, kg A-310.92.6% sieve 0.044mm A-314.93.1% sieve 0.044mm BARAFOS, g / l 0.39 Anti-wear additive, g / 1 Properties: Initial plastic viscosity2, mPa. s18 Pour point, kg / m 0,14 gel.10 s. kg / m2 0.14 gel.lO mir kg / m2 0.58 pH 8.2 Properties: 4 hrs. plastic viscosity, mPa.s Pour point kg / m2 gel.lO s.kg/m22 gel.lO minikg / m pH 2.51 2.73 6.24 8.4 A 0.159

TABLEAU VTABLE V

B CB C

0,159 0,1590.159 0.159

0,39 O 0,048 0,53 8,2 1,72 2,11 ,64 8,3 O 0,19 9,0 0,34 0,14 1,056 9,0 D 0,159 E 0,159 F 0,109 1,45 0,65 1 1 0,96 0,42 1,16 9,1 0,67 0,82 2,85 9,8 0,09 0,09 0,58 9,6 un 0,09 0,048 0,58 9,6 7,34 6,58 12,44 9,5 1,29 0,62 2, 11 8,9 -4 w ue CD Lq Désignation échantillon Propriétés:8 h viscosité plastique,mPla.s Point d'écoulement kg/m2 gel.10 s kg/m2 gel.lOmin, kg/m2 pH Usure par abrasion, poids lame,g Perte de poids de la lame,en % au bout d'une heure 2 heures 4 heures 8 heures TABLEAU V (suite)  0.39 O 0.048 0.53 8.2 1.72 2.11 64 8.3 O 0.19 9.0 0.34 0.14 1.056 9.0 D 0.159 E 0.159 F 0.109 1.45 0 65 1 1 0.96 0.42 1.16 9.1 0.67 0.82 2.85 9.8 0.09 0.09 0.58 9.6 0.09 0.048 0.58 9.6 7.34 6.58 12.44 9.5 1.29 0.62 2, 11 8.9 -4 w Ue CD Lq Sample designation Properties: 8 h plastic viscosity, mPla.s Pour point kg / m2 gel .10 s kg / m2 gel.lOmin, kg / m2 pH Abrasion wear, blade weight, g Blade weight loss,% after 1 hour 2 hours 4 hours 8 hours TABLE V (continued)

A BA B

2,34 2,64 ,04 8,2 ,17 0,24 0,47 0,94 1,52 1,87 2,35 ,23 8,2 ,15 0,50 0,98 1,93 3,23  2.34 2.64, 04 8.2, 17 0.24 0.47 0.94 1.52 1.87 2.35, 23 8.2, 15 0.50 0.98 1.93 3.23

C DC D

3,88 2,98 9,17 9,6 ,21 3,92 8,00 14,10 ,18 2,85 ,42 ,20 14,33 F ,19 E ,21 1,47 2,50 4,67 0% 2,64 4,86 8,56 w w On a utilisé une seconde méthode d'essai d'usure  3.88 2.98 9.17 9.6, 21 3.92 8.00 14.10, 18 2.85, 42, 20 14.33 F, 19 E, 21 1.47 2.50 4.67 0% 2.64 4.86 8.56 ww A second method of wear testing was used

ou d'abrasion,désignée par B,cette méthode prenant en con-  or abrasion, designated B, this method taking into consideration

sidération le mouvement de surface4nétalliques l'une contre l'autre pendant qu'elles sont exposées à un écoulement fluidique. Dans la méthode B, l'objectif a consisté à mesurer  the surface movement of metal surfaces against each other while being exposed to a fluid flow. In Method B, the objective was to measure

la perte de poids sur la zone exposée à des charges.  weight loss on the area exposed to loads.

Méthode B Le bloc d'essai utilisé pour la mesure de pressions extrêmes (EP) a été modifié par usinage de façon à exposer une surface d'usure constante à l'élément à éprouver pendant les essais. On a sélectionné une vitesse d'anneau de 432 tr/m.inpuisque cela équivaut approximativement à une vitesse de rotation de tige de forage de 130 tr/m;in,cequi est assez classique dans des procédés de forage de puits. Des couples de différentes valeurs ont été appliqués à l'anneau et au bloc à cette vitesse pendant des intervalles de 15 minutes.On a mesuré le poids initial et le poids final du bloc d'essai et on a déterminé pour chaque boue une perte de poids du bloc considéré. On a ensuite déterminé le taux d'usure et on l'a calculé pour une heure. Les résultats sont indiqués  Method B The test block used for the measurement of extreme pressures (EP) was machined to expose a constant wear surface to the element to be tested during the tests. Ring speed of 432 rpm has been selected since this is approximately equivalent to a 130 rpm drill pipe rotational speed, which is quite common in well drilling processes. Torques of different values were applied to the ring and block at this rate for 15 minute intervals. The initial weight and final weight of the test block were measured and for each sludge a loss was determined. weight of the block considered. The wear rate was then determined and calculated for one hour. The results are indicated

dans les tableaux VI à VIII ci-après.  in Tables VI to VIII below.

Comme le montrent les résultats des tableaux V  As the results of Tables V show

à VIII ci-après,1'hématite spéculaire présente,par comparai-  to VIII below, the specular hematite presents, by comparison

son à la baryteune bien plus grande capacité d'abrasion.  Its baritone has much greater abrasion capacity.

En référence au tableau V,on peut voir que l'addition d'un-  With reference to Table V, it can be seen that the addition of

agent anti-usure diminue grandement l'usure par abrasion  anti-wear agent greatly reduces abrasion wear

d'une boue de forage alourdie avec de l'hématite spéculaire.  a drilling mud weighed down with specular hematite.

Les résultats sont mis en évidence graphiquement sur la figu-  The results are highlighted graphically in the figure

re l,o une boue de forage alourdie avec de l'hématite spéculaire et ne contenant pas d'agent anti-usure (courbe A) est comparée avec une boue alourdie de façon semblable et contenant environ 10,8 g/l d'un agent anti-usure (courbe B) et une boue de forage classique alourdie avec de la baryte  A drilling mud weighed down with specular haematite and not containing anti-wear agent (curve A) is compared with a sludge similarly weighed down and containing about 10.8 g / l of anti-wear agent (curve B) and a conventional drilling mud weighed down with barite

(courbe C).(curve C).

En référence aux tableaux VI à VIII et à la figure 2,on peut voir également que le taux d'usure de boues contenant de l'hématite spéculaire est bien plus grand que  Referring to Tables VI to VIII and Figure 2, it can also be seen that the sludge wear rate containing specular hematite is much greater than

celui d'une boue classique alourdie avec de la baryte.  that of a classic mud weighed down with baryta.

Cependant,comme le montrent les courbes de la figure 2,  However, as shown by the curves in Figure 2,

l'addition de quantités relativement faibles d'un agent anti-  the addition of relatively small amounts of an anti-

usure diminue fortement les taux d'usure. Il est à noter,par exemple,que le taux d'usure d'une boue alourdie avec de l'hématite spéculaire (courbe A) qui est assez abrasive sans  wear dramatically reduces wear rates. It should be noted, for example, that the wear rate of a sludge weighed down with specular hematite (curve A) which is quite abrasive without

addition d'un agent anti-usure,présente une capacité d'abra-  addition of an anti-wear agent, has an abra-

sion,lorsqu'elle est combinée avec environ 21,6 g/l d'un agent anti-usure (courbe D)) semblable ou essentiellement identique à celle d'une boue de forage classique alourdie  when combined with about 21.6 g / l of an anti-wear agent (curve D)) similar or substantially identical to that of conventional heavy-duty drilling mud

avec de la baryte (courbe C). Même pour des quantités relati-  with barite (curve C). Even for relatively large quantities

vement faibles d'agent anti-usure,c'est-à-dire 10,8 g/l  low anti-wear agent, ie 10.8 g / l

(courbe B),la capacité d'abrasion est fortement diminuée.  (curve B), the abrasion capacity is greatly reduced.

On voit par conséquent qu'on peut préparer des boues de forage très améliorées,présentant d'excellentes propriétés rhéologiques,avec des agents alourdissants durs ou relativement durs,sans provoquer d'usure et d'abrasion  It can thus be seen that very improved drilling muds with excellent rheological properties can be prepared with hard or relatively hard weighting agents without causing wear and abrasion.

excessives,lorsque la boue de forage contient additionnelle-  excessively, when the drilling mud contains additional

ment un agent anti-usure tel que décrit ci-dessus.  an anti-wear agent as described above.

Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation cidessus décrits et représentés à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation,sans pour cela sortir du cadre de l'invention.  Naturally, the invention is not limited to the embodiments described above and described from which we can provide other modes and other embodiments, without departing from the scope of the invention.

TABLEAU VITABLE VI

Agent alourdissant Charge,cm.kg Vitesse anneau,tr/min Vitesse anneau m/s Période d'usure,min  Thickening agent Load, cm.kg Ring speed, rpm Ring speed m / s Wear period, min

112,5 \',112.5 \ ',

0,78 112,5 0,780.78 112.5 0.78

BAROIDBAROID

225 225225,225

432 432432,432

0,78 0,780.78 0.78

1515

0,780.78

338 450338,450

432 432432,432

0,78 0,780.78 0.78

1515

Poids initial bloc,g Poids final bloc,g Perte de poids,g Taux d'usure g/h  Initial block weight, g final block weight, g weight loss, g wear rate g / h

9,84539.8453

9,84019.8401

0,00520.0052

0,02080.0208

Taux moyen d'usure g/hAverage wear rate g / h

9,84019.8401

9,83579.8357

0,00440.0044

0,01760.0176

9,81839.8183

9,81009.8100

0,00830.0083

0,03320.0332

0,01920.0192

9,81009.8100

8,80268.8026

0,00740.0074

0,02960.0296

0,03140.0314

9,7690.9,7562 9,7143 9,70059.7690.9.7562 9.7143 9.7005

9,7562 9,7423 9,7005 9,68529.7562 9.7423 9.7005 9.6852

0,0128 0,0139 0,0138 0,01530.0128 0.0139 0.0138 0.0153

O,0512 0,0556 09ES2 0,0612O, 0512 0.0556 09ES2 0.0612

0,05340.0534

0,05820.0582

0,78 %0 w0.78% 0 w

TABLEAU VIITABLE VII

Agent alourdissant Charge,cm.kg Vitesse anneau,tr/min Vitesse anneau m/s Période d'usure,min Poids initial bloc,g Poids final bloc,g Perte de poids,g Taux d'usure g/h  Thickening agent Load, cm.kg Ring speed, rpm Ring speed m / s Wear period, min Initial block weight, g Final block weight, g Weight loss, g Wear rate g / h

HEMATITE SPECULAIRESPECULAR HEMATITIS

56, 1 0,7856, 0.78

9,46259.4625

9,45239.4523

0,01020.0102

0,04080.0408

56,1 0,7856.1 0.78

9,45239.4523

9,44459.4445

0,00780.0078

0,03120.0312

112,5 0,78112.5 0.78

9,44439.4443

9i41999i4199

0,02460.0246

0,09840.0984

112,5 0,78112.5 0.78

9,41999.4199

9,39509.3950

0,02490.0249

0,0996.0996

0,78 0,780.78 0.78

9,3950 9,30829,3950 9,3082

9,3082 9,21169.3082 9.2116

0,0868 0,09660.0868 0.0966

0,3472 0,38640.3472 0.3864

Taux moyen d'usure g/hAverage wear rate g / h

0,03600.0360

0,0990.0990

0,3668.3668

r4 UI> w *4 uir4 UI> w * 4 ui

TABLEAU VIIITABLE VIII

Agent alourdissant HEMATITE SPECULAIRE Agent anti-usure,g/l 0,192 0,192 0, 384 0,384 Charge,cm.kg 338 225 338 225 Vitesse anneau,tr/.min 432 432 432 432 Vitesse anneau m/s 0,78 0,78 0,78 0,78 Période d'usure,;min 15 15 15 15 Poids initial bloc,g 8,4698 8,4483 8,4318 8,4178 Poids final bloc,g 8, 4483 8,4318 8,4178 8,4087 Perte de poids,g 0,0215 0,0165 0,0140 0,0091 Taux d'usure g/h 0,0860 0,0660 0,0560 0,0364 Taux moyen d'usure,g/h -"I w. tO  Weighting agent SPECIFIC HEMATITE Anti-wear agent, g / l 0.192 0.192 0, 384 0.384 Load, cm.kg 338 225 338 225 Ring speed, rpm 432 432 432 432 Ring speed m / s 0.78 0.78 0 , 78 0.78 Wearing period, min 15 15 15 15 Initial block weight, g 8.4698 8.4483 8.4318 8.4178 Final block weight, g 8, 4483 8.4318 8.4178 8.4087 Weight loss, g 0.0215 0.0165 0.0140 0.0091 Wear rate g / h 0.0860 0.0660 0.0560 0.0364 Average wear rate, g / h - "I w. tO

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Fluide de forage à base d'eau,caractérisé en ce qu'il contient un agent alourdissant choisi dans le groupe des minerais non hydratés ayant une dureté d'au moins 4,5 echelle/qs 1etune masse spécifique au moins égale à 4,4,ledit agent alourdissant ayant une granulométrie telle qu'au moins 85% en poids des particules traversent un tamis de 0,044 mm d'ouverture de mailles et qu'environ 98% en poids desdites particules traversent un tamis de 0,074 mm d'ouverture  1. A water-based drilling fluid, characterized in that it contains a weighting agent selected from the group of non-hydrated ores having a hardness of at least 4.5 scale / qs 1 and a specific mass at least equal to 4 , 4, said weighting agent having a particle size such that at least 85% by weight of the particles pass through a sieve of 0.044 mm mesh size and about 98% by weight of said particles pass through a sieve of 0.074 mm aperture de mailles,ledit agent alourdissant étant présent en quanti-  of mesh, said weighting agent being present in quantitative té suffisante pour augmenter sensiblement la densité du fluide de forage et un agent anti usure dispersable dans  sufficient to substantially increase the density of the drilling fluid and a dispersible antiwear agent in l'eau présent dans ledit fluide de forage en quantité suffi-  the water present in said drilling fluid in sufficient quantity sante pour réduire sensiblement la capacité d'abrasion dudit  to significantly reduce the abrasion capacity of the fluide de forage.drilling fluid. 2. Fluide de forage selon la revendication l,carac-  2. Drilling fluid according to claim 1, characterized térisé en ce que l'agent anti-usure dispersable dans l'eau  characterized in that the dispersible anti-wear agent in water est présent à raison d'environ 0,1 à 5% en poids.  is present at about 0.1 to 5% by weight. 3. Fluide de forage selon l'une des revendications  3. Drilling fluid according to one of the claims 1 ou 2,caractérisé en ce que l'agent alourdissant est de  1 or 2, characterized in that the weighting agent is l'hématite spéculaire.specular hematite. 4. Fluide de forage selon la revendication l,carac-  4. Drilling fluid according to claim 1, characterized térisé en ce qu'il comprend un agent alourdissant supplémentai-  in that it includes an additional burdensome re choisi parmi la baryte,la célestine,la galène et des  chosen from baryte, celestine, galena and mélanges desdites substances.mixtures of said substances. 5. Fluide de forage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il contient des additifs choisis parmi les agents d'épaississement,les agents de contrôle de perte de fluide,les agents alourdissants additionnels,les agents de  5. Drilling fluid according to claim 1, characterized in that it contains additives chosen from thickening agents, fluid loss control agents, additional weighting agents, dilution et des mélanges desdits agents.  dilution and mixtures of said agents.
FR8026980A 1980-01-07 1980-12-18 DRILLING FLUID CONTAINING A HEIGHTENING AGENT Expired FR2473054B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10981580A 1980-01-07 1980-01-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2473054A1 true FR2473054A1 (en) 1981-07-10
FR2473054B1 FR2473054B1 (en) 1985-08-09

Family

ID=22329707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR8026980A Expired FR2473054B1 (en) 1980-01-07 1980-12-18 DRILLING FLUID CONTAINING A HEIGHTENING AGENT

Country Status (13)

Country Link
AU (1) AU538522B2 (en)
BR (1) BR8100038A (en)
CA (1) CA1135039A (en)
DE (1) DE3048078C2 (en)
DK (1) DK511180A (en)
ES (1) ES8202614A1 (en)
FR (1) FR2473054B1 (en)
GB (1) GB2066876B (en)
IT (1) IT1141154B (en)
MY (1) MY8500850A (en)
NL (1) NL8006888A (en)
NO (1) NO150920C (en)
SG (1) SG66984G (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0079997B1 (en) * 1981-11-23 1986-01-22 The Dow Chemical Company Aqueous treatment fluid and method for its use in the drilling of wells
US4519922A (en) * 1983-03-21 1985-05-28 Halliburton Company Environmentally compatible high density drill mud or blow-out control fluid
IN172479B (en) * 1988-03-08 1993-08-21 Elkem As
CA2421613C (en) * 2003-03-06 2005-12-13 Sable Des Forges Inc. Method for blast cleaning using ilmenite tailing particles
CA2689630C (en) 2004-06-03 2011-11-01 M-I L.L.C. The use of sized barite as a weighting agent for drilling fluids
US20090186781A1 (en) * 2008-01-17 2009-07-23 Hallibruton Energy Services, Inc., A Delaware Corporation Drilling fluids comprising sub-micron precipitated barite as a component of the weighting agent and associated methods
US8252729B2 (en) 2008-01-17 2012-08-28 Halliburton Energy Services Inc. High performance drilling fluids with submicron-size particles as the weighting agent
US8105984B2 (en) 2009-01-07 2012-01-31 Intevep, S.A. Reduced abrasion drilling fluid
NO333089B1 (en) * 2011-07-11 2013-02-25 Elkem As Oil well drilling fluids, oil well cement composition and slurry of weight material
US10407988B2 (en) * 2013-01-29 2019-09-10 Halliburton Energy Services, Inc. Wellbore fluids comprising mineral particles and methods relating thereto

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB896144A (en) * 1960-01-27 1962-05-09 British Petroleum Co Drilling muds
GB1495874A (en) * 1976-03-29 1977-12-21 Nl Industries Inc Drilling fluids and methods of drilling using them

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD76450A (en) *
US2298984A (en) * 1937-05-28 1942-10-13 Nat Lead Co Iron oxide weighting material for drilling muds
DE2611092C3 (en) * 1976-03-16 1981-05-14 Nl Industries, Inc., New York, N.Y. Drilling fluids, weighting agents for drilling fluids and methods of drilling holes

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB896144A (en) * 1960-01-27 1962-05-09 British Petroleum Co Drilling muds
GB1495874A (en) * 1976-03-29 1977-12-21 Nl Industries Inc Drilling fluids and methods of drilling using them

Also Published As

Publication number Publication date
NO150920C (en) 1986-08-19
NO803542L (en) 1981-07-08
NL8006888A (en) 1981-08-03
IT8026963A0 (en) 1980-12-24
GB2066876B (en) 1983-09-07
ES497672A0 (en) 1982-02-01
DE3048078A1 (en) 1981-09-24
DE3048078C2 (en) 1985-07-18
AU6506080A (en) 1981-07-23
GB2066876A (en) 1981-07-15
AU538522B2 (en) 1984-08-16
NO150920B (en) 1984-10-01
CA1135039A (en) 1982-11-09
BR8100038A (en) 1981-07-21
IT1141154B (en) 1986-10-01
ES8202614A1 (en) 1982-02-01
SG66984G (en) 1985-03-15
FR2473054B1 (en) 1985-08-09
MY8500850A (en) 1985-12-31
DK511180A (en) 1981-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0866842B1 (en) Drilling fluid loss prevention and lubrication additive
CA2698226C (en) Drilling fluid containing carbon nanotubes
US7001871B2 (en) Water-based drilling fluid additive containing talc and graphite
FR2624132A1 (en) DRILLING FLUID COMPRISING A MODIFIED NON-POLLUTANT LIQUID PHASE FOR INHIBITING SCHIST INFLATION AND METHOD FOR USE THEREOF
EA010612B1 (en) The use of sized barite as a weighting agent for drilling fluids
FR2704231A1 (en) Petroleum fluids their preparation and their uses in well drilling, completion and treatment, and in fracturing and matrix treatments.
FR2704218A1 (en) Milk cements, their preparation and their use in cementing wells.
FR2473054A1 (en) DRILLING FLUID CONTAINING ALWAYS AGENT
CA1074278A (en) Recovery of drilling fluids
CA2863209C (en) Novel agent for inhibiting the swelling of clays, compositions comprising said agent and methods implementing said agent
Hasan et al. The rheological performance of guar gum and castor oil as additives in water-based drilling fluid
Wajheeuddin Development of an environmentally-friendly drilling fluid using date seeds and grass
WO2019069280A1 (en) Drilling fluid formulations and methods thereof
MX2007010236A (en) Additive for reducing torque on a drill string.
FR2504545A1 (en) COMPOSITION CAPABLE OF IMPORTING A COMBINATION OF PSEUDOPLASTICITY AND CONTROL OF FLUID LOSS TO AQUEOUS SYSTEMS AND METHOD OF USE
EP0453366B1 (en) Scleroglucan drilling mud
Oseh et al. Transports of different cuttings sizes in a wellbore using henna and lignite materials
CA2089340A1 (en) Compositions based on scleroglucane and their use as cementation buffer
EA020338B1 (en) Wellbore fluids containing sized clay material and methods of use thereof
EP0521120B1 (en) Application of scleroglucane slurries to the drilling of deflected wells
US7056867B2 (en) Drilling fluid additive system containing graphite and carrier
US7060660B2 (en) Drilling fluid additive system containing talc and graphite
Arinkoola et al. Enhancement of filtration and rheological properties of water-based drilling fluid prepared using nigerian ohia bentonite and local additives
Madu et al. Feasibility study of biodegradable coffee ground waste and watermelon rind as water-based drilling fluid additives
WO2020185093A1 (en) Composition for making a drilling fluid a non-invasive drilling fluid

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse