NO141416B - WATER-BASED DRILL MUD MIXTURE. - Google Patents

WATER-BASED DRILL MUD MIXTURE. Download PDF

Info

Publication number
NO141416B
NO141416B NO751493A NO751493A NO141416B NO 141416 B NO141416 B NO 141416B NO 751493 A NO751493 A NO 751493A NO 751493 A NO751493 A NO 751493A NO 141416 B NO141416 B NO 141416B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
metal hydroxide
drilling mud
monocalcium phosphate
alkaline earth
mixture
Prior art date
Application number
NO751493A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO751493L (en
NO141416C (en
Inventor
Donald L Whitfill
Original Assignee
Continental Oil Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/465,027 external-priority patent/US3962099A/en
Application filed by Continental Oil Co filed Critical Continental Oil Co
Publication of NO751493L publication Critical patent/NO751493L/no
Publication of NO141416B publication Critical patent/NO141416B/en
Publication of NO141416C publication Critical patent/NO141416C/en

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • C09K8/05Aqueous well-drilling compositions containing inorganic compounds only, e.g. mixtures of clay and salt
    • 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
    • C09K8/14Clay-containing compositions
    • C09K8/145Clay-containing compositions characterised by the composition of the clay

Landscapes

  • 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)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår vannbasert boreslam The present invention relates to water-based drilling mud

med forbedrede fjernelsesegenskaper, og hvor kalsiumion-konsentrasjonen av slammet kan reguleres ved bruk av monokalsiumfosfat. Nærværet av denne forbindelse gir slammet ifølge oppfinnelsen plantenærende egenskaper. with improved removal properties, and where the calcium ion concentration of the sludge can be regulated by using monocalcium phosphate. The presence of this compound gives the sludge according to the invention plant-nourishing properties.

Boreslam har vært lenge brukt ved boreprosesser. Drilling mud has long been used in drilling processes.

Boreslam brukes normalt i et sirkulasjonssystem med en roterende brønnboremekanisme. Boreslam .blir presset ned i hullet ved at det pumpes ned langs den hule borestang gjennom borkronen, slik at det smører og kjøler kronen. Deretter sirkuleres slammet tilbake til overflaten og til et klarebasseng. Boreslammet vasker ut boreavfall fra hullet, og boreavfallet føres utenfor borestangen til overflaten hvor de grove partikler fjernes, og slammet brukes påny i en konti-nuerlig sirkulasjonsprosess. For å hindre tap av slam i porøse lag, Drilling mud is normally used in a circulation system with a rotary well drilling mechanism. Drilling mud is forced down into the hole by being pumped down along the hollow drill rod through the drill bit, so that it lubricates and cools the bit. The sludge is then circulated back to the surface and into a settling basin. The drilling mud washes out drilling waste from the hole, and the drilling waste is carried outside the drill rod to the surface where the coarse particles are removed, and the mud is reused in a continuous circulation process. To prevent loss of sludge in porous layers,

må slammet være av en slik art at det avstenger disse lag, og slammet må ved sitt hydrostatiske trykk hindre gassen i å slippe ut, dvs. hindre brønnen i å blåse opp. For å tilveiebringe det riktige hydrostatiske trykk, må man øke slammets spesifikke vekt ved å tilsette et materiale som er tyngre enn leire. På den annen side må bore-væsken ha en passende viskositet, dvs. være tilstrekkelig tykk til å føre ut boreavfall, men tilstrekkelig tynn til å kunne pumpes og tillate at de grove partikler setter seg av i overflate-slamgruver, slik at slammet kan brukes påny. the mud must be of such a nature that it seals off these layers, and the mud must, by its hydrostatic pressure, prevent the gas from escaping, i.e. prevent the well from blowing up. To provide the correct hydrostatic pressure, one must increase the specific gravity of the sludge by adding a material heavier than clay. On the other hand, the drilling fluid must have a suitable viscosity, i.e. be thick enough to carry out drilling waste, but thin enough to be pumpable and allow the coarse particles to settle in surface mud mines, so that the mud can be used again.

Inntil nylig trodde man at boreslam var brukbart og praktisk hvis det hadde den ønskede geleringsfasthet, viskositet og vanntapegenskaper. Fjernelsen av boreslam og borevæsker er imidlertid gradvis blitt en meget viktig sak. Årsaken er den potensielle overflate-forurensning. Restriksjoner når det gjelder fjernelse av borevæsker er blitt mer strenge og øker derved vesentlig de omkostninger som er forbundet med fjernelsen av disse væsker. Industrien står overfor muligheten av ytterligere forordninger som regulerer fjernelsen av boreslam- og borevæsker med resulte-rende kostnadsøkninger. Man har derfor gjort mange forsøk for å utvikle boreslam og borevæsker som kan fjernes på borestedet uten at det oppstår forurensningsproblemer, såsom jord- eller planteskader. Samtidig må boreslam eller borevæsker ennå ha de ønskede fy-sikalske egenskaper, såsom viskositet, gelfasthet og lignende. Until recently, it was believed that drilling mud was usable and practical if it had the desired gel strength, viscosity and water loss characteristics. However, the removal of drilling mud and drilling fluids has gradually become a very important matter. The reason is the potential surface contamination. Restrictions regarding the removal of drilling fluids have become stricter and thereby significantly increase the costs associated with the removal of these fluids. The industry faces the possibility of further regulations regulating the removal of drilling mud and drilling fluids with resulting cost increases. Many attempts have therefore been made to develop drilling mud and drilling fluids that can be removed at the drilling site without causing pollution problems, such as soil or plant damage. At the same time, drilling mud or drilling fluids must still have the desired physical properties, such as viscosity, gel strength and the like.

Det ble utført en undersøkelse vedrørende teknikkens stand. 21 patenter ble studert, og av disse anser man følgende som typiske for teknikkens stand: US-patenter 2 935 473, 2 713 030, 2 713 031, 3 079 334 og 3 079 335. US-patent 2 935 473 angir at et overskudd av kal-siumionkonsentrasjonen i bentonittbaserte boreslam er uønsket, A survey was carried out regarding the state of the art. 21 patents were studied, and of these the following are considered to be typical of the state of the art: US patents 2,935,473, 2,713,030, 2,713,031, 3,079,334 and 3,079,335. US patent 2,935,473 states that an excess of the calcium ion concentration in bentonite-based drilling mud is undesirable,

da kalsiumbentonitt dannet ved en overskuddskonsentrasjon resulte-rer i større agglomerering av partikler og i en utfelling resulte-rende i redusert viskositet og gelfasthet samt i øket fluidumtap. Behandlingen av denne forverring av boreslamegenskaper består i tilsetning av et salt, f.eks. natriumfosfat, som reagerer med over-skudds-kalsiumioner og danner en uløselig utfelling, hvorved over-skudds-kalsiumioner effektivt fjernes fra boreslam-miljøet. as calcium bentonite formed at an excess concentration results in greater agglomeration of particles and in a precipitation resulting in reduced viscosity and gel strength as well as in increased fluid loss. The treatment of this deterioration of drilling mud properties consists in the addition of a salt, e.g. sodium phosphate, which reacts with excess calcium ions and forms an insoluble precipitate, whereby excess calcium ions are effectively removed from the drilling mud environment.

US-patenter 2 713 030 og 2 713 031 beskriver bruken av forskjellige molekylært dehydratiserte alkalimetallfosfater, for eksempel surt natriumpyrofosfat, natriummetafosfat, tetranatrium-pyrofosfat og lignende, som er karakterisert ved sin evne til å gjenoppta ortofosfatformen i nærvær av vann, som tilsetninger for boreslam. US Patents 2,713,030 and 2,713,031 describe the use of various molecularly dehydrated alkali metal phosphates, such as acid sodium pyrophosphate, sodium metaphosphate, tetrasodium pyrophosphate and the like, which are characterized by their ability to resume the orthophosphate form in the presence of water, as drilling mud additives .

US-patentene 3 079 334 og 3 079 335 beskriver at poly-fosfater, såsom natriumtetrafosfat, natriumheksametafosfat, natrium-tripolyfosfat og andre alkalimetallpolyfosfater blir tilsatt til kalsiumbaserte boreslam. US Patents 3,079,334 and 3,079,335 describe polyphosphates such as sodium tetraphosphate, sodium hexametaphosphate, sodium tripolyphosphate and other alkali metal polyphosphates being added to calcium-based drilling muds.

Det er nå funnet at forbedrede vannbaserte boreslam som er stabile, ikke-dispergerende og lett fjernbare, kan fremstilles ved å bruke en monokalsiumfosfatholdig blanding. Ifølge oppfinnelsen tilveiebringes en vannbasert boreslamblanding omfattende en vandig suspensjon dannet ved å blande: 3 It has now been found that improved water-based drilling muds which are stable, non-dispersing and easily removable can be prepared using a monocalcium phosphate containing mixture. According to the invention, a water-based drilling mud mixture is provided comprising an aqueous suspension formed by mixing: 3

a) fra 14 til 100 kg/m av leirmateriale, a) from 14 to 100 kg/m of clay material,

b) opptil 14 kg/m 3 av et jordalkalimetallhydroksyd valgt fra kalsiumhydroksyd og blandinger av kalsiumhydroksyd og bariumhydroksyd og/eller opptil 14 kg/m<3 >av et alkalimetallhydroksyd, idet det ikke er tilstede b) up to 14 kg/m 3 of an alkaline earth metal hydroxide selected from calcium hydroxide and mixtures of calcium hydroxide and barium hydroxide and/or up to 14 kg/m<3 > of an alkali metal hydroxide, where it is not present

I IN

mer enn ca. 8,5 kq/ m? av alkalimetallhydroksyd more than approx. 8.5 kg/m? of alkali metal hydroxide

når blandingen inneholder jordalkalimetallhydroksyd, og boreslamblandingen er karakterisert ved at den også inneholder when the mixture contains alkaline earth metal hydroxide, and the drilling mud mixture is characterized in that it also contains

c) 2,85-70 kg/m 3 av et monokalsiumfosfatholdig materiale valgt fra monokalsiumfosfat og blandinger inneholdende c) 2.85-70 kg/m 3 of a monocalcium phosphate-containing material selected from monocalcium phosphate and mixtures containing

fra 40 til 60 vekt% av monokalsiumfosfat og fra 60 til 40 vekt% av kalsiumsulfat, idet det brukes minst en from 40 to 60% by weight of monocalcium phosphate and from 60 to 40% by weight of calcium sulfate, using at least one

støkiometrisk mengde av monokalsiumfosfat, basert på vekten av nevnte jordalkalimetallhydroksyd og/eller alkalimetallhydroksyd. stoichiometric amount of monocalcium phosphate, based on the weight of said alkaline earth metal hydroxide and/or alkali metal hydroxide.

Blandinger ifølge oppfinnelsen har tilfredsstillende reologiske egenskaper og en regulert konsentrasjon av kalsiumioner. Sammenlignet med mange kjente boreslam kan de fjernes på borestedet med vesentlig redusert fare for jord- eller planteskader. Mixtures according to the invention have satisfactory rheological properties and a regulated concentration of calcium ions. Compared to many known drilling muds, they can be removed at the drilling site with a significantly reduced risk of soil or plant damage.

Som nevnt tidligere, har man lenge brukt boreslam med roterende brønn-boreorganer. Lesket kalkholdige boreslam, såsom kalk- og lavkalk-slam, var brukt i stor utstrekning på grunn av si-ne gode reologiske egenskaper. Når man brukte slike slamsystemer, brukte man imidlertid etsalkali, f.eks. natriumhydroksyd, for å regulere kalsiumion-konsentrasjonen. Dette resulterte i boreslam som hadde høye pH-verdier og derved høye mengder av løselige salter som er skadelige for jorden og for planter. Ennvidere, når man bruker etsalkali for å regulere kalsium-konsentrasjonen i kalkholdige boreslam, kan det forekomme gelering av boreslamblandingen når man møter høye temperatursoner i jordformasjonen. Gipsholdig slam kan også inneholde høye mengder av løselige salter og derved skaffe fjernelsesproblemer. As mentioned earlier, drilling mud has long been used with rotating well-drilling devices. Liquefied calcareous drilling muds, such as lime and low-lime muds, were used to a large extent because of their good rheological properties. When such sludge systems were used, however, etch alkali was used, e.g. sodium hydroxide, to regulate the calcium ion concentration. This resulted in drilling mud that had high pH values and thereby high amounts of soluble salts that are harmful to the soil and to plants. Furthermore, when caustic alkali is used to regulate the calcium concentration in calcareous drilling muds, gelation of the drilling mud mixture may occur when high temperature zones are encountered in the soil formation. Gypsum-containing sludge can also contain high amounts of soluble salts and thereby cause removal problems.

Boreslam ifølge oppfinnelsen kan gis en slik sammensetning at de har gode reologiske egenskaper, og de kan dessuten ofte fjernes på borestedet uten skader for jorden eller plante-livet, særlig når komponenten b) er et jordalkalimetallhydroksyd. Boreslamblandingene kan også fremstilles med lavere hydroksyd-konsentrasjoner, hvilket gjør at blandingene kan brukes som ballast-fluida, selv når man møter høye temperaturer. Drilling muds according to the invention can be given such a composition that they have good rheological properties, and they can also often be removed at the drilling site without damage to the soil or plant life, especially when component b) is an alkaline earth metal hydroxide. The drilling mud mixtures can also be produced with lower hydroxide concentrations, which means that the mixtures can be used as ballast fluids, even when high temperatures are encountered.

De nye vannbaserte boreslamblandinger ifølge oppfinnelsen omfatter en vandig suspensjon av et leirmateriale, et jordalkalimetall- eller alkalimetallhydroksyd og et monokalsiumfosfat-holdig materiale. Når komponent b) er et jordalkalimetallhydroksyd, kan også et alkalimetallhydroksyd være til stede i blandingen for å øke pH-verdien i tilstrekkelig grad. Ennvidere, om ønsket, kan ytterligere komponenter, såsom slam-fortynnings-midler, og fluidum-taphindrende tilsetninger innføres i boreslamblandingen. Mengden av hver komponent kan i høy grad variere, avhengig av egenskaper ved den formasjon som skal bores, men fortrinnsvis vil blandingen inneholde fra 28 til 70 kg/m 3 av leirmateriale, fortrinnsvis fra 2,85 til 14 kg/m"^ av alkalimetallhydroksyd og fra 2,85 til 8,5 kg/m^ når et jordalkalimetallhydroksyd er tilstede, og fra 2,85 til 14 kg/m"^ av jordalkalimetallhydroksyd. Foretrukkede blandinger av jordalkalimetallhydroksyder er blandinger av kalsium- og bariumhydroksyder. Et ytterst viktig trekk er mengden av det anvendte monokalsium-fosfatholdige materiale. Denne mengde vil være avhengig av mengden av de anvendte alkalimetall- og jordalkalimetallhydroksyd-komponenter. Det er viktig at det brukes minst en støkiometrisk mengde av monokalsiumfosfat, basert på mengden av alkali- eller jordalkalimetallhydroksydet som er tilstede, eller på de kombinerte mengder av alkalimetall- og jordalkalimetallhydroksyder, når begge to er tilstede. Det oppnås imidlertid særlig fordelaktige resultater når vektforholdet mellom monokalsiumfosfat og nevnte hydroksyd eller hydroksyder ligger på ca. 5:1. For de fleste anvendel-ser vil mengden av monokalsiumfosfatholdig materiale som brukes være fra 5,7 til 14 kg/m 3. The new water-based drilling mud mixtures according to the invention comprise an aqueous suspension of a clay material, an alkaline earth metal or alkali metal hydroxide and a monocalcium phosphate-containing material. When component b) is an alkaline earth metal hydroxide, an alkali metal hydroxide may also be present in the mixture to raise the pH value sufficiently. Furthermore, if desired, additional components, such as mud diluents and fluid loss prevention additives, can be introduced into the drilling mud mixture. The amount of each component can vary greatly, depending on the characteristics of the formation to be drilled, but preferably the mixture will contain from 28 to 70 kg/m 3 of clay material, preferably from 2.85 to 14 kg/m"^ of alkali metal hydroxide and from 2.85 to 8.5 kg/m"^ when an alkaline earth metal hydroxide is present, and from 2.85 to 14 kg/m"^ of alkaline earth metal hydroxide. Preferred mixtures of alkaline earth metal hydroxides are mixtures of calcium and barium hydroxides. An extremely important feature is the amount of monocalcium phosphate-containing material used. This amount will depend on the amount of the alkali metal and alkaline earth metal hydroxide components used. It is important that at least a stoichiometric amount of monocalcium phosphate be used, based on the amount of alkali or alkaline earth metal hydroxide present, or on the combined amounts of alkali metal and alkaline earth metal hydroxides, when both are present. However, particularly advantageous results are obtained when the weight ratio between monocalcium phosphate and said hydroxide or hydroxides is approx. 5:1. For most applications, the amount of monocalcium phosphate-containing material used will be from 5.7 to 14 kg/m 3 .

I visse tilfeller antar vi at det kan finne sted en kjemisk reaksjon mellom komponenter b) og c) i blandingen, særlig når komponent b) inneholder et jordalkalimetallhydroksyd. Arten, mengden og forholdene mellom komponentene b) og c) som er nevnt her, er som hos de komponenter fra hvilke blandingen er dannet. Arten, mengden og forholdene som faktisk er tilstede i blandingen etter en viss tid kan være helt forskjellige. For eksempel kan monokalsiumfosfat som opprinnelig er tilstede omdannes i det mins-te delvis til trikalsiumfosfat eller kalsiumdibariumfosfat. In certain cases, we assume that a chemical reaction can take place between components b) and c) in the mixture, particularly when component b) contains an alkaline earth metal hydroxide. The nature, quantity and ratios between the components b) and c) mentioned here are the same as for the components from which the mixture is formed. The nature, amount and conditions actually present in the mixture after a certain time may be completely different. For example, monocalcium phosphate which is originally present can be converted at least partially into tricalcium phosphate or calcium dibarium phosphate.

De foeskjellige mengder av ingredienser som anvendes i boreslamblandinger ifølge oppfinnelsen kan være i større konsen-trasjoner enn de som er angitt, så lenge forholdet mellom mono-kalsiumf osf at og jordalkalimetall- og/eller alkalimetallhydroksyd i blandingen er holdt innenfor det angitte område. Det oppnås imidlertid ingen særlig fordel ved å bruke større mengder enn dem The various amounts of ingredients used in drilling mud mixtures according to the invention can be in greater concentrations than those specified, as long as the ratio between monocalcium phosphate and alkaline earth metal and/or alkali metal hydroxide in the mixture is kept within the specified range. However, no particular advantage is gained by using larger amounts than them

I IN

som er nødvendige for å opprettholde de ønskede reologiske egenskaper av boreslamblandingen. which are necessary to maintain the desired rheological properties of the drilling mud mixture.

Som nevnt tidligere, vil mengden av alkalimetallhydroksyd i boreslamblandingen i forbindelse med jordalkalimetallhydroksyd vanligvis utgjøre fra 3,35 til 8,5 kg/m<3>.. Denne mengde vil være avhengig av den ønskede pH-verdi for den totale slamblanding. Vanligvis vil denne mengde skaffe en pH fra 9 As mentioned earlier, the amount of alkali metal hydroxide in the drilling mud mixture in connection with alkaline earth metal hydroxide will usually amount to from 3.35 to 8.5 kg/m<3>.. This amount will depend on the desired pH value for the total mud mixture. Typically, this amount will provide a pH of 9

til 14. Når man bruker et alkalimetallhydroksyd alene, vil pH-verdien vanligvis ligge mellom 7 og 13. to 14. When using an alkali metal hydroxide alone, the pH will usually be between 7 and 13.

Bestanddeler i vannbaserte boreslam ifølge oppfinnelsen, med unntagelse av monokalsiumfosfatholdig materiale, er de samme som normalt brukes ved fremstilling av tidligere kjente boreslam. Således kan et hvilket som helst egnet leiremateriale, for eksempel prehydratisert bentonitt eller lignende, brukes som leire-komponent. Components in water-based drilling muds according to the invention, with the exception of monocalcium phosphate-containing material, are the same as are normally used in the production of previously known drilling muds. Thus, any suitable clay material, for example prehydrated bentonite or the like, can be used as clay component.

Jordalkalimetallhydroksyd som anvendes i blandingen ifølge oppfinnelsen er kalsiumhydroksyd eller en blanding av kalsiumhydroksyd med andre jordalkalimetallhydroksyder, for eksempel bariumhydroksyd. Det er klart at kalsiumhydroksyd er alltid en komponent av jordalkalimetallhydroksyder og kan brukes enten alene eller i kombinasjon med andre jordalkalimetallhydroksyder. Et alkalimetallhydroksyd kan brukes enten alene eller hvis ønsket i kombinasjon med jordalkalimetallhydroksydet. I slike tilfeller kan man bruke hvilket som helst passende alkalimetallhydroksyd, for eksempel natriumhydroksyd, kaliumhydroksyd, litiumhydroksyd og blandinger av dem. The alkaline earth metal hydroxide used in the mixture according to the invention is calcium hydroxide or a mixture of calcium hydroxide with other alkaline earth metal hydroxides, for example barium hydroxide. It is clear that calcium hydroxide is always a component of alkaline earth metal hydroxides and can be used either alone or in combination with other alkaline earth metal hydroxides. An alkali metal hydroxide can be used either alone or if desired in combination with the alkaline earth metal hydroxide. In such cases, any suitable alkali metal hydroxide can be used, for example sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide and mixtures thereof.

Monokalsiumfosfatholdig komponent som anvendes i boreslamblandinger ifølge oppfinnelsen er monokalsiumfosfat eller en blanding av monokalsiumfosfat og kalsiumsulfat. Når den mono-kalsiumfosfatholdige komponent er en blanding av monokalsiumfosfat og kalsiumsulfat, er disse forbindelser i mengder av henholdsvis 40-60 og 60-40 vektprosent. The monocalcium phosphate-containing component used in drilling mud mixtures according to the invention is monocalcium phosphate or a mixture of monocalcium phosphate and calcium sulphate. When the monocalcium phosphate-containing component is a mixture of monocalcium phosphate and calcium sulfate, these compounds are in amounts of 40-60 and 60-40 percent by weight, respectively.

Når man har funnet at det på grunn av egenskaper When one has found that because of characteristics

av jordformasjonen er fordelaktig å tilsette slamfortynnende midler og/eller fluidumtaphindrende midler til boreslamblandingen, kan man lett innføre disse midler. Slike slamfortynnende og fluidumtaphindrende midler er velkjente i teknikken. Mengden av slamfortynnende midler og/eller fluidumtaphindrende midler vil variere meget, avhengig av viskositeten av boreslamblandingen og de fysi- of the soil formation, it is advantageous to add mud thinning agents and/or fluid loss prevention agents to the drilling mud mixture, these agents can easily be introduced. Such sludge thinning and fluid loss prevention agents are well known in the art. The amount of mud thinning agents and/or fluid loss prevention agents will vary greatly, depending on the viscosity of the drilling mud mixture and the physical

kaiske egenskaper av jordformasjonen som bores. Vanligvis vil imidlertid slamfortynnende midler, når man har bestemt at de er nødvendige, innføres i en mengde fra 2,85 til 57 kg/m 3. Mengden av fluidumtaphindrende middel, når dette er nødvendig, vil variere i stor utstrekning fra . 2,85 til 57 kg/m 3, og vanligvis fra 2,85 til 14 kg/m<3>. physical properties of the soil formation being drilled. Generally, however, sludge thinning agents, when it has been determined that they are necessary, will be introduced in an amount of from 2.85 to 57 kg/m 3. The amount of fluid loss prevention agent, when this is necessary, will vary widely from . 2.85 to 57 kg/m 3, and usually from 2.85 to 14 kg/m<3>.

Eksempler på egnede slamfortynnende midler er ferrokromlignosulfater, ligniner, tanniner og lignende. Eksempler på fluidumtaphindrende midler er stivelse, alkalibehandlet stivelse, karboksymetylcellulose og blandinger derav. Examples of suitable sludge thinning agents are ferrochrome lignosulphates, lignins, tannins and the like. Examples of fluid loss prevention agents are starch, alkali-treated starch, carboxymethyl cellulose and mixtures thereof.

Oppfinnelsen beskrives detaljert på grunnlag av følgende eksempler. Det vil imidlertid forstås at disse eksempler bare skal illustrere oppfinnelsen og at man kan forandre såvel de angitte mengder av materialer, betingelsene og ekvivalente materi- The invention is described in detail on the basis of the following examples. However, it will be understood that these examples are only intended to illustrate the invention and that one can change both the specified amounts of materials, the conditions and equivalent materials

aler uten å falle utenfor rammen for oppfinnelsen. als without falling outside the scope of the invention.

Eksempel 1 Example 1

Det ble utført en rekke forsøk i hvilke forskjellige boreslamblandinger ble fremstilt for sammenligning av deres reologiske egenskaper. Hver av de fremstilte prøver ble laget av prehydratisert bentonitt og ledningsvann med et samlet saltinnhold av 582 g/l. De undersøkte slamprøver ble blandet i 1750 ml-porsjoner. En laboratorie-blander av LIGHTNIN-modell F ble brukt for å blande prøvene i et 3000 ml beger av rustfritt stål. En med 6 blad forsynt turbin-blande- A number of experiments were carried out in which different drilling mud mixtures were prepared for comparison of their rheological properties. Each of the prepared samples was made from pre-hydrated bentonite and tap water with a total salt content of 582 g/l. The investigated sludge samples were mixed in 1750 ml portions. A LIGHTNIN model F laboratory mixer was used to mix the samples in a 3000 ml stainless steel beaker. A turbine-mixer equipped with 6 blades

aksel (bladene 90° i forhold til vertikalen) ble brukt i blanderen. shaft (blades 90° to the vertical) was used in the mixer.

De reologiske egenskaper ved forskjellige boreslamblandinger ble målt ved romtemperatur (^23°C) med et viskosimeter av FANN-filterpresse ved romtemperatur og et trykk på 7 kg/cm 2. pH-verdier ble målt med en digital pH-måler under bruk av platina-broelektroder. Resultatene av disse forsøk er gitt i følgende tabell. The rheological properties of different drilling mud mixtures were measured at room temperature (^23°C) with a FANN filter press viscometer at room temperature and a pressure of 7 kg/cm 2. pH values were measured with a digital pH meter using platinum -bridge electrodes. The results of these tests are given in the following table.

Ved å studere de ovenfor angitte data kan man lett se at boreslamblandinger inneholdende kalsiumfosfat-komponenten har ekvivalentene eller bedre reologiske egenskaper enn de konvensjonelle kalk- og lavkalkslam-systemer. By studying the above-mentioned data, one can easily see that drilling mud mixtures containing the calcium phosphate component have equivalent or better rheological properties than the conventional lime and low-lime mud systems.

Videre har kalsiumfosfatholdig slam en høyere spesifikk motstand enn konvensjonelle kalk- og lavkalkslam-systemer. Spesifikk motstand er en indikasjon på konsentrasjonen av løselige ioner i systemet. For eksempel, jo høyere den spesifikke motstand er, desto lavere er konsentrasjonen av de løselige ioner, og jo lavere den spesifikke motstand er, desto høyere er konsentrasjonen av de løselige ioner. Følgende tabell viser virkningen av irri-gasjonsvann som inneholder løselige ioner på avlingene, målt som spesifikk motstand. Furthermore, calcium phosphate-containing sludge has a higher specific resistance than conventional lime and low-lime sludge systems. Specific resistance is an indication of the concentration of soluble ions in the system. For example, the higher the specific resistance, the lower the concentration of the soluble ions, and the lower the specific resistance, the higher the concentration of the soluble ions. The following table shows the effect of irrigation water containing soluble ions on crops, measured as specific resistance.

Det ble utført en rekke forsøk for å bestemme den spesifikke motstand av slamblandinger, idet dette bestemte slammenes fjernelsesegenskaper. Disse slamblandinger ble fremstilt vesentlig på samme måte som slam i tabell I. Forsøksresultatene er angitt i tabell II. A number of tests were carried out to determine the specific resistance of sludge mixtures, as this determined the removal properties of the sludges. These sludge mixtures were prepared essentially in the same way as the sludge in Table I. The test results are given in Table II.

Fra disse data basert på målingene av spesifikk motstand fremgår det klart at de nye boreslamblandinger inneholdende monokalsiumfosfat og et jordalkalimetallhydroksyd, for eksempel Ca(0H)2 eller BaCOH^ har forbedrede fjernelsesegenskaper. From these data based on the measurements of specific resistance, it is clear that the new drilling mud mixtures containing monocalcium phosphate and an alkaline earth metal hydroxide, for example Ca(OH)2 or BaCOH^ have improved removal properties.

Eksempel II Example II

En annen forsøksrekke ble utført med boreslam fremstilt i samsvar med metoden fra eksempel I, med den unntagelse at slamblandingen bare inneholdt et leiremateriale, ferrokrom-ligno-sulfonat, et jordalkalimetallhydroksyd og en monokalsiumfosfat- Another series of experiments was carried out with drilling mud prepared in accordance with the method of Example I, with the exception that the mud mixture contained only a clay material, ferrochromium lignosulfonate, an alkaline earth metal hydroxide and a monocalcium phosphate

holdig blanding. De reologiske egenskaper av de forskjellige slamblandinger ble målt ved romtemperatur (24°C) på et viskosimeter av FANN-modell 35. Fluidumtapsdata ble samlet ved å bruke en FANN-filterpresse ved romtemperatur og et trykk på 7 kg/cm 2. pH-verdier ble målt med en digital pH-måler ved å bruke en platina bro-elektrode. Resultatene av disse forsøk finnes på tabell III. rich mixture. The rheological properties of the different sludge mixtures were measured at room temperature (24°C) on a FANN model 35 viscometer. Fluid loss data were collected using a FANN filter press at room temperature and a pressure of 7 kg/cm 2. pH values was measured with a digital pH meter using a platinum bridge electrode. The results of these tests can be found in Table III.

Eksempel III Example III

I overenstemmelse med blandings- og målingsmetoder fra eksempel I ble fire boreslamblandinger fremstilt og deres reologiske egenskaper målt. Slam (1) og (3) er typiske for kjente slamblandinger. Slam (2) og (4) inneholder monokalsiumfosfat og et alkalimetallhydroksyd. In accordance with the mixing and measuring methods of Example I, four drilling mud mixtures were prepared and their rheological properties measured. Sludge (1) and (3) are typical of known sludge mixtures. Sludges (2) and (4) contain monocalcium phosphate and an alkali metal hydroxide.

Resultatene av disse forsøk er vist på følgende tabeller. The results of these tests are shown in the following tables.

Etter å ha undersøkt de ovenfor angitte data er det klart at boreslamblandinger inneholdende kalsiumfosfat-bestanddelen har ekvivalente eller bedre reologiske egenskaper enn de konvensjonelle kalk- og gipsslam-systemer. After examining the above data, it is clear that drilling mud mixtures containing the calcium phosphate component have equivalent or better rheological properties than the conventional lime and gypsum mud systems.

Videre har det kalsiumfosfatholdige slam en høyere spesifikk motstand enn de konvensjonelle kalk- og gipsslamsysterner. Den spesifikke motstand indikerer konsentrasjonen av løselige ioner i systemet. For eksempel jo høyere den spesifikke motstand er, desto lavere er konsentrasjonen av løselige ioner. Furthermore, the calcium phosphate-containing sludge has a higher specific resistance than the conventional lime and gypsum sludge tanks. The specific resistance indicates the concentration of soluble ions in the system. For example, the higher the specific resistance, the lower the concentration of soluble ions.

Det ble, utført en rekke forsøk for å bestemme den spesifikke motstand av slamblandinger, idet dette indikerte deres fjernelsesegenskaper. Disse slamblandinger hadde i det vesentlige den samme sammensetning som angitt i tabell I. Resultatene av for-søkene er angitt i tabell III. A number of tests were carried out to determine the specific resistance of sludge mixtures, indicating their removal properties. These sludge mixtures essentially had the same composition as indicated in Table I. The results of the tests are indicated in Table III.

Fra disse data som er basert på målinger av spesifikk motstand, kan det sees at boreslamblandinger som inneholder monokalsiumfosfat har betydelig forbedrede egenskaper. Da imidlertid alkalimetallhydroksyd-komponenten er brukt ved foreliggende oppfinnelse for å regulere konsentrasjonen av kalsiumioner når denne er tilstede, må man sørge for ikke å overskride den mengde av alkalimetallhydroksyd som er nødvendig for å regulere kalsiumion-konsentrasjonen, for å hindre dannelsen av overdrevne mengder av uønskede vannløselige saltkomponenter. From these data, which are based on measurements of specific resistance, it can be seen that drilling mud mixtures containing monocalcium phosphate have significantly improved properties. However, since the alkali metal hydroxide component is used in the present invention to regulate the concentration of calcium ions when present, care must be taken not to exceed the amount of alkali metal hydroxide necessary to regulate the calcium ion concentration, in order to prevent the formation of excessive amounts of unwanted water-soluble salt components.

i in

Claims (4)

1. Vannbasert boreslamblanding omfattende en vandig suspensjon fremstilt ved å blande: a) fra 14 til 100 kg/m<3> av leirmateriale, b) opp til 14 kg/m 3av et jordalkalimetallhydroksyd valgt fra kalsiumhydroksyd og blandinger av kalsiumhydroksyd 3 og bariumhydroksyd og/eller opp til 14 kg/m av et alkalimetallhydroksyd, idet det ikke er til stede mer enn ca. 8,5 kg/m 3 av alkalimetallhydroksyd når nevnte blanding inneholder jordalkalimetallhydroksyd, karakterisert ved at nevnte boreslamblanding også inneholder c) 2,85-70 kg/m 3 av et monokalsiumfosfatholdig materiale valgt fra monokalsiumfosfat og blandinger inneholdende fra 40 til 60 vekt% av monokalsiumfosfat og fra 60 til 4 0 vekt% av kalsiumsulfat, idet det brukes minst en støkiometrisk mengde av.monokalsiumfosfat, basert på vekten av nevnte jordalkalimetallhydroksyd og/eller alkalimetallhydroksyd.1. Water-based drilling mud mixture comprising an aqueous suspension prepared by mixing: a) from 14 to 100 kg/m<3> of clay material, b) up to 14 kg/m 3 of an alkaline earth metal hydroxide selected from calcium hydroxide and mixtures of calcium hydroxide 3 and barium hydroxide and /or up to 14 kg/m of an alkali metal hydroxide, no more than approx. 8.5 kg/m 3 of alkali metal hydroxide when said mixture contains alkaline earth metal hydroxide, characterized in that said drilling mud mixture also contains c) 2.85-70 kg/m 3 of a monocalcium phosphate-containing material selected from monocalcium phosphate and mixtures containing from 40 to 60% by weight of monocalcium phosphate and from 60 to 40% by weight of calcium sulfate, using at least a stoichiometric amount of monocalcium phosphate, based on the weight of said alkaline earth metal hydroxide and/or alkali metal hydroxide. 2. Boreslamblanding som angitt i krav 1, karakterisert ved at komponenten b) er fra 2,85 til 14 kg/m<3> av et alkalimetallhydroksyd.2. Drilling mud mixture as stated in claim 1, characterized in that the component b) is from 2.85 to 14 kg/m<3> of an alkali metal hydroxide. 3. Boreslamblanding som angitt i krav 2, karakterisert ved at blandingen omfatter minst 5,7 kg/m<3 >av monokalsiumfosfatholdig materiale.3. Drilling mud mixture as specified in claim 2, characterized in that the mixture comprises at least 5.7 kg/m<3> of monocalcium phosphate-containing material. 4. Boreslamblanding som angitt i krav 1, karakterisert ved at monokalsiumfosfat er til stede i et vektmengdeforhold til jordalkalimetallhydroksydet og alkali-metallhydroksydet på fra støkiometrisk til 5:1.4. Drilling mud mixture as stated in claim 1, characterized in that monocalcium phosphate is present in a ratio by weight to the alkaline earth metal hydroxide and the alkali metal hydroxide of from stoichiometric to 5:1.
NO751493A 1974-04-29 1975-04-25 WATER BASED DRILL MIXTURE. NO141416C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US46502674A 1974-04-29 1974-04-29
US05/465,027 US3962099A (en) 1974-04-29 1974-04-29 Water base drilling mud composition

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO751493L NO751493L (en) 1975-10-30
NO141416B true NO141416B (en) 1979-11-26
NO141416C NO141416C (en) 1980-03-05

Family

ID=27041179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO751493A NO141416C (en) 1974-04-29 1975-04-25 WATER BASED DRILL MIXTURE.

Country Status (4)

Country Link
DK (1) DK178375A (en)
GB (1) GB1462551A (en)
NO (1) NO141416C (en)
SE (1) SE410005B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU556313B2 (en) * 1982-12-29 1986-10-30 Stauffer Chemical Company Oil well drilling composition of aqueous alkali/polymer

Also Published As

Publication number Publication date
NO751493L (en) 1975-10-30
SE410005B (en) 1979-09-17
SE7504860L (en) 1975-10-30
DK178375A (en) 1975-10-30
NO141416C (en) 1980-03-05
GB1462551A (en) 1977-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2775557A (en) Drilling muds containing acrylic acidacrylamide copolymer salts
US4440649A (en) Well drilling and completion fluid composition
NO175598B (en) Clay product, as well as process for making such
NO316450B1 (en) Water-based drilling fluid and drilling fluid additive mixture
US4618433A (en) Drilling fluids and thinners therefor
NO894840L (en) BROWN TREATMENT FLUID ADDITIVE.
US3962099A (en) Water base drilling mud composition
NO153457B (en) VERY DRILL BAG.
EP0137872B1 (en) Well drilling and completion fluid composition
US3325426A (en) Oxidized product of sulfonated lignin material reacted with an alkylolphenol
US3087923A (en) Drilling fluid composition and process
NO141416B (en) WATER-BASED DRILL MUD MIXTURE.
US3244623A (en) Drilling fluid composition and process
US4311600A (en) Humate thinners for drilling fluids
EP0600343B1 (en) Tin/cerium compounds for lignosulfonate processing
CA1317448C (en) Drilling fluid thinner
US3956142A (en) Noncorroding water base drilling fluids and additive system for making
US4000076A (en) Drilling mud having reduced corrosiveness
EP0191558A1 (en) Control of viscosity of aqueous drilling fluids
CA1054355A (en) Water base drilling mud composition
US3171810A (en) Process for providing an improved drilling fluid and the product thereof
US2518439A (en) Drilling mud
NO751492L (en)
EP0024880B1 (en) Process for producing a thixotropic liquid
US2393560A (en) Well drilling mud and process