FR2488325A1 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS AND VISCOUS WELL MAINTENANCE FLUID WITHIN A BOREHOLE AND WELL MAINTENANCE FLUID COMPOSITIONS - Google Patents
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Abstract
PROCEDE DE PRODUCTION D'UN MILIEU AQUEUX, EPAISSI, A L'INTERIEUR D'UN SONDAGE, COMPRENANT L'ADDITION AU MILIEU AQUEUX D'UN PREMIER POLYMERE HYDROPHILE QUI AUGMENTE LA VISCOSITE DU MILIEU A LA TEMPERATURE AMBIANTE ET D'UN SECOND POLYMERE HYDROPHILE QUI N'AUGMENTE PAS DE FACON APPRECIABLE LA VISCOSITE A LA TEMPERATURE AMBIANTE, MAIS QUI AUGMENTE LA VISCOSITE A TEMPERATURE ELEVEE, LE MELANGE DU MILIEU AQUEUX ET DES POLYMERES POUR AUGMENTER LA VISCOSITE, LE POMPAGE DU MILIEU RENDU PARTIELLEMENT VISQUEUX JUSQU'A L'EMPLACEMENT DESIRE DANS LE SONDAGE ET LE VIEILLISSEMENT DU MILIEU RENDU PARTIELLEMENT VISQUEUX POUR PERMETTRE AUX DEUX POLYMERES DE S'HYDRATER TOTALEMENT.PROCESS FOR PRODUCING A THICK AQUEOUS MEDIUM WITHIN A SURVEY COMPRISING THE ADDITION TO THE AQUEOUS MEDIUM OF A FIRST HYDROPHILIC POLYMER WHICH INCREASES THE VISCOSITY OF THE ENVIRONMENT AT AMBIENT TEMPERATURE AND OF A SECOND HYDROPHILIC POLYMER WHICH DOES NOT INCREASE APPROXIMATELY THE VISCOSITY AT AMBIENT TEMPERATURE, BUT WHICH INCREASES THE VISCOSITY AT HIGH TEMPERATURE, THE MIXTURE OF THE AQUEOUS MEDIUM AND POLYMERS TO INCREASE THE VISCOSITY, THE PUMP OF THE LARGELY RENDERED SO MUCH DESIRED IN THE SURVEY AND AGING OF THE PARTIALLY VISCOUS MEDIUM TO ALLOW BOTH POLYMERS TO HYDRATE TOTALLY.
Description
La présente invention concerne des procédés pour augmenter la viscosité etThe present invention relates to methods for increasing viscosity and
diminuer les pertes en fluide des saumures aqueuses, et des fluides aqueux d'entretien des reduce fluid losses in aqueous brines, and aqueous maintenance fluids
puits ainsi préparés.wells thus prepared.
Des milieux aqueux épaissis, en particulier ceux contenant des sels solubles, sont communément utilisés comme fluides d'entretien des puits, tels que des fluides de forage, des fluides de reconditionnement, des fluides de conditionnement, des fluides pour "packer" (garnitures d'étanchéité), des fluides de traitement des puits, des fluides de traitement des formations souterraines, des fluides d'espacement, des fluides pour l'abandon des puits Thickened aqueous media, in particular those containing soluble salts, are commonly used as well maintenance fluids, such as drilling fluids, reconditioning fluids, conditioning fluids, "packer" fluids (packing materials). sealing), well treatment fluids, underground formation treatment fluids, spacing fluids, well abandonment fluids
et d'autres fluides aqueux dont on désire augmenter la vis- and other aqueous fluids whose viscosity is desired to be increased
cosité. On sait utiliser des substances polymères hydrophi- cosity. We know how to use hydrophilic polymeric substances.
les telles que l'hydroxyéthyl cellulose (HEC) et des gommes de xanthane comme agents épaississants pour les milieux such as hydroxyethyl cellulose (HEC) and xanthan gums as thickening agents for the media
aqueux utilisés dans ces fluides d'entretien des puits. aqueous used in these well maintenance fluids.
Cependant, ces polymères ne sont pas facilement hydratés, However, these polymers are not easily hydrated,
solvatés ou dispersés dans certains systèmes aqueux en l'ab- solvated or dispersed in certain aqueous systems by the ab-
sence de températures élevées et/ou d'un malaxage sous ci- high temperatures and / or mixing below
saillement important pendant de longues périodes de temps. significant salting for long periods of time.
Par exemple, les polymères d'hydroxyéthyl cellulose sont peu hydratés, solvatés ou dispersés à la température ambiante dans des solutions aqueuses contenant un ou plusieurs sels hydrosolubles de cations multivalents, telles que des saumures denses ayant une densité supérieure à environ 1,392 kg/dm3 For example, the polymers of hydroxyethyl cellulose are poorly hydrated, solvated or dispersed at room temperature in aqueous solutions containing one or more water-soluble salts of multivalent cations, such as dense brines having a density greater than about 1.392 kg / dm3
qui sont utilisées dans les fluides d'entretien des puits. which are used in well maintenance fluids.
D'autres polymères, tels qu'une gomme de xanthane, requiè- Other polymers, such as xanthan gum, require
rent des températures élevées même dans des solutions de densité inférieure. Dans de nombreux cas, comme par exemple high temperatures even in lower density solutions. In many cases, such as
dans des opérations de reconditionnement, l'équipement dis- in reconditioning operations, the equipment available
ponible pour préparer les fluides d'entretien des puits ne available to prepare well maintenance fluids do not
se prête pas lui-même à un malaxage à haute température. does not lend itself to high temperature mixing.
Dans des opérations d'entretien des puits o l'on dés-ire un fluide d'entretien des puits sans solides, comme dans certaines opérations de conditionnement, le fluide ne peut pas circuler dans le sondage pour augmenter la température du fluide. C'est ainsi qu'on a l'habitude d'envoyer le fluide "par touches" dans le sondage à l'endroit requis In well maintenance operations where a well-solid maintenance fluid is desired, as in certain conditioning operations, the fluid cannot circulate in the borehole to increase the temperature of the fluid. This is how we usually send the fluid "by keys" in the survey to the required place
pour exécuter l'opération de conditionnement. La tempéra- to execute the packaging operation. The temperature
ture/le sondage est suffisante pour permettre au polymère de s'hydrater lorsque le fluide contient un ou plusieurs polymères hydrophiles. Mais, on a observé que dans bien des cas le polymère formait une sphère ou une masse de ture / probing is sufficient to allow the polymer to hydrate when the fluid contains one or more hydrophilic polymers. However, it has been observed that in many cases the polymer forms a sphere or a mass of
polymère hydraté contenant une teneur élevée en polymère. hydrated polymer containing a high polymer content.
Cette sphère de polymère hydraté empêche alors le polymère d'augmenter la viscosité de la totalité de la saumure et/ou de diminuer la perte de fluide de la totalité de la saumure, mais en outre elle obture les perforations dans le puits et forme des bouchons dans le puits lorsque le fluide circule This hydrated polymer sphere then prevents the polymer from increasing the viscosity of all of the brine and / or decreasing the loss of fluid from all of the brine, but in addition it closes the perforations in the well and forms plugs. in the well when the fluid is flowing
en dehors du puits.outside the well.
L'invention a donc pour objet de fournir un nouveau procédé de production, à l'intérieur d'un sondage, d'un MvrDilea milieu aqueux homogène contenant un ou plusieurs pblymres I qui ne s'hydratent pas en milieu aqueux à température The object of the invention is therefore to provide a new process for the production, within a borehole, of a MvrDilea homogeneous aqueous medium containing one or more pblymers I which do not hydrate in an aqueous medium at temperature
ambiante.ambient.
L'invention a encore pour objet de fournir un fluide d'entretien des puits, aqueux, amélioré, contenant The object of the invention is also to provide an improved, aqueous well-maintenance fluid containing
un polymère, qui produit une dispersion homogène de poly- a polymer, which produces a homogeneous dispersion of poly-
mère hydraté lorsqu'il est soumis à un vieillissement sta- mother hydrated when subjected to static aging
tique dans un sondage.tick in a poll.
Enfin, l'invention a pour objet de fournir un pro- Finally, the object of the invention is to provide a pro-
cédé d'utilisation de polymères hydrophiles dans des fluides discontinued use of hydrophilic polymers in fluids
d'entretien des puits.well maintenance.
Ces buts et d'autres encore apparaîtront mieux à These and other goals will appear better at
la lecture de la description ci-après. reading the description below.
Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention, on réalise un procédé pour produire, à l'intérieur d'un sondage, In one embodiment of the invention, a method is carried out for producing, within a survey,
une solution aqueuse homogène, visqueuse, ce procédé consis- a homogeneous, viscous aqueous solution, this process consists
tant à ajouter à la solution (1) un polymère hydrophile qui augmente la viscosité de la solution à la température ambiante et (2) un polymère hydrophile qui n'augmente pas notablement la viscosité de la solution à la température ambiante, mais s'hydrate dans cette solution à une both to add to the solution (1) a hydrophilic polymer which increases the viscosity of the solution at room temperature and (2) a hydrophilic polymer which does not significantly increase the viscosity of the solution at room temperature, but becomes hydrated in this one solution
température élevée pour augmenter la viscosité de la solu- high temperature to increase the viscosity of the solution
tion, puis à mélanger la solution contenant les polymères pour augmenter la viscosité de la solution, à pomper la solution à l'endroit désiré dans le sondage et à laisser vieillir la solution pour permettre aux deux polymères de s'hydrater complètement dans la solution par suite de la tion, then mix the solution containing the polymers to increase the viscosity of the solution, pump the solution to the desired location in the borehole and allow the solution to age to allow the two polymers to hydrate completely in the solution by following the
température élevée du sondage.high sounding temperature.
Dans un autre mode de mise en oeuvre de l'inven- In another embodiment of the invention
tion, on fournit un fluide d'entretien des puits qui est caractérisé par une viscosité beaucoup plus élevée lorsqu'il a vieilli à une haute température qu'avant le vieillissement, et qui comprend une solution aqueuse, un polymère hydrophile qui n'augmente pas la viscosité de la solution de façon appréciable à la température ambiante, mais qui s'hydrate dans la solution et la rend plus visqueuse à température élevée, et un polymère hydrophile qui s'hydrate dans la solution et la rend plus visqueuse à la température tion, a well maintenance fluid is provided which is characterized by a much higher viscosity when aged at a high temperature than before aging, and which comprises an aqueous solution, a hydrophilic polymer which does not increase the viscosity of the solution appreciably at room temperature, but which hydrates in the solution and makes it more viscous at high temperature, and a hydrophilic polymer which hydrates in the solution and makes it more viscous at temperature
ambiante, en une quantité suffisante pour maintenir en sus- ambient, in sufficient quantity to maintain in addition
pension l'autre polymère qui ne s'hydrate pas à la tempéra- the other polymer which does not hydrate at room temperature
ture ambiante.ambient ture.
Le fluide d'entretien des puits selon l'invention requiert une solution aqueuse, un premier polymère hydrophile (désigné ci-après par FHP) qui ne s'hydrate pas de façon appréciable dans la solution et ne la rend donc pas visqueuse à température ambiante, mais qui s'hydrate dans la solution The well maintenance fluid according to the invention requires an aqueous solution, a first hydrophilic polymer (hereinafter referred to as FHP) which does not appreciably hydrate in the solution and therefore does not make it viscous at room temperature. , but which becomes hydrated in the solution
et la rend visqueuse à température élevée, et un second poly- and makes it viscous at high temperature, and a second poly-
mère hydrophile (désigné ci-après/iS9P) qui s'hydrate dans la solution et la rend visqueuse à température ambiante. C'est ainsi que le SHP confère à la solution une viscosité initiale qui lui permet de maintenir en suspension le FHP, de telle hydrophilic mother (designated below / iS9P) which hydrates in the solution and makes it viscous at room temperature. This is how SHP gives the solution an initial viscosity which allows it to keep the FHP in suspension, such
sorte que le FHP ne s'hydrate pas sous forme d'un agglomé- so that the FHP does not hydrate as an agglomerate-
rat de particules qui se sépare de la solution par vieillis- particle rat which separates from the solution by aging
sement statique à température élevée. static at high temperature.
La solution aqueuse utilisée peut être toute solution qui présente les caractéristiques désirées d'un fluide d'entretien des puits, telles que la densité, un effet minimal sur la formation, etc., et pour laquelle un The aqueous solution used can be any solution which has the desired characteristics of a well maintenance fluid, such as density, minimal effect on formation, etc., and for which a
FHP et un SHP peuvent être trouvés. FHP and SHP can be found.
Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention, In one embodiment of the invention,
la solution aqueuse contient un sel choisi parmi le chlo- the aqueous solution contains a salt chosen from chlo-
rure de calcium, le bromure de calcium, le bromure de zinc et leurs mélanges, et a une densité comprise entre environ et 1,279/2,285 kg/dm3. Des solutions représentatives, mais calcium rure, calcium bromide, zinc bromide and mixtures thereof, and has a density of between about and 1.279 / 2.285 kg / dm3. Representative solutions, but
non limitatives, sont indiquées dans le tableau I. Les solu- non-limiting, are indicated in table I. The solutions
tions dont la densité est comprise entre 1,279 et 1,797 kg/dm3 tions with a density between 1.279 and 1.797 kg / dm3
environ contiennent un sel choisi parmi le chlorure de cal- approximately contain a salt chosen from calcium chloride
cium, le bromure de calcium et leurs mélanges. Les solutions dont la densité est comprise entre environ 1,797 et 2,285 kg/dm3 contiennent du bromure de zinc et un sel choisi parmi le chlorure de calcium, le bromure de calcium et leurs mélanges. Les solutions dont la densité est comprise entre environ 1,690 et 1,797 kg/dm3 peuvent être formulées de cium, calcium bromide and mixtures thereof. Solutions with a density between about 1.797 and 2.285 kg / dm3 contain zinc bromide and a salt chosen from calcium chloride, calcium bromide and their mixtures. Solutions with a density between about 1.690 and 1.797 kg / dm3 can be formulated from
façon à contenir du bromure de zinc et du chlorure de cal- so as to contain zinc bromide and calcium chloride
cium, du bromure de calcium ou leurs mélanges. Dans toutes cium, calcium bromide or mixtures thereof. In all
ces solutions, le FHP peut être du polymère XC, défini ci- these solutions, the FHP can be of polymer XC, defined above
apres.after.
TABLEAU ITABLE I
Densité % % % s kg/ctm3 CaC12 CaBr2 ZnBr2 H20 Density%%% s kg / ctm3 CaC12 CaBr2 ZnBr2 H20
1,279 29,2 0 0 70,81.279 29.2 0 0 70.8
1,380 37,6 0 0 62,41.380 37.6 0 0 62.4
1,690 0 53 4 471,690 0 53 4 47
1,785 16,3 43,2 0 40,51,785 16.3 43.2 0 40.5
1,844 4,4 32,9 24,0 38,71,844 4.4 32.9 24.0 38.7
1,904 0 38,7 24,6 36,71.904 0 38.7 24.6 36.7
2,082 0 29,1 41,3 29,62,082 0 29.1 41.3 29.6
2,285 0 20 57 232.285 0 20 57 23
Le polymère XC est l'hétéropolysaccharide pro- Polymer XC is the heteropolysaccharide pro-
duit par la bactérie Xanthomonas campestris à partir d'une duit by the bacteria Xanthomonas campestris from a
solution de nutrition contenant un hydrate de carbone appro- nutrition solution containing an appropriate carbohydrate
prié. C'est un polymère de gomme de xanthane bien connu, qu'on peut utiliser dans différents cas pour rendre les milieux aqueux plus visqueux. (Voir par exemple le brevet prayed. It is a well-known xanthan gum polymer, which can be used in various cases to make aqueous media more viscous. (See for example the patent
US n0 3 988 246). Le polymère XC ne s'hydrate dans des sau- US No. 3,988,246). XC polymer does not hydrate in sauces
mures denses et n'augmente la viscosité de ces saumures, dense ripe and does not increase the viscosity of these brines,
telles que représentées sur le tableau I, que très légère- as shown in Table I, that very slight-
ment ou pas du tout à température ambiante. A une tempéra- or not at all at room temperature. At a temperature-
ture supérieure à 54,50C, le polymère XC s'hydrate dans ces ture greater than 54.50C, the XC polymer hydrates in these
solutions. Si la solution est agitée aux températures éle- solutions. If the solution is stirred at high temperatures
vées, le polymère XC s'hydrate en produisant une solution visqueuse, homogène. Mais au vieillissement statique, le The XC polymer hydrates, producing a viscous, homogeneous solution. But with static aging, the
polymère XC s'hydrate sous la forme d'une masse de particu- polymer XC hydrates as a particle mass
les produisant une "boule" ou "sphère" et une solution de producing them a "ball" or "sphere" and a solution of
faible viscosité.low viscosity.
Dans les solutions ayant une densité supérieure à environ 1,725 kg/dm3, le FHP peut être l'hydroxyéthyl In solutions with a density greater than about 1.725 kg / dm3, the FHP can be hydroxyethyl
cellulose (HEC). C'est ainsi que dans des solutions conte- cellulose (HEC). This is how in solutions containing
nant un sel choisi parmi le chlorure de calcium, le bromure de calcium et leurs mélanges, ayant une densité comprise entre environ 1,725 et 1,797 kg/dm3, l'HEC ne s'hydrate pas à la température ambiante, mais s'hydrate facilement à des températures supérieures à 54,4WC. L'hydroxyéthyl cellulose est également un FHP approprié dans des solutions contenant du bromure de zinc et un sel choisi parmi le chlorure de calcium, le bromure de calcium et leurs mélanges, ayant une nant a salt chosen from calcium chloride, calcium bromide and mixtures thereof, having a density of between approximately 1.725 and 1.797 kg / dm3, the CET does not hydrate at room temperature, but hydrates easily at temperatures above 54.4WC. Hydroxyethyl cellulose is also an FHP suitable in solutions containing zinc bromide and a salt chosen from calcium chloride, calcium bromide and mixtures thereof, having a
densité comprise entre environ 1,701 et 2,285 kg/dm3. density between approximately 1.701 and 2.285 kg / dm3.
L'hydroxyéthyl cellulose est un renforçateur de viscosité bien connu pour les milieux aqueux (voir par exemple le brevet US n0 3 852 201). Les polymères d'HEC Hydroxyethyl cellulose is a well-known viscosity enhancer for aqueous media (see, for example, US Patent No. 3,852,201). HEC polymers
sont des substances solides, en particules, qui sont solu- are solid, particulate substances which are solu-
bles dans l'eau ou dispersables dans l'eau et qui, en solu- in water or dispersible in water and which, in solu-
tion ou en dispersion dans un milieu aqueux, augmentent la viscosité du système. Les polymères d'HEC sont généralement tion or in dispersion in an aqueous medium, increase the viscosity of the system. HEC polymers are generally
des substances non-ioniques, solubles dans l'eau, à rende- non-ionic substances, soluble in water, to make
ment élevé, qu'on produit en traitant la cellulose par l'hydroxyde de sodium, puis en faisant réagir le produit high, which is produced by treating the cellulose with sodium hydroxide and then reacting the product
obtenu avec l'oxyde d'éthylène. Chaque unité d'anhydroglu- obtained with ethylene oxide. Each unit of anhydroglu-
cose dans la molécule de cellulose contient 3 groupes hydroxy réactifs. Le degré de substitution (D.S.) désigne cose in the cellulose molecule contains 3 reactive hydroxy groups. The degree of substitution (D.S.) indicates
le nombre moyen de positions hydroxy sur l'unité d'anhydro- the average number of hydroxy positions on the anhydro- unit
glucose qui ont réagi avec l'oxyde d'éthylène. Le D.S. glucose that reacted with ethylene oxide. The D.S.
maximal est de 3. La substitution moléculaire (M.S.) est maximum is 3. Molecular substitution (M.S.) is
définie comme le nombre moyen de molécules d'oxyde d'éthy- defined as the average number of ethylene oxide molecules
lène qui ont réagi avec chaque unité d'anhydroglucose. Une fois qu'un groupe hydroxyéthyle est fixé à une unité, il lene that reacted with each unit of anhydroglucose. Once a hydroxyethyl group is attached to a unit, it
peut ensuite réagir avec une autre molécule d'oxyde d'éthy- can then react with another molecule of ethyl oxide
lène. Une bonne solubilité dans l'eau est obtenue pour une valeur de D.S. comprise entre environ 0,75 et 1,75 et une lene. Good solubility in water is obtained for a D.S. value of between approximately 0.75 and 1.75 and a
valeur de M.S. comprise entre environ 1,75 et 3,0. M.S. value between about 1.75 and 3.0.
Dans des solutions ayant une densité inférieure à environ 1,725 kg/dm3, contenant un sel choisi parmi le In solutions having a density of less than about 1.725 kg / dm3, containing a salt chosen from
chlorure de calcium, le bromure de calcium et leurs mélan- calcium chloride, calcium bromide and their mixtures
ges, le SHP peut être l'hydroxyéthyl cellulose. L'HEC s'hydrate facilement dans ces solutions et les rend plus ges, the SHP can be hydroxyethyl cellulose. HEC easily hydrates in these solutions and makes them more
visqueuses à température ambiante. viscous at room temperature.
Des solutions ayant une densité comprise entre environ 1,725 et 1,797 kg/dm3, contenant un sel choisi parmi le chlorure de calcium, le bromure de calcium et Solutions having a density of between about 1.725 and 1.797 kg / dm3, containing a salt chosen from calcium chloride, calcium bromide and
leurs mélanges, et des solutions ayant une densité com- their mixtures, and solutions having a density
prise entre environ 1,725 et 2,285 kg/dm3, contenant du bromure de zinc et un sel choisi parmi le chlorure de calcium, le bromure de calcium et leurs mélanges, sont très taken between approximately 1.725 and 2.285 kg / dm3, containing zinc bromide and a salt chosen from calcium chloride, calcium bromide and their mixtures, are very
difficiles à rendre plus visqueuses à température ambiante. difficult to make more viscous at room temperature.
Mais dans les demandes de brevets US n0 119 805 du 8 février 1980 et no 146 286 du 5 mai 1980, on a montré que l'HEC peut être activée pour faire en sorte de s'hydrater facilement But in US patent applications No. 119,805 of February 8, 1980 and No. 146,286 of May 5, 1980, it has been shown that the HEC can be activated to cause hydration easily
dans ces saumures et de les rendre plus visqueuses à tempé- in these brines and make them more viscous at
rature ambiante. C'est ainsi que pour ces solutions, l'HEC ambient rature. This is how for these solutions, the HEC
est un SHP efficace à condition d'être activée. is an effective SHP provided it is activated.
Des exemples de compositions de SHP utilisables dans la présente invention, comme indiqué dans la demande de brevet US n' 119 805 du 8 février 1980, comprennent: l'hydroxyéthyl cellulose, un agent solvatant constitué d'un liquide organique polaire, miscible à l'eau, qui, Examples of SHP compositions useful in the present invention, as indicated in US patent application No. 119,805 of February 8, 1980, include: hydroxyethyl cellulose, a solvating agent consisting of a polar organic liquid, miscible with water, which,
lorsqu'il est uniformément mélangé avec l'HEC dans un rap- when uniformly mixed with HEC in a ratio
port pondérai HEC/agent solvatant de 1:2, produit un mélange ne contenant pas d'agent solvatant liquide libre après un repos d'une semaine à température ambiante dans un récipient scellé, et un diluant constitué d'un liquide organique qui n'est pas un agent solvatant. Comme agents solvatants préférés, on peut citer l'éthylène glycol, le glycérol, les propane glycols, les butane glycols et leurs mélanges. Les diluants préférés sont l'isopropanol et les éthers d'alkyle inférieur de l'éthylène glycol, tels que l'éther de n-propyle de l'éthylène glycol, l'éther de weight port HEC / solvating agent of 1: 2, produces a mixture containing no free liquid solvating agent after standing for one week at room temperature in a sealed container, and a diluent consisting of an organic liquid which does is not a solvating agent. As preferred solvating agents, mention may be made of ethylene glycol, glycerol, propane glycols, butane glycols and their mixtures. Preferred diluents are isopropanol and ethylene glycol lower alkyl ethers, such as ethylene glycol n-propyl ether, ethylene glycol ether.
n-butyle de l'éthylène glycol, l'éther d'isobutyle de -l'é- ethylene glycol n-butyl, isobutyl ether
thylène glycol, et similaires.thylene glycol, and the like.
Cette composition de SHP contient de préférence environ 15 à 25% d'HEC, environ 15 à 50% d'agent solvatant This SHP composition preferably contains about 15 to 25% HEC, about 15 to 50% of solvating agent
et environ 25 à 70% de diluant. D'autres exemples de com- and about 25 to 70% thinner. Other examples of
positions de SHP qui sont utilisables dans la présente invention, comme indiqué dans la demande de brevet US n' 146 286 du 5 mai 1980, comprennent: l'HEC, un liquide aqueux, et un liquide organique soluble dans l'eau, qui, SHP positions which are useful in the present invention, as indicated in US Patent Application No. 146,286 of May 5, 1980, include: HEC, an aqueous liquid, and a water-soluble organic liquid, which,
lorsqu'il est uniformément mélangé avec l'HEC dans un rap- when uniformly mixed with HEC in a ratio
port pondéral HEC/liquide organique de 1:2, produit un ne pas mélange/contenant/de liquide libre après un repos d'une 1: 2 HEC / organic fluid weight, produces a non-mixing / container / free liquid after resting
semaine à température ambiante dans un récipient scellé. week at room temperature in a sealed container.
Comme exemples de liquide organique, on peut citer l'iso- As examples of organic liquid, mention may be made of the iso-
propanol et l'éther d'alkyle inférieur de l'éthylène gly- propanol and ethylene glycol lower alkyl ether
col tel que le 2-éthoxyéthanol, le 2-propoxyéthanol, le 2-butoxyéthanol et similaires. Le liquide aqueux peut être l'eau ou une solution acide, mais c'est de préférence une solution basique ayant une teneur en hydroxyde dissous inférieure à environ 3N. Cette composition de SHP contient de préférence environ 15 à 25% d'HEC, environ 15 à 30% de liquide aqueux et environ 45 à 70% du liquide organique cervix such as 2-ethoxyethanol, 2-propoxyethanol, 2-butoxyethanol and the like. The aqueous liquid may be water or an acid solution, but it is preferably a basic solution having a dissolved hydroxide content of less than about 3N. This SHP composition preferably contains about 15 to 25% HEC, about 15 to 30% of aqueous liquid and about 45 to 70% of organic liquid
soluble dans l'eau.soluble in water.
La concentration en SHP dans les fluides d'entre- The concentration of SHP in the fluids of
tien des puits selon l'invention doit être uniquement suffi- sante pour produire une viscosité qui maintienne le FHP en suspension et en dispersion lorsque le fluide d'entretien des puits est vieilli à l'état statique à une température élevée dans le sondage. De préférence, la concentration est suffisante pour fournir au fluide une viscosité apparente The wells according to the invention must only be sufficient to produce a viscosity which keeps the FHP in suspension and in dispersion when the well maintenance fluid is aged in the static state at a high temperature in the borehole. Preferably, the concentration is sufficient to provide the fluid with an apparent viscosity
API d'au moins 0,1 Pa.s (soit 100 centipoises). La concentra- API of at least 0.1 Pa.s (i.e. 100 centipoise). The concentration
tion maximale ne devrait être limitée que par la viscosité maximum tion should only be limited by viscosity
maximale du fluide qui peut être pompé vers le bas du son- maximum fluid that can be pumped down the sound-
dage, avec l'équipement existant sur le site du puits. dage, with the existing equipment on the well site.
La concentration en FHP dans le fluide d'entretien des puits dépend de la viscosité désirée après que le fluide a été vieilli statiquement à température élevée. Plus le fluide contient de FHP, plus la viscosité est élevée après vieillissement. De préférence, la concentration en FHP est comprise entre environ 1,426 et 28,53 kg/m3, de préférence The FHP concentration in the well maintenance fluid depends on the desired viscosity after the fluid has been statically aged at elevated temperature. The more FHP the fluid contains, the higher the viscosity after aging. Preferably, the FHP concentration is between approximately 1.426 and 28.53 kg / m3, preferably
entre 2,85 et 14,26 kg/m3.between 2.85 and 14.26 kg / m3.
Une autre caractéristique de la présente invention Another feature of the present invention
réside dans le fait que des solutions homogènes très vis- is that very homogeneous solutions very
queuses peuvent être obtenues dans un sondage à l'emplace- can be obtained in a site survey-
ment désiré et à la température régnant dans un sondage o desired temperature and prevailing in a survey o
des solutions de la technique antérieure seraient trop vis- solutions of the prior art would be too obvious
queuses à préparer et à pomper depuis la surface. women to prepare and pump from the surface.
On peut mettre en oeuvre le procédé de la présente The method of the present can be implemented
invention en préparant le fluide d'entretien des puits cons- invention by preparing the maintenance fluid for wells
titué du liquide aqueux, du FHP et du SHP, en mélangeant le fluide pour permettre au SHP de s'hydrater et d'augmenter suffisamment la viscosité du fluide pour maintenir le FHP en suspension, en pompant le fluide jusqu'à l'emplacement désiré dans un sondage et en laissant vieillir le fluide made up of aqueous liquid, FHP and SHP, mixing the fluid to allow SHP to hydrate and increase the viscosity of the fluid enough to keep the FHP in suspension, pumping the fluid to the desired location in a survey and letting the fluid age
à la température régnant dans le sondage. at the temperature prevailing in the survey.
Le terme "homogène" utilisé ici se rapporte au volume global du fluide d'entretien des puits, étant donné que le FHP s'hydrate dans le fluide dans la zone limitée dans laquelle il est en suspension et qu'ainsi le fluide visqueux d'entretien des puits, après un vieillissement dans le sondage, pourrait être considéré comme une suspen- The term "homogeneous" used here refers to the overall volume of well-maintenance fluid, since the FHP hydrates in the fluid in the limited area in which it is suspended and thus the viscous fluid of well maintenance, after aging in the borehole, could be considered a suspension
sion visqueuse du polymère hydraté et, à une échelle micros- viscous ion of the hydrated polymer and, on a micro-scale
copique, ne pas apparaître homogène. copic, not appear homogeneous.
Un simple essai pour déterminer si un polymère hydrophile fonctionne comme un FHP ou un SHP dans un milieu aqueux particulier est effectué comme suit: 1. on mélange ensemble le milieu aqueux et le polymère hydrophile à la température ambiante pendant une heure; et A simple test to determine whether a hydrophilic polymer functions as an FHP or an SHP in a particular aqueous medium is carried out as follows: 1. the aqueous medium and the hydrophilic polymer are mixed together at room temperature for one hour; and
2. on agite le milieu aqueux contenant le poly- 2. the aqueous medium containing the poly-
mère pendant une nuit à une température com- mother overnight at a temperature
prise entre environ 54,4 et 121'C, de préfé- taken between around 54.4 and 121'C, preferably
rence à la température supposée régner dans at the temperature assumed to prevail in
le sondage.the poll.
Si le polymère rend facilement le milieu aqueux plus visqueux à la température ambiante, il peut alors être If the polymer easily makes the aqueous medium more viscous at room temperature, then it can be
utilisé comme SHP. Si le polymère n'augmente pas la visco- used as SHP. If the polymer does not increase the viscosity
sité de façon appréciable à la température ambiante et augmente la viscosité à température élevée, il peut alors être utilisé comme FHP. Si le polymère n'augmente pas la viscosité à température élevée, il ne peut pas être utilisé dans les fluides d'entretien des puits et dans le procédé sited appreciably at room temperature and increases the viscosity at high temperature, it can then be used as FHP. If the polymer does not increase viscosity at high temperature, it cannot be used in well maintenance fluids and in the process
de l'invention.of the invention.
D'autres polymères hydrophiles utilisables selon Other hydrophilic polymers which can be used according to
l'invention peuvent être choisis parmi les dérivés cellulo- the invention can be chosen from cellulose derivatives
siques, les dérivés d'amidon dispersables dans l'eau, water-dispersible starch derivatives,
d'autres gommes de polysaccharides, des polymères et copo- other polysaccharide gums, polymers and copo-
lymères acryliques, synthétiqueset similaires. Comme exem- acrylic, synthetic and similar lymers. As an example-
ples de dérivés cellulosiques, on peut citer les éthers de carboxyalkyl cellulose, tels que la carboxyméthyl cellulose et la carboxyéthyl cellulose; les éthers d'hydroxyalkyl cellulose tels que l'hydroxypropyl cellulose; et les éthers mixtes de cellulose tels qu'une carboxyalkyl hydroxyalkyl cellulose, comme la carboxyméthyl hydroxyéthyl cellulose; ples of cellulose derivatives, there may be mentioned carboxyalkyl cellulose ethers, such as carboxymethyl cellulose and carboxyethyl cellulose; hydroxyalkyl cellulose ethers such as hydroxypropyl cellulose; and mixed cellulose ethers such as carboxyalkyl hydroxyalkyl cellulose, such as carboxymethyl hydroxyethyl cellulose;
les alkyl hydroxyalkyl celluloses, comme la méthyl hydroxyé- alkyl hydroxyalkyl celluloses, such as methyl hydroxy-
thyl cellulose ou la méthyl hydroxypropyl cellulose; les alkyl carboxyalkyl celluloses, comme l'éthyl carboxyméthyl cellulose (voir le brevet US n 4 110 230). Comme exemples thyl cellulose or methyl hydroxypropyl cellulose; alkyl carboxyalkyl celluloses, such as ethyl carboxymethyl cellulose (see US Pat. No. 4,110,230). As examples
de dérivés d'amidon, on peut citer les éthers de carboxyal- starch derivatives include carboxyal ethers
kyl amidon tels que le carboxyméthyl amidon et le carboxyé- kyl starch such as carboxymethyl starch and carboxy-
thyl amidon; les éthers d'hydroxyalkyl amidon tels que l'hydroxyéthyl amidon et l'hydroxypropyl amidon; et les thyl starch; hydroxyalkyl starch ethers such as hydroxyethyl starch and hydroxypropyl starch; and the
éthers mixtes tels que les carboxyalkyl hydroxyalkyl ami- mixed ethers such as carboxyalkyl hydroxyalkyl ami
dons, notamment le carboxyméthyl hydroxyéthyl amidon; les alkyl hydroxyalkyl amidons, comme le méthyl hydroxyéthyl donations, including carboxymethyl hydroxyethyl starch; alkyl hydroxyalkyl starches, such as methyl hydroxyethyl
amidon; les alkyl carboxyalkyl amidons, comme l'éthylcar- starch; alkyl carboxyalkyl starches, such as ethylcar-
boxyméthyl amidon, Comme exemples de gommes de polysaccha- boxymethyl starch, as examples of polysaccha gums
rides, on peut citer: d'autres biopolymères tels que d'au- wrinkles, there may be mentioned: other biopolymers such as other
tres gommes de Xanthomonas (xanthanes); des gommes de galac- very Xanthomonas gums (xanthans); galac gums
tomannanes, telles que la gomme de guar, la gomme de caroube, tomannans, such as guar gum, locust bean gum,
la gomme de tara; les gommes de glucomannanes; et leurs déri- tara gum; glucomannan gums; and their deri-
vés, en particulier les dérivés hydroxyalkylés (voir les ves, in particular hydroxyalkylated derivatives (see
brevets US n 4 021 355 et n 4 105 461). U.S. Patents 4,021,355 and 4,105,461).
En particulier, on peut utiliser la gomme de guar comme SHP dans des solutions ayant une densité au plus égale à 1,690 kg/dm3 environ, contenant du chlorure de calcium, du In particular, guar gum can be used as SHP in solutions having a density at most equal to approximately 1.690 kg / dm 3, containing calcium chloride,
bromure de calcium ou des mélanges de ces deux substances. calcium bromide or mixtures of these two substances.
Les exemples non limitatifs suivants sont donnés à titre d'illustration de l'invention. Toutes les mesures The following nonlimiting examples are given by way of illustration of the invention. All measures
des propriétés physiques ont été effectuées selon les métho- physical properties were carried out according to the methods
des d'essai API publiées dans "Standard Procedure for Testing API test reports published in "Standard Procedure for Testing
Drilling Fluid", API RP 133, 7e édition, avril 1978. Drilling Fluid ", API RP 133, 7th edition, April 1978.
EXEMPLE 1EXAMPLE 1
On a mélangé une solution aqueuse ayant une den- An aqueous solution having a den-
sité de 1,785 kg/dm3, contenant 16,3% de chlorure de cal- site of 1,785 kg / dm3, containing 16.3% of cal-
cium, 43,2% de bromure de calcium et 40,5% d'eau, avec les polymères indiqués dans 1-e tableau II, pendant 5 minutes cium, 43.2% calcium bromide and 40.5% water, with the polymers indicated in Table II, for 5 minutes
sur un malaxeur Multimixer à la température ambiante (24 C). on a Multimixer mixer at room temperature (24 C).
Après avoir obtenu les valeurs rhéologiques API, on a travaillé les fluides à la température ambiante pendant minutes et on a évalué la rhéologie API. Puis on a vieilli statiquement les fluides à 740C pendant 18 heures, refroidi à la température ambiante et évalué. Les données After obtaining the API rheological values, the fluids were worked at room temperature for minutes and the API rheology was evaluated. Then the fluids were statically aged at 740C for 18 hours, cooled to room temperature and evaluated. The data
obtenues sont rapportées dans le tableau II. obtained are reported in Table II.
Les données indiquent que la composition de SHP The data indicate that the composition of SHP
a rendu facilement cette solution plus visqueuse en pro- easily made this solution more viscous by
duisant un fluide très visqueux à la température ambiante. producing a very viscous fluid at room temperature.
Le FHP n'a pas renforcé la viscosité de cette solution à la température ambiante, eten raison. d'une grosse sphère de polymère hydraté formée au vieillissement statique à chaud, a développé une faible viscosité après chauffage. Le fluide contenant à la fois le FHP et la composition de SHP, selon FHP did not increase the viscosity of this solution at room temperature, and for good reason. of a large sphere of hydrated polymer formed during static hot aging, has developed a low viscosity after heating. The fluid containing both the FHP and the composition of SHP, according to
l'invention, a présenté une faible viscosité à la tempéra- the invention exhibited a low viscosity at temperature.
ture ambiante et une viscosité très élevée après un vieil- ambient temperature and very high viscosity after aging
lissement statique.static smoothing.
Le FHP utilisé dans cet exemple était le Natrosol 250 HHR, une hydroxyéthyl cellulose, produit de Hercules Inc. Le SHP utilisé dans cet exemple était une composition contenant 20% d'hydroxyéthyl cellulose Natrosol 250 HHR, % de glycérol, 54,6% d'isopropanol et 0,4% de CAB-O-SIL The FHP used in this example was Natrosol 250 HHR, a hydroxyethyl cellulose, product of Hercules Inc. The SHP used in this example was a composition containing 20% of hydroxyethyl cellulose Natrosol 250 HHR,% of glycerol, 54.6% d isopropanol and 0.4% CAB-O-SIL
M5. La concentration indiquée dans le tableau Il est expri- M5. The concentration indicated in table II is expressed
mée par rapport à une base d'HEC active à 100%. compared to a 100% active HEC base.
TABLEAU IITABLE II
RHEOLOGIE APIAPI RHEOLOGY
Après 5 minutes sur le malaxeur Multimixer After 5 minutes on the Multimixer
600 > 300600> 300
Après 1 heure à température ambiante After 1 hour at room temperature
3 600 > 3003,600> 300
Après 18 heures à 74oCAfter 6 p.m. at 74oC
3 600 > 3003,600> 300
11,41 0 11,4111.41 0 11.41
300300
300 135300 135
300. 205300. 205
,70 11,41, 70 11.41
0 11,41 11,410 11.41 11.41
1,5 3001.5 300
58 29 058 29 0
21 30021,300
0 116*0 116 *
* Obtenue sur le liquide décanté, sépare de la grosse boule d'HEC. * Obtained on the decanted liquid, separates from the large ball of HEC.
Me Co Co Lad rv en kg/m3 SHP kg/m3 FHP kg/m3 totaux HEC ,70 Me Co Co Lad rv in kg / m3 SHP kg / m3 FHP kg / m3 total HEC, 70
EXEMPLE 2EXAMPLE 2
On a mélangé une solution aqueuse ayant une den- An aqueous solution having a den-
sité de 1,904 kg/dm3, contenant 38,7% de bromure de calcium, 24,6% de bromure de zinc et 36,7% d'eau, avec 8,56 kg/m3 d'hydroxyéthyl cellulose Natrosol 250 HHR comme dans l'exem- ple 1. Au vieillissement statique à chaud, il s'est formé site of 1.904 kg / dm3, containing 38.7% calcium bromide, 24.6% zinc bromide and 36.7% water, with 8.56 kg / m3 of hydroxyethyl cellulose Natrosol 250 HHR as in example 1. During static hot aging, it is formed
une grosse masse d'HEC hydratée sur la surface de la solu- a large mass of hydrated HEC on the surface of the solu-
tion. En mélangeant cette solution avec 2,85 kg/m3 de Natrosol 250 HHR et 5,7 kg/m3 (sur une base HEC 100% active) de la composition de SHP utilisée dans l'exemple 1, on a tion. By mixing this solution with 2.85 kg / m3 of Natrosol 250 HHR and 5.7 kg / m3 (on a 100% active HEC basis) of the SHP composition used in Example 1, we have
obtenu un fluide d'entretien des puits qui, au vieillisse- obtained a well maintenance fluid which, as it ages
ment statique à chaud, produisait un fluide-visqueux homo- static when hot, produced a homogeneous viscous fluid
gène.uncomfortable.
EXEMPLE 3EXAMPLE 3
On a mélangé une solution aqueuse ayant une den- An aqueous solution having a den-
sité de 1,38 kg/dM3, contenant 37,6% de chlorure de cal- sity of 1.38 kg / dM3, containing 37.6% of cal-
cium et 62,4% d'eau avec les polymères indiqués dans le tableau III, pendant 15 minutes sur un malaxeur Multimixer cium and 62.4% water with the polymers indicated in Table III, for 15 minutes on a Multimixer mixer
et on a travaillé à température ambiante pendant 45 minu- and we worked at room temperature for 45 minutes
tes. Après avoir obtenu les valeurs Théologiques API, on a vieilli statiquement les fluides pendant 16 heures à 650C, refroidi à la température ambiante et évalué. Les données your. After obtaining the API Theological values, the fluids were statically aged for 16 hours at 650C, cooled to room temperature and evaluated. The data
* sont rapportées dans le tableau III.* are reported in Table III.
Les données indiquent que l'HEC a rendu facile- The data indicate that HEC made it easy
ment cette solution visqueuse à la température ambiante et s'est montréeun SHP efficace. Le polymère XC n'augmentait pas la viscosité de cette solution à la température ambiante, et au vieillissement statique s'hydratait sous this viscous solution at room temperature and has been shown to be an effective SHP. The XC polymer did not increase the viscosity of this solution at room temperature, and on static aging was hydrated under
la forme d'une masse de polymère dans le fond du récipient. the shape of a polymer mass at the bottom of the container.
Le fluide d'entretien des puits contenant l'HEC et le poly- Well maintenance fluid containing HEC and poly-
mère XC présentait une viscosité initiale due à l'hydrata- mother XC had an initial viscosity due to hydrata-
tiondel'HEC et une viscosité très élevée après un vieillis- HEC and a very high viscosity after aging
sement statique à chaud due à une hydratation combinée de 1'- heat static due to combined hydration of 1'-
HEC et des polymères XC.HEC and XC polymers.
TABLEAU IIITABLE III
RHEOLOGIE APIAPI RHEOLOGY
Apres 1 heure à température ambiante After 1 hour at room temperature
600 > 300600> 300
Apres 16 heuresAfter 4 p.m.
à 65 Cat 65 C
3 600 > 3003,600> 300
24 22924,229
8 0 308 0 30
23 30023,300
16 116 1
On peut mettre en oeuvre l'invention sous d'au- The invention can be implemented under other
tres formes spécifiques sans se départir de son esprit ou de ses caractéristiques essentielles. Les présents modes de mise en oeuvre doivent donc être considérés à tous points de vue comme illustratifs et non limitatifs de l'invention et il est clair que l'on peut procéder à des modifications sans sortir very specific forms without departing from its spirit or its essential characteristics. The present modes of implementation must therefore be considered from all points of view as illustrative and not limiting of the invention and it is clear that modifications can be made without departing
du cadre de celle-ci.of the framework of it.
SHP kgm 3 NatrosolSHP kgm 3 Natrosol
250 HHR250 HHR
,70 ,70 FHP kg/m3 Polymère XC 8,56 8,56 , 70, 70 FHP kg / m3 XC polymer 8.56 8.56
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