NO304530B1

NO304530B1 - FramgangsmÕte og blanding for Õ fremme gelstabilitet ved h°y temperatur for boridiserte galaktoforbindelser

Info

Publication number: NO304530B1
Application number: NO921274A
Authority: NO
Inventors: Jeffrey C Dawson
Original assignee: Bj Services Co
Priority date: 1991-04-08
Filing date: 1992-04-02
Publication date: 1999-01-04
Also published as: NO921274L; GB2254636A; US5145590A; NL9200647A; NO921274D0; CA2065575A1; GB9207142D0; CA2065575C; GB2254636B

Description

Den foreliggende oppfinnelsen angår en framgangsmåte og en blanding som er nyttig som vannbasert brønnbrytningsvæske. Den angår spesielt en ny væske-kompleksdanner som anvendes til å oppnå kontrollert forsinket gelling av borerte polysakkarider og forbedret gelstabilitet ved temperaturer over 93 °C.

Ved hydraulisk brytning blir en sandholdig væske injisert inn i et brønnhull under høyt trykk. Straks de naturlige reservoartrykkene er overskredet, vil bruddvæsken initiere et brudd i formasjonen som generelt fortsetter å vokse under pumping. Behandlingsformen krever generelt at væsken oppnår maksimal viskositet når den kommer fram til bruddet, som påvirker bruddlengden og bredden. Denne viskositeten oppnås normalt ved gelling av passende polymere, slik som et passende polysakkarid. Tidligere har gelling blitt framskaffet ved å kryssbinde disse polymerene med metallioner som omfatter forbindelser av aluminium, antimon, zirkonium og titan samt de såkalte organotitanatene. Se for eksempel søkerens US patentskrift 4.514.309.

Den viskøse bruddvæsken som pumpes møter vanligvis høy skjærmotstand i rørstrengen under pumping fra overflata til bruddet og strømmer ved lav skjærmotstand etter at den har kommet fram til bruddet. Ferske undersøkelser indikerer at den høye skjærmotstanden som møtes i rørstrengen forårsaker betydelig degradering av den kryssbundne bruddvæsken. Høye viskositeter forårsaker også betydelige returtrykk eller friksjonstrykk som begrenser pumpehastigheten, som også påvirker bruddets geometri. Disse undersøkelsene har vist at ved å forsinke gellingen i noen minutter i løpet av det meste av den høye skjærmotstanden, kan det oppnås høyere pumperater, og væsken oppviser generelt bedre stabilitet.

I den senere tid har guar og guar-derivater kryssbundet med borat-ioner igjen blitt populære. I alkalisk vann med pH høyere enn omlag 7.8 er kryssbinding av guarpolymeren praktisk talt momentan. Dette aspektet er sannsynligvis forårsaket av det faktum at borater lett forestres med l,2cissoidale dialkoholer eller polyedriske alkoholer, slik som de som finnes i guar-polymeren. Denne forestringen er lett reverserbar, særlig ved høyere temperaturer som hersker i brønnhullet, slik at frie borationer alltid er tilgjengelige. Som et resultat er forsinkelsen av boration-kryssbindingssystemer vanskelig å oppnå.

For hver kryssbinder er det også en generelt oppfattet maksimumstemperatur der kryssbinderen ikke lenger vil gi noen økning i viskositet over det som observeres for basisgelen. For bor-kryssbundne geler har denne øvre temperaturgrensen tidligere vært ansett for å være fra 66 °C til 93 °C. Noen av de tidligere kjente borerte guarsystemene har anvendt enten langsomt oppløsende metalloksider som langsomt øker væskens alkalinitet, som igjen fremmer kryssbinding, eller kalsiumboratsalter med lav vannløselighet, avhengig av den langsomme oppløsing av borationer for forsinking. I begge tilfellene ble forsinkingen primært basert på den langsomme oppløsning av et fast stoff i den vannbaserte bruddvæsken, noe som resulterte i dårlig regulering av forsinkelsestiden og endelig viskositet i væsken. US patentskrift 4.619.776 er et typisk eksempel på teknikkens stand som beskriver bruken av et lavtløselig borat for å oppnå en viss grad av styring over kryssbindingsreaksj onen.

I det sistnevnte skriftet diskuteres også bruken av lavtløselige borater for å oppnå en viss grad av forbedret termisk stabilitet siden en "reserve" av bor er tilgjengelig for kryssbinding over en forlenget tidsperiode. Disse gelstabilitets-eksemplene strekker seg imidlertid kun til en øvre temperaturgrense på 110 °C og det anbefales i dette skriftet tilsetning av organometalliske forbindelser for å bedre ekstreme temperaturbetingelser over 135 °C. Introduksjonen av forurensninger som er tilstede i de lavtløselige metallene beskrevet i det sistnevnte patentskriftet kan også bevirke degradering av den totale effekt av bruddoperasjonen. I US patentsøknad 07/465,903 er det beskrevet en ny kjemisk mekanisme ved forsinking av kryssbindingsreaksj onen ved en borert bruddvæske der borationer immobiliseres for å redusere deres initielle tilgjengelighet, for på denne måten å forsinke hastigheten ved kryssbindingsreaksj onen. Den foreliggende oppfinnelsen er rettet mot en annen oppdagelse ved at en slik kjemisk immobiliseringsmekanisme kan anvendes for å

i framskaffe en reserve av borationer som gir gelstabilitet ved høy temperatur for vannbaserte bruddvæsker ved temperaturer som tidligere ikke var mulig å oppnå med borerte galaktoforbindelser.

Kryssbindersystemet i tilknytning til den foreliggende oppfinnelsen anvender en ny kompleksløsning som både styrer gellingshastighet av en vannbasert bruddvæske som

' < inneholder en hydratisert polysakkaird-polymer og framskaffer forbedret gelstabilitet ved temperaturer opp til omlag 149 °C. Kompleksløsningen omfatter et kryssbinderadditiv og et forsinkende additiv som regulerer hastigheten der kryssbinderadditivet fremmer gelling av den hydratiserte polymeren, der den regulerte hastigheten er en funksjon av pH i kompleksløsningen. Kryssbinderadditivet er en substans som avgir frie borationer i løsning, ) og forsinkelsesadditivet er en substans som forsøker å bindes kjemisk til borationene i løsning, hvorved den hydratiserte polymeren tvinges til å konkurrere med forsinkelsesadditivet om de frie borationene. Forsinkelsesadditivet velges fortrinnsvis i form av dialdehyder med 2-4 karbonatomer, ketoaldehyder med 3-4 karbonatomer, orto-substituerte aromatiske dialdehyder og orto-substituerte aromatiske hydroksylaldehyder. Det

mest foretrukne forsinkelsesadditivet er glyoksal. Kryssbinderadditivet er tilstede i en forutbestemt mengde for å forsyne en mengde av borationer som vil være tilstrekkelig til normalt å over-kryssbinde en basisvæske som danner en gel av dårlig kvalitet uten nærvær av forsinkelsesadditivet. Forsinkelsesadditivet tjener til å skjule nærværet av minst en del av borationene ved lav temperatur, for derved å framskaffe en reserve av borationer for kryssbinding av væsken ved høyere temperaturer og framskaffer en forbedret gelstabilitet.

I framgangsmåten i henhold til oppfinnelsen blir en hydratiserbar polymer med evne til å geile i nærvær av borationer blandet med en vannbasert væske for å danne en basisvæske, og polymeren tillates å hydratisere. En kompleksløsning lages for basisvæsken ved å kombinere et kryssbinderadditiv med evne til å forsyne borationer i løsning med et forsinkelsesadditiv, for kjemisk å bindes med både borsyre og de frie borationene produsert av kryssbinderadditivet for derved å begrense antall borationer tilgjengelig i løsning for initiell kryssbinding av den hydratiserte polymeren. Kompleksløsningens pH-verdi justeres for å regulere hastigheten av den etterfølgende kryssbinding av den hydratiserte polymeren. Ved å velge mengde kryssbinderadditiv og forsinkelsesadditiv i kompleksløsningen nøye, er en reserve av borationer tilgjengelig som er tilstrekkelig til å kryssbinde polymeren og for å øke den termiske stabilitet av bruddvæsken ved temperaturer over 93 °C.

Andre formål, trekk og fordeler vil framgå av den etterfølgende beskrivelse.

For å realisere framgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelsen blir først en vannbasert (vann eller saltvann) bruddvæske laget ved å blande en hydratiserbar polymer inn i basisvæsken. Et hvilket som helst blandeapparat kan anvendes til dette formål. I tilfellet med satsvis blanding blir den hydratiserbare polymeren og den vannbaserte væsken blandet i et tidsrom tilstrekkelig til å danne en hydratisert sol. Straks hydratiseringen av polymeren er ferdig, blir det tilsatt en forutbestemt mengde kompleksløsning til basisvæsken som er tilstrekkelig til å oppnå en ønsket kryssbinder reaksjonstid over et tidsrom ved høyere temperatur. Blandingen pumpes inn i brønnhullet ettersom kryssbinderreaksjonen finner sted.

Det har blitt oppdaget at den generelle øvre temperaturgrensen for bor-kryssbundne geler ligger i området fra 65 °C til omlag 100 °C. Med "høyere temperatur" menes temperaturer over omlag 100 °C, hvorved den ønskede viskositetsøkning ikke kan oppnås med tradisjonelle bor-kryssbundne væsker.

Proppemidler blir typisk tilsatt basisvæsken før tilsats av kompleksløsningen. Proppemidler omfatter for eksempel korn av kvartssand, glass- og keramikkuler, valnøttskallfragmenter, aluminium-pellets, nylon-pellets og tilsvarende. Proppemidlene brukes normalt i konsentrasjoner mellom 0.12 kg/l til 0.96 kg/l bruddvæskeblanding, men høyere eller lavere konsentrasjoner kan brukes etter behov. Basisvæsken kan også inneholde andre ordinære additiver som er vanlige i slike sammenhenger, slik som overflateaktive forbindelser, korrosjons-inbibitorer, buffere og liknende.

Den hydratiserbare polymeren som er nyttig i forbindelse med den foreliggende oppfinnelsen kan være hvilken som helst av de hydratiserbare polysakkaridene tilsvarende de som brukes i brønnservice-industrien som er i stand til å geile i nærvær av borationer for å danne en geilet basisvæske. Passende hydratiserbare polysakkarider er for eksempel galakto-gummi, glukosegummi, guar, guar- og cellulosederivater. Spesifikke eksempler er guargummi, guargummi-derivater, locust bønnegummi, karaya-gummi, karboksymetylcellulose, karboksymetylhydroksyetyl-cellulose og hydroksyetylcellulose. De foretrukne gellemidlene er guargummi, hydroksypropylguar, karboksymetylhydroksypropyl-guar og karboksy-metylhydroksyetyl-cellulose. En passende syntetisk polymer er polyvinylalkohol. De mest foretrukne hydratiserbare polymerene for den foreliggende oppfinnelsen er guargummi og hydroksypropyl-guar. Den hydratiserbare polymeren tilsettes den vannbaserte basisvæsken i konsentrasjoner fra 0.10 til 5.0 vekt% med hensyn til den vannbaserte væsken. Det mest foretrukne området for den foreliggende oppfinnelsen er 0.24 til 0.72 vekt%.

Kompleksløsningen som anvendes for å oppnå gelstabilitet ved høy temperatur omfatter et kryssbinderadditiv og et forsinkelsesadditiv som regulerer hastigheten hvorved kryssbinderadditivet fremmer gelling av den hydratiserte polymeren, der den regulerte hastigheten er en funksjon av pH i kompleksløsningen. Kryssbinderadditivet kan være en hvilken som helst passende kilde for borationer, for eksempel alkalimetall- og jordalkalimetallborater, bor monoksid og borsyre. Et foretrukket kryssbinderadditiv er natriumborat decahydrat. Kryssbinderadditivet er tilstede i en forutbestemt mengde for å framskaffe en mengde av borationer eller borsyre som er tilstrekkelig til normalt å degradere en basisvæske uten nærvær av dens ledsagende forsinkelsesadditiv. Som beskrevet i det etterfølgende, tjener forsinkelsesadditivet til å skjule nærværet av minst en

del av borationene ved lav temperatur, for derved å framskaffe en reserve av borationer for kryssbinding av væsken ved høyere temperaturer og å framskaffe en forbedret gelstabilitet. For lavtemperaturanvendelser er natriumborat-dekahydratet normalt tilstede fra 5 til 25 vekt%, fortrinnsvis fra 10 til 15 vekt% av kompleksløsningen. For høytemperaturanvendelser vil innholdet av natriumborat-dekahydrat normalt økes, som diskutert nedenfor. Forsinkelsesadditivet som anvendes i kompleksløsningen er en

substans som forsøker å bindes kjemisk til borationene som produseres av kryssbinderadditivet i løsning, hvorved den hydratiserte polymeren tvinges til å konkurrere med forsinkelsesadditivet om borationene. Som det blir forklart nedenfor, er effektiviteten av forsinkelsesadditivet i kjemisk binding til borationene i kompleksløsningen pH-avhengig. Til forskjell fra tidligere kjente systemer som anvender langsomt løselige metalloksider eller kalsiumboratsalter med lav vannløselighet er følgelig den foreliggende kompleksløsningen ikke avhengig av den langsomme oppløsning av faste stoffer.

Forsinkelsesadditivet velges fortrinnsvis i form av dialdehyder med 2-4 karbonatomer, ketoaldehyder med 3-4 karbonatomer, orto-substituertearomatiske dialdehyder og orto-substituerte aromatiske hydroksylaldehyder. Foretrukne forsinkelsesadditiver omfatter f.eks. glyoksal, propan-dialdehyd, 2-ketopropanal, 1,4-butandial, 2-ketobutanal, 2,3-butadion, ftaldehyd, salicalaldehyd, osv. Det mest foretrukne forsinkelsesadditivet er glyoksal grunnet dets gode tilgjengelighet fra et utall kommersielle kilder. Forsinkelsesadditivet er fortrinnsvis tilstede i området fra 5 til 40 vekt%, aller helst fra 15 til 30 vekt% med hensyn til kompleksløsningen. Det foretrukne forholdet mellom glyoksal og natriumborat varierer fra 1:0.1 til 1:1 ved lavere temperaturer, og kan nå opp i 1:0.05 ved høyere temperaturer.

Glyoksal, et 1,2-dialdehyd, hydratiserer til å danne 1,1,2,2-tetrahydroksyetan som lett bindes til borationene forsynt av kryssbinderadditivet i kompleksløsningen. Når pH i kompleksløsningen øker vil gellehastigheten avta. Når pH i kompleksløsningen avtar vil gellehastigheten øke. Ved å justere pH i kompleksløsningen i et forutbestemt område, kan det følgelig oppnås en ekstremt nøyaktig kontroll av kryssbinder-forsinkelsestiden. Eksperimentelle forsinkelsestider har variert fra 10 til 300 sekunder ved å variere pH i

kompleksløsningen fra henholdsvis 5.0 til 11.50.

Kompleksløsningen kan også inneholde en stabilisator som øker kompleksløsningens

lagringsbestandighet og kan bevirke en forlengelse av forsinkelsestiden. Passende stabilisatorer omfatter for eksempel polyedriske alkoholer, slik som pentaerytritol-glyserin, lanolin, mono- og oligosakkarider med flere hydroksylgrupper, og tilsvarende. Den foretrukne stabilisatoren er sorbitol, et redusert sukker. Stabilisatoren er fortrinnsvis tilstede i området fra 5 til 20 vekt%, aller helst fra 8 til 10 vekt% med hensyn til kompleksløsningen. Kompleksblandingen lages ved å varme fra omgivelsestemperatur til 105 °C i 1 til 5 timer. Den mest foretrukne oppvarming bør foregå fra 65-80 °C i 2-4 timer.

Kompleksløsningen i henhold til oppfinnelsen kan anvendes til å regulere forsinkelsestiden for en kryssbundet bruddvæske som pumpes inn i et brønnhull som går gjennom den underjordiske formasjonen som skal brytes. Bruddvæsken pumpes med en hastighet tilstrekkelig til å bryte formasjonen og å plassere proppemidler i bruddet. En typisk bruddbehandling vil utføres ved hydratisering av 0.24 til 0.72% galakto-basert polymer, slik som guar, i en 2% (vekt/vol) løsning av KC1 ved en pH fra 5.0 til 8.5.

Kompleksløsningens pH vil justeres med lut før behandlingen for å framskaffe den ønskede forsinkelsestiden. Under den aktuelle pumpingen vil det tilsettes en buffer for å øke pH i den hydratiserte polymeren til over 8.0, etterfulgt av tilsats av kompleksdanneren, og typisk en bryter og et proppemiddel. Kompleksdanneren tilsettes fortrinnsvis i et område fra 1 til 20 volumpromille med hensyn til bruddvæsken, helst i området fra 2 til 8 volumpromille av bruddvæsken. Under behandlingen vil området tett inntil brønnhullet typisk begynne å kjøles ned gradvis for å resultere i en avtagende gellehastighet. Forsinkelsestiden kan lett justeres på nytt for å tillempe avkjølingen ved surgjøring av kompleksdanneren. De etterfølgende eksemplene av den kryssbundne bruddvæsken i henhold til den foreliggende oppfinnelsen illustrerer den kontrollerte forsinkelse som kan oppnås ved lavere temperaturer og den forbedrede gelstabiliteten som kan oppnås ved høyere temperaturer. Eksemplene inkluderer glyoksal/borat-blandinger, data som relaterer gelletider til kompleksløsningens pH og gelstabilitet etter kryssbinding.

Eksempel 1: Kompleksdanner-framstilling.

Til 300 deler 40% vandig glyoksal ble det under omrøring tilsatt 130 deler natriumborat dekahydrat som ga en melkehvit suspensjon. Deretter ble 65 deler 25% vandig natriumhydroksid langsomt tilsatt for å resultere i en klar lysegul løsning. Løsningens pH ble variert fra 4.90 til 6.50. Etterpå ble det tilsatt 71.4 deler 70% vandig sorbitol til løsningen etterfulgt av oppvarming til 95 °C i 3 timer. Under oppvarmingen endret løsningen farge fra lysegul til rav. Etter nedk jøling til omgivelsestemperatur ble løsningens pH variert mellom 4.50 og 5.00. Hver liter kompleksløsning inneholdt en borkonsentrasjon ekvivalent med 34.75 g elementært bor eller 197.7 g borsyre.

Eksempel 2: Gellehastighet.

i Basis-solen som ble brukt til å bestemme gellehastigheten ble lage ved under voldsom omrøring å tilsette 2.4 deler av en 0.4 D.D. hydroksypropyl guargummi og 0.18 deler natrium bikarbonat til 500 deler 2% vandig kaliumkloridløsning. Etter tilsatsen ble omrøringshastigheten redusert for å framskaffe en svak omrøring av solen i 2 timer. Deretter ble 3.2 deler 30% vandig kaliumkarbonat tilsatt som bufret solen til en pH på

omlag 10.0. I mellomtiden ble kompleksløsningen laget i eksempel 1 blandet med 0,4, 8 og 12 deler 25% vandig natriumhydroksid pr. 100 deler kompleksdanner. pH i de behandlede kompleksdannerene er vist i tabell 1. Deretter ble 250 deler hydratisert sol overført til en 1 liters Waring blandekrukke og omrørt med en hastighet tilstrekkelig til å skape en virvel som blottla akselmutteren på blanderbladene. Så ble 0.98 deler av de behandlede kompleksdannerene tilsatt sol-virvelen. Tiden som krevdes for at væsken skulle stivne og dekke akselmutteren er definert som virvelens lukketid. Disse verdiene er også vist i tabell 1.

Eksempel 3: Skjærmotstand og termisk stabilitet av borerte galaktoforbindelser.

Framstilling av basis-solen som ble brukt i dette eksemplet ble blandet som beskrevet i eksempel 2. Etter hydratisering i 2 timer, ble 500 deler av basis-solen behandlet med 4.5 deler av 30% vandig kaliumkarbonat som bufret solen til omlag pH 10.3. Deretter ble 2.28 deler kompleksdanner med innhold av 0.17 deler 25% vandig natriumhydroksid tilsatt solen under voldsom omrøring. Etter 100 sekunder ble 42 deler av gelen sprøytet inn i et Fann 50C beger. Prøven ble rotert ved 102 sek"<1>ved bruk av en RI Bl beger og vekt kombinasjon, ved oppvarming til 87.8°C i et temperert bad og trykksetting til 7.6 bar med nitrogen. Prøven ble varmet og rotert i 20 minutter etterfulgt av en hastighetsvariasjon ved 170, 128, 85 og 42 sek"<1>ved registrering av belastning. Disse variasjonene ble gjentatt omlag hvert 30. minutt, og den midlertidige hastigheten mellom variasjonene var 102 sek"<1>. Etter 359 minutter ble omrøringen stoppet mens vanningen fortsatte over natta. Et endelig sveip ble utført etter 22 timer og 21 minutter. Hastighetene og belastningene ble brukt til å beregne effektlov-eksponentene n' og K, beskrevet i API bulletin RP-39. Fra de beregnede eksponentene kan gelens viskositet ved ulike skjærhastigheter beregnet og er vist i tabell 2 ved 170 og 85 sek"<1>som funksjon av tiden.

Eksempel 4: Skjærmotstand og termisk stabilitet ved borerte galaktoforbindelser.

Forsøket i eksempel 3 ble gjentatt ved bruk av 4.0 deler 30% vandig kaliumkarbonat og 1.62 deler ubehandlet kompleksdanner laget i eksempel 1. Etter 60 sekunder ble 42 deler gel sprøytet inn i Fann 50C begeret. Væsken ble underlagt skjærkrefter ved 102 sek"<1>ved varming til 71.1 °C i et temperert bad og ved trykksetting til 7.6 bar med nitrogen. Hastighetssveipene ble gjennomført som beskrevet i eksempel 3. Etter 233 minutters varming og skjærbehandling ble skjærbehandlingen stanset mens vanningen fortsatte over natta. Et endelig sveip ble utført etter oppvarming i 19 timer og 40 minutter. Disse verdiene er vist i tabell 3.

Eksempel 5: Skjærmotstand og termisk stabilitet av borerte galaktoforbindelser.

Polymeren som ble brukt i eksemplene 3 og 4 er en hydroksypropylguar-gummi. Polymeren som ble brukt i dette eksemplet var 3.0 deler ubehandlet guargummi i 500 deler 2% vandig kaliumklorid-løsning blandet som beskrevet i eksempel 2. Solen ble omrørt i 2 timer før tilsats av 4.5 deler 30% vandig kaliumkarbonat og 1.12 deler trietanolamin, en temperaturstabilisator. Deretter ble 1.30 deler ubehandlet kompleksløsning laget i eksempel 1 tilsatt under voldsom omrøring. Etter 60 sekunders skjærbehandling ble 42 deler av gelen sprøytet inn i et Fann 50C beger. Gelen ble deretter skjærbehandlet ved 102 sek"<1>ved varming til 118.3 °C i et forvarmet bad og trykksetting til 7.6 bar med nitrogen. Hastighetssveipene ble rutinemessig gjennomført som beskrevet i eksempel 3. Det endelige sveipet ble utført etter skjærbehandling og varming i 149 minutter. Disse verdiene er vist i tabell 4.

De etterfølgende eksemplene illustrerer videre bruken av kompleksdanneren som en høytemperatur-stabilisator. Disse eksemplene beskriver tre blandinger av kompleksdanneren (original) laget i eksempel 1 og ytterligere 40% aq glyoksal. Disse tre blandingene er beskrevet som pr. liter-blandinger i tabell 5. COMPLEXOR A er et 1:1 volumforhold av original kompleksdanner og 40% aq glyoksal. COMPLEXOR B er et 1:0.75 volumforhold av kompleksdanner og glyoksal og COMPLEXOR C er et 1:0.5 volumforhold. I hvert tilfelle ble den ferdige COMPLEXOR A, B eller C behandlet med 25 vekt% lutløsning i et volumforhold på 1:0.2 for henholdsvis kompleksdanner og lut.

Ved å bruke omlag 6 volumpromille COMPLEXOR B i bruddvæske har vist seg å produsere I en stabil gel ved 121.2°C. 22.7 liter COMPLEXOR B inneholder 10.8 liter original kompleksløsning fra eksempel 1, 8.1 liter 40% aq glyoksal og 3.78 liter 25 vekt% vandig NaOH. Ved denne konsentrasjonen er borinnholdet ekvivalent med 0.371 kg elementært bor eller 2.138 kg borsyre.

COMPLEXOR C har vist seg å gi bedre høytemperaturstabilitet med hensyn til tiden, i COMPLEXOR C brukes med en konsentrasjon på 3 liter pr. 1000 liter vandig bruddvæske ved 93.3°C. Denne konsentrasjonen av COMPLEXOR C omfatter 6.53 liter original kompleksdanner, 3.26 liter glyoksal og 1.57 liter 25% NaOH. Ved denne konsentrasjonen er borekvivalenten 0.222 kg som elementært bor eller 1.293 kg som borsyre.

Tabellene 7 og 8 illustrerer to ulike kryssbinder-blandinger og effekten på gelstabilitet. ) Tabellene 9 og 10 viser forskjellen i gelstabilitet ved høy temperatur oppnådd ved tilsats av ekstra glyoksal. Tabellene 11 og 12 illustrerer resultatene som ble oppnådd med ulike konsentrasjoner av kompleksdanner.

Det er beskrevet en oppfinnelse med flere fordeler. Kryssbindings-systemet i henhold til den foreliggende oppfinnelsen framskaffer en økning i viskositet i en vannbasert brønnbrytningsvæske og et stabilt geilet fluidum selv ved temperaturer godt over 93.3 °C. Den i forsinkede borat-kryssbinding av den hydratiserte polymeren finner sted uten bruk av suspenderte faste stoffer og krever ikke nærvær av en ekstra organometallisk kryssbinder for å oppnå gelstabilitet ved temperaturer over 93.3°C. På grunn av at forsinkelsesmekanismen ikke er avhengig av oppløsning av faste stoffer i løsning kan forsinkelsestiden justeres nøyaktig. Den kjemiske forsinkelsesmekanismen framskaffer også en reserve av borationer ved høyere ) temperaturer for å bedre gelstabilitet.

Kompleksløsningen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen kan også anvendes i et dobbelt kryssbindersystem. Følgelig, ved å blande en tradisjonell kryssbinder, slik som borsyre eller natriumborat, med kompleksdanneren, observeres en kortere kryssbindingstid. Denne effekten kan brukes til å forbedre den tidlige effekt av systemet ved høy temperatur ved å tilsette en liten mengde av enten borsyre eller natriumborat. Denne lille mengde av tradisjonell kryssbinder vil gi ekstra viskositet i fluidumet ettersom det transporterer sand gjennom overhalingsstrengen fra brønnoverflata. Denne lille økningen i viskositet som observeres trenger ellers ikke virke inn på de ønskede egenskapene ved fluidumet.

Claims

1. Fremgangsmåte for å forbedre gelstabiliteten ved høy temperatur ved borerte brønn-brytningsvæsker, omfattende å blande en vandig væske og en hydratiserbar polymer som er i stand til å geile i nærvær av borationer, hvorved det dannes en brønnbrytningsvæske, og å tillate polymeren å hydratisere, karakterisert vedå lage en kompleksløsning ved å kombinere et kryssbinderadditiv med et forsinkelsesadditiv omfattende i det minste en aldehyd-forbindelse, idet kryssbinderadditivet er i stand til å forsyne løsningen med en mengde borationer svarende til 494 til 659 g borsyre pr. tusen liter av kompleksløsning, og idet forsinkelsesadditivet effektivt er i stand til kjemisk å binde seg til i det minste en del av borationene som produseres av kryssbinderadditivet for derved å begrense antall tilgjengelige borationer i løsningen for etterfølgende kryssbinding av brønnbrytningsvæsken, for derved å fremskaffe en reserve av borationer for kryssbinding av brønnbrytningsvæsken ved temperaturer over 93 °C og etablere en forbedret gelstabilitet, samt tilsette kompleksløsningen til brønnbrytningsvæsken for å kryssbinde brønnbrytningsvæsken.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat den hydratiserbare polymer er valgt fra gruppen bestående av guar og guar derivater, lokust bønne-gummi, karaya-gummi, karboksymetylcellulose, karboksymetyl-hydroksyetylcellulose, hydroksyetylcellulose, polyvinylalkohol samt blandinger av disse.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat kryssbinderadditivet velges fra gruppen bestående av alkalimetallborater, jordalkalimetallborater, borsyre, bor monoksid samt blandinger av disse.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat forsinkelsesadditivet velges fra gruppen bestående av dialdehyder med ca. 2-4 karbonatomer, ketoaldehyder med ca. 3-4 karbonatomer, orto-substituerte aromatiske dialdehyder og orto-substituerte aromatiske hydroksylaldehyder. i

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat forsinkelsesadditivet er glyoksal.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat forsinkelsesadditivet er tilstede i en mengde av fra 5-40 vekt-% av kompleksløsningen.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat kryssbinderadditivet er natriumborat-decahydrat.

8. Fremgangsmåte for å forbedre gelstabiliteten ved høy temperatur av borerte brønn-brytningsvæsker omfattende å blande en vandig væske og en hydratiserbar polymer som er i stand til å geile i nærvær av borationer, hvorved det dannes en brønnbrytningsvæske, og å tillate polymeren å hydratisere, karakterisert vedå lage en kompleksløsning ved å kombinere natriumborat-decahydrat med et glyoksal, idet forholdet mellom glyoksal og bor er fra 35,5 til ca. 52,6 og idet en reserve av borationer for kryssbinding av brørmbrytningsvæsken ved temperaturer over 93 °C tilveiebringes, samt å tilsette kompleksløsningen til brønnbrytningsvæsken for å kryssbinde brønnbrytningsvæsken.