NL8203697A - Werkwijze en samenstelling voor het verhogen van de viscositeit en het verminderen van het stroombaarheidsverlies van waterige systemen, die als putbehandelingsvloeistoffen gebruikt worden. - Google Patents

Description

*, 4 _

Werkwijze en samenstelling voor het verhogen van de viscositeit en het verminderen van het stroombaarheidsverlies van waterige systemen, die als putbehandelingsvloeistoffen gebruikt worden.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een samenstelling voor het verhogen van de viscositeit en het verminderen van het stroombaarheidsverlies van waterige systemen, die als putbehandelingsvloeistoffen gebruikt worden.

5 Waterige media, in het bijzonder media, die zoutoplossingen voor olievelden bevatten, worden gewoonlijk gebruikt als putbehandelingsvloeistoffen, zoals boorvloeistoffen, herstelvloeistoffen, voltooiings-vloeistoffen, ruimtevloeistoffen, behandelingsvloeistoffen voor onder-grondse formaties, vulvloeistoffen, holteverlatingsvloeistoffen, enz.

10 Dergelijke putbehandelingsvloeistoffen dienen, wanneer zij werkzaam en economisch aantrekkelijk moeten zijn, een gering stroombaarheidsverlies te vertonen. Het is bekend aan de putbehandelingsvloeistof bepaalde hy-drofiele polymere materialen voor de regeling van het stroombaarheidsverlies toe te voegen. Het is bijvoorbeeld bekend zetmeel- en cellulo-15 seprodukten, bijvoorbeeld maiszetmeel en aardappelzetmeelderivaten als toevoegsels aan putbehandelingsvloeistoffen, bijvoorbeeld zoutoplossingen toe te voegen, voor het regelen van het stroombaarheidsverlies.

Viscositeitstoename van waterige putbehandelingsvloeistoffen, bijvoorbeeld zoutoplossingen, is eveneens bij vele toepassingen noodzake-20 lijk. Ook hier zijn zetmeel- en cellulosederivaten gebruikt om een dergelijke viscositeitstoename te bereiken.

Voorbeelden van de stand der techniek, die verschillende toevoegsels aan putbehandelingsvloeistoffen beschrijven voor de toename van de viscositeit en/of het regelen van het stroombaarheidsverlies zijn het 25 Amerikaanse octrooischrift 3.625.889, waarin een putvoltooiingsvloei-stof wordt beschreven, die bestaat uit waterig calciumchloride, carbo-xymethyleellulose (CMC) en xanthangom (XC polymeer), en het Amerikaanse octrooischrift 3.953.336, waarin mengsels beschreven worden van XC polymeer met verschillende cellulosederivaten zoals hydroxyethylcellulo-30 se, carboxymethylcellulose, enz.

Het is daarom een oogmerk van de onderhavige uitvinding een nieuwe samenstelling te verschaffen voor de synergistische toename van de viscositeit en de regeling van het stroombaarheidsverlies van waterige putbehandelingsvloeistoffen.

35 Een ander oogmerk van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een nieuwe samenstelling, die geschikt is om synergistisch de vis- 8203697 > > 2 ' cositeit te doen toenemen en het stroombaarheidsverlies van waterige zoutoplossingen, die als putbehandelingsvloeistoffen worden gebruikt, te verlagen.

Nog een ander oogmerk van de onderhavige uitvinding is het ver-5 schaffen van een verbeterde werkwijze voor het verminderen van het stroombaarheidsverlies van een waterige putbehandelingsvloeistof.

De voorafgaande en andere oogmerken van de onderhavige uitvinding zullen duidelijk worden uit de hierna volgende beschrijving en de bi j-gevoegde conclusies.

10 Volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt een werkwijze verschaft voor het verlagen van het stroombaarheidsverlies van een waterige putbehandelingsvloeistof, gekenmerkt door de toe-voeging en de dispergering in de putbehandelingsvloeistof van een werk-zame hoeveelheid van een verknoopt hydroxyethylzetmeel (HES) en een 15 werkzame hoeveelheid van een produkt gekozen uit de groep bestaande uit carboxymethylcelluloseethers, XC polymeer en mengsels daarvan.

Bij een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt een samenstelling verschaft, die geschikt is voor het verhogen van de viscositeit en het verlagen van het stroombaarheidsverlies van een wa-20 terig milieu, gekenmerkt door de aanwezigheid van een werkzame hoeveelheid van een verknoopt hydroxyethylzetmeel en een werkzame hoeveelheid van een produkt gekozen uit de groep bestaande uit carboxyalkylcellulo-sedthers, XC polymeer en mengsels daarvan.

Volgens nog een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvin-25 ding wordt een putbehandelingsvloeistof verschaft, gekenmerkt door de aanwezigheid van een waterig milieu, een werkzame hoeveelheid van een verknoopt hydroxyethylzetmeel en een werkzame hoeveelheid van produkt gekozen uit de groep bestaande uit carboxyalkylcelluloseethers, XC po-lymeren en mengsels daarvan.

30 Tot een van de polymeercomponenten (polymeer A) van de nieuwe sa mens tellingen van de onderhavige uitvinding behoort een produkt gekozen uit de groep bestaande uit carboxyalkylcellulose’dthers, waarin de al-kylgroep 1 tot 3 koolstofatomen bevat, zoals carboxymethylcellulose (CMC), carboxyethylcellulose (CEC), enz.; xanthangom (xanthomonas poly-35 saccharidegom biopolymeer) in het algemeen bekend als XC polymeer en mengsels daarvan. De uitdrukking polymeereomponent beoogt een of meer van de carboxyalkylcelluloseethers met of zonder XC te omvatten. Van de hiervoor genoemde polymeren zijn de polymeren, die de voorkeur verdie-nen, XC polymeer en carboxymethylcellulose.

40 De XC polymeren, die voor de onderhavige uitvinding geschikt zijn, 8203697 ? ΐ 3 ' afhankelijk van de bereidingsmethode van de putbehandelingsvloeistof- fen, kunnen hetzij in de vorm van een in hoofdzaak onbehandeld droog poeder hetzij een "geactiveerde" XC polymeer zijn. De uitdrukking "geactiveerd" zoals hier gebruikt, heeft betrekking op een XC polymeer, 5 dat hoofdzakelijk zal hydrateren of oplossen in een zoutoplossing met een dichtheid groter dan ongeveer 1,7 kg/dm^ zonder noodzaak van men-ging, zoals walsen, bij verhoogde temperaturen. Voorbeelden van dergelijke geactiveerde XC polymeren worden aangetroffen in de Amerikaanse octrooiaanvrage 146.286, ingediend 5 mei 1980. Zoals in deze octrooi-10 aanvrage besebreven, zullen XC polymeren, die geactiveerd zijn, in zoutoplossingen oplossen zonder noodzaak tot walsen of andere vormen van menging bij verhoogde temperaturen. In het algemeen kan elk XC polymeer, dat in een zoutoplossing met een dichtheid groter dan ongeveer 1,7 kg/dm^ bij kamertemperatuur zal oplossen, als een "geactiveerd" XC 15 polymeer worden opgevat. Het zal echter duidelijk zijn, dat de onderha-vige uitvinding niet beperkt is tot het gebruik van dergelijke geactiveerde XC polymeren. Afhankelijk van de mengomstandigheden en de samen-stelling van de waterige putbehandelingsvloeistof zijn niet geactiveerde of droge poedexvormige XC polymeren verenigbaar. met de waterige put-20 behandelingsvloeistoffen, die bij de onderhavige uitvinding worden gebruikt. De uitdrukking "verenigbaar” zoals hier gebruikt, betekent dat het XC polymeer kan solvateran of oplossen in een gegeven waterige op-lossing zonder het gebruik van mengtechnieken, zoals walsen bij verhoogde temperaturen. Derhalve is een niet verenigbaar systeem een sy-25 steem, waarin het XC polymeer niet in de zoutoplossing zal oplossen on-geacht de gebruikte mengomstandigheden.

De andere polymeercomponent (polymeer B) van de samenstellingen van de onderhavige uitvinding is een verknoopt HES. Dergelijke hydroxy-ethylzetmeelprodukten worden bereid door invoering van niet ionogene 30 hydroxyethylzijketens in de polymeerketen van het zetmeel, gevolgd door verknopingstechnieken, die in de stand der techniek bekend zijn, zoals bijvoorbeeld beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 2.500.950, 2.929.811, 2,989.521 en 3.014.901. In het algemeen gesproken zijn de verknoopte hydroxyethylzetmeelprodukten, die voor de onderhavige uit-35 vinding geschikt zijn, die produkten, waarin de substitutiegraad (SG) van de hydroxyethylzijketen van ongeveer 0,15 tot 0,8, bij voorkeur van ongeveer 0,25 tot 0,6 is. Een bijzonder geschikt, verknoopt hydroxy-ethylzetmeel is bekend als BOHRAMYL CR, een verknoopt aardappelzetmeel-derivaat bereid door Avebe (Veendam, Holland). BOHRAMYL CR, dat een 40 grof, wit vlokachtig materiaal is, heeft een stortgewicht (kg/m^) van 8203697 ► ·* 4 ongeveer 325 en een SG van ongeveer 0,4.

Het verknoopte HES kan gebruikt worden in de vorm van een in hoofdzaak onbehandeld droog poeder of schilfers of kan een een "geacti-veerde" zetmeel zijn waarin de uitdrukking "geactiveerd" dezelfde bete-5 kenis heeft zoals hiervoor met betrekking tot de bespreking van geactiveerd XC polymeren. Werkwijzen voor de activering van het verknoopte EES zijn beschreven in de Amerikaanse octrooiaanvrage 119.805, inge-diend 8 februari 1980. Het zal duidelijk zijn, dat de onderhavige uit-vinding niet beperkt is tot het gebruik van geactiveerd HES. In feite 10 is het een kenmerk van de onderhavige uitvinding dat alle polymeercom-ponenten gebruikt kunnen worden in droge vorm voor de bereiding van putbehandelingsvloeistoffen, die uitstekende rheologische eigenschappen en een gering stroombaarheidsverlies vertonen. Echter kan in bepaalde zoutoplossingen activering of vooraf solvateren van de XC polymeren 15 en/of het hydroxyethylzetmeel gewenst zijn om de mengtijden en de zwaarte van de mengomstandigheden te verminderen.

De polymeersamenstelling van de onderhavige uitvinding, die gebruikt kan worden voor de vermindering van het stroombaarheidsverlies en de verhoging van de viscositeit van waterige putbehandelingsvloei-20 stoffen is samengesteld uit een werkzame hoeveelheid verknoopt HES (po-lymeer B) en een werkzame hoeveelheid XC polymeer, een carboxyalkylcel-lulose'ether (CACE) polymeer of mengsels daarvan (polymeer A) · Gevonden werd, dat wanneer een XC polymeer, een CACE polymeer of een mengsel daarvan wordt toegevoegd aan aan putbehandelingsvloeistoffen tezamen 25 met HES, afhankelijk van de aard van de vloeistof, een synergistische verbetering van de viscositeit en/of het stroombaarheidsverlies bereikt wordt. De bijzondere hoeveelheid van elk van de polymeercomponenten aanwezig in de toevoegselsamenstelling zal afhankelijk van de aard en de samenstelling van de waterige putbehandelingsvloeistof, waarmee het 30 toevoegsel moet worden gemengd, varieren. In het algemeen zal de polymeersamenstelling van de onderhavige uitvinding een gewichtsverhouding HES (polymeer B) tot XC polymeer, CACE polymeer of mengsels daarvan (polymeer A) van ongeveer 10 tot 90 tot ongeveer 90 tot 10, bij voor-keur van ongeveer 33 tot 67 tot ongeveer 75 tot 25 bevatten. De poly-35 meersamenstelling van de onderhavige uitvinding kan in de vorm zijn van een droog mengsel van het HES en hetzij het XC polymeer, CACE polymeer of mengsels daarvan of, indien de voorkeur er aan gegeven wordt, kan het in de vorm zijn van gesolvateerde of geactiveerde vormen van de polymeren. Derhalve kunnen bijvoorbeeld het HES en het XC polymeer geac-40 tiveerd zijn en kunnen deze geactiveerde oplossingen met elkaar gemengd 8203697 .........—------- "·'· W—·"«; :----s ------------- 5 ' worden voor het verschaffen van de nieuwe polymeersamenstellingen.

De nieuwe putbehandelingsvloeistof van de onderhavige uitvinding bevat een waterig milieu en een werkzame hoeveelheid van een verknoopt hydroxyethylzetmeel en een werkzame hoeveelheid XC polymeer, CAGE poly-5 meren of mengsels daarvan. De relatieve hoeveelheden van het HES en de andere polymeercomponent (polymeer A) gemengd met het waterige milieu is zodanig, dat een synergistische afname in het stroombaarheidsverlies van het waterige milieu verschaft wordt. Ook hier zal de juiste hoeveelheid van elk van de polymeercomponenten afhangen van de aard van de 10 waterige putbehandelingsvloeistof.

In het algemeen zal echter de gewichtsverhouding van het HES tot de andere polymeercomponent in de putbehandelingsvloestof van ongeveer 10 tot 90 tot ongeveer 90 tot 10, meer bij voorkeur van ongeveer 33 tot 67 tot ongeveer 75 tot 25 zijn.

15 In het algemeen zullen de putbehandelingsvloeistoffen de polymeer componenten in hoeveelheden van ongeveer 1,4 tot ongeveer 28,5 kg/m3 hydroxyethylzetmeel (polymeer B) en van ongeveer 0,7 tot ongeveer 14,25 kg/m3 van de andere polymeercomponent (polymeer A) bevatten.

Het in de putbehandelingsvloeistoffen van de onderhavige uitvin-20 ding gebruikte waterige milieu kan varieren van vers water tot zware zoutoplossingen met een dichtheid groter dan 2,3 kg/dm3. In het algemeen gesproken worden putbehandelingsvloeistoffen, zoals bijvoorbeeld de putbehandelingsvloeistoffen gebruikt bij voltooiings- en herstel-werkzaamheden, bereid uit waterige media, die oplosbare zouten bevatten 25 zoals bijvoorbeeld een oplosbaar zout van een alkalimetaal, een aardal-kalimetaal, een metaal van groep IB, een metaal van groep IIB van het Periodiek Systeem, alsmede in water oplosbare zouten van ammoniak en andere kationen. De polymeersamenstellingen zijn in het bijzonder ge-schikt voor de bereiding van zware zoutoplossingen met gering stroom-30 baarheidsverlies, d.w.z. waterige oplossingen van oplosbare zouten van veelwaardige ionen, bijvoorbeeld zink en calcium.

De zware zoutoplossingen, die voor de vorming van de putbehandelingsvloeistoffen van de onderhavige uitvinding geschikt zijn, die de voorkeur verdienen, zijn de zoutoplossingen met een dichtheid groter 35 dan ongeveer 1,3 kg/dm3, in het bijzonder die met een dichtheid groter dan 1,8 kg/dm3. Dergelijke zware zoutoplossingen zijn samengesteld uit oplossingen in water van zouten gekozen uit de groep bestaande uit cal-ciumchloride, calciumbromide, zinkchloride, zinkbromide en mengsels daarvan.

40 Desgewenst kunnen brugvormingsmiddelen aan de putbehandelings- 8203697 6 vloeistofen worden toegevoegd am te helpen bij het regelen van het stroombaarheidsverlies. In feite worden enigszins lagere filtraten met hun· gebruik verkregen. Het is echter een duidelijk en onverwacht ken-aerk van de uitvinding dat een brugvormingsmiddel niet noodzakelijk is 5 om de Xage stroombaarheidsverlieswaarden in waterige zoutoplossingen te bereiken. Derhalve is het volgens de onderhavige uitvinding mogelijk doorzichtige zoutoplossingen te verkrijgen met zeer geringe stroombaar-heidsverlieseigenschappen en lage rheologische eigenschappen.

Teneinde meer volledig de onderhavige uitvinding toe te lichten 10 worden de volgende niet beperkende voorbeelden gegeven. Tenzij anders aangegeven werden alle metingen van fysische eigenschappen gedaan volgens de proefmethoden uiteengezet in STANDARD PROCEDURE FOR TESTING DRILLING MUD API SP 13B, Seventh Edition, April, 1978. Het toegepaste verknoopte hydroxyethylzetmeel was, tenzij anders aangegeven, BOHRAMYL 15 CR op de markt gebracht door Avebe (Veendam, Holland).

Voorbeeld I

Om het synergistische effect op de viscositeit en het stroombaarheidsverlies bereikt door het mengen van HES en XC polymeer te laten zien, werden 2,85 kg/m^ XC polymeer bij gehalten van 0 of 17,1 kg/m^ 20 BOHRAMYL CR toegevoegd aan een 10 gew.%’s oplosslng van NaCl in water, die 25 minuten op een Multimixer was gemengd. Daarna werden de mengsels bij 66°C gewalst, op 23,3°C gekoeld en 5 minuten geroerd en werden de API rheologie en het stroombaarheidsverlies bepaald. De verkregen gege-vens, die in tabel A zijn vermeld, laten zien dat het BOHRAMYL CR, inr 25 dien gemengd met het XC polymeer, synergistisch het stroombaarheidsverlies in de waterige oplossing van natriumchloride verminderde en de viscositeit verhoogde.

8203697 7 3 r-l 00 0 LO U0 CO I~- “"* ^* **· r,

* * * φ * * * * O W W ^ W

_| CM Ο ® (Ί N O' Is· 2 (ΠΓ^νΟΡ»·Ζ γΊ 0 r-4 m r-l m r-ι oo 0 os en in <5\ 00 o « «► φ « *> O ** s S o ι-s O 0 μ n οι oo Z co co st t-* » ,-1 0 3 r-l S 0 in m o <r Όλ „

* * * φ ** - « O S

o\ cm γ-·· O 0 n oo si oo 2 ri co co r·-* a r-t 0 r-l *4· r-t l>- r-i 3 o coco m o»cs * « Φ «1* 0 * * * g co o r^. o <u in 4 o< oo 2 ·ί ·ί ·ί e a f*l 0

ιΛ cS

C0 H CM Ci Η Μ ιΠ^ΛΓ^ ***Φ ** Λ " " _

]>, fO Is O 0 r-t -3" r-l 00 ON ON CO rl t'' O

r-i 0 cm r-ι γ·» r-i i-ir-iin *n

CM CnI

η m cl coco m on no m Μ*φ **CJ “ ***

vO ΟΓ^Ο® . ® IS on CO IZ ® co <f Μ H

3 r-l S NO o m ON in NO

« « « 0 » - * * “ * in tM i~s O •f") on no co I mo cm cm cm p·- no

,-1 CM r-l NO CM r-l O

r-l ,-ι § m on in on m o>cnm n* « *** * " " - -if o r- ο Λ vo no <r oo . no ό -a· co on H r-l m r-l t-1 0 n

rs G

•3 «

EH ΙΑ O 0Q

co ri co NOONinci no p-- ** * **«Φ " ,

CO CM ps O 0 OOmPsP»»SCOvOCOI>iCM

r-l T-) CO CM ON CM i—I NO CO

0 Φ

4J

o 0 η n m p- no 0 co -* * * * * * tH * * cm o p- o 0 on co -a- oo o 0 ri ό on co co

r-l nn r-l 00 r-l r-l CO

m 0 m n 0 w 00 0 m ON NO CM r-l «* ^ Λ Λ Λ U Λ Λ

Γ-H CM Ο I | .H«MCM'OI''-'OOCO-iONrsO

a cm cn co -or

•3 «CM

+J CO

H CM

0 a e- o 0 ώ Pi Pm 0 Pi Oi <u ο ϋ ^<u 0 o

Qj A * <U ·* *

o 4J U O 4J U

•H *H ^ *H *r4 c a) a) <u a) Sp Ο «μ 4-» * jj 4J u

fO η &0 ·Η fi O *H *H

0000 0M0 d°22 d d O'^'s. (uoo Snooo β 0 d ωω goocM no ο o cni op *φ MX 000 r 000 * 0 •rl 0 *rH ®rl — 45 **"0 *rl -i-l ’ -. 45 ?-*

0 «* 0 > > 60 4Jr4>>Cp W

T3!lps ·*> 0 fO r“ 2 51 d ΦΟ 0ΦΦ ® 0 ® ® 0 0 0 +J 0 l·· ,0. m 0 y ~ y 0

0 0 J ο. -H 0 ϋ 4J U00O4J 4J O

u !>» g o0^®0 d i2 £ J2 3 d „

φ HS 0 0 Ή 0 ·Η H 0 fl 0 *H II

u 0¾ Cmn+JP· m 0 m u 0« *w 0 P. (2 AScMr-10-U Jj Cl

ΰ rrt )1 ,000 H J3 00 H NJ

O UOCS 0 0 ΟΗΗ-βΡιΟβ 0^^¾¾ S ixjpaw>!z!wPiO0<<awoioai<J * 8203697 8

' Voorbeeld II

De methode van voorbeeld I werd gevolgd met de uitzondering, dat carboxymethylcellulose (CMC) werd toegepast in plaats van XC polymeer. De in tabel B gegeven resultaten laten duidelijk zien, dat de combina-5 tie van verknoopt hydroxyethylzetmeel en het CMC polymeer synergisti-sche resultaten geeft zowel bij het stroombaarheidsverlies als de vis-cositeit.

8203697 9 if) ο 00 r-4 00 Ρ r-l ΟΟ CM f- r_! Μ Μ M Q,) Λ * ΛΛ

r-l CM I- © « CM O CM Γ- O r-4 Ο! Γ- Γ- O

r-l C r-l r-l CM O r-l r-4 ΙΠ .-4 r-l O _ r-seocS oo co m tnco Ο *> *> ¢) *» « CJ « “ " © ri © ΓΉ O u Cl Ν « Μ a η η ·ί Ν 2 f-i Ρ

ΙΟ CS

00 r-4 \0 Ρ «—< C0O

Μ Μ Μ (]) *» * Λ Λ Οι Ν Ν Ο Ο C1 Η (Μ C0 ο rC Ο ^ C0 Η γ-Ι |3 r-4 t-4 CM Ο «-Μ ι-4 ΙΟ r-4 γ-4 r-s 2 (3 οο οο m σ» <n --0) - «Ο * ss

eo o r- o o) m <r o a a sf>»rsrooB

.-4 S3 lO .

00 r-l CM S3 Ό" Γ-» CMsf Μ Μ M Q) Μ Μ #»Λ r- μ rs ο tl sfoovoooo οι m 2 w ν r-l PCMr-linOOr-4r-ICO-<l| r-i cm s3 oooo >n οο io m * «*(U «Λ© ·> * * *

VO O o <U 001--0100¾ 00 to ·ί to H

r-l S3 ^ in o _ __ _ _ eoi-isr co o m to no Μ Μ M Qj * Λ ** ΛΛΛ m cm r- o m f-4 0 1-.Ιγ-. co o co co co

r-l CO CM O CM CM CO

F—I

O

,-1-4· in oi m co m oi co m OQ Λ Λ - " " Λ - Λ

<r © r~ Ο P vO VO «4* CO l>- ^OiOsfCOOO

rH f-M *1 r-4 r-4 OJ r* ,η S3

« <U

&4 in o 60 oo f-m co rt m <t m β cmcm

AM* MMMM <y MM

co cm 1-. o csj r-iin<roor-.ainvococoin r4 M-) sj- CM in r-l CO CM 00 *Mf r-l (3 0)

+J

O 3 r-4 CO in VO S3 CO <t

MM M MM *H MM

cm o r-Ocfl oioo^toooSr-iOOoaocn

r-4 "CO r-4 CO f-4 f—I CO

m (3 m M tu

oo 0) vO OI Oi CM

- » « U - -

f-4 CMOI | *rl ΟΙ Γ— OI lO CO 0 CO P— -4* Γ— CO

0 r-i ίο co m •r4 * r-4

+J CO

r-4 CM

1 a o p ο pj cli s3 pu pu 0) ¢3 tj tuoo d - r (Don

0 4J 4J O MJ -U

TM 0-1 0-1 f-j ¢3 oj tu a) o) ep

41 +J 4J » u u P

CO M rl Ή Ο ·Η Ή , oj 60 0 Paata dotD5 'dm p -d 0)00 01OOO 0 0) •H 60 0 Ο O CM vO Ο O CM 60 •Q ' ,4i CO 61 0 - tOtO0 * 0)

•rl β ·Η ·Η . * TO ·Η t-4 -K M

P - S>>60 4J -H > > M U

FQ Pit MJ ^dPria fW 2 S

PcoO 30)0) Λ 0)0) P o p 0 +J g Jm ,Ρ « Sj Ρ }M ,Ρ - S-i tj)

p - J Ο. ·Η Ρ (J 4J JJPPOW 4J O

U 60 g 00,003(3 H “3 £ .3 2 ..

a) ^ 2 O p i-l 3 *Η .Η P *r4 3 r-4 h 4J S pin,nMJP»'|HP'riJje*

03 a d -i4cM^-4t6M-l 5*r4S6M^ I

P UW J3P0) Η ΛΡ0Ι Η U

Ο 20(3ΡΡΟΗ·ΗΜ|3ΗΡΟιΗ^4Ρΰ^ gt s GpeS>S5WpMOA<«aWPHC5P*<} ·* 8203697 10

Opgemerkt wordt met betrekking tot de in de tabellen A en B ge-toonde gegevens, dat het verknoopte HES aanzienlijk betere resultaten geeft dan niet verknoopt materiaal.

Voorbeeld III

5 Om het effect van de polymeersamenstellingen van de onderhavige uitvinding op verzwaarde boorvloeistoffen te onderzoeken, werden ver-schillende hoeveelheden BOHRAMYL CR en XC polymeer toegevoegd aan een natriumchlorideoplossing van 1,44 kg/drn^ verzwaard met BAROID (handels-naam van een bariet verzwaringsmateriaal in de handel gebracht door NL 10 Baroid, Houston, Texas). Het BOHRAMYL CR werd eerst aan de natriumchlorideoplossing toegevoegd en gedurende 10 minuten met een Multimixer ge-mengd. Dit werd gevolgd door de toevoeging van het XC polymeer en de mengbehandeling werd gedurende 10 minuten voortgezet, waama het BAROID werd toegevoegd en de mengbehandeling op de Multimixer gedurende nog 15 eens 10 minuten werd voortgezet. API rheologie en stroombaarheidsver-liesmetingen werden bij de aldus samengestelde boorvloeistof verkregen. De vloeistof werd gedurende 16 uren bij 66°C gewalst en de rheologische en stroombaarheidsverlieseigenschappen werden onderzocht. Daarna werden de monsters gekoeld en gedurende 5 minuten geroerd en werden de eigen-20 schappen opnieuw bepaald. De verkregen gegevens, die in tabel C zijn opgenomen, laten zien dat het XC polymeer, indien gecombineerd met het BOHRAMYL CR, synergistisch het stroombaarheidsverlies vermindert en de viscositeit vergroot in verzwaarde boorvloeistoffen. Eveneens werd opgemerkt, dat er vrijwel geen sedimentatie van verzwarend materiaal was.

8203697

Tabel C

Monsteraanduiding 1 2 3 11

5 Materialen, kg/nP

BOHRAMiL GR 17,1 17,1 XC Polymeer 0,7 0,7 BAROID 570 570 570

Elgenschappen na 10 minuten mengen van BOHRAMYL GR op een Multimixer, 10 toevoeging van XC polymeer, 10 minuten mengen, toevoeging van BAROID, 10 minuten mengen

Schijnbare viscositeit, cP 16,0 23,0 7,0

Plastische viscositeit 15,0 19,0 7,0

Gietpunt, kg/m^ 9,8 39,2 0,0 15 10 sec. gel. kg/m? 24,5 24,5 0,0 10 min. gel. lg/m^ 68,6 34,3 29,4 pH 8,2 8,1 8,1

Filtraatverlies, API, ml 11,5 8,8 57,4

Elgenschappen na 16 h walsen bij 66°C, warm beproefd 20 Schijnbare viscositeit, cP 13,5 17,0 5,5

Plastische viscositeit, cP 13,0 14,0 5,0

Gietpunt, kg/m^ 4,9 29,4 4,9 10 sec. gel. kg/m^ 39,2 14,7 4,9 10 min. gel. kg/m£ 68,6 53,3 73,5 25 Elgenschappen na koelen en 5 minuten roeren op een Multimixer Schijnbare viscositeit, cP 17,5 24,5 6,5

Plastische viscositeit, cP 17,0 21,0 6,0

Gietpunt, kg/m^ 4,9 34,3 4,9 10 sec. gel. kg/m^ 14,7 9,8 14,7 30 10 min. gel. kg/m^ 24,5 29,4 0,0 pH 7,8 7,8 7,6

Filtraatverlies, API, ml 6,6 5,8 266

Sedimentatie van BAROID middelmatig weinig veel

35 Voorbeeld IV

Om de doelmatigheid van de polymeersamenstellingen van de onderha-vige uitvinding van viscositeitsverhoging en stroombaarheidsverliesre-geling in zware zoutoplossingen, bijvoorbeeld zoutoplossing die cal-ciumchloride bevatten, te onderzoeken werden verschillende hoeveelheden 40 HES en XC polymeer toegevoegd aan een waterige, 5%’s oplossing van cal- 8203697 12

* ciumchloride en 20 minuten op een Multimixer gemengd en werden de API

rheologische eigenschappen bepaald (initiele eigenschappen). Daarna werden de monsters 16 uren bij 66°C gewalst, warm en niet geroerd be-proefd. De monsters werden gekoeld, 5 minuten op een Multimenger ge-5 roerd en de API rheologie en stroombaarheidsverlies werden vastgesteld. De verkregen gegevens, die in tabel D zijn vermeld, laten zien dat, wanneer het BOHRAMYL CR en XC polymeren worden gecombineerd, deze sy* nergistisch het stroombaarheidsverlies in de waterige calciumchloride-oplossing verlagen en de viscositeit verhogen.

10

Tabel D

Monsteraanduiding_1_2_3_4_5_6 BOHRAMYL CR, kg/m3 25,65 17,1 15,39 14,45 0 0 XC Polymeer, kg/m3 0 0 1,71 2,85 2,85 7,23 15 Initiele eigenschappen

Schijnbare viscositeit, cP 25,5 10 25,5 27,5 13 14,5

Plastische viscositeit, cP 19 8 21 15 12 10

Gietpunt, kg/m3 63,7 19,6 44,1 172,5 9,8 44,1 10 sec. gel. kg/m3 4,9 9,8 24,5 34,3 9,8 19,6 20 10 min. gel. lg/m2 4,9 9,8 24,5 44,1 19,6 29,4 pH 7,3 7,4 7,5 7,4 7,4 7,4

Na 16 h walsen bij 66°C, warm beproefd, ongeroerd Schijnbare viscositeit, cP 11 4,5 13 16,5 4,5 9

Plastische viscositeit, cP 8 4 8 7 3 4 25 Gietpunt, kg/m3 29,4 4,9 49 93,1 14,7 49 10 sec. gel. kg/m3 0 4,9 9,8 19,6 0 s 10 min. gel. kg/m3 0 4,9 14,7 24,5 0 9,8

Na koelen en 5 minuten mengen op een Multimixer

Schijnbare viscositeit, eP 29 11 21,5 26 7 12 30 Plastische viscositeit, cP 20 9 12 12 4 6

Gietpunt, kg/m3 88,2 19,6 93,1 137,2 29,4 58,8 10 sec. gel. kg/m3 9,8 4,9 24,5 34,3 0 19,6 10 min. gel. kg/m3 9,8 4,9 24,5 39,2 0 24,5 pH 7,4 7,4 6,8 6,7 5,6 5,6 35 API filtraat, ml 6,7 9,0 7,3 7,1 226 194

Voorbeeld V

De methode van voorbeeld IV werd gevolgd, behalve dat na toevoe-ging van het polymeermateriaal aan de calciumchlorideoplossing het 40 equivalent van 71,25 kg/m3 Glen Rose lei-olie werd toegevoegd en de sa- 8203697 13 - menstellingen gedurende 5 minuten warden gemengd. Hierna werd het equi valent van 570 kg/m^ BAROID aan de samenstellingen toegevoegd en werd het mengen op de Multimixer nog 5 minuten voortgezet. Vervolgens werden de initi'dle eigenschappen van de monsters bepaald. De monsters werden 5 16 uren bij 66eC gewalst en warm en niet geroerd beproefd. Vervolgens werden de monsters gekoeld, nog eens 5 minuten op een Multimixer gemengd en de API rheologische en stroomheidsverlieseigenschappen werden bepaald. De gegevens, die in tabel E zijn vermeld, laten zien dat zelfs bij aanwezigheid van een verzwaringsmiddel en een lei-olie zoals ont-10 moet zou worden bij het boren in een boorput, er een synergistische verbetering van de viscositeit en een regeling van het stroombaarheids-verlies is onder toepassing van een mengsel van het BOHRAMYL CR en XC polymeer. Bovendien is de sedimentatie van vaste stoffen veel lager in het geval dat een mengsel van polymeren wordt gebruikt.

8203697 14

Tabel E

Monsteraanduiding 123456 BOHRAMYL CR, kg/m3 25,65 17,1 15,39 14,45 0 0 5 XC Polymeer, kg/m3 0 0 -1,71 2,85 2,85 7,23

Glen Rose lei-olie, kg/m3 71,25 71,25 71,25 71,25 71,25 71,25 BAROID, kg/m3 570 570 570 570 570 570

Inltiele eigenschappen

Schijnbare viscositeit, cP 51 24 46,5 49,5 16 24 10 Plastisehe viscositeit, cP 31 20 33 18 12 15

Gietpunt, kg/m2 196 39,2 132,3 259,7 39,2 88,2 10 sec. gel. kg/m2 98 34,3 49 73,5 14,7 29,4 10 min. gel. lg/m2 132,3 58,8 73,5 93,1 24,5 34,3

Na 16 h walsen bij 66°C, warm beproefd, ongeroerd 15 Schijnbare viscositeit, cP 35,5 15 36 35 13,5 21

Plastisehe viscositeit, cP 27 14 30 21 14 16

Gietpunt, kg/m2 81,3 9,8 58,8 137,2 0 53,9 10 sec. gel. kg/m2 44,1 19,6 34,3 29,4 4,9 19,6 10 min. gel. kg/m2 58,8 24,5 39,2 44,1 4,9 24,5 20 Na koelen en 5 minuten roeren op een Multimixer

Schijnbare viscositeit, cP 50,5 23,5 45,5 46 16 24

Plastisehe viscositeit, cP 34 18 33 26 14 16

Gietpunt, kg/m2 161,7 53,3 122,5 196 19,6 29,4 10 sec. gel. kg/m2 49 29,4 49 58,8 0 19,6 25 10 min. gel. kg/m2 102,9 58,8 68,6 78,4 0 24,5 pH 7,1 7,2 7,0 7,0 7,0 7,0 API Filtraat, ml 3,6 8,2 7,9 7,6 32,1 20,8

Sedimentatie van BAROID zwaar zwaar licht^· geen licht2 licht 30 zacht zacht 1 spoor tot licht; 2 licht tot middelmatig

Voorbeeld VI

35 In dit voorbeeld werd de doelmatigheid van de polymeersamenstel- ling en van de onderhavige uitvbinding op verzwaarde boorvloeistoffen onder toepassing van zware zoutoplossingen onderzocht, waarbij vari'e-rende hoeveelheden BOHRAMYL CR en XC polymeer werden toegevoegd aan een 5%’s oplossing van calciumchloride verzwaard met het equivalent van 570 40 kg/m3 BAROID. Het BOHRAMYL CR werd eerst aan de calciumchlorideoplos-sing toegevoegd en gedurende 10 minuten met een Multimixer gemengd. Dit 8203697 15 • werd gevolgd door de toevoeging van XC polymeer, waarbij de menging ge- durende 10 minuten werd voortgezet, waarna het BAROID werd toegevoegd en nog eens 15 minuten op de Multimixer werd gemengd. API rheologieme-tingen (initiSle eigenschappen) werden verkregen bij de aldus bereide 5 boorvloeistof. Daarna werd de boorvloeistof gedurende 16 uren bij 66°C gewalst en de rheologische eigenschappen van de warme, niet geroerde boorvloeistof werden Verkregen. Daarna werden de monsters gekoeld en 5 minuten geroerd en werden de rheologische en stroombaarheidsverlies-eigenschappen opnieuw bepaald. De verkregen gegevens, die in tabel F 10 zijn vermeld, laten zien dat het XC polymeer, indien gecombineerd met het BOHRAMYL CR, synergistisch het stroombaarheidsverlies verlaagt, terwijl de viscositeit in verzwaarde boorvloeistoffen verhoogd wordt. Eveneens wordt opgemerkt dat, wanneer BOHRAMYL CR en XC polymeer gecombineerd worden, er nagenoeg geen sedimentatie is van het verzwarende 15 materiaal BAROID.

8203697

Tabel F

Monsteraanduiding 123 16 5 BOHRAMYL CR, kg/m3 17,1 17,1 XC Polymeer, kg/m3 2,85 2,85

Glen Rose Shale, kg/m3 71,25 71,25 71,25 BAROID, kg/m3 570 570 570

Initiele eigenschappen 10 Schijnbare viscositeit, cP 24 56 16

Plastische viscositeit, cP 20 23 12

Gietpunt, kg/m3 39,2 289,1 39,2 10 sec. gel. kg/m2 34,3 88,2 14,7 10 min. gel. lg/m2 58,8 122,5 24,5 15 pH 7,1 7,2 7,1

Na 16 h walsen bij 66 °C, warm beproefd, ongeroerd Schijnbare viscositeit, cP 15 46 13,5

Plastische viscositeit, cP 14 22 14

Gietpunt, kg/m2 9,8 230,3 0 20 10 sec. gel. kg/m2 19,6 58,8 4,9 10 min. gel. kg/m2 24,5 68,6 4,9

Na koelen en 5 minuten roeren op een Multimixer Schijnbare viscositeit, cP 23,5 60 16

Plastische viscositeit, cP 18 32 14 25 Gietpunt, kg/m2 53,3 274,4 19,6 10 sec. gel. kg/m2 29,4 88,2 0 10 min. gel. kg/m2 58,8 117,6 0 pH 7,2 7,0 7,0 API filtraat, ml 8,2 5,0 32,1 30 Sedimentatie van vaste stoffen zwaar geen licht tot mid- zacht delmatig zacht

Voorbeeld VII

De methode van voorbeeld IV werd gevolgd onder toepassing van ver-35 schillende hoeveelheden BOHRAMYL CR en XC polymeer. De in tabel G ver-melde gegevens laten duidelijk het synergistische effect zien op de viscositeit en de stroombaarheidsverliesregeling onder toepassing van een mengsel van BOHRAMYL CR en XC polymeer.

8203697

Tabel G

Monsteraanduiding 123 * 17 5 BOHRAMYL CR, kg/m3 17,1 17,1 XC Polymear, kg/m3 2,85 2,85

Initiele eigenschappen

Schljabare viscositeit, cP 10 30,5 13

Plastische viscositeit, cP 8 16 12 10 Gietpunt, kg/m3 19,6 142,1 9,8 10 sec. gel. kg/m? 9,8 39,2 9,8 10 min. gel. lg/m3 9,8 44,1 19,6 pH 7,4 8,0 7,4

Na 16 h walsen bij 66°C, warm beproefd, ongeroerd 15 Schijnbare viscositeit, cP 4,5 19 4,5

Plastische viscositeit, cP 4 10 3

Gietpunt, kg/m3 4,9 88,2 9,8 10 sec. gel. kg/m3 4,9 9,8 0 10 min. gel. kg/m3 4,9 9,8 0 20 Na koelen en 5 minuten roeren op een Multimixer

Schijnbare viscositeit, cP 11 30,5 7

Plastische viscositeit, cP 9 15 4

Gietpunt, kg/m3 19,6 151,9 29,4 10 sec. gel. kg/m? 4,9 34,3 0 25 10 min. gel. kg/m3 4,9 39,2 0 pH 7,4 7,0 5,6 API filtraat, ml 9,0 6,5 226

Voorbeeld VIII

30 De methode van voorbeeld VI werd gevolgd behalve dat verschillende hoeveelheden XC polymeer werden toegepast en het equivalent van 570 kg/ra? BAE.0ID werd toegevoegd aan de monsters na toevoeging van de poly-meren, waarbij de monsters gedurende 5 minuten op een Multimixer werden gemengd. Vetvolgens werden de monsters 16 uren bij 66°C gewalst en wer-35 den de API rheologie-eigenschappen bepaald (initidle eigenschappen). Daarna werden de monsters gekoeld, 5 minuten op een Multimixer gemengd en werden de API rheologische en stroombaarheidsverlieseigenschappen bepaald. De in tabel H vermelde eigenschappen, laten opnieuw het opval-lende, synergistisch effect zien, dat bereikt wordt op de viscositeit 40 en de stroombaarheidsverliesregeling onder toepassing van een mengsel 8203697 18 * van de polymeren. Eveneens blijkt ult de gegevens in tabel H dat geen sedimentatie van het verzwaringsmiddel, BAROID, plaats heeft onder toepassing van een mengsel van de polymeren.

5 Tabel H

Monsteraanduiding 123 BOHRAMYL CR, kg/m3 17,1 0 17,1 XC Polymeer, kg/m3 0 1,43 1,43 10 Initiele eigenschappen

Schijnbare viscositeit, cP 17,5 11,5 36

Plastische viscositeit, cP 17 11 27

Gietpunt, kg/m3 4,9 4,9 88,2 10 sec. gel. kg/m3 14,7 4,9 24,5 15 10 min. gel. lg/m3 34,3 0 44,1

pH

Na 16 h walsen bij 66°C, warm beproefd, ongeroerd Schijnbare viscositeit, cP 13 8 25

Plastische viscositeit, cP 14 11 19 20 Gietpunt, kg/m3 0 0 58,8 10 sec. gel. kg/m3 9,8 0 9,8 10 min. gel. kg/m3 19,6 0 24,5

Na koelen en 5 minuten roeren op een Multimixer Schijnbare viscositeit, cP 19,5 10 38 25 Plastische viscositeit, cP 16 13 26

Gietpunt, kg/m3 34,3 0 117,6 10 sec. gel. kg/m3 19,6 0 24,5 10 min. gel. kg/m3 29,4 0 34,3 pH 7,1 7,0 7,1 30 API filtraat, ml 10,4 61,8 6,7

Sedimentatie van BAROID zwaar zwaar geen zacht hard

Opgemerkt wordt, dat met betrekking tot de in de tabellen A en B 35 vermelde resultaten het verknoopte HES aanzienlijk betere resultaten geeft dan het niet verknoopte materiaal.

8203697

Claims (26)

1. Werkwijze voor het verminderen van het stroombaarheidsverlies van waterige putbehandelingsvloeistoffen, met het kenmerk, dat men in 5 de vloeistof een werkzame hoeveelheid van een verknoopt hydroxyethyl-zetmeel en een werkzame hoeveelheid van een polymeercomponent gekozen uit de groep bestaande uit carboxyalkylcelluloseethers, waarin de al-kylgroep 1 tot 3 koolstofatomen bevat, xanthangom en mengsels daarvan dispergeert, waarbij de relatieve hoeveelheden van het hydroxyethylzet- 10 meel en de polymeercomponent zodanig zijn, dat synergistisch het stroombaarheidsverlies van de waterige vloeistof verminderd wordt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men als waterige vloeistof een waterige oplossing toepast, die ten minste een in water oplosbaar zout van een veelwaardig metaalion bevat.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat men een waterige milieu toepast, dat een dichtheid heeft groter dan ongeveer 1,4 kg/dm^.

4. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat men als in water oplosbaar zout een zout toepast gekozen uit de groep bestaande 20 uit calciumchloride, calciumbromide, zinkchloride, zinkbromide en mengsels daarvan.

5. Werkwijze volgens conclusies 2 tot 4, met het kenmerk, dat men een waterige zoutoplossing toepast, waarvan de dichtheid ongeveer 1,44 tot 2,3 kg/dm^ is.

6. Werkwijze volgens conclusies 1 tot 5, met het kenmerk, dat men een gewichtsverhouding hydroxyethylzetmeel tot polymeercomponent toepast van ongeveer 10 tot 90 tot ongeveer 90 tot 10.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat men een gewichtsverhouding van ongeveer 33 tot 67 tot ongeveer 75 tot 25 toepast.

8. Werkwijze volgens conclusies 1 tot 7, met het kenmerk, dat men het hydroxyethylzetmeel voorafgaande aan de dispergering in de waterige vloeistof, activeert.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat men als polymeercomponent carboxymethylcellulose toepast, dat voorafgaande aan de 35 dispergering in de waterige vloeistof geactiveerd is.

10. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat men een polymeercomponent toepast, die xanthangom bevat.

11. Samenstelling voor het verhogen van de viscositeit en het verminderen van het stroombaarheidsverlies van waterige putbehandelings- 40 vloeistoffen, gekenmerkt door de aanwezigheid van een mengsel van een 8203697 V " werkzame hoeveelheid verknoopt hydroxyethylzetmeel en een werkzame hoe veelheid van een polymeercomponent gekozen uit de groep bestaande uit carboxyalkylcellulose'dthers, waarin de alkylgroep 1 tot 3 koolstofato-men bevat, xanthamgom en mengsels daarvan, waarbij de relatieve hoer 5 veelheden van het hydroxyethylzetmeel en de polymeercomponenten zodanlg zijn, dat synergistisch het stroombaarheidsverlies van de waterige vloeistof verminderd wordt.

12. Samenstelling volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de gewichtsverhouding van het hydroxyethylzetmeel tot de polymeercomponent 10 ongeveer 10 tot 90 tot ongeveer 90 tot 10 is.

13. Samenstelling volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de gewichtsverhouding ongeveer 33 tot 67 tot ongeveer 75 tot 25 is.

14. Samenstelling volgens conclusies 11 tot 13, met het kenmerk, dat het hydroxyethylzetmeel geactiveerd is.

15. Samenstelling volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de polymeercomponent carboxymethylcellulose bevat, dat voorafgaande aan de dispergering in de waterige vloeistof geactiveerd is.

16. Samenstelling volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de polymeercomponent xanthangom bevat.

17. Putbehandelingsvloeistof, gekenmerkt door de aanwezigheid van een waterig milieu en een werkzame hoeveelheid van een verknoopt hydroxyethylzetmeel en een werkzame hoeveelheid van een polymeercomponent gekozen uit de groep bestaande uit carboxyalkylcelluloseethers, waarin de alkylgroep 1 tot 3 koolstofatomen bevat, xanthamgom en mengsels 25 daarvan, waarbij de relatieve hoeveelheden van het hydroxyethylzetmeel en de polymeercomponent zodanig zijn, dat het stroombaarheidsverlies van het waterige milieu synergistisch verminderd wordt.

18. Putbehandelingsvloeistof volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat het waterige milieu een oplossing bevat van ten minste een in 30 water oplosbaar zout van een veelwaardig metaalion.

19. Putbehandelingsvloeistof volgens conclusie 17 of 18, met het kenmerk, dat het waterige milieu een dichtheid heeft groter dan ongeveer 1,4 kg/dm^.

20. Putbehandelingsvloeistof volgens conclusie 18, met het ken- 35 merk, dat het in water oplosbare zout gekozen is uit de groep bestaande uit calciumchloride, calciumbromide, zinkchloride, zinkbromide en mengsels daarvan.

21. Putbehandelingsvloeistof volgens conclusies 17 tot 20, met het kenmerk, dat de dichtheid van het waterige milieu ongeveer 1,44 tot on- 40 geveer 2,30 kg/drn^ is. 8203697 . " 21 .

22. Putbehandelingsvloeistof volgens conclusies 17 tot 21, met het kenmerk, dat het hydroxyethylzetmeel geactiveerd is.

23. Putbehandelingsvloeistof volgens conclusie 22, met het kenmerk, dat de polymeercomponent geactiveerd carboxymethylcellulose is.

24. Putbehandelingsvloeistof volgens conclusie 22, met het ken merk, dat de polymeercomponent xanthamgom bevat.

25. Putbehandelingsvloeistof volgens conclusies 17 tot 24, met het kenmerk, dat de gewichtsverhouding hydroxyethylzetmeel tot polymeercomponent van ongeveer 10 tot 90 tot ongeveer 90 tot 10 is.

26. Putbehandelingsvloeistof volgens conclusie 25, met het ken merk, dat de gewichtsverhouding ongeveer 33 tot 67 tot ongeveer 75 tot 25 is. 8203697