FR2490657A1

FR2490657A1 - Procede d'obtention d'une suspension aqueuse de polymere hydrophile et obtention d'une saumure servant a l'entretien des puits

Info

Publication number: FR2490657A1
Application number: FR8117564A
Authority: FR
Inventors: Roy Francis House; Lonnie Daniel Hoover
Original assignee: NL Industries Inc
Current assignee: NL Industries Inc
Priority date: 1980-09-23
Filing date: 1981-09-17
Publication date: 1982-03-26
Also published as: IT1195046B; GB2084586A; CA1168850A; FR2490657B1; AU546041B2; GB2084586B; JPS5785883A; NO813177L; AU7239081A; DE3137689A1; IT8123052A0; NL8103669A

Abstract

PROCEDE DE PREPARATION D'UNE SUSPENSION LIQUIDE D'UN POLYMERE HYDROPHILE DANS UNE SOLUTION AQUEUSE DE SEL. ON MELANGE UN POLYMERE HYDROPHILE ET DE L'EAU DANS DES CONDITIONS QUI ASSURENT UNE DISPERSION GENERALEMENT UNIFORME DU POLYMERE DANS L'EAU ET ON DISSOUT DANS LA DISPERSION UN SEL MINERAL AYANT UNE CHALEUR DE DISSOLUTION POSITIVE, EN QUANTITE VOULUE POUR REALISER DANS LA DISPERSION UNE TEMPERATURE SUPERIEURE A ENVIRON 71C EN VERTU DE LA CHALEUR DE DISSOLUTION DU SEL. APPLICATION AUX FLUIDES D'ENTRETIEN DES PUITS.

Description

1. La présente invention concerne la préparation de

saumures contenant des polymères et utiles dans diverses ap-

plications o un accroissement de viscosité, un réglage du filtrat ou une autre propriété fonctionnelle sont assurés par la composition polymère contenue. Les saumures contenant des polymères sont utiles en tant que fluides d'entretien des puits, par exemple fluides

de forage, fluides de reconditionnement, fluides de condi-

tionnement, fluides de garniture d'étanchéité ("packer"),

fluides de traitement de puits, fluides de traitement de for-

mations souterraines, fluides d'espacement et fluides d'aban-

don de puits, et dans d'autres applications o des milieux a-

queux épaissis sont nécessaires. Il est connu d'utiliser des polymères hydrophiles tels que l'hydroxyéthylcellulose (HEC) par exemple comme épaississants pour les milieux aqueux comme

ceux qu'on utilise dans les fluides de desserte de puits. Tou-

tefois, ces polymères ne sont pas réellement hydratés, solva-

tés ou dispersés dans des solutions aqueuses contenant un ou plusieurs sels hydrosolubles de cations multivalents comme les saumures lourdes de gisements de pétrole ayant une masse

volumique supérieure à environ 1,39 kg/dm3 qui sont préféra-

bles pour la préparation des fluides d'entretien des puits.

Des températures élevées et/ou un mélange sous cisaillement

élevé pendant des temps prolongés sont nécessaires à un épais-

sissement efficace de ces saumures au moyen de matières poly-

mères hydrophiles si l'on veut obtenir un mélange homogène.

Dans beaucoup de cas, par exemple dans les opérations de re-

conditionnement, l'équipement dont on dispose pour préparer les fluides d'entretien des puits ne se prête pas réellement à de telles conditions. En conséquence, il est habituellement

nécessaire, si l'on désire utiliser de telles saumures épais-

sies, de les préparer hors du chantier ou de faire circuler

le fluide dans le forage chaud.

C'est pourquoi un but de l'invention est de fournir

un procédé pour la préparation de saumures contenant des po-

lymères, spécialement de saumures lourdes ayant une masse vo-

lumique supérieure à 1,39 kg/l, dans des conditions de mélan-

ge à faible cisaillement, sans application de chaleur.

D'autres buts et avantages de l'invention ressorti-

2.

ront de la description ci-après.

Selon l'invention, on forme une suspension d'un

polymère hydrophile et d'eau en dispersant généralement uni-

formément le polymère dans l'eau. On ajoute alors à la sus-

pension un sel minéral ayant une chaleur de dissolution posi- tive, en l'absence de chauffage extérieur, la quantité de sel

ajoutée étant suffisante pour élever la température de 1-a dis-

persion au-dessus de 71 C environ par suite de la chaleur de dissolution du sel. Selon la masse volumique désirée, cette

suspension peut être utilisée directement comme fluide d'en-

tretien des puits.

Dans un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, on ajoute à la suspension liquide du polymère une quantité

suffisante d'une saumure aqueuse lourde pour donner une quan-

tité de fluide d'entretien des puits ayant la densité désirée.

Les polymères hydrophiles utiles à la mise en oeu-

vre de l'invention sont des polymères organiques en particu-

les qui sont généralement solubles ou dispersables dans l'eau et qui, une fois dissous ou dispersés dans un milieu aqueux, augmentent la viscosité du système mais ne s'hydratent pas, ne se solubilisent pas ou ne se dispersent pas facilement lorsqu'on les ajoute à des saumures lourdes ayant une masse

volumique supérieure à 1,39 kg/dm3 et contenant des sels solu-

bles de cations multivalents. Ces polymères sont choisis dans

le groupe des dérivés de cellulose, des dérivés d'amidon dis-

persables dans l'eau, des gommes de polysaccharide et des mé-

langes de ces corps. Des exemples de dérivés de cellulose

sont les éthers du type carboxyalkylcellulose comme la carbo-

xyméthylcellulose et la carboxyéthylcellulose, des éthers du type hydroxyalkylcellulose comme l'hydroxyéthylcellulose et l'hydroxypropylcellulose et des éthers mixtes de cellulose comme les carboxyalkyl-hydroxyalkylcelluloses, notamment la

carboxyméthyl-hydroxyéthylcellulose, les alkyl-hydroxyalkyl-

celluloses, notamment la méthyl-hydroxyéthylcellulose ou la

méthyl-hydroxypropylcellulose, et les alkyl-carboxyalkylcel-

lulose$ notamment l'éthyl-carboxyméthylcellulose (Voir le brevet US 4.110. 230). Des exemples de dérivés d'amidon sont

les éthers du type carboxyalkylamidon comme le carboxyméthyl-

amidon et le carboxyéthylamidon, les éthers du type hydroxy-

3.

alkylamidon comme l'hydroxyéthylamidon et l'hydroxypropylami-

don, et les éthers mixtes d'amidon comme les carboxyalkyl-hy-

droxyalkylamidons, notamment le carboxyméthyl-hydroxyéthyla-

midon, les alkyl-hydroxyalkylamidons, notamment le méthyl-hy-

droxyéthylamidon, et les alkyl-carboxyalkylamidons, notamment

l'éthyl-carboxyméthylamidon. Des exemples de gommes de poly-

saccharide comprennent: les biopolymères tels que la gomme de Xanthomonas (gomme xanthane), les gommes de galactomannanes comme la gomme guar, la gomme de caroube, la gomme tara, les gommes de glucomannanes et leurs dérivés, en particulier les dérivés hydroxyalkylés (Voir les brevets US 4. 021.355 et

4.105.461). D'autres polymères que l'on peut utiliser com-

prennent la poudre d'amidon prégélatinisé et la poudre de po-

lysaccharide partiellement dextrinisé stabilisé, ainsi que

des polymères non ioniques toxiques.

Des polymères particulièrement préférés sont les

polymères HEC qui sont des matières non ioniques hydrosolu-

bles généralement à rendement élevé, que l'on fabrique en

traitant la cellulose par l'hydroxyde de sodium, puis en fai-

sant réagir le produit sur l'oxyde d'éthylène. Chaque unité anhydroglucose de la molécule de cellulose porte trois groupes

hydroxyle réactifs. Le nombre moyen de moles d'oxyde d'éthy-

lène qui se fixent à chaque unité anhydroglucose de la cellu-

lose est dénommé "moles de substituant combinées". En général, plus le degré de substitution est élevé, plus la solubilité

dans l'eau est grande. En général, il est préférable d'utili-

ser des polymères HEC ayant un degré de substitution aussi é-

levé que possible.

Habituellement, lorsqu'on ajoute l'un des polymères

hydrophiles en particules sèches décrits ci-dessus à des mi-

lieux aqueux tels que des saumures, les particules de polymè-

re subissent une hydratation superficielle par suite de la-

quelle l'intérieur de la particule ne peut pas facilement s'-

hydrater, se solvater, ni se disperser autrement dans le mi-

lieu aqueux. En conséquence, il faut appliquer un cisaillement

élevé, des temps de mélange longs et/ou des températures éle-

vées pour obtenir un système homogène. Lorsqu'on utilise le procédé de l'invention, les polymères hydrophiles s'hydratent,

se dissolvent ou se dispersent facilement dans la saumure a-

4.

queuse, à des cisaillements relativement faibles et aux tem-

pératures ambiantes.

A l'étape initiale du procédé, on mélange le poly-

mère hydrophile et l'eau, par exemple de l'eau douce, de 1'-

eau distillée etc., dans les conditions voulues pour obtenir une dispersion uniforme du polymère dans l'eau. L'expression

"dispersion uniforme" employée ici désigne un état dans le-

quel le polymère et l'eau forment un système généralement ho-

mogène - qu'il soit sous forme de solution ou de mélange -

dans lequel des particules distinctes de polymère sont géné-

ralement distribuées uniformément dans la suspension de poly-

mère et d'eau. On peut mélanger-le polymère et l'eau par des techniques classiques et cela ne nécessite pas de conditions

spéciales de température, de temps de mélange et d'autres pa-

ramètres de ce genre. Il est seulement nécessaire que le poly-

mère et l'eau soient mélangés suffisamment pour assurer la

dispersion uniforme de la suspension de polymère dans l'eau.

A l'étape suivante du procédé, on ajoute à la sus-

pension du polymère et d'eau un ou plusieurs sels minéraux sous forme sèche, les sels étant d'un type qui a une chaleur de dissolution positive, et la saumure engendre de la chaleur lorsqu'on la dissout dans de l'eau. La quantité de sel minéral ajoutée à la suspension de polymère doit être telle qu'elle assure une température supérieure à environ 710C par suite de la chaleur de dissolution du sel et sans l'adjonction d'un chauffage extérieur. On peut effectuer la dissolution du sel dans la suspension de polymère par des techniques usuelles de mélange. Le ou les sels minéraux que l'on peut utiliser à la deuxième étape du procédé sont tous les sels hydrosolubles qui engendrent de la chaleur lorsqu'on les dissout dans de l'eau et qui, de préférence, forment des saumures qui sont utiles dans les opérations de récupération d'hydrocarbures. Des sels préférentiels sont ceux qui sont choisis parmi le chlorure de

calcium, le bromure de calcium, le chlorure de zinc, le bro-

mure de zinc et leurs mélanges. Comme on l'a dit, la quanti-

té de sel ajoutée doit de préférence être telle qu'elle élève la température de la suspension polymère/eau au-dessus de 710C environ. Toutefois, il est préférable que la quantité de sel ajoutée soit telle qu'elle élève la température à au moins 820C et de préférence encore à au moins 93 C. Il est clair que des sels différents ont différentes chaleurs de dissolution positives et que, par suite, la quantité de sels ajoutée dépend du ou des sels particuliers qui sont choisis.

Les suspensions polymère/eau préparées comme ci-

dessus peuvent être utilisées elles-mêmes comme fluides d'en-

tretien des puits si la quantité de sels minéraux ajoutée est suffisante pour réaliser la masse volumique désirée. Ainsi, par exemple, dans un cas typique, la quantité de polymère, d'eau et de sel minéral mÉlangés peut être suffisante pour

former une saumure épaissie de la masse volumique désirée.

Toutefois, plus fréquemment, on ajoute à la suspension poly-

mère/eau contenant le sel dissous une solution de saumure a-

queuse d'une masse volumique donnée, la saumure aqueuse étant

ajoutée en quantité telle que l'on obtienne un fluide d'en-

tretien des puits ayant une masse volumique prédéterminée.

Dans ce dernier mode de mise en oeuvre du procédé de l'inven-

tion, on mélange le polymère, l'eau et le sel minéral comme ci-dessus pour hydrater le polymère et former la suspension

polymère/eau. Ensuite, on mélange la saumure aqueuse à la sus-

pension polymère/eau contenant le sel minéral et on prépare ainsi le fluide d'entretien des puits. Les saumures aqueuses

que l'on peut mélanger aux suspensions polymère/eau contien-

nent généralement des sels solubles, par exemple un sel solu-

ble de métal alcalin, de métal alcalino-terreux, de métal du

groupe Ib, de métal du groupe IIb, ainsi que des sels hydroso-

lubles d'ammonium et d'autres cations. De façon générale, ces saumures aqueuses contiennent des sels solubles de cations

multivalents, par exemple Zn et Ca. Ainsi, les saumures a-

queuses formées d'un sel choisi parmi le chlorure de calcium, le bromure de calcium, le chlorure de zinc, le bromure de zinc et leurs mélanges sont spécialement préférables. Les saumures aqueuses ont généralement des masses volumiques variant de

1,39 à 2,30 kg/l.

La quantité de polymère hydrophile utilisée dans le

procédé de l'invention doit être telle qu'elle donne une con-

centration finale d'environ 0,29 à 28,5 g/l, sans qu'il y ait lieu de distinguer si le fluide final d'entretien des puits 6.

est constitué par (a) la suspension polymère/eau que l'on pré-

pare en mélangeant le polymère, l'eau et le sel minéral ou

(b) le polymère, l'eau, le sel minéral et une quantité de sau-

mure aqueuse.

Bien qu'on ne comprenne pas entièrement le mécanisme du procédé de l'invention, on a trouvé que les solutions de saumure ainsi formées ont des propriétés rhéologiques et de

filtration améliorées, à la différence de solutions de saumu-

re que l'on prépare en dispersant simplement le polymère hy-

drophile sous forme sèche dans une saumure, puis en chauffant le mélange pour solvater le polymère. L'application de chaleur artificielle au mélange de polymère hydrophile et de saumure, s'il est vrai qu'elle donne certains résultats améliorés, ne réalise pas les résultats remarquables que l'on obtient par le procédé o l'on commence par disperser le polymère dans de l'eau et o l'on porte ensuite cette suspension à température

élevée grâce au mécanisme de la chaleur naturelle de dissolu-

tion du ou des sels minéraux qui se dissolvent dans la sus-

pension polymère/eau. Pour illustrer plus complètement l'in-

vention, on présente les exemples non limitatifs suivants.

Sauf indication contraire, toutes les mesures de propriétés physiques sont faites selon des méthodes d'essai décrites dans la norme standard Procedure for Testing Drilling Fluid,

API RP 13B, 7ème édition, avril 1978. Dans les exemples sui-

vants, on utilise les polymères hydrophiles suivants: "Hi Vis CELLEX"(carboxyméthylcellulose vendue par NL Industries, Inc.) "BARAZAN" (gomme de xanthane vendue par NL Industries, Inc.), "NATRASOL 250 HHR" (hydroxyéthylcellulose vendue par Hercules Chemical Company), "DRISPAC" (poudre de cellulose polyanionique vendue par Drilling Specialities, Inc., ) "BOHRAMYL" (hydroxyéthylamidon réticulé vendu par AVEBE

N.V.),

"IMPERMEX" (poudre d'amidon prégélatinisé vendue par NL Industries, Inc.), "DEXTRID"(poudre de polysaccharide partiellement dextrinisé stabilisé, polymère non ionique toxique vendu parNL Industries, Inc.). 7.

Exemple 1.

On a utilisé plusieurs polymères hydrophiles pour

préparer des saumures aqueuses épaissies comme expliqué ci-

après. On a mélangé environ 2 g du polymère à 204,4 g d'eau pendant environ 10 minutes au moyen d'un mélangeur "Multimi- xer". Ensuite, on a ajouté au polymère préhydraté 114,0 g de paillettes de CaC12 (94 à 97 %) et 280,5 g de CaBr2 (91 %),

puis 16,8 ml d'une saumure CaBr2/ZnBr2 à 2,30 kg/l pour por-

ter la masse volumique de la saumure obtenue à 1,82 kg/l. La

chaleur de dissolution des sels ajoutés a porté chaque échan-

tillon à l'ébullition (1000 C). On a laissé reposer une nuit

à la température ambiante les mélanges épaissis et on a dé-

terminé alors les propriétés rhéologiques et de filtration de chaque mélange. On a mesuré les propriétés rhéologiques au moyen d'un viscosimètre Fann modèle 35A et d'un viscosimètre Brookfield RVT. On a mesuré les propriétés de filtration sur une presse de filtration API. Les propriétés indiquées sont la viscosité plastique (VP), en mPa.s, le point d'écoulement

(PE), en Pa, la viscosité apparente (VA), en mPa.s, la résis-

tance du gel au bout de 10 secondes (Gel 10 s), en Pa, et le filtrat API (API-FIL), en ml. On a effectué tous les essais

de filtration après avoir ajouté 28,5 g/il de CaCO3 comme a-

gent de pontage. Les résultats des mesures sont présentés au Tableau 1 ciaprès. Le Tableau 2 donne la même information

pour des échantillons identiques, une fois travaillés (lami-

nés) pendant 16 heures à 66 C.

TABLEAU 1

: VP: PE: VA: Gel 10 s: API-FIL :mPa.s: Pa:mPa.s: Pa: ml

CELLEX HV: - O: 150+: 11,73: 1,5

BARAZAN: 92 :14,36: 109: 1,20: 6,5

DRISPAC: - : -: 150+: 19,63: 0,5

BOHRAMYL: 80 : 1,91: 82: 0,96: 3,0

IMPERMEX: 72 : 2,87: 74: 0,96:100

DEXTRID: 73: 2,87 : 76 : 0,72: 53

: .: 8...DTD: TABLEAU 2.

: VP: PE: VA: Gel 10 s:API-FIL :mPa.s.: Pa:mPa.s: Pa: ml

CELLEX HIV: - 150+ : 5,27: 0,5

BARAZAN: - : -: 150+: 2,87: 4,5

DRISPAC: - : -: 150+: 4,31: 0,5

BOHRAMYL: 76 : 1,91: 78: O,96: 1,O

IMPERMEX: 62 : 1,91: 64: 0,96: 77

DEXTRID: 68 : 2,87: 71: 0,96:89

Exemple 2.

On a préparé des solutions témoins de saumure aqueu-

se épaissies en ajoutant 2 g de chacun des polymères secs u-

tilisés dans l'exemple 1 à une saumure réalisée au préalable à 1,82 kg/l, que l'on a préparée en mélangeant 214,2 g de , 119,5 g de CaC12, 294 g de CaBr2 et 16,2 ml d'une saumure CaBr2/ZnBr2 à 2,30 kg/1. Les données rhéologiques et

de filtration des échantillons témoins après une nuit au re-

pos sont présentées au Tableau 3 ci-après, tandis que des

données similaires concernant des échantillons identiques a-

yant été laminés pendant 16 heures à 66 C sont présentées au

Tableau 4 ci-après. Ces données, comparées à celles des Ta-

bleaux 1 et 2, démontrent que les saumures préparées par le

procédé de l'invention (exemple 1) o l'on commence par hydra-

ter le polymère et l'on y ajoute les sels secs, présentent u-

ne viscosité supérieure-et donnent de moindres quantités de

filtrats, dans tous les cas avant trituration à chaud et pra-

tiquement dans tous les cas après le travail à chaud.

CELLEX HV

BARAZAN

DRISPAC

BOHRAMYL

IMPERMEX

DEXTRID

TABLEAU 3.

: VP: PE:

: mPa.s: Pa:

: 54: 0:

: 46: 0:

: 55: 0,48:

: 49: ":

: 51: ":

51: " ::: VA mPa. s Gel 10 Pa 0,96 0,72 0,72 0,48 0,96 0,72 s:API-FIL :ml : 180 : 201 : 174 : 190 : 172 : 170 9.

TABLEAU 4.

: VP: PE: VA: Gel 10 s:API-FIL : mPa.s: Pa:mPa.s: Pa: ml

CELLEX HV: 49 : O: 50: 0,96: 250

BARAZAN: 67 : -: 67: 0,72: 1

DRISPAC: 50 : 1,44: 52: 0,72: 262

BOHRAMYL: 73 : -: 71: ": 6

IMPERMEX: 67 : 2,87: 70: O,96: 42

DEXTRID: 65 : -: 64: 0,72: 6

:::...

Exemple 3.

En appliquant le procédé décrit à l'exemple 1, on a préparé des saumures aqueuses contenant du polymère et ayant plusieurs masses volumiques différentes. On a préhydraté dans

de l'eau 5 g de "Hi Vis Cellex" en mélangeant pendant 10 minu-

tes. On a ajouté au polymère préhydraté des paillettes de CaC12 sec en mélangeant pour obtenir un concentré de "Hi Vis Cellex" ayant une masse volumique de 1,39 kg/l. On a ajouté ml du concentré à 210 ml d'une saumure aqueuse ayant une masse volumique de 1,39 kg/1 pour réaliser une concentration de polymère de 5,7 g/l. De la même façon, on a préparé des

saumures aqueuses lourdes de 1,70 et 2,04 kg/l. La composi-

tion de chacune des saumures aqueuses est indiquée au Tableau ci-dessous.

TABLEAU 5.

1,39 kg/I 1,70 kg/l 2,04 kg/1 eau, ml 299,6 234,2 112,2 CaC12, g 197,7 137,9 62,6 CaBr2, g - 224,3 154,1 saumure à 2,30 kg/l, ml - - 166,6 Pour préparer des échantillons témoins de saumures aqueuses épaissies, on a mélangé 2 g de "Hi Vis Cellex" sec à

des saumures préalablement préparées ayant des masses volumi-

ques respectives de 1,39 kg/l, 1,70 kg/1 et 2,04 kg/l. On a effectué de la façon décrite aux exemples ci-après les mesures de rhéologie et de filtration des échantillons préparés par le procédé de l'exemple 1 et des échantillons témoins. Les résultats sont présentés au Tableau 6. Le Tableau 7 présente 10. les données obtenues sur tous les échantillons après travail à chaud à 66 C pendant 16-heures. Il est clair d'après ces données que les viscosités apparentes des saumures préparées

par le procédé de l'invention sont doubles de celles des té-

moins ou même plus. Les propriétés de filtration supérieures

des échantillons préparés par le procédé de l'invention appa-

raissent facilement aussi à la comparaison de ces données.

: 1,39 kg/l :Prép.: Témoin Ex.l VP, mPa.s: PE, Pa VA, mPa.s: Gel 10 s,Pa: API-FIL, ml: VP, mPa.s: PE, Pa VA, mPa.s: Gel 10 s,Pa: API-FIL, ml: 0,96 0,72 0,48 0,48 1,39 kg/l Prép.: Témoin Ex.l

21: 9

-: O

19: 9

1,92: 0,24

: 150

ABLEAU 6.

*: 1,70 kg/1 : Prép. Témoin Ex.1

: 35: 6

: -: 0,48

: 34: 7

: 0,96: 0,48

: 0,5: 330

IBLEAU 7.

: 1,70 kg/l : Prép. Témoin

Ex. 1.

: 38: 6

: 0,96: 0,48

: 39: 7

: 1,92: 0,24

: 3:310

2,04 kg/1 Prép.: Témoin Ex.1

29: 20

8,14: 0

38: 20

1,44: 0,48

0,5: 330

: 2,04 kg/I : Prép.: Témoin EX.1 Ex. 1

: 45: 21

: 4,78: 0,96

: 50: 22

: 1,92: 0,24

:4: 310

Exemple 4.

On a préparé des saumures ayant une masse volumique de 1,85 kg/l et contenant 2,85 g/l de carboxyméthylcellulose,

soit "Hi VisCellex" (qualité de haute viscosité), soit "Dris-

pac", en ajoutant le polymère à 176 ml d'eau et en mélangeant

pour dissoudre le polymère. Ensuite, on a ajouté tout en mé-

langeant 114 g de CaC12 (95 %) et 180 g de CaBr2 (91 %) (soit

respectivement l'équivalent de 325,2 g et 789,8 g/l). La cha-

leur de dissolution de ces sels a élevé la température à C. On a déterminé la rhéologie API et la perte de fluide

sur ces solutions visqueuses après refroidissement à la tem-

pérature ambiante. Les données obtenues sont indiquées au Ta-

bleau 8.

:: À::

0: ú'g:I'g:8C'gg: 86:

:::: :;

O: L8'Z: Sl'Z: 8C'SZ: 86: : uT 01: s 01: Idv apTniL;: d 'Ila np: ap lafed: aDu4sTsHa: : S--Cd m dA S a3dU: VA: UT.M/SJnoq. UTUI/sJtloq; 00ú

: 009

*8 fN VIEIVI N. Lnl o C% I 2.W

111: 9ú1

Egg zI: DvdsIxHa 1g1 OawI MOd X"I'IsD e 12.

Exemple 5.

On a préparé des saumures de diverses masses volu-

miques contenant 4,28 g/l d'hydroxyéthylcellulose ("Natrosol

250 HHR") en mélangeant le polymère à la quantité d'eau indi-

quée par le Tableau 9. A mesure que le polymère s'hydratait dans l'eau, la viscosité augmentait. Ensuite on a ajouté, tout en mélangeant, la quantité indiquée de CaC12 (actif à

%). La chaleur de dissolution du CaC12 a élevé la tempéra-

ture à environ 82 C et la solution est devenue plus visqueu-

se. On a ajouté lentement la quantité indiquée d'une solution de CaBr2 à 1,70 kg/l,puis la quantité indiquée de solution de

ZnBr2/CaBr2 à 2s30 kg/l. Après avoir refroidi à la températu-

re ambiante en une heure, on a déterminé la rhéologie API et la perte de fluide. On a alors trituré les solutions à 66 C pendant 16 heures, on a refroidi à la température ambiante et on a déterminé la rhéologie API et la perte de fluide. Les

données sont indiquées au Tableau 9.

Exemple 6.

On a préparé trois concentrés de polymère "Hi Vis Cellex" en dispersant 2 g du polymère dans 3,89 ml d'eau.On a dilué l'un des concentrés (échantillon témoin) avec 155,5 ml de 20, puis on a ajouté 114,0 g de CaC12, 280,5 g de CaBr2 et 16,8 ml de saumure CaBr2/ZnBr2 à 2,30 kg/l. La température

de cet échantillon a atteint 100 C.

On a ajouté un deuxième concentré (échantillon A) à

une solution de saumure à la température ambiante. On a pré-

paré la saumure avec 155,5 ml de i20, 114,0 g de CaC12, 280,5

g de CaBr2 et 16,8 ml de saumure CaBr2/ZnBr2 à 2,30 kg/l. L'-

incorporation du concentré a provoqué un dégagement de chaleur,

portant la température de l'échantillon à 46 C. On a noté qu'-

il se formait immédiatement des grumeaux insolubles de carbo-

xyméthylcellulose.Au bout d'une nuit de refroidissement, il s'était formé une grande quantité de fibres en suspension qui, finalement, venaient flotter à la surface. Il ne semble pas qu'une quantité quelconque du concentré de polymère soit

passé dans la solution de saumure.

On a préparé un troisième concentré (échantillon B) comme dans le cas de l'échantillon A et, à nouveau, il s'est dégagé de la chaleur lorsqu'on incorporait le concentré, la 13.

température atteignant 440C. Ensuite, on a trituré l'échan-

tillon B à 1000C pendant 3 heures dans une cellule de vieil-

lissement. On a mesuré la température de l'échantillon à 710C

après vieillissement. Bien qu'il se soit formé quelques fi-

bres de polymère en suspension qui venaient flotter, il est apparu que la majeure partie du concentré de polymère s'était dispersée. On a travaillé les trois échantillons ci-dessus à 660C pendant 64 heures. Après le refroidissement, on les a soumis à une vitesse de 50 tours/min sur un viscosimètre Brookfield. L'échantillon témoin conservait une lecture de 1, 590 Pa.s et présentait une consistance lisse, comme avant

la trituration.

La plupart des grumeaux insolubles et toutes les fibres en suspension se dissolvaient dans l'échantillon A. La

lecture Brookfield était tout de même de 180 mPa.s seulement.

L'échantillon B, qui apparaissait homogène, donnait

une lecture Brookfield de 250 mPa.s.

D'après les résultats ci-dessus, on peut voir qu'u-

ne simple préhydratation du polymère dans l'eau seule (échan-

tillon A) n'est pas le mécanisme du procédé de l'invention avec activation par sel. Autrement dit, après la dispersion du polymère dans l'eau, il est nécessaire aussi d'ajouter aux

concentrés de polymère un ou des sels à chaleur de dissolu-

tion positive. Bien que l'application de chaleur artificielle

(travail à 100'C) donne un certain résultat (lecture Brook-

field 250 mPa.s pour l'échantillon B contre 180 mPa.s pour l'échantillon A), l'effet n'est pas comparable à la lecture Brookfield de 1590 mPa.s obtenue sur le témoin préparé par le

procédé avec activation par sel.

L'invention peut être réalisée selon d'autres modes de mise en oeuvre particuliers ne s'écartant pas de son esprit ni de ses caractéristiques essentielles. Les présents modes de réalisation doivent donc être considérés à tous égards

comme illustrant l'invention sans la restreindre.

TABLEAU 9.

: Composition pour 158,987: 4,28 g/l "Natrosol 250 HHR" : litres de saumure: lir::::: :: : 1 heure 23 C: 16 heures i 66 C Masse:ZnBr2,:CaC12, :CaBr2,:à 2,30:à 1,70: H20,:CaC12:Rhéologie API:Perte:Rhéologie API:Perte volu-: % kg/1: kg/1 de de m%: ique:% *%*% lte ire:à 95%. 600. 300: 3 de 600: 300: 3 Mique:.. itres: lit res: litres i:fluide kg/1 l kg [:::API::::API

1,73: 26: 18,7: 11,4: 54,1: 7,2: 82,8:53,8: 137: 99: 12: 69: 135: 98: 11: 108

1,75: 24: 13,8: 19,7: 50,9: 34,9: 62,0:40,4:130 95: 12: 17: 131 93 13 16

: 26: 18,1 13,9 55,2 14,8 73,9 53,1 135 96: 12: 7 145 103 15 8

. À: À À:

1,77: 22: 10,0: 26,1: 47,3: 57,6: 45,8:29,8: 109: 69: 3: 4: 113: 73: 5: 2

": 24: 11,6: 22,8: 51,6: 45,0: 52,9:34,4: 125: 90: 10: 30: 124: 89: 10: 42

": 26: 17,0: 16,2: 55,9: 22,2: 66,4:50,6: 136: 97: 10: 41: 144: 103: 12: 20

1,80: 24: 14,5: 21,3: 52,3: 41,0: 52,5 43,7: 102 62: 2: 3 65 36. 1

" '26 16,1 18,0 56,7 28,2 59,9 48,5 145 103 9 2 154 110 10 89

:.. . À À À

1,82: 24: 15,1: 21,8: 52,9: 43,4: 48,8:46,3: 43: 22: 1: 0: 40: 21: 1: 2

": 26: 16,1: 19,9: 57,4: 34,8: 53,1:46,2: 156: 108: 14: 15: 156: 104: 10: 2

1,85: 23,65 14,2: 24,0: 52,9 51,5: 41,1.44,3: 59 30. 1 85 49 24 1 2 ":26 14,2 21,7 58,2 41,2 46,4 43,9 163 112 15 9 158 116 15 16

1,87: 23,2: 13,4: 16,3: 52,5: 60,4: 33,0:42,0: 43: 21: 1: I: 42: 22: I: 2

": 26: 13,4: 23,6: 58,9: 48,1: 39,3:41,9: 168: 116: 15: 16: 167: 122: 17: 40

1,89 22,75: 12,5 28,6 52,2 69,4 24,8 39,6 131 80 2: 2 * 50 26: 1 2

26 12,5 25,5 59,6 54,9 32,2 39,6 152. 104 9. 1: 171; 117 13 7

1,92: 23,4: 11,6: 29,8: 54,4: 73,3: 19,1:37,3: 47: 22: 0: 2: 73: 40: 2: 1 o

": 26: 11,6: 27,1: 60,4: 61,2: 25,3:37,3: 99: 57: 2: 1: 120: 73: 3: 1

": 28: 11,6: 25,2: 65,1: 52,3: 30,0:37,3: 209: 138: 14: 7: 213: 154: 23: 31 L

::: ::: :: ::: :

15.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de préparation d'une suspension liqu: d'un polymère hydrophile dans une solution aqueuse de sel caractérisé en ce qu'on mélange un polymère hydrophile et l'eau dans des conditions qui assurent une dispersion géne lement uniforme du polymère dans l'eau et on dissout dans dispersion un sel minéral ayant une chaleur de dissolution positive, en quantité voulue pour réaliser dans la dispere une température supérieure à environ 71C en vertu de la <

leur de dissolution du sel.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé ce que le polymère hydrophile est choisi parmi les éthers type carboxyalkylcellulose, les éthers de type hydroxyalk] cellulose, les éthers mixtes de cellulose, les éthers de t carboxyalkylamidon, les éthers de type hydroxyalkylamidon, les éthers mixtes d'amidon, les gommes de polysaccharide, poudre d'amidon prégélatinisé, la poudre de polysaccharide partiellement dextrinisé stabilisé, les corps non ioniques

toxiques, et les mélanges de ceux-ci.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérise ce que le sel minéral est choisi parmi le chlorure de calc le bromure de calcium, le chlorure de zinc, le

et leurs mélanges.

4. Procédé selon la revendication 1, ce que la température engendrée par la chaleur

du sel minéral est supérieure à environ 820C.

5. Procédé selon la revendication 1, ce que la température engendrée par la chaleur

du sel minéral est supérieure à environ 930C.

6. Procédé selon la revendication 1, ce que le polymère hydrophile est présent dans

raison d'environ 0,29 à 28,5 g/l.

7. Procédé selon la revendication 1, bromure de caractérise de dissolut caractérise de dissolul caractérise la solutioI caractérise ce que le polymère hydrophile est l'hydroxyéthylcellulose 8. Procédé de préparation d'une saumure aqueuse tile comme fluide d'entretien des puits, caractérisé en ce qu'on mélange un polymère hydrophile et de l'eau dans des conditions qui assurent une dispersion généralement unifoi du polymère dans l'eau, on dissout dans la dispersion un e 16.

minéral ayant une chaleur de dissolution positive, en quanti-

té voulue pour réaliser dans la dispersion une température

supérieure à environ 71'C en vertu de la chaleur de dissolu-

tion du sel, et on ajoute à la dispersion une saumure aqueuse d'une densité donnée, en quantité suffisante pour obtenir un

fluide d'entretien des puits ayant une masse volumique prédé-

terminée. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le polymère hydrophile est choisi parmi les éthers du

type carboxyalkylcellulose, les éthers du type hydroxyalkyl-

cellulose, les éthers mixtes de cellulose, les éthers du type carboxyalkylamidon, les éthers du type hydroxyalkylamidon, les

éthers mixtes d'amidon, les gommes de polysaccharide, la pou-

dre d'amidon prégélatinisé, la poudre de polysaccharide par-

tiellement dextrinisé stabilisé, les corps non ionique toxi-

ques et les mélanges de ceux-ci.

10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé

en ce que le sel minéral est choisi parmi le chlorure de cal-

cium, le bromure de calcium, le chlorure de zinc, le bromure

de zinc et leurs mélanges.

Il. Procédé selon la revendication 8, caractérisé

en ce que la température engendrée par la chaleur de dissolu-

tion du sel minéral est supérieure à environ 820C.

12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé

en ce que la température engendrée par la chaleur de dissolu-

tion du sel minéral est supérieure à environ 93 C.

13. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en

ce que la saumure aqueuse contient au moins un sel choisi par-

mi les sels hydrosolubles de métaux alcalins, de métaux alca-

lino-terreux, de métaux du groupe Ib, de métaux du groupe Ilb,

et leurs mélanges.

14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la saumure aqueuse comprend un sel hydrosoluble choisi parmi le chlorure de calcium, le bromure de calcium,

le chlorure de zinc, le bromure de zinc, et leurs mélanges.

15. Procédé selon la revendication 8, caractérisé

en ce que le polymère hydrophile est l'hydroxyéthylcellulose.

16. Procédé selon la revendication 8, caractérisé 17. en ce que le polymère est présent à raison d'environ 0,29 à

28,5 g/l.

17. Procédé selon la revendication 8, caractérisé

en ce que le liquide d'entretien des puits a une masse volu-

mique d'environ 1,39 à 2,30 g/l.