NO310314B1

NO310314B1 - Fremgangsmåte og fluid for å lette fjerning av filterkake i borehull

Info

Publication number: NO310314B1
Application number: NO19950946A
Authority: NO
Inventors: Jr James W Dobson; Thomas C Mondshine
Original assignee: Texas United Chemical Co Llc
Priority date: 1994-03-15
Filing date: 1995-03-13
Publication date: 2001-06-18
Also published as: AU1472295A; EP0672740A1; CA2140845A1; US5783527A; US5607905A; DE69517223D1; NO950946L; AU689842B2; DE69517223T2; EP0672740B1; CA2140845C; NO950946D0; DK0672740T3

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte for å lette fjerning av en filterkake fra sidene av et borehull i en underjordisk formasjon og et alkalisk, vannbasert brønn-borings- eller brønnvedlikeholdsfluid som inneholder en eller flere polysakkarid-polymerer og et brodannende middel.

Bruk av fluider for å utføre forskjellige operasjoner i borehull for underjordiske olje- og gassbrønner som befinner seg i kontakt med en produserende formasjon, er velkjent. Det anvendes således borefluider ved den opprinnelige boring inn i produserende formasjoner. Kompletteringsfluider blir brukt for å utføre forskjellige kompletterings-prosesser i de produserende formasjoner. Overhalingsfluider benyttes for å utføre opprenskningsoperasjoner i tidligere fullførte brønner.

En av de mest viktige funksjoner for disse fluider er å tette til borehullveggene, slik at ikke fluid går tapt til formasjonen. Ideelt oppnås dette ved å avsette en filterkake av faste stoffer i fluidet over borehullets sideflater uten tap av fast materiale til formasjonen. De faste bestanddeler i fluidet danner således bro over formasjonsporene eller en permanent plugging av porene. Dette er særlig kritisk ved utførelse av horisontale boreoperasjoner innenfor de produserende formasjoner.

Mange leirefrie fluider er blitt foreslått for kontakt med den produserende sone i olje- og gassbrønner, se for eksempel følgende US-patenter: nr. 3 785 438, 3 872 018, 3 882 029, 3 956 141, 3 986 964, 4 003 838, 4 175 042, 4 186 803, 4 369 843, 4 620 596 og 4 822 500.

Disse fluider inneholder vanligvis visse polymere viskositetsøkere, slik som visse polysakkarider eller polysakkarid-derivater, tilsatser for å hindre polymert fluidtap, slik som lignosulfonater, polysakkarider eller polysakkarid-derivater, samt brodannende faste stoffer.

Etter at brønnborefluidet har fullført sin tilsiktede arbeidsfunksjon, er det ønskelig å fjerne filterkaken før brønnen settes i produksjon. Når det brodannende middel i brønnbore-fluidet er syreløselig, oppnås dette som regel ved å erstatte brønnborefluidet med en sterk syreløsning, idet denne syreløsning tillates å komme i kontakt med filterkaken over en tid som er tilstrekkelig til å bringe de brodannende partikler til løsning. Disse sterke syreløsningene krever spesialutstyr for sikker håndtering, da de er ytterst korroderende for utstyr og skadelige ved kontakt med personer. Når det brodannende middel er løselig i vann, erstattes brønnboringsfluidet med et skifer-stabiliserende vandig fluid som er umettet med hensyn til de vannløselige brodannende partikler. På grunn av den innkapslende virkning av det eller de polysakkarid-polymerer som er tilstede i filterkaken, fordrer dette umettede fluid lang kontakttid for å oppnå oppløsning av de vannløselige brodannende partikler.

Det er tidligere kjent prosesser for å fjerne polymert materiale fra et porøst medium, slik som en underjordisk formasjon, se for eksempel US-patent nr. 4 609 475, 4 846 981 og 4 871 022.

I US-patent nr.5 238 065 er det angitt at de polymerholdige filterkakene på borehull-veggen kan fjernes ved å bringe filterkaken i kontakt med et saltløsningsfluid som omfatter et peroksid valgt fra en materialgruppe bestående av jordalkalimetall-peroksider, sinkperoksid, samt blandinger av disse, en vandig saltløsning og en syreholdig substans for å gi saltløsningsfluidet en pH-verdi i området fra ca. 1 til ca. 8, samt eventuelt en aktivator for peroksidet over en tid som i det minste er tilstrekkelig til å bryte ned polysakkarid-polymerene og i det minste delvis løse opp de brodannende partikler i filterkaken, slik at denne kan fjernes fra formasjonen.

Fremgangsmåten ved fjerning av disse filterkaker innebærer fortrinnsvis at filterkaken bringes i kontakt med saltløsningsfluidet (en oppbløtningsløsning), i en tidsperiode som i det minste er tilstrekkelig til å bryte ned polysakkarid-polymerene i kaken, i en slik grad at filterkaken vil danne en løst sammenhengende masse på sidene av borehullet, hvoretter borehullveggene bringes i kontakt med en vaskeløsning for å fjerne de gjenværende faststoff-bestanddeler av filterkaken fra veggen, idet oppbløtningsløsningen ikke har noen betydelig oppløsende virkning på de brodannende partikler, idet disse brodannende partikler er løselige i vaskeløsningen. I en foretrukket utførelse hvor de bro-dannende partikler i filterkaken er vannløselige, er den vandige væske i oppbløtnings-løsningen en slik væske hvor de vannløselige brodannende partikler ikke kan oppløses, fortrinnsvis en vandig væske som er mettet med hensyn til det vannløselige brodannende materiale, mens vaskeløsningen omfatter en vandig væske som de vannløselige brodannende partikler kan oppløses i og som således er umettet med hensyn til dette vannløselige brodannende materiale.

Den fremgangsmåte ved fjerning av polymerholdige filterkaker som er omtalt i US-patent nr. 5 238 065, som tas med her som referanse, fordrer, skjønt den ligger langt fremme innenfor fagområdet, lengre oppløsningsperioder og/eller høyere konsentrasjoner av peroksid enn ønskelig, spesielt ved lave borehulltemperaturer. Oppløsningen av peroksidet i en syreløsning setter igang utvikling av oksygen som kunne blitt avgitt i løpet av blande- og pumpe-operasjoner. Dette for tidlige utslipp nedsetter mengden av de aktive frie radikaler som er nødvendig for polymernedbrytningen.

Det er således fremdeles behov for en prosess for fjerning av filterkaken fra sidene av et borehull som trenger gjennom en hydrokarbon-bærende formasjon, og som vil være effektiv over et bredt temperaturområde, innenfor forholdsvis korte tidsperioder og som vil være lett og sikker i bruk.

Det er da et formål for foreliggende oppfinnelse å angi et brønnborings- eller brønn-vedlikeholdsfluid som avsetter en lett fjernbar filterkake på sideflatene av et borehull som kommer i kontakt med fluidet.

Det er et annet formål for foreliggende oppfinnelse å angi en fremgangsmåte for fjerning av filterkaker som inneholder en eller flere polysakkarid-polymerer og brodannende partikler fra sidene av et borehull i en hydrokarbonholdig formasjon.

I henhold til foreliggende oppfinnelse er det fremskaffet en fremgangsmåte for å lette fjerning av en filterkake fra sidene av et borehull i en underjordisk formasjon, idet filterkaken avsettes under brønnborings- og brønnvedlikeholdsoperasjoner fra et alkalisk, vannbasert fluid som inneholder en eller flere polysakkarid-polymerer og brodannende partikler.

På denne bakgrunn av prinsipielt kjent teknikk har da fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen som særtrekk at et peroksid valgt fra en materialgruppe bestående av jordalkalimetall-peroksider, sinkperoksider samt blandinger av disse, avsettes i filterkaken som en integrert komponent i denne, hvoretter filterkaken bringes i kontakt med en sur løsning for å aktivere peroksidet i en slik tidsperiode at polymeren inne i filterkaken nedbrytes.

I henhold til oppfinnelsen kan det alkaliske, vannbaserte fluid som anvendes, med fordel inneholde en mettet løsning av et vannløselig salt med suspenderte partikler av et vann-løselig brodannende middel som er uløselig i den mettede løsning. Den sure løsning som da anvendes, kan med fordel omfatte en syre i en mettet løsning av det vannløse-lige salt. Fortrinnsvis vaskes filterkaken med innhold av den nedbrutte polymer, med et fluid som de brodannende partikler kan løses i.

I en annen utførelse av oppfinnelsen utgjør nevnte filterkake en andre filterkake som fra et alkalisk, vannbasert fluid avsettes på overflaten av en første filterkake avsatt på sidene av et borehull under brønnborings- eller brønnvedlikeholdsoperasjoner fra et alkalisk, vannbasert fluid som inneholder en eller flere polysakkarid-polymerer og et brodannende middel, hvoretter de kombinerte filterkaker bringes i kontakt med en sur løsning for å aktivere peroksidet i en slik tidsperiode at polymeren inne i filterkakene nedbrytes.

I et annet aspekt fremskaffer foreliggende oppfinnelse et alkalisk, vannbasert brønnbor-ings- eller brønnvedlikeholdsfluid som inneholder en eller flere polysakkarid-polymerer og et brodannende middel, idet fluidet har som særtrekk at det inneholder mellom omtrent 2 og 50 kg/m3 av et peroksid som er suspendert i fluidet og er valgt fra en materialgruppe bestående av jordalkalimetall-peroksider, sinkperoksid samt blandinger av disse.

I henhold til oppfinnelsen kan dette fluid med fordel inneholde en alkalisk, vandig væske som er en mettet løsning av et vannløselig salt, idet det brodannende middel har størr-elsestilpasset partikkelform og utgjøres av et vannløselig salt som ikke er løselig i den alkaliske, vandige væske. Fluidet kan med fordel inneholde mellom omtrent 0,7 og 14 kg/m<3> av en tilsats valgt fra en materialgruppe bestående av reduseringsmidler, frie radikale "scavengers" samt blandinger av disse. Fortrinnsvis inneholder fluidet mellom omtrent 0,7 og 14 kg/m<3> natrium-tiosulfat, mens peroksidet er magnesiumperoksid.

Skjønt oppfinnelsen kan være gjenstand for forskjellige modifikasjoner og alternative utforminger, vil spesielle utførelser av oppfinnelsen i det etterfølgende bli mer detaljert beskrevet og vist som eksempler. Det skal imidlertid forstås at det ikke er ment å begrense oppfinnelsen til de spesielle utførelsesformer som er vist, men at oppfinnelsen tvert imot er ment å dekke alle modifikasjoner og alternativer som faller innenfor oppfinnelsens ramme og omfang, slikt det er uttrykt i de vedføyde patentkrav.

Som angitt i US-patent nr. 4 369 843, som tas med her som referanse, er det ønskelig å fjerne filterkaken eller avtetningen fra overflaten av et borehull i en hydrokarbonholdig formasjon, med det formål å oppnå maksimal hydrokarbonproduksjon. Hvis således de brodannende partikler i filterkaken er vannløselige, slik som omtalt i nevnte patentskrift, er det videre angitt at disse brodannende partikler kan løses opp og fjernes av en strømning av produsert formasjonsvann eller ved innsprøytning av vann, eventuelt en umettet saltløsning. Hvis de brodannende partikler er syreløselige eller oljeløselige, anvendes henholdsvis kraftige syreløsninger eller olje for å fjerne de brodannende partikler.

Det er fastslått at nærvær av polysakkarid-polymerer i filterkaken i vesentlig grad øker den tid som er påkrevet for å fjerne filterkaken, på grunn av innkapslingen av de brodannende partikler i polysakkarid-polymeren, og at betraktelig polysakkarid-polymer forblir på borehullets sideflater etter at de brodannende partikler er fjernet. Videre er det fastslått at denne fremgangsmåte for fjerning av filterkaken, hvor det anvendes en vaskevæske som de brodannende partikler kan oppløses i, ikke i tilstrekkelig grad fjerner hele filterkaken, fordi gjennombrudd av vaskevæske gjennom en del av filterkaken vil føre til at vaskevæske tapes til de hydrokarbondannende formasjoner. Vaskevæsken vil således ikke bare være ute av stand til å fjerne filterkaken i tilstrekkelig grad, men kan også skade formasjonen i avhengighet av sin sammensetning og andre egenskaper, slik det ville være kjent innenfor fagområdet.

De vannløselige polysakkarid-polymerer som kan forekomme i filterkaken, kan være hvilke som helst av slike polymerer som er velkjent innenfor fagområdet. Se for eksempel boken "Handbook of Water-Soluble Gums and Resins" av Robert L. Davidson, utgitt av McGraw-Hill Book Co., 1980, som tas med her som referanse. Representative polymerer omfatter vannløselige salter av alginsyre, karragen, agar gummi, gummi arabicum, ghatti gummi, karaya gummi, tragacanth gummi, johannesbrød gummi, tamarid gummi, cellulose derivater, slik som hydroksyetylcellulose, hydroksypropylcellulose, karboksymetylcellulose, hydroksyetyl-karboksymetylcellulose, samt alkyl-cellulose-eterene, stivelse-eter-derivater, slik som karboksymetylstivelse, hydroksyetylstivelse, hydroksypropyl- stivelse, og fornettede stivelse-etere, guar gummi og dets derivater, slik som hydroksypropyl guar, hydroksyetyl guar og karboksymetyl guar, biopolymerer slik som xantan gummi, gellan gummi, welan gummi og lignende. Vanligvis er polysakkarid-polymeren en cellulose-eter, en stivelses-eter som kan være fornettet, en modifisert guar gummi, xantan gummi, gellan gummi, welan gummi eller blandinger av disse.

Foreliggende oppfinnelse er basert på den oppdagelse at en filterkake som inneholder en eller flere polysakkarid-polymerer kan fjernes fra overflaten av hydrokarbondannende formasjoner, ved å anbringe inni filterkaken som en integrert komponent av denne, et peroksid valgt fra en materialgruppe bestående av jordalkalimetall-peroksider, sinkperoksid og blandinger av disse, samt deretter bringe filterkaken i forbindelse med en sur løsning for å aktivere peroksidet på en slik måte at polymerene inne i filterkaken brytes ned. Påfølgende anbringelse eller sirkulasjon av et passende fluid inne i borehullet vil da fjerne resten av filterkaken fra borehullets sider. I forbindelse med foreliggende beskrivelse er uttrykket "filterkake" heretter ment å bety den filterkake som foreligger på overflaten av en hydrokarbonholdig underjordisk formasjon, dvs. filterkaken på veggene eller sideflatene av et borehull inne i formasjonen, og som inneholder brodannende faste stoffer samt en eller flere polysakkarid-polymerer. Videre er uttrykket "vandig saltløs-ning" ment å bety en vandig løsning som inneholder et eller flere oppløste salter, slik som kaliumklorid, natriumklorid, ammoniumklorid og lignende, og det omfatter også sjøvann.

De peroksider som anvendes ifølge foreliggende oppfinnelse, er valgt fra den gruppe som består av jordalkalimetall-peroksider, sinkperoksid og blandinger av disse. De foretrukkede jordalkalimetall-peroksider er kalsiumperoksid, magnesiumperoksid, strontiumperoksid og bariumperoksid. Den mest foretrukne peroksid er magnesiumperoksid.

Jordalkaliperoksider og sinkperoksid er kjente vann-uløselige forbindelser. Se for eksempel følgende verker, som nevnes her som referanse: (a) "Peroxides Superoxides, and Ozonides of Alkali and Alkaline Earth Metals", av ll'ya Ivanovich Vol'nov (oversatt av J. Woroncow og redigert av A.W. Petrocelli), Plenum Press, New York 1966; og (b) "Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology", tredje utgave, bind 17, John Wiley & Sons, 1982, sidene 1 - 26.

Uorganiske peroksidforbindelser er vanligvis beskrevet som forbindelser hvis struktur

omfatter perokso-gruppen, -o-o-. Enkle peroksidforbindelser omfatter peroksider hvor perokso-gruppen er bundet til et metallatom over en ionebinding, og omfatter hydroperoksider kjennetegnet ved nærvær av hydroperoksylioner (H02)". Kompliserte peroksidforbindelser omfatter peroksider hvor perokso-gruppen som sådan, eller i form av H202 og H02, er bundet til metallatomet med en kovalent binding. Sammensatte peroksidforbindelser omfatter også de ytterligere forbindelser som er dannet med krystallisert hydrogenperoksid.

De karakteriserende egenskaper ved peroksidforbindelser, både enkle og sammensatte, er dannelse av hydrogenperoksid etter reaksjon med en fortynnet syreløsning, frigjøring av oksygen som en følge av termisk spaltning, og frigjøring av oksygen ved reaksjon med vann og andre kjemiske midler. Ytterligere karakterisering er mulig ved oppdeling av de enkle uorganiske peroksidforbindelser i fire grupper: (1) hydroperoksid, kjennetegnet ved (H02)"-ionet; (2) peroksider, kjennetegnet ved (02)<2>'-ionet; (3) superoksider, kjennetegnet ved (02)"-ionet; samt (4) ozonider, kjennetegnet ved (03)"-ionet.

Hydrolysen av peroksider og hydroperoksider forløper på følgende måte:

hvor M = metall. Av denne grunn anses peroksidene og hydroperoksidene å være utledet av hydrogenperoksid ved erstatning av det ene eller begge hydrogenatomer med metallatomer.

Sammensatte peroksidforbindelser omfatter peroksyhydrater, slik som Ca02-2H202, og peroksyhydrat-hydrater, slik som Ba02H202-2H20. Peroksider av kalsium, strontium og barium tilhører peroksidforbindelser av typen M<2+>022, mens peroksider av magnesium og sink med generell formel M02 ><H20, sannsynligvis tilhører typen HO-M-OOH, hvor kovalente bindinger mellom hydroperoksyl-gruppen og metallatomet er den samme som i hydrogenperoksid.

Kalsiumperoksid fremstilles vanligvis ved industrielle prosesser som frembringer et produkt som inneholder 60 - 75 vekt-% Ca02. Reaksjonen av Ca02-8H20 med løsning-er som inneholder mer enn 20 vekt-% hydrogenperoksid fører til dannelse av kalsium-peroksyhydrat, Ca02-2H202. Strontiumperoksid av industriell grad inneholder vanligvis 80 - 95 % Sr02. Industrielt bariumperoksid inneholder vanligvis opptil omtrent 90 % Ba02. Alt etter fremstillingsmåten inneholder industrielt magnesiumperoksid fra ca. 25 % Mg02 til omtrent 50 % Mg02 samt vanligvis en blanding av peroksid, oksid og magne-siumoksidhydrat. Sinkperoksid av industriell grad inneholder omtrent 55 % Zn02. I sammenheng med foreliggende oppfinnelse omfatter uttrykket "peroksid" for alle formål, alle former av de omtalte peroksider, innbefattet enkle peroksider, slik som hydroperoksider som er kjennetegnet ved (H02)"-ionet samt peroksider kjennetegnet ved (02)"-ionet, og sammensatte peroksider slik som peroksyhydrater og peroksyhydrat-hydrater. Overalt hvor uttrykket "peroksid i henhold til oppfinnelsen" blir benyttet i det etterfølg-ende, er dette ment å bety et peroksid valgt fra en gruppe som består av jordalkalimetall-peroksider, sinkperoksid samt blandinger av disse.

Borefluider og brønnvedlikeholdsfluider på alkalisk vannbasis (heretter henvist til som "fluider") i henhold til foreliggende oppfinnelse omfatter alle slike tidligere kjente fluider som er blitt tilsatt et peroksid i henhold til foreliggende oppfinnelse, forutsatt at disse tidligere kjente fluider inneholder en eller flere polysakkarid-polymerer. Representative tidligere kjente fluider er omtalt i følgende US-patenter, som tas med her som referanse: nr. 3 785 438, 3 953 335, 3 993 570, 4 003 838, 4 046 197, 4 175 042 og 4 822 500.

Vanligvis inneholder fluidene en vandig væske som kan være ferskvann, naturlig saltløs-ning, sjøvann eller en saltløsning fremstilt ved å løse opp et eller flere løsbare salter i vann, en naturlig saltløsning eller sjøvann. Representative løsbare salter er klorid-, bromid-, acetat- og formatsalter av kalium, natrium, kalsium og magnesium. Representative polysakkarid-polymerer er blitt angitt ovenfor. De foretrukkede polysakkarider for bruk i sammenheng med foreliggende oppfinnelse, er stivelsesderivater, cellulosederi-vater samt biopolymerer, slik som hydroksypropylstivelse, hydroksyetylstivelse, karboksymetylstivelse og deres tilsvarende lett fornettede derivater; karboksymetylcellulose, hydroksyetylcellulose, hydroksypropylcellulose, metylcellulose, dihydroksipropylcellulose, samt deres tilsvarende lett fornettede derivater; xantan gummi, gellan gummi, welan gummi og lignende. Fluidene i henhold til foreliggende oppfinnelse er alkaliske og har således fortrinnsvis en pH-verdi på i området fra 7 - 12, og aller helst fra ca.7,5 til ca. 10,5. pH-verdien kan oppnås på velkjent måte på fagområdet ved tilsats av baser til fluidet, slik som kaliumhydroksid, natriumhydroksid, magnesiumoksid, kalsiumhydroksid og lignende. Peroksidet i henhold til oppfinnelsen vil også ha en alkalisk pH-verdi.

De foretrukne fluider i henhold til oppfinnelsen vil inneholde en eller flere brodannende midler, slik det vil være velkjent innenfor fagområdet. Det brodannende middel kan være syreløselig, slik som størrelsestilpasset kalsiumkarbonat, kalksten, marmor eller dolomitt, oljeløselige, slik som harpikser og voksarter, eller vannløselige, forutsatt at det vannløse-lige brodannende middel ikke er løselig i den vandige væske som foreligger i fluidet.

Det brodannende middel kan være uløselig, slik som størrelsestilpassede partikler av

cellulosematerialer, lignocellulosematerialer og lignende. Baritt-vektmateriale kan faktisk i fungere som brodannende middel i visse slamformuleringer.

Det er å foretrekke at den vandige væske omfatter en mettet løsning av vannløselig salt, aller helst natriumklorid eller kalsiumklorid. Det er også å foretrekke at det brodannende middel kan være vannløselig, helst størrelsestilpasset natriumklorid.

Fluidene i henhold til foreliggende oppfinnelse kan fremstilles ved å tilsette peroksidet i henhold til oppfinnelsen til passende tidligere kjente fluider, eller de kan tilvirkes ved å tilsette til den ønskede vandige væske, nevnte polysakkarid-polymerer og peroksid i henhold til foreliggende oppfinnelse, samt, hvis så ønskes, brodanningsmiddelet og andre ønskede funksjonelle tilsatser. Det er å foretrekke at fluidet inneholder fra ca. 1 kg/m3 til omtrent 50 kg/m3 peroksid i henhold til foreliggende oppfinnelse, og aller helst fra ca. 2 kg/m<3> til omtrent 25 kg/m<3>.

Det er å foretrekke at fluidet i henhold til foreliggende oppfinnelse inneholder et eller flere reduksjonsmidler eller frie radikale "scavengers", for å øke fluidets termiske stabilitet og unngå for tidlig nedbrytning av polysakkarid-polymerene i fluidet. Representative reduseringsmidler er vannløselige sulfitter, bisulfitter, tiosulfater, ditionitter og blandinger av disse, særlig alkalimetall eller ammmoniumsaltene av disse, fortrinnsvis et vannløselig tiosulfat, og aller helst natrium-tiosulfat. Representative antioksydanter eller frie radikale scavengers omfatter vannløselige mercaptaner, tioetere, tiokarbonyler, alkoholer og glykoler med lav molekylvekt, samt blandinger av disse.

Når fluidene i henhold til foreliggende oppfinnelse anvendes for bore- og brønnopera-sjoner, vil de avsette en filterkake på sideveggene av et borehull, idet denne filterkake har som en iboende komponent peroksidet i henhold til oppfinnelsen samt polysakkarid-polymerene.

Peroksidet aktiveres med hjelp av syrer for å gjøre peroksidene løselige, og de vil da reagere med polysakkarid-polymerene i filterkaken for å spalte disse. Polysakkarid-polymerene kan også nedbrytes til en viss grad av syrer. En syre kan også spalte eventuelle syreløselige brodannende midler som foreligger i filterkaken, alt etter syrens styrke.

Det er således en annen side av foreliggende oppfinnelse, å angi en prosess for å lette fjerningen av en filterkake fra sideflatene av et borehull i en underjordisk formasjon, idet filterkaken er avsatt under bore- eller brønnoperasjoner fra et alkalisk vannbasert fluid som inneholder en eller flere polysakkarid-polymerer, idet fremgangsmåten går ut på å avsette i filterkaken som en integrert bestanddel av denne, det nevnte peroksid i henhold til oppfinnelsen og deretter å bringe filterkaken i kontakt med en sur oppbløtningsløsning for å aktivere peroksidet en slik tidsperiode at polymeren inni filterkaken nedbrytes.

Etter spaltning av polysakkarid-polymerene ved hjelp av syreløsning, er det å foretrekke at filterkaken som inneholder den spaltede polymer blir vasket med et vaskefluid som de brodannende partikler løses i, slik som ved kontaktdannelse eller sirkulering av vaskefluidet inne i borehullet. På denne måte kan de viktigste komponenter av filterkaken brytes ned eller fjernes, og filterkaken blir da hovedsakelig fullstendig ødelagt og fjernet fra sidene av borehullet.

Det er å foretrekke at den sure oppbløtningsløsning ikke har noen oppløsende virkning på de brodannende partikler inne i filterkaken. Dette hindrer for tidlig gjennombrudd av oppbløtningsløsningen gjennom et parti av filterkaken, og tillater således hele filterkaken å komme i kontakt med oppbløtningsløsningen, helt til peroksidet har spaltet polysakkarid-polymerene i vesentlig grad. Hvis de brodannende partikler er vannløselige, vil fortrinnsvis den vandige væske i oppbløtningsløsningen bli mettet med hensyn til disse brodannende partikler. Hvis de brodannende partikler er størrelsestilpasset natriumklorid, vil da den vandige væske fortrinnsvis bli mettet med hensyn til natriumklorid. I tillegg bør oppbløtningsløsningen ha en densitet som passer sammen med densiteten av den væske i borehullet som oppbløtningsløsningen forskyver, med det formål å nedsette til et minimum sammenblandingen av oppbløtningsløsningen med denne væske. Fortrinnsvis inneholder oppbløtningsløsningen vannløselige salter som er oppløst i løsning-en i mengdeandeler opptil metningsnivå, for derved å opprette den ønskede densitet. Typiske salter velges vanligvis fra en materialgruppe som består av natriumklorid, natriumbromid, kaliumklorid, kaliumbromid, kalsiumklorid, kalsiumbromid, sinkklorid, sinkbromid samt blandinger av disse. Visse av disse salter er sure, og de kan da også fungere som syresubstanser for å opprette den påkrevde pH-verdi.

Det er å foretrekke at oppbløtningsløsningen er fri for faststoff, dvs. at den ikke inneholder noen vesentlig andel av suspenderte faststoffer og således hovedsakelig bare inneholder oppløste substanser. Oppbløtningsløsningen kan filtreres ved anvendelse av prosesser som er velkjent på fagområdet under utnyttelse av klare saltløsningsfluider, hvis så ønskes.

Oppbløtningsløsningen må være sur for å kunne oppløse og aktivere peroksidet i filterkaken. pH-verdien bør være mindre enn omtent 6 og fortrinnsvis mindre enn omtrent 5. Representative sure substanser omfatter saltsyre, fosforsyre, maursyre, eddiksyre, propionsyre, glykolsyre, sulfansyre, sitronsyre, aluminiumklorid, sinkklorid, sinkbromid, kalsiumbromid, jernklorid, natriumdihydrogenfosfat, natriumpyrofosfat, sure buffere og lignende. Sulfansyre og sitronsyre er å foretrekke.

Fortrinnsvis omfatter syreløsningen en syre i en mettet løsning av et vannløselig salt, hvor de brodannende partikler ikke er løselige, mens disse brodannende partikler er vannløselige. Det er særlig å foretrekke at det vannløselige salt og de brodannende partikler utgjøres av natriumklorid.

Oppbløtningsløsningen kommer i kontakt med filterkaken over en tidsperiode som i det minste er tilstrekkelig til å bryte ned polysakkarid-polymerene i filterkaken, i en slik grad at filterkaken blir en løst sammenhengende masse av brodannende partikler. Jo høyere syrestyrke og høyere formasjonstemperatur, og således jo mer oppbløtningsløsning er oppvarmet, desto kortere tid vil det kreves hvor filterkaken holdes i kontakt med bløtgjør-ingsløsningen. Vanligvis vil bløtgjøringsløsningen være i kontakt med filterkaken fra en halv time til ti timer. Deretter påføres filterkaken fortrinnsvis en vaskeløsning for å fjerne de gjenværende faste materialer i filterkaken, hovedsakelig de brodannende partikler, og eventuelt gjenværende polymerer og spaltningsprodukter fra disse.

Vaskeløsningen er en løsning hvor de brodannende partikler i det minste er delvis opp-løsbare. Er de brodannende faste stoffer vannløselige, vil da vaskeløsningen bli under-mettet med hensyn til brodannende faststoffer. Dersom de brodannende faste stoffer er syreløselige, anvendes en passende sur løsning som vaskeløsning. Dersom de brodannende faste stoffer er løselige i olje eller i løsningsmiddel, vil en passende olje eller et løsningsmiddel bli anvendt som vaskeløsning. Det er å foretrekke at vaskeløsningen ikke har noen særlig innvirkning på den hydrokarbonholdige formasjons gjennomtrengelighet. Vandige løsninger som inneholder et eller flere salter som hindrer svelning og/eller spredning av partikler inn i formasjonen, er da å foretrekke. Representanter for slike salter er kaliumsalter, slik som kaliumklorid og kaliumacetat, ammoniumklorid, kvaternære ammoniumsalter med lav molekylvekt, slik som tetrametylammoniumklorid, tetraetyl-ammoniumklorid, samt vanligvis tetra-alkylammonium-salter, hvor alkylgruppene uavhengig inneholder fra 1 til ca. 4 karbonatomer, og andre salter som er kjent innenfor fagområdet. Fortrinnsvis vil vaskeløsningen inneholde fra 0,05 til ca. 10 vekt-% av vedkommende salt, og helst fra ca. 0,1 til omtrent 5 %.

Det er særlig å foretrekke at vaskeløsningen inneholder fra ca. 2 til omtrent 5 vekt-% kaliumklorid eller ammoniumklorid.

Det er valgfritt, men fortrukket å anvende en aktivator i den sure oppbløtningsløsning for ytterligere å aktivere peroksidet og/eller øke reaksjonstakten mellom peroksidet og polysakkaridet. Kjente aktivatorer omfatter jern- og kobbersalter, såvel som salter av andre overgangsmetaller, slik som løselige ferri- og ferrosalter, og salter av kobber, kobolt, nikkel, mangan og lignende. Aktivatoren må være løselig i oppbløtningsløsning-en. Den foretrukkede metalliske kation-aktivator er en kilde for ferri- eller ferro-kationer, slik som ferrosulfat, ferro-ammoniumsulfat, ferroklorid, ferri-ammoniumsulfat og lignende. Dersom den anvendes, er mengdeandelen av aktivatoren ikke kritisk og bør bare være tilstrekkelig til å frembringe den ønskede reaksjonstakt. Vanligvis vil en metallisk kation-aktivator foreligge i en mengdeandel på fra ca. 0,00025 til omtrent 0,0025 vekt-% av oppbløtningsløsningen.

Andre aktivatorer som er effektive i sammenheng med foreliggende oppfinnelse er funnet å være vannløselige organiske hydroksyl-forbindelser med den empiriske formel:

hvor a er et helt tall fra 1 til ca. 5, og Z er en radikal valgt fra en gruppe bestående av H, OH og (OCbH2b)nOR, hvor b er 2 eller 3, eller blandinger av disse, og n er et helt tall fra 0 til ca. 3, mens R er en radikal valgt fra en gruppe bestående av H, CxH2x+1 samt CyH2y+1CO, hvor x er et helt tall fra 1 til 5 og y er et helt tall fra 1 til 3. Fortrinnsvis er a = 2 eller 3, mens Z = (OCbH2b)n<O>R, forutsatt at når n = 0, er R = CxH2x+1. Det er således å foretrekke at den vannløselige hydroksy-holdige aktivator i den organiske forbindelse inneholder minst én etergruppe eller radikal inne i sin molekylstruktur. Vanligvis vil en vannløselig aktivator i organisk hydroksylforbindelse foreligge i oppbløt-ningsløsningen i en mengdeandel på fra ca. 0,1 til 2,5 volum-%, fortrinnsvis ca. 0,2 til omtrent 1,0 volum-%. 1 det etterfølgende vil en foretrukket typisk utførelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen bli beskrevet. Denne fremgangsmåte er ment å iverksettes under utboring av et borehull, fortrinnsvis før man trenger inn i en hydrokarbonholdig formasjon med fluidet i henhold til foreliggende oppfinnelse. Borefluidet kan inneholde en eller flere polysakkarid-polymerer, størrelsestilpassede brodannende partikler, vektpartikler, peroksidet i henhold til foreliggende oppfinnelse, samt fortrinnsvis natrium-tiosulfat i den grad dette er påkrevet for stabiliteten ovenfor frie radikaler ved høye temperaturer. Utboring av de hydrokarbonholdige formasjoner med dette fluid, vil danne en filterkake på sidene av borehullet og som inneholder en eller flere polysakkarid-polymerer, peroksid og brodannende partikler. Så snart boringen er fullført, vil følgende prosess fortrinnsvis bli iverksatt for å fjerne filterkaken fra borehullets sider. I det foreliggende tilfelle antas det at et fluid på ca. 1258 kg/m<3> (10,5 ppg) er påkrevet for brønnregulering.

1. Følgende fluider fremstilles:

a. Polymer/størrelsestilpasset saltforskyvningspille (typisk omtrent 175 fat eller ca. 27,8 m<3>): Pillen fremstilles ved å tilsette 3,57 kg/m<3> (1,25 ppb) biopolymer, ca. 10,7 kg/m<3> (3,75 ppb) fornettet hydroksypropyl-stivelse, 131 kg/m<3> (46 ppb) størrelsestilpassede brodannende natriumklorid-partikler med største partikkel-størrelse på 44 um, og 8,56 kg/m<3> (3 ppb) magnesium peroksid, til en saltløsning på 1198 kg/m<3> (10,0 ppg) natriumklorid. b. Fortrengnings-saltløsning (typisk omtrent 300 fat eller ca. 47,7 m<3>): Natrium-kloridløsning med en densitet på 1198 kg/m<3> (10,0 ppg). c. Spacer-fluid (typisk omtrent 50 fat eller ca. 7,95 m<3>): Det fremstilles en viskosifisert spacer-fluid/skyvepille ved å tilsette 8,56 kg/m3 (3 ppb) biopolymer til en saltløsning på 1198 kg/m<3> (10,0 ppg) natriumklorid. Denne konsentrasjon bør gi en viskositet med lav skjærhastighetsverdi, som er minst tre ganger større enn den tilsvarende verdi for polymer-forskyvningspillen. d. Bryterfluid (typisk omtrent 50 fat eller ca. 7,95 m<3>): Det fremstilles et tilstrekkelig volum av bryterfluidet til å fylle det sikt-åpne ringrom i borehullet, med følgende sammensetning: 5,7 kg/m<3> (2 ppb) sulfaminsyre, 5,7 kg/m<3> (2 ppb) sitronsyre og ca. 0,071 liter pr. fat (0,025 gal/bbl) av en flytende korrosjonsinhibitor i en mettet NaCI-saltløsning på 1198 kg/m<3> (10,0 ppg).

e. Vaskefluid (typisk omtrent 800 fat eller ca. 127 m<3>): Det fremstilles en 1055

kg/m<3> (8,8 ppg) NaCI, 3 vekt-% KCI-løsning. Det er å foretrekke at samtlige

faststoff-frie fluider blir filtrert.

2. Det peroksidholdige borefluid sirkuleres fra det åpne hull og langs omtrent 150 m foringsrør med polymer/størrelses-tilpasset saltfortrengningspille (a) etterfulgt av

fortrengning-saltløsningen (b).

3. Det gjenværende borefluid forskyves i foringen på oversiden av nevnte polymer/- størrelsestilpassede saltfortrengningspille (a) med fortrengnings-saltløsning (b). 4. Fortrengningspillen (a) sirkuleres fra det åpne hull sammen med det viskosifiserte spacer-fluid (c) etterfulgt av bryterfluidet (d). 5. Bryterfluidet (d) (her også kalt oppbløtningsfluidet) anbringes i det åpne ringrom sammen med vaskefluidet (e) for å dekke den peroksidholdige filterkake på siden

av borehullet.

6. Filterkaken oppbløtes i fire timer.

7. Bryterfluidet sirkuleres ut sammen med vaskefluidet.

8. Det åpne hull vaskes ved å sirkulere vaskefluidet, idet klorid- og turbiditetsnivået overvåkes for å påvise oppløsning av natriumklorid-partikler fra filterkaken.

Under bore- og brønnoperasjoner hvor en filterkake med innhold av en eller flere polysakkarid-polymerer og brodannende midler blir påført sidene av borehullet fra et alkalisk vannbasert fluid som inneholder polymerene og de brodannende midler, angår foreliggende oppfinnelse også en prosess for å lette fjerningen av filterkaken fra borehullets sideflater, og som går ut på at det påføres fra et annet alkalisk vannbasert fluid, en annen filterkake som har som integrert komponent peroksidet i henhold til foreliggende oppfinnelse, ovenpå den første filterkaken på borehullets sideflater, hvoretter de kombinerte filterkaker bringes i kontakt med en syreløsning, for å aktivere peroksidet over en tilstrekkelig tidsperiode til at polymerene inne i filterkakene nedbrytes.

Det annet alkaliske vannbaserte fluid inneholder en vandig væske samt peroksidet i henhold til oppfinnelsen. Fortrinnsvis inneholder det også et fint fordelt faststoff, fortrinnsvis et vannløselig, finfordelt fast materiale som ikke er løselig i den vandige væske. Den annen filterkake vil da inneholde både peroksidet og det fint fordelte faste materiale. Det er mest å foretrekke at den vandige væske er en mettet løsning av et vannløselig salt. Det er særlig å foretrekke at det vannløselige salt og det finfordelte faststoff utgjøres av natriumklorid.

Etter nedbrytning av polysakkarid-polymerene med den sure oppbløtningsløsning er det å foretrekke at filterkaken kan vaskes med et fluid som de brodannende partikler og det finfordelte faststoff kan løses i.

Vaskingen kan utføres ved å bringe vaskefluidet i kontakt med eller i sirkulasjon i borehullet. Når de brodannende partikler og/eller det finfordelte faststoff er vannløselig, kan vaskefluidet være en hvilken som helst vandig væske som ikke er mettet med hensyn til de brodannende partikler og/eller det finfordelte faststoff. Fortrinnsvis utgjøres vaskefluidet av en løsning av kaliumklorid.

I det følgende vil det bli beskrevet en foretrukket, typisk utførelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. Denne fremgangsmåte er ment å iverksettes under komplet-teringsfasen, etter at utboringen er avsluttet. Det borefluid som er brukt under boringen inneholder en eller flere polysakkarid-polymerer, samt fortrinnsvis størrelsestilpassede brodannende midler og vektpartikler. I det viste tilfelle er en saltmengde på 1258 kg/m<3 >(10,5 ppg) blandet i en 1198 kg/m<3> (10,0 ppg) NaCI-saltløsning påkrevet for brønn-kontroll.

1. Følgende fluider fremstilles:

a. Peroksidholdig fortrengningspille (typisk omtrent 175 fat eller ca. 27,8 m<3>): Pillen fremstilles ved å tilsette 3,57 kg/m<3> (1,25 ppb) biopolymer, ca. 10,7 kg/m<3> (3,75 ppb) fornettet hydroksypropyl-stivelse, 131 kg/m<3> (46 ppb) størrelsestilpassede brodannende natriumklorid-partikler med største partikkelstørrelse på 44 pm, og 14,3 kg/m<3> (5 ppb) magnesium peroksid, til en saltløsning på 1198 kg/m<3> (10,0 ppg) natriumklorid.

b. Fortrengnings-saltløsning (typisk omtrent 300 fat eller ca. 47,7 m<3>): Natrium-kloridløsning med en densitet på 1198 kg/m<3> (10,0 ppg).

c. Spacer-fluid (typisk omtrent 50 fat eller ca. 7,95 m<3>): En viskosifisert spacer-fluid/skyvepille fremstilles ved å tilsette 8,56 kg/m<3> (3 ppb) biopolymer til en salt-løsning på 1198 kg/m<3> (10,0 ppg) natriumklorid. Denne konsentrasjon bør gi en

viskositet med lav skjærhastighetsverdi som er minst tre ganger større enn den i tilsvarende verdi for den peroksidholdige fortrengningspille (a).

d. Bryterfluid (typisk omtrent 50 fat eller ca. 7,95 m<3>): Det fremstilles et tilstrekkelig volum av bryterfluidet til å fylle det sikt-åpne ringrom i borehullet, på følgende måte: Blanding av en 5 % HCI-løsning i ferskvann med 243 kg/m<3> (85 ppb)

natriumklorid til metning, 8,56 kg/m<3> (3 ppb) sitronsyre og 0,23 liter pr. fat (0,06 ) gal/bbl) flytende korrosjonsinhibitor.

kg/m<3> (8,8 ppg) NaCI, 3 vekt-% KCI-løsning. Det er å foretrekke at samtlige faststoff-frie fluider blir filtrert.

2. Det polysakkaridholdige borefluid sirkuleres fra det åpne hull og langs omtrent

5 150 m rørforing sammen med den peroksid-holdige fortrengningspille (a). Under den påfølgende fortrengning og tripping av produksjonssikten, vil pillen forbli statisk, idet den avsetter en magnesiumperoksid-holdig filterkake på den allerede foreliggende filterkake. Pillen (a) vil bli etterfulgt av fortrengning-saltløsningen (b). 3. Den gjenværende borefluidmengde i foringsrøret over den peroksidholdige fortrengningspille (a) forskyves sammen med fortrengnings-saltløsningen (b). 4. Fortrengningspillen (a) sirkuleres fra det åpne hull, sammen med det viskosifiser-ende spacer-fluid (c) etterfulgt av bryterfluidet (d). 5. Bryterfluidet (d) (også kalt oppbløtningsfluidet her) anbringes i det åpne ringrom sammen med vaskefluidet (e) for å dekke den peroksidholdige filterkaken på

borehullets sider.

6. Filterkaken oppbløtes i 1 til 4 timer (bløtningstiden avtar når temperaturen øker).

7. Bryterfluidet sirkuleres sammen med vaskefluidet (e).

8. Det åpne rom vaskes ved å sirkulere vaskefluidet, idet klorid- og turbiditetsnivået overvåkes for å påvise løsning av natriumklorid-partikler fra filterkaken.

For å beskrive oppfinnelsen mer fullstendig er det gitt følgende ikke-begrensende utfør-elseseksempler. I disse eksempler og i foreliggende beskrivelse, kan følgende forkort-elser eller betegnelser være anvendt:

API = American Petroleum Institute,

ECHXHPS = epiklorohydrin fornettet hydroksypropyl-stivelse,

NTS = natrium-tiosulfat,

fat = 159 liter (42 gallon barrel),

ppb = "pounds per barrel" (1 ppb = 2,853 kg/m<3> eller g/dm<3>),

ppg = "pounds per gallon" (1 ppg = 119,83 kg/m<3> eller g/dm<3>),

psi = "pounds per square inch" (1 psi = 6,895 kPa),

% = vektprosent,

PV = plastisk viskositet angitt i centipoise,

FG = flytegrense i g/m<2> eller "pounds per 100 square feet" (1 pplOOsf = 48,8 g/m<2>), GS = 10 sek/10 min gelstyrke i g/m<2> eller "pounds per 100 square feet" (48,8 g/m<2>), LSV = Brookfield lav skjærviskositet ved 0,3 omdr. pr. min, angitt i centipoise.

Den plastiske viskositet, flytegrensen og gelstyrken ble oppnådd ved hjelp av prosess-ene angitt i "API Recommended Practice 13B-1". LSV ble oppnådd for fluidene ved anvendelse av et viskometer av typen Brookfield modell LVTDV-I med spindel nr. 2 ved 0,3 omdreininger pr. min. LSV er betegnende for fluidets suspensjonsegenskaper, jo større LSV, jo bedre kan faststoff oppslemmes i fluidet.

I de følgende utførelseseksempler er den anvendte prosess for å fremstille filterkaken og den laboratorieprosess som anvendes for å vise fjerningen av filterkaken, slik som følger:

Filterkakedannelse:

1. Det velges en 44,45 mm aloksitt-skive med en permeabilitet på 5 darcy.

2. Et "håndtak" limes permanent til skiven for å gjøre håndtering av skiven mulig, uten å forstyrre filterkaken. 3. Kanten av skiven festet i bunnen av en API-filtercelle ved hjelp av et ikke-permanent "lim", slik som et silikon-tetningsmiddel.

4. Det fluid som skal danne filterkake, helles inn i API-cellen.

5. Cellen utsettes for trykk på ca. 690 kPa (100 psi) og fluidet filtreres gjennom aloksitt-skiven i 16 timer. 6. Fluidet fjernes fra cellen. Dersom fluidet ikke inneholder et peroksid i henhold til foreliggende oppfinnelse, tilsettes et peroksidholdig fluid, slik som her beskrevet, og cellen påføres et trykk på ca. 690 kPa (100 psi) i 16 timer, for å danne en peroksidholdig filterkake oppå den første filterkake. 7. API-cellen tømmes og aloksitt-skiven løftes opp fra bunnen av API-cellen mens man er forsiktig, for å ikke forstyrre filterkaken.

Prøveprosess:

1. Den aloksitt-skive som filterkaken var påført, limes til innsiden av et krukkelokk.

2. Lokket med aloksitt-skiven påført skrus på en krukke fylt med løsningen oppvarmet til den ønskede bløtgjøringstemperatur. 3. Krukken vendes opp-ned og anbringes i et vannbad eller en ovn med konstant temperatur innstilt på den ønskede bløtgjøringstemperatur for den tilsiktede opp-bløtningstid. Oppbløtningstiden kan varieres for å bestemme den optimale tid for bløtgjøring. Filterkakens og skivens tilstand observeres. 4. Krukkelokket med aloksitt-skiven overføres til en beholder som inneholder vaske-løsningen. Vaskeløsningen er en 3 vekt-% kaliumklorid-løsning, hvis ikke annet er angitt.

5. Beholderen rulles i en valseovn ved oppbløtningstemperaturen.

6. Filterkaken undersøkes hvert 5. min for å bestemme den tid som kreves for å rense skiven. Skiven anses å være ren når ingen filterkake dekker skiven. Polymeren anses tilstrekkelig nedbrutt når enhver gjenværende filterkake fra skiven er nedbrutt til en klar eller lett grumset løsning. 7. Optimal bløtgjøringstid for oppbløtningsløsningen fastlegges ved å måle vaskingens effektivitet. Det magnesiumperoksid som anvendes i eksemplene er kommersielt tilgjengelig peroksid fra FMC Corporation. Det har et aktivt peroksid-innhold på minimum 16,9 %, og således et aktivt oksygeninnhold på minst 7,95 %.

Eksempel 1

Et bore- og brønnvedlikeholdsfluid i henhold til oppfinnelsen og med den sammensetning som angitt i tabell 1, ble anvendt for å fremstille en filterkake med innhold av magnesiumperoksid som en iboende komponent av kaken. Filterkaken ble fjernet ved å anvende den sure oppbløtningsløsning, vaskeløsningen samt de betingelser som er angitt i tabell 1. De oppnådde resultater fremgår av tabell 1.

Eksempel 2

Eksempel 1 ble gjentatt under anvendelse av borefluid, sur oppbløtningsløsning, vaske-løsning og arbeidsbetingelser som angitt i tabell 2. De oppnådde resultater fremgår av tabell 2.

Eksempel 3

Eksempel 1 ble gjentatt ved anvendelse av det samme borefluid og den sure oppbløt-ningsløsning, vaskeløsning og arbeidsbetingelser som angitt i tabell 3. De oppnådde resultater fremgår av tabell 3.

Eksempel 4

Eksempel 1 ble gjentatt ved anvendelse av borefluid, sur oppbløtningsløsning, vaske-løsning og arbeidsbetingelser som angitt i tabell 4. De oppnådde resultater fremgår av tabell 4.

Eksempel 5

Et vannbasert bore- og brønnvedlikeholdsfluid av kjent art og med innhold av polysakkarid-polymerer, xantan gummi og epiklorohydrin-fornettet hydroksypropyl-stivelse samt natriumklorid som brodannende middel med en sammensetning som angitt i tabell 5, ble anvendt for å fremstille en filterkake som angitt ovenfor. En annen filterkake som inneholdt magnesiumperoksid som en iboende komponent, ble påført på den første filterkake. Sammensetningen av det peroksidholdige fluid er angitt i tabell 5. De kombinerte filterkaker ble fjernet fra skiven ved anvendelse av sur oppbløtningsløsning, vaskeløsning, samt ved de arbeidsbetingelser som angitt i tabell 5. De oppnådde resultater fremgår av tabell 5.

Eksempel 6

Eksempel 5 ble gjentatt, bortsett fra at peroksid-fluidsammensetningen var 0,94 fat eller 149,5 dm<3> av en NaCI-saltløsning på 1198 g/dm3 (10 ppg), 3,14 g/dm<3> (1,1 ppb) xantan gummi, 12 g/dm<3> (4,2 ppb) epiklorohydrin-fomettet hydroksypropyl-stivelse, 28,5 g/dm<3 >(10 ppb) finmalt NaCI, og 28,5 g/dm<3> (10 ppb) magnesiumperoksid. De samme resultater ble oppnådd.

Eksempel 7

Bore- og brønnvedlikeholdsfluider i henhold til foreliggende oppfinnelse og med de sammensetninger som angitt i tabell 6 under fluid nr. 3-13, ble fremstilt og vurdert med hensyn til termisk stabilitet. De oppnådde data er angitt i tabell 6.

Disse data antyder at høye temperaturer aktiverer peroksidet i henhold til foreliggende oppfinnelse og resulterer i at det oppnås i det minste delvis oppløsning av polysakkarid-polymerene. Oppløsningen eller nedbrytningen av polymerene ble eliminert ved innfør-ing av natrium-tiosulfat som reduseringsmiddel i fluidene i henhold til oppfinnelsen. Nær-mere undersøkelse av de oppnådde data viser en kraftig økning av fluidenes viskositet etter aldring, ved høye temperaturer for de fluider som inneholder både tiosulfat og magnesiumperoksid. Grunnen til en slik kraftig økning i viskositet er ikke kjent. Den kan i alle fall ikke forklares ut fra elimineringen av polymerenes nedbrytning, da dette høyst sannsynlig ville ha ført til svake forandringer i viskositeten.

Eksempel 8

Et bore- og brønnvedlikeholdsfluid i henhold til foreliggende oppfinnelse og med den sammensetning som angitt i tabell 7 ble brukt til å frembringe en filterkake med innhold av magnesiumperoksid som en iboende komponent. Filterkaken ble bragt i kontakt med den sure oppbløtningsløsning som angitt i tabell 7, ved varmrulling ved ca. 66° C

(150° F) i den tid som er angitt i tabell 7. Ingen stillestående oppbløtning av kaken fant sted, og ingen vasking ble utført siden filterkaken var fullstendig nedbrutt etter 2 timer.

Eksempel 9

Bore- og brønnvedlikeholdsfluider i henhold til foreliggende oppfinnelse ble fremstilt med sammensetning som angitt i tabell 3, bortsett fra at konsentrasjonene av magnesiumperoksid og natrium-tiosulfat ble variert henholdsvis fra 2,85 til 28,5 g/dm<3> (1-10 ppb) og fra 0,713 til 2,14 g/dm<3> (0,25 - 0,75 ppb). Filterkaker som inneholdt magnesiumperoksid ble fremstilt som angitt i tabell 3. Disse ble bragt i kontakt med forskjellige sure oppbløtningsløsninger som inneholdt (1) fra 7,13 til 28,5 g/dm<3> (2,5 - 10 ppb) sulfaminsyre og fra 2,85 til 5,7 g/dm<3> (1 - 2 ppb) sitronsyre i en 28,5 g/dm<3> (10 ppg) mettet NaCI-saltløsning, eller (2) fra 2 % til 15 % HCI mettet med NaCI med innhold av 8,56 g/dm<3> (3 ppb) sitronsyre. Oppbløtningsforholdene varierte fra 1 til 4 timer ved ca. 66° C (150° F) og vaskebetingelsene varierte fra 0 til 30 minutter ved ca. 66° C (150° F). I alle tilfeller ble 100 % av filterkaken fjernet fra skiven. Vaskeløsningen var da enten en klar løsning som anga fullstendig oppløsning av filterkaken, eller den inneholdt en ikke-heftende polymer-rest som i praksis ville kunne sirkuleres ut av borehullet.

Eksempel 10

Den etterfølgende laboratorieprosess ble utført for å vise avsetningen av den peroksid-holdige filterkake og dens fjerning, samt den virkning denne prosess ville ha på tilbake-strømningen gjennom det gjennomtrengelige filtermedium, som skulle simulere retur-strømningen gjennom en gjennomtrengelig formasjon.

Fremgangsmåte ved filterkakefierning/ returstrømning i en HTHP- filtratcelle

A. Bestemmelse av kjernens gjennomtrengelighet ( simulert formasjon)

1. En teflonforing ble anbragt på innsiden av en 500 ml dobbel-endet sementcelle. 2. En 2 darcy aloksittskive (10 pm) anbringes på bunnen av en HTHP-celle og endehetten festes.

3. HTHP-cellen fylles med 400 ml filtrert 3 % KCI-saltløsning.

4. Med bunnstammen (ventilen) lukket opprettes det ca. 690 kPa (100 psi) inne i

HTHP-cellen.

5. Bunnstammen åpnes og stoppeklokken startes.

6. Den tid det tar for 300 ml å strømme gjennom skiven bestemmes.

7. Prosesstrinnene 3-5 gjentas inntil det er oppnådd en stabil mengdestrøm.

8. Resultat: Under foreliggende prøve ble det oppnådd en innledende strømningstakt tilsvarende 32 sekunder.

B. Oppbygning av filterkake og påføring av oppbrvtende bløtningsløsning

1. Fluid fremstilles og anbringes i HTHP-cellen i 16 timer ved ca. 1724 kPa (250 psi) og ca. 66° C (150° F). Bunnstammen etterlates åpen hele tiden for å tillate filtratet å strømme igjennom. Fluidsammensetning: 0,94 fat eller 149,5 dm<3> NaCI-salt-løsning på 1198 g/dm<3> (10 ppg), 10,7 g/dm<3> (3,75 ppb) xantan gummi, 3,57 g/dm<3 >(1,25 ppb) ECHXHPS, 0,856 g/dm<3> (0,3 ppb) NTS, 5,7 g/dm<3> (2 ppb) magnesiumperoksid, 131 g/dm3 (46 ppb) størrelsestilpasset NaCI. 2. Den ønskede oppbrytnings/bløtnings-løsning fremstilles. I den foreliggende prøve anvendes 10 % HCI mettet med NaCI med innhold av 8,56 g/dm<3> (3 ppb) sitronsyre.

3. Overskuddsvæske fjernes fra HTHP-cellen.

4. Oppbrytnings/bløtnings-løsningen helles forsiktig ut på toppen av filterkaken.

C. Simulert overbalanse av borehullet under oppbrytnings- bløtningen

1. Et trykk på ca. 1724 kPa (250 psi) påføres ved ca. 66° C (150° F) og oppbrytnings/bløtningsløsningen etterlates slik i 3 timer. D. Påføring av vaskeløsning og simulering av mekanisk omrøring under sirkulasjon 1. Oppbrytnings/bløtnings-løsningen fjernes, hvorpå filtrert en 3 % KCI-saltløsning (vaskeløsningen) helles forsiktig inn HTHP-cellen. 2. Et trykk på ca. 690 kPa (100 psi) påføres cellen, HTHP-cellen plasseres i en rulleovn på ca. 66° C (150° F) og rulles i 15 minutter. 3. Vaskeløsningen helles av og fersk filtrert 3 % KCI-saltløsning føres inn i cellen.

Prosesstrinn D2 gjentas.

4. Vaskeløsningen helles av og derpå gjentas prosesstrinnene A3 - A7.

5. Resultat: Ved den foreliggende prøve ble det oppnådd en mengdestrøm tilsvarende 40 sekunder. Simulerer lekkasjepotensial under overbalansert sirkulasjon.

E. Simulering av returstrømning av formasionsfluid inn i brønnhullet

1. For å utprøve returstrømningen tas skiven ut av cellen, skiven vendes opp-ned og settes tilbake i cellen. Prosesstrinnene A3 - A7 gjentas for å fastlegge fjerning av filterkaken. 2. Resultat: I denne prøve ble det oppnådd en mengdestrøm tilsvarende 29 sekunder. Strømningen av fluid fra formasjonen til brønnhullet er da raskere enn den opprinnelige mengdestrøm. Dette angir ikke bare at filterkaken er blitt fjernet, men også at kaken ble lett stimulert ved syrebehandlingen.

Claims

1. Fremgangsmåte for å lette fjerning av en filterkake fra sidene av et borehull i en underjordisk formasjon, idet filterkaken avsettes under brønnborings- og brønnvedlike-holdsoperasjoner fra et alkalisk, vannbasert fluid som inneholder en eller flere polysakkarid-polymerer og brodannende partikler, karakterisert ved at et peroksid valgt fra en materialgruppe bestående av jordalkalimetall-peroksider, sinkperoksider samt blandinger av disse, avsettes i filterkaken som en integrert komponent i denne, hvoretter filterkaken bringes i kontakt med en sur løsning for å aktivere peroksidet i en slik tidsperiode at polymeren inne i filterkaken nedbrytes.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det alkaliske, vannbaserte fluid som anvendes, inneholder en mettet løsning av et vannløselig salt med suspenderte partikler av et vannløselig brodannende middel som er uløselig i den mettede løsning.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at den sure løsning som anvendes, omfatter en syre i en mettet løsning av det vannløselige salt.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at filterkaken med innhold av den nedbrutte polymer vaskes med et fluid som de brodannende partikler kan løses i.

5. Fremgangsmåte som angitt som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte filterkake utgjør en andre filterkake som fra et alkalisk, vannbasert fluid avsettes på overflaten av en første filterkake avsatt på sidene av et borehull under brønnborings- eller brønnvedlikeholdsoperasjoner fra et alkalisk, vannbasert fluid som inneholder en eller flere polysakkarid-polymerer og et brodannende middel, hvoretter de kombinerte filterkaker bringes i kontakt med en sur løsning for å aktivere peroksidet i en slik tidsperiode at polymeren inne i filterkakene nedbrytes.

6. Alkalisk, vannbasert brønnborings- eller brønnvedlikeholdsfluid som inneholder en eller flere polysakkarid-polymerer og et brodannende middel, karakterisert ved at fluidet inneholder mellom omtrent 2 og 50 kg/m<3> av et peroksid som er suspendert i fluidet og er valgt fra en materialgruppe bestående av jordalkalimetall-peroksider, sinkperoksid samt blandinger av disse.

7. Fluid som angitt i krav 6, karakterisert ved at det inneholder en alkalisk, vandig væske som er en mettet løsning av et vannløselig salt, idet det brodannende middel har størrelsestilpasset partikkelform og utgjøres av et vannløselig salt som ikke er løselig i den alkaliske, vandige væske.

8. Fluid som angitt i krav 7, karakterisert ved at det inneholder mellom omtrent 0,7 og 14 kg/m<3> av en tilsats valgt fra en materialgruppe bestående av reduseringsmidler, frie radikale scavengers samt blandinger av disse.

9. Fluid som angitt i krav 7, karakterisert ved at det inneholder mellom omtrent 0,7 og 14 kg/m<3 >natrium-tiosulfat, mens peroksidet er magnesiumperoksid.