ITMI930918A1 - Fanghi di perforazione acquosi fluidificati con conplessi di zirconio e alluminio - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce a fanghi acquosi di perforazione costituiti da una dispersione acquosa di argille contenente, come agente disperdente, un complesso scelto tra particolari complessi di Zirconio e Alluminio citrato.
I fanghi acquosi di perforazione sono spesso costituiti da sospensioni acquose di argille, in particolare bentonite, fluidificate con agenti disperdenti o fluidificanti allo scopo di evitare, nel corso della perforazione, eccessivi aumenti di viscosit?, di yield stress e gel strength. I suddetti fanghi acquosi possono eventualmente contenere anche altri tipi di additivi, i pi? usati essendo i riduttori di filtrato e i viscosizzanti .
Con il termine "agenti disperdenti (o fluidificanti)" si intendono sostanze capaci di ridurre la viscosit? del fango sia inizialmente che durante l'impiego.
Tra le cause che possono comportare un incremento della viscosit? si possono citare 1'idratazione della bentonite ad alta temperatura, un aumento della concentrazione di solidi sospesi, la coagulazione causata dall'intrusione di ioni metallici o sali, la degradazione di altri derivati organici presenti nel fango.
Tra i principali agenti fluidificanti dei fanghi figurano i lignosolfonati , sottoprodotti del processo al solfito per la separazione della parte cellulosica da quella ligninica del legno.
L'efficacia di questi fluidificanti ad alte temperature pu? essere migliorata in presenza di alcuni metalli quali Cromo, Zinco o Titanio, come descritto in US-A-2,953,473. In ogni caso anche i suddetti lignosolfonati perdono le loro propriet? fluidificanti a circa 120-140?C. E' possibile ripristinare le propriet? del sistema, o quantomeno ritardarne il processo degradativo, mediante aggiunta di Sodio Cromato.
Altri fluidificanti, maggiormente adatti a lavorazioni ad alta temperatura, sono le ligniti, materiale di natura fossile costituito principalmente da acidi umici idrosolubili nella forma salificata. Le ligniti possono essere impiegate sotto forma di sale di sodio o potassio, oppure semplicemente addizionate con Cromo (US-A-3,766,229) .
La tecnica nota fornisce una serie di indicazioni per migliorare le propriet? disperdenti delle ligniti, ad esempio mediante reazione a 80?C con sali di Cromo esavalente, come descritto in US-A-3 ,956,142, o di sali di Cromo trivalente quali CrCl^-?H^O, Cr(CH^COO)^.
I prodotti lignitici o ligninici possono essere ulteriormente modificati o sostituiti da tannini solfoalchilati . Questi ultimi, la cui preparazione ? descritta in US-A-3 ,537,991, derivano da reazione di un tannino con un composto carbonilico ed acido solforoso o suoi sali in un mezzo acquoso alcalino. EP-A-331,158 descrive un additivo per fanghi comprendente un tannino solfoalchi lato e Acetato di Cr(III) o di Cr(II), eventualmente in presenza di una lignite.
Altri additivi spesso usati come fluidificanti di fanghi acquosi sono dei polimeri sintetici, per esempio i poli acrilati: US-A-3,898 ,037 descrive copolimeri dell'acido 2-acrilammido-2-metilpropan solfonico (AMPS) con altri monomeri, particolarmente acido acrilico. Copolimeri di AMPS con acido acrilico sono descritti anche in US-A-4,450,013 e EP-A-0108842 .
In US-A-3 ,730,900 viene proposto l'uso di copolimeri tra acido stirensolfonico ed anidride maleica aventi peso molecolare tra 1,000 e 5,000, mentre in US-A-3 ,764,530 sono descritti diversi polimeri dell'acido acrilico.
Tutti i fanghi additivati con i suddetti fluidificanti presentano degli inconvenienti.
Cos? i lignosolfonati si decompongono con la temperatura ed inoltre sono spesso utilizzati in combinazione con sali di cromo, notoriamente molto tossici .
Le ligniti sono termicamente pi? stabili dei lignosolf onati ma sono anch'esse spesso usate in combinazione con sali di cromo.
In ogni caso tutti questi disperdenti presentano lo svantaggio di dover essere addizionati al fango di perforazione in quantit? elevate, generalmente da 0.5 a 1.5%, ed oltre, rispetto al fango. Inoltre le prestazioni dei suddetti disperdenti sono vincolate a pH decisamente basici.
I poliacrilati sono particolarmente resistenti alla temperatura, ma presentano il grave inconveniente di non essere utilizzabili in presenza di cationi bivalenti.
E' stato ora trovato che fanghi di perforazione acquosi possono essere fluidificati con minori quantit? di particolari complessi scelti tra alcuni complessi di zirconio e l'alluminio citrato. In tal modo si hanno fanghi di perforazione non inquinanti in quanto esenti da metalli tossici come il cromo, utilizzabili in un ampio spettro di temperature e di pH.
In accordo con ci? la presente invenzione riguarda una composizione di fanghi di perforazione acquosi a base di argille contenente, come agente fluidificante, uno o pi? complessi, preformati o formati in situ, tra ioni metallici polivalenti e leganti, detti complessi essendo scelti tra :
a) complessi di zirconio tetravalente e uno o pi? leganti scelti tra gli acidi organici, o relativi sali, di formula generale (I)
(I)
ove ed R^, uguali o diversi tra loro, rappresentano 3
b) complesso tra alluminio ed acido citrico o relativi sali;
il rapporto molare tra ione metallico e legante essendo da 1/0.5 a 1/4.
Nella forma di attuazione preferita l'argilla utilizzata per i fanghi acquosi di perforazione ? la bentonite. Gli agenti fluidificanti della presente invenzione sono utilizzabili altres? nel caso i fanghi di perforazione siano costituiti da soluzioni polimeriche; in questo caso gli agenti fluidificanti della presente invenzione sono utili nel disperdere eventuali detriti argillosi incorporati durante la perforazione.
Come noto ai tecnici del ramo, la composizione di fanghi di perforazione della presente invenzione pu? contenere altri additivi aventi funzioni diverse, ad esempio riduttori di filtrato o viscosizzanti .
I complessi di Zirconio della presente invenzione possono anche includere una o pi? specie idrossido o ossigeno (e lo Zirconio tetravalente pu? essere sotto forma di ione Zirconile) o altre non essenziali al compl?sso, quali ad esempio molecole d'acqua.
E' essenziale che il metallo polivalente complessato sia scelto tra Zirconio e, limitatamente all'acido citrico, Alluminio. Infatti complessi tra acidi di formula generale (I) ed un metallo polivalente quale Cromo non sono altrettanto efficaci come fluidificanti.
In particolare i complessi di Zirconio sono pi? efficaci nel caso i fanghi di perforazione debbano sopportare alte temperature, mentre l'alluminio citrato ? pi? indicato per temperature inferiori, vale a dire circa 10-80?C. Ovviamente sono utilizzabili anche miscele dei complessi di Alluminio e Zirconio.
E' altres? essenziale che il complessante dello Zirconio sia scelto tra quelli compresi nella formula generale (I) ed il complessante dell'Alluminio sia l?acido citrico. Si dimostrer? infatti che altri agenti complessanti dello Zirconio, quali acido ossalico, acido V acetico, acido cloridrico, non sono altrettanto efficaci agenti fluidificanti e che, tra i complessi dell'Alluminio, solo il citrato ? efficace.
I composti di formula generale (I) per lo Zirconio e l'acido citrico per l'alluminio possono essere sotto forma acida oppure salificata, il controione non essendo determinante per le propriet? del complesso. E' tuttavia preferibile che l'agente complessante sia sotto forma acida o salificato, parzialmente o totalmente, con metalli alcalini o alcalino-terrosi o con ammonio.
A titolo esemplificativo, sono utili per la realizzazione della presente invenzione i complessi di Zirconio tetravalente, tal quali o salificati, con acido lattico (R^ e nella formula (I) sono -H e -CH^), acido citrico (R^ e uguali tra loro, sono -CH^COOH), acido tartarico (R^ e R^ sono -H e -CH(OH)COOH) , acido glicolico (R^ e R^, uguali tra loro, rappresentano -H) ed acido malico (R^ e R^ sono -H e -CH^COOH).
Mentre l'alluminio citrato ? un prodotto commerciale, i complessi di Zirconio tetravalente della presente invenzione possono essere preparati in svariati modi descritti in letteratura. Ad esempio A.N. Ermakov ed altri riportano la preparazione di complessi di zirconio tetravalente con alcuni acidi di formula generale (I) (Russian Journal of Inorganic Chemistry Voi.12 (10), 1967, pag.1437).
Secondo queste -tecniche, si pu? partire da cloruro o acetato di Zirconile in soluzione acquosa, aggiungere il legante di formula generale (I) e precipitare con un opportuno non-solvente, ad esempio acetone, i complessi di zirconio nelle condizioni di pH acido, lavarli ed essiccarli.
In alternativa i suddetti complessi possono essere isolati mediante precipitazione, ad esempio con etanolo, da soluzioni acquose di ZrOCl^.SI^O e del legante, portate a pH di circa 10 con NaOH.
In una forma di attuazione della presente invenzione si prepara a parte il suddetto complesso di zirconio tetravalente con l'acido di formula generale (I) o l'alluminio citrato; a seconda del tipo di legante, il rapporto molare tra agente complessante e ione metallico polivalente ? da 0.5/1 e 4/1.
Successivamente il complesso preformato (od il relativo sale) viene aggiunto, o viceversa, al fango base. Con il termine fango base si intende una dispersione acquosa di argille, preferibilmente bentonite, contenente eventualmente barite ed altri additivi non fluidificanti presenti negli usuali fanghi di perforazione, fra cui principalmente viscosizzanti e riduttori di filtrato.
In un'altra forma di realizzazione della presente invenzione, si pu? aggiungere al fango base il complesso preformato ed un eccesso di legante sino ad un rapporto molare globale tra legante e ione metallico polivalente di 8/1; l'eccesso ottimale essendo funzione del tipo di legante (leganti di formula generale (I) per lo Zirconio e acido citrico per l'alluminio), dello ione metallico (Zirconio o Alluminio) e della temperatura di lavoro del fango di perforazione.
In ogni caso i complessi o i relativi sali della presente invenzione possono essere aggiunti al fango base come tali o come soluzione o dispersione acquosa o premiscelati con un altro additivo, preferibilmente come soluzione acquosa.
In un'altra forma di attuazione della presente invenzione, si aggiungono al fango base, preferibilmente sotto forma di soluzione acquosa, uno o pi? acidi, o relativi sali, scelti tra i leganti di formula generale (I) per quanto concerne lo Zirconio e l'acido citrico per quanto concerne l'alluminio, ed un sale qualsiasi di Zirconio o Alluminio (ad esempio solfato, nitrato, acetato). In tal modo si formano in situ i complessi, o le miscele di complessi, di Zirconio o di Alluminio della presente invenzione. Il rapporto molare tra il legante o la miscela di leganti ed il sale di Zirconio o di Alluminio va da un valore di circa 0.5/1 sino ad un valore di circa 8/1.
Ad esempio l'acido glicolico ? efficace anche se usato in rapporto molare con il sale di Zirconio di circa 6/1.
E 'importante mescolare vigorosamente almeno per qualche minuto il fango cos? additivato in modo da omogeneizzarlo adeguatamente.
I complessi della presente invenzione, preformati o formati in situ, sono additivati al fango base in quantit? variabile, in funzione di vari parametri, quali struttura di acido (I), tipo di fango, condizioni incontrate nella trivellazione del pozzo. Tuttavia generalmente la quantit? dei suddetti complessi, espressa come metallo, ? compresa tra 0.4mg e 700mg per 100 grammi di fango.
Nel caso si usi un complesso di Zirconio, ? preferibile che il suddetto complesso sia presente in un fango di perforazione in quantit?, espressa come grammi dello ione Zr , da 5 a 200mg per 100 grammi di fango. Nel caso di fanghi a basso contenuto di argilla, ? preferibile usare una quantit? di complesso,di Zr situata nella fascia inferiore del suddetto intervallo. Ovviamente per fanghi ad alto contenuto di argilla ? preferibile usare una quantit? di complesso di Zr situata nella fascia superiore di detto intervallo._ Ad esempio nel caso si utilizzi Zirconio citrato, la quantit? di complesso presente nel fango ? compresa tra 1.5mg e 400mg di Zirconio citrato per grammo di argilla (in termini di Zr+4 da 0.4 mg a 108 mg di zirconio per grammo di argilla) .
Nel caso il metallo sia lo Zirconio, il fango cos? additivato ? fluido anche a temperature di circa 200?C ed inoltre ? stabile anche in presenza di sale.
Nell'eventualit? di un peggioramento delle propriet? reologiche causato dal prolungato utilizzo ad alte temperature, ? possibile ripristinare le desiderate caratteristiche di fluidit? mediante ulteriori aggiunte del complesso di Zr+4 (o di un sale di Zirconio e di uno o pi? acidi di formula generale (I)).
Per quanto concerne l'alluminio citrato, ? preferibile che sia presente nel fango di perforazione in quantit?, espressa come contenuto in Alluminio, da 1 a 80mg per 100 grammi di fango. Nel caso di fanghi a basso contenuto di argilla, ? preferibile usare una quantit? di Alluminio citrato situata nella fascia inferiore del suddetto intervallo. Ovviamente per fanghi ad alto contenuto di argilla ? preferibile usare una quantit? di Alluminio citrato situata nella fascia superiore di detto intervallo.
Rispetto all'argilla, l'Alluminio citrato ? presente in una quantit? compresa tra 15 e 150 mg per grammo di argilla, equivalente ad un contenuto in Alluminio da 1 a llmg per grammo di argilla.
Le prestazioni dei fanghi cos? formulati sono spesso superiori a quelle dei fanghi additivati con Ferro-Cromo lignosolf onati e/o ligniti di Sodio o Cromo, sinora considerate come gli unici additivi fluidificanti non sintetici efficaci anche a temperature elevate.
Secondo la presente invenzione ? inoltre possibile risolvere in maniera efficace il problema ambientale dovuto alla presenza di Cromo nei fanghi della tecnica nota. Infatti possono essere preparati fanghi totalmente esenti da Cromo ed efficaci ad alte temperature utilizzando i cortiplessi di Zr della presente invenzione. Per temperature di lavorazione inferiori, ? possibile utilizzare efficacemente l'alluminio citrato.
Infine i fanghi della presente invenzione possono essere utilizzati in un intervallo di pH da leggermente acido (pH>5) sino a fortemente basico (pH 10-11).
Se utilizzati a pH pressoch? neutro, ne consegue un ulteriore vantaggio che consiste nella minore aggressivit? del fango verso le argille di strato.
Nel caso si impieghi un fango basico (pH 10-11) fluidificato con una soluzione acquosa alcalina del complesso di Zirconio (preformato o formato in situ) , le caratteristiche reologiche del fango rimangono pressoch? inalterate a temperatura ambiente e migliorano nel corso dell'impiego con fango sottoposto ad invecchiamento.
E' ovvio che, a seconda delle condizioni di fluidit? desiderate e delle condizioni di lavoro del pozzo, pu? essere convenientemente usata una opportuna combinazione di complessi di Zirconio e di Alluminio citrato.
Gli esempi che seguono sono riportati per una migliore illustrazione della presente invenzione. ESEMPI
Le propriet? Teologiche dei fluidi sono state misurate a temperatura ambiente, prima e dopo invecchiamento, utilizzando un viscosimetro FANN 35SA con equipaggio R1F1B1 seguendo la procedura riportata nelle specifiche API RP 13B-1. _ _ Prima di effettuare le misure reologiche sui campioni invecchiati, questi sono stati sottoposti ad agitazione per 5 minuti, sempre adoperando un agitatore "Hamilton Beach".
Il viscosimetro Fann ? costituito da due cilindri coassiali, dei quali l'esterno pu? ruotare ad una velocit? costante, fra i quali ? contenuto il fluido di cui si desideri misurare le propriet? reologiche. La viscosit? del fluido produce un momento torcente sul cilindro interno, la rotazione del quale ? impedita da una barra di torsione. Un pointer connesso al cilindro interno registra lo spostamento da un valore di zero, dando quindi una misura proporzionale alla viscosit? del fluido.
La viscosit? apparente (AV) espressa in mPa.s ? data dalla lettura divisa per 2 con una velocit? di rotazione del cilindro esterno di 600 rpm.
La viscosit? plastica (PV) espressa in mPa.s ? data dalla lettura per una velocit? di rotazione di 600 rpm meno la lettura per una velocit? di rotazione di 300 rpm.
Lo "yield point" (YP) espresso in Pascal ? dato dalla viscosit? apparente meno la viscosit? plastica.
Il valore di gel strength a 10 secondi (GEL) in Pascal viene determinato agitando il fluido ad una elevata velocit? di rotazione per 30 secondi, lasciando il fluido a riposo per altri 10 secondi ed infine osservando la lettura massima per una velocit? di rotazione di 3 rpm. Lo stesso vale per il valore di gel a 10 minuti, ove il fluido resta a riposo per 10 minuti prima di effettuare la misura a 3 rpm.
ESEMPIO 1
In tabella 1 vengono riportate le propriet? fluidificanti di fanghi di perforazione costituiti da bentonite in acqua ed additivati con complessi di zirconio. I suddetti complessi sono stati preparati "in situ" miscelando in acqua il legante sotto forma acida di formula generale (I) ed il cloruro di Zirconile. La soluzione acquosa, fortemente acida, viene additivata ad una dispersione acquosa di bentonite, ottenendo un fango al 6.5% peso di bentonite, ed il pH viene corretto al valore sottoriportato in tabella. La quantit? di complesso (calcolata sullo zirconio) ? costante e risulta di 5x10 moli di zirconio per chilogrammo di fango. I dati reologici si riferiscono a misure effettuate a._ temperatura ambiente sulle dispersioni di bentonite in acqua, sulle dispersioni additivate con vari complessi di Zirconio e sui relativi fanghi invecchiati a 120?C per 16 ore.
I dati di tabella 1 mostrano come tutti i fanghi additivati con i complessi di zirconio della presente invenzione siano pi? fluidi, rispetto al fango base, sia prima che dopo invecchiamento .
Nel caso dell'acido lattico il pH iniziale deve essere vicino alla neutralit? allo scopo di evitare la gelificazione del fango.
ESEMPIO 2
In tabella 2 vengono riportate le propriet? reologiche di altri fanghi additivati con i complessi di Zirconio della presente invenzione. In questo caso i complessi sono preparati "in situ" per miscelazione in acqua del legante di formula generale (I) sotto forma acida e del cloruro di zirconile. Prima dell'additivazione al fango base, le suddette soluzioni acquose vengono basificate sino a pH 10. Il complesso con acido citrico n?l (ZrCl) ? stato preparato a partire da Zirconile cloruro, quello n?2 (ZrC2) da Zirconio acetato, mentre il complesso di zirconio con acido malico (ZrM) ? stato preparato da zirconile cloruro. I fanghi sono stati quindi sottoposti ad invecchiamento per 16 ore a 120?C. In tabella 2, Zrl indica i complessi di Zirconio con il legante I, Zr/I indica il rapporto molare tra il sale di Zirconio ed il legante I. Lo Zirconio ? presente
_3
nei fanghi in quantit? di 5*10 moli per chilogrammo di fango.
Le caratteristiche reologiche prima dell'invecchiamento sono molto simili a quelle del fango base; inoltre non esiste alcuna differenza tra i complessi di zirconio citrato preparati a partire da zirconio acetato e quelli a partire da zirconile cloruro. Dopo invecchiamento in generale tutti i complessi sono efficaci nel ridurre i valori di viscosit? apparente e plastica, di yield point (YP) e di gel.
ESEMPIO 3
In tabella 3 si riportano le propriet? reologiche di fanghi additivati con soluzioni di zirconio glicolato contenenti vari rapporti tra zirconio ed acido glicolico. La soluzione acquosa, fortemente acida, viene additivata al fango tal quale. La quantit? finale di zirconio ? la stessa in tutti i fanghi ed ? pari a 0.005 moli per chilogrammo di fango. I fanghi sono invecchiati per 16 ore a 120?C.
La dicitura "nm" significa che le propriet? reologiche del fango non sono correttamente misurabili con il viscosimetro FANN 35 per eccessiva gelificazione del fango. I dati riportati in tabella 3 mostrano come sino ad un rapporto molare tra zirconio ed acido glicolico di 1/6 i complessi mostrino capacit? fluidificanti. Nel caso di rapporto 1/10 si ha una massiccia gelificazione che non consente una misura reologica attendibile con il viscosimetro FANN 35. Dopo invecchiamento a 120?C per 16 ore l'effetto fluidificante ? ancor pi? evidente e si nota una stretta correlazione tra. .il miglioramento delle prestazioni e la concentrazione crescente di acido glicolico, fino al limite rappresentato dal rapporto molare di 1/10.
ESEMPIO 4
In tabella 4 sono riportate le propriet? reologiche di fanghi (neutri e basici) additivati con Zirconio citrato in polvere, preparato per precipitazione con acetone da soluzioni acquose fortemente acide.
Il complesso tra Zirconio ed acido citrico ? estremamente efficace come fluidificante e riduttore dei valori di gel a temperatura ambiente e dopo invecchiamento, sia a pH pressoch? neutro che fortemente basico.
ESEMPIO 5
In tabella 5 vengono riportate le caratteristiche reologiche, prima e dopo invecchiamento a 120?C per 16 ore, di fanghi basici additivati con quantit? variabili di Zirconio citrato in polvere.
TABELLA 5
I dati di tabella 5 mostrano che anche a concentrazioni molto basse di zirconio citrato (pari allo 0.01%, corrispondenti a circa 1.5 mg di zirconio citrato per grammo di argilla) ? riscontrabile un miglioramento delle caratteristiche reologiche del fango.
ESEMPIO 6
Si ? quindi verificata (tabella 6) l'efficacia fluidificante dei complessi della presente invenzione in fanghi contenenti, oltre ad acqua e _ bentonite, anche Sodio Cloruro. Lo zirconio citrato (ZrC) ? stato additivato sotto forma di polvere. I fanghi sono stati invecchiati per 16 ore a 120?C.
I dati di tabella 6 mostrano che anche ad alte concentrazioni saline i complessi della presente invenzione garantiscono un notevole effetto fluidificante .
ESEMPIO 7
In tabella 7 sono riportate le propriet? reologiche dei fanghi additi vati con due complessi della presente invenzione, esattamente lo Zirconio citrato (ZrC) aggiunto in polvere e lo Zirconio malato (ZrM) in rapporto molare di 1/2 tra Zr ed acido malico aggiunto in soluzione acquosa a pH basico. Sono ripo-rtate le propriet? dei fanghi freschi e di quelli invecchiati in condizioni molto drastiche, vale a dire a 180?C per 16 ore.
TABELLA 7
I dati di tabella 7 mostrano l'efficacia dei complessi della presente invenzione anche a temperature molto elevate.
ESEMPI COMPARATIVI 8 e 9
In tabella 8 e 9 vengono riportati fanghi d? riferimento additivati con complessi che non rientrano nella presente invenzione. In particolare in tabella 8 vengono riportate le propriet? di fanghi prima e dopo invecchiamento additivati con complessi di Cromo trivalente.
La tabella 8 evidenzia come tutti i complessi di Cromo, rientranti o meno nella formula generale (I), additivati al fango base in modo da avere un -3
contenuto costante in Cromo (5*10 moli per chilogrammo di fango) non siano fluidificanti del fango base a temperatura ambiente. Alcuni complessanti (citrato ed .acetato) mantengono inalterate le propriet? del fango dopo invecchiamento ad alta temperatura, mentre tutti gli altri addirittura peggiorano le propriet? del fango base.
In tabella 9 sono infine riportate le propriet? reologiche di fanghi additivati con complessi di Zirconio non rientranti nella formula generale (I). La concentrazione di metallo era -3
ancora di 5*10 moli per chilogrammo di fango.
Dai dati di tabella 9 si ricava che tutti i complessi di Zirconio soprariportati peggiorano le grandezze reologiche a temperatura ambiente.
Dopo invecchiamento tutti i complessi di tabella 9 riducono leggermente le viscosit? plastiche ed apparenti, ma addirittura peggiorano rispetto al fango base i valori di "Yield point" e di "Gel".
Si pu? quindi concludere che i complessi di tabella 9 non sono efficaci nel controllo delle caratteristiche di fluidit? del fango.
ESEMPIO 10
In tabella 10 vengono riportati i parametri reologici di fanghi al 6.5% peso di bentonite additivati con quantit? diverse di Alluminio citrato (A1C) preformato, prima e dopo invecchiamento a 80?C per 16 ore.
TABELLA 10
Dai dati di tabella IO si evidenzia che aumentando le concentrazioni di alluminio citrato, le caratteristiche reologiche a temperatura ambiente migliorano di pari passo. Dopo invecchiamento a bassa temperatura, i fanghi contenenti alte concentrazioni di Alluminio citrato mostrano un marcato deterioramento, mentre quelli contenenti quantit? intermedie dello stesso Alluminio citrato mantengono pressoch? inalterate le caratteristiche reol?giche.
ESEMPIO 11
In questo esempio (tabella 11) vengono riportate le caratteristiche reologiche di fanghi al 6.5% di bentonite (freschi ed invecchiati a 80?C per 16 ore) contenenti Alluminio citrato (A1C) preparato in situ da Alluminio solfato ed acido citrico. La soluzione acquosa fortemente acida contenente il complesso formato in situ viene aggiunta al fango base che viene successivamente basificato. Per confronto vengono riportati i dati reologici di fanghi additivati con alluminio glicolato (A1G1) che non fanno parte della presente invenzione. Nella suddetta" tabella accanto al complesso di alluminio viene riportato il rapporto molare tra alluminio e agente complessante. La quantit? di _ 2
alluminio (10 moli per kg di fango) ? costante in tutti i fanghi.
La tabella 11 mostra come solo l'alluminio citrato abbia propriet? fluidificanti. Dopo invecchiamento a bassa temperatura (80?C), le caratteristiche reologiche migliorano rispetto al fango base.
Claims (12)
- RIVENDICAZIONI 1. Composizione di fanghi di perforazione acquosi a base di argille contenente, come agente fluidificante, uno o pi? complessi, preformati o formati in situ, tra ioni metallici polivalenti e leganti, detti complessi essendo scelti tra: a) complessi di zirconio tetravalente e uno o pi? leganti scelti tra gli acidi organici, o relativi sali, di formula generale (I) (I) ove ed R^ , uguali o diversi tra loro, rappresentano-CH (OH)COOH, b) complesso tra alluminio ed ?cido citrico o relativi sali; il rapporto molare tra ione metallico e legante essendo da 1/0.5 a 1/4.
- 2. Composizione di fanghi secondo la rivendicazione 1, in cui i leganti dello Zirconio o dell'Alluminio sono sotto forma acida.
- 3. Composizione di fanghi secondo la rivendicazione 1, in cui i leganti dello Zirconio o dell'Alluminio sono parzialmente o totalmente salificati con ioni di metalli alcalini o alcalino-terrosi o di ammonio.
- 4. Composizione di fanghi di perforazione secondo la rivendicazione 1, contenente addizionalmente un eccesso di uno o pi? leganti sino ad un rapporto molare globale tra legante e ione metallico di 8/1.
- 5. Composizione di fanghi di perforazione secondo la rivendicazione 1, in cui il complesso tra lo ione metallico polivalente ed il legante ? presente nel fango in quantit? da 0.0004 a 0.7 grammi di metallo per 100 grammi di fango.
- 6. Composizione di fanghi secondo la rivendicazione 5, in cui il complesso di Zirconio ? presente in quantit? da 0.005 a 0.2 grammi di Zirconio per 100 grammi di fango.
- 7. Composizione di fanghi secondo la rivendicazione 1, in cui il complesso di Alluminio ? presente in quantit? da 0.001 a 0.08 grammi di Alluminio per 100 grammi di fango.
- 8. Composizione di fanghi acquosi di perforazione secondo una o pi? delle rivendicazioni da 1 a 7, in cui l'argilla ? bentonite.
- 9. Procedimento per rendere fluide sospensioni acquose di argilla, contenenti eventuali altri additivi non fluidificanti, che consiste nell 'aggiungere alle suddette sospensioni un complesso, tal quale o diluito in acqua, scelto tra: a) complessi di zirconio tetravalente e uno o pi? leganti scelti tra gli acidi organici, o relativi sali, di formula generale (I) (I) ove ed R^, uguali o diversi tra loro, rappresentano-CH (OH)COOH, b) complesso tra alluminio ed acido citrico o relativi sali; il rapporto molare tra ione metallico e legante essendo da 1/0.5 a 1/4.
- 10. Procedimento secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che alla sospensione acquosa di argilla viene ulteriormente aggiunto un eccesso del legante sino ad un rapporto molare globale tra legante e ione metallico di 8/1 .
- 11. Procedimento per rendere fluide sospensioni acquose di argilla,,che consiste nell'aggiungere alle suddette sospensioni una composizione, tal quale o diluita in acqua, -scelta tra : a) un sale di Zirconio tetravalente ed uno o pi? leganti scelti tra gli acidi organici, o relativi sali di metalli alcalini o alcalinoterrosi o di ammonio, di formula generale (I); b) un sale di Alluminio e, come legante, l'acido citrico tal quale od il relativo sale di metalli alcalini o alcalino-terrosi o di ammonio ; il rapporto molare tra il sale ed il legante essendo da 1/0.5 a 1/8.
- 12. Procedimento secondo le rivendicazioni da 9 a 11, in cui l'argilla ? la bentonite.
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