JPH0377835B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0377835B2
JPH0377835B2 JP58039339A JP3933983A JPH0377835B2 JP H0377835 B2 JPH0377835 B2 JP H0377835B2 JP 58039339 A JP58039339 A JP 58039339A JP 3933983 A JP3933983 A JP 3933983A JP H0377835 B2 JPH0377835 B2 JP H0377835B2
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JP
Japan
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brine
hec
bromide
zinc bromide
calcium chloride
Prior art date
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Expired
Application number
JP58039339A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS58171471A (en
Inventor
Furanshisu Hausu Roi
Danieru Fuuaa Ronii
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NL Industries Inc
Original Assignee
NL Industries Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by NL Industries Inc filed Critical NL Industries Inc
Publication of JPS58171471A publication Critical patent/JPS58171471A/en
Publication of JPH0377835B2 publication Critical patent/JPH0377835B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/02Well-drilling compositions
    • C09K8/04Aqueous well-drilling compositions
    • C09K8/06Clay-free compositions
    • C09K8/08Clay-free compositions containing natural organic compounds, e.g. polysaccharides, or derivatives thereof
    • C09K8/10Cellulose or derivatives thereof

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、臭化亜鉛と、塩化カルシウム及び臭
化カルシウムからなる群から選ばれる少なくとも
1種の可溶性塩とを含む重ブライン溶液(heavy
brine solutions)に関し、特にヒドロキシエチ
ルセルロースを含有する液損失(fluid loss)の
少ないものに関する。 近年、石油及びガス産業に使用するためのクリ
アブライン(clear brine、透明なブライン)を
実際に操業に使用する範囲が、可溶性亜鉛塩特に
臭化亜鉛の利用により著しく広がつた。その結
果、周囲温度及び周囲圧2.3g/cm3(19.2ポン
ド/ガロン)程の高い密度を液が待つというクリ
アブラインの利点が今日得られている。 高密度クリアブラインが広範に使用されてい
る。穴トンネルの詰まり(plugging of
perforation tunnels)を最小にし、地層への浸
透を防ぎ、そして機械的諸問題を最小にする圧搾
液(completion fluids)として;同様の理由で
ワークオーバー液(workover fluids)として;
パツカー(packer)の動きを容易にしあるいは
回収を可能にするパツカー液(packer fluids)
として;孔拡大(underreaming)、グラベルパツ
キング及びサンドコントロール(sand
consolidetion applications)を行うために、;ワ
イヤライン作業(wire−line work)に用いられ
るキルフルイド(kill fluid)又はバラストフル
イド(ballast fluid)として;さらに掘削後
(drilling fluids)として使用される。 密度1.7g/cm3(14.2ポンド/ガロン(ppg))
以下のクリアブラインは、塩化ナトリウム、臭化
ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、臭
化カルシウム、又はこれらの塩の混合物を含むよ
うに一般に配合されている。密度が1.8g/cm3
(約15.1ppg)までのクリアブラインは塩化カルシ
ウムと臭化カルシウムで調製できるが、ブライン
が低い結晶温度をもたなければならない場合に
は、この密度範囲にあるクリアブラインは一般に
可溶性亜鉛塩を含むように調製される。臭化亜鉛
が好ましい、というのはこれを含むブラインは塩
化亜鉛を含むブラインよりも腐食性が低いからで
ある。密度が1.8g/cm3(約15.1ppg)より高いク
リアブラインは臭化亜鉛を含むように調製され
る。 一般に、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)
とキサンタンガム(xanthan gum)ポリマーは、
亜鉛塩を含まない液(fluids)と調和する。しか
し、高密度では、これらの増粘剤の水和は著しく
遅い。HECは一般に、亜鉛塩含有液に使用する
には不満足なものとみなされている。 さて本発明者らは、HECが、HECが増粘剤と
しては効果的に機能しない一定の重ブラインにお
いて、液損失抑制添加剤として機能することを見
出した。これらの重ブラインは、 1) 約16〜約20重量%の臭化亜鉛;又は 2) 20重量%を超える臭化亜鉛と、少なくとも
(2X−33)重量%〔ここで、Xは臭化亜鉛の
%〕濃度の塩化カルシウム、 のいずれかを含む。 したがつて、本発明の目的は、臭化亜鉛と、塩
化カルシウム及び臭化カルシウムからなる群から
選ばれる少なくとも1種の可溶性塩、並びに液損
失を低減する量のヒドロキシエチルセルロースを
含有する重ブライン溶液を提供することである。 本発明の別の目的は、密度が約1.70〜約1.92
g/cm3(約14.2〜約16.0ppg)の範囲にあり、臭
化亜鉛と、塩化カルシウム及び臭化カルシウムか
らなる群から選ばれる少なくとも1種の可溶性
塩、並びに液損失を低減する量のヒドロキシエチ
ルセルロースを含有する重ブライン溶液を提供す
ることである。 本発明のさらに別の目的は、密度が約1.70〜約
1.92g/cm3(約14.2〜約16.0ppg)の範囲にあたつ
て、臭化亜鉛と、塩化カルシウム及び臭化カルシ
ウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の可
溶性塩を含有する重ブラインの液損失を低減する
方法を提供することである。 本発明に使用する重ブラインは、臭化亜鉛と、
塩化カルシウム及び臭化カルシウムからなる群か
ら選ばれる少なくとも1種の可溶性塩とを含有す
る。 本発明の一態様では、臭化亜鉛の濃度は約16〜
約20重量%の範囲になければならない。好ましく
は、臭化亜鉛濃度は18%以下であり、塩化カルシ
ウム濃度は5(X−17)%(ここで、Xは臭化亜
鉛の%)以下である。 本発明の別の態様では、ブラインは20重量%を
超える臭化亜鉛と、少なくとも(2X−33)重量
%濃度の塩化カルシウムを含まなければならない
(ここで、Xは臭化亜鉛の%)。 好ましいブラインは約1.70〜約1.92g/cm3(約
14.2〜約16.0ppg)の範囲の密度をもつ。 一般に、重ブラインは、次のような、種々の標
準的な市場で入手できるブラインを一緒に混合し
て調製する:密度約1.32〜約1.39g/cm3(約11.0
〜約11.6ppg)の範囲の塩化カルシウムブライ
ン;密度1.70g/cm3(14.2ppg)の臭化カルシウ
ムブライン;及び密度2.30g/cm3(19.2ppg)で、
約20%の臭化カルシウムと約57%の臭化亜鉛を含
有する臭化カルシウム/臭化亜鉛溶液である。固
体の塩化カルシウム及び固体の臭化カルシウム
も、本発明で使用する重ブラインを調製するの
に、これらのブラインと合わせて使用される。し
かし、本発明の実際においては、溶液だけをブラ
イン配合に利用するのが好ましい。標準ブライン
の混合/調製表は、これら商業的に入手できるブ
ラインの種々の製造元や販売元から入手できる。 本発明において液損失抑制剤として使用される
HECポリマーは、固体粒状の材料であつて、水
溶性もしくは水分散性のガムであり、水性媒体中
に溶けるか分散するとその系の粘度を増加させる
ものである。HECポリマーは、セルロースを水
酸化ナトリウムで処理後エチレンオキシドと反応
させることにより製造される。一般に高収率の水
溶性、ノニオン性材料である。セルロース分子中
の各アンヒドログルコース単位が3個の反応性水
酸基をもつ。セルロース中の各アンヒドログルコ
ース単位に結合することになるエチレンオキシド
の平均分子数は、結合置換基のモル置換度と称さ
れる。エチレンオキシドと反応させられる各アン
ヒドログルコース単位の平均水酸基数は、置換の
程度と称される。一般、モル置換度が1より大き
いHECポリマーを使用するのが好ましい。 通常、乾燥し粉末化した親水性ポリマー例えば
HECを水に加えると、ポリマー粒子は水和され
るが、粒子内部の即座の水和は防がれ、あるいは
水性媒体中への分散が妨げられる。したがつて、
均一な系を得るには強いせん断、長時間の混合、
及び/又は高温を適用しなければならない。 本発明者らは、HECや他の親水性ポリマーは、
常温で重ブラインを粘稠化するように活性化でき
ることを見出した。活性化HEC組成物とHEC活
性化法は、次の米国特許出願に開示されている。
分散性親水性ポリマー組成物と題する第119805号
(1980年2月8日出願);水性ブライン粘稠化用組
成物及び粘稠化法と題する第146286号(1980年5
月5日出願)。他の親水性ポリマー活性化法は、
分散性親水性ポリマー組成物と題する第196367号
(1980年10月14日出願)に開示されている。 活性化HEC組成物は、 1) HECと;水混和性極性有機液体からなる
溶媒和剤であつて、HECと該溶媒和剤を1:
2の重量比で均一に混合したときに、密閉容器
に常温で一週間静止後にも液体の溶媒和剤が実
質的に全く遊離しない混合物を与えるものと;
溶媒和剤でない有機液体からなる希釈剤とから
なる。また、 2) HECと;水性液体と;水溶性極性有機液
体であつて、HECと該液体を1:2の重量比
で均一に混合した時に、密閉容器に常温で1週
間静止した後にも遊離の液体が存在しない混合
物を与えるものとからなる。前記水性液体のPH
は7.0より大であることが好ましい。 一般的に言つて、上述の溶媒和試験に合格する
実質的にいずれの有機化合物も、使用できる程度
に溶媒和剤として働くことがわかつた。限定はし
ないが好ましい溶媒和剤には、エチレングリコー
ル、1,2−プロパンジオール、1,4−ブタン
ジオール、1,3−ペンタンジオール等のような
2〜5個の炭素原子をもつ脂肪族グリコール;グ
リセロール、1,2,3−ブタントリオール、
1,2,3−ペンタントリオール等のような2〜
6個の炭素原子を有するアルキレントリオール;
ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルホルムア
ミド等のような1〜4個の炭素原子を有するアミ
ド;及びこれら種々の化合物の混合物が含まれ
る。 希釈剤は、一般に、溶媒和剤でないいずれの有
機化合物もしくは材料でもよい。一般に、希釈剤
はHECポリマーを認められる程には膨潤させな
い液体であり、即ち希釈剤は、溶媒和剤を決定す
る上記試験で述べた1週間の溶媒和期間の後に、
遊離の液体が存在しない、半固体の即ち粘調な混
合物を生じさせたりしない。希釈剤の限定的でな
い例として、炭素原子数5〜10の液体の脂肪族及
び芳香族炭化水素;灯油、ジーゼル油、イソプロ
パノール、アルキレングリコールエーテル、植物
油等がある。水溶性又は水混和性の有機液体が特
に好ましく、少なくとも3個の炭素原子をもつア
ルカノール、エチレングリコールモノアルキルエ
ーテル、ジアルキレングリコールモノアルキルエ
ーテル等が最も好ましい。希釈剤はポリマー組成
物を約20℃で液状の注入可能な状態に保つ。しか
し、所望により希釈剤の量を少なくすることがで
きること、使用する希釈剤の最終的な量はその増
粘剤を分散するのに利用できるせん断の型に依存
することは理解されよう。一般に、注入可能な液
体である望ましい増粘剤は約10〜約25重量%の
HECポリマー、約2〜約70重量%の希釈剤、及
び約5〜約88%の溶媒和剤を含む組成物から製造
できることがわかつた。 HECは、重ブラインが接触によつて地層へ損
失する割合を低減するようにブラインの粘度を増
加するために、重ブラインに加えられてきた。普
通、ブリツジング粒子(bridging particles)が
存在しないと、ヒドロキシエチルセルロースは
HECが十分に水和されているブライン中では貧
弱な液損失抑制しかもたらさない。例えば、米国
特許出願第161444号(粘稠化した重ブラインと題
し、1980年6月20日出願)を参照されたい。 本発明者らは、1980年6月20日出願の米国特許
出願第161444号に開示したように、臭化亜鉛濃度
が約20重量%未満の場合、HECはブラインを効
果的にゲル化又は増粘しないことを見出した。事
実、臭化亜鉛を全然含まないブライン又は高濃度
の臭化亜鉛を含むブライン溶液をHECで増粘で
きる一方、二つの増粘した溶液を混合して亜鉛濃
度が約20重量%未満である溶液をつくると、その
混合ブラインの粘度はHECがあたかも全然存在
しない場合と本質的に同じになることを見出し
た。 本明細書に示すように、HECが余り効果的で
ない増粘剤である一定の重ブラインにおいては、
HECは優れた液損失抑制添加剤として機能する
ことが、本発明の特徴である。本発明のHEC含
有ブラインは、HECが完全に又はほぼ完全に水
和した時に得られるクリアブラインと比較すると
濁つている。即ち不透明である。これらのブライ
ン中ではHECは完全には溶解されず、その結果
HECの少なくとも一部はこれらブラインの液損
失を低減するブリツジング剤として働くよう利用
できる。 本発明の実施においては、HECが常温におい
てこれら重ブライン中で水和するように活性化さ
れていることが好ましい。 HECの濃度はブラインの液損失を低減するの
に十分量必要なだけである。好ましくは、HEC
濃度は約0.71〜約14.3mg/cm3(約0.25〜約5.0ポン
ド/42ガロンバーレル(ppb))、より好ましくは
約0.71〜約8.6mg/cm3(約0.25〜約3.0ppb)であ
る。 臭化亜鉛と、塩化カルシウム及び臭化カルシウ
ムからなる群から選ばれる少なくとも1種の可溶
性塩を含有する重ブラインの液損失を低減する方
法を提供することが本発明の別の側面であり、該
方法は、約16〜約20重量%の臭化亜鉛を含有する
ようにブラインを配合し、該ブラインを前述のよ
うに液損失を低減する量のHECと混合すること
からなる。 本発明のさらに別の側面は、臭化亜鉛、塩化カ
ルシウム及び臭化カルシウムを含有する重ブライ
ンの液損失を低減する方法を提供することであ
り、該方法は、20%を超える臭化亜鉛と少なくと
も(2X−33)重量%濃度〔ここで、Xは臭化亜
鉛の%〕の塩化カルシウムを含むようにブライン
を配合し、そのブラインを前述のように液損失を
低減する量のHECと混合することからなる。 本発明を一層十分に説明するために、次の例を
示すが、これらに限定するものではない。 実施例 表1の列挙した諸組成を有する重ブラインを、
次の材料をそれぞれ示した量一緒に混合すること
によつて調製した。20%臭化カルシウムと57%臭
化亜鉛を含有する2.30g/cm3(19.2ppg)の臭化
カルシウム/臭化亜鉛溶液;53%臭化カルシウム
を含有する1.70g/cm3(14.2ppg)臭化カルシウ
ム溶液;37.6%塩化カルシウムを含有する1.39
g/cm3(11.6ppg)の塩化カルシウム溶液;及び
95%塩化カルシウムを含有する塩化カルシウムペ
レツト。室温まで冷却後、8.6mg/cm3(3ppb)の
NATROSOL250HHRヒドロキシエチルセルロ
ース、又は8.6mg/cm3(3ppb)の活性化
NATROSOL250HHR(即ち、20%HEC、25%グ
リセリン、54.6%イソプロパノール、及び0.4%
(AB−O−SIL M5を含有する43g/cm2(15ppb)
の組成物)のいずれかを加えた。その後、重ブラ
インを室温で16時間ロール練りし、API RP
13Bのレオロジー及び液損失を求めた。次に重ブ
ラインを65.6℃(150〓)で16時間ロール練りし、
室温に冷却し、API RP 13Bのデータを再び求
めた。得られたデータを表2に示す。 これらのデータから、非常に低いAPI液損失を
示すようにHEC含有重ブラインを配合できるこ
とがわかるが、ただしブライン中の臭化亜鉛の%
が約16〜約20重量%の範囲であるか、又は臭化亜
鉛の%が20%より大きくて塩化カルシウムの%が
(2X−33)%〔ここではXはブライン中の臭化亜
鉛の%〕より大きい場合である。臭化亜鉛の%は
約18〜約20%の範囲で、塩化カルシウムの%は約
5(X−17)%未満であることが好ましい。この
好ましい範囲では、重ブラインの粘度が高められ
るのが認められるような程度にHECが溶解する。
このデータから、どんな固体の塩化カルシウムも
重ブラインには入れないことが好ましいこともわ
かる。
The present invention provides a heavy brine solution containing zinc bromide and at least one soluble salt selected from the group consisting of calcium chloride and calcium bromide.
brine solutions, particularly those containing hydroxyethylcellulose with low fluid loss. In recent years, the scope of practical use of clear brines for use in the oil and gas industry has expanded significantly with the use of soluble zinc salts, particularly zinc bromide. As a result, clear brines now have the advantage of allowing liquids to reach densities as high as 19.2 pounds per gallon (2.3 g/cm 3 ) at ambient temperature and pressure. High density clear brines are widely used. Plugging of hole tunnel
as completion fluids to minimize perforation tunnels, prevent formation infiltration, and minimize mechanical problems; as workover fluids for similar reasons;
packer fluids that facilitate the movement or recovery of the packer
as; hole enlargement (underreaming), gravel packing and sand control (sand control).
as kill fluids or ballast fluids used in wire-line work; and as drilling fluids. Density 1.7g/ cm3 (14.2 lbs/gallon (ppg))
The following clear brines are commonly formulated to include sodium chloride, sodium bromide, potassium chloride, calcium chloride, calcium bromide, or mixtures of these salts. Density is 1.8g/ cm3
(approximately 15.1 ppg) can be prepared with calcium chloride and calcium bromide, but clear brines in this density range generally contain soluble zinc salts if the brine must have a low crystallization temperature. It is prepared as follows. Zinc bromide is preferred because brines containing it are less corrosive than brines containing zinc chloride. A clear brine having a density greater than 1.8 g/cm 3 (approximately 15.1 ppg) is prepared containing zinc bromide. Generally, hydroxyethylcellulose (HEC)
and xanthan gum polymers,
Compatible with fluids that do not contain zinc salts. However, at high densities, the hydration of these thickeners is significantly slow. HEC is generally considered unsatisfactory for use in zinc salt containing fluids. We have now discovered that HEC functions as a liquid loss control additive in certain heavy brines where HEC does not function effectively as a thickener. These heavy brines contain: 1) about 16 to about 20 weight percent zinc bromide; or 2) greater than 20 weight percent zinc bromide and at least (2X-33) weight percent, where X is zinc bromide. %] concentration of calcium chloride, containing any of the following. It is therefore an object of the present invention to provide a heavy brine solution containing zinc bromide and at least one soluble salt selected from the group consisting of calcium chloride and calcium bromide, and an amount of hydroxyethylcellulose that reduces liquid loss. The goal is to provide the following. Another object of the invention is to have a density of about 1.70 to about 1.92.
g/cm 3 (about 14.2 to about 16.0 ppg), zinc bromide and at least one soluble salt selected from the group consisting of calcium chloride and calcium bromide, and an amount of hydroxy to reduce liquid loss. To provide a heavy brine solution containing ethylcellulose. Yet another object of the invention is that the density is from about 1.70 to about
A heavy brine solution containing zinc bromide and at least one soluble salt selected from the group consisting of calcium chloride and calcium bromide in a range of 1.92 g/cm 3 (about 14.2 to about 16.0 ppg). It is an object of the present invention to provide a method for reducing losses. The heavy brine used in the present invention contains zinc bromide,
and at least one soluble salt selected from the group consisting of calcium chloride and calcium bromide. In one embodiment of the invention, the concentration of zinc bromide is about 16 to
It should be in the range of approximately 20% by weight. Preferably, the zinc bromide concentration is 18% or less and the calcium chloride concentration is 5(X-17)% or less (where X is % zinc bromide). In another embodiment of the invention, the brine must contain greater than 20% by weight zinc bromide and at least (2X-33)% by weight concentration of calcium chloride, where X is % zinc bromide. A preferred brine is about 1.70 to about 1.92 g/cm 3 (about
14.2 to about 16.0 ppg). Generally, heavy brines are prepared by mixing together various standard commercially available brines, such as: density about 1.32 to about 1.39 g/cm 3 (about 11.0
a calcium chloride brine with a density of 1.70 g/cm 3 (14.2 ppg); and a calcium bromide brine with a density of 2.30 g/cm 3 (19.2 ppg).
It is a calcium bromide/zinc bromide solution containing about 20% calcium bromide and about 57% zinc bromide. Solid calcium chloride and solid calcium bromide are also used in conjunction with these brines to prepare the heavy brines used in this invention. However, in the practice of this invention, it is preferred that only the solution be utilized for brine formulation. Standard brine mixing/preparation tables are available from various manufacturers and distributors of these commercially available brines. Used as a liquid loss inhibitor in the present invention
HEC polymers are solid particulate materials that are water-soluble or water-dispersible gums that increase the viscosity of the system when dissolved or dispersed in an aqueous medium. HEC polymers are produced by treating cellulose with sodium hydroxide and then reacting it with ethylene oxide. It is generally a high-yield, water-soluble, nonionic material. Each anhydroglucose unit in the cellulose molecule has three reactive hydroxyl groups. The average number of molecules of ethylene oxide that will be bound to each anhydroglucose unit in cellulose is referred to as the molar degree of substitution of the bound substituents. The average number of hydroxyl groups on each anhydroglucose unit that is reacted with ethylene oxide is referred to as the degree of substitution. It is generally preferred to use HEC polymers with a molar degree of substitution greater than 1. Usually dried and powdered hydrophilic polymers e.g.
Adding HEC to water hydrates the polymer particles, but prevents immediate hydration inside the particles or prevents them from dispersing into the aqueous medium. Therefore,
To obtain a homogeneous system, strong shear, long mixing times,
and/or high temperatures must be applied. We believe that HEC and other hydrophilic polymers are
It has been found that heavy brine can be activated to become viscous at room temperature. Activated HEC compositions and HEC activation methods are disclosed in the following US patent applications:
No. 119805 entitled Dispersible Hydrophilic Polymer Compositions (filed February 8, 1980); No. 146286 entitled Aqueous Brine Thickening Compositions and Thickening Processes (filed February 8, 1980);
(Filed on May 5th). Other hydrophilic polymer activation methods include
No. 196,367 (filed October 14, 1980) entitled Dispersible Hydrophilic Polymer Compositions. The activated HEC composition comprises: 1) HEC and a solvating agent consisting of a water-miscible polar organic liquid, the HEC and the solvating agent comprising 1: HEC and a water-miscible polar organic liquid;
When uniformly mixed at a weight ratio of 2 to 2, it provides a mixture in which substantially no liquid solvating agent is liberated even after being left in a closed container at room temperature for one week;
and a diluent consisting of an organic liquid that is not a solvating agent. 2) HEC; an aqueous liquid; and a water-soluble polar organic liquid; when HEC and the liquid are uniformly mixed at a weight ratio of 1:2, no release occurs even after standing in a closed container at room temperature for one week. It consists of one that gives a mixture in which no liquid is present. PH of the aqueous liquid
is preferably greater than 7.0. Generally speaking, virtually any organic compound that passes the solvation test described above has been found to act as a solvating agent to a usable extent. Preferred solvating agents include, but are not limited to, aliphatic glycols having 2 to 5 carbon atoms, such as ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,4-butanediol, 1,3-pentanediol, and the like. ; Glycerol, 1,2,3-butanetriol,
2~ such as 1,2,3-pentanetriol etc.
alkylene triol with 6 carbon atoms;
Amides having 1 to 4 carbon atoms such as formamide, acetamide, dimethylformamide, etc.; and mixtures of these various compounds are included. A diluent generally can be any organic compound or material that is not a solvating agent. Generally, the diluent is a liquid that does not appreciably swell the HEC polymer, i.e., after the one week solvation period described in the above test to determine the solvating agent, the diluent
There are no free liquids and no semi-solid or viscous mixtures are formed. Non-limiting examples of diluents include liquid aliphatic and aromatic hydrocarbons having from 5 to 10 carbon atoms; kerosene, diesel oil, isopropanol, alkylene glycol ethers, vegetable oils, and the like. Water-soluble or water-miscible organic liquids are particularly preferred, with alkanols having at least 3 carbon atoms, ethylene glycol monoalkyl ethers, dialkylene glycol monoalkyl ethers, and the like being most preferred. The diluent maintains the polymer composition in a liquid, injectable state at about 20°C. However, it will be appreciated that the amount of diluent can be lowered if desired, and that the final amount of diluent used will depend on the type of shear available to disperse the thickener. Generally, desirable thickeners that are injectable liquids contain from about 10 to about 25% by weight
It has been found that compositions can be made from HEC polymers, from about 2 to about 70% by weight diluent, and from about 5 to about 88% solvating agent. HEC has been added to heavy brines to increase the viscosity of the brine so as to reduce the rate of loss of the heavy brine to the formation by contact. Normally, in the absence of bridging particles, hydroxyethylcellulose
HEC provides poor liquid loss control in well-hydrated brine. See, eg, US Patent Application No. 161,444 (entitled Thickened Heavy Brine, filed June 20, 1980). As disclosed in U.S. Patent Application No. 161,444, filed June 20, 1980, we have discovered that HEC effectively gels or thickens brine when zinc bromide concentrations are less than about 20% by weight. I discovered that it is not sticky. In fact, while brines containing no zinc bromide or brine solutions containing high concentrations of zinc bromide can be thickened with HEC, the two thickened solutions can be mixed to create a solution with a zinc concentration of less than about 20% by weight. We have found that when HEC is made, the viscosity of the mixed brine is essentially the same as if no HEC was present. As shown herein, in certain heavy brines where HEC is a less effective thickener,
It is a feature of the present invention that HEC functions as an excellent liquid loss control additive. The HEC-containing brine of the present invention is cloudy compared to the clear brine obtained when the HEC is completely or nearly completely hydrated. That is, it is opaque. HEC is not completely dissolved in these brines, resulting in
At least a portion of the HEC can be utilized to act as a bridging agent to reduce liquid loss in these brines. In the practice of this invention, it is preferred that the HEC is activated to hydrate in these heavy brines at room temperature. The concentration of HEC is only needed to be sufficient to reduce brine liquid loss. Preferably HEC
The concentration is about 0.71 to about 14.3 mg/cm 3 (about 0.25 to about 5.0 pounds per 42 gallon barrel (ppb)), more preferably about 0.71 to about 8.6 mg/cm 3 (about 0.25 to about 3.0 ppb). It is another aspect of the present invention to provide a method for reducing liquid loss of heavy brines containing zinc bromide and at least one soluble salt selected from the group consisting of calcium chloride and calcium bromide, The method consists of formulating a brine to contain from about 16 to about 20 weight percent zinc bromide and mixing the brine with a liquid loss reducing amount of HEC as described above. Yet another aspect of the invention is to provide a method for reducing liquid loss of heavy brines containing zinc bromide, calcium chloride and calcium bromide, the method comprising: Formulate a brine to contain at least (2X-33) weight percent concentration of calcium chloride, where X is % of zinc bromide, and mix the brine with an amount of HEC to reduce liquid loss as described above. consists of doing. In order to more fully illustrate the invention, the following non-limiting examples are provided. EXAMPLE A heavy brine having the compositions listed in Table 1 was
The following materials were prepared by mixing together the indicated amounts of each. 2.30 g/cm 3 (19.2 ppg) calcium bromide/zinc bromide solution containing 20% calcium bromide and 57% zinc bromide; 1.70 g/cm 3 (14.2 ppg) containing 53% calcium bromide Calcium bromide solution; 1.39 containing 37.6% calcium chloride
g/cm 3 (11.6 ppg) of calcium chloride solution; and
Calcium chloride pellets containing 95% calcium chloride. After cooling to room temperature, 8.6 mg/cm 3 (3 ppb)
Activation of NATROSOL250HHR Hydroxyethyl Cellulose, or 8.6mg/cm 3 (3ppb)
NATROSOL250HHR (i.e. 20% HEC, 25% glycerin, 54.6% isopropanol, and 0.4%
(43g/ cm2 (15ppb) containing AB-O-SIL M5
composition) was added. Then, the heavy brine was roll-kneaded for 16 hours at room temperature and API RP
The rheology and liquid loss of 13B were determined. Next, roll knead the heavy brine at 65.6℃ (150〓) for 16 hours,
Cooled to room temperature and retrieved data for API RP 13B again. The data obtained are shown in Table 2. These data show that HEC-containing heavy brines can be formulated to exhibit very low API fluid loss, provided that the % zinc bromide in the brine
is in the range of about 16 to about 20% by weight, or the % zinc bromide is greater than 20% and the % calcium chloride is (2X-33)%, where X is the % zinc bromide in the brine. ] is larger. Preferably, the % zinc bromide ranges from about 18% to about 20% and the % calcium chloride is less than about 5(X-17)%. In this preferred range, the HEC is dissolved to such an extent that the viscosity of the heavy brine is observed to increase.
This data also shows that it is preferable not to include any solid calcium chloride in the heavy brine.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】 本発明は、その精神即ち本質的特徴から逸脱す
ることなく他の特定の態様に具体化できる。ここ
に示した実施態様は、それ故、あらゆる点におい
て例示として考えるべきであつて限定的に考えて
はならない。本発明の範囲は、前述の説明よりは
むしろ特許請求の範囲によつて示され、したがつ
て特許請求の範囲の意味するところ及びその均等
の範囲内にある改変はすべて本発明に含まれる。
The present invention may be embodied in other specific embodiments without departing from its spirit or essential characteristics. The embodiments presented herein are therefore to be considered in all respects as illustrative and not as restrictive. The scope of the invention is indicated by the claims rather than by the foregoing description, and all modifications that come within the meaning and range of equivalents of the claims are therefore included within the invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 臭化亜鉛と、塩化カルシウム及び臭化カルシ
ウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の可
溶性塩、並びに液損失を低減する量のヒドロキシ
エチルセルロースを含有する重ブライン溶液であ
つて、前記ブラインが16〜20重量%の臭化亜鉛を
含有する溶液。 2 特許請求の範囲第1項記載のブラインであつ
て、1.70〜1.92g/cm3(14.2〜16.0ppg)の密度を
有するもの。 3 特許請求の範囲第2項記載のブラインであつ
て、ヒドロキシエチルセルロースの濃度が0.71〜
14.3mg/cm3(0.25〜5.0ポンド/42ガロンバーレ
ル)であるもの。 4 特許請求の範囲第2項記載のブラインであつ
て、ヒドロキシエチルセルロースの濃度が0.71〜
8.6mg/cm3(0.25〜3.0ポンド/42ガロンバーレル)
であるもの。 5 特許請求の範囲第1、2、3又は4項記載の
ブラインであつて、前記ヒドロキシエチルセルロ
ースが前記ブライン中で常温において水和するよ
うに活性化されたものであるブライン。 6 臭化亜鉛、塩化カルシウム、及び臭化カルシ
ウム、並びに液損失を低減する量のヒドロキシエ
チルセルロースを含有する重ブラインであつて、
前記ブラインが20重量%より多い量の臭化亜鉛
と、少なくとも(2X−33)%〔ここで、Xは前
記ブライン中の臭化亜鉛の重量%である〕濃度の
塩化カルシウムとを含有するブライン。 7 特許請求の範囲第6項記載のブラインであつ
て、1.70〜1.92g/cm3(14.2〜16.0ppg)の密度を
有するもの。 8 特許請求の範囲第7項記載のブラインであつ
て、ヒドロキシエチルセルロースの濃度が0.71〜
14.3mg/cm3(0.25〜5.0ポンド/42ガロンバーレ
ル)であるもの。 9 特許請求の範囲第7項記載のブラインであつ
て、ヒドロキシエチルセルロースの濃度が0.71〜
8.6mg/cm3(0.25〜3.0ポンド/42ガロンバーレル)
であるもの。 10 特許請求の範囲第6、7、8又は9項記載
のブラインであつて、前記ヒドロキシエチルセル
ロースが前記ブライン中で常温において水和する
ように活性化されたものであるブライン。
[Scope of Claims] 1. A heavy brine solution containing zinc bromide, at least one soluble salt selected from the group consisting of calcium chloride and calcium bromide, and an amount of hydroxyethyl cellulose that reduces liquid loss. , a solution in which the brine contains 16-20% by weight of zinc bromide. 2. The brine according to claim 1, having a density of 1.70 to 1.92 g/cm 3 (14.2 to 16.0 ppg). 3. The brine according to claim 2, wherein the concentration of hydroxyethylcellulose is 0.71 to 0.71.
14.3 mg/cm 3 (0.25-5.0 lb/42 gallon barrel). 4. The brine according to claim 2, wherein the concentration of hydroxyethyl cellulose is 0.71 to 0.71.
8.6mg/ cm3 (0.25-3.0 lb/42 gallon barrel)
something that is. 5. The brine according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the hydroxyethylcellulose is activated in the brine so as to be hydrated at room temperature. 6. A heavy brine containing zinc bromide, calcium chloride, and calcium bromide, and an amount of hydroxyethyl cellulose that reduces liquid loss,
a brine in which the brine contains greater than 20% by weight of zinc bromide and a concentration of at least (2X-33)% calcium chloride, where X is the weight% of zinc bromide in the brine; . 7. The brine according to claim 6, having a density of 1.70 to 1.92 g/cm 3 (14.2 to 16.0 ppg). 8. The brine according to claim 7, wherein the concentration of hydroxyethyl cellulose is 0.71 to 0.71.
14.3 mg/cm 3 (0.25-5.0 lb/42 gallon barrel). 9. The brine according to claim 7, wherein the concentration of hydroxyethyl cellulose is 0.71 to 0.71.
8.6mg/ cm3 (0.25-3.0 lb/42 gallon barrel)
something that is. 10. The brine according to claim 6, 7, 8 or 9, wherein the hydroxyethyl cellulose is activated in the brine so as to be hydrated at room temperature.
JP58039339A 1982-03-11 1983-03-11 Hydroxy cellulose-containing low liquid loss brine Granted JPS58171471A (en)

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FR2523142B1 (en) 1988-05-13
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