NO176721B - Fluid for anvendelse i petroleumsbrönner, samt fremgangsmåte for å bore en brönn - Google Patents

Description

Denne oppfinnelsen vedrører et fluid for anvendelse i petroleumsbrønner, samt fremgangsmåte for boring av en brønn og/eller komplettering av et borehull gjennom et underliggende leirskiferlag.

Boreslam eller borevæske er en mer eller mindre kompleks blanding av kjemikalier som anvendes til boring av brønner, og som skal utføre en rekke funksjoner. Boreslam omfatter en væske eller oppslemming som pumpes ned gjennom borestrengen og forlater denne gjennom dyser i borkronen, umiddelbart i nærheten av den formasjonen som man borer igjennom. Boreslammet flyter oppover i det ringformede mellomrommet mellom borestrengen og veggen i hullet til overflaten og utfører en rekke funksjoner. Boreslammet kjøler ned og smører borkronen, leverer hydraulisk energi til borkronen, bringer borekaks opp gjennom hullet under sirkulasjonen, suspenderer borekaks i borehullet når sirkulasjonen stopper, hindrer utblåsninger, minimaliserer vanntapet til permeable formasjoner, smører mellom borestrengen og borehullsveggen og utfører forskjellige andre funksjoner.

Det er mange slag forskjellige boreslam. Det mest ele-mentære boreslam er vann blandet med utborede faste stoffer, som ofte kalles "naturlig" boreslam. Noen av de utborede faste stoffene er leire som, når den er finmalt, fremskaffer flere av boreslammets funksjoner. Noen av de utborede faste stoffene er vektmidler for oppslemmingen og øker tettheten av slammet til 1,10 - 1,19 kg/liter som er tilstrekkelig til å kontrollere normale trykk på små dybder i mange områder med aktiv boring.

Naturlig slam var det tidligste som ble brukt under roterende boring av olje- og gassbrønner. Det ble snart opp-daget at naturlig boreslam gir nesten ingen kontroll over tap av vann til permeable formasjoner, har en tendens til å vaske ut eller forstørre diameteren på hullet, samler skiferkuler i borkronen og medfører andre større ulemper. Siden den tid har man tilsatt til boreslammet en lang rekke kjemikalier for å overvinne reelle eller antatte problemer med naturlig boreslam.

Nesten alt vannbasert boreslam er basert på vann som tilsettes gel eller bentonitt og som opptar i seg utborede faste stoffer. Standard boreslam i mange områder av verden er nå et naturlig boreslam som er tilsatt bentonitt, natriumhydroksyd, krom-lignosulfonat og lignitt. Når man trenger større vekt, tilsettes et spesielt vektmateriale, slik som bariumsulfat, hematitt, kalsiumkarbonat, silika eller lignende. Denne type boreslam blir nå erstattet med en naturlig boreslam-bentonitt-natriumhydroksyd-blanding som er tilsatt en flytende polymer.

En ønskelig egenskap ved et boreslam er at det stivner eller gelerer når det får stå i ro. Denne egenskapen er ønskelig for at borekaks eller vektmaterialer i boreslammet ikke skal falle med tyngdekraften gjennom boreslammet mot bunnen av hullet når sirkulasjonen stopper. Denne egenskapen får boreslammet ved hjelp av et geleringsmiddel, slik som utborede faste stoffer, bentonitt og/eller sub-bentonittiske leirer eller blandinger derav.

En annen ønskelig egenskap ved et boreslam er at det skaper en filterkake med lav permeabilitet på overflaten av permeable formasjoner. Fortrinnsvis bør filterkaken være relativt tynn og hard istedenfor tykk og myk. Som det vil forstås av spesialister på området dannes filterkaken fordi trykket i borehullet overstiger trykket i en permeabel formasjon som gjennomtrenges derav, og væske fra slammet føres inn i den permeable formasjonen og etterlater seg på overflaten av formasjonen en filterkake som består av de faste stoffene som inneholdes i slammet. Den væsken som tapes til formasjonen kalles filtrat. Når en stor mengde filtrat passerer gjennom overflaten av formasjonen, dannes det en tykk filterkake. Når en liten mengde filtrat passerer gjennom overflaten av formasjonen, dannes det en tynn filterkake. En funksjon av filterkaken er å begrense ytterligere tap av filtrat til formasjonen etter at filterkaken er dannet. En lang rekke kjemikalier har vært brukt for å lage tynne filterkaker eller redusere tap av filtrat, slik som karboksy-metylcellulose, lignitt, lignosulfonater, Resin-X-, tilgjengelig fra Magobar, Miltemp - en høytemperatur-polymer tilgjengelig fra Milpark, Claytemp - en polymer tilgjengelig fra Barclay, Soltex - et asfaltbasert materiale tilgjengelig fra Drilling Specialty, og lignende.

En hensikt med en god filterkake er å redusere mengden av filtrat som tapes til en permeabel formasjon, hvilket er ønskelig av to grunner. For det første kan en stor mengde filtrat i formasjonen påvirke karakteristikkene av mange elektriske logger. For det andre er det fare for at filtratet kan føre til svelling av materialer i den permeable formasjonen, og derved redusere permeabiliteten av en mulig produktiv formasjon i en slik grad at formasjonen ikke vil produsere eller ikke vil produsere tilfredsstillende. Et ferskvannsfiltrat, f.eks. fører til svelling av mange leirtyper som montmorillonitt og illitt.

Natriumhydroksyd tilsettes til mange boreslam for å heve pH-verdien av disse vesentlig, fordi det for år tilbake ble lært at et alkalisk boreslam ikke sveller leire i motsetning til et nøytralt eller surt boreslam. Som man vil se klarere i det følgende er de fleste hittil anvendte slamtyper som tilsetningene i denne oppfinnelsen er anvendt i, allerede ganske alkaliske, fordi natriumhydroksyd vanligvis er blitt tilsatt til disse. Etter at de glycerolbaserte tilsetninger ifølge denne oppfinnelsen er tilsatt til et slamsystem, utelater man typisk å bruke natriumhydroksyd, fordi de glyceroler som brukes er tilstrekkelig alkaliske til å holde pH-verdien høy.

En kompletteringsvæske er et flytende materiale som brukes under kompletteringsfasen for en brønn. Det vil si mens man perforerer en produktiv formasjon eller utfører operasjoner på en brønn etter at den er boret og utforet, men før oppbrytningsoperasjoner i formasjonen. En kompletteringsvæske skiller seg fra en borevæske hovedsakelig fordi den ikke behøver å bringe med seg store mengder borekaks oppover i det ringformede mellomrommet i borehullet, idet de eneste borekakstyper som produseres under kompletteringsoperasjonene er forholdsvis små mengder av sement, støpejern og gummi, som kan forekomme når man borer opp DV-verktøy, broplugger, squeeze jobs eller lignende. Kompletteringsvæsker inneholder derfor vanligvis ikke et geldannende middel, dersom ikke væsken er svært tung og vektet med et fast vektmiddel. Kravet er ikke så stort til smøring i en kompletteringsvæske, fordi det er betydelig mindre friksjon mellom innsiden av brønn-foringen og en arbeidsstreng, enn mellom borehullsveggen og en borestreng.

I mange andre henseender må kompletteringsvæskene ha egenskaper tilsvarende til boreslam, dvs. at de må være ikke-ødeleggende for potensielt produktive formasjoner, de må være tilstrekkelig tunge for å kompensere for trykket i bunnen av hullet i permeable formasjoner og lignende.

Væsken ifølge denne oppfinnelsen er svært godt egnet som kompletteringsvæske, fordi den ikke sveller leire som kan være til stede i produktive formasjoner, den er i stand til å motstå svært høye bunnhulls-temperaturer uten nedbrytning, dens flytkarakteristikker ødelegges ikke ved tilsetning av faste, flytende eller gassformige forurensninger, den kan vektes til en. hvilken som helst rimelig tetthet for trykk-kontroll, og den er ganske billig. I tillegg vil en kompletteringsvæske som er laget i samsvar med denne oppfinnelsen være godt egnet til anvendelse bak et pakningsmiddel for å gi en ikke-korrosiv, relativt tung væske.

Det er et formål med denne oppfinnelse å tilveiebringe et forbedret boreslam som er stabilt ved høye temperaturer, som har utmerkede smørekvaliteter og som er spesielt ikke-ødeleggende for vanlige leirtyper som finnes i permeable formasjoner som potensielt kan produsere hydrokarboner.

Et annet formål med denne oppfinnelsen er å tilveiebringe en forbedret kompletteringsvæske som er spesielt ikke-ødeleggende for vanlig leire som finnes i permeable formasjoner som potensielt kan produsere hydrokarboner.

Andre formål og fordeler ved denne oppfinnelsen vil bli mer fullstendig forstått ettersom denne beskrivelsen skrider frem.

I samsvar med denne oppfinnelse skal et vannbasert boreslam omfatte vann, et geldannende middel, en skumdemper og fra 6 til 90 volumprosent av en vannløselig væske valgt fra gruppen som består av polyglycerol og blandinger av polyglycerol med glycerol. For og forbedre karakteren av filterkaken kan det tilsettes et middel for å forbedre filtertapet. For å øke tettheten av boreslammet kan det tilsettes et vektmateriale.

Et av de spesielle trekkene ved oppfinnelsen er hvordan faste stoffer tilsatt til slammet kan fuktes forskjellig av den flytende fasen i boreslammet. Bentonitt som brukes i boreslam er et fint pulver og tilsettes til vanlig boreslam ved ganske enkelt å tømme det ut av en sekk opp i en silo som tømmer seg i en rørledning som slammet flyter gjennom. Bentonittpartiklene hydratiseres og sveller ved absorpsjon av vann som inneholdes i boreslammet. Tørt bentonittpulver som tilsettes til slamsystemet ifølge oppfinnelsen fuktes ikke av vann, og samler seg i leireklumper som flyter på toppen av slammet. Bentonitten fuktes altså ikke av vannet i boreslammet. For å overvinne denne vanskeligheten blir bentonitten forhydratisert, dvs. den blandes med vann i en separat tank slik at det dannes en oppslemming som deretter blir tilsatt til boreslammet ifølge denne oppfinnelse.

Dette spesielle trekket illustrerer en vesentlig for-skjell mellom et boreslam ifølge denne oppfinnelse og boreslam ifølge tidligere praksis, dvs. partikkelformige materialer som tilsettes til slamsystemet ifølge denne oppfinnelse har en tendens til å bli suspendert deri, påvirkes ikke av og påvirker ikke vannet i boreslammet, og blir ikke lett en deltagene part av boreslammet. Dette samme trekket opplever man når man borer med et slam ifølge denne oppfinnelsen i en formasjon som inneholder et materiale som forurenser eller ødelegger et vanlig boreslam. For eksempel blir standard bentonitt-natriumhydroksyd-lignitt-kromlignosulfonat-slam forurenset av vanlige mineraler som man møter under boringen, dvs. salt, gips, anhydritt eller kalsiumkarbonat, og forandrer seg fra en relativt frittflytende oppslemming til et svært stivt materiale, som i utpregede tilfeller knapt kan helles ut av et beger. Boring i de samme materialene med et slam ifølge denne oppfinnelsen har liten eller ingen påvisbar virkning på boreslammet.

Et enkelt eksperiment illustrerer det spesielle resul-tatet. Omlag 500 ml av en blanding tillages i et beger, slik at blandingen inneholder omlag 4 0% vann og 60% av en glycerol/glykol-løsning. En liten mengde salt mindre enn nok til å overmette løsningen helles i begeret, og begeret rystes godt. Etter ett minutt eller to kan man se saltpartikler som setter seg på bunnen av begeret. Lite eller intet salt går i oppløsning, selv om den flytende fasen består av 4 0% vann. Salt kan derfor ikke forurense løsningen, og saltpartiklene blir bare suspendert som et uløselig materiale.

Et annet spesielt trekk ved boreslammet ifølge denne oppfinnelse er at filtratet ikke gir svelling av leirer slik som montmorillonitt, illitt eller lignende når andelen av glyceroler er tilstrekkelig høye. Filtratet som fremkommer i en standard API filterpresse er en løsning av vann, glycerol og skumdemper i samme forhold som i boreslammet. En tablett av montmorillonitt som legges i et beger som inneholder filtrat hvor glycerolkonsentrasjonen er over 2 5-3 0%, viser ingen påvisbar svelling av tabletten i løpet av 2 døgn. I motsetning vil en mo.ntmorillonitt-tablett som legges i ferskvann, svelle og falle fra hverandre i løpet av ett minutt eller to. Ved en glycerolkonsentrasjon på 6% vil svellingen av en montmorillonitt-tablett nedsettes betydelig. Ved glycerolkonsentrasjoner mellom 6 og 25% reduseres svellingen av montmorillonitt-tablettene progressivt.

Boringen av en typisk brønn begynner med å bruke et såkalt "start"-slam. I de fleste tilfelle blir startslammet laget ved å pumpe godt behandlet slam fra en tidligere brønn over i en vakuum-tankbil og fortynne det med tilstrekkelig vann slik at det blir tyntflytende. Av og til lages startslammet ved å blande bentonitt i vann slik at den resul-terende suspensjonen inneholder 71-86 kg bentonitt pr. m<3 >vann.

Etter at overflatehullet er boret og utforet, blir over-flateskoen og sementen utboret, etterfulgt av utboring under overflaten. Enten før boringen av skoen eller ved en større dybde hvor det blir bestemt å slamme opp, blir tilsetningene ifølge denne oppfinnelse blandet sammen med det allerede eksisterende slammet. Det kan være at det er tilstrekkelig geldannende midler i slammet, dvs. utborede faste stoffer, bentonitt, sub-bentonittiske leirer, og blandinger av disse. I dette tilfelle tilsetter man bare en løsning av glycerol og skumdemper til slammet.

Dersom det er utilstrekkelig gel i det allerede eksisterende slammet, er tre alternativer mulige. For det første kan mer bentonitt tilsettes det allerede eksisterende slammet fra en silo, før man tilsetter glycerol og skumdemper. For det andre kan man lage en oppslemming av bentonitt og vann i en slugtank, og langsomt tilsette denne til slamtanken eller gropen for å øke gel-mengden i slammet etter tilsetning av glycerol og skumdemper til slammet. For det tredje kan man lage en oppslemming av bentonitt og vann i en slugtank, og langsomt tilsette denne til slam-tanken eller gropen, mens man samtidig tilsetter en løsning av glycerol og skumdemper til slammet. Som nevnt tidligere kan man ikke tilsette tørt bentonittpulver til et slamsystem som inneholder riktige mengder glycerol og skumdemper, fordi bentonitten ikke fuktes av den flytende fasen.

Volumet av et slamsystem er summen av volumet av hullet og volumet av slam-tankene eller gropene. Volumet av en slam-tank eller grop blir vanligvis antatt å være konstant selv om de delvis fylles opp med utborede faste stoffer i løpet av boringen av en brønn. Volumet av hullet øker vesentlig under boringen fordi hullet blir dypere. Derfor må slamvolumet i et slamsystem øke i løpet av brønnboringen for å hindre at slam-tanken eller gropen løper tørr. Derfor må væske mer eller mindre kontinuerlig tilsettes til slam-systemet. I et vanlig vannbasert boreslam tilsetter man væske ved å la en strøm av vann fra en vannslange strømme inn i returledningen for slammet eller over skifer-sikten. For å vedlikeholde et slamsystem ifølge denne oppfinnelse tilsetter man vann på vanlig måte, men de flytende tilsetningene fremstilles og lagres i en tank av tilstrekkelig størrelse, f.eks. en frac tank, og pumpes periodisk over i slam-tanken. Dette kan gjøres greit ved hjelp av en trykkluftdrevet pumpe som styres av en timer. Slamteknikeren observerer den tiden som er nødvendig for å fylle en 20 liters bøtte fra pumpen. Dersom slamanalysen og økningen i hullvolumet gjør det nødvendig å tilsette daglig et visst volum av glycerol-skumdemper-løsningen, vil slamteknikeren bestemme denne nødvendige volumtilsetningen og gi instruksjoner til hver enkelt borer om å la den trykklufte-drevende pumpen gå i et på forhånd bestemt antall minutter i hvert skift slik at man tilsetter det nødvendige volum av glycerol-skumdemper-løsning en gang hver åttende time eller lignende.

I en typisk brønnboring vil slamteknikeren utføre en rekke analyser av boreslammet med hyppige mellomrom, i alle fall én gang daglig. I løpet av disse prøvene bestemmes det ofte at den uttatte slamprøven er mangelfull på en eller flere måter, og man tar passende aksjon for å korrigere. I slamsystemet i denne oppfinnelsen er det vanligvis bare fem ting å gjøre: (1) kontrollere mengden av geldannende middel for å være sikker på at det er tilstrekkelig til å bringe de utborede faste stoffene opp til overflaten og gi tilstrekkelig gel-styrke til suspenderte faste stoffer dersom sirkulasjonen stanser; (2) kontrollere filtertapet av slammet ved å tilsette et middel for å redusere filtertapet; (3) kontrollere mengden av glycerol-skumdemper-løsning; (4) opprettholde den ønskede slamvekt ved å tilsette vektmateriale om nød-vendig og (5) holde mengden av faste stoffer suspendert i systemet under kontroll ved å bruke slamrenseutstyr slik som slam-sentrifuge, syklon eller lignende.

Den ønskede mengden av geldannende middel i slammet varierer betydelig av en rekke grunner, omfattende typen av geldannende middel som anvendes. Høyfast Wyoming bentonitt, som er en natrium-montmorillonitt, er det foretrukne geldannende middel i moderne boreslam, og foretrekkes for slammet i denne oppfinnelse. Typisk ønsker man å anvende omlag 8 6 kg bentonitt i hver m<3> start-slam, og 29-57 kg bentonitt etter boringen av overflate-rør-skoen. Andre leire-typer er også egnet, slik som middels faste boreleirer, kalsium montmorillonitt-leirer, og utborede faste stoffer. Mengden av geldannende middel som skal anvendes kan ligge i området fra omlag 5 vekt% av slammet opp til så høyt som omlag 75 vekt%. Mengden av bentonitt i et boreslam bestemmes enten ved måling av gelstyrken av slammet eller ved en prøve som i dette fagområde kalles en MBT-prøve. Dersom det er for mye bentonitt, tilsettes væske til slamsystemet inntil bentonitten er fortynnet til den ønskede konsentrasjonen. Dersom det er for lite bentonitt, tilsettes bentonitt i oppslemmet form som tidligere nevnt.

Hvis boreslammet viser høyere tap av filtrat enn ønsket i en standard prøve i filterpresse, kan man tilsette til slammet et middel for å redusere filtertapet. Det foretrukne middel ifølge denne oppfinnelse til å redusere tapet av filtrat er pulverisert lignitt, et vanlig materiale for dette formålet. Pulverisert lignitt tilsettes ved blanding med vann i en slug-tank, og deretter tilsetning av oppslemmingen til slam-tanken, fordi den pulveriserte lignitt ikke lett lar seg blande inn i et boreslam som inneholder glycerol-skumdemper-løsningen ifølge denne oppfinnelse.

Den glycerol som skal anvendes kan være enkel glycerol, diglycerol, triglycerol, tetraglycerol, pentaglycerol, tyngere polyglyceroler og blandinger derav. En foretrukket glycerol er en blanding av glycerol og polyglyceroler som er tilgjengelig fra Dow Chemical Company, Freeport, Texas og er kjent som Polyglycerine W-80. Dette materiale er en hydroksylfunksjonell væske som består av forskjellige glyceroler i vandig løsning, og som har de følgende typiske egenskaper:

Det antas at Polyglycerine W-80, som er tilgjengelig fra Dow Chemical, er et bi-produkt av en kjemisk fremstillings-prosess som søkeren ikke kjenner til. Man antar derfor at det tilgjengelige materiale vil variere fra sats til sats, skjønt ingen merkbare forskjeller er blitt oppfattet ved å bruke dette materiale i flere brønner. Man antar at Polyglycerine W-80 er en azeotrop blanding av vann og glyceroler, fordi oppvarming av denne blandingen fører til at blandingen koker av ved konstant temperatur, og gir en reduksjon i volumet av materialet, men tilsynelatende ikke forandrer sammensetningen av det gjenværende materiale.

Glycerolen i boreslammet i denne oppfinnelsen har flere funksjoner. Den smører kontaktflatene mellom borestrengen og borehullsveggen, den reduserer filtratet i standard API slam-filtrat-prøver i en filterpresse, den regulerer flyteegen-skapene av slammet ved å senke flytepunktet av boreslammet og den plastiske viskositeten, og den minimaliserer problemene med dårlig skifer. En betydelig funksjon for glycerolen er å få vannet i slammet i løsning og påvirke det på en slik måte at utborede forurensninger som salt, gips, anhydritt, og kalsium- karbonat holdes i suspensjon heller enn i løsning, og derved forhindre ødeleggelse av slammet. Den nøyaktige mekanismen forstår man enda ikke, men det er klart at slammet i denne oppfinnelsen ikke fukter vanlige oppborede faste stoffer, og således ikke sveller leirer av den typen som vanligvis forekommer i boreslam.

Når glycerolmengden i løsning i et boreslam overstiger omlag 6%, får man en merkbar nedsettelse av hydratiseringen eller svellingen av montmorillonitt-leirer. Derfor inneholder et boreslam ifølge denne oppfinnelsen i alle fall 6 volum% glycerol. Når glycerolmengden øker til omlag 25-30 volum%, nedsettes hydratiseringshastigheten for montmorillonitt-tabletter inntil praktisk talt ingen svelling kan observeres. Man foretrekker derfor at glycerolmengden overstiger 2 5%.

Det kunne tenkes at dette ville utgjøre et maksimalt ønsket nivå for glycerol i et slam i denne oppfinnelsen. Dette er ikke tilfelle av forskjellige årsaker. For det første, når man ikke har noen sikkerhetsmargin mot svelling av leire, vil eventuelt saltvann som strømmer inn i borehullet nødvendigvis redusere glycerolinnholdet i boreslammet, og derved redusere glycerolkonsentrasjonen til under grensen for ødeleggelse. For det andre ønsker man gjerne høyere glycerolkonsentrasjoner når man borer på skrå, eller i andre situasjoner hvor god smøring er av betydelig viktighet.

En annen grunn til at høye glycerolkonsentrasjoner er ønskelig, har å gjøre med temperaturstabiliteten. Vannbasert slam er ikke spesielt egnet for hull med ekstremt høye temperaturer, f.eks. over 163°C, fordi slammet blir varmt og store vannmengder koker av fra slammet etter at det kommer tilbake til overflaten og trykket reduseres. Ved å anvende en glycerol/vannløsning som den flytende fase i boreslammet, vil kokepunktet for løsningen økes betydelig til et nivå som er signifikant høyere enn for vann eller glycerol alene. Derfor blir den maksimalt ønskelige andelen av glycerol sannsyn-ligvis begrenset av temperaturstabiliteten og er omlag 90 volum%.

Vanlig glycerol som anvendes i et slamsystem har en ulempe fordi det skummer svært mye. Derfor anvendes en skumdemper av en egnet type i en mengde som effektivt eliminerer skummingen eller reduserer den til et tålelig nivå. Den fore-trukkede skumdemperen som anvendes i boreslam i denne oppfinnelsen, er en glykol valgt fra gruppen som består av en alkylenglykol slik som etylenglykol, propylenglykol, og lignende; en polyalkylenglykol slik som polyetylenglykol, polypropylen- glykol og lignende, og blandinger derav. Det viser seg at polypropylenglykol er den foretrukne glykolen, fordi den er mindre følsom for høyere temperaturer som finnes i mange middels til dype brønner. I de fleste brønner med moderate temperaturer, viser det seg at en hvilken som helst glykol vil være tilfredsstillende.

Mange andre skumdempere kan også brukes i fluid-systemet i denne oppfinnelse, slik som LD-8 - en alkoholbasert skumdemper tilgjengelig fra Milpark, aluminiumstearat og diesel-olje, metyletylketon, metanol, Barclay's skumdemper, CamServ skumdemper, Unibar skumdemper og Bosco skumdemper.

En grunn til at glykol er en foretrukket skumdemper er at den har forskjellige andre ønskelige egenskaper. Den ikke bare virker som skumdemper eller reduksjonsmiddel for å hindre glycerolen fra å skumme svært mye, men hjelper også til å regulere flyte-egenskapene for fluidet og redusere API-filtrat-tapet.

Tilstrekkelig glykol anvendes for å eliminere skummingen eller redusere den til et tålelig nivå. I tillegg kan det anvendes en større mengde glykol for å høste fordel av noen av dens andre fordelaktige egenskaper, om slike er ønsket. Mengden av glykol er typisk proporsjonal med glycerolmengden, og varierer mellom 2-50 volum% av glycerolen, og er en mindre komponent når man sammenligner med glycerolmengden i systemet .

Eksempel l

En brønn i Plaquemines Parish, Louisiana, bores ned til 2800 meter med et vanlig slam bestående av brakkvann, kaustisk soda, bentonitt og krom-lignosulfonat. Ved 2800 meter tilsettes så mye flytende glycerol/glykol-løsning at glycerol/glykolinnholdet blir 10 volum%. Glykolmengden i tilsetningen er 10%. Glycerolkomponenten er Polyglycerine W-80 fra Dow Chemical. Glycerolmengden i boreslammet er omlag 0,10 x 0,90 x 0,75 eller omlag 6,6 volum%. Slamegenskapene ved 3,684 meter var:

Boring og logging gikk normalt uten vanskeligheter.

Eksempel 2

En brønn i LaFource Parish, Louisiana bores til 2440 meter med et vanlig slam av ferskvann, kaustisk soda, bentonitt, brunkull og krom-lignosulfonat. Fra 2440 meter bores brønnen på skrå og 23 m<2> glycerol-glykol-løsning tilsettes til slam-systemet, som har et totalvolum på 189 m<2>. Glykolmengden i tilsetningen er 10%. Glycerolkomponenten er polyglycerol W-80 fra Dow Chemical. Glycerolmengden i boreslammet er omlag 23/189 x 0,9 x 0,75 eller omlag 8,2 volum%. Slamegenskapene ved 2515 meter var:

3 til 5 m<3> glycerol/glykol-løsning tilsettes daglig til slam-systemet for å opprettholde glycerolkonsentrasjonen. I tillegg tilsettes bentonitt og lignitt daglig. Periodisk tilsettes barytt som vektmiddel. Ved 3150 meter er hullvinkelen 43°. Bortsett fra mekaniske avbrudd på riggen fortsetter boringen normalt til total dybde. Under et av avbruddene blir borestrengen stående i det åpne hullet og ikke beveget i løpet av to timer. Etter at avbruddet er korrigert, hever boreren blokken, og etter å ha trukket med en kraft på

6800 kg mer enn vekten av borestrengen, løsner denne. Det ble betraktet som et mindre mirakel at borestrengen ikke ble sittende fast, og tilskrevet smøreegenskapene ved boreslammet ifølge denne oppfinnelse.

Eksempel 3

Et naturlig boreslam behandles ved å tilsette en forhydratisert bentonitt-lignitt-oppslemming og en løsning av glycerol og metanol tilstrekkelig til å utgjøre 3 5 volum% glycerol/metanol. Glycerolen er enkel glycerol. Metanol utgjør 10 volum% av glycerol/metanol-løsningen. En montmorillonitt-tablett tilsettes til filtratet som er oppsamlet fra en API filterpresse. Ingen svelling av

tabletten observeres.

Eksempel 4

Et startslam fremstilles med ferskvann ved å blande 8 6 kg bentonitt pr. m<3> slam. Til denne blandingen tilsettes en mengde glycerolblanding som er tilstrekkelig til å utgjøre omlag 20 volum% av slamsystemet. Glycerolblandingen består av 50% av enkel glyserol og 50% diglycerol sammen med tilstrekkelig Barclay's skumdemper til å forhindre skumming. En montmorillonitt-tablett tilsettes til filtratet oppsamlet fra en API filterpresse. Ingen svelling av tabletten observeres.

Eksempel 5

Et boreslam fremstilles ved å tilsette til et boreslam bestående av et naturlig slam, bentonitt og kaustisk soda, tilstrekkelig flytende glycerol/glykol-tilsetning til å utgjøre 55 volum% glycerol/glykol. Glycerolen er en blanding av en tredel glycerol, en tredel diglycerol og en tredel triglycerol. Glykolen utgjør 10% av glycerol/glykol-tilsetningen. En montmorillonitt-tablett tilsettes til filtratet oppsamlet fra en API filterpresse. Ingen svelling av

tabletten observeres.

Eksempel 6

Et boreslam fremstilles ved å tilsette til en oppslemming av naturlig slam, bentonitt, kaustisk soda, lignitt og krom-lignosulfonat tilstrekkelig flytende glycerol/skumdemper-tilsetning til å utgjøre 3 5 volum% av slammet. Skumdemperen er Barclay's skumdemper og utgjør 5 volum% av tilsetningen. En montmorillonitt-tablett tilsettes til filtratet oppsamlet fra en API filterpresse. Ingen observerbar svelling av

tabletten bemerkes.

Eksempel 7

Et boreslam fremstilles ved å tilsette til en oppslemming av naturlig slam, bentonitt, kaustisk soda, lignitt og krom-lignosulfonat tilstrekkelig enkel glycerol til å utgjøre 75 volum% av slammet. En metanol-skumdemper tilsettes, som ut-gjør 5 volum% av slammet. En montmorillonitt-tablett tilsettes til filtratet oppsamlet fra en API filterpresse. Ingen svelling av tabletten observeres.

Eksempel 8

Det ønskes en kompletteringsvæske på 1,2 0 kg/liter. Polyglycerine W-80, som veier 1,28 kg/liter, fortynnes med tilstrekkelig polypropylenglykol til å gi en blanding på 1,20 kg/liter. Det anvendes ingen bentonitt eller barytt.

Eksempel 9

Det ønskes en kompletteringsvæske på 1,80 kg/liter. Polyglycerine W-80, som veier 1,28 kg/liter, fortynnes med tilstrekkelig vann til å gi en blanding på 1,20 kg/liter. 5 volum% metanol tilsettes for å regulere skummingen. En bentonitt/vann-oppslemming tilsettes for å gi en kompletteringsvæske og 29 kg bentonitt per m<3>. Tilstrekkelig barytt tilsettes for å heve tettheten til 1,80 kg/liter.

Eksempel 10

Det ønskes en kompletteringsvæske på 1,14 kg/liter. En 50-50 blanding av enkel glycerol og diglycerol fortynnes med tilstrekkelig vann til 1,14 kg/liter. Det tilsettes Barclay's skumdemper i en mengde på omlag 3 volum%. Det anvendes ingen barytt eller bentonitt.

Eksempel 11

Det ønskes en kompletteringsvæske på 1,20 kg/liter. Enkel glycerol og polypropylenglykol blandes i et forhold på 6:1. Denne løsningen fortynnes med vann til 1,20 kg/liter.

Claims (10)

1. Fluid for anvendelse i petroleumsbrønner, karakterisert ved at det omfatter vann, en skumdemper, og fra 6 til 90 volum% av en vannløselig væske valgt fra gruppen som består av polyglycerol, og blandinger av polyglycerol med glycerol.

2. Fluid ifølge krav 1, karakterisert ved at skumdemperen er en glykol valgt fra gruppen som består av alkylenglykol, polyalkylenglykol og blandinger derav.

3. Fluid ifølge krav 2, karakterisert ved at skumdemperen er en glykol valgt fra gruppen som består av etylenglykol, propylenglykol, polyetylenglykol, polypropylenglykol og blandinger derav.

4. Fluid ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at glykolen er i området 2 til 50 volum% av vannløselig glycerol.

5. Fluid ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den vannløselige glycerol er minst 2 5 volum% av fluidet.

6. Fluid som omfatter en blanding av faste stoffer og væsker, karakterisert ved at de faste stoffene omfatter et geldannende middel valgt fra gruppen som består av utborede faste stoffer, bentonitt, sub-bentonittiske leirer, og blandinger av disse, væskene omfatter en løsning av vann, en glycerol valgt fra gruppen som består av glycerol, polyglycerol og blandinger derav og en glykol valgt fra gruppen som består av alkylenglykol, polyalkylenglykol og blandinger derav, glycerolen og glykolen omfatter mellom 6 til 90 volum% av væsken, og at volumet av glykolen er 2-50% og volumet av glycerolen og glykolen.

7. Fluid ifølge krav 6, karakterisert ved at det geldannende midlet er i partikkelform.

8. Fluid ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det omfatter lignitt.

9. Fremgangsmåte for å bore en brønn gjennom et underliggende leirskiferlag med forkastning, karakterisert ved den omfatter trinn bestående av å bore et brønnhull og sirkulere et fluid i brønnhullet, idet fluidet omfatter vann, et geldannende middel og minst 6 volum% av en vannløselig væske valgt fra gruppen som består av glycerol, polyglycerol og blandinger derav; å danne en oppslemming av bentonitt eller sub-bentonit tiske leirer; og deretter å tilsette oppslemmingen til fluidet i en mengde som er tilstrekkelig til å forhindre at faste stoffer som er suspendert deri skal sette seg når sirkulasjonen stanses.

10. Fremgangsmåte for boring og/eller komplettering av et borehull gjennom et underliggende tungt leirskiferlag, karakterisert ved at et fluid i henhold til hvilket som helst av kravene 1 til 4 sirkuleres i borehullet.