NL8902056A

NL8902056A - Boorputboorvloeistof en werkwijze.

Info

Publication number: NL8902056A
Application number: NL8902056A
Authority: NL
Original assignee: Baroid Technology Inc
Priority date: 1988-08-15
Filing date: 1989-08-14
Publication date: 1990-03-01
Also published as: GB2221940A; NO893150D0; BR8904091A; AU633262B2; IT1232916B; GB8917892D0; IT8967701A0; DE3926970A1; DK398889D0; AU3953589A; GB2221940B; SG128992G; CA1332502C; DK398889A; NO893150L

Description

Boorputboorvloeistof en werkwijze

Achtergrond van de uitvinding 1. Gebied van de uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft betrekking opboorvloeistoffen en, meer in het bijzonder, op boorvloeistof-fen welke een goede vloeistofverliesbeheersing en stabilisatievan schalreformaties vertonen.

2. Beschrijving van de achtergrond

Het is bekend dat schalie voornamelijk wordtgevormd uit klei die opzwelt en dispergeert wanneer deze inaanraking komt met een boorvloeistof op waterbasis. Deze uit¬zetting en dispersie kunnen resulteren in een fenomeen, datbekend staat als "heaving" waarbij de wanden van het boorgatkunnen instorten. Teneinde deze neiging van de klei in deschalie om uit te zetten en te dispergeren te verminderen, ishet gebruikelijk om kationische zouten toe te voegen teneindede klei in het algemeen meer hydrofoob te maken. Aldus doendeechter worden ook anionische polymeren, die gewoonlijk ge¬bruikt worden als viskositeitsverhogende middelen in boor¬vloeistoffen, hydrofoob gemaakt en zij verliezen daarbij hunvermogen om de boorvloeistof of bporsuspensie viskeus temaken en het vloeistofverlies van de formatie te reduceren.

Het is bekend om mengsels te gebruiken van kat¬ionische polymeren en hydroxyethylcellulose (HEC) met hoogmoleculair gewicht wanneer men schalieformaties boort teneindede schalie te stabiliseren door het uitvlokken van de klei enaldus viskositeit te verschaffen, Kationische boorsuspensie-systemen volgens de stand van de techniek welke HEC bevatten,leiden echter onder de nadelen van hoger dan gewenst vloei-stofverlies en het onvermogen om effectief verzwarende midde¬len te suspenderen, zoals bariet, bij een viskositeit die hetpompen van de vloeistof toestaat.

Het zou daarom wenselijk zijn om te beschikkenover een boorvloeistof, gebaseerd op een kationisch polymeer,die de schalie zou stabiliseren, een laag vloeistofverlies zou vertonen, viskeus maakt en effectief verzwarende middelensuspendeert, zoals bariet.

Samenvatting van de uitvinding

Het is daarom een doel van de onderhavige uit¬vinding om te voorzien in een verbeterde boorvloeistof.

Een ander doel van de onderhavige uitvinding iste voorzien in een boorvloeistof, gebaseerd op een kationischpolymeer dat een laag vloeistofverlies vertoont.

Nog een ander doel van de onderhavige uitvindingis te voorzien in boorvloeistoffen, welke gebaseerd zijn opkationisch polymeer, die effectief verzwarende middelen zullensuspenderen, een laag vloeistofverlies zullen vertonen enschalief ormaties' zullen stabiliseren.

Nog een ander doel van de onderhavige uitvindingis te voorzien in een werkwijze voor het boren van een boorgatdoor gebruikmaking van een boorvloeistof, welke een kationischpolymeer bevat en een hydroxyethylcellulosepolymeer met eenlaag moleculair gewicht.

De boven genoemde en andere doelen van de onder¬havige uitvinding zullen duidelijk worden uit de hierin gege¬ven beschrijving en de bijgevoegde conclusies.

De boorvloeistof van de onderhavige uitvindingomvat een waterig milieu, een in water oplosbaar kationischpolymeer dat schalieformaties zal stabiliseren, hydroxyethyl-cellulose met een moleculair gewicht van vanaf ongeveer 3.000tot ongeveer 40.000 en een verzwarend middel. Bij voorkeurwordt het kationische polymeer gekozen uit de groep bestaandeuit (a) vertakte emulsiepolymeren van diallyldimethylammonium-chloride met een moleculair gewicht van tenminste 5.000, (b) dialkylaminoalkylacrylesterpolymeren, (c) dialkylamino-alkylmethacrylesterpolymeren, (d) dialkylaminoalkylacrylzuur-acrylamidecopolymeren, (e) dialkylaminoalkylmethacrylzuur-acrylamidecopolymeren, (f) N-(dialkylaminoalkyl)acrylamide-polymeren, (g) N-(dialkylaminoalkyl)methacrylamidepolymeren, (h) poly(2-vinylimidazoline), (i) poly(alkyleenaminen), (j) poly(hydroxyalkyleenpolyaminen) en mengsels daarvan.

In gevallen waarbij het waterige milieu eenzout van een multivalent kation bevat, zal de boorvloeistof ook een niet in water opzwelbare klei bevatten, die aan deboorvloeistof kan worden toegevoegd voorafgaand aan het beginvan het boren of kan worden opgenomen door de boorvloeistof,in situ, tijdens de boorwerkzaamheden.

Bij de werkwijze van de onderhavige uitvindingwordt de hierboven beschreven boorvloeistof in het boorgatgecirculeerd tijdens de boorwerkzaamheden.

Beschrijving van de voorkeursuitvoeringsvormen

Het waterige milieu, gebruikt in de boorvloei¬stof samenstellingen van de onderhavige uitvinding, kan zijndrinkwater, zouten van monovalente kationen, zoals natrium-chloride-oplossingen, kaliumchloride-oplossingen, zouten vanmultivalente kationen, zoals calciumchloride-oplossingen, zee¬water, enz. De aard van het waterige milieu, zoals hierna tezien is, bepaalt de samenstelling van de boorvloeistof. Dekationische polymeren welke bruikbaar zijn in de samenstel¬lingen en werkwijze van de onderhavige uitvinding, zijn diekationische polymeren, die zullen stabiliseren, d.w.z. hetvoorkomen van uitslijping of dispersie, schalie bevattendewater-opzwelbare klei om zo het opzwellen te voorkomen tijdensde boorwerkzaamheden, welke in wezen in water oplosbaar zijn,of dispergeerbaar in het waterige milieu en welke zich gedra¬gen om effectief verzwarende middelen te suspenderen, zoalsbariet. De kationische polymeren zullen aanwezig zijn in hoe¬veelheden variërend van ongeveer 0,22 tot ongeveer 1,35 kg pervat van het waterige milieu. Niet beperkende voorbeelden vangeschikte kationische polymeren omvatten (a) vertakte emulsie-polymeren van diallyldimethylaramoniumchloride met een mole¬culair gewicht van tenminste 5.000, (b) dialkylaminoalkyl-acrylesterpolymeren, (c) dialkylaminoalkylmethacrylesterpoly-meren, (d) dialkylaminoalkylacrylzuuracrylamidecopolymeren, (e) dialkylaminoalkylmethacrylzuuracrylamidecopolymeren, (f) N-(dialkylaminoalkyl)acrylamidepolymeren, (g) N-(dialkyl-aminoalkyDmethacrylamidepolymeren, (h) poly (2-vinylimida-zoline), (i) poly(alkyleenaminen), (i) poly(hydroxyalkyleen-polyaminen) en mengsels daarvan.

De diallyldimethylammoniumchloridepolymerenwelke bruikbaar zijn in de samenstellingen en werkwijze van de onderhavige uitvinding kunnen zijn homopolymeren of copolyme-ren van andere monomeren, zoals acrylamiden. Bij voorkeur zijnde polymeren vertakte emulsie-type polymeren, die vertakkings-middelen kunnen gebruiken, zoals triallylmethylammoniumchlo-ride, tetraallylammoniumchloride, evenals bis-diallylammonium-zouten zoals tetraallylpiperiziniumchloride en Ν,Ν,Ν',Ν'-tetraallyl-Ν,Ν'-dimethylhexamethyleendiammoniumchloride. Deemulsiepolymeren kunnen worden bereid door emulsie- ofsuspensiepolymerisatietechnieken, zoals die beschreven in hetAmerikaanse octrooischrift nr. 3.968.037, hierin opgenomen alsreferentie, en kunnen bevatten van ongeveer 95 tot ongeveer99,99 mol % diallyldimethylammoniumchloride en van ongeveer0,01 tot ongeveer 5 mol % van ëën van de hiervoor vermeldevertakkingsmiddelen. De vertakte emulsiepolymeren kunnen mole¬culaire gewichten hebben variërend van 5.000 en meer, terwijldergelijke vertakte emulsiepolymeren waarvan het moleculairegewicht is van ongeveer 40.000 tot ongeveer 5.000.000 devoorkeur genieten. Speciaal de voorkeur genieten homopolymerenvan dimethyldiallylammoniumchloride met een moleculair gewichtvan ongeveer 1.000.000 tot ongeveer 5.000.000.

Een ander kationisch polymeer dat speciaal ge¬schikt is voor toepassing in de samenstellingen en werkwijzevan de onderhavige uitvinding zijn de N-(dialkylaminoalkyl)-acrylamidepolymeren, zoals bijvoorbeeld polymeren, die voordenbereid volgens de Mannich-reactie, waarin een polyacrylamidewordt omgezet met formaldehyde en een amine, onder vorming vaneen amino-gemethyleerd polyacrylamide. Speciaal genieten devoorkeur dergelijke polyacrylamiden met een moleculair gewichtvariërend van ongeveer 40.000 tot ongeveer 4.000.000.

Een ander voorkeurstype van kationisch polymeervoor gebruik in de samenstellingen en werkwijze van de onder¬havige uitvinding zijn de dialkylaminoalkylderivaten van eenin water oplosbaar copolymeer, gevormd uit een ethylenischonverzadigd amidemonomeer en een comonomeer, gekozen uit degroep bestaande uit acrylzuur, alkyl-gesubstitueerde acryl-zuren en mengsels daarvan, zoals bijvoorbeeld het copolymeervan acrylamide en methacrylzuur. Dergelijke polymeren, welkemoleculaire gewichten kunnen hebben variërend van 40.000 tot 4.000.000, kunnen worden vervaardigd, bijvoorbeeld volgens dewerkwijze beschreven in het Amerikaanse octrooischriftnr. 3.923.756, hierin opgenomen als referentie voor alledoeleinden. Een in het bijzonder geprefereerde klasse van σό¬ι polymeren zijn de dialkylaminoalkylacrylamide-methacrylzuur-copolymeren, waarin het copolymeer een moleculair gewichtheeft variërend van ongeveer 40.000 tot ongeveer 4.000.000.Speciaal geprefereerde, niet beperkende voorbeelden van derge¬lijke copolymeren omvatten het dimethylaminoethylsulfaat enchloriden van copolymeren van acrylamide en methacrylzuur.

Gevonden werd dat het moleculaire gewicht vanhet specifieke kationische polymeer erg weinig effect heeft ophet vermogen van het polymeer om de schalie te stabiliseren ofhet verzwarende middel te suspenderen. Zoals hierboven opge¬merkt, kunnen dus kationische polymeren van ruim variërendemoleculaire gewichten worden gebruikt.

De samenstellingen van de onderhavige uitvindinggebruiken ook hydroxyethylcellulose als een viskositeitsver-hogend middel en vloeistofverliescontroletoevoeging. Het HEG,dat in het algemeen aanwezig zal zijn in de samenstellingenin hoeveelheden variërend van ongeveer 0,22 tot ongeveer 1,35kg per vat, bij voorkeur 0,22 tot 1,12 kg per vat, van hetwaterige milieu, moet een moleculair gewicht hebben variërendvan ongeveer 3.000 tot ongeveer 40.000, afhankelijk van demate van gewenste viskositeitsverhoging. HEC's met hogeremoleculaire gewichten kunnen niet worden gebruikt om verzwaardeboorsuspensies te vormen volgens de samenstellingen van deonderhavige uitvinding.

In gevallen waarin de boorvloeistof van de onder¬havige uitvinding een zout van een multivalent kation bevat,bijv. calciumchloride, zeewater of dergelijke, is het nood¬zakelijk teneinde een acceptabele vloeistofverliescontrole tekrijgen, om een in water niet opzwelbare klei mede op tenemen. Een dergelijke klei kan worden toegepast indien hetwaterige milieu drinkwater is of slechts het zout van eenmonovalent kation bevat, zoals natriumchloride. De niet inwater opzwelbare klei kan aan de boorvloeistof worden toege¬voegd bij het begin van de boring indien de formatie waardoor de boring gaat niet een niet in water opzwelbare klei bevat.Als andere mogelijkheid kan de klei worden opgenomen in situ,door de boorvloeistof tijdens de werkelijke boorwerkzaamheden,aangezien veel formaties dergelijke niet in water opzwelbare5 kleisoorten bevatten, welke een deel vormen van het boorgruis.De niet opzwelbare klei zal gewoonlijk in de boorvloeistofaanwezig zijn in hoeveelheden variërend van ongeveer 0,45 totongeveer 6,72 kg per vat van het waterige milieu. Geschikteniet beperkende voorbeelden van dergelijke niet in water) opzwelbare kleisoorten bevatten kaolien, attapulgiet, sepio-liet, enz.

De samenstellingen van de onderhavige uitvindingbevatten ook een in water onoplosbaar verzwarend middel, zoalsbariet, alhoewel andere verzwarende middelen, zoals galena,i hematiet en andere minerale materialen ook kunnen wordengebruikt. Het verzwarende middel zal in het algemeen aanwezigzijn in de samenstellingen in hoeveelheden van vanaf ongeveer0,45 tot ongeveer 135 kg per vat van het waterige milieu.

De samenstellingen van de onderhavige uitvinding) kunnen andere materialen of additieven bevatten, zoals aan¬vullende viscositeitsverhogende middelen of vloeistofverlies-controletoevoegingen, zouten, enz., teneinde de boorsuspensieaan de gewenste behoeften aan te passen.

Bij de werkwijze van de onderhavige uitvinding,i wordt de boorvloeistof, indien de formatie een niet in wateropzwelbare klei bevat, gecirculeerd in het boorgat en de nietopzwelbare klei wordt in situ opgenomen in de boorvloeistof.Als andere mogelijkheid wordt de boorvloeistof met toegevoegdeniet opzwelbare klei in het boorgat gecirculeerd tijdens dei boorwerkzaamheden en dit is de toegepaste werkwijze wanneerde formatie waardoor het boorgat geboord wordt, verstoken isvan niet in water opzwelbare klei.

Teneinde de uitvinding meer volledig te illu¬streren, worden de volgende niet beperkende voorbeeldengegeven.

VOORBEELD I

Een reeks van boorsuspensies werd bereid vanvariërende samenstellingen en beproefd. In alle gevallen, tenzij anöers in dit en alle andere voorbeelden aangegeven,werden de boorsuspensies bereid door het gedurende 20 minutenmengen op een multimenger, gevolgd door warm walsen gedurende16 uur bij 65°C voorafgaand aan het beproeven. De samenstel¬lingen van de boorvloeistoffen en de proefresultaten zijn intabel T hieronder vermeld.

TABEL· 1 boor- boor- boor- boor- boor- boor- boor- boor- boor- boor- boor- boor- sus— sus- sus- sus- sus- sus- sus- sus- sus- sus- sus— sus¬pensie pensie pensie pensie pensie pensie pensie pensie pensie pensie pensie pensie formulering nr. 1 nr. 2 nr. 3 nr. 4 nr. 4a nr. 4b nr. 5 nr. 6 nr. 7 nr. 8 nr. 9 nr. 10 leidingwater, bbl 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,70 0,70 0,70 0,65 KC1, kg 9,45 9,45 9,45 9,45 9,45 9,45 . 9,45 9,45 9,45 9,45 9,45 9,45 LV 214 283 E1, kg 0,45 0,45 0,45 0,45 - 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 HEC-QP2 300, kg 0,67 - 1,35 - 0,45 - 1,35 1,35 0,45 0,67 1,35 1,35 3 HEC-QP 4400, kg - 0,67 - 1,35 - -- -- -- - 4 ZEOGEL , kg 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 ______ XC polymeer, kg 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 - - - - - - BAROID5, kg 90 90 90 90 90 90 90 90 135 135 135 180 kaolien, kg - - - - - - - 4,59 9 - - £ BARABRINE DEFOAM , kg 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 plastische viskosi- 15 18 23 te dik 47 16 37 42 17 20 56 83

teit, cP

breekpunt kg/m2 0,53 0,68 0,58 om op 0,63 0,19 0,29 0,48 0,24 0,48 0,92 1,79 10 sec. gel, kg/m2 0,53 0,19 0,29 multi- 0,15 0,24 0,10 0,10 0,19 0,19 0,15 0,19 10 min. gel, kg/m2 2,18 0,92 1,94 menger 0,34 0,34 0,15 0,15 0,34 0,34 0,19 0,34 vloeistof temperatuur, °C 23 23 23 te 23 23 23 23 23 23 23 23 pH 8,4 8,4 8,4 mengen 8,0 7,8 8,4 8,4 7,4 7,4 7,4 7,5 API vloei stof ver- .r , „ r r n crii . r _ .. _ „ _ _ . _ _ , _ 16 12,5 6,0 8,2 50+ 4,6 5,0 11 7,2 5,2 4,8 lies, ml 'suspensiegew. kg/1 1,55 1,55 1,55 1,55 - - 1,55 1,55 1,72 1,72 1,72 1,90 TABEL 1 (vervolg)

Waterige oplossing van 7,7 molair (kationische activiteit) van dimethylaminoethylsulfaatzout vanacrylamide-methacrylzuurcopolymeren met een moleculair gewicht van 4.000.000.

2 HEC op de markt gébracht door Union Carbide met een moleculair gewicht van 3.000.

3 HEC op de markt gebracht door Union Carbide met een moleculair gewicht van 40.000.

4

Niet in water opzwelbare klei, op de markt gebracht door NL Baroid, Ine.

5

Bariet verzwarend middel, op de markt gebracht door NL Baroid, Ine.

6

Boorsuspensie-antischuimmiddel, op de markt gebracht door NL Baroid, Ine.

7

Heteropolysaccharide, op de markt gebracht door Kelco Rotary.

Zoals te zien is uit de gegevens van tabel I,vertonen de boorvloeistoffen van de onderhavige uitvindingexcellente rheologische eigenschappen en vloeistofverlies-controle. Met verwijzing naar boorsuspensie nr. 4 kan men > zien dat wanneer teveel HEC, met een hoger moleculair gewicht,bijv. 40.000 aanwezig is, de boorvloeistof onacceptabel dikwordt. Men heeft inderdaad gevonden dat met gebruikmaking vanHEC's met een moleculair gewicht van meerdere miljoenen hetpraktisch onmogelijk wordt om een acceptabele boorvloeistof ) te formuleren met een in water onoplosbaar verzwarend middel.Alhoewel boorsuspensie nr. 4a acceptabele rheologische eigen¬schappen vertoont, heeft men gevonden dat het een erg matigeschalie-stabiliteit vertoont, hetgeen de noodzaak aangeeftvan de aanwezigheid van het kationische polymeer, teneinde > schalie-stabiliteit te bereiken. Opgemerkt wordt, dat indienhet HEC niet aanwezig is (boorsuspensie nr. 4b) er feitelijkgeen vloeistofverliescontrole is. De gegevens in tabel 1tonen ook aan, dat de verzwaarde boorsuspensies tot aan 180 kgper vat van het verzwarende middel kunnen bevatten en nog 1 steeds een acceptabele boorvloeistof zijn. Er dient echter teworden opgemerkt (zie boorsuspensie nr. 10), dat het breek¬punt van een dergelijk erg verzwaarde boorsuspensie hoger isdan normaal zou worden gewenst.

VOORBEELD II

Verscheidene boorvloeistofformuleringen werdenbereid en beproefd. De samenstellingen van de boorsuspensiesen de proefresultaten zijn hieronder in tabel 2 te zien.

TABEL 2 boorsuspensie boorsuspensieformulering nr. 1_ nr. 2_ leidingwater, bb1 0,7 0,7 zeezout, kg 4,95 4,95 LV 214 283 E, kg 0,45 0,45 HEC-10, kg - HEC-QP 300, kg 1,35 1,35 BAROID, kg 135 135 XC polymeer, kg - TABEL 2 (vervolg) boorsuspensie boorsuspensieformulering nr. 1_ nr. 2_ ZEOGEL, kg — 6,72 BARABRINE DEFOAM, kg 0,09 0,09 voormengsel (1 bbl leidingwater100 lb kaolien) bbl plastische viskositeit, cP 60 54 breekpunt, kg/ma 1,066 1,017 10-sec. gel, kg/ma 0,145 0,194 10-min. gel, kg/ma 0,194 0,339 vloeistoftemperatuur, °C 23 23 pH 7,5 7,4 API vloeistofverlies, ml 50+ 6,0 boorsuspensie gew., kg/1 1,72 1,72

Dit voorbeeld toont aan dat indien zouten vanmultivalente kationen, zoals worden aangetroffen in zeezout,aanwezig zijn, een niet in water opzwelbare klei aanwezigmoet zijn teneinde voor de boorvloeistof om acceptabel vloei¬stof verlieseigenschappen te vertonen. Zoals men kan zien iser feitelijk geen vloeistofverliescontrole indien geen ZEOGELaanwezig is (boorsuspensie nr. 1). De resultaten in tabel 2moeten worden vergeleken met de resultaten in tabel 1, waarinhet waterige milieu slechts het zout van een monovalent kation(KC1) bevat en waarin een acceptabele vloeistofverliescontrolekon worden bereikt, zelfs bij afwezigheid van enige niet inwater opzwelbare klei (zie boorsuspensie nr. 9 in tabel 1).

VOORBEELD III

Een reeks van boorvloeistoffen werd bereid doorhet mengen van de ingrediënten gedurende 20 minuten op eenmultimenger. De boorvloeistoffen werden daarna warm gewalstgedurende 16 uur bij 65°C en beproefd. De samenstellingen vande boorsuspensies en de proefresultaten zijn te zien intabel 3 hieronder.

TABEL 3 boor- boor- boor- boor- boor- boor- boor-: boor- boor- boor- sus- sus- sus- sus- sus- sus- sus- sus- sus- sus¬pensie pensie pensie pensie pensie pensie pensie pensie pensie pensie formulering_ nr. 1 nr. 2 nr. 3 nr. 4 nr. 5 nr. 6 nr. 7 nr. 8 nr. 9 nr. 10 leidingwater, bbl 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 KC1, kg 9,45 - - 9,45 - - 9,45 9,45

NaCl, kg - 13,5- - 13,5 - zeezout, kg - - 4,95 - - 4,95 - - 4,95 4,95 E-9051, kg 0,45 0,45 0,45 - 0,45 - 0,45 E-9042, kg - 0,45 0,45 0,45 - 0,45 - 0,45 HEC-QP 300, kg 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 - ZEOGEL, kg 6,75 6,75 6,75 6,75 6,75 6,75 6,75 6,75 6,75 6,75 BAROID, kg 135 135 135 135 135 135 135 135 135 135 XC polymeer, kg 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 suspensietemperatuur, °C 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 plastische viskositeit, cP 42 50 53 45 49 50 15 11 14 9 breekpunt, kg/m2 1,40 0,82 2,08 0,97 1,06 1,94 1,69 2,61 1,74 1,98 10-sec. gel, kg/m2 0,63 0,24 1,40 0,68 0,34 1,31 0,97 1,16 1,16 1,06 10-min. gel, kg/m2 2,76 1,45 3,44 2,23 1,79 3,24 1,06 1,31 1,06 0,97 pH 8,2 8,1 7,7 8,2 8,0 7,7 7,6 7,5 7,6 7,5 API-vloeis tof verlies, ml 7,5 6,8 10,5 10,5 10,0 13,5 50+ 50+ 50+ 50+ suspensiegewicht, kg/1 1,72 1,72 1,72 1,72 1,72 1,72 1,72 1,72 1,72 1,72

Vervolg tabel 3

Handelsmerk van een waterige oplossing van 20 mol-procent (kationische activiteit) van eenhomopolymeer van dimethyldiallylammoniumchloride met een moleculair gewicht van 40.000 enop de markt gebracht door Calgon Corp.

2

Handelsmerk van een waterige oplossing van 15 mol-procent (kationische activiteit) van eenhomopolymeer van dimethyldiallylammoniumchloride met een moleculair gewicht van 2.000.000en op de markt gebracht door Calgon Corp.

Zoals te zien is uit de gegevens van tabel 3hebben boorvloeistoffen welke gemaakt zijn in overeenstemmingmet de onderhavige uitvinding excellente Theologische eigen¬schappen en vertonen goede vloeistofverliescontrole. Merk opdat wanneer er geen HEC met laag moleculair gewicht is (boor-suspensie nrs. 7-10), er in wezen geen vloeistofverlies¬controle is.

VOORBEELD IV

Om aan te tonen dat de boorvloeistoffen van deonderhavige uitvinding doeltreffend zijn in het stabiliserenvan schalie, werd een reeks van boorvloeistoffen bereid envergeleken met een conventionele oudere anionische op poly¬meer gebaseerde boorsuspensie, welke gewoonlijk gebruiktwordt waar schaliestabilisatie belangrijk is. Bij het beproe¬ven van het vermogen van de boorvloeistoffen om de schalie testabiliseren, werden Pierre-schaliemonsters met een gewichtvan 15 g en met een diameter tussen 0,2032 en 0,4826 cm warmgewalst bij 65°C tijdens een periode van zes dagen. Hetschaliemonster werd verwijderd van iedere boorvloeistof enperiodiek opnieuw gewogen om de hoeveelheid uitslijping tebepalen, die plaatsvond. De boorsuspensiesamenstellingen enproefresultaten zijn hieronder in tabel 4 te zien.

TABEL 4 formulering nr. 1 nr. 2 nr. 3 nr. 4 nr. 5 leidingwater, bbl 1 1 1 1 1 KC1, kg 11,25 11,25 11,25 11,25 11,25 KOH, kg 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22 HEC-QP 300, kg 1,35 - - 1,35 E-905, kg 0,45 -

Drispac , kg - - 0,68 - PAC-L2, kg - - 0,45 0,68 3 EZ-suspensie , kg - 0,45 - 0,45 0,45 THERM-CHEK4, kg - 1,35 - kaolien, kg 4,5 4,5 2,2 4,5 4,5 % uitslijping opverschillende tijdstippen 6 uur 00010 24 uur 9,0 9,2 15,5 28,5 15,2 48 uur 27,4 29,2 53,5 53,6 38,9 72 uur 47,0 47,8 73,5 70,1 55,2 144 uur 77,4 - 89,3 88,6 78,5

Handelsnaam van carboxymethylcellulose, op de markt gebrachtdoor NL Baroid, Ine.

2

Handelsmerk van een carboxymethylcellulose met een laag mole¬culair gewicht, op de markt gebracht door NL Baroid, Ine.

3

Handelsnaam van een gedeeltelijk gehydrolyseerd polyacrylami-de (anionisch polymeer), op de markt gebracht door NL Baroid,Ine.

4

Handelsmerk van een gesulfoneerd acrylamide copolymeer, opde markt gebracht als een vloeistofverliestoevoeging doorNL Baroid, Ine.

Boorsuspensie nr. 2 is een gewoonlijk gebruikteboorvloeistof gebaseerd op anionisch polymeer volgens de standvan de techniek en gebruikt in boorschalieformaties. Terwijl,zoals te zien is, boorsuspensie nr. 2 een acceptabeleschaliestabilisatie vertoont, kan deze niet doeltreffendworden verzwaard met verzwarende middelen, zoals bariet ofandere in het algemeen niet in water oplosbare verzwarendemiddelen. Aan de andere kant is boorsuspensie nr. 1, gemaaktin overeenstemming met de onderhavige uitvinding, in gelijkemate doeltreffend bij schaliestabilisatie en zoals te zien isin voorgaande gegevens kan deze gemakkelijk worden verzwaardmet bariet. Zoals eveneens te zien is, zijn boorvloeistoffenwelke noch het kationische polymeer noch'·. HEC bevatten nietdoeltreffend bij het stabiliseren van de schalie (zie boör-suspensie nr. 3 en boorsuspensie nr. 4). Men kan eveneenszien (boorsuspensie nr. 5) dat tenzij zowel het kationischepolymeer als het HEC met laag moleculaire gewicht aanwezigzijn, de boorvloeistoffen niet zo doeltreffend zijn in hetstabiliseren van de schalie, zelfs in aanwezigheid van eenanionisch polymeer, dat gewoonlijk gebruikt wordt voorschaliestabilisatie.

Men kan dus zien dat de boorvloeistoffen van deonderhavige uitvinding doeltreffend zijn bij schaliestabili¬satie, een laag vloeistofverlies vertonen en gemakkelijk ver¬zwaard kunnen worden met gewoonlijk gebruikte, in het algemeenin water onoplosbare verzwarende middelen, zoals bariet.

De voorgaande onthulling en beschrijving van deuitvinding is illustratief en verklarend daarvan en verschil¬lende veranderingen in de stappen van de werkwijze kunnenworden gemaakt binnen het bereik van de bijgevoegde conclusieszonder af te wijken van de geest van de uitvinding.

Claims

1. Een boorvloeistof omvattende een waterigmilieu, van ongeveer 0,22 tot ongeveer 1,35 kg per vat vangenoemd waterig milieu van een in water oplosbaar kationisch j polymeer, van ongeveer 0,22 tot ongeveer 1,35 kg per vat vangenoemd waterig milieu van hydroxyethylcellulose met eenmoleculair gewicht van ongeveer 3.000 tot ongeveer 40.000 envan ongeveer 0,45 tot ongeveer 135 kg per vat van genoemdwaterig milieu van een in het algemeen in water onoplosbaar> verzwarend middel.

2. Boorvloeistof Volgens conclusie 1, waaringenoemd kationisch polymeer gekozen wordt uit de groepbestaande uit (a) vertakte emulsiepolymeren van diallyldimethylammonium-chloride met een moleculair gewicht van tenminste 5.000, (b) dialkylaminoalkylacrylesterpolymeren, (c) dialkylaminoalkylmethacrylesterpolymeren, (d) dialkylaminoalkylacrylzuur-acrylamidecopolymeren, (e) dialkylarcinoalkylmethacrylzuur — acrylamidecopolymeren, (f) N-(dialkylaminoalkyl)acrylamidepolymeren, (g) N-(dialkylaminoalkyl)methacrylamidepolymeren, (h) poly(2-vinylimidazoline) , (i) poly(alky1eenaminen), (j) poly(hydroxyalkyleenpolyaminen) en mengsels daarvan.

3. Boorvloeistof volgens conclusie 2, waaringenoemd vertakt emulsiepolymeer een moleculair gewichtheeft van vanaf ongeveer 40.000 tot ongeveer 5.000.000.

4. Boorvloeistof volgens conclusie 3, waarineen lid gekozen uit de groep bestaande uit triallylmethyl-ammoniumchloride, tetraallylammoniumchloride, tetraallyl-piperaziniumchloride en N,N,N',N'-tetraallyl-NfN'“dimethyl-hexamethyleendiammoniumchloride wordt gebruikt als vertakkings-middel bij het vormen van genoemde vertakte emulsiepolymeren,en genoemde vertakte polymeren van ongeveer 95 tot ongeveer99,99 mol-procent diallylmethylammoniumchoride en van ongeveer0,01 tot ongeveer 5 mol-procent van genoemd vertakkingsmiddelbevatten.

5. Boorvloeistof volgens conclusie 1, waaringenoemd in water oplosbaar kationisch copolymeer een dimethyl-aminoalkylacrylamide-methacrylzuurcopolymeer omvat.

6. Boorvloeistof volgens conclusie 5, waarin hetmoleculaire gewicht van genoemd dimethylaminoalkylacrylamide-methacrylzuurcopolymeer vanaf ongeveer 40.000 tot ongeveer4.000.000 is.

7. Boorvloeistof volgens conclusie 1, waaringenoemd verzwarend middel bariet omvat.

8. Boorvloeistof volgens conclusie 1, waaringenoemd waterig milieu een zout van een monovalent kationbevat.

9. Boorvloeistof volgens conclusie 1, waarinhet genoemde waterige milieu een zout van een multivalentkation bevat en genoemde boorvloeistof een niet in water op-zwelbare klei bevat.

10. Een werkwijze voor het boren van een aarde-boorgat, omvattende het circuleren in genoemd boorgat tijdensde boorwerkzaamheden van een boorvloeistof, die een waterigmilieu omvat, vanaf ongeveer 0,22 tot ongeveer 1,35 kg per vatvan genoemd waterig milieu van een in water oplosbaar kat¬ionisch polymeer, vanaf ongeveer 0,22 tot ongeveer 1,35 kgper vat van genoemd waterig milieu van hydroxyethylcellulosemet een moleculair gewicht van vanaf ongeveer 3.000 tot onge¬veer 40.000 en vanaf ongeveer 0,45 tot ongeveer 135 kg per vatvan genoemd waterig milieu van een in het algemeen in wateronoplosbaar verzwarend middel en vanaf ongeveer 0,45 totongeveer 6,72 kg per vat van genoemd waterig milieu van eenniet in water opzwelbare klei.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, waarin ge¬noemd kationisch polymeer gekozen wordt uit de groep bestaandeuit (a) vertakte emulsiepolymeren van diallyldimethylammonium-chloride met een moleculair gewicht van tenminste 5.000, (b) dialkylaminoalkylacrylesterpolymeren, (c) dialkylaminoalkylmethacrylesterpolymeren, (d) dialkylaminoalkylacrylzuur-acrylamidecopolymeren, (e) dialkylaminoalkylmethacry1zuur-acrylamidecopolymeren, (f) N- (dialkylaminoalky1)acrylamidepolymeren, (g) N-(dialkylaminoalkyl)methacrylamidepolymeren, (h) poly(2-vinylimidazoline), (i) poly(alkyleenaminen), (j) poly(hydroxyalkyleenpolyaminen) en mengsels daarvan.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, waaringenoemd vertakt emulsiepolymeer een moleculair gewicht heeftvanaf ongeveer 40.000 tot ongeveer 5.000.000.

13. Werkwijze volgens conclusie 12, waarin eenlid gekozen uit de groep bestaande uit triallylmethylammo-niumchloride, tetraallylamoniumchloride, tetraallylpipera-ziniumchloride en N,N,N',N'-tetraallyl-N,N,-dimethylhexa-methyleendiammoniumchloride gebruikt wordt als vertakkings-middel bij het vormen van genoemde vertakte emulsiepolymeren,en de genoemde vertakte polymeren vanaf ongeveer 95 totongeveer 99,99 mol-procent diallylmethylammoniumchloride envanaf ongeveer 0,01 tot ongeveer 5 mol-procent van genoemdvertakkingsmiddel bevatten.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, waaringenoemd in water oplosbaar kationisch polymeer dimethylamino-alkylacrylamide-methacrylzuurcopolymeer omvat.

15. Werkwijze volgens conclusie 14, waarin hetmoleculaire gewicht van genoemd dimethylaminoalkylacrylamide-methacrylzuurcopolymeer vanaf ongeveer 40.000 tot ongeveer4.000.000 is.

16. Werkwijze volgens conclusie 10, waarin hetgenoemde verzwarende middel bariet omvat.

17. Werkwijze volgens conclusie 10, waaringenoemd waterig milieu een zout van een monovalent kationbevat.

18. Werkwijze volgens conclusie 10, waaringenoemd waterig milieu een zout van een multivalent kationbevat en genoemde boorvloeistof een niet in water opzwelbareklei bevat.